Республиканский конкурс исследовательских работ

Республиканский конкурс исследовательских работ

Учащихся 5-11 классов «Исследователь»

Секция: Химия, биология и медицина

Оценка экологического состояния родниковой воды

БУТАКОВ ЕГОР

 

 

ученик 5а класса

МБОУ «СОШ №30» г. Набережные Челны.

 

 

Научный руководитель:

учитель биологии

Каримова Алена Сергеевна

 

Набережные Челны

Содержание:

Введение……………………………………………………………..……стр3.

1. Источники забора воды...................................................................стр5

1.1 Родник в Боровецком лесу №1.................................................стр5

1.2Родник возле объездной дороги Заинс-2 «Святой ключ»№2.стр6

1.3Родник на границе Заинского и Сармановского района№3...стр7

2. Исследовательская работа. ….......................................................... …стр7

2.1. Определение прозрачности родниковой воды..................................стр.8

2.2. Определение мутности родниковой воды..............………………...стр.8

2.3. Определение запаха и привкуса родниковой воды………………..стр.9

2.4. Определение кислотности и минерального состава воды.……......стр.12

2.5. Определение хлора в воде……………………………………..........стр14

2.6. Определение нитратов в воде…………………................................стр14

2.7 Хромат-тест…………………………………………….....................стр.16

2.8. Определение железа в воде………………………...........................стр17

2.9. Определение меди в воде………………..........................................стр.18

3. Анкетирование учащихся 5 «а» класса МБОУ СОШ №30

г. Набережные Челны...............................................................................стр.19

4. Заключение……………………………………………………………стр.21

5 Литература…………………………………………………………….стр.24

Введение.

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобою наслаждаешься, не понимая, что? ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь. С тобой во всем существе разливается блаженство, которое не объяснить только нашими пятью чувствами. Ты возвращаешь нам силы и свойства, на которых мы уже поставили было крест. Твоим милосердием снова отворяются иссякшие родники сердца. Ты — величайшее в мире богатство, но и самое непрочное — ты, столь чистая в недрах земли. Можно умереть подле источника, если в нем есть примесь магния. Можно умереть в двух шагах от солончакового озера. Можно умереть, хоть и есть два литра росы, если в нее попали какие-то соли. Ты не терпишь примесей, не выносишь ничего чужеродного, ты — божество, которое так легко спугнуть... Но ты даешь нам бесконечно простое счастье».

Антуан де Сент – Экзюпери.

(Планета людей, VII. В сердце пустыни. Пер. с франц. Норы Галь)

Наличие родников и подземных вод во все времена считалось благом для людей. Такая вода, просачиваясь через различные пласты земли, проходила естественную природную фильтрацию. Но сегодняшняя экология такова, что вода из природных родников оказалась практически непригодной для питья. А добыча подземных чистых вод требует немало средств и соблюдения определенной технологии. Те, кто не желает пить камскую воду, давно пробурили себе артезианские скважины. Их в городе Набережные Челны около сотни.

Есть и определенные мнения по этому поводу у специалистов нашего города. Исследования показали, что в отличие от мягкой камской вода в наших родниках и артезианских скважинах повышенный уровень жесткости. В ней много солей кальция и магния. Отделка из кафеля источника в 48-м комплексе за две недели работы этой скважины из белой превратилась в коричневую. Так много железа оказалось в этой воде. Бытует мнение, что в природных родниках вода чистая. Но исследования санитарных врачей это опровергают. Возьмем, к примеру, популярный в народе Набережночелнинский родник у дома лесника. По утверждению специалистов, стабильного качества воды в нем не наблюдается. Она лучше зимой, но хуже в весенне-осенний период. Плохая вода и в роднике на пляже города Набережные Челны. Его даже пытались зацементировать. Но вода пробилась множеством родничков и затопила детский пляж. Пришлось его снова открыть. Сейчас это излюбленное место городских «моржей». Купаться в ней можно, пить – нельзя. Есть родник на Элеваторной горе. Он находится рядом с жилыми домами, где туалеты, как известно, расположены на улице. Неужели люди думают, что оттуда в воду ничего не попадает?
Оказывается, есть все-таки в городе один источник с хорошей водой. Это родник в Красных Челнах. Всем понятно, что родниками нужно заниматься, постоянно диагностировать.

Работая над этой темой, я поставил перед собой цель не только узнать информацию о родниках, но и провести исследование этой воды с целью выяснения её свойств и влияния на здоровье жителей нашего города, а также предложить советы, найденные в источниках информации, по улучшению качества воды.

