Анализ состояния воды и почвы в пгт Камское Устье

Казанский государственный технологический университет

В оргкомитет конкурса « НОБЕЛЕВСКИЕ НАДЕЖДЫ КГТУ – 2010»

Работу на тему:

«Анализ состояния воды

и почвы в Камском Устье»

Выполнила: Галиуллина Гузель Хамитовна,

ученица 11 класса

МОУ  “Камскоустьинская средняя

общеобразовательная школа» Камско-Устьинского

муниципального района РТ,

проживающая по адресу:  422820

Республика Татарстан пгт Камское Устье,

ул. Молодежная, д. 14, тел. (884377) 2-40-21.

guzeltus@mail.ru

2010  г.

Содержание

1. Введение……………………………………………………….1 стр.
2. Цель и задачи работы………………………………………………………….1 стр.
3. Загрязнение воды,  воздуха и почвы и последствия……...2-3 стр.
4. Пути решений экологических проблем……………………3-4 стр.
5. Методы исследования……………………………................4-6 стр.
6. Химический анализ:

• воды…………………………………………………..6- 7  стр.
• почвы………………………………………………....7-10 стр.

     7.   Вывод…………………………………………………………10 стр.

Введение.

    Поселок Камское Устье, красивейший уголок Татарстана, расположен в 120 км. юго-западнее Казани на правом берегу реки Волга в месте, где впадает в Волгу не менее величественная и красивая река Кама. Здесь на поверхность выходят коренные пермские отложения, которые представлены гипсами, известняками и мергелями. Эти глыбы пород несколькими этажами с высоты 60 -70 м. обрываются прямо в Волгу, уходя далеко в недра Земли...

    Территория вытянута с севера на юг, занимает площадь 1201,2 кв.км. Крайняя южная точка находится южнее населенного пункта Сюкеевский взвоз. 55ْ 04ْ с.ш. 48ْ 59ْв.д. северная – севернее населенного пункта Лабышка. 55ْ 30ْ с.ш. 48ْ 56ْ в.д. восточная – гора Лобач 55ْ 11ْ с.ш. 49ْ 19ْ в.д. западная - -западнее населенного пункта  Ст. Барышево. 55ْ 19ْ с.ш. 48ْ 44ْ в.д.

Цель работы:

- проведение химического анализа проб воды и почвы.

Задачи работы:

- определение кислотности воды и почв;

- определение содержания натрия в почве;

- определение качественного состава почвы;

- определение содержания карбонатов в почве;

- определение содержания сульфатов в почве;

- определение содержания иода в воде.

Загрязнение воды, воздуха и почвы и ее последствия.

      Состояние окружающей человека  природной  среды  –  одна  из  актуальнейших общемировых проблем современности. В условиях научно-технической  революции масштабы влияния человеческой  деятельности  на  природную  среду  возросли необычайно  и  продолжают  стремительно  нарастать.  В  ряде  случаев   они достигают глобального изменения и сопоставимы с общепланетарными масштабами многих естественных процессов или даже превосходят их. Сегодня  мощью  нашего  разума  мы  отодвинули  давление  внешних  условий.

    Давление человечества на  землю  возросло  непропорционально  сильнее,  чем выросло население на  Земле.  Сегодня  стало  очевидным,  что  каждый  день погибает как минимум 1 биологический вид на Земле. Это  природное  явление, непосредственно  связано  с   окружением.    Биологическое   равновесие   – необходимое условие для нас: это наша микрофлора, среда обитания, что у нас есть в воздухе и воде. Экологические  изменения  проявляются через  много  лет,  после  того,  как механизмы,  вступающие  в  жизнь,  становятся  необратимыми.       Человечество сначала создают необратимые механизмы разрушения среды, не замечая этого, и только через некоторое время, получая плоды своей деятельности,  хотят  остановиться, но это уже невозможно. В  биосферу  внесены  вредные  отходы  промышленности,  пестициды,  избыток удобрений, радиоактивные вещества, перегретые воды электростанций и  другие отходы хозяйственной деятельности человеческого общества. По своему составу (многие синтетические материалы) и общему объёму эти отходы не  могут  быть естественным путём переработаны и войти в  дальнейший  круговорот  веществ. Они    становятся    источниками    загрязнения    биосферы,    препятствуя самовосстановлению природных условий и возобновлению ресурсов.   Важность  и   острота    этой   проблемы    определяются   процессом    всё усиливающегося истощения природных ресурсов и загрязнения окружающей среды, что становится препятствием для  развития  производственных  сил.  На  фоне быстрого роста населения планеты  этот процесс вызывает большую тревогу. Он может  нарушить  или  даже  прервать  нормальный  ход  жизни  на  земле  и существования самой планеты. Вместе с тем проблема охраны  природы,  загрязнения  окружающей  среды  всё больше становится не только естественнонаучной, но и острейшей социальной и политической проблемой.

