УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА «СЕКРЕТ ДОЖДЕВОЙ КАПЛИ» номинация «ВОДНАЯ ЭКОЛОГИЯ»

Опубликовано ИННА ВИКТОРОВНА ГОРБАЧЕВА вкл 26.03.2015 - 19:49

Автор:

СУРОВЦЕВ СТАНИСЛАВ

Кап-кап-кап… Что вам напомнили эти звуки? Кто-то побежал проверять краны на кухне, кто-то вытер слезы, а кто-то заскучал о дожде. Кап-кап-кап…

Дождь… Какое это противоречивое понятие. Люди испокон веков относились к нему неравнодушно: они страстно ждали его в засушливые года, чтобы вырос урожай, когда первые капли падали на их лицо, счастливые улыбки людей, стоящих под ливнем – самая сильная благодарность дождю. Дождь у каждого свой. Как нет двух людей с одинаковыми отпечатками пальцев, так и нет – с одинаковыми воспоминаниями, восприятием дождя, тяжелых капель, легкой измороси, зонтика на антресоли, детских босых ног в луже.

Дождь в городе не похож на дождь в деревне, дождь в поле – на дождь в лесу, весенний – на летний или осенний. Есть дождь моросящий, а есть проливной. А еще дождь ночной, дневной, слепой, с пузырями на лужах. А дождевые облака, диковинные в своей переменчивости! А радуга после дождя! А запахи, обостренные дождем! Все это не может не восхищать. А тем более наводить тоску и уныние. Дождь – явление уникальное, разнообразное и многоцветное.

Дождевая вода хорошо усваивается организмом и содержит минимальное количество вредных примесей. Она способствует более качественному перевариванию и усвоению пищи. Сохраняет влагу кожи и поддерживает ее в равновесии. Но все это относится к чистой дождевой воде. В нынешних условиях состав дождевой воды зависит от того, над какой территорией образовалось облако, насколько сильно загрязнена там атмосфера. Например, соединения серы и азота, вступая в атмосфере в реакцию с водой, превращаются в кислоты и выпадают на землю в виде так называемых «кислотных» дождей. При современном экологическом неблагополучии почти каждый дождь можно назвать «кислотным». Поэтому сейчас дождевую воду нельзя не только пить, но даже мыть в ней голову и стирать белье.
Реакция организма на кислотные дожди зависит от концентрации вредных примесей в дождевой воде и времени ее воздействия. Реакции могут быть двух типов - немедленные и отсроченные. К немедленным относятся покраснение кожи, зуд. К отсроченным - выпадение волос, нарушение биохимических процессов.

Скачать:

Вложение	Размер
УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА «СЕКРЕТ ДОЖДЕВОЙ КАПЛИ»	341 КБ

Предварительный просмотр:

МОБУ «ПАНИКИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»

МЕДВЕНСКИЙ РАЙОН

КУРСКАЯ ОБЛАСТЬ

С. ПАНИКИ

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«СЕКРЕТ ДОЖДЕВОЙ КАПЛИ»

номинация

«ВОДНАЯ ЭКОЛОГИЯ»

Выполнил: Суровцев Станислав

16 лет

9 класс

Руководитель: Горбачева Инна Викторовна

2014 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

1. Размышления о дожде.

2. Актуальность исследования.

3.Цели и задачи работы..

5. Место и сроки проведения исследования.

Методы исследования дождевой воды.

1.«Факты о дожде» (работа с литературой и интернет-источниками.)

2.Определение органолептических показатели (внешний вид, цвет, запах и вкус);

3.Определение кислотности воды.

4.Качественный анализ дождевой воды.

Результаты исследования дождевой воды.
Выводы по итогам исследования .
Заключение.
Список литературы и электронных источников.
Приложения.

I.ВВЕДЕНИЕ

1.РАЗМЫШЛЕНИЯ О ДОЖДЕ

Чтобы узнать, действительно ли завод так безопасен как говорят в вышестоящих инстанциях или нет, я решил начать самостоятельные исследования.

В связи с этой проблемой я решил изучить химический состав дождей, которые выпадают в районе моего дома, и определить их влияние на организм человека.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ: исследовать и проанализировать качество дождевой воды.

