Разработка учебного занятия в кружке «Юный эколог» Приготовление модельных растворов загрязнений воды и их экспресс- анализ (использование данных в учебно-исследовательских проектах)

Разработка учебного занятия

Приготовление модельных растворов загрязнений воды и их экспресс- анализ
(использование данных в учебно-исследовательских проектах)

Цель и задачи: проведение практических методов исследования (на примере модельных растворов воды) для развития познавательных интересов , положительных мотивов учебной деятельности и повышения экологической культуры воспитанников.

Оборудование: комплект-лаборатория для проведения экологического практикума, набор химических реактивов и лабораторной посуды, инструкционных карты, индивидуальные карты для обучающихся, медиаустановка, компьютер, выставка экологического оборудования и эколитературы.

ХОД ЗАНЯТИЯ:

1. Оргминута

2. Вступительное слово педагога

3. Выступление участника летнего палаточного лагеря ( «На Старице»)

4. Выступление участников летней площадки «Наш край»

5. Инструктаж по выполнению работы (обучающаяся кружка)

6. Практикум ( алгоритм выполнения)

7. Завершающее слово педагога.

Педагог:

Сегодня у нас очередное занятие нашего кружка «Юный эколог», которое является продолжением практических занятий по теме «Экомониторинг». Я хочу начать словами российского поэта Р.Рождественского:

Кромсаем лёд,

Меняем рек теченье,

Твердим о том, что дел невпроворот.

Но мы ещё придём просить прощенья,

У этих рек, барханов и болот,

У самого гигантского восхода,

У самого мельчайшего малька.

Пока об этом думать неохота,

Нам не до этого пока.

Аэродромы, пирсы и перроны,

Леса без птиц и реки без воды………

Вода- живое чудо природы. Всё живое вышло из воды. Вода не только поит, но ещё и кормит, «добывает, электрический ток, моет людей, города, машины, дороги. Без воды не замесить теста для хлеба, не сделать бумагу, ни ткани для одежды, ни конфет, ни резины- ничего не сделать без воды. Поэтому воду надо беречь, расходовать экономно, не загрязнять.

В настоящее время неуклонно растёт интерес к контролю качества воды, что обусловлено рядом причин. В их числе — продолжающееся загрязнение окружающей среды, в частности водных источников. Любой уважающий себя человек может и должен сам проводить простейшие экологические исследования. Поэтому наше занятие нацелен на развитие умений проводить экспресс -анализы модельных растворов. (2МИН)

Но прежде небольшой экскурс: (участник занятия)

Наш кружок «Юный эколог» был организован в 1997г., и действует уже 15 лет. Главная цель -получение экологических знаний путём активной практической деятельности, повышение экологической культуры. Мы участвовали в реализации таких социальных проектов: «Оглянись на дом свой», «Фольклор в природной среды», «Гидронимы Выксунского района». Нам стало тесно в кружке и к нам стали присоединяться единомышленники и борцы за чистоту окружающей природы.

Сфера деятельности расширилась. Мы продолжаем заниматься экологическими исследованиями воды, почвы, изучаем растительный и животный мир. Эти исследования проводились в городском парке , пришкольной территории, местных водоёмах. Параллельно проводились этнографические, географические, краеведческие исследования данных объектов. Исследования проводились с помощью экологического оборудования школьной лаборатории, а более сложные отправлялись в лабораторию ОАО ВМЗ. Результаты анализов показали, что не всё благополучно в нашем районе. В воде повышено содержание железа ,нитратов, что способствует развитию одноклеточных водорослей и зацветанию водоёмов. Ухудшение воздушного баланса водоёмов – приводит к гибели рыбы, водных животных.

По материалам изученных объектов были выпущены буклеты «Живой источник», «Выксунский парк: прошло, настоящее, будущее». « Гидронимы нашего района» для привлечения к экологическим проблемам общественности.

Деятельность нашей организации нашла широкую поддержку в районном комитете по экологии и в министерстве охраны и природопользования. Мы получили возможность исследовать реки Нижегородской области. Было совершено 3 байдарочных экспедиции по рекам – Ветлуга, Пьяна, Керженец. (2 МИН)

Совместно со Станцией юных туристов 2 года подряд мы организовывали палаточный лагерь в р-не р. Старицы. Эта форма работы тоже является незабываемой для подростков 13-16 лет.

«На старице 2014» (участник) — 1 МИН.

Был проведён районный эколого — краеведческий туристический палаточный лагерь «На Старице», который располагался на берегу р. Оки вблизи деревни Пристанское.

Участники лагеря – 30 обучающиеся (в возрасте от 12 до 16 лет) школ города и района, с разным уровнем экологической культуры. Основу коллектива лагеря составляют разновозрастные группы. Каждая группа состояла из семи – восьми ребят, занимающих отдельную палатку. Благодаря этому, было легко проводить различные конкурсы, наблюдения, игры или участвовать в практических природоохранных акциях.

