Мониторинг воды водоемов д. Турдей

Исследовательский проект

Мониторинг воды водоемов д. Турдей

Автор и руководитель проекта: Цыганова Елена Викторовна, учитель химии.

Соавторы: 

Пыхтина Лиза, ученица 8 класса

Сопова Ксения, ученица 8 класса

д. Турдей, МКОУ «Станционная СОШ»

Введение.

Вода – самое распространенное и самое удивительное вещество на нашей планете. Она окружает нас повсюду: в водоемах, на земле и даже в воздухе – в виде снега, дождя и пара. Вода, как и воздух – везде!

Замечать отсутствие воды человек начинает только тогда, когда ее не хватает. Даже при незначительном уменьшении содержания воды в организме человека начинает мучить жажда, при потере же 5 л воды человеческий организм теряет способность нормально функционировать. Если потеря воды организмом увеличивается, человек может просто умереть.

Цель нашего исследования:  провести мониторинг качества воды в водоёмах д. Турдей

Задачи:

1. Ознакомиться с  правилами тестирования воды;
2. Выбрать несколько водоёмов  для забора проб воды;
3. Протестировать пробы воды на:

- растворённый кислород (РК);

- кислотность (pH);

- мутность (прозрачность);

- температуру.

4. Проанализировать результаты мониторинга воды.

Методы исследования:

1. Изучение литературы и информации о значении воды и её свойствах.
2. Метод лабораторных исследований.
3. Метод визуального наблюдения.
4. Метод фиксирования результатов (фотографии).
5. Описательный метод (ведение практического дневника).
6. Компьютерная обработка данных.        

Глава I .   Свойства и значение воды.

1. Что такое вода?

Вода окружает нас повсюду с самого рождения. Что же такое вода? Ответ на этот вопрос мы нашли в различных энциклопедиях.

Википедия даёт такое определение: «Вода — (оксид водорода) — химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом объёме), запаха и вкуса (при нормальных условиях). Химическая формула: Н2O. В твёрдом состоянии называется льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром» [2].

1.2. Вода в природе

Вода – основа жизни на планете, покрывает две трети её поверхности и оказывает влияние на все планетарные процессы. А современные ученые – химики, физики, биологи, астрономы, физиологи не устают удивляться её загадочным свойствам:

1. Она единственная существует во всех трех агрегатных состояниях - жидком, твердом, газообразном.
2. Молекула воды обладает диссиметрией: кислородная часть молекулы имеет отрицательный заряд, а водородная – положительный.
3. Это самый сильный природный растворитель, причем, проявляет свойства как кислоты, так и щелочи.
4. Она имеет память и является носителем информации.

 На первый взгляд кажется, что воды на планете много. На долю воды приходится примерно 70% поверхности земного шара, но мир страдает от жажды, потому что основная масса воды солёная, ведь она является уникальным растворителем.  В ней столько соли, что можно покрыть всю сушу слоем 200м. В одном литре океанической воды содержится примерно 35 грамм соли (хлор, натрий, сульфаты, магний, кальций).  Пресной же воды очень мало, а её источники (реки, озёра, болота, ледники, подземные воды) размещены неравномерно. Важнейшим глобальным процессом на Земле является круговорот воды.

Под действием энергии Солнца вода испаряется с поверхности водоемов, с облаками переносится на большие расстояния. Выпадая в других регионах в виде осадков (дождь, снег, туман) она таким образом питает всё живое.

(Круговорот воды в природе схема)

В процессе своего путешествия водная стихия:

• способствует разрушению горных пород, делает доступными минералы для растений и микроорганизмов;
• размывает верхний слой почвы и удобряет неорганическими и органическими частицами корни растений;
• обогащает кислородом среду обитания всего живого, так как часть воды в клетках растений расщепляется в процессе фотосинтеза, а кислород поступает в атмосферу.

1.3. Применение воды

Важна ли для здоровья человека чистая вода? Безусловно! Ответ на этот вопрос имеет только один вариант. Ежедневно человек употребляет для питья  примерно 1,5 – 3 , а не редко и более литров жидкости. Если количество потребляемой воды становится меньше, то неизменно появляются проблемы с выводом вредных отходов жизнедеятельности из организма и обменом веществ. Многим известен научный факт, что без пищи возможно прожить примерно 70 дней, а без воды – не более 10.