Задачи:

- изучить сведения о дождевой воде из литературных источников

- выбрать объекты исследования;

- изучить органолептические показатели (цвет, запах, вкус, прозрачность).

- определение кислотности воды.

- оценить качество дождевой воды.

-сделать выводы на основе полученных данных.

Объект исследования: дождевая вода

Место проведения исследований: с.Паники, Курская область, Медвенский район, ул.Молодежная, д. 156

Сроки исследования: 15. 05. 2014 г.

27.08.2014 г.

Оформление работы: октябрь 2014.

II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЖДЕВОЙ ВОДЫ.

«ФАКТЫ О ДОЖДЕ» (работа с литературой и интернет-источниками.)

Много споров ведётся вокруг дождевой воды. Что несет она в себе – вред или пользу?

Издавна были известны целительные свойства дождевой воды. Наши прабабушки широко использовали дождевую воду, чтобы омолодить лицо. Они знали многие секреты о дожде. Дождевой водой умывались, на ней готовили пищу, мыли ею волосы. И по сей день для ухода за кожей лица, специалистами рекомендуется использовать мягкую дождевую воду.

Дождевая вода очень полезна, поскольку ионизируется в верхних слоях атмосферы. Дождь приносит прохладу и облегчение, жаждущим напиться растениям. Если растения попадают под дождь, то будут лучше расти. Мытьё волос водой после дождя поспособствует тому, чтобы они стали мягкими и шелковистыми. Волосы укрепляются, становятся пышными, блестящими и сильными.

Многие считают дождевую воду аналогом дистиллированной воды, но это далеко не так. Образовавшись в верхних слоях атмосферы, дождевая капля похожа по своему составу на дистиллированную воду. Но этой капле предстоит долгое падение на землю, и летит она через нашу атмосферу. Все мы прекрасно знаем, какая у нас атмосфера, и что в ней содержится? Каждая капля дождя промывает примерно 16 литров воздуха, вбирая в себя все примеси, содержащиеся в нем. Это и тяжелые металлы, и соединения серы и азота, и выхлопные газы, дым – все это подмешивается в дождевую воду. Учитывая экологическую обстановку, дождевая вода является вредной для нашего здоровья, ею нельзя мыться, ее нельзя пить, из нее нельзя готовить пищу. Даже в местах, где экологическая обстановка считается нормальной, дождевая вода не бывает чистой, так как облако может прилететь из самой загрязненной области, и пролиться дождем полным вредных примесей.

Дождевая вода прекрасно подходит для стирки, так как она очень мягкая, то и порошка потребуется гораздо меньше. Ею можно также убирать в доме, мыть автомобиль, поить и купать домашних животных, или же устроить во дворе бассейн.

Дождевая вода- одна из форм атмосферных осадков. В условиях загрязненной атмосферы в дождевой воде растворяются оксиды азота и серы, пыль. В странах Западной Европы и во многих районах США и РФ в первые минуты дождя дождевая вода оказывается более грязной, чем городские стоки (по этой причине не следует ходить под дождем с непокрытой головой). При растворении в дождевой воде значительных количеств оксидов серы и азота выпадают кислотные дожди.

Кислотный дождь – это дождь рН которого меньше 5. Кислотный характер дождю придает множество химических соединений, но основными являются SO2, SO42- и NO.
Существует тесная зависимость между уровнем смертности степенью загрязнения района. При концентрации SO2 около 1 мг/м3, которая бывает зимой в Будапеште, возрастает число смертельных случаев, в первую очередь среди людей старшего поколения и лиц, страдающих заболеваниями дыхательных путей. Статистические данные показали, что такое серьезное заболевание, как ложный круп, требующее моментального вмешательства врача и распространенное среди детей, возникает по той же причине. То же самое можно сказать и ранней смертности новорожденных в Европе и Северной Америке, которая ежегодно исчисляется несколькими десятками тысяч.
Кроме оксидов серы и азота опасны для здоровья человека также аэрозольные частицы кислотного характера, содержащие сульфаты или серную кислоту. Степень их опасности зависит от размеров. Так пыль и более крупные аэрозольные частицы задерживаются в верхних дыхательных путях, а мелкие (менее 1 мкм) капли серной кислоты или частицы сульфатов могут проникать в самые дальние уголки легких.
Физиологические исследования показали, что степень воздействия прямо пропорциональна концентрации загрязняющих веществ. Однако существует пороговое значение, ниже которого даже у самых чувствительных людей не обнаруживаются какие-либо отклонения от нормы. Например, для двуокиси серы среднесуточная пороговая концентрация для здоровых людей составляет приблизительно 400 мкг/м3.
На защищенных территориях нормативы соответственно строже. В то же время ожидается, что в будущем установят еще более низкие нормативные значения. Однако опасная концентрация может оказаться еще ниже, если различные кислотные загрязняющие вещества будут усиливать воздействие друг друга, т. е. проявится синергизм. В Венгрии также установлена зависимость между загрязнением двуокисью серы и различными заболеваниями дыхательных путей (грипп, ангина, бронхит и т. д.). На отдельных загрязненных территориях Венгрии число заболеваний было в несколько раз больше, чем на контрольных территориях.
Кроме первичного прямого воздействия, естественно, на человека косвенно влияет закисление окружающей среды. В первую очередь оно ведет к коррозии и разрушению металлов, зданий и памятников (особенно построенных из песчаника и известняка и расположенных под открытым небом).