Актуальность:

В настоящее время остаётся актуальным решение проблем чистоты окружающей среды, из которых проблема качества родниковой воды для людей наиболее важна, так как человек ежедневно использует её. По данным Всемирной организации здравоохранения, около пяти миллионов детей ежегодно умирают от кишечных заболеваний, связанных с загрязнением воды.

Проблема:

Это дало основание назвать проблему загрязнения родниковой воды, проблемой человечества. Поэтому я попытался проанализировать проблемы родников, определить свойства качества родниковой воды, чтобы быть уверенным, что родниковая вода, забор которой производит моя семья, пригодна для употребления.

Источники забора воды.

 

Родни́к (исто́чник, ключ, крини́ца)- естественный выход подземных вод на земную поверхность на суше или под водой (подводный источник).

Образование источников может быть обусловлено различными факторами:

· пересечением водоносных горизонтов отрицательными формами современного рельефа (например, речными долинами, балками, оврагами, озёрными котловинами),

· геолого-структурными особенностями местности (наличием трещин, зон тектонических нарушений, контактов изверженных и осадочных пород),

· фильтрационной неоднородностью водовмещающих пород и др.

· Родники бывают: восходящими- напорными и нисходящими- безнапорными; временно действующими (сезонными) и постоянно действующими.

По состоянию на 01.01.2016 год в Республике Татарстан учтено 3702 родника. В городе Набережные Челны — 11 родников. В соседних районах: Менделеевском районе- 25 родников, Сармановском районе- 41 родник, Заинском районе- 49 родников, Елабужском районе-45 родников, Мензелинском районе -91 родник.

 

Родник в Боровецком лесу.

 

Каждому жителю Набережных Челнов хорошо известен родник у домика лесника (Ключ Святой Параскевы), который находится возле автомобильной дороги на опушке Боровецкого леса за мостом через реку Шильну. Сюда многие приходят и приезжают за вкусной ключевой водой — место красивое, и, особенно летом, тут, в тени высоких сосен, приятно утолить жажду. Большой город, виднеющийся за деревьями, был здесь не всегда, а вот роднику уже гораздо больше ста лет. В наши дни в окрестностях этого источника нет ничего, кроме нескольких домиков, небольшого кафе и дикого пустыря через дорогу. Но когда-то (ещё в царские времена) здесь был медеплавильный завод и деревня Шильзавод (или Шильвинский завод), названная в честь этого предприятия. Завод закрылся очень давно, а деревня жила ещё долго — примерно, до конца 60-х годов XX века. И была в этой деревне у самого родника небольшая деревянная часовня, приписанная к Свято-Вознесенскому храму села Боровецкое. О деревне и часовне упоминается в «Полном списке населённых мест Уфимской губернии» Уфимского губернского статистического комитета (издание 1896 года), да и сейчас ещё живы люди, помнящие эти места совершенно другими, ведь когда-то вся округа знала «родник в корабельной роще» (так источник назвался до революции) по ежегодному Крестному ходу, в котором участвовали многие верующие.

 

1.2. Родник возле объездной дороги Заинск-2 «Святой ключ»

 

Удивителен природный ландшафт Заинского района. Здесь и горы, и долины, и леса, и несчетное количество природных родников, небольших речушек, которые дарят людям счастье. Возле объездной дороги Заинск-2 есть родник, к нему мы ездим приезжая к моему деду. Этому роднику очень много лет. Мой дедушка рассказывал мне, что когда он был маленьким, этот родник чистил и приводил в порядок его односельчанин. Звали его Николай. До самой старости он ходил на родник. Когда его не стало, родник немного загрязнился. Несколько лет его не чистили от мусора. Год назад его территория убрана от мусора и облагорожена в рамках ежегодной акции «Чистый родник».

.

1.3. Родник на границе Заинского и Сармановского района.

 

Этот родник находится в лесу на границе Заинского и Сормановского района. У этого родника нет названия и по этому его так и называют. Про этот родник мало что можно сказать. На сегодняшний день за ним взяли шефство нефтяники. Они облагородили его ступеньками и содержат в чистоте.

2. Исследовательская работа.

Любое знакомство со свойствами воды, начинается с определения органолептических показателей, то есть таких, для определения которых мы пользуемся нашими органами чувств (зрение, обоняние, вкусом). Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о составе воды и может быть проведена быстро и без каких-либо приборов. К органолептическим характеристикам относятся цветность, мутность (прозрачность), запах, вкус и привкус, пенистость.