В земледелии.

Выращивание достаточного количества сельскохозяйственных культур на открытых засушливых землях требует значительных расходов воды на орошение, доходящих до 90 % в некоторых странах.

Питьё и приготовление пищи.

Живое человеческое тело содержит от 55 % до 78 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти. Для нормального функционирования организма человеку нужно усвоить около 3 литров воды за день в зависимости от температуры и влажности окружающей среды, физической активности и т. д.

Растворитель.

Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очищения как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.

Теплоноситель.

Среди существующих в природе жидкостей вода обладает наибольшей теплоёмкостью.. В качестве теплоносителя воду используют в тепловых сетях, для передачи тепла по теплотрассам от производителей тепла к потребителям. Воду в качестве льда используют для охлаждения в системах общественного питания, в медицине. Большинство атомных электростанций используют воду в качестве теплоносителя.

Пожаротушение.

В пожаротушении вода зачастую используется не только как охлаждающая жидкость, но и для изоляции огня от воздуха в составе пены.

Глава II. Практическая часть: мониторинг воды.

 2.1. Выбор водоёмов для проведения мониторинга воды.

Для проведения мониторинга воды мы выбрали три водоёма д. Турдей

Таблица данных мониторинга воды в водоёмах приведена в Приложениях I, II.

        Пруд в лесу

Длина водного зеркала 7 метров, ширина у пруда 5 метров. Ил супесчаный.  Особенностью объекта является его нахождение в лесном массиве. Со всех сторон водное зеркало пруда окружено лесом . Берега в месте взятия пробы пологие, покрыты травянистой растительностью. В последнее время пруд обмелел из за засушливого лета и малоснежной зимы.

Красавский пруд

Естественный (природного происхождения), закрытый (непроточный) водный объект. Питается родниками. Находится в д. Красавка.  Площадь зеркала озера 165 м².. Глубина: максимальная-1,40 метров; средняя-0,46 метров.  Нуждается в искусственной очистке.  Берега в месте взятия пробы пологие, поросшие камышами.  В пруду много лягушек, карасей.                     Отдыхают на пролете стаи гусей, лебедей. Гнездится редкая утка-кряква.

Река Красивая Меча

Река Красивая Меча (от удмуртского означает «крутой», «обрывистый») расположена в восточной части Среднерусской возвышенности. Протекает она через Тульскую и Липецкую области, впадая в реку Дон. Красивая Меча составляет 224 км, а площадь бассейна занимает около 600 кв. км.

Интересным фактом можно назвать то, что в исторических документах уже с начала VIII века река фигурирует под названием Меча и только в конце XIX века к нему был добавлен эпитет «красивая».

Основными притоками реки являются реки Семенек и Птань. Крупными населенными пунктами, через которые проходит река Красивая Меча в Тульской области можно назвать город Ефремов, села Пожилино, Богово, Красногорское, а также деревни Ишутино и Турдей, в Липецкой области – села Троекурово, Сергиевское и Иншановка.
Река Красивая Меча привлекает внимание рыболовов, однако рыба здесь ловиться местами – только в устьях притоков или ниже плотин.
Река преимущественно извилистая, иногда наблюдаются высокие каменистые берега. Вдоль берегов простираются поля и луга, а вот лесов довольно мало. Питается Меча талым снегом, ледостав начинается в период с конца ноября по апрель.

2.2. Забор проб воды.

Для забора образца воды мы использовали закрываемую крышкой тару с широкой горловиной (объемом 1литр). Контейнер полностью заполняли образцом воды и плотно закрывали крышкой, чтобы предотвратить утерю растворенных газов. Тесты производили сразу на месте взятия проб.  Подробную процедуру сбора образцов можно посмотреть в Приложении IV.

2.3. Измерение мутности воды.

Мутность - это показатель относительной прозрачности воды. Причиной мутности воды бывают взвешенные и коллоидные вещества, такие как глина, ил, органические и неорганические вещества, а также микроорганизмы. Не нужно путать мутность с цветом, поскольку вода, окрашенная в темный цвет может быть чистой, а не мутной. Мутная вода может быть результатом эрозии почвы, цветения воды, а также возмущения донных осадков, вызванного движением судов и обилием рыб, питающихся на дне.

2.4. Измерение температуры воды.

