Исследовательская работа по теме: «Мониторинг качества воды реки Сары» (экология)

Муниципальное образовательное учреждение

Поречская средняя общеобразовательная школа

Исследовательская работа

«Мониторинг качества

воды реки Сары»

(экология)

Автор: Семеновой Александры

ученица 9 класса

Руководитель: Зайцева Е.А.

учитель биологии

© МОУ ПОРЕЧЕСКАЯ СОШ

2015 г.

Содержание:

1. Введение

2. Вступление

1. Цели и задачи

2. Актуальность работы

3. План работы

3. Основная часть

   1. Определение органолептических показателей:

цветность, мутность, запах, вкус и привкус реки Сары.

2. химический анализ воды на наличие ионов калия, свинца, железа, хлорид-ионов, сульфат-ионов и нитрат-ионов.

IV. Вывод

V. Заключение

VI. Использованная литература

VII. Приложение

I. Введение

Река Сара стекает с южных отрогов Борисоглебской возвышенности, начинаясь из Сарского болота, проходит по югу Ярославской области и впадает в озеро Неро в 15 км к югу от Ростова. Течёт главным образом по открытым местам, по плоской низине, претерпевая на всём протяжении своего пути антропогенное воздействие. Важно знать на сколько изменилось экологическое состояние реки. В 2012 году ребята нашей школы проверяли качество речной воды. По результатам анализа вода оказалась чистой. Прошло три года и мне захотелось проверить - осталась ли наша речка такой же чистой или в её качестве произошли изменения.

На протяжении нескольких лет ученики нашей школы наблюдают за состоянием воды в реке Сара на двух специально выбранных участках.

Для этого отбирают пробы воды вблизи большого моста и недалеко от места, где Сара впадает в озеро Неро. Места отбора проб были выбраны не случайно. В районе большого моста в реку выводится труба, где завод производит свои выбросы.

Актуальность проблемы. В посёлке Поречье протекает река Сара. Все жители нашего посёлка любят свою речку, купаются в ней, используют воду для своих хозяйственных нужд. По живописным берегам Сары располагаются дома с сельскохозяйственными угодьями, где используются минеральные удобрения и Поречский консервный завод, регулярно производящий свои выбросы в воду. Всё это не может не сказаться на качестве воды в реке. Кроме того Сара несёт свои воды в озеро Неро на котором стоит город Ростов Великий.

Цель работы: оценить экологическое состояние реки Сара в посёлке Поречье и сравнить полученные результаты с прошлыми годами.

Моими задачами являлись:

1) Выяснить отличается ли химический анализ пробы воды, взятой вблизи большого моста, расположенным рядом с Поречским консервным заводом (ПКЗ), от пробы воды, взятой недалеко от устья реки.

2. Выяснить возможность использования воды этих районов на нужды людей, проживающих в посёлке Поречье.

3. Сравнить полученные результаты с результатами прошлых лет.

Гипотеза:

Я думаю, что за три года качество воды в реке изменилось не существенно.

Анализ проводился на содержание в воде CI, NO2,∑Ме, общего железа.

Общеобязательной начальной процедурой санитарно-химического контроля воды являются органолептические показатели.

К таким показателям относятся: цветность, мутность, запах, вкус и привкус. Неудовлетворительные органолептические показатели косвенно свидетельствуют о загрязнении водоёма органическими веществами и СПАВ.

При исследовании были соблюдены следующие правила:

• чем меньше времени проходит после отбора воды перед ее анализом, тем точнее результат;

• выполняли эксперименты, строго следуя методическим рекомендациям.

Анализ органолептических показателей

(1.Колбовский Е.Ю. Изучаем малые реки/Худож. Г.С.Нечаев, А.А.Селиванов, - Ярославль, 2004.-224.:ил.- (Экскурсия в природу))

1. Определение прозрачности воды

Суммарное количество взвешенных частиц в воде влияет на ее прозрачность.

Ход работы:

- Налили в стеклянный мерный цилиндр высотой 30 см. речную воду;

- На столе разместили газетный текст стандартного шрифта;

- Цилиндр с водой находится над текстом на высоте 5 см;

- Прочитали текст сквозь водяной столб;

- Прозрачность исследуемой воды оценивается по одной из трех характеристик: прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная.

2. Исследование цвета воды

Опустили в стакан с водой белую пластинку или лист белой бумаги. (Цвет природной воды обусловлен наличием в ней гуминовых кислот, загрязнений промышленных предприятий, соединений железа, цветущих водорослей.)