 

Органолептические показатели воды:

Показатели	Единицы измерения	Нормативы не более
Запах	Баллы
Цвет	Баллы
Прозрачность	Градусы
Мутность	Единицы мутности по формалину (ЕМФ)или Мг/л по коалину	2,6 1,5

Для проведения исследования, выбран «Лабораторный экологический практикум», исследуемые 3 ёмкости в местах забора воды. В дальнейшем имеющие нумерацию:

№1- вода из родника в Боровецком лесу.

№2- вода из родника возле объездной дороги Заинск-2 «Святой ключ».

№3- вода из родника на границе Заинского и Сармановского района.

2.1. Определение прозрачности воды.

 

Прозрачность (или светопропускание) воды обусловлена ее цветом и мутностью, то есть содержанием в них различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ.

Определение прозрачности воды – обязательный компонент программ наблюдений за состоянием водных объектов. Степень прозрачности воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц минерального или органического происхождения. Воду считают прозрачной, если шрифт Снеллена читается через ее слой высотой в 30 см.

Цель опыта: Определить прозрачность воды.

Оборудование: пробирки с родниковой водой (№1, №2, №3), химический стакан, воронка, контрольная шкала образцов окраски растворов для определения.

Ход работы:

1. Наполнить пробирки водой до высоты 10-12 см.

2. Определить прозрачность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном).

3. Отметить наиболее подходящий оттенок по шкале.

4. Сделать выводы.

Цветность воды:
Слабо-желтоватая	Коричневатая
Светло-желтоватая	Красно-коричневатая
Желтая	Другая (укажите какая)
Интенсивно-желтая	-

Итоговая таблица:

Пробирки с водой	Норма	Показатели
№1
№2
№3

Вывод: Показатели прозрачности в норме.

 

Тест-система «рН»

Цветовая шкала и величина рН

pH цвет индикатора	малиновая	красная	оранжевая	желтая	светло- желтая	желто- зеленая	болотная	светло- зеленая	зеленая	синяя
Хар-ка среды	Сильнокислая	Среднекислая	Слабо кислая	Нейтральная	Слабо щелочная	Сильно щелочная

 

Итоговая таблица:

Пробирки с водой	Норма	Показатели
№1
№ 2
№3

Вывод: Показатели кислотности воды в норме.

 

Тест-система «Нитрат-тест»

Нитрат-тест применяется при:

- анализе продуктов питания - овощей, фруктов, зеленых культур (салата, петрушки) и т. п.за исключением чеснока и лука, а также продуктов, имеющих интенсивно окрашенный сок (свекла, морковь и т. п.);

- анализе питьевой и природной воды, соков;

- анализе воднопочвенных вытяжек, суспензий и др.

Предельно допустимая концентрация нитрат-ионов в питьевой воде – 45 мг/л, в воде рыбохозяйственных водоемов - 40 мг/л.

 

Цель опыта: Определить нитраты в родниковой воде.

Оборудование: пробирки с родниковой водой (№1, №2, №3), химический стакан, воронка, пипетка, универсальный индикатор,тест-комплект «Нитрат-тест”, контрольная шкала

Ход работы:

1. Наполнить пробирки водой.

2. 2. Извлечь индикаторную полоску из пакета. Отрезать или оторвать от индикаторной полоски рабочий участок размером около 1×1 см.

3. Нанесите на рабочий участок, как показано на рисунке, каплю анализируемой пробы до образования равномерно смоченного пятна.

4. Определить концентрацию активного хлора, сразу же сравнив окраску в месте нанесения капли, в зоне наиболее плотной окраски, с образцами на контрольной шкале. За результат анализа принимайте значение концентрации, соответствующее ближайшему по окраске образцу шкалы.

5. Сделать выводы.

Итоговая таблица:

№1	№2	№3
5мг/л	5мг/л	50мг/л

Вывод: Показатели нитратов родниковой воды в норме №1 и №2. №3 такой высокий показатель, потому что идет разложение веществ. Это связано с местом нахождения источника — лес.

 

Определение железа в воде.

 

Тест-система «Железо общее» применяется для экспресс - определения суммарного содержания общего железа в воде и водных средах.

Цель опыта: Определить железо в родниковой воде.

Оборудование: пробирки с родниковой водой (№1, №2, №3), химический стакан, воронка, пипетка, универсальный индикатор, тест-комплект «Железо общее”, контрольная шкала

Ход работы:

1. Наполнить пробирки водой.

2. Извлечь индикаторную полоску из пакета. Отрезать от индикаторной полоски рабочий участок размером около 5 5 мм(

3. Не снимая полимерного покрытия, опустить его в анализируемую воду на 5-10 с в колбы.

4. Определить концентрацию железа общего (суммарную концентрацию катионов железа (2) и (3)), сравнив через 3 минуты окраску участка с образцами на контрольной шкале. За результат анализа принимать значение концентрации, соответствующее ближайшему по окраске образцу шкалы (при промежуточной окраске - соответствующий интервал концентраций). При необходимости контроля более низких концентраций железа (2) допускается упаривание растворов (вытяжек) до внесения в них реактива с последующим пересчетом значений концентраций обратно пропорционально степени упаривания.

5. Сделать выводы.

 

Итоговая таблица:

 

№1	№2	№3

Вывод: Показатели железа в родниковой воде в норме.

 

Определение меди в воде.

 

Тест-система Медь применяется для экспресс-определения содержания катионов Cu(2) в воде и водных средах

Цель опыта: Определить медь в родниковой воде.

Оборудование: пробирки с родниковой водой (№1, №2, №3), химический стакан, воронка, пипетка, универсальный индикатор, тест-комплект «Медь”, контрольная шкала

Ход работы:

1. Наполнить пробирки водой.

2. Извлечь индикаторную полоску из пакета. Отрезать отиндикаторной полоски рабочий участок размеромоколо 5*5мм.

3. Не снимая полимерного покрытия, опустить его в анализируемую воду на 5-10 сек.

4. Определить концентрацию катионов Cu(2) сравнив через 3 минуты окраску участка с образцами на контрольной шкале. За результат анализа принять значение концентрации, соответствующее ближайшему по окрасу образцу шкалы (при промежуточной окраске - соответствующий интервал концентраций).

5. Сделать выводы.

 

6. Итоговая таблица:

 

№1	№2	№3
30 мг/л	30 мг/л	30 мг/л

Вывод: Показатели меди в родниковой воде в норме.

Проведя лабораторно-исследовательскую часть, можно с уверенностью сказать, что все заборы воды пригодны для питьи и безопасны для здоровья.

 

 

 

 

Г. Набережные Челны.

В 5 «а» классе 29 учащихся-респондентов.

Анализ анкетирования:

1. Знаете ли вы, как влияет вода на организм человека?

2. Часто ли вы производите забор воды из родников?

3. Что вы знаете о родниках находящихся на территории города Набережные Челны и его окрестностях?

 

4. Знаете ли вы, что такое органолептические показатели воды?

 

3. Заинтересовал ли вас экопаспорт родника установленный рядом с ним?

 

Выводы:

Анкетирование респондентов показало, что учащиеся 5 «а» класса не все имеют достаточные знания о том, как влияет вода на организм человека. Знают информацию о родниках в основном от педагогов и родителей. Мало о них читают и не интересуются проблемами родников. Забор воды из родников для питья берут очень редко, не знают об экопаспорте родника установленного рядом с ним, потому не озадачивались вопросами органолептических и химических показателях воды.

Необходимо обратить внимание сверстников к этим вопросам. Я обязательно ознакомлю их с результатами моего исследования на классном часу.

Заключение

 

Для того что бы человек был в тонусе и как следствие чувствовал себя здоровым ему необходимо ежедневно употреблять определенное количество воды.

Я выдвигал гипотезу, которую подтвердил в процессе своего исследования. Родниковая вода в местах забора в основном соответствует норме, достаточно качественная. Она более чистая зимой. Я определял в ней присутствие вредных веществ, что бы в дальнейшем посоветовать способы по улучшению её качества. Вода из родника на границе Заинского и Сармановского района имеет большую концентрацию нитратов, что характеризует разложение веществ в воде. На этот факт я обращу особое внимание своих одноклассников.

А так-же доведу до сведения одноклассников следующие материалы:.

Вода в организме выполняет различные функции:

· выводит из организма шлаки, шлаки – вредные вещества для организма, большое количество которых влияет на самочувствие человека.

· доставляет к клеткам необходимые питательные вещества.

· растворяет необходимые вещества в организме, которые принимают участие в процессе пищеварения.

Качество воды определяется органами чувств – по цвету, вкусу, уровню мутности. Но и по показателям химического состава. Не рекомендуется пить жидкость с повышенным токсическим уровнем алюминия, свинца, мышьяка, различных пестицидов. Не стоит забывать, что все отбросы, мусор, химические элементы, используемые на земле, поникают в грунтовые воды, загрязняя их.

Повышенный уровень фтора в родниковой воде приводит к потемнению эмали зубов, они ломаются, покрываются пятнами. Свинец и мышьяк отравляют организм, преобразовывая хромосомный состав клеток. Бор в холодной воде влияет на нервную систему. Наличие кальция делает воду жесткой. Употреблять ее не рекомендуется из-за риска заболеваний сердца, сосудов, камней в почках. Жесткой водой мы увеличиваем риски преждевременной смерти, кожа становится сухая, возможен зуд, волосы становятся то-же жесткие. Моющие средства при взаимодействии с жесткой холодной водой превращаются в шлаки, тяжело смываются с волос и тела. Щелочность воды, наоборот, может поправить здоровье, и поддерживать уровень pH, если человек страдает низкой кислотностью желудочно-кишечного тракта. Чрезмерно высокий уровень pH характеризующийся неприятным запахом воды, вызывает раздражение слизистых. Сбой в кислотности организма приводит к остеопорозу за счет усвоения кальция из костей. Пить родниковую воду, если вы не уверены в ее качестве не рекомендуется. Ведь неизвестно какие пути прошла эта вода, прежде чем оказаться в вашем стакане.

Для очистки родниковой воды и использовании её для питья предлагаю следующие методы:

1. Метод отстаивания

2. Метод кипячения

3. Метод вымораживания

Самый простой и доступный для всех метод – отстаивание воды. При этом в течение определённого времени улетучивается остаточный свободный хлор. Кроме того, под действием гравитационных сил происходит осаждение относительно крупных суспензионных и коллоидных частиц, находящихся во взвешенном состоянии.

Следующий метод – это кипячение. Основное предназначение процесса кипячения – обеззараживание воды. В результате термического воздействия гибнут вирусы и бактерии. Кроме того, при кипячении может уменьшаться растворимость некоторых солей, например сульфата кальция, что также отчасти приводит к смягчению воды. Но есть и некоторые недостатки этого метода. При кипячении происходит удаление всех растворимых в ней газов, в том числе и полезных (кислорода, углекислого газа), которые улучшают органолептические свойства воды. Поэтому кипячённая вода безвкусна и мало полезна для кишечной микрофлоры.

Иногда используют метод вымораживания воды, основанный на разности температур замерзания чистой воды. Сначала замерзает чистая вода, а в оставшемся объёме концентрируются соли. Существует мнение, что такая вода обладает целебными свойствами за счёт особой структуры молекул воды.

Чтобы можно было пользоваться водой из родника, предлагаю следующие меры:

1. Обнаруживать и очищать все несанкционированные свалки возле родников.

2. Устанавливать опознавательный знак у источников с историей и названием родника, показаниями органолептических и химических характеристик воды.

3. Занимать активную жизненную позицию к вопросам благоустройства и очистки родников.

На основании проведенной работы можно сделать вывод, что вода из данного источника может быть использована в быту, пригодна для питья, так как не имеет видимых загрязнений. Мной не было проведено исследование воды на нахождение в ней болезнетворных микроорганизмов. Для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимы дополнительные исследования.

 

Продолжение моего исследования:
Свою работу на этом этапе я считаю завершенной. Но есть возможность продолжить её и составить экопаспорт родника. Сейчас у меня нет достаточных знаний, но в дальнейшем изучая биологию, географию, химию я смогу её продолжить.

 

Паспорт родника:

1. Номер источника

2. Название источника

3. Область

4. Район

5. Населенный пункт

6. Элемент рельефа

1. Геологические условия выхода воды

a. Характеристика пласта, из которого вытекает подземная вода

b. Породы водоупорного пласта

c. Выход воды на поверхность (из трещин, промежутков между частицами пород и т. д.)

d. Характер вытекания воды (вытекает спокойно, бурлит, бьет струйками, фонтанирует и т. д.)

e. Высота источника над уровнем воды в реке

f. Расстояние источника от уреза реки (ручья)

2. Растительность вблизи родника

3. Животный мир вблизи родника

4. Физические особенности воды источника

a. Прозрачность воды

b. Запах

c. Вкус

d. Осадок (количество, цвет) Состав осадка

железистый
известковый
кремнистый

e. Температура воды

f. Температура воздуха (указать время)

g. Замерзание источника
Сроки замерзания

h. Дебит источника

5. Участие источника в питании ручья, реки, озера

6. Влияние родника на окружающую местность (провалы, оседания, оползни, размывы, заболачивание и т. д.)

7. Хозяйственное использование источника.

 

 

Литература.

Республиканский конкурс исследовательских работ