Исследовательская работа по химии на тему 'Родник - источник жизни'

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ МР ЕРМЕКЕЕВСКИЙ РАЙОН

МОКУ ООШ С. СТАРОТУРАЕВО

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Родник - источник жизни

Номинация «Химия»

Мухаметгалеева Эльвира Дамировна,

обучающаяся 9 класса

МОКУ ООШ с. Старотураево

Руководитель

Мухаметгалеева Файруза Рифгатовна

учитель биологии и химии

МОКУ ООШ с. Старотураево

с. Старотураево

2015 г.

Содержание

I Введение…………………………………………………………………… 2стр

II Основная часть……………………………………………………………...3-7стр

1. Этапы деятельности. Объекты и методика исследования………………3-4стр

2. Гидрологические исследования воды родника…………………………..4-5стр

3. Физико-химический анализ качества воды………………………………5-7стр

4. Результаты. Мероприятия по охране родника……………………………7-9стр

III Заключение. Выводы…………………………………………………….9-10стр

IV Список литературы……………………………………………………….. 10стр

V Приложения……………………………………………………………..11-15стр

Введение

Вода… Что это такое: это молекула кислорода плотно связанная с двумя атомами водорода, или это что-то другое, что-то выходящее за рамки человеческого понимания?

Вода, самая обыкновенная вода, которой мы пользуемся каждый день - необыкновенна, жизненно необходима и драгоценна.

Прекрасное и очень полное определение воде дал Антуан де Сент-Экзюпери: «Вода у тебя нет ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты сама жизнь! Ты самое большое богатство в мире». Сколь близкие сердцу слова и как нежно охарактеризовал он одну из самых замечательных и неукротимых стихий в мире.

Вода - жидкость, вещество, участвующая во всех формах жизнедеятельности организмов. Она занимает более ¾ части земной поверхности и является основной составляющей живого организма.

Вода это жизнь, но изменение окружающей среды влияет на ее состояние. Взять к примеру наши Старотураевские родники. С самого детства помню их «сладкий», освежающий вкус, помню чистоту родниковой воды, и как много было мест её истоков, но с ходом времени изменялся климат, окружающая среда стала грязнее, а вода, как в реках, так и в родниках стала уменьшаться. В конце концов, многие родники иссохли, а мой самый любимый родник, из которого вода била фонтаном, уменьшается с каждым годом. В большей степени виноваты мы - люди. Чтобы предотвратить, дальнейшее исчезновение родников, загрязнение водоемов и ухудшение экосистемы в целом, необходимо встать на защиту природы, экологии.

Цель: оценка современного экологического состояния родников «Челтер» и «Бальхия» села Старотураево и разработка мероприятий по улучшению их состояния и функционирования.

Задачи:

1) поиск и сбор исторических материалов о родниках;

2) произвести отбор проб и физико-химический анализ воды;

3) дать оценку эколого-санитарного состояния территории вокруг родников;

4) составление экологического паспорта родников;

5) разработать и провести мероприятия по очистке и благоустройству.

Гипотеза: если изучить родники, то это даст возможность расширить знания о водных ресурсах края.

Основные методы:

1.Теоретический: изучение теоретического материала, анализ информационных источников, анализ анкетирования.

2.Эмпирический: лабораторные наблюдения.

3.Математический: статистика.

4.Экспериментальный: постановка опыта.

Основная часть.

1.Этапы деятельности:

1) январь 2014 - апрель 2014г. - Сбор материалов, формирование групп для реализации проекта. Организация работы по привлечению внимания населения к проблемам восстановления и охраны родников.

2) апрель - октябрь 2014г. - Самостоятельная работа в группах, такая как: очистка от мусора территории родников, её благоустройство; проведение анализа воды в родниках и т.д.

3). Октябрь 2014г.- январь 2015г. - обобщение полученных результатов, составление проекта «Родник - источник жизни».

Объекты и методика исследования

Водный баланс нашего села складывается из атмосферных осадков, поверхностного и подземного стоков. Потеря воды происходит за счет испарения и просачивания её в почвенный покров. Основу водного баланса села составляют поверхностные воды, сосредоточенные в реке Кидаш с притоком Большой Улькай. Ещё в моём селе множество мелких и несколько крупных родников (прил.1). Родник, источник - естественный выход подземных вод на земную поверхность (на суше или под водой). Температура воды зависит от глубины залегания подземных вод, характера подводящих каналов, географического и гипсометрического положения и температурного режима, в котором заключены подземные воды. Оформление естественного выхода вод различных источников называется их каптажем. «Каптаж (франц. captage, от лат. capto - ловлю, хватаю) - сооружение для захвата подземных вод, выходящих на дневную поверхность земли. В природных условиях выходы подземных вод на поверхность проявляются в виде нисходящих и восходящих источников». [9]

2. Гидрологическое исследование родника

Характер выхода источника определяли визуально по следующим критериям:

а) вытекает спокойно

б) бурлит

в) бьет струйками

г) фонтанирует.