Продолжительность лагерной смены – 10 дней.

Мы получили много новых знаний в области экологии и охраны природы, краеведения; участвовали в экологических десантах, учились оборудовать места стоянок, собирали лекарственные растения; чтобы развивать навыки межличностного общения педагоги проводили (психологические игры, тренинги, тесты и т.п.); каждый день была утренняя зарядка, спортивные игры, соревнования ; тематические занятия по биомониторингу, по биологии и географии. Ну а главное, было изучение экологического состояния природной зоны р. Старицы. Это нашло отражение и научно-практических проектах, написанных по итогам смены.

Педагог: Для учащихся 5-7 классов традиционной стала летняя площадка

Школьная летняя площадка «Наш край» (Кулагина Аня)

В июне 2012г. на базе школы проходила эколого-краеведческая площадка «Наш край» для учащихся 5-х , 6-х и 8-х классов с 5-15 июня

Были приглашены все желающие, принять участие в летней площадке, соблюдая принцип доступности получения образования. Но основной костяк составили кружковцы.

В процессе работы мы делились на 5 групп (по 5 человек) и работали по разным направлениям ( экология, краеведение, этнография, туризм, ЗОЖ)

Были проведены:

1. конкурс экологического рисунка на асфальте,

2. два спектакля «День Земли» и «Голубые очи планеты» для детей из школьного лагеря,

3. экскурсии по природно-историческим объектам Выксы и Выксунского района;

4. Взяли и исследовали пробы воды в водных источниках нашего района , провели камеральную обработку.

5. Провели экспедицию на Ризадеевское озеро, мы в полевых условиях знакомились с растениями , животными и экосостоянием изучаемых объектов (рассказ очевидца-впечатления);

6.Посетили библиотеку «Отчий край» 7.Работали с топографической картой Выксунского района, выбирали маршруты. Научились заполнению маршрутных, опросных и объектных листов.

6. 8. Экологическая учёба: «Как писать проект»;(2 мин)

Педагог:

Темой сегодняшнего нашего занятия является:

« Приготовление модельных растворов загрязнений воды

и их экспресс- анализ
(использование данных в учебно-исследовательских проектах)

Сегодня мы проведём практическую работу, где условно можно выделить два блока:

1. Органолептические характеристики воды( мутность, запах и вкус)

2. Оценка содержания некоторых компонентов ( Рн, сульфатов, сульфидов и нитратов).

Объекты исследования: водопроводная вода , модельные растворы воды.

Методические рекомендации по проведению экспресс-анализов (Выступление участника кружка)

• Работа по группам

• Использование инструкционных карт

• Индивидуальные карты -инструкции

• Набор пробирок с исследуемыми растворами

• Химические реактивы и комплект-лаборатория

Нормативы определения органолептических свойств питьевой воды

Показатели

Единицы

измерения

Нормативы,

не более

ГОСТ

Запах

Баллы

2

3351-74

Вкус

Баллы

2

Цветность

Градусы

20 (35)

Мутность

ЕФМ (единицы мутности по

формазину или мг/ дм³ (по каолину)

2,6 (3,5)

1,5 (2)

ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Любое знакомство со свойствами воды начинается с определения органолептических показателей, т.е. таких, для определения которых мы пользуемся нашими органами чувств (зрением, обонянием, вкусом). Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о составе воды. К органолептическим характеристикам относятся: цветность, мутность (прозрачность), запах, вкус, привкус.

Запах определяют при нормальной (20°С) и при повышенной (60°С) температуре воды. Запах подразделяют на две группы (таблица 5.1.):

- естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от влияния почв, водной растительности и т.п.);

- искусственного происхождения. Такие запахи обычно значительно изменяются при обработке воды.

Мутность

Мутность природных вод вызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими и органическими веществами различного происхождения. Качественное определение проводят описательно: слабая опалесценция, опалесценция, слабая, заметная и сильная муть.

Определение рН

Водоро́дный показа́тель, pH (произносится «пэ аш», английское произношение англ. pH — piː'eɪtʃ «Пи эйч») — мера активности (в очень разбавленных растворах она эквивалентна концентрации) ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность,

(Ход работы)

Водородный показатель рН

В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0. 1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора оценивают величину рН.