Очевидно, что чистота дождевой воды зависит от ряда факторов, а именно: санитарно-экологической обстановки территории, над которой образовалось облако, загрязнения атмосферы. Соединения серы и азота, вступая в атмосфере в реакцию с водой, превращаются в кислоты.

2.Определение органолептических показатели (внешний вид, цвет, запах и вкус).

В исследовании органолептических показателей изучают внешний вид воды, цвет, запах и вкус. Результаты сравнивают ГОСТами и делают выводы.

3. Способы определения кислотности дождевой воды.

Среду водного раствора можно охарактеризовать содержанием ионов водорода Н+ или гидроксид - ионов ОН-.Водные растворы могут иметь нейтральную, щелочную и кислотнуюсреды.

Нейтральноя среда – это среда, в которой число ионов водорода равно числу гидроксид - ионов.

Кислотная среда – это среда, в которой число ионов водорода больше числа гидроксид-ионов.

Щелочная среда- это среда, в которой число ионов водорода меньше числа гидроксид-ионов.

Значение pH раствора определяют с помощью универсального индикатора. Универсальный индикатор – это смесь нескольких индикаторов, изменяющих окраску в широком интервале значений pH. На практике применяют следующие индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метилоранж.

Таблица 1 Окраска индикаторов в воде, растворах кислот и щелочей

Среда / Индикатор	Лакмус	Метилоранж	Фенолфталеин
Кислая среда	Красный	Розовый	Бесцветный
Нейтральная среда	Фиолетовый	Оранжевый	Бесцветный
Щелочная среда	Синий	Желтый	Малиновый

Чтобы определить кислотность воды, надо с помощью лабораторной пипетки или пластиковой трубочки нанести одну каплю на индикаторную полоску. В крайнем случае, просто окунают кончик полоски в воду. После чего быстро сравнивают образовавшуюся окраску с эталонной шкалой. Полоска не изменит цвет только в том случае, когда рН воды близок к нейтральному показателю (7,0).

Соотношение между средой и значением pH можно представить в виде таблицы

Таблица 2 Водородный показатель рН

pH	0 1 2 3	4 5 6	7	8 9 10	11 12 13 14
Среда раствора	Сильно-кислотная	Слабо-кислотная	Нейтральная	Слабо-щелочная	Сильно-щелочная

3.Качественный анализ дождевой воды.

Для проведения качественных реакций на различные ионы отбирают некоторое количество исследуемой дождевой воды, и, создавая нужные условия, добавляют необходимые реактивы, фиксируют результаты и сравнивают их с ГОСТом для питьевой воды.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЖДЕВОЙ ВОДЫ.

Для проведения данной работы я собрал дождевую воду во время дождя 15. 05. 2014 г. и 27.08.2014 г. (приложение № 1 ), (приложение №2 )

Эти два образца дождевой воды я провел следующие исследования исследовал:

На органолептические показатели (внешний вид, цвет, запах и вкус);
На определение кислотности воды.
Качественный анализ дождевой воды.
Сравнение результатов анализа с данными ГОСТа.

ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ (приложение №3 )

В исследовании органолептических показателей мне пришлось изучить внешний вид воды, цвет, запах и вкус исследуемых образцов данные я оформил в виде таблицы.

