ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА « ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ КОЛОДЦЕВ ДЕРЕВЕНЬ БОЛЬШОЕ И МАЛОЕ ЮРЬЕВО»
проект по биологии (9 класс)

МУНИЦИПАЛЬНОЕ  БЮДЖЕТНОЕ  ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  

ЮРЬЕВСКАЯ СРЕДНЯЯ  ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

ХОТЫНЕЦКОГО РАЙОНА   ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

303936 Орловская область, Хотынецкий  район, д. Большое Юрьево,

ул. Школьная, 11

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ  РАБОТА

 « ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ  СОСТОЯНИЕ КОЛОДЦЕВ  ДЕРЕВЕНЬ

БОЛЬШОЕ  И  МАЛОЕ ЮРЬЕВО»

Выполнил:

Ученик 9 класса

Прокошин Алексей

Руководитель:

Ларина Татьяна Михайловна,

учитель биологии и химии

д. Большое  Юрьево

2019

Введение

Актуальность темы исследования

Вода – это универсальный источник жизни на Земле.Согласно  Всеобщей декларации прав человека право на чистую воду, ее охрану и информацию о качестве воды - основные права человека, защищающие не только его здоровье, но и жизнь.   Система пресной воды, в том числе и питьевой в настоящее время, претерпевает острый кризис. Актуальна эта проблема и в нашей стране.

По данным ВОЗ, около 85 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. По оценке экспертов ООН, до 80 % химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники.

Серьезную опасность для здоровья населения представляет химический состав воды. И поэтому , живя в Алехинском сельском поселении, в котором не  все благополучно с водоснабжением , мы пришли к выводу о том, что необходимо провести анализ воды, которую мы пьем и познакомить с ним местное население.

Население деревни Большое Юрьево снабжается водой , которая подается из единственной водонапорной башни. Разбор воды большой, ее часто не хватает в полном объеме, особенно для многоэтажных домов или  летний период. Водонапорная башня не справляется с такой нагрузкой, часто ломается насоос и поэтому население  вынужденно длительное время находиться без воды.Единственным местом, где можно набрать питьевой воды остался колодец, который сохранился в начале деревни. Он находится рядом с прудом, ниже уровня деревни и близ лежащих полей и  поэтому весной, во время таяния снега, он полностью бывает залит талыми прудовыми водами и водами с полей и хозяйственных построек.

В деревне Малое Юрьво ,расположенной  с другой стороны пруда, несмотря на неоднократные обращения местного населения к сельской администрации вообще нет водонапорной башни. И поэтому люди вынужденны пользоваться водой из колодцев, которые ни разу не чистились последних несколько десятков лет.

Степень разработанности темы (новизна)

  Изучая по литературным источникам и сети интернет тему загрязнения водных ресурсов , можно сделать вывод о том ,что эта тема довольно серьезно интересует  ученых , как у нас в стране , так и во всем мире. Она хорошо изучена, выявлены основные источники загрязнения воды,  возбудители болезней, пути передачи и способы профилактики и лечения. Учеными разработаны современные методы очистки воды. Но мы живем в маленькой деревеньке, куда современные технологии. к сожалению,  придут не скоро. Анализ воды, которую мы используем в пищевых и хозяйственных целях в таком объеме до нас никто не проводил.

Гипотеза

Изучив источники загрязнения колодцев, предполагаем, что вода в них может содержать компоненты, не совпадающие с санитарно-эпидемиологическими нормами.

Цель исследования

Определить состав и качество питьевой воды колодцев деревень Большое и Малое Юрьево Алехинского сельского поселения.

Задачи исследования:

1. Познакомиться  с помощью литературных  источников и сети интернет    

      с    данными о  загрязнении  питьевой  воды.

2. Изучить  методику и параметры  исследования питьевой воды.
3. Провести анализ воды из четырех колодцев.        
4. Определить влияние воды из разных колодцев на всхожесть семян пшеницы и прорастание луковиц.
5. Проинформировать население о результатах нашей    исследовательской работы.
6. Разработать комплекс предложений, направленных на улучшение

      качества  потребляемой воды.                              

