Основным гидроресурсом нашего района являются воды р. Лузы, протекающего на территории города. Река Луза относиться к бассейну С.Двины и протекает по отдалённым северным районам Кировской области - Лузском и Подосиновском. Комплексной оценки состояния данного водного объекта не проводилось с 1994 года.
Вложение | Размер |
---|---|
issledovanie_kachestva_vody_v_r._luza.doc | 183.5 КБ |
МОУ СОШ № 2 г. Лузы
Исследование качества воды в реке Луза
в районе водозабора
Работу выполнила
Шабалина Людмила
ученица 9 в класса
Руководитель:
Кузнецова Л.В.
учитель химии
и географии
г. Луза
2006г
Содержание
1. Введение-------------------------------------------------------------------------------------------стр.
1.1 Актуальность темы.-------------------------------------------------------------------------3
1.2 Цели и задачи исследования.--------------------------------------------------------------3
2. Литературный обзор.
2.1 Основные источники загрязнения природных вод.----------------------------------4
2.2 Основные требования к качеству вод используемых для
хозяйственно-бытовых нужд.----------------------------------------------------------------------7
2.3 Охрана водных ресурсов.------------------------------------------------------------------8
3. Объект и методика исследования.-------------------------------------------------------------9
4. Обсуждение результатов исследования.----------------------------------------------------10
5. Выводы и рекомендации.----------------------------------------------------------------------11
Список используемой литературы. -------------------------------------------------------------12
Приложение.---- ------------------------------------------------------------------------------------13
1.1 Актуальность темы.
Качество воды играет решающую роль в развитии биосферы и при использовании её населением для любых целей. Люди тысячелетиями использовали реки, озёра, моря для сброса в них загрязнённых сточных вод, и до начала XX века это практически повсеместно не вызывало особого беспокойства. Солнце, воздух, микроорганизмы и растворённый в воде кислород обеспечивали сомоочищение водных объектов. Всего несколько десятилетий назад загрязнённые воды реки ниже какого-либо расположенного на её берегах города через 20-30 км. Становились чистыми, и их без проблем забирали водозаборы другого населённого пункта, расположенного ниже по течению. Однако рост городов, бурное развитие промышленности, особенно химической, энергетики, а также водного транспорта, увеличение добычи полезных ископаемых, площадей орошаемых земель с каждым годом приводили ко все большему загрязнению вод, ставшему угрожающим для жизни человечества. Загрязнёнными оказались не только ручьи, небольшие реки и озёра, но и моря и даже океаны. За последние сто лет существенно расширился к тому же спектр веществ, загрязняющих воды[1].
1.2 Цели и задачи исследования.
Основным гидроресурсом нашего района являются воды р. Лузы, протекающего на территории города. Река Луза относиться к бассейну С.Двины и протекает по отдалённым северным районам Кировской области - Лузском и Подосиновском. Комплексной оценки состояния данного водного объекта не проводилось с 1994 года. Поэтому я решила выяснить современное экологическое состояние воды в р. Лузе и поставила цель:
оценка экологического состояния воды в р. Луза в районе водозабора.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
Работа рассчитана на несколько лет. Данный этап является начальным. В дальнейшем, знание современного состояния экосистемы позволит продолжить изучение флоры и фауны водной и прибрежной территорий и дать оценку хозяйственной ценности реки, определить пути рациональной эксплуатации и разработать природоохранные мероприятия.
-3-
2. Литературный обзор.
Вода самое распространенное соединение в природе, не бывает абсолютно чистой. Природная вода содержит многочисленные растворенные вещества- соли ,кислоты , щелочи, газы (углекислый газ, азот, кислород), продукты отходов промышленных предприятий и нерастворимые частицы минерального и органического происхождения.
Источники загрязнения водных объектов многообразны.[2]
Таблица 1.
Прежде всего, это стоки городов и промышленных предприятий, сбрасываемые в водоемы без предварительной очистки. Туда же попадают воды загрязненные отходами со свалок, ядохимикатами и удобрениями с сельскохозяйственных угодий. Во многих регионах мира загрязнения вод все больше происходит из-за кислотных дождей. Определенную роль в ухудшении качества воды играет изменение режима рек и озер.