Таблица 3

Органолептические показатели	15. 05. 2014 г.	27.08.2014 г.
Внешний вид	Прозрачная жидкость	Прозрачная жидкость
Цвет	Без цвета	Без цвета
Запах	Запах сырости	Запах сырости
Вкус	Привкус сырости	Привкус сырости

ВЫВОД: В результате проведенных исследований установлено, что два образца дождевой воды имеют одинаковые показатели.

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ВОДЫ.

1 способ. (приложение № 4 )При определении кислотности дождевой воды я использовал следующие индикаторы: фенолфталеин, метилоранж. При добавления фенолфталеина в дождевую воду раствор остался бесцветным, а при добавлении метилоранжа окрасился в оранжевый цвет. Сравнивая таблицу окраски индикаторов с нашим результатом я определил , что дождевая вода имеет нейтральную среду, что доказывает о пригодности её для хозяйственных нужд ( полив растений, стирка белья, купания и др.) Данные занес в таблицу

Таблица 4

Среда / Индикатор	Метилоранж	Фенолфталеин
Нейтральная среда	Оранжевый	Бесцветный

2 способ. (приложение № 5 ) Для точности результатов кислотность воды определил ещё с помощью универсального индикатора, окунул кончик полоски в воду. После чего быстро сравнил образовавшуюся окраску с эталонной шкалой. Полоска не изменила цвет. Это свидетельствует о том, что рН воды близок к нейтральному показателю (7,0).

Вывод: рН образцов воды близок к нейтральному показателю, а значит дождевая вода может использоваться для полива комнатных цветов, стирки белья, мыть автомобиль, поить животных и т. д.

3. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ДОЖДЕВОЙ ВОДЫ.
Для проведения качественных реакций на различные ионы отбирал некоторое количество исследуемой дождевой воды, и, создавая нужные условия, добавлял необходимый реактив.
1. Содержание сульфат-ионов. (приложение № 6 )

При добавлении к данному образцу раствора ВаСl2 в кислой среде наблюдал небольшое помутнение раствора, что свидетельствует о малом содержании в исследуемом растворе сульфат-ионов.

ВЫВОД: результаты качественного анализа для всех двух образцов совпали.
2. Наличие ионов NO3 (приложение № 7 )

Наличие ионов NO3- определялось добавлением дифениламина в присутствии серной кислоты. Раствор приобрел синий цвет, что говорит о присутствии нитрат-ионов.

ВЫВОД: результаты качественного анализа для всех двух образцов совпали.

3.Определение хлорид-ионов (приложение № 8 )
Для определения хлорид-ионов в исследуемом образце воды добавляли раствор AgNO3 в среде азотной кислоты. Раствор слабо помутнел. Это показывает, что ионы хлора содержаться в малом количестве.

ВЫВОД: результаты качественного анализа для всех двух образцов совпали.
4. Определение ионов железа (III) (приложение № 9 )
Для определения ионов железа (III) добавлял раствор радонита калия. Раствор приобрел кроваво-красное окрашивание, что свидетельствует о присутствии в исследуемом образце воды ионов Fe3+.
Fe3+ + 3KSCL Fe(SCL)3 + 3K+
ВЫВОД: результаты качественного анализа для всех двух образцов совпали.
5. Сравнение результатов анализа с данными ГОСТа
ВЫВОД: в ходе сравнения результатов исследования дождевой воды с данными ГОСТа для питьевой воды были сделаны следующие заключения:

- органолептические показатели в норме;

- pH соответствует норме (по ГОСТу – 6-9),

- содержание SO4-, NO3-, Cl- и ионов железа также допустимо.

IV. ВЫВОДЫ ПО ИТОГАМ ИССЛЕДОВАНИЯ .

1. В ходе проведенной исследовательской работы были рассмотрены факторы окружающей среды, отрицательно влияющие на организм человека, в частности влияние кислотных дождей. (исследуемые дожди таковыми не оказались).

2.Были проведены эксперименты по определению рН дождевой воды (результаты которых соответствуют стандарту), а также по определению различных ионов. В ходе сравнения результатов исследования дождевой воды с данными ГОСТа для питьевой воды были сделаны следующие заключения:

- органолептические показатели в норме;

- pH соответствует норме (по ГОСТу – 6-9),

- содержание SO4-, NO3-, Cl- и ионов железа также допустимо.

