Методические рекомендации по организации исследовательской деятельности учащихся по изучению физических и химических свойств водных объектов
учебно-методический материал (9, 10, 11 класс)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ

ПО ИЗУЧЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Исследовательский проект №1.

Изучение физических свойств природных вод

1.1 Определение цветности воды

        В природных водоемах цветность может быть обусловлена наличием гуматов железа, то есть солями железа гуминовых кислот. Повышенную цветность обладает вода рек, имеющих болотный тип питания – реки северных областей.

        Оборудование: стеклянные стаканы, лист белой бумаги, блокнот, карандаш.

        Ход выполнения исследования.         

Качественную оценку цветности производят, сравнивая ее с дистиллированной водой. В стаканы из прозрачного стекла наливают исследуемую воду и дистиллированную. На фоне листа белой бумаги при дневном освещении воду рассматривают сверху и сбоку. Цвет воды описывается по сравнению с белым цветом бумаги: желтоватый, сероватый и т.д. При отсутствии окраски вода считается бесцветной.

После проведения оценки цветности проб воды занесите в блокнот (полевой дневник) результаты исследования.

1.2 Определение прозрачности (мутности) воды

        Наличие в природной воде грубодисперстных частиц обуславливает ее мутность (прозрачность). Мутность – обратная величина прозрачности. Мутность воды – мера содержания в воде взвешенных частиц, различных по происхождению. Это могут быть частицы глины, ила, промышленных и сельскохозяйственных стоков, планктонные организмы. Высокая мутность может быть следствием почвенной эрозии, большого количества экскрементов крупной популяции рыб, например, карпов.

        Внимательно понаблюдайте за тем явлением, когда после сильного дождя вода в реке или пруду изменяет свой цвет и становится коричневой. Почему мутнеет вода? Прежде всего, потому, что дождевые потоки смывают частицы верхнего слоя почвы и сносят их в водоем. Это происходит не только в сельской местности, но и городах, где на асфальте находится достаточное количество почвенных частиц, песка, мусора.

        Независимо от причины помутнения результатом является возникновение препятствий для проникновения солнечных лучей на дно водоема, из-за чего затрудняется жизнедеятельность растений и выработка ими кислорода. Высокая мутность за счет высокой концентрации твердых частиц во взвешенном состоянии способствует повышению температуры воды и снижает уровень кислорода в ней. В мутной воде затруднено дыхание у рыб и других водных животных. Чтобы получить необходимое количество кислорода в условиях пониженного содержания водным обитателям приходится прокачивать через жабры большое количество воды. Твердые частицы могут «забивать» жабры, ослабляя организм, тормозя развитие и рост.         Степень прозрачности – мутности воды влияет на флору и фауну водоема не меньше, чем другие физические факторы.

        Опалесценция – радужная игра цветов, синоним слова «рассеяние».

Оборудование: стеклянные стаканы, лист черной бумаги, блокнот, карандаш.

        Ход выполнения исследования.

Способ №1. Определение прозрачности воды по шрифту

        Определение прозрачности воды по шрифту основано на нахождении максимальной высоты столба воды, через который можно прочитать стандартный шрифт (Times New Roman: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10).

Под цилиндр из стекла диаметром 3,0 – 3,5 см и высотой 60 см подкладывают стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм. Затем изменяют количество воды в цилиндре и определяют предельную высоту столба в сантиметрах, при которой можно прочитать стандартный шрифт.

Согласно ГОСТ 2874-64 прозрачность питьевой воды по шрифту не должна быть менее 30 см.

Способ №2. Определение мутности воды по контрастности с черным фоном

Пробы воды налейте в химические стаканы или колбы. Установите за колбой с пробой воды черный фон. Визуально оцените степень прозрачности-мутности воды, опираясь на таблицу. Результаты запишите.

Таблица. Оценка мутности воды визуальным контролем

1.3 Определение запаха воды

        Запах воды обусловлен наличием пахучих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Наличие и интенсивность запаха определяют при естественной температуре воды. Рекомендуется, чтобы наличие запаха у воды проверяли сразу несколько человек.

        По характеру запахи разделяют на две группы:

1. Запахи естественного происхождения (от живущих в воде и отмерших организмов, от влияния почв и т.п.) находят по классификации, приведенной в таблице.

Таблица. Характер и запах воды естественного происхождения

2. Запахи искусственного происхождения от промышленных выбросов, от реагентов очистных сооружений. Такие запахи называются соответствующим веществом: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.д.
3. Интенсивность запаха определяется в соответствии с балльной системой, приведенной в таблице.

Таблица. Интенсивность запаха воды

        В пробирку с пробкой налить исследуемую воду (2/3 объема пробирки) и сильно встряхнуть в закрытом состоянии. Затем снять пробку и сразу отметить характер и интенсивность запаха. Интенсивность запаха питьевой воды при температуре 20̊ С не должна превышать 2 балла.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Исследовательский проект №1.

Изучение химических свойств природных вод

Методы исследования

На исследуемой территории выбрать контрольные точки для отбора проб воды или атмосферных осадков.

Для сбора осадков используется следующее оборудование: стеклянные емкости с крышкой, емкость для забора проб природных вод, совочек для сбора и емкости для растапливания твердых осадков. Пробы осадков перелить в стеклянную банку с крышкой и доставить в лабораторию.

Пробы с осадками замеряют на приборе pH-метр с автоматической калибровкой, например, можно использовать ИВА-ТЕСТ – прибор с цифровым табло и термокомпенсатором. Диапазон измерения от 0-14. Шаг измерений рН составляет 0,01. Точность измерения рН равна 0,01. Температура измеряемого раствора: 0 ̊С – 50 ̊С.

В колбу с пробой опустить электрод. Отсчет pH проводить после того, как показатели приняли установившееся значение. Обычно это время составляет от 2 до 3 минут.

Результаты всех замеров заносить в дневник наблюдений. Затем все данные тщательно проанализировать в соответствии со шкалой кислотности осадков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гусейнов А.Н., Александрова В.П., Нифантьева Е.А. Изучение водных экосистем в урбанизированной среде: практикум с основами экологического проектирования. 10-11 классы. – М.: ВАКО, 2015. – 112 с.
2. Скалон Н.В. Практикум по изучению экологии городов Кузбасса: Учебно - методическое пособие/ Скалон Н.В., Горшкова Л.А., Демиденко Н.В., Аверина Е.П. – Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2006 – с.74.
3. Лапина Т.П. Представление опыта работы по организации исследовательской деятельности учащихся по изучению качества природных вод в городе Новокузнецке [Электронный ресурс] / Т.П. Лапина. – Режим доступа: http://infourok.ru/predstavlenie opita raboti po organizacii issledovatelskoy deyatelnosti uchaschihsya po izucheniyu kachestva prirodnih vod v gor 3714855.html 
4. Лапина Т.П. Представление опыта работы по организации исследовательской деятельности учащихся по изучению видового разнообразия домашних животных в городе Новокузнецке Кемеровской области [Электронный ресурс] / Т.П. Лапина. – Режим доступа: http://infourok.ru/predstavlenie opita raboti po organizacii issledovatelskoy deyatelnosti uchaschihsya po izucheniyu vidovogo raznoobraziya domash 3713735.html
5. Лапина Т.П. Комплексная оценка показателей качества родниковой и водопроводной воды в Заводском районе г. Новокузнецка. / [Электронный ресурс] / Т.П. Лапина. – Режим доступа: https://rosprosvet.ru/material/pub-15362/