Водные животные (напр. речные насекомые, рыбы) чувствительны к изменениям температуры воды и для выживания и размножения им необходим определенный диапазон температур. Если температура воды в течении длительного времени оказывается за пределами этого диапазона, то это может повредить организмам и вызвать их гибель. Также температура влияет на количество растворенного кислорода, которое может содержать вода. Холодная вода может содержать больше кислорода, чем теплая, а всем водным организмам необходим кислород для выживания. Кроме того, температура влияет на уровень фотосинтеза водных растений, а также на чувствительность водных животных к токсичным отходам, паразитам и болезням.

Для измерения температуры воды в водоёмах мы использовали термометр с жидкокристаллическим дисплеем, который имеет самоклеющуюся заднюю сторону. Для удобства мы приклеили его к контейнеру сбора образцов. Температура отображалась на зеленом дисплее термометра.

2.5. Измерение растворённого кислорода (ПриложениеV)

Поступление кислорода в водоем происходит путем растворения его при контакте с воздухом, а также в результате фотосинтеза водными растениями. Растворенный Кислород (РК) очень важен для здоровья водных экосистем. Всем водным животным для выживания необходим кислород. Природные водные объекты с высоким уровнем содержания растворенного кислорода являются наиболее благоприятной и устойчивой средой, способной поддерживать разнообразие водных организмов. Изменения водной среды, вызванные как природными явлениями, так и деятельностью человека, могут отрицательно сказываться на наличии растворенного кислорода.

Процент насыщенности воды растворенным кислородом является важным показателем качества воды. Холодная вода способна удерживать больше растворенного кислорода, чем теплая. К примеру, при температуре 28°C 100-процентно насыщенная вода содержит 8 мг/л растворенного кислорода. В то же время при 8°C вода может содержать 12 мг/л кислорода до ее полного насыщения. Высокий уровень содержания бактерий и гниющих растений может привести к снижению процента насыщения. Это может вызвать большие колебания уровня растворенного кислорода в течении дня, что в свою очередь вредно сказывается на возможностях растений и животных к размножению и развитию.

Таблица 1.

Процент насыщения воды кислородом.

2.6. Определение кислотности воды (рН) (ПриложениеVI).

Величина pH - это мера качества воды, отражающая уровень ее кислотности или щелочности. Диапазон pH изменяется от 0 (очень кислотная) до 14 (очень щелочная), а 7 - нейтральная вода. Большинство водных животных предпочитают уровень pH от 6.5 до 8.0. На уровень pH могут воздействовать примеси из атмосферы (или кислотные дожди), сбросы сточных вод, дренажные воды с шахт и карьеров, а также виды природных пород данной местности.

Таблица 2.

Классификация вод по рН [12]

Заключение.

На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления. Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, потому что она незаменима.

Проведенный нами мониторинг позволил исследовать качество воды различных водоёмов д. Турдей. Мы научились делать заборы образцов воды, овладели методикой определения мутности воды, измерения её температуры, насыщения кислородом и кислотности.Данные мониторинга показывают, что температура воды во всех четырёх водоёмах в июле выше, чем в июне . Это вполне объяснимо, ведь июль – второй и самый жаркий летний месяц.

Самая мутная вода на момент взятия проб была в Красавском пруду . Это объясняется наличием глины в грунт и достаточно мощным слоем (40 см) ила. Самая прозрачная вода оказалась в реке Красивая Меча.

Мы определили, что показатели растворённого кислорода одинаковы во всех водоёмах, однако отличаются по месяцам (в июне – 4 мг/л, в июле - 8 мг/л). Процент насыщения воды растворённым кислородом составляет в  июне 44, в июле – 99.

Экспериментальным путём доказано, что величина pH в водоёмах мало отличается.

Считаем, что цели и задачи нашего исследования достигнуты.

Практическая значимость проекта.

 Материалы полученных наблюдений могут быть использованы на уроках географии, природоведения, биологии, химии, на занятиях элективных курсов, во внеклассной работе по предметам.  Проведенная работа имеет большой воспитательный потенциал, так как прививает любовь к родному краю, природе.

Библиографический список использованной литературы

Приложение 1.

Таблица данных мониторинга воды 9 июня 2014 года.

Приложение 2

Таблица данных мониторинга воды 9 июля 2014 года.