Доля промышленности в загрязнении поверхностных вод в некоторых регионах составляет около 70-80 % [3].
Таблица 2.
Примеси в сточных водах промышленных предприятий
Источник примесей | Наименование примесей |
1.Аминокрасочная промышленность | Серная и азотная кислоты, амины, фенолы, нитросоединения , красители. |
2.Бумажная промышленность | Бумажное волокно, сульфоновые кислоты, меркаптаны, сульфиды, сульфаты, алюминий. |
3.Коксохимическая промышленность | Фенолы, жирные низшие кислоты, Пиридиновые основания, углеводороды, смолы, аммиак. |
4.Кожевенная промышленность | Органические примеси, белковые вещества, кальций, хром, сульфиды. |
5.Лесохимическая промышленность | Спирты, жирные низшие кислоты, альдегиды, кетоны, смолы. |
6.Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность | Углеводороды, нафтоловые кислоты, меркаптаны, сероводород, натрий, кальций, сульфаты. |
7.Производство пластмассы | Фенолы, альдегиды, кетоны, белковые вещества. |
8.Сахарная промышленность | Минеральные примеси, углеводы, белковые вещества. |
9.Текстильная промышленность | Красители, жирные высшие кислоты, талин, тяжёлые металлы, хром. |
10.Хозяйственно- бытовые сточные воды | Жиры, белковые вещества, мочевина, аммиак, натрий, хлориды. |
Наиболее распространённым, опасным и повсеместным загрязнителем воды стали нефтепродукты. Этому способствует широкое использование нефти и нефтепродуктов в различных отраслях хозяйства, добычи нефти в прибрежных районах и на шельфах внутренних морей, потери при её транспортировке. Попав в водоём, одна тонна нефти растекается на его поверхности на площади 12 км2 . Особенно сильные бедствия происходят во время аварий при добыче и транспортировке нефти. Даже незначительное содержание её (0,2-0,4мг/л) придаёт воде специфический запах, который в течение долгого времени не удаётся устранить никакими способами.
В сточных водах химических предприятий находится много фенолов, которые не только придают воде резкий, неприятный запах, но и нарушают биологические процессы в водоёмах. Стоки многих предприятий, а также шахтные и рудничные воды содержат значительные количества цинка и меди. Появившиеся в последние десятилетия в сточных водах синтетические поверхностно-активные вещества резко ухудшают биохимическую очистительную способность воды. Даже относительно небольшие концентрации их ведут к прекращению роста водной растительности, неприятному запаху, иногда образуют стойкие скопления пены.
Тепловые и атомные электростанции, потребляющие огромные количества воды и сбрасывающие в водоёмы подогретые воды, ведут к тепловому загрязнению водоёмов, нарушают их термический, гидрохимический и гидробиологический режимы.
Ежегодно в атмосферу Земли с промышленными выбросами поступает более 50 млн. тонн оксидов азота, 200 млн. тонн оксида углерода, около 150 млн. тонн пыли и 120 млн. тонн золы. Воздушные потоки перемещают твердые частицы на большие или меньшие расстояния , а по пути они нередко выпадают непосредственно на водную поверхность. Газообразные выбросы, растворяясь в атмосферной влаге, выпадают на поверхность Земли и водных объектов в виде кислотных дождей иногда на расстоянии многих сотен километров от места их зарождения.
Существенный источник загрязнения воды - коммунальное хозяйство населенных пунктов. В составе коммунальных стоков, наряду с фекальными водами, которые содержат особо опасные для здоровья человека яйца гельминтов , а также болезнетворные микробы и вирусы, имеется много вредных соединений, сбрасываемых предприятиями пищевой промышленности, автомобильного транспорта, общественного питания, торговли.
Ливневые стоки с городских территорий, площадь которых измеряется десятками, сотнями и тысячами квадратных километров, включает значительное количество нефти, органических продуктов. В отличие от бытовых и промышленных стоков их большей частью не подвергают очистке. Эти стоки поступают в водоёмы в период весеннего снеготаяния и интенсивных и продолжительных дождей.