Объектом исследования

является вода из четырех колодцев деревень Большое и Малое Юрьево Алехинского сельского поселения.

Методологическая    база

Методологическую базу исследования работы составляют общенаучные методы познания: химический эксперимент, наблюдение, учёт, сравнение, математический анализ.

Практическая значимость

Практическое значение исследовательской работы заключается в выявлении вредных компонентов в составе  исследуемой вводы, информирование местного населения и сельской администрации для принятия нужных мер, обеспечивших должное водоснабжение людей, проживающих в деревнях Большое и Малое Юрьево.

Обзор  литературы

Какую воду мы пьём

В отчете ВВФ «Живая планета» отмечается, что система пресной воды, в том числе и питьевой, претерпевает острый кризис. Актуальна эта проблема и в нашей стране. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.

Необходимость воды для обеспечения жизнедеятельности человека обусловлена ролью, которую она играет в круговороте природы, а также в удовлетворении физиологических, гигиенических, рекреационных, эстетических и других потребностей человека. Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано с обеспечением ее необходимого качества. Развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы.

По данным ВОЗ, около 80 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. В мире 2 млрд. человек имеют хронические заболевания в связи с использованием загрязненной воды.

По оценке экспертов ООН, до 80 % химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники. Ежегодно в мире сбрасывается более 420 км3 сточных вод, которые делают непригодными около 7 тыс. км3 воды.

Серьезную опасность для здоровья населения представляет химический состав воды. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород.

Заболевания, возникающие при токсическом  воздействии химических элементов и субстанций, находящихся в питьевой воде

Экологическая характеристика месторасположения колодцев

Деревни Большое и Малое Юрьево разделяет пруд. В деревне Большое Юрьево расположен единственный колодец, который сохранился в начале деревни. Он находится рядом с прудом, ниже уровня деревни и близ лежащих полей и  поэтому весной, во время таяния снега, он полностью бывает залит талыми прудовыми водами и водами с полей и хозяйственных построек.

В деревне Малое Юрьво ,расположенной  с другой стороны пруда, находятся три колодца, нет водонапорной башни. Люди вынужденны пользоваться водой из колодцев, которые ни разу не чистились последних несколько десятков лет.

Методика проведения исследовательской  работы

Для проведения исследования мы брали пробы    питьевой воды из четырех колодцев деревень Большое и Малое Юрьево Алехинского сельского поселения.

Определение органолептических  показателей воды

1. Содержание взвешенных частиц

Для анализа взяли 500 мл воды из каждого колодца. Воду встряхнули и профильтровали. Затем визуально изучили  величину загрязнения фильтров.

2.Определение цвета (окраски )воды

Для определения цветности воды взяли стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набрали воду и на белом фоне бумаги определили цвет воды — показатель определенного вида загрязнения.

3.Определение прозрачности

Для определения прозрачности воды использовали стеклянный мерный цилиндр с плоским дном, в который налили воду, подложили под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв — 0,5 мм, и сливали воду до тех пор, пока сверху через слой воды не увидели  этот шрифт. Затем измерили высоту столба оставшейся воды линейкой и выразили степень прозрачности в сантиметрах.

4. Определение запаха 

Запах воды определяли в помещении, в котором воздух не имел постороннего запаха.  Характер и интенсивность запаха отмечали 3 исследователя.

Характер и интенсивность запаха определяют по предлагаемой методике:

Определение качества воды методами химического анализа

Водородный показатель (рН)

 Определение рН мы производили  с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

Жесткость воды

Для определение временной( карбонатной) жесткости воды в 4 склянки налили 10 мл анализируемой воды, добавили 5-6 капель фенолфталеина.  

Постоянную жесткость определяли с помощью мыла.

Определение хлоридов

Качественное определение хлоридов с приближенной количественной оценкой проводили следующим образом. В пробирку отбирали 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10 %-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяли по осадку или помутнению .

Определение сульфатов

Качественное определение сульфатов с приближенной количественной оценкой проводили так. В пробирку внесли 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5 %-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов.

Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов

Обнаружение  свинца

В пробирку с пробой воды внесли по 1 мг 50 %-ного раствора уксусной кислоты и перемешали. Добавили по 0.5 мл 10 %-ного раствора дихромата калия, при наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает желтый осадок хромата свинца. Пробирку встряхнули и  через 10 мин приступили к определению. Содержимое пробирки рассматривали сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикрывали со стороны света картоном.

Обнаружение общего железа.

 В пробирку поместили 10 мл исследуемой воды, прибавил 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия.

 Обнаружение меди

          В фарфоровую чашку поместили 5 мл исследуемой воды, осторожно выпаривают досуха и нанесли на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака.

Обнаружение фенолов

Качественное определение фенола проводили следующим образом. В коническую колбу вместимостью 200 мл внесли 100 мл исследуемой воды, затем добавили раствор хлорной извести  в небольшом объеме. Через 10 мин определили (сначала на холоде, потом при нагревании), появление  характерного для хлорфенолов «аптечного» запаха.

Определение воздействия воды из разных колодцев на прорастание семян пшеницы и луковиц.

        Для проведения исследования  мы  взяли семена пшеницы и 12 среднего  размера луковиц. Пшеницу положили в одноразовые пластиковые тарелки на несколько слоев салфеток и заливаем водой из разных колодцев. Луковицы же опустили в стаканчики с водой . Ежедневно вели наблюдение за уровнем воды в сосудах. При необходимости воду подливали.

Результаты  исследования.

Во время проведения исследования органолептических  показателей воды было выявлено, что :

1. больше всего механических примесей содержится в колодце №1

(табл.№1);

2. цвет воды  в колодце№1 серый; в колодце №3  голубой (табл.№2);
3. самая прозрачная вода в колодце№3, самая мутная в первом колодце(табл.№3);
4. запах болотный, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением в колодце№1 (табл.№4);

Определив качества воды методами химического анализа, были получены следующие результаты:

1. водородный показатель воды (рН) во втором и четвертом колодцах равны 5- среда кислая(табл.№5);
2. во всех колодцах отсутствует временная жесткость воды, постоянная  жесткость маленькая в четвертом колодце, там самая мягкая вода, в остальных колодцах вода жесткая; (табл.№6);
3. при определении хлоридов  в колодце №3 образуются хлопья, но осаждаются не сразу, концентрация хлоридов от50 до100 мг/л (табл.№8);
4. сравнительная характеристика воды по содержанию сульфатов показала, что в колодце №3 сильная, быстро оседающая муть, концентрация сульфатов более 100 мг/л (табл.№9);

Качественное определение катионов тяжелых металлов показало, что:

1. в колодце №4 выпал хорошо заметный желтый осадок хромата свинца (табл. №10);
2. медь не обнаружена ни в одном из колодцев(табл. №10);
3. в колодце №2 образовался красный осадок, содержащий катионы железа концентрацией 100мг/л. (табл. №11);

Анализ проб воды на содержание фенолов показал ,что во втором колодце наблюдается характерный для хлорфенолов сильный «аптечный запах» (табл. №12).

Исследования прорастания семян пшеницы и луковиц показало, что первыми проросли семена во2-ой и 3-ей тарелках. Самые последние проросли семена в 1-й тарелке.

С самой длинной корневой системой и листьями были луковицы в стаканчиках с водой из 4-го колодца, так как он находится ниже уровня деревни и все сточные воды вместе с навозом, канализацией и остатками удобрений оказываются в нем, о чем особенно наглядно свидетельствует буйная растительность летом. На втором месте луковицы из стаканчиков с водой из 2-го и 3-го колодцев, так как там находится много нитратов.

Выводы

Проведенное исследование  доказало, что самым чистым колодцем является колодец№1, он не имеет вредных веществ, за исключением сильных механических примесей. После очистки колодца, его воду можно применять в пищевых целях.

Вода в колодце №2 мутная, кислая среда, много нитратов и железа, есть фенол-пригодна только для хозяйственных нужд.

