«Экологический мониторинг родниковой воды г. Усть - Джегуты.»

КЧР.

Усть – Джегутинский муниципальный район, г. Усть – Джегута.

 Конкурс учебно – исследовательских работ и проектов.

Тема:

«Экологический мониторинг родниковой воды г. Усть - Джегуты.»

                                                                        Авторы: Уртенов Карим Артурович,

                                                                               Эдиева Рада Расуловна

                                                                             учащиеся 8 класса

                                                                       МКОУ «СОШ №2 г Усть – Джегуты»

                                                                             Руководитель: Мишечкина

                                                                                Светлана Александровна

                                                                                 учитель химии и биологии

МКОУ «СОШ №2 г Усть – Джегуты».  

2016 год.

Оглавление.

1. Введение _______________________________________________________  стр.2
2. Содержательная часть:

а). Методика  и результаты исследования, их анализ ___________________  стр.3

3. Заключение:

а).  Итоги и выводы________________________________________________ стр.6

4. Список использованных ресурсов ___________________________________ стр.8
5. Приложение №1 Модуль реализации проекта__________________________ стр.9
6. Приложение №2 (фото родника)_____________________________________ стр.10
7. Приложение №3 (Схема местоположение родника)_____________________ стр.11
8. Приложение №4 (фото проводимых исследований)_____________________ стр.12
9. Приложение №5 (таблица «Механический анализ почвы»)_______________ стр.18
10. Приложение №6 (Инстркуция№1)____________________________________ стр.19
11. Приложение № 7 «Паспорт родника №1»______________________________ стр.20
12. Приложение №8 « Таблица сравнения с международным стандартом»_____ стр. 22

Введение.

 Цель работы:

 - выявить  родник;

- изучить органолептические характеристики и минералогический состав родниковой воды;

 - установить  есть ли источники загрязнения;

 - выработать рекомендации по использованию питьевой воды;

 - создать экологический паспорт выявленного родника.

Задачи:

1. Изучение теоретического  материала о внешнем  влиянии на качество питьевой воды.
2. Исследование проб воды, взятых из  родника №1   на органолептические характеристики: запах, цветность, мутность,  среду реакции, жесткость.
3. Поддерживать чистоту родника от бытовых отходов.
4. Проводить работу среди учащихся и их родителей, проживающих в этом микрорайоне по сохранению и поддержанию чистоты родника.

Степень изученности проблемы: мало изучена.

Краткий литературный обзор:

Книга Новикова Ю.В «Охрана окружающей среды» повествует о загрязнении подземных вод и их видах1.

В книге Хапаева С.А. Карачаево – Черкессия – наш край родной, 1992 года издания2, приведены общие сведения о родниках и источниках, почвах, растительности на территории КЧР, а  книга Суюнбаевой М.Ю. Природная среда и вопросы экологического воспитания в КЧР (по материалам Усть – Джегутинского района)3  знакомит с данными по району.

В книге Новикова В.С., Губанова И.А. «Школьный атлас – определитель высших растений»4 дается описание высших растений, их характеристики и метод определения по систематике.

Книга Н.Л. Глинка «Общая химия» знакомит с типичными реакциями веществ5.

Место проведения исследования:  родник №1 расположен в балке на расстоянии 150 метров в  западном направлении ниже пересечения улиц: Ново – партизанская и ул. М.В. Лермонтова на правом берегу реки Кубань в 200 метрах от русла. (Приложение №3 Схема местоположение родника)

Сроки проведения исследования: сентябрь - октябрь 2016 года.

____________________________________________________________________

1 Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды: Учебное пособие для учащихся техникумов.-

М,: Высшая школа,1987.

2 С.А. Хапаев, «Карачаево – Черкессия – наш край родной». Черкесск, 1992 г.

3 М.Ю. Суюнбаева, «Природная среда и вопросы экологического воспитания в КЧР (по материалам Усть – Джегутинского района)». Карачаевск, 2010г.

4 Новиков Ю.В. Школьный атлас определитель высших растений: Кн. Для учащихся. – М.: Просвещение, 1985г.