Расположение источника по отношению к реке.

Высота источника над уровнем воды в реке определяется при помощи школьного нивелира или эклиметра. При нивелировании превышение получается сразу, а при работе с эклиметром, вычисляется на основании измерения крутизны и длины склона. Консультацию, как пользоваться приборами, получили у учителя географии.

Определение мощности родника.

Определили дебит (мощность), то есть возможный расход воды. Дебит источника рассчитывали с помощью ёмкости с известным объёмом (стеклянная банка емкостью 1 литр) и секундомера (время измеряется до одной сотой секунды). Брали три пробы: засекали время, за которое заполнится ёмкость, проделывая операцию три раза. Вычисляли дебит источника для каждой пробы по формуле: V: t =D

Далее - вычисляли среднюю величину и рассчитали расход воды: а) за час б) за сутки. Но дебит родника «Челтер», из-за большого объема воды, пришлось измерять с помощью 10-ти литрового ведра.

Определение влияния родника на окружающую местность

Размыв поверхностных горных пород идет под механическим воздействием воды, стекающей по склону. Заболачивание происходит в результате смыкания поверхностных и подземных вод, обычно в понижениях при близком расположении водоупорного пласта к поверхности. Признаками заболачивания являются: избыточное увлажнение, не просыхающие даже летом участки, появление гигрофитных растений, небольшой слой торфа. Около родника «Челтер» наблюдали заболачиваемость, а у родника «Бяльхия» наблюдается размыв.

3. Физико-химический анализ воды

Цвет (окраска).

Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения - 10 см.

Для определения цветности воды исследуемую воду налили в стеклянный цилиндр и рассмотрели ее на фоне белого листа бумаги при дневном освещении сверху и сбоку.

Прозрачность.

Для определения прозрачности воды использовали прозрачный мерный цилиндр плоским дном, в который налили воду, а под него подкладывали стандартный шрифт. По нахождению максимальной высоты столбцы столбца, при которой можно прочитать шрифт, оценивали прозрачность. Если прозрачность воды меньше 31 см, то она непригодна для питья.

Запах.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды хозяйственно-питьевого назначения не должен превышать 2 баллов. Для определения запаха воды налили ее в колбу на 2/3 объема с притертой пробкой и сильно встряхнули в закрытом состоянии. Открыли быстро колбу и сразу отметили отсутствие запаха. Испытание повторяли нагрев воду в колбе до температуры 60°C, используя таблицу 1.(прилож.2)

Определение рН воды

pH воды определяли с помощью универсальной индикаторной бумаги. Сравнили окраску со шкалой.

Определение жесткости воды.

В полевых условиях для оценки жесткости мы использовали мыльный раствор. Наполнив чистую склянку исследуемой водой, добавили к ней немного мыльного раствора, склянку взболтали. В жесткой воде мыльная пена почти отсутствует, а в мягкой воде ее будет много. В наших исследованиях РН - от 6-7. По показаниям жесткости вода в родниках мягкая.

Определение карбонат и гидрокорбонат-анионов

В склянку налили 10 мл анализируемой воды. Пипеткой добавили 5-6 капель раствора фенолфталеина. Отсутствие окрашивания показывает отсутствие корбонат-анионов.

Определение хлорид - иона.

Концентрация хлоридов в источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л. Определение хлоридов с приближенной количественной оценкой проводили следующим образом. В пробирку отобрали 5 мл исследуемой воды и добавили 3 капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяли по осадку или помутнению по таблице 2. (прилож.3). Качественное определение не проводилось. Сульфаты (соли серной кислоты) определяют по слабому помутнению воды в пробирке от растворов хлорида или нитрата бария. Качественное определение катионов тяжелых металлов.

Обнаружение меди.

ПДК меди составляет 0,1 мг/л. В фарфоровую чашку поместили 3-5 мл исследуемой воды, осторожно выпарили досуха и нанесли на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии Cu²⁺.

Cu²⁺+4NH₄OH → [Cu (NH₃)₄]²⁺+4H₂0

Окрашивания в пробах нет.

Обнаружение железа.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в питьевой воде 0,3 мг/л.