В колодце№3 самая прозрачная вода, но много нитратов, хлоридов и сульфатов. Вода пригодна только для хозяйственных нужд. Предполагаем,  причина в том, что колодец не имеет слива воды.

Вода в колодце№4 прозрачная(только зимой), мягкая, но содержит такие опасные примеси как нитраты, хлориды и тяжелый металл- свинец, поэтому она пригодна для хозяйственных нужд. Причина в расположении ниже уровня деревни и полей.

Рекомендации по использованию воды из разных источников

1. Рекомендуем районным властям провести работу по улучшению водоснабжения деревень Большое и Малое Юрьево Алехинского сельского поселения.
2. Алехинской сельской администрации совместно с населением обязательно почистить и благоустроить колодцы.
3. Рекомендуем  питьевую  воду из  любых   исследованных нами   источников использовать  после  определенных  профилактических  мероприятий:   отстаивание, кипячение, фильтрование, замораживание.
4. В период хлорирования воды с целью обеззараживания  не  рекомендуем использовать   питьевую  воду  в течение  нескольких дней, особенно  из колодца, так как  соединения хлора  вызывают    раковые  заболевания.
5. В системах  из старых  железных труб   вода  застаивается и насыщается соединениями   железа ( ржавая вода), что отрицательно сказывается  на желудочно – кишечный  тракт. Рекомендуем  замену  таких труб на нержавеющие  пластмассовые
6. трубы.
7. Рекомендуем  доступными способами ( кипячение, добавление  соды и др.) смягчать воду  с целью предотвращения  образования  кальциевых  отложений,  закупорки сосудов, образовании  тромбов.
8. Школе и сельской администрации вести разъяснительную и просветительскую работу по поводу охраны водных ресурсов.
9. Регулярно проводить акции и рейды по очистке колодцев и других  источников воды (пруда, речки).

Заключение

В проведении исследования мне помогали одноклассники, обучающиеся 9 класса. Со своими результатами мы познакомили учителей нашей школы. Для местного населения были выпущены информационные листки о результатах и выводах нашей работы. Учителя же в свою очередь через  прессу внесли предложения в концепцию развития района (Приложение № 9). Работа будет продолжена.

Список  используемой литературы.

1. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг  нас. М.: Высшая  школа, 1992.
2. Лексинский  В.Н. Занимательные опыты по химии. М.: Просвещение, 1999.
3. Речкалова Н.И., Сысоева Л.И.Химия в школе, 2004 №3, с7-14
4. Сергеева М.П.  Внеклассная  работа  по химии. М,: АРКТИ, 2000.
5. Хлебников  С.В. Берегите  воду!  // Химия  и жизнь, 1999.
6. Церцек Н.Ф.Химия в школе, 2004 №3, с6-7.
7. Щербакова  С.Г. Организация  проектной  деятельности по химии. – Волгоград: ИТД « Корифей», 2007.

Приложение №1

Таблица№1

Содержание взвешенных частиц

Таблица №2

Характеристика цвета(окраски)воды

Таблица №3

Характеристика прозрачности воды

Приложение №2

Таблица №4

Характеристика запаха воды

Таблица№5

Характеристика водородного показателя воды

Таблица№6

Сравнительная характеристика воды по жесткости

Приложение №3

Таблица№7

Сравнительная характеристика воды по содержанию хлоридов

Таблица№8

Сравнительная характеристика воды по содержанию сульфатов

Приложение №4

Таблица№9

Сравнительная характеристика воды по содержанию свинца и меди

Таблица №10

Сравнительная характеристика воды по содержанию железа

Приложение № 5

Таблица№11

Сравнительная характеристика воды по содержанию фенолов

Диаграмма

Степень загрязнения колодцев

Приложение № 6

Колодцы деревень Малое Юрьево и Большое Юрьево

1                                      2                                      3                          

                          4                                        Забор проб воды

Определение содержания взвешенных частиц

Приложение № 7

Определение прозрачности               Определение водородного показателя

Определение  жёсткости                                    Определение  нитратов

Определение хлоридов                          Определение   меди