Пути решения экологических проблем

  Необходимость решения экологических проблем очевидна в современном мире.  В развитых странах решению такого рода проблем  уже  долгое  время  уделяется большое внимание. К примеру, в Англии большинство жителей  экологически ответственны и  любят помогать природе. Каждой семье выдают  по  два  ярких  контейнера  –  синий и красный. Британцы в красный контейнер складывают макулатуру, а в синий  – всю пластмассу, стекло и упаковки от различных напитков.   Обычный  мусор  – пищевые отходы и  всё,  что  не  перерабатывается,  складываются  в  чёрные пакеты, которые вмещают в себя от 15-40 кг мусора. Средняя семья  в  Англии заполняет 2-3 таких мешка в  неделю,  затем  на  специальных  площадках  за пределами города вырывают огромные котлованы,  в  которые  городской  мусор сваливается в течение нескольких  лет.  Поскольку  все  мусорные  отходы  – органические вещества и при гниении вырабатывают газ (хотя  очень  тяжёлый, непригодный  к  немедленному  применению),  который   англичане   научились перерабатывать в более  лёгкий  (газ  который  можно  использовать).  Когда котлован заполнен, его  бетонируют  и  сверлят  отверстия,  затем  по  всей поверхности  слоя  проводятся  газовые   трубы,   куда   и   выходит   газ, образовавшийся при  гниении  отходов.  Газ  собирается  и  отправляется  на перерабатывающие  станции,  который  впоследствии   становится   источником электроэнергии.  Средняя   станция,   построенная   по   такому   принципу, обеспечивает энергией около 10 тыс. домов. После  того  как  котлован  себя исчерпал, его засыпают и воссоздают на его месте былой ландшафт. В настоящее время усиленно разрабатывается и  все  шире  применяется  такая технология  производства,  при  которой  из  сточных  вод   извлекаются   и используются ценные вещества,  а  также  осуществляется  оборотная  система водоснабжения (повторная система водоснабжения). В  итоге  резко  снижается расход воды и степень загрязненности сточных  вод.  В России  решению  экологических  проблем  тоже  уделяют  особое  внимание. Вопросы  реформирования  и  развития  водопроводного   –   канализационного хозяйства  в  нашей  стране  в  последние  годы  приобретают  актуальность. Основными  направлениями  работы  становятся:  охрана  природных  ресурсов, водоподготовка   для   пищевых   и   промышленных   целей,   водоснабжение,

водоотведение  речных  стоков,  очистка  речных  стоков,  разработка  новых материалов и оборудования, техники и технологий. Со Швецией и Финляндией 10 июня 2002 года Российская Федерация  подписала  договоры  о  финансировании проекта завершения строительства Юго-Западных  очистных  сооружений,  между Швецией, Финляндией и Санкт-Петербургом.

  В Камском Устье состоялся торжественный пуск первой очереди комплекса очистных сооружений мощностью 250 кубометров воды в сутки.

Методы исследования.

Определение кислотности исследуемых веществ.

    Необходимо взять пробные образцы почвы (из приусадебного участка, леса и с поля),  насыпать в мерные стаканчики, растворить в дистиллированной воде, перемешать, обратить внимание на цвет и загрязненность. После отфильтровать и полученные почвенные вытяжки  испытать на кислотность. Для этого нужно взять лакмус и определить кислотность всех видов почвенных вытяжек.

    Для определения кислотности воды нужно взять лакмус и опустить его в воду. Затем сравнить результаты с эталоновой шкалой  для определения рН  раствора.

Реакция на натрий.

    Для определения содержания натрия  в почве необходимо опустить в образцы нихромовую проволоку. Перед этим ее предварительно прокалить докрасна, потом опустить в исследуемый раствор, а после внести в пламя спиртовки, отметить цвет пламени.                                              Для определения содержание натрия  в воде нужно, взяв пробирки с водой, опустить в них нихромовую проволочку по очереди, затем отметить цвет пламени.

 Реакция на карбонаты.

    К пробе почвы добавить несколько капель 10%-й соляной кислоты. Если почва содержит карбонат-ион, то под действием кислоты начинает выделяться углекислый газ. Для этой реакции характерно бурление.

Реакция на сульфаты.

    К почвенной вытяжки прилить несколько капель концентрированной соляной кислоты и хлорида бария. Если почва содержит сульфат-ион, то появится белый тонкодисперсный, молочный осадок сульфата бария. О концентрации его в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной смеси (густой осадок, мутный или почти прозрачный раствор).

Реакция на хлор и иод.

    Для определения содержания хлора  нужно взять нитрат серебра (I) и прилить к  почвенной вытяжке. В результате реакции раствор стал мутным (при низких концентрациях реагирующих веществ наблюдается помутнение раствора).

    Для определения иода  в воде понадобится нитрат серебра (I). Растворы воды налить в пробирки, затем  добавить нитрат серебра(I)  и посмотреть будет ли вода менять свой цвет. В результате реакции появится  мутно-жёлтое окрашивание.

окрашивание.

Химический анализ.

Вода.

     Собрав воду в роднике (№1), из под крана (№2),  в колодце (№3),  и из колодца возле нефтебазы (№4), мы принесли пробные образцы в лабораторию для проведения анализа на кислотность, на содержание иода.