Обнаружение общего железа.

В пробирку поместили 10 мл исследуемой воды, прибавили 1 каплю концентрированной азотной кислоты, 0,5 мл раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком - красное. Наблюдали бледно розовое окрашивание. Данные результатов приводятся в таблице 3 (прил.4). Оценка эколого-санитарное состояние территории вокруг родника проводилась визуально.

4. Результаты. Мероприятия по охране родника

Проведён социологический опрос. Проанализировав ответы, мы выяснили, что большая часть опрошенных пользуется водой из родника. 97% опрошенных считают, что вода из данных источников является пригодной для питья. Больше половины давно пользуются этими родниками и согласны с мнением, что родниковая вода - драгоценная часть мирового запаса подземных вод . Также были предложены мероприятия по охране и благоустройству данных природных объектов.

Мною также проведено гидрологическое и физико - химическое исследование воды. Гидрологические исследования родников показало, что вода на поверхность выходит из промежутков между частицами пород, бьёт струйками, фонтаном. Дебит родника «Бяльхия» составил 2399 л/ч, 57576 л в сутки, родника «Челтер» - 18000 л/ч, 432000 л в сутки. Родниковая вода благополучна по температуре и органолептическим показателям. Вода прозрачная, запах не ощущается, без особого вкуса.

Хорошие органолептические характеристики воды свидетельствуют об отсутствии гнилостных процессов. рН водной среды, которую мы исследовали, равна 7, среда приближена к нейтральной, что говорит о хороших питьевых качествах воды обоих источников.

Содержание минеральных веществ и ионов мы могли определить только на их наличие, это связано с возможностями школьной химической лаборатории. Я исследовала воду на содержание в ней меди, железа, хлоридов, сульфат - ионов (прил.4, таблица 3).

Визуально проводилась оценка санитарного состояния прилегающей местности. Обследовав родники, можно отметить, что территория около родника «Бяльхия» относительно благополучная, так как за ее благоустройство шевство взяла наша школа. Территорию родника «Челтер» необходимо благоустроить.

По результатам исследований, был составлен экологический паспорт родников (прил. 5).

Наш проект приобрёл масштабы общешкольного. Его участниками стали все обучающиеся и работники нашей школы. Мы организовали несколько акций по облагораживанию территории родника «Бяльхия» и его очистке. Разработали и повесили памятку с правилами поведения у источника. В школе провели мероприятия, на которых школьникам показали значимость родников.

Мне кажется, что если человек, придёт за чистой родниковой водой и увидит благоустроенный родник, то на душе его станет гораздо теплее. Поэтому мы обратились в администрацию сельского поселения, с просьбой о благоустройстве родника «Челтер». А также поставить фонарь, так как дополнительное освещение территории родников создаст большой комфорт в темное время суток, чтобы люди смогли набрать родниковой воды, не обрызгавшись и не поскользнувшись.

III Выводы. Заключение

По результатам исследований можно сделать выводы:

1) проведенный анализ общественного мнения по исследуемому вопросу наглядно показал значимость и важность рассматриваемой в проекте проблемы сохранения природного богатства Родного края;

2) показатели физико-химических свойств исследуемой воды данных источников соответствуют санитарно-гигиеническим нормативам;

3) эколого-санитарное состояние территории вокруг родника «Бяльхия» относительно благополучное, необходимо благоустроить территорию родника «Челтер»;

4) были проведены мероприятия по очистке и благоустройству родников.

Завершилась работа над проектом. В целом я думаю, что сделали очень важное для природы и людей дело. На свете нет ничего драгоценнее, чем самая обыкновенная чистая вода. Без неё нет, и не будет жизни. Поэтому важно следить, чтобы вода в исследуемых родниках была всегда чистой! Сохранение природных источников воды - задача всего человечества. Помочь роднику - значит, помочь своему здоровью, помочь родной земле сохранить свои природные богатства, наши богатства!

Мы планируем:

- продолжить работу по исследованию экологического состояния других родников, находящихся в черте с.Старотураево;

- провести более полный анализ воды;

- проводить в школе мероприятия о значимости родников;

- в районной газете «Ермекеевские новости» разместить статьи с информацией о родниках и призывом о сотрудничестве к местному населению;

- обратиться в администрацию Старотураевского сельского поселения за помощью в благоустройстве родников;

- вести контроль за состоянием родников, осуществлять своевременный уход.

Литература

1. Биология в школе. 2004 №5, 2006 №1.