5 Н.Л. Глинка, «Общая химия». Ленинград 1992г.  

2. Содержательная часть:

а). Методы исследования:

1. Сбор материала.

С чего все началось?

Мы готовили внеклассное мероприятие: «Охрана природы». Классом собирали материал. Именно в это время мне в руки и попала книга Новикова Ю.В «Охрана окружающей среды». Из нее  я узнал о загрязнении подземных вод. «Подземные воды также загрязняются. Выделяют микробное и химическое загрязнение подземных вод».3 Меня заинтересовала данная проблема, и я решил выяснить насколько загрязнены   подземные  воды (родники) г. Усть – Джегуты. Для исследования мною был взят  родник, который получил название: «Родник  №1». (Приложение №2 фото родника.)  Проведя, опрос жителей данного района и выяснил, что этот родник существует очень давно, использовался  местными жителями для питья и бытовых нужд. В настоящее время он используется для водопоя скота. Исследуя научную литературу по данному вопросу1 , к сожалению конкретного материала не нашел. Являясь членом кружка « Химия в экологическом воспитании» решил, используя общие рекомендации провести исследования данного родника.

2. Эксперимент, наблюдение, анализ, описание и  обработка материала.

(Приложение №3 фото проводимых исследований)

На правильность полученных результатов анализа влияет способ отбора пробы воды и условия ее хранения. Это учитывал при взятии проб для анализа воды. Пробы были взяты в чистую стеклянную банку, объемом  0,5 литра. Пробы анализировал в течении нескольких часов после отбора по книгам Новикова Ю.В.  и др. Методы исследования качества воды водоемов. – М; Медицина,1990г.6, Астафурова В.И. Основы химического анализа: Учеб. Пособие по факультативному курсу для учащихся 9-10 кл. – М.; просвещение.1977г. 7, журналам ХВШ №7/2004,стр.7 «Определение показателей качества воды», Турлакова Е.В 8.; ХВШ №3/2004, стр7 «Какую воду мы пьем?» Речкалова Н.И.9

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАХА ВОДЫ.

    Определение запаха воды производил таким образом: в чистую широкогорлую колбу объемом 100 мл. наливал исследуемой воды на 2/3 ее объема, прикрывали стеклом, осторожно взбалтывали. Затем, сдвинув с колбы стекло, определили запах воды. Различают ароматический, болотный, гнилостный, древесный, землистый, плесневелый, рыбный, сероводородный, травянистый, неопределенные запахи. Интенсивность запаха воды определяли в баллах: 0 б. – не ощущается, 1б – очень слабый, 2б – слабый, 3 б – заметный, 4 б – отчетливый, 5 б – очень сильный.

   Полученные данные сравнил с государственным стандартом  интенсивность  запаха по которому при 200 не должна превышать 2 б. Каковы же результаты анализа?

  ____________________________________________________________________________

6 Новиков Ю.В.  и др. Методы исследования качества воды водоемов. – М; Медицина,1990г.

7Астафурова В.И. Основы химического анализа: Учеб. Пособие по факультативному курсу для учащихся 9-10 кл. – М.; просвещение.1977г.

 8 Турлакова Е.В. Определение показателей качества воды. Журнал  ХВШ №7/2004,стр.7

9 Речкалова Н.И. Какую воду мы пьем? ХВШ №3/2004, стр.7

На основании результатов можно сделать вывод, что запаха   родниковой воды соответствует стандарту (0 б).

                                          2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МУТНОСТИ ВОДЫ.

   Здесь определил мутность воды, рассматривая пробирку с водой сверху на темном фоне при достаточном боковом освещении. Известно, что вода может содержать грубодисперсные неорганические и органические примеси. Для питьевой воды допустима мутность 2 мг/л. Каковы же получились результаты?

 Проба  – прозрачная.

  Результаты анализа позволяют сделать вывод, что мутность  в пробе отсутствует, вода  прозрачная, т.е.  наличие грубодисперсных примесей нет.

