Гідрохімічний аналіз річкової води м. Старокостянтинова | МАНЛаб


Гідрохімічний аналіз річкової води м. Старокостянтинова

Рівень складності Середній
Рівень небезпеки Безпечно, але під наглядом керівника
Доступність використовуваних матеріалів На рівні шкільного обладнання
Орієнтовний час на виконання роботи До 1 тижня

Блок 1. Резюме

Метою роботи було зібрати теоретичний матеріал про водні ресурси м. Старокостянтинова Хмельницької області, з’ясувати фізико-географічне розташування зазначених річок, а також виконати гідрохімічний аналіз річкової води в різних експериментальних пунктах.

Завдання наукової роботи – визначити гідрохімічний та екологічний стан річок міста, дослідити причини та ступінь відхилень від норми та виявити, чи самоочищуються річкові води міста.

Реалізація мети передбачала здійснення таких кроків:

– проаналізувати наукові джерела з досліджуваної проблеми;

– ознайомитися з водними ресурсами міста;

– з’ясувати фізико-географічне розташування річок міста Старокостянтинів;

– провести хіміко-аналітичні експерименти з визначення якості води в річках міста;

– визначити основні види забруднень річкової води в Україні, області та місті;

– ознайомитися з проблемою охорони водойм ;

– з’ясувати небезпеку від забруднення річок;

– розробити комплекс заходів, що стосується  контролю громадськості за чистотою річкової води.

Об’єкт дослідження – п’ять дослідних зразків води в річках Ікопоть та Случ.

Предмет дослідження – визначення органолептичних показників, кислотності, жорсткості, органічних речовин, йонів свинцю, сульфатів та хлоридів у річковій воді.

Блок 2. Попередня інформація

Якість води – поєднання хімічного і біологічного складу та фізичних властивостей води водного об’єкта, яке зумовлює її придатність для певних видів використання. Якість води належить до найважливіших характеристик водних ресурсів, що визначають можливість їх раціонального використання та охорони від забруднення та виснаження. Вживання неякісної питної води загрожує важкими наслідками для здоров’я людини. Нині на всій території України проводиться регулярний моніторинг якості поверхневих вод. Оцінка показників якості води дає змогу встановити відповідність чи невідповідність води певного водного об’єкта вимогам, які висувають ті чи інші водокористувачі.

У серпні 2016 року в рамках навчально-дослідницької експедиції НЦ “МАНУ” “Моя аксіома нескінченності” учні місцевого відділення МАН під керівництвом експертів лабораторії “МАНЛаб” виявили йони свинцю, хлориди, фосфати та сульфати в річці Случ біля Старокостянтинівської фортеці.

Стан поверхневих водойм, особливо в районі міста, вимагає значного покращення в плані як органічного, так бактеріального забруднення.

Спостереження за хімічними та біологічними показниками підземних вод здійснювалися лабораторією райСЕС. Спостереження за свердловинами в районі полів фільтрації цукрового заводу, де їх є 8, здійснювала лабораторія Хмельницького товариства охорони природи.

Дослідження питної води у свердловинах центральних водогонів, колодязів проводилися на вміст у ній нітратів, пестицидів, солей важких металів, заліза; за бактеріальним забрудненням.

Контроль проводиться за центральними водогонами на 130 об’єктах:

комунальних – 2,

відомчих – 76 ,

у сільських населених пунктах – 55.

Із досліджених 126 проб води у 24 (19%) з них виявлено перевищення в органолептиці на 45,8 %, в загальній мінералізації – на 72,2 % (за нітратами).

Має місце біологічне забруднення підземних вод. Так, із досліджених 458 проб води у 148 (32,2%) перевищення ГДК становило мікробіологічне забруднення, яке зросло в порівнянні з минулим роком. Найбільші перевищення ГДК за нітратами в питній воді виявлено в таких точках: вул. Закузминська, с. Ладиги, вул. Загребля, В. Чернятин, Немиренці, Мартинівка; Мацевичі, Хутори, Підгірне – від 1,5 до 2,5 разів вище за норму.

На стан природного середовища міста і району своєю виробничою діяльністю впливають:

  1. Промислові підприємства – 18.
  2. Будівельні організації – 16.
  3. Транспортні організації.
  4. Підприємства зв’язку – 9.
  5. Житлово-комунальні – 10.
  6. Підприємства постачання – 15.
  7. Заготівельні організації – 2.
  8. Підприємства громадянського харчування – 11.
  9. Підприємства торгівлі – 40.
  10. Підприємства побутового обслуговування – 6.
  11. Військові частини – 6.
  12. С/г підприємства та селянські спілки – 36.
  13. Фермерські господарства – 43.
  14. Організації та установи – 85.
  15. Акумуляторний завод.

СПИСОК  ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

  1. http://5ka.at.ua/load/ekologija/stan_vodnikh_resursiv_u_khmelnickij_oblasti_regionalna_dopovid/18-1-0-10889
  2. http://5ka.at.ua/load/ekologija/stan_vodnikh_resursiv_u_khmelnickij_oblasti_regionalna_dopovid/18-1-0-10889
  3. http://5ka.at.ua/load/ekologija/stan_vodnikh_resursiv_u_khmelnickij_oblasti_regionalna_dopovid/18-1-0-10889
  4. http://moyaosvita.com.ua/biologija/zabrudnennya-vodojm/
  5. http://referat.niv.ru/view/referat-geology/85/84136.htm
  6. http://www.orbk.net/2009/12/zapasi-prisnix-vod-ukraїni
  7. https://uk.wikipedia.org/wiki/Ікопоть
  8. https://uk.wikipedia.org/wiki/Случ_(притока_Горині)
  9. https://uk.wikipedia.org/wiki/Шахівка
  10. Білявський Г. О., Фурдуй Р. С. Практикум із загальної екології.
  11. Джигирей В. С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посіб. – К.: Т-во “Знання”, КОО, 2000. – 203 с.
  12. Донской Н. П., Донская С. А. Основы экологии и экономика природопользования. – Мн.: УП «Технопринт», 2000. – с. 308.
  13. Дорогунцов С. І., Коценко К. Ф., Аблова О. К. та ін. Екологія: навчально-методичний посібник. – К.: КНЕУ,1999. – С. 152.
  14. Мазур И. И., Молдаванов О. И., Шишов В. Н. Инженерная экология. Общий курс: В 2 т. Т. 1. Теоретические основы инженерной экологии: Учеб. Пособие для вузов / Под ред. И. И. Мазура. – М.: Высш. Шк., 1996. – 637 с.
  15. Мазур И. И., Молдаванов О. И., Шишов В. Н. Инженерная экология. Общий курс: В 2 т. Т. 2. Справочное пособие / Под ред. И. И. Мазура. – М.: Высш. Шк., 1996.- 655 с.
  16. Охрана окружающей природной среды / Под ред. Г. В. Дуганова. – К.: В. ш., 1988. – 305 с.

Блок 3. Обладнання

  1. 5 проб досліджуваної води.
  2. 5 мірних  циліндрів.
  3. Фільтрувальний папір.
  4. Універсальний папірець.
  5. 1 мл мильного розчину.
  6. 5% розчин перманганату калію.
  7. 0,2% розчин аргентум нітрату.
  8.  Реагент 10%  калій дихромату.
  9. 10 мл води й 0,5 мл  хлоридної кислоти; 2 мл 5% розчину барій хлориду.

Блок 4. Експериментальна процедура

1. Дослідження прозорості води.

Для визначення прозорості води беремо  білий аркуш паперу, пишемо хімічну формулу води, наливаємо в мірний циліндр по 50 мл дослідного зразку води. Дивимося  згори в мірний циліндр на воду, намагаємося побачити формулу крізь товщу води. Залежно від того, як чітко ми бачимо формулу, можна визначити прозорість води.

2. Дослідження кольору води.