     Для определения кислотности воды пользовались лакмусом и эталоновой шкалой. В результате анализа мы увидели, что в колодезной воде кислотность равна  рН=7 по эталоновой шкале определения рН, в родниковой –  рН=6 , в образце из под крана

рН= 6-7,  а из колодца вблизи от нефтебазы рН= 5  .  

      Далее определяем содержание в водных образцах иода. Для этого берем нитрат серебра (I) и добавляем в пробирку с водой 2-3 капли (см. фото №1).

Сразу же видно, что раствор принимает бледно-желтый цвет, образуется осадок (см. фото №2). Это и есть доказательство содержания в воде иода.

Образец под № 2 остался прозрачным, а №4 содержит, по-видимому, наибольшее количество иода.

  фото №1                                                    фото №2

Добавляем к воде нитрат серебра (I)    Определение содержания иода в воде

Почва.

     Взяв опытные образцы почвы (из леса(№6), с поля(№7) и возле дороги(№8)) , принесли их в лабораторию для проведения анализа на определение кислотности почвы, ее качественного состава. Сначала образцы насыпали в мерные стаканчики, растворили в дистиллированной воде, перемешали (см. фото №3.). Особое внимание обратили на цвет и загрязненность. Затем, отфильтровав (см. фото №4), испытали почвенные вытяжки на кислотность. При помощи лакмуса выявили: у почвенной вытяжки под № 6  кислотность  нейтральная (рН=6  по эталоновой шкале определения рН). А вот у образца № 7 кислотность понижена (рН=5 по эталоновой шкале рН). Это можно объяснить многоразовой обработкой поля химикатами. В придорожной почвенной вытяжке кислотность оказалась повышенной (рН=7 по эталоновой шкале определения рН) (см. фото №5).

фото №3                                          фото №4

Очистка образцов почвы.             Фильтрация почвенных вытяжек

    фото №5              Определение кислотности почвы

        Далее определили содержание натрия в образцах. Для этого используем нихромовую проволоку, которую предварительно прокалили докрасна. Потом опустили в почвенную вытяжку и снова внесли в пламя спиртовки. Проделав опыт с каждым из 3 образцов, пришли к выводу, что содержание натрия в почве из леса, с поля и возле дороги примерно одинакова, так как  во всех трех случаях пламя приобрело ярко-желтый цвет (см. фото № 6).

           фото № 6    Определение содержания натрия в почве

       Следующим шагом стало выявление в почве карбонат – ионов. Для этого в почвенные образцы добавили несколько капель 10 % - й соляной кислоты (см. фото № 7.). В результате должен был выделиться углекислый газ (СО2). Подытожив увиденное, можем сделать вывод: наименьшее количество карбонатов содержится в образце, взятом из леса, чуть больше – с поля, а наибольшее – в придорожной почве (см. фото № 8, 9,10).

     фото № 7                        фото  № 8, 9,10  

Добавляем к почве хлорид бария           Определение   карбонатов                                                                              

 Далее определим содержание сульфатов в почве. Для этого нам необходимо взять концентрированную соляную кислоту и хлорид бария. Затем по очереди добавить в почвенную вытяжку по несколько капель того и другого. В результате получаем мутные растворы, которые и свидетельствуют о наличие в почве сульфатов                  (см. фото №11). Придорожная почва содержит наименьшее количество сульфат-ионов, далее идет полевая, а наибольшее содержание у лесной почвы.

 фото № 11

Определение содержания сульфатов в почве

        Последним этапом изучения почв является определение содержания в них хлора. Необходимо взять пробирку, добавить туда несколько капель нитрата серебра (I), а потом – почвенную вытяжку. В результате видимо помутнение раствора ( см. фото №12).          

        фото № 12     Определение содержания хлора в почве

  Таким образом, меньше всего хлора содержится в  придорожной почве, чуть больше – в полевой, а наибольшее количество выявлено у образца, взятого из леса.

Вывод.

      После проведенной исследовательской работы, можно сделать следующие выводы:

1. Принято считать воду нашего района чистой, но в результате проведенных нами опытов, было установлено, что в воде содержится большое количество вредных веществ, которые негативно сказываются на здоровье населения. Как известно, наш район находится на 2- ом месте по онкологическим заболеваниям. Видимо, человеческие вмешательства в систему природы не остались бесследными.
2. В почвах было обнаружено большое количество карбонатов, хлоридов, сульфатов.
3. В районе имеется небольшой ряд промышленных предприятий. Их доля в общем объеме товарной продукции составляет 38%. Наиболее крупными предприятиями являются представительство в РТ ОАО "Волготанкер", ЗАО "Ремонтная база флота им. Куйбышева", переведенная из Спасского Затона в 1954 году, хлебоприемное предприятие в селе Красновидово, ОАО "Камско-Устьинский маслодельный завод", ОАО "Камско-Устьинский гипсовый рудник", образованный в 1911 году. Безусловно, свою долю вреда окружающей среде они все-таки наносят.

          Подводя итог, хочется сказать, что не просто нужно, а жизненно важно беречь и охранять окружающую нас природу, не вмешиваясь в ход экологических процессов.