-5-
Один из крупных источников загрязнения вод - сельское хозяйство. Основные загрязняющие ингредиенты в поверхностном стоке с сельскохозяйственных угодий - частицы почвы, органическое вещество (гумус) , удобрения и пестициды, вредные микроорганизмы. Из внесённых на склоновые земли удобрений вымывается до 20 % азота,2-5 % фосфора и 10-70 % калия. Вынос пестицидов с богарных земель достигает 1% от внесенного в почву их количества, с орошаемых - до 4 %.
Поскольку стоки с полей невозможно пропустить через очистные сооружения, опасность загрязнения вод удобрениями и пестицидами огромна. Биогенные вещества способствуют интенсивному «цветению» воды и приводят к нарушению процессов самоочищения.
Водный транспорт также представляет собой большую угрозу для чистоты вод в случае прямого сброса в них отходов особенно подсланевых вод, сильно загрязнённых нефтепродуктами. Значительное количество нефти попадает в водные объекты при сливании балластной воды. Аварии же танкеров приводят к неисчислимым бедствиям, губят флору и фауну, нарушая условия водоснабжения населённых пунктов и выводя из строя пляжи.
Многие реки, преимущественно на севере и в горных районах, загрязняются при сплаве леса, прежде всего на тех участках, где осуществляют молевой сплав. До 10 % брёвен тонут и остаются лежать на дне. На дно же оседает и кора, сдираемая с брёвен при их ударах о камни, друг о друга и о берега. Затонувшая древесина медленно разлагается, поглощая из воды кислород и отравляя её фенолами и другими вредными веществами.
В некоторых районах водные объекты загрязняются при добыче полезных ископаемых.
За последние десятилетие существенным источником загрязнения рек и водоёмов стала рекреация, особенно такие её виды, как массовое купание и прогулки на маломерных судах.
Итак, деятельность человека существенно изменила объём и скорость массоэнергетических потоков, в результате чего водные объекты стали представлять собой сложнейший раствор многочисленных веществ и в некоторых случаях превращаются в мёртвые водоёмы[1,3,4]
-6-
2.2 Основные требования к качеству вод используемых для хозяйственно – бытовых нужд.
Обеспечение безопасного водопользования, охрана водных объектов от загрязнения, сохранение пресноводных водоёмов как элементов гидросферы немыслимы без регламентирования качества водной среды.
Оценка качества водной среды зависит от цели и характера использования их водных ресурсов. Разумеется, что хозяйственно – питьевое и культурно – бытовое водопользование населения, ведение рыбного хозяйства, орошение сельскохозяйственных земель и различные виды промышленного водоснабжения предъявляют различные требования к качеству воды.
К качеству воды для водоснабжения населения предъявляются наиболее высокие требования (экологические и гигиенические). Для этого приняты требования к предельно допустимой концентрации (ПДК) того или иного вещества в природной воде. В общей сложности установлено около 1000 ПДК хозяйственно – питьевого и культурно – бытового назначения. Понятие ПДК базируется на идее парового действия вредных веществ на человека в районе водопользования, то есть такая концентрация, которая при более или менее длительном воздействии на организм не приводит к патологическим изменениям и не вызывает болезней. В отношении рыбохозяйственных водных объектов данное толкование расширено, так как за ПДК принимается такая концентрация, которая не нарушает звенья трофической цепи водоёма (фитопланктон, макрофиты, зоопланктон, рыба)[4].
В водном законодательстве Российской Федерации в основе наиболее распространённых гигиенических критериев качества воды лежат следующие требования: вода, используемая населением для питьевых и других целей, должна соответствовать физиологическим потребностям человека по органолептическим свойствам (запах, привкус, окраска) и солевому составу, быть безвредной и безопасной при её использовании. Действующие гигиенические нормативы играют большую организующую роль при проектировании новых и реконструкции старых промышленных предприятий. Они дают научно обоснованный критерий качества воды для оценки санитарной охраны водных объектов. Во многих случаях эти нормативы способствовали совершенствованию методов очистки сточных вод промышленных и коммунально – бытовых предприятий. Требования к качеству вод, используемых для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд приведены в таблице 3.[5]
Таблица 3.