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦВЕТНОСТИ ВОДЫ.

  1 способ. Заполняли пробирки водой до высоты 10 -12 см. и рассматривали сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении.

   2 способ. 5 мл анализируемого образца отобрать с помощью шприца и поместили во флакон, добавили раствор реагента, перемешали. Сравнили с показателем цветности, он соответствовал 20 градусам, что допустимо по ПДК

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИИ СРЕДЫ (рН) ВОДЫ.

    Определил pH  среды в каждой пробе воды. Выполнил определения: 5 мл анализируемого образца отобрал с помощью шприца и поместил во флакон, добавил раствор реагента, перемешал. В  дистиллированной воде – pH = 7 -  среда нейтральная,  а в родниковой рН = (8-9)  среда слабо – щелочная. Соответствует ПДК рН (6-9) – предельно допустимая концентрация компонентов, установленным государством РФ.  

5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ В ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВАХ.

  Брали по 5 мл. питьевой воды и добавляли по капле 5% раствора перманганата калия, окраска сохранялась, значит органических веществ во всех пробах не наблюдается. 

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОЛЕЙ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ,  ЖЕСТКОСТЬ.

  1 способ.  Брали по 4мл. пробы питьевой воды и добавляли несколько капель концентрированной уксусной кислоты и ложечку оксалата кальция. Осадок наблюдался. 2 способ. 5 мл анализируемого образца отобрали с помощью шприца и поместили во флакон, содержащий раствор реагента 1, добавить раствор индикатора, перемешали и прибавляли раствор реагента 2 по одной капле, считая капли, до перехода окраски раствора из розовой в синий. Жесткость определили как число капель реагента 2, умноженное на 0,33 или по таблице. 21 каплю умножили на 0,33 = 6,930.  Результат не превышает ПДК (ПДК ≤ 7). Значит, вода во всех пробах содержатся соединения  магния  и в достаточных количествах, т.е. вода –  жесткая. 2 способ. Добавили мыльный раствор в пробы, он лучше образовывал пену в дистиллированной воде, после кипячения слой пены увеличился в родниковой воде, следовательно, жесткость была временной.

7. ПРОВОДИЛИ ОБНАРУЖЕНИЕ   хлоридов (ионов CL), сульфатов (ионов SO2-4).

   К испытуемым пробам добавляли по 1-2 мл. растворов: нитрата серебра и хлорида бария.

   Каковы же полученные результаты?

   В  родниковой воде и с нитратом серебра и с хлоридом бария  наблюдалось   помутнение, а по таблице растворимости белый осадок одновременно эти соли дают на карбонаты, значит,   ионы хлора и сульфаты отсутствуют.  

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ВОДЕ

   Отфильтровали пробу воды. К 10 мл отфильтрованной воды добавили 0,5 мл 30% -ной серной кислоты и 1мл 0,01 Н раствора перманганата калия. Тщательно перемешали стеклянной палочкой и оставили на 20 минут.

                       9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИТРИТ-ИОНОВ

Выполнение определения: 10 мл анализируемого образца отобрали с помощью шприца и поместили во флакон, добавил сухой реагент, перемешали и подождали 20 мин. Сравнили окраску раствора с цветовой шкалой и определили концентрацию нитрит - ионов – 45 мг/дм3. Соответствует ПДК:45 мг/дм3

                10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИТРАТ-ИНОВ

Выполнение определения: 10 мл анализируемого образца отобрали с помощью шприца и поместили  во флакон, добавили сухой реагент, перемешали и подождали 20 мин. Сравнили окраску раствора с цветовой шкалой и определили концентрацию нитрат - ионов – 0 мг/дм3. Соответствует ПДК:0 мг/дм3.

                         11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА Fe(II,III)

Выполнение определения: 5 мл анализируемого образца отобрали с помощью шприца и поместили во флакон, содержащий раствор реагента 1, перемешали, добавили сухой реагент 2. перемешали и подождали 10 мин. Сравнили окраску раствора с цветовой шкалой и определили концентрацию железа(II,III) – 0.3 мг/дм3. Соответствует ПДК – 0,3 мг/дм3.

12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯМАРГАНЦА (Mn)

Выполнение определения : I0 мл анализируемого образца отобрали с помощью шприца и поместили во флакон, содержащий раствор реагента 1, перемешали, добавили раствор реагента 2 и подождали 10 мин. сравнили окрасу раствора с цветовой шкалой и определили, что концентрация марганца составляет 0.1 мг/дм3. Соответствует ПДК: 0.1мг/дм3

13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ АММОНИЯ

Выполнение определения : 10 мл анализируемого образца отобрали с помощью шприца и поместили во флакон, добавили раствор реагента, перемешали и подождали 5 мин. Сравнили окраску раствора с цветовой шкалой и определить, что концентрация ионов аммония составляет 0 мг/дм3 . Соответствует ПДК : 2.6мг/дм3

9. МЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ ВБЛИЗИ РОДНИКА

 Взяли немного почвы, скатали в ладонях в колбаску с тонким кончиком, которая  

ломается на изгибе – это суглинистая почва. Определили по специальной таблице.   (Приложение №5 таблица «Механический анализ почвы») 

10. ИССЛЕДОВАНИЕ РОДНИКОВОЙ ВОДЫ НА ОБЩУЮ ХИМИЧЕСКУЮ ТОКСИЧНОСТЬ.

   Поместил  по 10 семян в предварительно пастеризованные чашки Петри и налил на дно одной родниковую воду, а на дно другой – дистиллированную (контрольную). В течение 10 дней наблюдал за проростками. Скорость роста и вегетативная мощность растений  в обеих чашках практически одинакова, что позволяет судить об общей  чистоте родниковой воды.

11. РАДИАКТИВНОСТЬ МЕСТНОСТИ, ПРИЛЕГАЮЩЕЙ К РОДНИКУ.

   Рассмотрел внешний вид мяты, через лупу, сравнил с описанием в книге Новикова В.С., Губанова И.А. «Школьный атлас – определитель высших растений»4. Мята, крапива, произрастающие у родника соответствовали описанию в атласе, без каких либо повреждений (ожогов по краю пластинки или выжженными пятнами), отклонений в строении,  что свидетельствовало о нормальном радиоактивном уровне.

12. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУХА У РОДНИКА НА СОДЕРЖАНИЕ ТВЕРДЫХ ПРИМЕСЕЙ.

   Собрал листья вблизи родника. Накрыл лицевую сторону листа липкой лентой, затем аккуратно снял ее и приклеил к листу белой бумаги. Затем с помощью микроскопа и визуально  рассмотрели, но подсчитать твердые частицы не смогли, так как их размер меньше1мм. Это говорит о допустимой норме твердых частиц. Если же 1мм и более это - загрязнение.

_____________________________________________________________________________

4 Новиков Ю.В. Школьный атлас определитель высших растений: Кн. Для учащихся. – М.: Просвещение, 1985г.

3. Заключение:

а). Результаты исследований.

Наблюдения были регулярными в течении 2 – х месяцев, интервал наблюдения 2 недели, день наблюдения  - воскресенье.

Данные внесены в таблицу:

Продолжение таблицы.

б). Выводы:

   Качественное определение главных примесей воды позволяют, определит экологическое благополучие водоема: чем меньше примесей, тем лучше его состояние. Каково же состояние исследуемого родника?

1. Исследование органолептических характеристик родниковой воды: запаха, цвета, мутности, свидетельствуют о том, источники воды не содержат примеси, все в допустимых нормах.
2. Исследование минералогического состава воды показало, что в роднике содержится  повышенное содержание соединений магния, кальция, что указывает на временную жесткость, а среда воды слабо - щелочная.
3. Создан экологический паспорта этого родника, который помогает более точно оценить экологическое состояние родника. (Приложение № 1 «Паспорт родника №1»)

На основании проведенных исследований доступными средствами, я пришел к выводу, что утверждение Новиков Ю.В. о загрязнении подземных вод не имеет отношение к исследуемому роднику, так как исследуемая вода отвечает всем критериям международного стандарта и ПДК РФ (Приложение 8)

1. Благодарить хочется выразить за оказанную помощь в исследовательской деятельности жителям ул. М.В. Лермонтова, учительнице химии Мишечкиной С.А.; члену кружка: Лепшокову Мустафе
2. Дальнейшие перспективы работы.

- Поддерживать чистоту родника от бытовых отходов.

- Проводить работу среди учащихся и их родителей, проживающих в этом микрорайоне по сохранению и поддержанию чистоты родника.

       3. Рекомендации:

Экологическое состояние родника влияет на благополучие человеческой жизни, здоровье человека, так как вода жесткая. Поэтому важно предупредить людей об опасности, подстерегающей их при пользовании водой из родников.

  1. Подготовил инструкцию  о пользовании питьевой водой из родника и разместил в хим. кабинете, а в виде листовок распространил вместе с учащимися кружка среди школьников. (Приложение №6 Инстркуция№1)

ИНСТРУКЦИЯ №1.

Учащиеся МКОУ «СОШ №2 г. Усть – Джегуты»! Ели вы  и ваши родственники пользуетесь питьевой водой из родника, то перед употреблением  обязательно ее необходимо прокипятить из-за повышенного содержания соединений  карбонатов.

Список используемых ресурсов.

1. Астафуров В.И. Основы химического анализа: Учеб. Пособие по факультативному курсу для учащихся 9-10 кл. – М.; просвещение.1977г.
2. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды: Учебное пособие для учащихся техникумов. – М,: Высшая школа, 1087г.
3.   Новиков Ю.В.  и др. Методы исследования качества воды водоемов. – М; Медицина,1990г.
4. Новиков Ю.В. Школьный атлас определитель высших растений: Кн. Для учащихся. – М.: Просвещение, 1985г.
5. Речкалова Н.И. Какую воду мы пьем? ХВШ №3/2004, стр.7

6. Суюнбаева М.Ю., «Природная среда и вопросы экологического воспитания в КЧР (по материалам Усть – Джегутинского района)». Карачаевск, 2010г.
7. Турлакова Е.В. Определение показателей качества воды. Журнал  ХВШ №7/2004,стр.7
8. Хапаев С.А., «Карачаево – Черкессия – наш край родной». Черкесск, 1992 г.

             Приложение № 1. Модуль реализации проекта.

                       Организационная структура.

Учебно – познавательный                                Научно – исследовательский

            модуль                                                                      модуль      

                                         Аналитический модуль

Управленческий кадровый аспект.

МКОУ « СОШ № 2 г. Усть – Джегуты"

Руководитель                                                                    Члены кружка «Химия вокруг нас»                    

     проекта                                      ученики 8б класса                                                  Мишечкина С.А.                                                                                            Уртенов Карим,

                                                                                                                               Эдиева Рада.      

Приложение №2 (фото родника)

Приложение №3 (Схема местоположение родника)

Приложение №4 (фото проводимых исследований).

1.Определение запаха, температуры.

2. и 3. Определение мутности и цветности воды.

4. Определение реакции среды. ( Р - родниковая вода; Д – дистиллированная вода)

 5. Определение содержания органических веществ.

( Р - родниковая вода; Д – дистиллированная вода)

6. Определение солей кальция и магния (жесткость воды).

7. Обнаружение хлоридов и сульфатов.

8. Определение содержания кислорода в воде.

               9. Механический анализ почвы.

 10. Исследование родниковой воды на общую химическую токсичность методом биотестирования.

Наблюдения проводились в октябре 2016г. 

11. Радиоактивность местности прилегающей к роднику.

Повреждений и ожогов нет.

12. Исследование воздуха у родника на содержание твердых примесей.

Частицы меньше 1мм практически трудно рассмотреть даже под микроскопом.

Приложение №5 (таблица «Механический анализ почвы»)

Приложение №6.  Инстркуция№1