3. Определение запаха воды

Запах воды определили при комнатной температуре и при нагревании до 50-60° С, характеризуя качественно (запах ароматический, гнилостный, болотный, землистый, рыбный...) и количественно.

Признаки запаха

естественного происхождения

искусственного происхождения

Развитие и отмирание водных растений, водорослей (запах герани, рыбный, огуречный болотный, глинистый, древесный, плесневый, травянистый, сероводородный)

Загрязнение воды промышленными фекально-хозяйственными сточными водами (запах гнилостный, ароматический)

Сила и характер запаха по пятибалльной шкале

Балл

Степень

Характер запаха

0

Нет запаха

Запах совсем не ощущается

1

Очень слабый

Запах обычно не замечается, обнаруживается опытным наблюдателем

2

Слабый

Запах обнаруживается потребителем

3

Заметный

Запах легко замечается, заставляет воздерживаться от питья

4

Очень сильный

Запах резко выраженный, вода не пригодна для питья

4. Определение вкуса воды. Пробовать загрязненную природную воду (если она не родниковая) не рекомендуется.

Мы и не пробовали.

5. Осадок. Определили, образуется ли осадок после суточного отстаивания воды в трехлитровом сосуде.

6. Определение реакции водной среды с помощью универсального индикатора.

Капнули исследуемой водой на кусочек универсальной индикаторной бумаги. Сравнили полученный цвет воды со шкалой рН. Записали рН исследуемой воды и по значению рН определили реакцию среды.

ВЫВОДЫ:

проба

Прозрачность

цвет

запах

осадок

рН

У моста 2012 г.

малопрозрачная

светло-коричневый.

Очень слабый. Степень запаха была - 1 балл.

хлопьевидный желтовато-коричневый.

слабо-кислый

У моста 2015г.

малопрозрачная

светлобурый

Очень слабый. Степень запаха была - 1 балл.

хлопьевидный желтовато-коричневый.

Слабо-щелочной

Ближе к озеру 2012г.

малопрозрачная

Бирюзовый

гнилостный, ароматический. Степень запаха - 3 балла.

хлопьевидный желтовато-коричневый

слабо-кислый

Ближе к озеру 2015г.

малопрозрачная

Зеленоватый

Очень слабый. Степень запаха была - 1 балл.

хлопьевидный желтовато-коричневый

Слабо-щелочной

Вывод 1: Органолептические показатели воды 2015 года не сильно отличаются от показателей 2012 года

Далее проводила химический анализ воды на наличие ионов калия, свинца, железа, хлорид-ионов, сульфат-ионов и нитрат-ионов.

Методика обнаружения ионов в воде

(Харьковская Н.Л., Асеева З.Г., анализ воды из природных источников, журнал «Химия в школе», №3, 1997.)

Опыт 1. Обнаружение катионов калия

Реагент: гексанитрокобальтат (III) натрия (40 г Na₃[Co(NO₂)₆] растворить в 100 мл Н₂0).

Условия проведения реакции

1.рН=4-5 (поддерживают введением уксусной кислоты).

2.Температура комнатная.

3.Осадок растворим в кислотах.

Выполнение анализа. В пробирку помещаю 10 мл пробы (рН=4-6). Прибавляют 5 мл реагента. Через 2-3 мин. проводят визуальное наблюдение. Если выпадает желтый осадок, то концентрация ионов калия более 0,1 мг:

2К + Na+ + [Co(NO2)6]³‾= K2Na[Co(NO2)6]

Если при встряхивании пробирки заметно помутнеет раствор, то концентрация ионов калия больше 0,01 мг.

Опыт 2. Обнаружения катионов свинца

Реагент: хромат калия (10 г К2Сr04 растворить в 90 мл Н20).

Условия проведения реакции

1.рН=7,0.

2.Температура комнатная.

3.Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.

Выполнение анализа В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг/л:РЬ²+ + СrO₄²‾= РЬСrO₄

желтый

Если наблюдают помутнение раствора, то концентрация катионов свинца более 20 мл/л.

Опыт 3. Обнаружения катионов железа

Реагенты: тиоцианат аммония (20 г NH₄CNS растворить в дистиллированной воде и довести до 100 мл); азотная кислота (конц.); перекись водорода (ω (%)=5 %).

Условия проведения реакции

1.рН<3,0.

