Полевой практикум по гидрологии

Полевой практикум по гидрологии

Тема: Гидрологические исследования водоёмов с целью оценки экологического

состояния.

Цель: оценить экологическое состояние водоема посредством изучения органолептических характеристик и химического состава воды;

познакомить воспитанников с экологическим состоянием водных ресурсов России, Украины и возможными последствиями его ухудшения;

развивать коммуникативные навыки, умения анализировать и обрабатывать данные проведённых исследований.

Оборудование и материалы: химическая посуда, химические реактивы, полевая тест-лаборатория, шкала миллиметровая или линейка, термометр, круг Секкеля, гидрологические карты, карточки-задания, таблицы для заполнения.

Ход занятия

1. Организационный момент

Педагог:

Наш полевой практикум сегодня посвящён изучению экологического состояния водоёма путём изучения физико-химических показателей. В ходе занятия вы проведёте органолептические исследования и научитесь проводить химические анализы воды.

1. Мотивация учебной деятельности

Педагог:

Как вы уже знаете в природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Из грунта атмосферная вода поглощает углекислоту и становится способной растворять по пути своего движения минеральные соли.

Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для них. Так, при прохождении через известковые породы, вода становится известковой, через доломитовые породы - магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, вода насыщается сернокислыми и хлористыми солями и становится минеральной. И, конечно же, на состав воды влияет человеческая деятельность. Сбрасывание сточных вод, смыв удобрений с полей, атмосферное загрязнение всё это влияет на экологическое состояние воды.

3. Актуализация опорных знаний

Скажите, как характеризуется качество воды? (качество воды характеризуется физическими, химическими и бактериологическими показателями).

Какие виды загрязнения водоёмов в нашем городе? (сбросы АМК и химического завода, сброс городских неочищенных сточных вод)

Какие показатели воды относятся к физическим? (К физическим показателям относятся температура, цветность, мутность, вкус и запах).

4. Практическая работа.

Педагог:

Теперь давайте проведём исследования физических показателей воды в виде соревнования.

Для этого вы разделитесь на две команды. Получите карточки-задания.

Все результаты измерений занесите в таблицу.

При выполнении работы соблюдайте технику безопасности. Не толкайтесь, аккуратно обращайтесь с оборудованием.

(После проведения исследований проводится обработка результатов и заполнение общей таблицы)

5. Изучение нового материала.

Педагог:

Молодцы ребята! Вы все успешно справились с заданием. А сейчас мы изучим методы проведения химических анализов воды.

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей.

Водородный показатель

Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH. При pH=7 среда нейтральная; при pH7 среда щелочная.

Жесткость

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг·экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников - относительно невысокую (3-6 мг·экв/л).

Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь - каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло, почти не развариваются овощи, особенно бобовые.

Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг·экв/л.

Окисляемость

обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Для колодцев особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и др.

Содержание в воде растворенных солей (мг/л) характеризуется плотным (сухим) осадком. Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния -10 мг/л.

(После изучения теоретических сведений проводятся химические анализы с помощью тест-лаборатории и химических реактивов)

Педагог:

После проведенных нами химических и органолептических анализов, какое заключение можно сделать?

А теперь давайте выясним, что же такое загрязнение вод.

Загрязнения вод – внесение в воду (водные объекты) или образование (синтез, размножение) в ней физических, химических или биологических агентов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящие урон материальным ценностям. Загрязнение водных объектов происходит обычно в результате сброса в них сточных вод.

Основными вредными веществами, поступающими в водные объекты (поверхностные и подземные источники воды) со сточными водами, являются нефть и нефтепродукты, фенол, моющие специфические поверхностно-активные вещества (СПАВ), аммиак, пестициды, тяжелые металлы, сложные химические соединения и другие.

С хозяйственно-бытовыми сточными водами могут попасть в водоисточники возбудители инфекционных заболеваний.

(Анализ карты загрязнения вод Украины, России)

6. Подведение итогов практикума.

После проведённых исследований, что вы можете сказать об экологическом состоянии Орловых ставков?

7. Релаксация

Вот и подошло к концу наше занятие. И как уже стало традицией, я вас попрошу дать отзывы о нашем занятии, написать на капельках понравилось ли вам и что нового вы узнали.

Карточки-задания

________________________________________________________________

Задание 1.

Умение правильно отбирать воду.

Пробу отбирают на глубине 20-30 см от поверхности, на таком расстоянии от дна, которое допускает приспособление для отбора воды. Пробы отбирают или смешивают по глубине или в ряде точек в поперечном сечении на стержне потока. Для малых потоков смешенная по глубине проба обычно равнозначна пробе, взятой в центре потока.

Отбор проб воды проводят с одновременной фиксацией метеоусловий. Температуру воздуха измеряют сухим термометром в тени вдали от источника тепла на высоте 1 м от поверхности земли. Температуру воды измеряют в водотоках перед отбором пробы.

Посуду споласкивают 2-3 раза исследуемой водой для того, чтобы: 1) удалить остатки пыли и других загрязнений, которые могут попасть в посуду;

2) чтобы произошла адсорбция стенками посуды химических компонентов из отбираемой на анализ воды

При отборе воды, предназначенной для отправки в лабораторию, посуду следует заполнять водой не полностью, а так, чтобы под крышкой (пробкой) осталось свободное пространство высотой 1-3 см.

Проба должна быть закупорена и так промаркирована, чтобы подпись не повредилась во время транспортировки.

_______________________________________________________________

Задание 2.

Определение запаха.

Заполните колбу водой из водоема на 1/3 объема и закройте пробкой. Взболтайте содержимое колбы. Откройте колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух, сразу же определите характер и интенсивность запаха. Если запах сразу не ощущается или он неотчетлив, испытание можно повторить, нагревая воду в колбе до температуры 50-60 градусов °С (можно подержать пробирку в руке 5 минут).

2.1. Определение интенсивности запаха

2.2. Определение характера запаха

_______________________________________________________________

Задание 3. Определение цветности

Заполните пробирку водой на 2/3 объема. Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении. Определение цвета производят только в прозрачной воде. Пробирку наполняют исследуемой водой доверху, ставят на белую бумагу и, глядя сверху, производят определение цветности.

______________________________________________________________

Задание 4. Определение мутности

Обычную пробирку наполняют исследуемой водой почти доверху, ставят ее на черную бумагу и, глядя сверху, отмечают результаты наблюдения

Степени мутности: прозрачная, слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, мутная, очень мутная.

Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л).

_____________________________________________________________

ТАБЛИЦА ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ.