Исследовательская работа по химии

Муниципальное Бюджетное Образовательное Учреждение
Средняя Школа №10 Г. Бор









Исследовательская работа
по теме:
«Качественный анализ пробы воды из реки Волга
города Бор»




Выполнили: ученицы 9 класса
Горева Анастасия,
Новикова Александра

Руководитель: Моргунова Е. Ю.










город Бор
2016 год
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
3

Глава 1 Исторические аспекты
4

1.1 Гидрографический анализ бассейна реки Волга
4

1.2 Борское Отечество мое
5

Глава 2 Экология без секретов
6

2.1 Мониторинг реки Волги города Бор
6

2.2 Вода – зеркало здоровья населения
8

Глава 3 Экологическое наследие
9

3.1 Методы очистки воды
10

Заключение
11

Литература
12


















ВВЕДЕНИЕ
«Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствамиТы самое большое богатство на свете»
Антуан де Сент-Экзюпери
Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу – одну из мощных сфер нашей планеты (приложение А; приложение Б). Вода – наиболее распространенное на Земле вещество, «водаудивительная, парадоксальная, загадочная, непостижимая» не счесть числа эпитетам, которые могли бы в полной мере охарактеризовать это уникальное вещество. Она была и остается музой, источником вдохновения не только поэтов, художников, композиторов, но и ученых-философов, естествоиспытателей, которые многие годы разгадывают тайны этого великого создания природы. Вода в нашей профессии тоже играет немаловажную роль - наша будущая профессия- технолог продукции общественного питания - одна из самых массовых профессий в сфере обслуживания.
Многие, наверняка, зададут нам вопрос, почему тема нашей работы посвящена воде. Прежде, чем выбрать тему для обсуждения, мы долго думали о том, актуальна ли на данное время проблема загрязнения великолепной реки Волга? Безусловно, да! (Приложение А: фотоальбом). За последние несколько десятилетий проблема загрязнения водных источников (озер, рек, грунтовых вод) стала очень актуальной. Ученые подсчитали, что каждый год во всем мире в водоемы попадает столько вредных веществ, что ими можно было бы заполнить 10 тыс. товарных поездов. Даже в водах Арктики нашли стиральный порошок. В результате деятельности человека в реках Европы – Сене, Дунае, Рейне, Волге – нельзя купаться. Загрязнение воды ядохимикатами с трудом выявляется из-за низкой концентрации. Вредные вещества способны накапливаться в организме, вызывая самые разные заболевания вплоть до рака. Уже несколько десятилетий в результате промышленных и коммунальных сбросов нельзя пить воду из Средней и Нижней Волги. И поэтому мы решили провести экспериментально-исследовательскую работу, цели которой выявить экологическую обстановку реки Волги в городе Бор, привлечь внимание борчан к состоянию водного бассейна, расширить свой кругозор, получить научные знания, приобщиться к экологической культуре, тем самым постигая истинные ценности жизни и формируя личностное мировоззрение.
















1 ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
1.1 Гидрографический анализ бассейна реки Волга
«Каждая страна имеет свою национальную реку, - писал Дюма. - Россия имеет Волгу - самую большую реку в Европе, царицу наших рек, - и я поспешил поклониться ее величеству реке Волге!» (приложение фотоальбом).
Река Волга, самая длинная в Европе, тянется на протяжении 3530 км, площадь ее водосборного бассейна составляет 1360000кв.км. Сведения о Волге встречаются в трудах ученых и путешественников древних лет. Первое упоминание о ней как о реке Ра имеется в записях грека Птоломея во 2 в. н. э. Позднее, в 9 и 10 веках, Ра обретает название Эдиль, но чаще Итиль. Ученые предполагают, что название реки произошло от древнерусского слова «волога» - влага ( приложение фотоальбом).
Сегодня в понятие «бассейн Волги» входит многомиллионное население 39-ти субъектов федерации, здесь сконцентрирован огромный промышленный потенциал страны, в том числе  гигантские химические предприятия, нефтеперерабатывающие заводы, крупные машиностроительные объединения, тепловые электростанции, не уступающие по мощности гидроэлектростанциям. Волга и её притоки заполнены до предела грузовыми и пассажирскими судами. Здесь ведется добыча углеводородного сырья (нефть, уголь, газ и др.). Десятки ведомств, тысячи организаций имеют свои интересы в Поволжье. Все они и являются загрязнителями Волги (приложение фотоальбом).
На долю Волжского бассейна приходится более трети общего сброса сточных вод в Российской Федерации (приложение В). При этом действующие очистные сооружения обеспечивают эффективную очистку лишь 8% загрязненных вод. (приложение фотоальбом).
Практически все водные объекты бассейна Волги подвержены антропогенному воздействию (приложение Г). Несмотря на тенденцию сокращения общей массы сброса загрязняющих веществ со сточными водами, степень загрязненности воды реки в целом устойчиво сохраняется на очень высоком уровне. Только 20% экосистем волжского водосбора находятся в нормальном состоянии. Волга из могучей проточной реки превратилась в цепь слабопроточных водоёмов, где все её физические, химические и биологические свойства изменились коренным образом. Волга стала как бы иным природным телом.
Развитие гидроэнергетики связано с огромными экологическими последствиями. Затопление  плодородных долинных земель ведет к резкому обогащению водоемов соединениями азота и фосфора([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]), органическими веществами (веществами полученными из нефти и газа) и вызывает дестабилизацию экологической ситуации на первом этапе эволюции водохранилищ. Развитие городов, промышленности и сельского хозяйства на водосборе водохранилища ведет к постепенной аккумуляции разного рода загрязнителей в нем, превышению экологической емкости водоема. В зависимости от типа грунтов, скорости водообмена, интенсивности загрязнения превращение водохранилищ в очень загрязненные водоемы происходит за 30-60 лет. Последствия такого экологического кризиса весьма далеко идущие, а первопричиной его служит плотина, построенная якобы для блага людей.
В 2000 году значительную антропогенную нагрузку сточных вод нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, текстильной промышленности испытывало Горьковское водохранилище. На разных участках вода водохранилища характеризовалась, как «весьма загрязненная» или «грязная».


1.2 Борское Отечество мое
« Шуми, шуми, сосновый бор, по склонам и увалам,
Я помню, помню с давних пор, как ты шумел, бывало.
В нем, в этом шуме – вещий зов, манящий и певучий,
В нем столько тайн и столько снов о вечном и грядущем.
Тех звуков движется поток и тает в небе пенном.
В нем дивной музыки исток симфонии Вселенной».
Константин Ястребов
Волга протекает через города Волгоград, Саратов, Самара, Кострома, Иваново, Калуга и многие другие, но и, конечно, она протекает через наш родной город - город Бор (приложение Д).
Наш город расположен на левом берегу Волги, напротив города Нижнего Новгорода, с которым соединён совмещённым автомобильным и железнодорожным мостом (с 1965) (приложение фотоальбом). Ближайшие города: Нижний Новгород, Семёнов, Балахна, Дзержинск, Городец, Кстово. Расстояние до Москвы около 450 км.
Первые сведения о поселении относятся к XIV веку. Статус города получен в 1938 (до 1938 село Бор) (приложение фотоальбом). Поволжский край (береговая полоса по левой стороне Волги) – край, который славился дивными сосновыми лесами. Стройные стволы тянулись высоко в небо. Конечно, сейчас город Бор по площади (358,4 тыс. га) – второй по величине в Нижегородской области, расположен на левом берегу реки Волга, примыкая с севера к городу Н. Новгороду (приложение фотоальбом). Однако, как и во многих уголках нашей страны в городе Бор существуют экологические проблемы, одна из наиболее актуальных проблем города – загрязнение водного баланса реки Волги. Об этом думают многие жители нашего города.
Из взятого нами интервью, мы выяснили, как жители города Бор оценивают экологическое состояния нашего города. В интервью принимало участие 10 человек (жителей г. Бор), опрашиваемым предлагались следующие вопросы:
«Любите ли вы свой родной город?»
«Нравится ли вам экология нашего города?»
«Как вы думаете, что влияет на экологию нашего города?»
«Вы считаете нашу реку Волгу чистой?»
«Как вы думаете, чем можно помочь нашему городу от загрязнения воды?»
Безусловно, на первый вопрос все опрашиваемые ответили «да», а что касается экологии города, ответы были следующие, например, некоторые винили в загрязнении жителей, другие – местное самоуправление, третьи – заводы, которые расположены на территории города Бор и Борского района.
( приложение Е – результаты опроса)












Глава 2 ЭКОЛОГИЯ БЕЗ СЕКРЕТОВ

2.1 Мониторинг реки Волги города Бор
Важным элементом рационального использования и охраны водных ресурсов от истощения и загрязнения является система слежения за состоянием и динамикой основных характеристик качества и ресурсов поверхностных и подземных вод – мониторинг. В своей работе мы провели мониторинг водного объекта реки Волга города Бор Нижегородской области (Приложение Ж), вблизи сточных вод «Борского Стекольного завода».
Наша цель выявить пригодность речной воды для питья.
Дата отбора пробы: 31. 10.2010
Место отбора пробы: вблизи ОАО «Эй-Джи-Си – Борский Стекольный Завод»
Температура воздуха:00C
Атмосферное давление:746 мм. рт. ст.
Влажность воздуха:93%
Дата проведения анализа:1.11.2010

Таблица 1 - Экспериментальная часть (приложение фотоальбом)
Что делали
Наблюдения
Выводы

1.Органолептические показатели пробы воды
Проба воды светло-желтого цвета, мутная, на поверхности маслянистые пятна
Проба воды имеет соответствующие загрязнения

2. Определение кислотности ( pH)
Универсальная индикаторная бумага окрасилась в желтый цвет. (pH=5,8)
Среда слабокислотная

3.Определение ионов железа (III)
К 10мл исследуемой воды прибавили 1-2 капли HCl и 0, 2 мл (4 капли) 50%-го раствора KNCS. Перемешали и наблюдали за развитием окраски.

Слабо желтовато-розовое
Наличие ионов железа (III)
Fe3+ + 3NCS- = Fe(NCS)3

4. Определение ионов меди:
В фарфоровую чашку поместили 3-5мл исследуемой воды, выпарили досуха, затем прибавили 1каплю конц. раствора аммиака.
Появление синего цвета.
Наличие ионов меди
2Сu2+ +4NH4. ОН = 2[Cu(NH3)4]2+ +4H2O

5.Определение сульфат ионов:
К 5-10 мл исследуемой воды добавляют 2 мл раствора хлорида бария.

Сильная муть
Наличие сульфат –ионов
Ba2++SO42- =BaSO4


6. Определение органических веществ:
Налили в пробирки 2 мл фильтрата пробы, добавили несколько капель соляной кислоты. Затем приготовили розовый раствор KMnO4 и прилили его к каждой пробе по каплям.
Раствор не изменился
Непредельных органических веществ не обнаружено

7. Определение хлорид – ионов:
К 5-10 мл исследуемой воды добавили 2 мл раствора нитрата серебра.
Белый осадок

Наличие хлорид-ионов
Ag++Cl-AgCl

8.Определение
азотосодержащих веществ
К 1мл исследуемой воды прибавили 2, 2мл физиологического раствора(0, 9%р-р




NaCl), риванол солянокислый (0, 25г риванола растворяют в 200мл 8%HCl), затем отобрали 2мл приготовленного раствора, добавили 1мл солянокислого раствора риванола и немного порошка цинка (на кончике ножа).


Наблюдали в течении 3-5минут желтая окраска риванола исчезла и раствор окрасился в бледно-розовой цвет.

Наличие азотосодержащих веществ


Таблица 2- Определение железа общего, мг/л
Окрашивание при рассмотрении
Содержание железа

Сбоку
Сверху


Нет
Нет
0,05

Едва желтовато розовое
Чрезвычайно слабо желтовато-розовое
0,1

Очень слабо желтовато-розовое
Слабо желтовато-розовое
0,25

Слабо желтовото-розовое
Светло желтовато-розовое
0,5

Светло желто-розовое
Желтовато-розовое
1,0

Сильно желто-розовое
Желто-красное
2,0

Светло желто-красное
Ярко-красное
3,0


Таблица 3- Примерное определение содержания сульфатов SO42- (мг/л)
Осадок
Содержание SO42-

Слабая муть
1-100

Сильная муть
100-500

Осадок
>500


Таблица 4 - Примерное определение хлоридов CL- , мг/л
Характеристика осадка или мути
Содержание хлоридов

Слабая муть
1-10

Сильная муть
10-50

Образуются хлопья, осаждаются не сразу
50-100

Белый, объемный осадок
>100


Таблица 5 - Примерное определение азотосодержащих веществ (мг/л)
Окрашивание при рассмотрении
Содержание азота нитритов

Сбоку
Сверху вниз


Нет
Нет
<0,001

Едва заметное розовое
Чрезвычайно слабо розовое
0,002

Очень слабо розовое
Слабо розовое
0,01

Слабо розовое
Светло розовое
0,02

Светло-розовое
Розовое
0,04

Розовое
Интенсивно розовое
0,07

Сильно розовое
Красное
0,2

Красное
Ярко-красное
0,4


Таблица 6 -Предельно допустимых концентраций (ПДК), превышение которых может говорить о загрязнении воды (мг/л)
Исследуемый компонент
ПДК (СанПин 2.1.4.559-96)

Хлориды
350

Сульфаты
500

Аммонийный азот
2

Нитриты
0,01

Железо
0,3


Таблица 7 - Сравнительная характеристика результатов исследований с нормами ПДК(мг/л)
Исследуемый компонент
Результаты эксперимента
ПДК (СанПин 2.1.4.559-96)

Кислотность ( pH)
5,8
6-9

Железо
0,35
0,3

Хлориды
100
350

Сульфаты
500
500

Нитриты
0,01
0,01

Выводы: Анализируя данную пробу воды, можно сделать заключение: водозабор из поверхностного водоисточника является источником канцерогенного и токсического риска воздействия на показатели здоровья населения, конечно, употреблять в пищу такую воду нельзя!
2.2 Вода – зеркало здоровья населения
« Чем более продвигается наука в изучении причин болезни, тем более выступает то общее положение, что предупреждать болезни гораздо легче, чем лечить их»
И.И.Мечников
Используя наши экспериментальные данные, мы исследовали, как влияет загрязнение воды на здоровье человека ( приложение фотоальбом).
Таблица 8 –Влияние видов загрязнения воды на здоровье человека
ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДЫ
Вызываемые заболевания

Тяжёлые металлы:  1. Свинец  2. Ртуть  3. Кадмий  4. Цинк  5. Никель  6. Хром
1. Атеросклероз  2. Полиневрит  3. Гипертония  4. Поражение органов кроветворения (костный мозг)  5. Потеря остроты зрения

Радиоактивные загрязнения:  1. Уран  2. Плутоний  3. Торий  4. Стронций  5. Цезий
1. Онкологические заболевания  2. Генетические изменения  3. Ослабление иммунитета 4. Врожденные пороки у детей 5. Ломкость и плохая сращиваемость костей у детей

Неорганические вещества: 1. Азот 2. Фосфор
Вызывает рост в водопроводных коммуникациях и артезианских скважинах сине-зеленых водорослей, плохо поддающихся фильтрации и вырабатывающих токсины. Попав в организм человека, подтачивают его иммунитет.

Канализационные стоки:  1. Различные токсичные вещества  2. Болезнетворные микробы
1. Гастроэнтерит 2. Гепатит  3. Миокардит  4. Менингит  5. Полиомелит  6. Скрытые формы (более 80 % кишечных расстройств этимологически не расшифровано)

Хлороорганика, неорганические ядовитые вещества:  1. Фтор  2. Хлор и его соединения 3. Бром  4. Хлороформ
1. Нефриты 2. Гепапиты  3. Высокая мертворождаемость  4. Токсикозы беременности и врожденные аномалии плода  5. Мутагенные эффекты  6. Образование диоксина  7. Ослабление иммунной системы  8. Поражение детородных функций мужчин и женщин 9. Онкологические заболевания внутренних органов

Синтетические удобрения и ядохимикаты:  1. Гербициды  2. Пестициды  3. Нитраты  4. Нитриты
Приводит к зарастанию водоёмов, уменьшению кислорода в воде, что приводит к массовой гибели рыбы и заражению воды болезнетворной микрофлорой.

С незапамятных времен человек использовал речную воду в своем хозяйстве и быту. Но для всего живого на нашей планете, и для людей в том числе, нужна не просто вода, а вода определенного качества. Прежде всего так называемая «пресная»,т.е. содержащая в 1 л своего объёма не более 10 г растворенных веществ. Питьевая вода должна быть не только пресная, но еще и «чистая», т.е. среди растворенных или взвешенных в ней химических веществ или микроорганизмов не должно быть вредных для здоровья. Даже мизерное содержание в воде ряда токсичных веществ делает её для человека смертельным ядом. Многие химические вещества , накапливаясь в организме человека даже в очень маленьких количествах, приводят к генетическим изменениям, тяжелым заболеваниям, передающимся из поколения в поколение.









ГЛАВА 3 ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НАСЛЕДИЕ
3.1 Методы очистки сточных вод
Очистка промышленных сточных вод весьма сложна (приложение фотоальбом). Они содержат вещества, которые являются ядовитыми для микроорганизмов и не могут быть очищены биологическими способами. Удаление соединений металлов может быть осуществлено осаждением их в виде нерастворимых веществ, экстракции органическими растворителями.
Для очистки воды от неорганических солей применяются дистилляция, вымораживание и др. Современная наука разработала немало способов очищать сточные воды. Есть методы химические, физико- химические.
Мы предлагаем некоторые способы очистки сточных вод:

Таблица 9 – Способы очистки воды
Обезвреживаемый
продукт
ПДК, мг/л
Способ очистки
Степень очистки, %

Ароматические органические соединения
_
Абсорбция на угольных фильтрах
 

Ацетон
0,1
Биохимическое окисление
 

Железа (III) гидрооксид
10
Фильтрование через слой вспомогательных материалов
99

Грубодисперсные примеси
10-15
Отстаивание
70

Железа (II) соли
0,5
Хлорирование
99

Марганца (II)соли
1
«
99,9

Масла
0,3
Отстаивание
66-95

Минеральные соли ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] и др.)
1000
Сорбция на анионитах
99,9

Нефть
0,1
Фильтрование через песок. Улавливание в нефтеловушках
50-90

Сероводород
Фенол
0,001
Отдувка воздухом из воды
Экстракция
Озонирование
Биохимическое окисление
80

Однако самый распространённый способ дезинфекции воды – кипячение. Как показывают данные последних исследований, этот старинный метод, действительно, убивает бактерии, но одновременно при кипячении увеличивается концентрация нитратов, соли, тяжёлых металлов. Кроме того, некоторые неорганические загрязнения, содержащиеся в водопроводной воде, при кипячении не разлагаются.
Важно и то, что при кипячении в осадок выпадают кальций, натрий, магний, фтор и другие необходимые организму биогенные химические элементы, которые содержатся в воде в растворённом виде. Таким образом, вода становится мёртвой, отчасти бесполезной для организма, который лишается жизненно необходимых химических элементов. Особенно опасно это для детей – ведь от этого зависит их рост, правильное развитие, костеобразование. Болезни костеобразования, кариес, остеохондроз, болезни пищеварения, крови, смещение кислотно–щелочного баланса, зоб и т.д. – всех этих проблем можно было бы избежать употреблением «правильной», живой воды.
Использование домашних фильтров – один из надёжных способов очистки воды, но и в этом случае не мешает осторожность. Если фильтр низкого качества, то, проходя через него, вода может вместе с загрязнениями оставить в очистителе и полезные компоненты, а затем «попытается» снова забрать их из вашего организма.





ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Конец 20в.-начало 21в. характеризуется обострением взаимоотношений человеческого общества и природы. Оно вызвано ростом населения Земли, сохранением традиционных способов хозяйствования при нарастающих темпах расходования природных ресурсов, загрязнением окружающей среды и ограниченными возможностями биосферы к его нейтрализации.
Мы призываем каждого:
- бережно относиться к природе;
- воспитывать в себе экологическую культуру, здоровый образ жизни;
-формировать нравственную и экологическую ответственность.
Рассказанное на этих немногих страницах является лишь незначительной частью того, что можно было бы сказать о воде
«Если и есть нечто волшебное на этой планете, то оно заключено в водеЭто вещество находится повсюду; оно касается прошлого и обеспечивает будущее».
Лоран Эйсли











ЛИТЕРАТУРА
ГОСТ 18826-73 Вода питьевая. Методы измерения содержания нитратов.
ГОСТ 4011-72 Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа.
ГОСТ 4245-72 Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов.
ГОСТ 18164-72 Вода питьевая. Метод определения содержания сухого остатка.
Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПин 2.1.4.559.96.-М:, 1996
Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. СанПин №4630-88.-М., 1988
ФЗ РФ « Об охране окружающей среды».-М.:, 2005
Руководство по контролю качества питьевой воды - Женева: ВОЗ.-1994
Андриянов В.Е Малая Родина: Учебное пособие по краеведению: сборник/сост. Андриянов В.Е.- г. Бор, 2001
Вишнякова С.М. Экология и охрана окружающей среды: Толковый терминологический словарь.- М.:, 1998
Гоголева И.С. Борское отечество мое. Нижний Новгород: Издательство Нижегородского института экономического развития, 1998-316с
Негробов О.П. Основы экологии и природопользования.- Воронеж, 1997
Нижегородский край: Факты, события, люди.- Нижний Новгород: Нижегородский гуманитарный центр, 1994
Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. М.: Мир, 1997









HYPER13 PAGE \* MERGEFORMAT HYPER1410HYPER15




Nђ Заголовок 12ђ Заголовок 22ђ Заголовок 3HYPER15Основной шрифт абзаца

Приложенные файлы

  • doc rabo
    Размер файла: 152 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий