Исследовательская работа «Изучение показателей качества воды и оценка экологического состояния реки Куда»
Исследовательская работа «Изучение показателей качества воды и оценка экологического состояния реки Куда»
Целью нашей работы является:
Выявление причин смещения равновесия в балансе речной экосистемы, а именно: определение содержания загрязняющих веществ в воде.
Задачи исследования:
1) выявление загрязняющих ингредиентов в речной воде и определение их концентрации;
2) анализ соответствия качественных и количественных характеристик загрязняющих веществ и состояния равновесия речной экосистемы;
3) привлечение внимания людей, от которых зависит экологическое состояние реки.
Объектомисследования выбрана местная река Куда.
Предметом исследования являются показатели качества и свойства речной воды.
Гипотеза: приступая к исследованию, мы предположили, что существует взаимосвязь между антропогенным нарушением в балансе экосистемы реки и качественными показателями её воды
Новизна работы заключается в следующих положениях:
1) для объективной оценки состояния водного объекта необходимо ежемесячное взятие проб воды для исследования не только в устье реки, но и на протяжении всего русла, так как определение показателей качества воды только в устье затрудняет выявление источников загрязнения;
2) в результате различного рода работ русло реки существенно сузилось, и это могло вызвать изменения в экологическом равновесии естественного биогеоценоза. Поэтому река требует особого внимания экологов.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Список литературы………………………………………………………………………........9
Введение
Основная масса рек нашего края относится к малым. Они играют важную хозяйственную, климатическую и целебную роль. Однако экологическое состояние малых рек резко ухудшается. Процессы загрязнения водных источников повсеместны, а их последствия чрезвычайно опасны для человека, растительного и животного мира. Вот почему актуальная проблема чистой воды всегда ассоциируется с проблемами здоровья людей и качества жизни, всегда рассматривается как неотъемлемое право человека на чистую окружающую среду. [1]
В нашей стране была принята государственная программа рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.
Использование водных ресурсов и качество вод строго учитывается государственным водным кадастром.
Целью нашей работы является:
Выявление причин смещения равновесия в балансе речной экосистемы, а именно: определение содержания загрязняющих веществ в воде.
Задачи исследования:
1) выявление загрязняющих ингредиентов в речной воде и определение их концентрации;
2) анализ соответствия качественных и количественных характеристик загрязняющих веществ и состояния равновесия речной экосистемы;
3) привлечение внимания людей, от которых зависит экологическое состояние реки.
Объектомисследования выбрана местная река Куда.
Предметом исследования являются показатели качества и свойства речной воды.
Гипотеза: приступая к исследованию, мы предположили, что существует взаимосвязь между антропогенным нарушением в балансе экосистемы реки и качественными показателями её воды
Новизна работы заключается в следующих положениях:
1) для объективной оценки состояния водного объекта необходимо ежемесячное взятие проб воды для исследования не только в устье реки, но и на протяжении всего русла, так как определение показателей качества воды только в устье затрудняет выявление источников загрязнения;
2) в результате различного рода работ русло реки существенно сузилось, и это могло вызвать изменения в экологическом равновесии естественного биогеоценоза. Поэтому река требует особого внимания экологов.
Глава 1. Оценка экологического состояния водного объекта
Волшебница-природа создала много чудес. Но, пожалуй, самое удивительное из них – вода. Она нужна растениям, животным и человеку. Органическая жизнь на нашей планете зародилась в воде и благодаря этому развивается. Считается, что 70,8 % поверхности земного шара покрыто водой.
Человеку для жизни и производственных потребностей нужна пресная вода. Пресную воду человек получает из рек (основной источник), озёр и подземных вод. Доля пресной воды в общем объёме воды на Земле составляет всего 2 %, или 32,1 млн. кубических километров. Основную долю в этом объёме – более 80% - составляют пресные воды ледников, которые малодоступны для использования не только потому, что вода в них населённых территорий. Поэтому чистота речных водоемов имеет огромное значение на существование человека в мире природы. Однако сам человек в результате своей деятельности нарушает природное экологическое равновесие. В воду поступают опасные техногенные отходы, реки загрязняются, мелеют. От плохой воды начинаются болезни животных, растений и человека. Ученые установили, что к 2015 г. половина населения мира, а это более 3 млрд. человек, будет испытывать недостаток воды. Вода необходима для развития земледелия, например, для производства 1 т зерна необходима 1 т воды. Это означает, что необходимо достаточное количество экологически грунтовых вод. Согласно проведённым исследованиям, в России около 50% населения страны получает некачественную воду из водопроводных кранов, а 15% - даже ядовитую. [2]
В марте 2009 г. президент РФ Д. Медведев при встрече с начальником Контрольного управления администрации Кремля К. Чуйченко, ведомство которого занималось вопросами обеспечения россиян чистой питьевой водой, сказал: «Наша страна обладает уникальными природными ресурсами, запасами пресной воды, но в значительной части субъектов нашей страны работа по обеспечению питьевой водой осуществляется из рук вон плохо: либо же вода по качеству плохая, либо ее подача осуществляется в ограниченное время, то есть, в течение суток с перерывами». Президент выразил надежду на то, что разрабатываемая правительством Водная стратегия, позволит гораздо более эффективно обеспечивать население России чистой питьевой водой. Реки – важный природный ресурс Иркутской области, способствующий развитию хозяйства. Они являются источником орошения и водоснабжения населения, промышленности и сельского хозяйства. Реки имеют рельефообразующее значение. Они являются источником дешёвой электроэнергии, что ставит область на одно из первых мест в Российской Федерации. Данная река является водоёмом хозяйственного назначения. Однако в последние годы жители близ лежащих населенных пунктов стали отмечать загрязнение прибрежных зон реки, постоянно сокращающееся количества рыб, беднее стал её видовой состав. Приведённые факты позволяют говорить о нарушении экологического баланса водной системы. Выявление закономерностей изменения содержания загрязняющих веществ позволяет диагностировать антропогенные нарушения в речной экосистеме, предвидеть изменения в естественных биологических процессах в реке, а так же планировать восстановительные мероприятия. [3.4]
Проведение исследовательской работы мы разделили на следующие этапы:
Организация выездов в выходные дни и в свободное время по изучению русла реки, обоснование выбора точек отбора проб.
Изучение специальной литературы с целью подбора методик для определения показателей качества воды
Экспериментальна часть
Математическая обработка результатов экспериментальной работы и сравнительный анализ полученных показателей с соответствующими показателями качества воды в устье реки
Глава 2. Экспериментальная часть «Определение показателей качества воды»
В экспериментальной части работы были использованы методы определения показателей качества воды, предложенные в руководствах по химическом анализу поверхностных и производственных сточных вод и используемые в качестве стандартных методик в лабораториях экологического профиля[5.6].
Определение концентраций приоритетных загрязняющих веществ и значение гидробиологических показателей осуществлялось в школьной химической лаборатории.
Исследования качества воды проводилось с сентября по октябрь, включая период осенних дождей.
Отбор проб и хранение. Пробы воды отбирались в чистую пластмассовую бутылку объемом 1,5 л. Пробы анализировались в течение последующих нескольких часов.
Определение температуры и органолептических характеристик воды.
Определение кислотности природной воды
Определение содержания в воде растворенного кислорода
Определение минерального состава воды
Определение содержания взвешенных веществ
Определение сухого остатка
2.1 Отбор проб и хранение
Пробы воды отбирались в четырёх точках по течению реки в чистую пластмассовую бутылку объемом 1,5 л. Пробы анализировались в течение последующих нескольких часов.
1 точка – ул.Кирова (мост)
2 точка – Якутский (Качугский) тракт (мост)
3 точка – д. Грановщина (район Клуба)
4 точка – Александровский тракт (мост)
2.2 Определение температуры и органолептических характеристик воды
Температура воды измерялась при помощи стандартного термометра погружением в воду реки в месте отбора пробы. При этом не было обнаружено температурных градиентов, что позволяет сделать заключение об отсутствии теплового загрязнения реки.
Высота анализируемой воды составляла 10-12 см. Для определения интенсивности и точного запаха колбу с исследуемой водой нагревали до температуры 600 С. Интенсивность оценивалась по пятибалльной системе.
2.3 Определение кислотности природной воды
Кислотность определяется по величине водородного показателя (рН), который для природных вод обычно имеет значение 6,5-8,5. Определение водородного показателя (рН) осуществлялось индикаторными полосками.
2.4Определение содержания в воде растворенного кислорода
Проба воды отбиралась в калиброванную кислородную склянку (100 мл) , заполняя весь объём, замерялись и фиксировались значения температуры воды и атмосферного давления.
Затем в титруемый раствор добавили избыток соляной кислоты и йодида калия. Выделившейся йод оттитровался тиосульфатом натрия до появления жёлтой окраски раствора, а затем, после добавления в титруемый раствор крахмала, - до полного обесцвечивания.
Массовая концентрация растворённого в воде кислорода рассчитывалась по формуле: р(О) = V(Na2S2O3)C3(Na2S2O3).8.1000/ Vпробы, где
V(Na2S2O3) – общий объём израсходованного тиосульфата натрия
V – объём взятой пробы воды за вычетом объёма потерь
р(О) мг/л – массовая концентрация растворенного в воде кислорода
2.5 Определение минерального состава воды
А) Определение общей жёсткости Жо( в пэ(жёсткости) – количество вещества эквивалента ионов кальция и магния, моль/л
Исследование основано на титровании пробы воды в присутствии индикатора хрома тёмно-синего и буферного аммиачного раствора трилона Б определённой концентрации (0,05 моль/л)
Величина общей жёсткости определялась по формуле:
Жо = Сэ(ТБ) * V(ТБ)*1000/ Vпробы, где
Жо - общая жёсткость в nэ моль/л
V(ТБ) – объём израсходованного на титрования раствора трилона Б, мл
35,5 – молярная масса эквивалента хлорида-иона, г/моль
Vпробы – объём пробы анализируемой воды
1000 – коэффициент пересчёта единиц измерения
В) Определение содержания нитрат-ионов
Определение проводилось при помощи дифениламина. К анализируемой пробе воды по каплям добавляли реагент. Бледно-голубое окрашивание наблюдалось при концентрации нитратов-ионов более 0,001 мг/л, голубое – более 1 мг, синее – более 100мг/л
2.6 Определение содержания взвешенных веществ
Количественное определение взвешенных веществ
Проводилось сразу после отбора пробы. Для определения взвешенные вещества отделяли, фильтруя воду через различные пористые материалы (через мембранный фильтр)
Содержание грубодисперсных примесей (Х) в мг/л вычисляли по формуле:
Х = (а – b) * 1000/ Vв, где
а – масса мембранного фильтра с осадком, мг
b - масса мембранного фильтра без осадка, мг
Vв - объём профильтрованной анализируемой воды, мл
2.7 Определение сухого остатка
Сухим остатком называется высушенный при 1050С остаток, получающийся выпаривании досуха профильтрованной исследуемой воды.
Сухой остаток характеризует содержание минеральных и частично органических примесей.
Результаты
По органолептическим свойствам воды в среднем можно сделать следующее заключение: пробы воды светло-жёлтые по цвету, слабо мутные, запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании (нагревании). Средние величины определяемых показателей качества воды приведены в таблице 1.(Приложение 1)
Вывод
Анализ воды из реки показал, что содержание некоторых веществ в ней (азот нитратов, азот аммонийный и нефтепродукты) превышают норму, что негативно влияет на экологическое равновесие водной системы.
Заключение
Для многих крупных городов проблема загрязнения водоёмов остаётся серьёзной. Интенсивное развитие промышленного производства и транспорта, привело к острой необходимости вести борьбу с загрязнением водного бассейна, особенно в крупных городах
Экологические проблемы крупных поселений, главным образом, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.
«Вода – источник жизни» – к сожалению, мы редко задумываемся над этой старой как мир истиной. Между тем научная общественность бьет тревогу: нехватку воды сегодня испытывает 40% населения земного шара. К 2025 году, по прогнозу экспертов, две трети жителей планеты будут страдать от водного голода. В Иркутской области имеются колоссальные запасы озерной и речной воды. Мы входим в пятерку ведущих регионов в стране по водноресурсному потенциалу. И статус этот с годами будет только расти, так как вода станет основным фактором, определяющим развитие экономики и социальной сферы. По мнению ученых, готовиться к водному кризису надо уже сейчас, а начинать следует с формирования культуры бережного отношения к ценнейшему природному ресурсу.
Список используемой литературы:
1. Атутова Ж. В. История хозяйственного освоения ландшафтов Верхнего Приангарья // Природные и социально-экономические условия регионов Сибири. – Новосибирск, 2000. – С. 123-126.
2. Воды области как компонент природы. Реки. Озёра и водохранилища // Бояркин В. М. География Иркутской области: (природа, население, хозяйство, экология) / Бояркин В. М., Бояркин И. В. – Иркутск, 2007.
3. Географические закономерности гидрологических процессов юга Восточной Сибири / ред.: Снытко В. А., Корытный Л. М. – Иркутск: Изд-во Ин-та т географии СО РАН, 2003. – 208 с.: схемы.
4. Игнатов А. В. Эколого-экономические аспекты управления водопользованием / Игнатов А. В., Кравченко В. В.; отв. ред. Антипов А. Н. – Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2002. – 169 с.
5. Краткий справочник по химии / Под ред. И.Т. Гороновского. – Киев,1993
6. Напрасников А. Т. Теоретические подходы к оценке гидролого-климатической и гидролого-экологической безопасности территории // Гидролого-климатические системы: геоэкологический анализ / Напрасников А. Т. – Иркутск, 2003. – С. 96-101.
