Исследовательская работа "Анализ родников города Добрянка"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Добрянская средняя общеобразовательная школа № 5»

Естественно-научное

Исследовательская работа по теме:

«Анализ качества воды родников

города Добрянка»

Никитин Александр

МОУ «ДСОШ №5» 9 А класс

Руководитель: Никитина

Татьяна Ильинична

учитель географии

г. Добрянка 2017 г.

Содержание.

1. Введение.

Наверное, каждому человеку приходилось видеть это маленькое чудо: выбивающийся из земли или трещины в скале родник. Как приятно в жаркий день усталому путнику утолить жажду пригоршней хрустально чистой и необыкновенно вкусной родниковой воды.

Сегодня, когда многие поверхности и водотоки в той или иной степени загрязнены бытовыми, производственными и бытовыми отходами, самая вкусная с чистая вода может быть получена лишь из подземных источников (родников, ключей). В нашем городе многие жители также используют для бытовых нужд родниковую воду. Предприятие «Уралводоканал» также подаёт в водопровод воду из подземных источников.

К сожалению, часть родников в г. Добрянке необустроены и необихожены. Но люди идут к ним, веруя, что берут воду, если не святую, то чистую, без хлорки и нефти, без гельминтов и другой заразы. Но всё же родник в городе – это совсем не то, что ключик в лесном овражке под резным навесом и с чистой колодой. Горожане часто и не подозревают, что вся наша городская грязь, придорожные свалки и мойки, прохудившиеся сточные коллекторы губительно действуют и на подземные воды.

В своём исследовательском проекте я решил посмотреть какую по качеству воду используют для питья жители нашего города.

Цель моей работы – химический анализ качества подземных вод на территории Добрянского района.

Из поставленной цели вытекают следующие задачи:

• познакомиться с видами подземных вод и их размещением на территории Пермского края;

• определить качество воды из родников города Добрянки;

• познакомившись с литературой выработать простейшие рекомендации по использованию родниковой воды в быту.

Проект реализуется через 3 основных этапа:

1. Организационный (подготовка к работе над проектом, социологический опрос. Изучение мнений, изучение возможности и готовности к работе над проектом).

2. Основной (выбор проблемы и обработка информации, разработка и реализация собственного решения проблемы).

3. Заключительный (подведение итогов работы над проектом, знакомство учеников школы с результатами моих исследований, обустройство родника на речке Костянке во время летнего профильного отряда)

Для достижения цели моей работы планирую использовать следующие методы исследования: анализ, сравнение, обобщение, описание.

Объект исследования – родники города Добрянки. Для своего исследования я выбрал 5 объектов. 3 родника расположены на территории города, а 2 – в лесопарковой зоне. Для сравнения я взял водопроводную воду.

Предмет исследования – химическое загрязнение воды в родниках.

Ожидаемые результаты:

• более глубокое изучение экологического состояния родников;

• обучение бережному отношению учащихся младших классов школы к природе родного края;

• благоустройство родника, как достопримечательности района.

2.1. Определение качества воды методами химического анализа.

1. Определение сульфатов.

Для этого в пробирку отбирают 2 мл воды и добавляют 1 мл хлорида бария (BaCl₂). Помутнение и осадок свидетельствуют о наличии сульфатов.

2. Определение солей бария.

В пробирку с пробой воды (2 мл) вносят по 1 мл сульфата натрия. (Na₂ SO₄)

3. Определение хлоридов.

Для этого в пробирку отбирают 2 мл воды и добавляют 1 мл нитрата серебра. Затем добавляют хромат калия. Нитрат серебра даёт с хлорид-ионами белый осадок.

4. Определение карбонатной жёсткости воды.

Для этого в пробирку берут 2 мл воды и добавляют 1 мл фенолфталеина. Если при этом окраска не появляется, то считается, что карбонат-ионы в пробе отсутствуют.