Требования и нормативы к питьевой воде
Показатели | Требования и нормативы |
Плавающие примеси (ве-ва) Запахи, привкусы Окраска Реакция (рН) Минеральный состав Биохимическая потребность в кислороде Бактериальный состав Токсичные химические вещества | На поверхности водоёма не должны обнаруживаться плавающие плёнки, пятна минеральных масел и скопления других примесей. Вода не должна приобретать запахи и привкусы более 2 баллов, обнаруживаемые непосредственно или при последующем хлорировании. Не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см Не должна выходить за пределы рН 6,5-8,5 Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л, в т.ч. СI- – 350 мг/л и SO42- - 500 мг/л Полная потребность воды при 20˚ С не более 3 мг/л Вода не должна содержать возбудителей кишечных заболеваний. Число бактерий группы кишечных палочек (коли - индекс) не более 10000 в 1 л воды. Не должны содержаться в воде в концентрациях, превышающих нормативы |
2.3.Охрана водных ресурсов.
Охрана водных ресурсов заключается в запрещении сброса сточных вод, в уменьшении количества загрязняющих веществ, сбрасываемых в водоёмы, в создании водоохранных зон, в очистке сточных вод, в интенсификации процессов самоочищения в водоёмах, в сохранении и улучшении условий формирования поверхностного и подземного стока на водосборах.
Наиболее эффективный путь защиты водоёмов от загрязнений – это создание безответного производства, когда отходы одной ступени производственного цикла используется как сырьё для другой. Однако в настоящее время не существует универсальной бессточной системы, пригодной для различных отраслей хозяйства.
Важнейшей мерой по охране водных ресурсов остаётся бережное её расходование.[1]
-8
3.Объект и методика исследования.
Объектом исследования стала вода в реке Луза, проба которой была взята в районе водозабора.
Методика работы включила в себя:
3.1 Методы исследования экологического состояния водных объектов[5,6 ,7].
- Органолептический анализ воды
а) Определение pH с помощью универсальной бумаги;
б) Определение цвета (окраски) воды в столбике высотой 20-10 см.
в) Определение прозрачности, мерой которой может служить высота столба воды (в см.), при котором можно различать на белой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм.
г) Определение характера и интенсивности запаха воды при 20 0С.
- Химический анализ воды.
В пробах воды было определено содержание следующих ионов:
а) Иона аммония.
В пробирку диаметром 13-14 мм. Наливают 10 мл исследуемой воды из природного водоёма или водопровода, прибавляют 0,2-0,3 мл раствора сегнетовой соли и 0,2 мл реактива Несслера. Через 10-15 мин. проводят приближённое определение по шкале -таблице [5,6 ]
б) Определение хлоридов
В пробирку отбирают 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10% раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению по шкале -таблице [5,6 ]
в) Определение сульфат- ионов в воде
В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл раствора соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5% раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути - концентрация сульфат - ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько мин.-5-10 мг/л; при слабой мути , появляющейся сразу после добавления хлорида бария,-10-100мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат- ионов (более100мг/л)
г) Определение нитрат – ионов
В пробирку диаметром 13-14 мм наливают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 мл реактива Грисса и нагревают до 70-800С на водяной бане. Через 10 мин. появившуюся окраску сравнивают со шкалой - таблицей [5,6 ]
д.) Определение общего железа
В пробирку помещают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком- красное.
е) Определение фенолов.
В коническую колбу емкостью 200 мл вносят 100 мл исследуемой воды и затем добавляют раствор хлорной извести в небольшом объеме. Через 10 мин. Определяют (сначала на холоде, потом при нагревании),появился ли характерный для хлорфенолов «аптечный» запах.
3.2 Сравнительный анализ данных исследования с результатами прошлых лет.
3.3 Оценка экологического состояния воды в реке Луза.
4. Обсуждение результатов исследования.
Нами был проведён органолептический и химический анализ воды из реки Лузы в районе водозабора. Результаты анализа занесены в таблицу 4. Здесь же представлены результаты анализа воды Нижегородской экспедиции, сделанные в 1993 году.[8 ]и требования и нормативы (ПДК) к воде природных источников [5 ]
Таблица 4.
