Исследовательская работа по экологии на тему: "Наша вода"

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

основная общеобразовательная школа №3 г. Гуково

Исследовательская работа по экологии:

«Наша вода»

Выполнили: Ольховик Ольга

Шерстобитова Надежда

учащиеся 9 класса

МБОУ ООШ №3,

Руководители: Изварина Н.Н.

учитель химии и биологии,

Максименко Е.В.

учитель начальных классов

г. Гуково   2013 г

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                                               Стр.

1. Введение                                                                                                               3                                                                                                                                                                            

2. Цели и задачи.                                                                                                  3-4

3. Значение воды  для живых организмов                                                         4-6

4. Экологические проблемы водных объектов шахтерских территорий        6-7

5. Практическая часть.                                                                                                          

      5.1 Социологический опрос.                                                                       7 – 8

      5.2 Проведение опытов, определяющих качество воды.                        9 - 11

6. Выводы.                                                                                                              11

7. Рекомендации.                                                                                                   12

8. Приложение.                                                                                               12 - 14

Введение                                                             «Воде дана волшебная власть

Стать соком жизни на Земле».

Леонардо да Винчи

Образно говоря, вода – это «эликсир жизни», оживляющий планету, «великий скульптор», формирующий  поверхность, «Маховое колесо» климата и погоды. Еще недавно считалось, что человечеству хватит воды навсегда. На самом же деле ее запасы на земном шаре далеко не безграничны. Сегодня ставится вопрос об особом отношении человека к природе, об ее охране, правильном использовании водных ресурсов.

Актуальность темы.

Вода играет чрезвычайно важную роль в жизни человека, животного, растительного мира, и природы в целом. Дееспособность всех живых клеток связана с присутствием воды. От качественного состава питьевой воды зависит здоровье человека. А от состояния природных водных объектов зависит жизнедеятельность растительных  и животных  организмов. На сегодняшний день качество питьевой воды и охрана природных водных объектов - актуальные проблемы современности.

 Данным исследованием мы решили проверить, соответствует ли качество водопроводной воды принятым нормам, а также определить качественный состав воды природных водных объектов, выяснить на основании полученных результатов имеется ли угроза для нормальной жизнедеятельности растительных и животных организмов, обитающих в данных водоемах.

Цель работы: провести исследование по изучению физического и химического состава питьевой воды и воды из природных водных источников поселка шахты №26 г. Гуково и х. Платово Красносулинского района с целью выяснения степени загрязнения водных объектов и изучения влияния ионов, содержащихся в воде природных  объектов, на существование животных и растительных организмов.

Объект исследования: соответствие  качества питьевой воды нормам, а также степень загрязнения  воды природных  водных объектов.

Предмет исследования: водопроводная вода и вода природных водных объектов (пробы, взяты на территории поселка ш. №26 г. Гуково и х. Платово Красносулинского района в  учебных и исследовательских целях).

Гипотезы-предположения:

• вода в г. Гуково, поступающая через централизованное водоснабжение соответствует СанПиНу 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода»;
• ионы, содержащиеся в воде природных объектов пос. шахты № 26 г. Гуково  и х. Платово Красносулинского района оказывают влияние на существование животных и растительных организмов.

Задачи:

• изучить значение  воды для организма человека, растений и животных;
• изучить экологические проблемы водных объектов шахтерских территорий;

• провести опрос среди школьников на предмет осведомлённости по данной теме;

• исследовать качество водопроводной питьевой воды и воды из природных источников поселка шахты №26 г. Гуково и х. Платово Красносулинского района. Провести визуальный анализ воды. Определить ее прозрачность, мутность, цвет, запах. Определить качественное содержание в воде ионов хлора Cl-,  сульфат -ионов  SO42-  , определить кислотность Ph среды;

• оценить полученные результаты;
• привлечь внимание людей, от которых зависит экологическое состояние воды, и прежде всего,  жителей посёлка.

Этапы исследования:

• изучение литературы по данной теме;
• проведение опроса среди школьников;
• анализ водопроводной воды и воды природных источников поселка шахты №26 г. Гуково и х. Платово Красносулинского района;
• обработка полученных данных;
• проведение разъяснительной работы с учащимися МБОУ ООШ №3 и жителями поселка шахты №26 г. Гуково о необходимости экономить и не загрязнять воду.

В процессе работы над данной темой нами была изучена и проанализирована научно – познавательная литература, которая помогла осуществить выполнение данной  работы, также мы использовали интернет-ресурсы.

Значение качества воды для живых организмов.

            Значение воды в жизни человека очень велико.  Достаточное поступление воды в организм является одним из основных условий  здорового образа жизни. Вода доставляет питательные вещества в каждую клетку, выводит токсины, шлаки и излишки солей, содействует понижению кровяного давления. Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день. Таким образом, вода необходима для жизнедеятельности.