5. Качественное обнаружение ионов свинца.

В пробирку с пробой воды (2 мл) вносят по 1 мл 50% раствора уксусной кислоты и 1 мл 10% раствора дихромата калия. При наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает жёлтый осадок хромата свинца.

6. Качественное обнаружение катионов тяжёлых металлов.

Для этого в пробирку отбирают 2 мл пробы и добавляют 1 мл гидроксида натрия. При наличии положительной пробы образуется помутнение в пробирке.

7. Пробы на микроорганизмы.

Для этого в пробирку наливали 2 мл воды и 1 мг сахара. Пробы взбалтывались, до растворения сахара и оставлялись в тёплом месте на 5 дней. Наличие помутнения, хлопьев или плесени говорило о большом количестве микроорганизмах в пробе.

8. Органические загрязнения.

Пробы с водой были поставлены на неделю. Через неделю были зафиксированы результаты. Наличие осадка в пробах говорило об органических загрязнениях.

9. Обнаружение ионов кальция и магния, обуславливающих жёсткость.

В пробирки с пробой воды (2 мл) вносят по 1 мл карбоната натрия.(Na₂ СО₃ ). По степени помутнения можно судить о жесткости воды.

10. Определение реакции среды (кислотность) с помощью универсального индикатора.

Для этого в пробирку с пробой опускали полоску и по образцу определяли кислотность пробы.

11. Определение солей железа.

В пробирку с пробой воды (2 мл) добавили 1 – 2 мл концентрированной азотной кислоты, нагрели. После охлаждения в каждую пробирку добавить по нескольку капель роданида аммония и пироксида водорода. Если в пробирке появляется розовая или красная окраска, то следовательно в пробе есть растворённые соли железа.

12. Обнаружение фенолов.

Качественное определение фенола проводят следующим образом. В пробу добавляют раствор хлорной извести. Через 10 минут определяют (сначала на холоде, потом при нагревании), появился ли характерный для хлорфенолов «аптечный» запах.

Заборы воды проводились 4 раза.

1 – 11 апреля

2 – 2 мая.

3 – 25 ноября

4 – 7 декабря.

Объекты для заборов воды.

№ 1 Родник на реке Костянка в лесопарковой зоне.

№2 Родник на улице Ветеранов Войны.

№3 Родник в лесопарковой зоне у деревни Завожик.

№4 Родник в Сладком логу.

№5 Родник на Крутой горе.

№6 Водопроводная вода.

Условия проведения: комнатная температура.

2.2. Выводы, полученные по результатам анализа воды.

Результаты зафиксированы в таблицах Приложения № 1.

1. Определение сульфатов.

По итогам всех замеров практически во всех пробах обнаружены сульфаты. (Исключение – проба №3 (родник в Завожике) три пробы из четырёх дали отрицательный результат.) Наблюдается уменьшение количества сульфатов в пробах № 1 (родник на Костянке) и № 3 (родник у деревни Завожик). В остальных пробах количество сульфатов не изменилось.

2. Определение солей бария.

При первом заборе воды барий был обнаружен в трёх пробах № 1 (родник на Костянке), №5 (родник на Крутой горе), № 6 (проба водопроводной воды). Максимальное количество обнаружено в пробе № 1 (родник на реке Костянке). В третьей и четвёртой пробе следы бария обнаружены в пробе из родника на улице Ветеранов Войны и в водопроводной воде.

3. Определение хлоридов.

Не изменилось количество хлоридов в пробах № 1 (родник на Костянке), №4 (родник в Сладком логу), № 5 (родник на крутой горе). Добавилось их количество в пробе № 2 (родник на улице Ветеранов Войны) появились хлориды в водопроводной воде. Практически не стало хлоридов в пробе воды в роднике в сторону Завожика.

4. Определение карбонатной жёсткости воды.