Розово - оранжевая

рН около

5

Светло-желтая

pH -

6

Светло - зелёная

рН -

7

Зеленовато-голубая

рН -

8

Определение сульфатов

(качественное определение с приближённой количественной оценкой. )

Оборудование и реактивы

Штатив лабораторный с пробирками,

пипетки 5 и 10 см³ с делениями на 0, 1 см³,колбы мерные вместимостью 100, 500 и 1000 см³_, пробирки колориметрические с притертой пробкой и отметкой на 10 см³, палочки стеклянные,воронки стеклянные, HCl(1:5), BaCl_2. (5%), калий сернокислый, серебро азотнокислое, вода дистиллированная

Подготовка к анализу

Приготовление основного стандартного раствора серно­кислого калия

0, 9071 г K₂SO₄ растворяют в мерной колбе вместимостью 1 дм³ в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллированной водой до метки. 1 см³ раствора содержит 0, 5 мг сульфат-иона.

Приготовление рабочего стандартного раствора сернокислого калия

Основной раствор разбавляют 1 : 10дистиллированной водой. 1 см³ раствора содержит 0, 05 мг сульфат-иона.

Приготовление 5 %-ного раствора хлористого бария

5 г ВаСl₂ растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 100 см³.

Приготовление 1, 7 %-ного раствора азотнокислого серебра

8, 5 г AgNO₃ растворяют в 500 см³дистиллированной воды и подкисляют 0, 5 см³концентрированной азотной кислоты.

Проведение анализа

В колориметрическую пробирку диаметром 14-15 мм наливают 10 см³ исследуемой воды, добавляют0, 5 см³ соляной кислоты (1:5). Одновременно готовят стандартную шкалу. Для этого в такие же пробирки наливают 2, 4, 8 см³ рабочего раствора сернокислого калия и 1, 6; 3, 2; 6, 4 см³основного раствора K₂SO₄ и доводят дистиллированной водой до 10 см³, получая таким образом стандартную шкалу с содержанием: 10, 20, 40, 80, 160, 320 мг/дм³ сульфат-иона. Прибавляют в каждую пробирку по 0, 5 см³ соляной кислоты(1:5), затем в исследуемую воду и образцовые растворы по 2 см³ 5 %-ного раствора хлористого бария, закрывают пробками,перемешивают и сравнивают со стандартной шкалой.

Определение нитратов

Оборудование и реактивы:

пробирки, пипетка на5мл, 2мл, физиологический раствор (0, 9%р-р NaCl),риванол солянокислый (0, 25г риванола растворяют в200мл 8%HCl), порошок цинка

Определение:

К 1мл исследуемой воды прибавляют 2, 2мл физиологического раствора. Затем отбирают 2мл приготовленного раствора, добавляют 1мл солянокислого раствора риванола и немного порошка цинка (на кончике ножа). Если в течении3-5минут желтая окраска риванола исчезнет и раствор окрасится в бледно-розовой цвет, то содержание нитратов в воде превышает ПДК.

Нитраты

опасны для человека. Различают первичную токсичность собственно нитрат-иона;вторичную, связанную с образованием нитрит-иона,и третичную, обусловленную образованием из нитритов и аминов нитрозаминов. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г. При длительном употреблении питьевой воды,содержащих значительные количества нитратов,снижается способность крови к переносу кислорода, что ведет к неблагоприятным последствиям для организма.

Лаборатория экологии

На основании полученных данных делает сравнительный анализ и дает заключение о пригодности питьевой воды используя при этом П.Д. К. Все данные вводит в компьютер. Строит диаграммы сравнения по нескольким разным пробам воды.

ВЫВОДЫ:

В результате экспресс-анализов можно сделать выводы:

1. Наибольшая мутность наблюдалась в пробирках №№:_________, такую воду использовать нельзя в приготовлении пищи.

2. Чувствовался запах в пробирках №№:__________________, это говорит о непригодности данной воды.

3. Рн пробы выявили что: повышенная кислотность в пробирках №№______,

щелочная среда в пробирках №№___________________, это вода не должна использоваться в хозяйстве, в пробирках №№_____________________, водная среда нейтральная, эту воду можно использовать в приготорлении пищи и для питья.

4. Нитрат- ионы присутствуют в пробирках №________________, сама вода не опасна, но её соединения при длительном употреблении питьевой воды,содержащих значительные количества нитратов,снижается способность крови к переносу кислорода, что ведет к неблагоприятным последствиям для организма.

5. Сульфат-ионы замечены в пробирках №№_____________________, это тоже неблагоприятно скажется на здоровье человека.

К следующему занятию вы сделаете диаграммы по качественным показателям и выводы к ним.

Педагог:

Цель занятия достигнута мы провели экспресс-анализы на примере модельных растворов воды и сделали выводы о пригодности их в питьевых и хозяйственных целях. Стоит не эабывать, что исследуемые пробы необходимо использовать в течение нескольких часов или хранить в холодильнике, количество воды не должно быть меньше 0,5 литра.

В завершении нашего занятия я предлагаю отрывок из видеофильма «Экология и культура -будущее России», ведь повышение экокультура, патриотических основ образования, должно стать основой процветания нашей родины.

Отрывок из видеофильма «Экология и культура -будущее России»

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!