2.Температура комнатная.

3.Действием пероксида водорода ионы Fe(II) окисляют до Fe(III).

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2-3 капли пероксида водорода и вводят 0,5 мл тиоцианата аммония.

При концентрации ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое окрашивание, при концентрации более 10 мг/л окрашивание становится красным:

Fe³+ + 3CNS-= Fe(CNS)₃.

красный

Опыт 4. Обнаружения хлорид-ионов

Реагенты: нитрат серебра (5 г AgNO₃ растворить в 95 мл воды); азотная кислота (1:4).

Условия проведения реакции

1.рН<7,0.

2. Температура комнатная.

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 3-4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра.

Белый осадок выпадает при концентрации хлорид-ионов более 100 мг/л.

Сl¯+ Ag+ = AgCl

Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид-ионов более 10 мг/л.

При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.

Опыт 5. Обнаружения сульфат-ионов

Реагент: хлорид бария (10 г ВаС1₂ х 2H₂O растворить в 90 г Н₂О); соляная кислота (16 мл НС1 (р=1,19) растворить в воде и довести объем до 100мл).

Условия проведения реакции

1.рН<7,0.

2.Температура комнатная.

3.Осадок нерастворим в азотной и соляной кислотах.

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляю 2-3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария.

При концентрации сульфат-ионов более 10 мг/л выпадает осадок

SO4²¯ + Ва2+= BaSO4

белый

Обнаружение нитрат-ионов

Реагент: дифениламин (1г. (С6Н5)2NН растворить в 100 мл H2SО4 (p=1,84))

Условия проведения реакции

1. рН < 7,0.

2. Температура комнатная.

Выполнение анализа

К 1 мл пробы воды по каплям вводят реагент. Бледно-голубое окрашивание наблюдается при концентрации нитрат-ионов более 0, 001 мг/ л, голубое - более 1мг/л, синее - более 100 мг/л.

Анализ результатов

В конце работы я сравнила полученные результаты с ПДК, приведенными в таблице

Наименование вещества

Контроль

ПДК,

мг/л

Опыт 1

(вблизи большого моста)

2012 г.

мг/л

Опыт 1

(вблизи большого моста)

2015 г.

мг/л

Опыт 2

(в устье реки)

2012 г.

мг/л

Опыт 2

(в устье реки)

2015 г.

мг/л

K+

300

310

290

310

290

Pb²+

0.03

0,05

0,06

0,05

0, 05

Fe³+

0.5

0,9

0,7

0,9

0,7

Clˉ

300

300

300

300

320 !

SO₄²ˉ

400

360

420 !

360

370

NO₃^--

45,0

48,5

46

48,5

46

РО₄^3-

45,0

47,0

46

48.0

47

Результаты:

Проведя анализ воды на нахождения в ней различных катионов и анионов и сравнив их с 2012 годом , я получила следующие результаты:

• Концентрация катионов калия понизилась на 20 мг по сравнению с 2012 годом и меньше на 10 мг по сравнению с ПДК

• Концентрация катионов свинца увеличилась на 0,01 в районе моста и на 0,03 мг больше чем ПДК.

• Концентрация катионов железа наоборот снизалось на 0.2 мг на 1 л. по сравнению с 2012 годом и больше на 0,2 мг по сравнению с ПДК

• Концентрация сульфат-ионов увеличилось на 60 мг. на 1л. по сравнению с 2012 годом и больше на 20 мг по сравнению с ПДК.

• Концентрация хлорид-ионов увеличилось на 20 мл. на 1 л. по сравнению с 2012 годом и больше на 20 мг. по сравнению с ПДК

• Концентрация нитрат-ионов снизилось до 46 мг на 1 л.

• Концентрация фосфат-ион повысилась на 0,2 в районе моста и в устье реки, достигнув ПДК

Вывод 2: химические показатели воды 2015 года отличаются от показателей 2012 года, особенно эти отличия видны в районе большого моста, где Поречский завод производит свои выбросы. Особенно выросли показатели по ионам свинца и сульфат- ионам.

Общие выводы:

1. Вода, взятая в устье реки Сара более экологически чистая, чем вода, взятая в центре Поречья у большого моста. Это можно объяснить тем, что рядом расположен Поречский консервный завод, который регулярно сбрасывает промышленные отходы в реку и движением автотранспорта по большому мосту.

2. Экологическое состояние воды в 2015 году ухудшилось по сравнению с 2012, я думаю это связано с повышением производительности на Поречском консервном заводе и как следствие, увеличились выбросы отходов в реку. А так же из-за малоснежной зимы уровень воды в реке значительно опустился и поэтому концентрация многих веществ возросла.

3. Вода в реке Сара умеренно-загрязнённая; гипотеза моя, выдвинутая вначале исследования не оправдалась.

Использованная литература:

1.Колбовский Е.Ю. Изучаем малые реки/Худож. Г.С.Нечаев, А.А.Селиванов, - Ярославль, 2004.-224.:ил.- (Экскурсия в природу).

В этой книге даны сравнительно доступные экспресс-методы экологической оценки состояния малой реки.

2. Моржухина СВ., Чермных Л.П.. Успенская В.В. Гидрохимическая и сапробиологическая характеристика вод реки Сестра Московской области // Материалы II Междунар. конф. «Экология и жизнь» (25-26 нояб. 1999 г., Пенза), -Пенза, 1999.- с. 59-62.

3. Чермных Л.П.. Моржухина СВ. Водная среда. // Введение в экологию. Город Дубна - история и экология. -Дубна: Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 2001.-С.94-104.

4. Григорьева ИЛ, Чермных Л.П. Моржухина СВ. К оценке степени нарушенности экологического состояния малых рек

5.Полевые геологические исследования на территории Горьковской области: методические указания для студентов естественно-географического факультета и заочного географического факультета. Составила доцент Г.С.Кулинич - Горький: ГГПИ им.М.Горького,1982.

6. Харьковская Н.Л., Асеева З.Г., анализ воды из природных источников, журнал «Химия в школе», №3, 1997.

7. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В., Практикум по экологии, М., АО МДС,1996.

8. Муравьёв А.Г. «Руководство по определению показателей качеста воды полевыми методами», №Кримас+», СПб.,1998.

9. earthpapers.net/sravnitelnaya-otsenka-metodov-v-kompleksnom-issledovanii-ekologicheskogo-sostoyaniya-malyh-rek#ixzz3oKz6xwJE

Приложение №1 :

Примеси, содержащиеся в воде

ПРИМЕСЬ

КАК ОНА ПОПАЛА В ВОДУ

ВРЕДНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Свинец, Pb²⁺

Из свинцовых труб, иногда из промышленных стоков

Поражает мозг и нервную систему, вызывает анемию

Медь, Cu²⁺

Из медных труб, иногда из промышленных стоков

Вызывает рвоту

Алюминий Al³⁺

Через обработку воды и алюминиевую посуду

Может вызвать болезнь Альцгеймера (потеря памяти)

Ртуть, Hg (органические соединения)

Сточные воды

Поражает нервную систему

Нитраты, NO₃

Из удобрений

Вызывают "синдром синюшного младенца" (редкое за6оле-вание крови у младенцев, может вызвать рак

Фосфаты, РО₄^3-

Из удобрений и моющих средств

Способствуют росту водорослей в водоемах

Пестициды

Следствие борьбы с вредителями сельского хозяйства

Могут вызвать рак

Кишечные бактерии

Из канализации

Вызывают расстройство желудка

Приложение №2:

География

Озеро Неро

Озеру Неро по оценкам приблизительно 500 тыс. лет. ро - оно одно из немногих озёр предледникового периода в центральной России

РЕКА САРА
Са́ра - река в Ростовском районе Ярославской области. Длина реки - 89 км, площадь её водосборного бассейна - 791 км².

Сара стекает с южных отрогов Борисоглебской возвышенности, начинаясь из Сарского болота. Проходит по югу Ярославской области и впадает в озеро Неро в 15 км к югу от Ростова. Течёт главным образом по открытым местам, по плоской низине. В нижнем течении река, имеющая старинное название Гда, идёт параллельно Ярославскому шоссе, огибает Сарское городище, пересекает железную дорогу на станции Деболовская. В районе посёлка Петровское река мелкая и извилистая, а после железнодорожного моста становится постепенно глубже.
Перед впадением в озеро Неро река проходит через обширное тростниковое болото, формируя большую дельту, выдвинутую далеко в озеро.
Притоки
22 км: река Пухлома
27 км: река Кось
32 км: река Печегда
65 км: река Шумна

Приложение №3:

Проведение химического анализа воды в полевых условиях.

Проведение химического анализа воды в лабораторных условиях.