ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА «ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДОЁМОВ СЕЛА ВАСИЛЬЕВСКОЕ СТАРИЦКОГО РАЙОНА» Работу выполнила: Бажанова Алина Евгеньевна, 10 «А» класс Руководитель: Чистякова Тамара Ильинична, учитель биологии, химии Консультант: В.В. Кузовлев, кандидат наук Тверского технического университета. МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГИМНАЗИЯ 10» города Ржева

А КТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ Вода играет уникальную роль, как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Исследование качества воды, как природных источников, так и водопроводной, исследование и описание биотопов, оценка экологического состояния природных водоемов методом биоиндикации, разработка проектов по сохранению и очищению водных ресурсов от загрязнений является наиболее востребованной темой исследовательской деятельности учащихся.

Цель работы: овладеть методами мониторинга водных объектов и апробировать данный метод на практике. Задачи: Познакомиться с общепринятыми методами мониторинга водных объектов. Рассмотреть критерии оценки качества воды. Провести собственные исследования по определению качества проб воды из водных источников села Васильевское, Старицкого района. Гипотеза: Можно предположить, что пробы воды, взятые из разных источников будут иметь разный химический состав и соответственно пригодность для питьевых целей

Методы исследования. Предмет исследования: качество воды. Объект исследований: вода. Место исследований: село Васильевское Старицкого района Тверской области Временные рамки проведения исследований: отбор проб и определение качества воды сделаны в конце июня 2009 г. Обобщение и оформление материалов работы проделано в апреле месяце 2013 г.

М ЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Оценка качества воды проводилась по методике Алексеева – Беккера (Санкт-Петербург). Основные правила отбора проб воды Химический анализ воды, для которого отбирается проба, может преследовать самые различные цели. В зависимости от цели определяется объем необходимой для анализа пробы и условия ее отбора. Время и условия хранения проб неодинаковы для разных показателей, поэтому следует хранить пробу в темном месте при температуре 2-5 С не более суток. В отношении объема проб, следует считать, что для « полного» анализа требуется около 2 л пробы. рН желательно определять на месте отбора проб в связи с их большой неустойчивостью.

О РГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДЫ 1. Содержание взвешенных частиц. Этот показатель качества воды определяется фильтрованием воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы. Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяется по формуле: (m 1 – m 2 ) 1000/V, 2. Цвет (окраска) Для определения цветности воды используется стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирается вода и на белом фоне бумаги определяется ее цвет (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.

3. Прозрачность. Для определения прозрачности воды используется прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливается вода, подкладывается под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм. 4. Запах. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60 ْ С. Характер, и интенсивность запаха определяется по предлагаемой методике.

Водородный показатель (pH). Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7). Значение pH воды водоемов хозяйственного в пределах 6,5 – 8,5., питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется Приближенное значение pH определяют с помощью универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют pH: Можно определить pH с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой. Определение качества воды методами химического анализа. Группа вод рН Сильнокислые Менее 3 Кислые 3-5 Слабокислые 5-6,5 Нейтральные 6,5-7,5 Слабощелочные 7,5- 8,5 Щелочные 8,5- 9,5 Сильнощелочные Более 9,5 Наиболее точно значение pH можно определить на pH-метре.

Жесткость воды. Различают общую (Ж о ), временную(Ж к ), и постоянную (Ж н ) жесткость воды. Общая жесткость обусловлена присутствием растворимых соединения кальция и магния в воде. Временная жесткость обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некарбонатная) рассчитывается как Ж о – Ж к. Этот вид жесткости вызван присутствием других растворимых солей кальция и магния. Норматив физиологической полноценности питьевой воды по солям жесткости от 1,5 до 7,0 мг-экв./л. Вид жёсткости Значние в мг экв./л общая жёсткость~ 7 очень жесткая вода>10,7 жесткая вода 5,4– 10,7 умеренно жесткая вода 3-5,4 мягкая вода 1,5- 3 очень мягкая вода< 1,5 мг

Определение карбонатной жесткости воды. Расчет концентраций карбонат - и гидрокарбонат – ионов. В склянку наливают 10 мл анализируемой воды, добавляют 5 – 6 капель фенолфталеина. Если при этом окраска не появляется, то считается, что карбонат – ионы в пробе отсутствуют. В случае возникновения розовой окраски пробу титруют 0,05 н. раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Концентрацию карбонат – ионов рассчитывают по формуле Затем к пробе добавляют 1 – 2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруют пробу раствором 0,05 н. соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую. Концентрацию гидрокарбонат – ионов рассчитывают по формуле Норматив физиологической полноценности питьевой воды по гидрокарбонатам от мг /л. Карбонатную жесткость Ж к рассчитывают, суммируя значения концентраций карбонат – и гидрокарбонат – ионов по формуле где 0,0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные значениям, обратным эквивалентным массам этих анионов.

Окисляемость. Один из косвенных показателей качества содержащихся в воде органических веществ. Перманганатом калия обычно окисляется 25-50% органических веществ, содержащихся в воде. Для определения окисляемости необходимо 5 мл воды (отфильтрованной) прилить в пробирку, добавить 0,3 мл раствора серной кислоты ( 1: 3) и 0,5 мл 0.01 н раствора перманганата калия. Смесь перемешать, оставить на 20 мин. Оценить величину окисляемости в соответствии с таблицей.

Обнаружение кальция К 10 мл пробы добавить несколько капель 10% раствора соляной кислоты и 5 мл 4% раствора оксалата аммония. Белый осадок оксалата кальция свидетельствует о наличии нескольких процентов кальция. При незначительном содержании кальция (сотые доли процента) наблюдается легкое помутнение раствора. Норматив по кальцию от 25 до 130 мг/л.

Р ЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ауукпкпу Место отбора t O2 (С) O2 мг/л pHУдельная электропроводность в мк Кл/см Жёсткость мг экв./л Кальций мг/л Магний мг/л 1Озеро 7,171211,721,46/29,33,2 2Исток реки 17,07,323954,563,48/69,713,1 3Пруд 20,57,59,201011,000,84/16,81,9 4Колодец 9,09,97,244675,444,24/85,014,6 5Родник 7,74,37,464335,434,12/82,514,3 6Река (плотина) 15,89,87,674254,824,00/80,19,72 7 Водопровод 16,95,37,294886,364,8/96,918,5 Нормативные показатели Техническая вода ,5- 8,5 - До 7 мг-экв/л 100 Питьевая вода мг-экв/л 10

В ЫВОДЫ 1. Общепринятыми методами мониторинга водных объектов являются: органолептические (содержание взвешенных частиц, цвет, прозрачность, запах) и методы химического анализа (рН, окисляемость, наличие ионов Сa 2+ и Mg 2+, электропроводность, жёсткость). 2. Критериями оценки качества воды при химическом анализе являются: окисляемость, наличие свободного кислорода, рН, жёсткость, кол-во ионов кальция и магния. 3. По результатам собственных исследований определения качества проб воды из водных источников села Васильевское можно сказать, что для технических и питьевых целей полностью не пригодна вода из пруда (имеет щелочную рН среды). Вода с колодца и родника имеет слабую окисляемость и жёсткость. Водопроводная вода сильно жёсткая и обладает горьковатым привкусом из-за содержания ионов магния больше 10 мг/л.

З АКЛЮЧЕНИ Е Всё живое на Земле вышло из воды. Вода сопровождает человека с момента его рождения и на протяжении всей жизни. Даёт жизнь флоре и фауне нашей планете. Очень важно, чтобы этот источник живительной влаги представлял для всего ценность в виде питьевой а не технической формы. Давайте беречь и ценить то, что имеем!

С ПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Андреева М.П. Профильное обучение: конструирование модулей регионального содержания// Химия в школе, 5, Афанасьева Т.П., Немова Н.В. Профильное обучение: педагогическая система и управление. Кн. 1. Система обучения старшеклассников. - М.: АПК и ПРО, с. 3. Бершадский М.Е., Гузеев В.В. Социометрический и психологический мониторинг в образовательном процессе// Химия в школе, 1, Бершадский М.Е. Исследования в предметном обучении// Химия в школе, 3, Бодрийяр Ж. В тени молчаливого большинства, или конец социального.- Екатеринбург: изд-во Уральского ун-та, с. 6. Боровский В.И.Экологические проблемы промышленных сточных вод // Химия в школе, 5, Воскобойникова Н.П., Галыгина Н.В. Логико-смысловые модели в развивающем обучении // Химия в школе, 5, Гликман Н.З. Образование и религия // Химия в школе, 3, Грибанова К.Е., Журин А.А. Учебные экскурсии: настоящее, прошлое, будущее// Химия в школе, 8, Зазнобина Н.С. О возможности использования в обучении имитационных игр// Химия в школе, 5, 1989.

11. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования (утверждена приказом министра образования РФ от , 27-83). 12. Коробейникова А.В. Профориентационная работа и профессиональная консультация// Химия в школе, 3, Ковриженко М. Креатив в рекламе. - СПб.: Питер, с. 14. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Под ред. О. А. Юшмана. - М.: Агропромиздат, 1985 г с. 15. Кузнецова Н.Е., Майш Е.Г. О развитии познавательного интереса к изучению эколого-химического материала// Химия в школе, 3, Кудаева А.А. Религиозно-нравственное просвещение в общеобразовательных учреждениях России// Педагогика, 8, Кулиев С.И., Степанов Н.А. Развитие химических способностей при использовании экспериментальных задач// Химия в школе, 10, Колязин В.Ф. От мистерии к карнавалу. - М.: Наука, 2002 г с. 19. Логинова О.Б. От «углубленки» к профильному обучению// Химия в школе, 1, Методики изучения личности школьников в целях профессиональной консультации/ авт. сост. А.А. Коробейникова. - М., Семенов В.А. Мониторинг гидросферы // Соросовский образовательный журнал, 11, С ПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