2. Земля Ермекеевская... (Под ред. В. Я. Бабенко) - Уфа: Государственное унитарное предприятие Республики Башкортостан Уфимский полиграфкомбинат, 1999. - 336 с.

3. Исследуем окружающую среду. / Под редакцией В.Ф.Бахтияровой. Уфа: БИРО, 2005. 73с. 4. Клысов У.И., Гайфуллин М.М. Организация и проведение полевых исследований с учащимися общеобразовательных школ. - Уфа: Издательство ИРО РБ, 2012. - 60с. 5. Практикум по экологии: Учебное пособие. / Под ред. С.В.Алексеева. - М.:АО МДС, 1996. - 192с. 6. Химия в школе 2004 №3, №5, 2005. 7. Энциклопедия Ермекеевский район. Республика Башкортостан. - Уфа: Государственное унитарное предприятие Республики Башкортостан Уфимский полиграфкомбинат, 2010. - 200 с.,

8. edu.yar.ru›russian/projects/spring/metod.html

9. engineeringsystems.ru

Приложение 1

Родник «Бяльхия» летом и зимой

Благоустройство родника «Бяльхия»

Родник «Челтер» зимой и летом

Приложение 2

Определение интенсивности запаха.

Таблица 1.

Интенсивная зона

Характер проявления запаха

Оценка интенсивности запаха

Нет

Запах не ощущается

0

Очень слабая

Запах сразу не ощуща­ется, только при нагре­вании

1

Слабая

Запах ощущается, если обратить внимание

2

Заметная

Запах легко замечается

3

Отчетливая

Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья

4

Очень сильная

Запах настолько силь­ный, что непригоден к употреблению

5

Приложение3

Приблизительное определение содержания хлоридов по осадку или помутнению

Таблица 2.

Осадок и помутнение

Концентрация хлоридов,мг/л

Опалесценция или слабая муть

1-10

Сильная муть

10-50

Образуются хлопья, но осаждаются не сразу

50-100

Белый объемистый осадок

Более 100

Приложение 4

Физико-химическая характеристика воды

Таблица 3

Показатели

Родник «Бяльхия»

Родник «Челтер»

Температура, ºС

+6

+5

Цветность, в градусах

0

0

Мутность

0

0

Запах, в баллах

0

0

Вкус и привкус, в баллах

0

0

рН

7

7

Жесткость воды

мягкая

мягкая

Карбонат ионы

Отс.

Отс.

Катионы меди

Отс.

Отс.

Катионы железа

<0,1 мг/л

<0,1 мг/л

Приложение 5

Паспорт родника

• 1.

• Название: «Бяльхия»»

• РБ

• Ермекеевский район

• С.Старотураево

• Подножие холма «Намаз тау»

1. Геологические условия выхода воды

   • Выход воды на поверхность: из промежутков между частицами пород песчаника

   • Характер вытекания воды: фонтанирует

   • Высота источника над уровнем воды в реке 2,5 м.

   • Расстояние источника от уреза реки (ручья) 10м.

2. Растительность вблизи родника травянисто-кустарниковая

3. Физические особенности воды источника

   • Прозрачность воды > 50см.

   • Запах 0

   • Вкус 0

   • Температура воды +6 ºС

   • Температура воздуха (указать время) -20 ºС (17.00.час.)

   • Замерзание источника: не замерзает

   • Дебит источника 2399 л/ч, 57576 л в сутки

4. Участие источника в питании ручья, реки, озера: питает воды реки Кидаш

5. Влияние родника на окружающую местность: размывы

6. Хозяйственное использование источника: для питья и хозяйственных нужд

• 2.

• Название: «Челтер»

• РБ

• Ермекеевский район

• С.Старотураево

• Подножие холма «Серле тау»

7. Геологические условия выхода воды

   • Выход воды на поверхность: из промежутков между частицами пород песчаника

   • Характер вытекания воды: фонтанирует

   • Высота источника над уровнем воды в реке 3 м.

   • Расстояние источника от уреза реки (ручья) 20м.

8. Растительность вблизи родника6 травянисто-кустарниковая

9. Физические особенности воды источника

   • Прозрачность воды >50см.

   • Запах 0

   • Вкус 0

   • Температура воды +5 ºС

   • Температура воздуха (указать время) -20 ºС (17.00.час.)

   • Замерзание источника: не замерзает

   • Дебит источника 18000 л/ч, 432000 л в сутки

10. Участие источника в питании ручья, реки, озера: питает воды реки Кидаш

11. Влияние родника на окружающую местность: размывы, заболачивание

12. Хозяйственное использование источника: для питья и хозяйственных нужд