Пробы на карбонатную жёсткость в всех случаях дали отрицательный результат. Цвет проб не изменился, следовательно карбонат–ионы в пробах отсутствуют или содержатся в очень маленьких количествах.

5. Качественное обнаружение ионов свинца.

В первом случае малое содержание свинца было отмечено в роднике на речке Костянке. Во время остальных заборов воды следы свинца обнаружены не были.

6. Качественное обнаружение катионов тяжёлых металлов.

Увеличилось количество катионов тяжёлых металлов в пробе № 1 (родник на Костянке) и № 2 (родник на улице Ветеранов Войны). Не изменилось в пробах № 4 (родник в Сладком логу) и № 6 (водопроводная вода). Уменьшилось в пробе № 5 (родник на Крутой горе).

7. Пробы на микроорганизмы.

Микроорганизмы есть в любой воде. При первом заборе проб воды очень высокое их количество (на поверхности пробы хорошо была видна плесень) отмечается в воде родника на реке Костянка. Значительное содержание микроорганизмов можно отметить в пробе № 2 (родник на улице Ветеранов войны) и № 4 (Сладкий лог). Незначительное количество в пробе из родника на Крутой горе и в водопроводной воде. При следующих заборах воды произошли небольшие изменения микроорганизмов и в сторону увеличения и в сторону уменьшения. Самая чистая вода по загрязнению микроорганизмами – это вода в роднике на дороге к деревне Завожик.

8. Органические загрязнения.

Результаты показали, что первый забор воды оказался более загрязнён органикой. Особенно сильное загрязнение наблюдается в пробе № 1 (на Костянке). Практически отсутствовала органика в водопроводной воде. При втором заборе воды в пробе № 1 (родник на Костянке) количество органики уменьшилось, но не значительно. В двух случаях № 3 и № 6 органика отсутствовала. В дальнейших заборах воды показатели органических загрязнений в целом не изменились. Отмечается только небольшое увеличение органики в водопроводной воде.

Увеличение весной органического загрязнения вод связано с активным таянием снега и просачиванием органических загрязнений с поверхности почвы в более глубоко лежащие грунтовые воды. Уменьшается таяние снега, уменьшается и органическое загрязнение.

9. Обнаружение ионов кальция и магния, обуславливающих жёсткость.

Исследование проб показало, что за три недели прошедшие между забором воды из родников, жёсткость воды в родниках № 1 (родник на Костянке),№ 3 (родник у деревни Завожик), № 5 (родник на Крутой горе) уменьшилась. А в роднике № 4 (Сладкий лог) не изменилась. И осталась достаточно высокой. Во всех родниковых пробах взятых осенью отмечается увеличение ионов кальция и магния от ноябрьской пробы к декабрьской. Достаточно высока жёсткость в роднике Сладкого лога. И весной и осенью изменение показания обусловлено уменьшением количества грунтовых вод, связанное весной с прекращением таянья снега, а осенью с замерзанием верхнего горизонта почвы.

10. Определение реакции среды (кислотность) с помощью универсального индикатора.

Норма pH от 5.5 до 7 . По результатам исследований можно сделать вывод, что практически во всех родниках исследуемая вода отвечает нормативам. Исключение составляет родник на реке Костянке. Здесь, при весенних заборах вода показала более кислую среду, чем допустимая норма для употребления в пищу. В осеннее время вода в роднике имела нормальную кислотность.

11. Определение солей железа.

Анализ на определение солей железа во всех пробах дал отрицательный результат.

12. Обнаружение фенолов.

Фенолы по результатам анализов проб воды в исследуемых родниках Добрянки обнаружены не были.

3. Заключение.

Анализ литературных источников и результатов химических исследований взятых проб из родников города Добрянки показал следующее:

1. Изучив литературу по охране воды, я пришёл к выводу, что данная проблема является актуальной для современного общества.

2. Проанализировав методики исследования можно сделать вывод, что они приемлемы для исследовательской работы учащихся.