Вода, которую мы потребляем, должна быть чистой. По санитарным нормам любая вода, которая течет из крана, должна  отвечать стандартам питьевой воды (приложение 1: СанПиН 2.1.4.1074 - 01«Питьевая вода»).

           Существуют основные показатели качества питьевой воды. Их условно можно разделить на группы:

   1. Органолептические показатели (запах, привкус, цветность, мутность).

   2. Токсикологические показатели (алюминий, свинец, мышьяк, фенолы,

      пестициды).

   3. Показатели, влияющие на органолептические свойства воды (рН, жесткость общая, нефтепродукты, железо, марганец, нитраты, кальций, магний, окисляемость перманганатная, сульфиды).

   4. Химические вещества, образующиеся при обработке воды (хлор остаточный свободный, хлороформ, серебро).

   5. Микробиологические показатели (наличие бактерий и простейших).

        Хлором обеззараживают воду, поскольку он —  способен уничтожать болезнетворные микроорганизмы. Хотим привести данные о состоянии водоснабжения и водоотведения населенных мест Ростовской области из доклада  М.Ю. Соловьева,
руководителя Управления Роспотребнадзора
по Ростовской области: «Обеспечение населения доброкачественной питьевой водой является одной из приоритетных и актуальных задач в Ростовской области. Основными источниками водоснабжения населения является р. Дон, р. Северный Донец, р. Миус, Цимлянское и Соколовское (р. Кундрючья) водохранилища, водой которых обеспечивается 70% населения. Остальное население использует для питьевых целей подземные воды. Централизованным водоснабжением в области охвачено 91,7% населения, в городах – 98,3%, районах – 78,9%.

Высокая степень изношенности систем транспортировки воды, запорной арматуры, насосного оборудования, медленные темпы их замены из-за отсутствия финансовых средств и др. приводят к аварийным ситуациям на водопроводах. Качество воды и разводящей сети в целом по области ухудшилось по санитарно-химическим и микробиологическим показателям. Отсюда следует, что вода в городе Гуково считается одной из лучших в Ростовской области.

Ткани растительных и животных организмов  на 70 %  состоят из воды. Потребность в воде у организмов  очень велика. Например, для образования одного килограмма биомассы дерева, расходуется до 500 литров воды.  Растительные и животные организмы, живущие в водной среде, чутко реагируют на ее антропогенные загрязнения. Одни их представители живут только в чистой воде, а другие (обычно простейшие и одноклеточные организмы, водоросли) наоборот  лучше себя чувствуют в загрязненной среде, органические вещества которой служат для них прекрасной пищей. Таким  образом, по характеру обитателей водоема можно судить о его  санитарном состоянии.

Экологические проблемы водных объектов шахтерских территорий.

Проблема охраны природных водных объектов остро стоит и в нашем родном г. Гуково Ростовской области. Город Гуково возник вокруг угольных шахт. Это и определило его нынешний вид. Дело в том, что шахты расположены в некотором удалении друг от друга. Соответственно и поселки возникавшие возле них несколько удалены друг от друга. В 1955 году эти поселки были объединены в единый город. До настоящего времени части города называются поселками и носят имена шахт, вокруг которых они возникли. По территории город довольно большой. Но между поселками пространство не застроено и расположены земли сельхоз назначения  и хуторов. Город Гуково окружает много поселков и хуторов: хутор Марс, станция Лихая, станция Замчалово, хутор Платово ,хутор Гуково и другие. Например, хутор Платово граничит с поселком шахты №24 г. Гуково, а территориально относится к Красносулинскому району.

Основным загрязнителем природных водных объектов на вышеуказанных территориях являются угольные предприятия. При добыче угля попутно откачивается, из шахт вода, имеющая минерализацию (засоленность), достигающую до 7 г на литр. В результате повышается засоленность природных водных объектов. За многие годы на территории шахт угледобывающего комплекса сложились негативные экологические процессы и явления. В первую очередь это связано с затоплением шахтных выработок, подтоплением земляной поверхности техногенными высокоминерализованными водами, вытеснением из горных выработок на поверхность опасных рудничных газов и др. Актуальной остается проблема очистки загрязненных шахтных вод и доведение ее качества до нормативных требований. Существующие технологии очистки минерализованных шахтных вод не позволяют применить экономически целесообразные способы ее деминерализации. Реструктуризация угольной отросли  близится к завершению. В ближайшие годы планируется окончание всех природоохранных мероприятий, предусмотренных проектами ликвидации шахт Восточного Донбасса. Однако до настоящего времени  незатопленными остались в городе Гуково еще 2 шахты «Антрацит» и «Октябрьская» (начнут затапливаться после прекращения работы водоотливов на действующих шахтах «Ростовская» и «Алмазная»). По ориентировочным данным полное затопление указанных шахт возможно к 2017 году. К этому времени и следует ожидать максимального проявления негативных процессов, сопровождающих затопление шахт.

В водах природных объектов много растворенных веществ, в том числе и ядовитых (болезнетворных микробов), поэтому использовать ее, а тем более пить без предварительной очистки и кипячения нельзя. Осадки захватывают из воздуха вредные примеси, в результате выпадают кислотные дожди. Ни растениям, ни животным это не нравится. После такого дождя листья на деревьях желтеют, гибнут растительные и животные организмы в водоемах. При выпадении кислотных дождей, повышается кислотность воды в водоемах. А при повышении кислотности воды в водоемах быстро нарастает содержание алюминия за счет взаимодействия гидроксида алюминия природных пород с кислотой: Al(OH)₃+3H+ =AL3+ +3H₂O.

Даже небольшая концентрация ионов алюминия (0,2 мг/л) в водоемах смертельна для рыб. В то же время фосфат-ионы, обеспечивающие  развитие фитопланктона и другой водной растительности, соединяясь с ионами алюминия, становятся малопродуктивными для этих организмов. Повышение кислотности может привести к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам. Токсическая вода разрушает скелеты рыб и раковины моллюсков, а главное, снижает репродуктивные процессы. В свою очередь, это приводит к сокращению популяций наземных животных и птиц, связанных с водными организмами цепями питания.

Практическая часть:

Результаты социологического опроса.

                Для того чтобы выяснить уровень знаний учащихся школы о качестве питьевой воды и влиянии её на организм человека, мы провели анкетирование среди школьников. Всего было проанкетировано 50 обучающихся 5-7 классов.

1) Какую воду вы пьёте?

• сырую воду – 21 %
• кипячёную – 40 %
• профильтрованную – 30 %
• Затрудняюсь ответить – 9 %

2) Какие вредные элементы содержит вода, которую вы пьёте?

• Соли – 10 %
• Железо и кальций – 17 %
• Загрязнения бактериями и микробами – 9 %
• Пью очищенную воду -  20 %
• Не содержит вредных элементов – 46 %

3) Что вы думаете о качестве питьевой воды в нашем городе?

• низкое – 14 %
• высокое – 35 %
• соответствует нормам – 40 %
• Затрудняюсь ответить – 11 %

4) Влияет ли вода на здоровье человека?

• Да – 40 %
• Нет – 50 %
• Затрудняюсь ответить – 10 %

5) На какие органы отрицательно влияет вода, которую вы пьете?

• На печень – 18 %
• На почки – 31 %
• На пищеварительную систему – 21 %
• На сердце – 5%
• Затрудняюсь ответить  - 25 %

Выводы:   Исходя из результатов, проведенного анкетирования, нами сделан вывод о том, что многие школьники недостаточно информированы о последствиях воздействия некачественной воды  на организм каждого из нас. Ребята недооценивают  вред, наносимый питьевой водой  человеческому организму.  

Карта г. Гуково  и водного объекта х. Платово Красносулинского района.

       - водный объект х. Платово Красносулинского района

       -  водный объект поселка шахты №26 г. Гуково

Расстояние между водными объектами х. Платово и поселка шахты №26 около 1,5 км. Пробы взяты в природных водных объектах  и питьевая вода из водопроводных сетей 12.03.13 г.      

Ход работы.

Оборудование: Химические стаканы с носиком, пробирки, растворы сравнения, а) AlCl3 (хлорид алюминия), б) Na2SO4 (сульфат натрия), раствор HNO3, нитрат серебра AgNO3 , хлорид бария BaCl2, дистиллированная вода, белая пластина, трех литровые сосуды, универсальный                        индикатор.

1.  Налили в химический стакан воду и рассмотрели её на свет  для определения прозрачности.
2. Для определения цвета в стакан с водой  опустили белую пластину.
3. Вода без запаха.
4. Водопроводная вода имеет вкус обычный. В пробах воды из природных источников вкус не определяется, так как вода не питьевая.
5. Реакция среды (pH) определяется с помощью универсального индикатора. Капли пробы наносятся на кусочек универсальной индикаторной бумаги, затем полученный цвет сравниваем со шкалой, pH и определяем реакцию среды.
6. Определение (качественное) ионов, а) хлора Cl- и б) сульфат-ионов SO42-  .

Наливаем в чистую пробирку с надписью  «раствор сравнения» 2мл раствора сравнения ионов Cl-. Добавляем в эту пробирку три капли раствора нитрата серебра AgNO3, тщательно перемешиваем  раствор, записываем результаты опыта.

Ag+ + Cl-  =  AgCl↓ творожистый осадок, нерастворимый в HNO3.