Для визначення кольору води використовуємо  прозорий мірний циліндр, у який  наливаємо  воду. У циліндр дивимося згори і знизу на білому фоні паперу (відзначаємо  колір  води).  Одиницею кольору води є градуси. Колір питної води не повинен перевищувати 40˚.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Дослідження мутності води.

Крізь фільтрований папір пропускаємо воду з п’яти проб. Спостерігаємо, що залишилося на фільтрі: пісок, механічні домішки та ін.

4. Дослідження запаху води.

У колбу наливаємо ⅔ води, збовтуємо і визначаємо характер запаху.

5. Визначення кислотності води.

Визначаємо  pН води за допомогою універсального індикаторного папірця.

6. Визначення жорсткості води.

Мірним циліндром вимірюємо 10 мл води, виливаємо в конічну колбу, додаємо в колбу 1 мл мильного розчину. Продовжуємо додавати мильний розчин, доки не утвориться стійка піна.

7. Визначення органічних речовин у воді.

У пробірку наливаємо 10 мл проб води. Додаємо 1 краплину 5% розчину перманганату калію. Зникнення забарвлення перманганату калію вказує на наявність органічних речовин у дослідних зразках.

Визначення органічних речовин в зразках за допомогою фотохімічної реакції з аргентум нітратом. До 5 мл води додаємо 4 краплини 0,2% розчину аргентум нітрату, зразки перемішуємо та виставляємо на сонячне світло. Дослід триватиме 10 хвилин. Якщо в воді наявні органічні речовини, то будемо спостерігати відновлення до . Зразки води стануть темнішими.

8. Визначення катіонів свинцю.

У пробірку до 10 мл води дослідних зразків доливаємо реагент 10%  . Якщо випадає жовтий осад , маємо наявність катіонів, більшу за 100 мг/л. Якщо спостерігаємо помутніння розчину, то концентрація більша за 20мг/л, а при незначному помутнінні або його відсутності – менша за 0,1 мг/л, або повна відсутність .

9. Визначення сульфат та хлорид аніонів з наближеною кількісною оцінкою.

Для визначення сульфат аніонів у пробірку наливаємо 10 мл води й 0,5 мл  хлоридної кислоти, потім виливаємо 2 мл 5% розчину барій хлориду, перемішуємо все. За характером осаду визначаємо вміст йонів сульфату. За відсутності  мутності  концентрація сульфат йонів менша за 5 мл/л; при слабкій мутності, що з’являється відразу після додавання хлориду барію – 10-100мл/л; мутність, що швидко осідає, свідчить про досить високий вміст сульфат йонів (більше 100 мл/л).

Для визначення хлорид аніонів у пробірку з 10 мл води додаємо 3 краплини 3% розчину . Приблизна якість хлоридів визначається за осадом або помутнінням.

 

Блок 5. Аналіз отриманих даних

  1. Дослідження прозорості води

Висновок : найпрозоріша вода в зразку 1, найбрудніша – в зразку 4.

 

Зразок

 

Висота стовпчика води (см)

 

Прозорість

 

Зразок 1 .

 

4 см

 

Прозора

 

Зразок 2.

 

0,5 см

 

Ледь мутна

 

Зразок 3.

 

0,5 см

 

Ледь мутна

 

Зразок 4 .

 

0,2 см

 

Дуже мутна

 

Зразок 5.

 

Візуально 0

 

Ледь мутна

2. Дослідження кольору води

Висновок : за жовтуватим кольором води можна зробити висновок, що колір води зумовлений гниттям рослинності або наявністю солей заліза. Зразки 3, 4 мають найбільшу кількість зазначених домішок, а зразок 5 має багато мулу.

Зразок Колір Колір у градусах
Зразок 1. Ледь жовтуватий 60˚
Зразок 2. Ледь жовтуватий 60˚
Зразок 3. Ледь жовтий 150˚
Зразок 4. Ледь жовтий 150˚
 

Зразок 5.

Ледь жовтий, багато мулу  

150˚

3. Дослідження мутності води

Висновок: найчистіша вода – у зразку 4, найбрудніша – у зразках 3 та 5.

 

Зразок

Речовини, що залишилися на фільтрі
 

Зразок 1.

Залишки водоростей, пісок

( незначно )

 

Зразок 2.

Залишки водоростей , механічні домішки, мул
 

Зразок 3.

Багато домішок, піску, водоростей
 

Зразок 4.

Найменше домішок та водоростей
 

Зразок 5.

Велика кількість мулу, водоростей, без піску

4. Дослідження запаху води

Висновок : найбільш виражений запах спостерігається в зразках 5 та 4.

 

Зразок

Інтенсивність запаху  

Бал

 

Зразок 1.

Дуже слабкий запах, ледь прілий  

1

 

Зразок 2.

Слабкий запах, мулистий  

2

 

Зразок 3.

Слабкий землистий  

2-3

 

Зразок 4.

Виражений

деревний, землистий, глинистий

 

 

4

 

Зразок 5.

Виражений болотний, землистий, деревний  

 

4

5. Визначення кислотності води

Висновок: у зразках 2, 4 слабко-лужне середовище, зразки 1, 3  близькі до нейтрального. Ймовірне потрапляння у воду побутових стоків з мийними засобами.

Зразок РН
Зразок 1. 5
Зразок 2. 7
Зразок 3. 6
Зразок 4. 7
Зразок 5. 6-7

6. Визначення жорсткості води

Висновок: найбільш стійка піна спостерігається у зразку 1 та 2, найменше – в зразку 3 та 4, де жорсткість буде вищою.

7. Визначення органічних речовин у воді

Висновок: усі дослідні зразки мають органічні речовини, тому що забарвлення практично зникає. Найбільше органічних речовин мають зразки 2 і 4.

Зразок Забарвлення перманганату калію
Зразок 1. Незначне посвітління
Зразок 2. Посвітління
Зразок 3. Незначне посвітління
Зразок 4. Посвітління
Зразок 5. Незначне посвітління

Визначення органічних речовин у зразках за допомогою фотохімічної реакції з аргентум нітратом.

Висновок: зразок 4 має світло-коричневий колір, що говорить про найменшу кількість органічних речовин, зразки 2, 3 мають насичений фіолетовий колір, що говорить про надлишок органічних речовин. Отже, це свідчить про замулювання водойм.  Зразки 1, 5 мають сірий колір , що вказує на середню кількість органічних речовин.

8. Визначення катіонів свинцю

Висновок: в усіх дослідних зразках катіонів свинцю не визначено.

9. Визначення сульфат та хлорид аніонів з наближеною кількісною оцінкою.

Висновок: у всіх зразках наявні сульфат йони. Найбільше їх у 5 та 1 зразках.

Зразок
Зразок 1. Більше 100 мл/л
Зразок 2. Близько до 100 мл/л
Зразок 3. Від 10 до 100 мл/л
Зразок 4. Від 10 до 100 мл/л
Зразок 5. Близько до 100 мл/л

 

Зразок Вміст хлоридів
Зразок 1. Менше 10 мг/л
Зразок 2. 0-50 мг/л
Зразок 3. 0-50 мг/л
Зразок 4. 50-100мг/л
Зразок 5. Менше 10 мг/л

 

Блок 6. Напрями розвитку

При виконанні цієї роботи було детально вивчено гідрохімічний стан річкової води у місті Старокостянтинів. Вона може стати корисним джерелом інформації для тих, хто цікавиться природою рідного краю.

Навесні плануємо знову зробити зазначені експерименти, щоб з’ясувати, наскільки річки здатні самоочищуватися.

Результати досліджень можуть широко використовуватися на уроках хімії, біології, екології, краєзнавства та різних гуртків, які досліджують природу нашого міста. Також вони можуть бути джерелом інформації про наше місто та ознайомлювати його жителів з екологічними проблемами  місцевих водойм; можуть зберігатися у шкільному музеї або бібліотеці.

З результатами досліджень обов’язково мають бути ознайомлені керівники та адміністрація міста для прийняття негайних рішень щодо збереження чистоти наших річок та заохочення жителів міста дбати про нашу природу, адже вода – основа життя.