Проектно-исследовательская работа «Экология из пробирки»

Экологический проект

Экология из пробирки

Цель: изучить химический состав воды естественных водоемов.

Оборудование: мини-лаборатория для экологических исследований.

Методика исследований:

1. Методика отбора проб воды

Для отбора проб воды чаще всего используется посуда из бесцветного стекла (бутылки, банки, колбы). Перед взятием пробы она должна быть тщательно вымыта и многократно ополоснута водопроводной и дистиллированной водой. Непосредственно перед забором посуду следует несколько раз сполоснуть исследуемой водой.

Чаще всего пробы берут в 5-10 метрах от берега на глубине 50 см. В местах с затрудненным доступом к воде банку или бутыль можно привязать к шесту.

Отбор проб воды на проточных водоемах производится в 1 км выше пункта водопользования (населенный пункт, место для купания, водозабор). Если на реке имеется сброс сточных вод, то вода отбирается в 500 м ниже сброса, а для сравнения берется проба на 500 м выше сброса. Обычно в створе пробы отбираются в 3 точках: у обоих берегов и в фарватере. При ограниченных возможностях или на небольших водоемах допускается отбор проб в 1-2 точках (в местах наибольшего течения).

На непроточных водоемах отбор проб проводится в 1 км в обе стороны от пункта водопользования, при этом следует избегать мест с обильной растительностью. В водохранилищах, озерах, прудах и других непроточных водоемах, где качество воды может быть резко неоднородным на различных участках и разной глубине, берут серию проб по глубине. Для этого удобнее всего пользоваться самодельным батометром. Это бутыль (обычно объемом 1 литр), закрытая пробкой со шнуром и помещенная в сетку с грузилом. К сетке привязывается веревка с градуировкой глубины погружения. На нужной глубине дернуть за пробочный шнур, и после наполнения бутыли осторожно ее поднять.

При отборе проб необходимо соблюдать ряд условий.

Место и время отбора обязательно должны исключать элемент случайности (временная взмученность, случайное поверхностное загрязнение и т.п.)

От момента взятия проб до начала анализа должен пройти самый минимум времени, чтобы проба не претерпела нежелательных для определения изменений.

Чисто и правильно вымытую посуду перед непосредственным взятием пробы не менее 2 раз ополоснуть отбираемой водой.

На каждой бутыли с отобранной пробой должна быть этикетка с указанием номера пробы, а в лабораторном журнале отмечены условия, отвечающие этому номеру (место, дата и время отбора, при необходимости – запись о специфических условиях сбора).

Пробы воды необходимо отбирать в безопасном месте вдвоем, чтобы в случае необходимости партнер мог оказать помощь.

Для получения наиболее достоверных результатов анализ проб воды следует сделать как можно скорее, так как в воде проходят различные физико-химические и биологические процессы. При необходимости биохимические процессы можно замедлить, охладив воду до 4 градусов (поместив ее в холодильник) или применив специальные консерванты. Если определению отдельных компонентов мешают мутность или сильная цветность воды, то следует провести предварительную подготовку пробы: отфильтровать, в некоторых случаях для удаления взвесей воду предварительно отстоять. Перед непосредственным анализом воду взболтать.

1. Органолептические показатели вод

Физические показатели качества воды являются важными для поддержания нормальных условий жизни обитателей водоемов, а также определяют пригодность воды для питьевых и хозяйственных нужд человека.

Запах

Запах воды не должен превышать 2 баллов. Определение основание на органолептическом определении характера и интенсивности запаха при 20 и 60 градусах.

Ход анализа. 100 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливают в колбу на 150-200 мл с широким горлом, накрывают часовым стеклом или притертой пробкой, встряхивают вращательным движением, открывают пробку или сдвигают часовое стекло и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают до 60 градусов на водяной бане и также оценивают запах.

Запах воды следует исследовать в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.

По характеру запахи делятся на 2 группы.

Запахи естественного происхождения (от живущих в воде и отмерших организмов, от влияния почв и т.д.) находят по классификации, приведенной в таблице 1.1.

Таблица 1

Характер и род запаха воды естественного происхождения

Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов и т.д.) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый и т.д.

Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 60 градусах по

5-балльной системе (таблица 1.2).

Таблица 2

Интенсивность запаха воды

Цветность

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений трехвалентного железа. Для питья вода должна иметь цветность не более 35 градусов.

Качественное определение

В химический стакан на 250 мл налить пробы воды высотой 10 см. Цветность определить при рассеянном свете (смотреть сверху и сбоку стакана). Рядом поставить такой же химический стакан с дистиллированной водой в качестве эталона (таблица 4).

Таблица 3

Качественное определение цветности

Цвет (окраска)

При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см, а для водоемов культурно-бытового водоснабжения – 10 см.

Ход анализа. В цилиндр диаметром около 20 мм набрать исследуемую воду высотой сначала 10, а затем 20 см. Рассматривать сверху на белом фоне.

Прозрачность

Прозрачность воды обусловлена содержанием в ней различных окрашенных веществ и взвешенных органических и минеральных веществ. Мерой прозрачности служит высота столба воды ( в см), при которой можно различать на белой бумаге стандартный шрифт высотой 3,5 мм.

Ход анализа. Воду хорошо перемешивают и наливают в цилиндр (с внутренним диаметром 2,5 см, высотой не менее 30 см, с дном из плоско отшлифованного стекла); который ставят над шрифтом на высоте 4 см. Просматривая шрифт сверху через столб воды и сливая (или доливая) воду в цилиндр, находят высоту столба, еще позволяющую читать шрифт. Исследование проводят в хорошо освещенном помещении, на расстоянии 1 м от окна.

30 см и выше – хорошая прозрачность;

10 см и менее – вода не пригодна для питья.

1. Водородный показатель                             

Питьевая вода должна быть нейтральной (рН около 7), для поверхностных вод рН не должен выходить за пределы 6,5-8,5.

Более низкое значение рН (до 3) могут наблюдаться в кислых болотных почвах за счёт повышенного содержания кислот. Летом при интенсивном фотосинтезе рН может повышаться до 8-9. На величину рН влияет содержание карбонатов, гидроксидов, солей подверженных гидролизу и т.д. В результате происходящих в воде химических и биохимических процессов и потерь углекислоты рН воды быстро меняется. Поэтому определение рН следует проводить как можно скорее.

Наиболее точное значение рН может определить с помощью прибора Алямовского.

Оценка величины рН воды: в пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,3 мл индикатора, перемешивают и по окраске раствора оценивают величину рН.