Повторяем эту реакцию с пробами питьевой воды и пробами воды (взятыми в природных водных объектах поселка шахты №26 и х. Платово Красносулинского района), поместив каждый образец в пробирку с соответствующей надписью. В водопроводной воде практически не образовалась муть, следовательно предполагаем, что содержание Cl- в пределах нормы. А вода из ставков стала мутной после добавления реактивов.  Записываем результаты.

Б) реакция на сульфат – ионы SO42-. Наливаем в чистую пробирку с надписью «раствор сравнения» 2мл раствора сравнения ионов SO42-, добавляем в эту пробирку три капли раствора хлорида бария BaCl₂, тщательно перемешиваем раствор, записываем результат.

 Ba2+ +  SO42-. = BaSO4↓ образовался осадок

Повторяем реакцию на сульфат-ионы SO42- с пробами питьевой воды и пробами воды, взятыми в природных водных объектов.  В водопроводной воде не образовалась муть, следовательно, предполагаем, что содержание SO42- в пределах нормы. В пробирках с водой из ставков появилось слабое помутнение после добавления реактивов.  Результаты  записываем в таблицу.

Анализ качества воды.

На основании проведенной работы можно сделать следующие предположения  о влиянии ионов, содержащихся в воде природных объектов пос. шахты № 26 г. Гуково  и х. Платово Красносулинского района на существование животных и растительных организмов, обитающих в данных водоемах:

1. Наличие  ионов хлора [Cl-]  в пробах  природных водных объектов указывает на наличие соляной кислоты либо её солей  и хлоридов. Содержание HCl может привести к разрушению раковин моллюсков и кожных образований у рыб (чешуя). Выделение CO2 , приводит к гибели живых организмов.    

CaCO3 + 2HCl  =  CaCl2  + CO2↑  + H2O

Происходит нарушение газового состава воды.

2. Наличие сульфат-ионов [SO42-] в малых концентрациях в природных водоемах  может привести к нарушению окислительных процессов в тканях, что приводит к гибели обитателей водоема, с течением времени.

ВЫВОДЫ:

1. Результаты исследования подтвердили, что вода в г. Гуково, поступающая через централизованное водоснабжение по проверенным показателям соответствует СанПиНу 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды».
2. Природные водные  объекты поселка шахты №26 г. Гуково и х. Платово Красносулинского района  загрязнены.

Заключение.

    Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей. 22 марта отмечается Всемирный день воды. Он отмечается не потому, что на Земле  много воды, а потому, что она всё чаще требует защиты. Учёные говорят, что в 21-м веке будут вестись войны из-за воды. Сокращение пресной воды на Земле происходит из-за неправильного использования её человеком, роста населения, уничтожения лесов, загрязнения нашей планеты. Огромные нефтяные пятна на поверхности океанов, могут привести к гибели всего живого в них.  Мы считаем, что проблему воды, экологию в целом нужно изучать и понимать с раннего детства. И когда мы станем взрослыми – это будет наша работа, наша жизнь. Чистая вода – это будущее нашей планеты!  

С рекомендациями и листовкой мы обратились к жителям поселка шахты №26 и обучающимся школы.

Рекомендации:

Рекомендуем производить дополнительную обработку питьевой воды:

а) отстаивание водопроводной воды; при этом улетучивается остаточный   свободный хлор, который применяют для обеззараживания воды;

б) кипячение воды; основное предназначение процесса кипячения –  обеззараживание воды и снижение её жесткости;

в) вымораживание воды; считается, что такая вода самая чистая, лучше  проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из организма экскреторными органами;

 г) фильтрование; фильтры уменьшают жесткость воды и содержание свободного хлора.

Листовка:

Уважаемые жители поселка шахты №26 и учащиеся МБОУ ООШ№3!

Каждый из вас должен задуматься о том, какие серьёзные последствия несут водные объекты, пропитанные вредными химическими веществами.

                Чистая вода основа здоровой жизни. Но чистой воды становится все меньше и меньше. От загрязнения воды страдает все живое.

Давайте беречь воду, ту самую простую воду, что течет из водопроводного крана, плещется в реках и озерах, ту, что мы пьем из родника, ведь беречь воду – это означает беречь жизнь!

Экономия воды – это не жадность. Это бережливость, забота о поколениях людей, которые будут жить после нас.

Вода – чудесный объект неживой природы!

Вода уникальна!

Список литературы:

1. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2011 году».

2. Краткая медицинская энциклопедия. - М., 2005г

3. Виталий и Татьяна Тихоплав. Вода ключ к здоровью человека. – М: Астрель,  2007

4. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды».».

5. Пользование Интернетом.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1:

Таблица 1. Нормативы качества воды для хозяйственно-бытовых нужд, принятые в России.