Возможная причина небольшого содержания различных ионов – расположение моего дома в сельской местности и то, что я собирал воду не из первых потоков, а тогда когда дождь почти заканчивался.

3. Результаты исследования дождевой воды свидетельствуют о том, что мы можем использовать её для полива, стирки белья и даже если мы выпьем её, то ничего страшного с нами не случится.

4.С результатами моих исследований я познакомил моих родителей и соседей. Они с интересом слушали и согласились с тем, что если показатели дождевой воды соответствуют нормам, то очевидно влияние семенного завода не так опасно, как кажется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Вода – это самое главное, самое важное вещество в окружающем нас мире. Она и знакома, и незнакома, и известна, и загадочна… Природная вода! Взгляните на небо, и вы увидите облака или тучи, которые тянутся на многие километры. Как легко плывут они! Но не воображайте, что они невесомы. Масса 1 км3 облаков составляет около 2000 т, а в атмосфере Земли водяного пара около 12300 км3, и это тоже природная вода. Все знают текущие по суше потоки: ручьи, речушки, реки. Иногда они широко и вольно разливаются по равнине, иногда образуют мощные стремнины, падают с высоты десятков и сотен метров водопадами, неся свои воды в океаны и моря.

Вода от дождей, пролившихся на нас с небес, может прекрасно усваиваться организмом человека, ведь в её составе содержится минимальное значение вредных для здоровья примесей. Дождевая вода также может способствовать более качественному усвоению и перевариванию продуктов питания. Кроме того, она может помочь и коже, а именно дождевая вода способна поддерживать её в равновесии и сохранять её влажность.

Не следует, однако забывать, что это всё справедливо лишь по отношению к чистой дождевой воде. В экологических условиях, которые есть в наши дни, капля дождевой воды, например, массой 50 мг, падая на землю, успеет за это время промыть примерно 16 л воздуха. 1 л дождевой воды может поглотить в себя примеси, содержащиеся в трёх тысячах литрах воздуха. Из этого становится ясно, что состав дождевой воды зависит от таких факторов, как место, где образовалось облако, насколько это место экологически загрязнено. Кроме того, состав её зависит ещё и от того, куда и как дул ветер, а также от прочих факторов.

Увы, современная экологическая ситуация такова, что почти любой дождь можно смело называть «кислотным». Поэтому наши современники больше не используют дождевую воду не только для употребления в пищу, но даже и для стирки белья или мытья головы. В некоторых регионах с развитой промышленностью дождевая вода может быть даже более грязной, чем городские стоки. В большей степени воздух и, соответственно, дождевую воду загрязняют сельскохозяйственные и промышленные предприятия, а также транспорт. Автотранспорт поставляет в атмосферу окислы серы и азота, угарного газа, а различные предприятия промышленности – соединения ртути, свинца и мышьяка. В районах с развитым сельским хозяйством воздух загрязняется сероуглеродом, аммиаком, ядохимикатами и пестицидами, которые используются для обработки сельхозугодий. И это далеко не полный список веществ, попадающих в атмосферу и вместе с дождём снова и снова попадающих обратно на Землю.

Надеюсь, что всем ясно, что если сравнивать дождевую воду с дистиллированной, то преимущество будет за последней. Поэтому применять дождевую воду, как дистиллированную, естественно нельзя. Возможно, одно или два столетия назад дождевая вода и была близка к той, которую принято считать чистой и пригодной для питья и бытовых нужд. Но трубы вовсю работали и тогда, а во время многочисленных войн активно начинало применяться химическое оружие, которое тоже не оказывает положительного воздействия на природу и, в частности, на дождях. Но в наши дни уже есть такие сложнейшие технические агрегаты, как системы, предназначенные специально для очистки дождевой воды.

VI. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ЭЛЕКТРОННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1. .Барков С. А., Ронжина Н. М., Качественный анализ. М.: Высшая школа, 1962..Шапиро С. А., 2.Шапиро М. А., Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1963.

3. Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. АО «Крисмас+», Санкт-Петербург, 1998.

4.http://prirodamatushka.ru/

5. http://minsk1.net/

6.http://odogde.ru/