Результаты органолептического и химического анализа воды.
Показатели | Единицы измерения | Нормативы ПДК для водоёмов | 1993 год | 2006 год |
1.Органолептические | ||||
- цвет | Окраска не должна обнаруживаться в столбце жидкости высотой 20 см. | Интенсивно-жёлтый | Слегка желтоватый | |
- прозрачность | см | > 35 см | ||
- запах | ≤2балла | 0-1 балл | 0-1 балл | |
2.Химические | ||||
- pH | 6,5 до 8,5 | 7,7 | 6-7 | |
- ионы аммония | мг/л | 2,6 | 2,59 | 0,1 |
- хлорид ионы | мг/л | 350 | 4,08 | < 1 |
- сульфат ионы | мг/л | 500 | 33,7 | < 5 |
- фенол | мг/л | 0,1 | 0,28 | не обнаружен |
-нитрит ионы | мг/л | 0,002 | 0,023 | < 0,003 |
- железо общее | мг/л | 0,3 | 2,31 | < 0,1 |
- окисляемость | мг о2/л | до 4 | 14,2 | 2 |
Результаты органолептического анализа воды за 1993 и 2006 гг. Соответствуют нормативам, за исключением цветности.
Активная реакция среды (pH) изменилась от слабощелочной до слабокислой, что может быть связано с повышением содержания углекислого газа в воде и уменьшением концентрации гидрокарбонат-ионов.
Если проследить изменение концентрации определяемых ионов по годам, то по всем показателям оно уменьшилось до ПДК в воде природных водоёмов. В настоящее время концентрация большинства химических ингредиентов воды реки соответствует нормативам, установленным для рыбохозяйственных водоёмов.
По результатам анализов 1993 г. целый ряд химических компонентов превышает предельно допустимую концентрацию ( ПДК ), установленную для рыбохозяйственных водоёмов. Содержание фенолов в воде в 1993 году превышало ПДК почти в 3 раза, концентрация нитритов составляла 10 ПДК, железа - 8 ПДК, окисляемость - 3,5 ПДК. Этому способствовали сточные воды различных предприятий г. Лузы и района: Лузского ЛПК, Лальского маслозавода, Лальской бумажной фабрики, бытовые стоки, а так же проводившийся до 1995 г. многолетний молевой сплав древесины, которые значительно ухудшали общее санитарное состояние реки, оказывали отрицательное влияние на живые организмы.
-10-
5. Выводы и рекомендации.
В связи с уменьшением в последние годы антропогенной нагрузки (прекращение молевого сплава, реорганизация многих предприятий) качество воды в реке Луза значительно улучшилось и соответствует требованиям и нормам, принятым для рыбохозяйственных водоемов.
Поэтому необходимо:
-11-
Список использованной литературы
1.Авакян А.Б. Загрязнение вод и проблема их охраны // География в школе. № 3, 1993, с.9.
2.Ануфриева Е.Н., Компаниец О.Н. Интегрированный урок «Гидросфера»//Химия в школе. №7,2001,с.28-34.
3.Элективный курс. Химия и охрана окружающей среды. 10 класс./ Сост. И.Н.Баланова. – Волгоград: ИТД «Корифей»,2006.
4.Винокурова Н.Ф., Трушин В.В. Глобальная экология: Учебник для 10-11 классов профильных школ. – М.: Просвещения, 2001.
5.Экология родного края/Под. ред.Т.Я.Ашихминой.- Киров.: Вятка,1996.
6. Школьный экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие / Под ред. Т.Я.Ашихминой. – М.: АГАР, 2000.
7. Зверев А.Т. Экология: Учебник для 7-9 классов общеобразовательных школ. – М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ЗАО «Дом педагогики»,2002.
8. Отчет о работе Нижегородской экспедиции «Оценка современного состояния экосистемы р.Лузы в пределах Кировской области», 1994.
.
Две лягушки
Каргопольская игрушка
Лев Николаевич Толстой. Индеец и англичанин (быль)
Позвольте, я вам помогу
Золотая хохлома