3. Вода большинства исследуемых родников пригодна для бытового использования.

4. Самым чистым родником является родник в лесопарковой зоне у деревни Завожик.

5. Вода родника на реке Костянке в лесопарковой зоне, в связи с её значительным загрязнением микроорганизмами и тяжёлыми металлами, может быть использована только для технических нужд или после её очищения. Для этого рекомендуется воду отстаивать и кипятить.

6. При использовании родниковых вод лучше использовать методы очистки: отстаивание, кипячение, внесение небольшого количества лимонной кислоты.

7. Пробы воды, взятые из родников весной значительно больше содержат в себе вредных примесей, чем пробы, взятые осенью. Основная причина, по моему мнению, в следующем: весной идёт активное таяние снега, а вместе с ним в подземные воды попадают и все примеси, которые накопились в снегу за зиму.

8. Пробы воды, взятые в декабре оказались более насыщены ионами, так как уменьшилось, в связи с установлением постоянного снежного покрова, просачивание поверхностных вод через пласты породы.

После знакомства с литературой мною были выработаны рекомендации по использованию родниковой воды в быту.

Самый простой способ домашней очистки воды – отстаивание и кипячение. Вода должна постоять 5 – 6 часов. За это время вредные вещества осядут на дно обязательно стеклянной ёмкости. Выливая её в кастрюлю или чайник, необходимо оставлять в ёмкости с водой примерно четверть жидкости, чтобы вредные вещества и крупные частицы остались на дне.

Кроме того, самый простой способ избавиться от «излишков» соединений железа, которые есть в воде, - это просто перемешать воду. Двигаясь в ёмкости, они вступают в реакцию с кислородом, окисляются и в качестве осадка выпадают на дно.

Употреблять только кипячёную воду в пищу тоже нельзя. Организм наполняется мёртвой водой, которая может отнимать у человека годы. При кипячении уменьшается содержание кислорода в воде, выпадают в осадок кальций, магний и другие микроэлементы. А ведь они так необходимы для организма человека.

Чтобы избавить воду от множества микроорганизмов, способных существенно нарушить микрофлору желудка, достаточно добавить в неё несколько капель лимонной кислоты. Раствор рекомендуется приготовить в следующем соотношении: 1 часть кристаллической лимонной кислоты следует растворить в 2000 частей воды. Например, на 500 г воды необходимо 0,25 г кристаллической лимонной кислоты. Одной ложкой полученного раствора вполне хватит на то, чтобы «дезинфицировать» 2,5 литра воды. Действие этого раствора скажется уже через несколько минут – животные и растительные микроорганизмы погибнут, выпадут в осадок, а вода станет гораздо чище. Такой раствор следует приготовить перед самым употреблением. Он совершенно безвреден для организма человека и не чувствуется в воде.

Ещё один полезный способ для очистки воды – это её вымораживание. Он основан на разности температур замерзания чистой воды и рассолов (раствора с минеральными солями). Сначала замерзает чистая вода, а в оставшемся объёме концентрируются соли. Существует мнение, что талая вода обладает целебными свойствами.

4. Литература.

1. Гельфенбуйм И. В. Родники Перми. Пермь 1998.

2. Дегтерёв М.И. Кислицын И.А. Аналитическая химия. Пермь. 1999.

3. Иванова Н.В. Неулыбина А.А. Черных Е.А. География Пермской области. Пермь 1983 .

4. Назаров Н.Н. Шарыгин М.Д. География. Пермская область. Пермь 1999.

5. Прокофьев М.А. «Энциклопедический словарь юного химика». Москва 1982.

6. Энциклопедия для детей. Геология. Москва. 1995.

Результаты анализов проб родниковой воды от 11 апреля.

Результаты анализов проб родниковой воды от 2 мая.

Результаты анализов проб родниковой воды от 25 ноября.

Результаты анализов проб родниковой воды от 7 декабря.

14