Экологический проект



бет1/6
Дата23.11.2017
өлшемі0.96 Mb.
түріРеферат
  1   2   3   4   5   6
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Кировская средняя общеобразовательная школа №2



ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

«Оценка экологического состояния искусственных водоемов поселка Вороново».
                                                                                                
Руководитель проекта:

Коробкина Елена Геннадьевн

2015 год

 

 



 

 

 



Содержание.

 

I. Введение



II. Литературный обзор.

1.Строение и свойства воды.

2.Вода на Земле.

3.Качество и очистка воды.



III. Экспериментальная часть

 1. Характеристика объектов и районов исследования.

2.Методика исследования водоема

А. Понятие «Мониторинг»     

Б.Измерение ширины водоема, профиля и прозрачности.   

В.Гидрологические методы.

Г.Гидрохимические методы.

Д.Гидробиологические методы.                                                  

  3.Полученные результаты и их обсуждение.                                                                                     

А.Общая характеристика исследуемой территории с элементами описания флоры поймы пруда. 

Б.Исследование фауны беспозвоночных животных.                                                          

В.Исследование видового состава ихтиофауны.                                                                   



IV. Заключение. Выводы. Рекомендации.

VКраткий словарь терминов

VI. Использованная литература.

VII. Приложения.

 

«Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни; ты - сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами... Ты самое большое богатство на свете...»



Антуан де Сент-Экзюпери
I. Введение

Вода имеет важное значение во всех природных процессах, совершающихся на Земле и играет большую роль в практической деятельности человека. Непрерывно совершающийся круговорот воды в природе обуславливает поступление воды на континенты.                                                                                             Вода растворяет и механически разрушает горные породы, осуществляет формирование облика земной поверхности.                                                                                                                                            Многообразие явлений и процессов, происходящих в гидросфере с далеко не всегда разумным и не продуманным использованием воды, привело к обострению водной проблемы. Вода, считавшаяся ранее совсем бесплатным даром природы, приобрела ранг "ресурсов".                                                                Сейчас человек столкнулся с проблемой получения чистой воды, безопасной для здоровья. Проблема состоит не в общем количестве ресурсов (воды в мире сейчас столько же, сколько было миллион лет назад), а в том, что 97% мировых запасов - соленая вода, а из оставшихся трех процентов воды 2/3 находится в виде льда, а 1/3 интенсивно растворяет загрязнение, которое дает человек.                                          Основные загрязнения природных вод - техногенные, бытовые и сельскохозяйственные.                                В Ростовской области имеется множество различных прудов и малых рек. Все они подвержены техногенному и бытовому влиянию, так как Ростовская область включает большое количество крупных промышленных центров и отходы различных производств сбрасываются в эти реки и пруды практически без очистки.                                                                                                                                                                  У нас в поселке Вороново Целинского района Ростовской области большое количество прудов, и практически все они испытывает очень сильные антропогенные влияния, так как по берегам развернулось широкое жилищное строительство и строительство хозяйственных построек. Бытовые загрязнения присутствуют в воде из-за того, что жители выбрасывают на берега реки различный бытовой мусор, стоки попадают в пруды. После сильных ливней воды грязевыми потоками устремляется в пруды, неся с собой всю грязь с дорог, взвешенные вещества, мусор, а если пруд проходит по территории полей, то сюда же попадают различные биогенные загрязнения.



Цели проекта:

1.Оценить роль воды в жизни растений, животных и человека и сформировать понятие  о необходимости бережного и экономного отношения к водным ресурсам;

2.Научиться разумно распределять время и силы для решения поставленных задач;

3.Научиться выделять главное, применять на практике знания, полученные в курсах химии и  биологии, географии, находить ответы на поставленные вопросы.

4.Дать оценку экологического состояния пруда; выявить основные источники загрязнения и разработать  предложения по проведению мероприятий по оздоровлению водоема.

Задачи проекта:

1.         Познакомиться с основными параметрами качества,  загрязнителями воды и их действием на живые организмы;

2.         Закрепить практические навыки работы  по очистке, качественному анализу и изучению свойств веществ;

3.         Продолжить формирование навыков по  работе со справочными таблицами, графиками, диаграммами;

4.         В целях экономии водных ресурсов найти реальные способы повторного использования воды в бытовых нуждах.

Этапы проведения учебного проекта:

1.       Обзор литературы по данной теме.

2.       Обсуждение с руководителем и распределение работы..

3.       Выполнение практической части проекта.

4.       Формулировка выводов.

 II. Литературный обзор.

2.1.Строение и свойства воды 

Вода обладает многими удивительными свойствами, резко отличающими ее от всех других жидкостей.

      Строение воды.

 Молекула воды имеет угловую форму, и хотя в целом она нейтральна, внутри существует разделение зарядов (рис1), поэтому атом кислорода одной молекулы воды способен притягивать к себе атом водорода другой. Скрепленные такой водородной связью молекулы воды образуют большую пространственную сетку - одну гигантскую   макромолекулу (рис.2). Подобное строение воды объясняет все ее особые свойства.



Физические

   tкип = 100оС

   tзам = 0 оС

   ρ = 1 г/см3



(4 оС)

 


                           Особые свойства воды.

 1.      Плотность

Вещества в твердом виде обычно имеют более высокую плотность, чем в жидкой форме. Лед представляет собой  исключение. Вода при затвердевании расширяется и занимает больший объем. Эта особенность объясняется тем, что  при  замерзании молекулы воды образуют �ажурную� структуру, в которой, как в кружевах, много пустых мест (рис.3).  Плотность льда (ρльда = 0,92 г/см3) становится меньше плотности воды,  поэтому он не тонет, а плавает на поверхности. Такое необычное свойство воды имеет огромное значение для жизни.  [6] При охлаждении водоёмов  холодная  вода скапливается вверху, образуя "тёплое одеяло" для всех его обитателей. Но это же свойство воды способно вызывать эрозию почвы. Проникая в микроскопические трещинки на поверхности, после замерзания вода расширяется и увеличивает их.  Так измельчаются скалы и превращаются в почву. Подобным образом разрушаются и  автомобильные дороги. 

Если бы лед был тяжелее воды и опускался на дно, то многие моря, реки и озера просто заполнились бы ледяными глыбами, которые не успевали бы растаять летом, и жизнь в водоемах была бы невозможна.                           



2.    Теплоемкость

Вода обладает исключительно большой теплоемкостью, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Это свойство воды определяет климат планеты: вода нагревается значительно медленнее суши, но полученное тепло она сохраняет дольше, выполняя при этом терморегулирующую функцию. На этом же свойстве воды основан и принцип обогрева жилых помещений.



3.     Поверхностное натяжение

У воды самое высокое поверхностное натяжение из всех жидкостей, кроме ртути. Это свойство вызывает образование сферических капель. Благодаря поверхностному натяжению, некоторые насекомые могут скользить  по поверхности водоемов, а сухая стальная игла лежать на водяной поверхности. Силы поверхностного натяжения заставляют воду подниматься из глубины почвы и питают растения.

Если бы на земле существовало озеро абсолютно чистой воды, то по его поверхности можно было бы скользить на коньках, как по настоящему льду: вода способна образовывать на своей поверхности чрезвычайно прочную пленку.

 4.      Агрегатное состояние

Вода - единственное вещество, существующее в природе одновременно в трех агрегатных состояниях: газообразном (пар), жидком (вода) и твердом(лед). Этим она обязана вращению Земли вокруг Солнца на среднем расстоянии 149,6 млн. км.Если бы путь от Земли до Солнца составлял менее 134 млн. км, то вся вода океанов, морей и рек испарилась бы, а увеличение расстояния  более чем на 166 млн. км превратило бы всю  воду на нашей планете лед.                                                                                     

5.      Память

Последнее время в науке появилась теория о том, что вода имеет «память». Она способна «запомнить», какие вещества были в ней растворены. Эта гипотеза является центральной для гомеопатии, которая лечит пациентов растворами столь разбавленными, что на одну  дозу лекарства зачастую приходится всего несколько молекул действующего вещества. Причина такой «памяти»  -  в структуре воды. При попадании различных веществ или действии среды ее структура изменяется, вызывая изменение свойств. Даже после прекращения действия среды или удаления вещества вода долгое время не может вернуться в свое нормальное состояние.

Медики склонны к тому, что страшные болезни века: рак, диабет и даже СПИД - результат действия веществ  на водные структуры организма, который вода «запоминает» и изменяет свои свойства. 



Химические свойства воды.

Разложение воды (электролиз)

Реакции со сложными веществами

                             7

2H2O → 2H2  + O2

Оксидами

активных металлов → щелочь

СаО +H2O→ Сa(OH)2

неметаллов→ кислота

SO3 + H2O→  H2SO4

Реакции с простыми веществами

Реакции с солями (гидролиз)

Металлами

активными (до Mg)→                       щелочь + водород

2Na + 2H2O→ 2NaOHH2

Неметаллами

H2O  + Cl2HCl  + HClO

H2O  + C → CO + H2 (t = 800-10000C)

Соль образована слабым основанием и сильной кислотой

2MgSO4 + 2H2OMgOH SO4 + H2SO4

Соль образована слабой кислотой и сильным основанием

Na2CO3 + H2ONaHCO3 + NaOH

Соль образована слабой кислотой и слабым основанием

Al2S3+ 6H2O→ 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

2. 2.   Вода    на     Земле 

Вода - одно из  самых распространенных веществ на Земле



Сколько воды на планете.

Из общего количества воды на Земле,  равного 1 млрд. 386 млн. км3, большая часть сосредоточена в океанах (1 млрд. 338 млн. км3), и только  35 млн. кубических километров приходится на долю пресных вод.

Если все запасы воды представить в виде 200 л бочки, то запасы океанской воды заполнят ее почти полностью, количество речной воды будет сопоставимо с каплей, а атмосферная влага , с  содержимым чайной ложки.  [15] Всю же остальную воду можно будет измерять литровыми  пакетами для молока (рис.5).

 Несмотря на то, что на каждого жителя Земли  приходится приблизительно по 0,008 км3 пресной воды, подавляющая ее часть труднодоступна  для человека.

Вода есть не только на Земле. В нашей галактике обнаружены огромные скопления водяных паров - настоящие космические облака, размеры которых достигают несколько сотен млн. км. Следы воды обнаружены и в атмосфере Венеры, Марса, Юпитера.                                     



Проблемы пресной воды.

С каждым годом человечеству все больше не хватает пресной воды. Еще в XVI в. королева Англии Елизавета I назначила премию, пока еще никому не врученную, за изобретение недорогого способа опреснения морской воды.

 Пресная вода на земле распространена  неравномерно. Половина населения планеты В настоящее время для получения из морской воды 1 км3 пресной требуется 7 млн. т. топлива или 2,8 т ядерного горючего. Чтобы  восполнить недостаток воды люди сооружают плотины, строят каналы. В результате человечество потребляет воду скорее, чем она восполняет себя за счет круговорота. Так, например,  возникла «Аральская проблема»: 94 % речного стока рек Амударьи и Сырдарьи, питающей Аральское море, было отведено на орошение хлопковых полей. Вследствие чего Арал потерял ¾ своего объема, уровень солености повысился в 3 раза, из 24 видов рыб осталось только 4. 

Недостаток поверхностных вод может также привести к тому, что основным источником водных ресурсов становятся подземные воды (подобная ситуация наблюдается в гг. Саянске, Тайшете, Усть-Куте). [1] Это приводит к уменьшению уровня подземных вод, в результате чего проседает грунт, разрушаются здания, канализация, исчезают болота, а, следовательно,  гибнут населяющие их растения и животные.



Использование воды.

Живые организмы постоянно потребляют воду для поддержания жизни, около 2 л в сутки. Но на бытовые нужды человек тратит в 200 раз больше. Ученые подсчитали, что принятие душа (5 мин.) уходит около 100 л воды, на принятие ванны- 150 л, на стирку белья затрачивается около 100 л, из плохо закрытого крана может убежать 500 л воды.

Кроме личных нужд, пресная вода используется в промышленных целях, так для производства  1кг сахара необходимо 440 л воды,  бумаги- 250 л, стали- 150 л, синтетического волокна- 4000 л. В Ростовской области в сутки используется 4,7 млн. м3 воды, из них 3,8 млн. м3 (81%)   в промышленных целях.

Защита воды от загрязнения.

Наиболее эффективный путь защиты - безотходное производство, когда отходы одной ступени производства используются как сырье для другой. Однако сегодня еще не существует универсальной бессточной системы, пригодной для различных отраслей народного хозяйства.

Одним из первых экологических законодательств был указ Петра I, предписывающий боярам и мещанам не сливать воду из бань и прачечных в Москву-реку, а тех, кто ослушается бить батогами нещадно

Путешествие по водопроводу

По мнению геологов, общие мировые запасы воды остаются неизменными в течение миллиардов лет.  Но ведь люди ежедневно используют воду  в различных целях, почему же ее не становится меньше?  Ответ прост - вода находится на земле в постоянном движении.



2.3. Качество и очистка воды 

Загрязненная вода может погубить не только живущие в ней организмы, но и человека



Качество воды.

К качеству воды предъявляют особые требования. Вода должна быть совершенно безвредна и по своему химическому и биологическому составу, т.е. уровень загрязнения не должен превышать  предельно допустимую концентрацию (ПДК).  ПДК - концентрация химического вещества (мг/дм3), не оказывающая влияние на человека при неопределенно долгом контакте. [5] По своему внешнему виду питьевая вода должна быть совершенно прозрачна, бесцветна, без запаха и иметь пресный вкус. К воде используемой в технике предъявляются особые требования - низкая жесткость 0,17-0,64 мг/л, содержание кислорода не более 2 мг/л;                                                                      



Потребность в кислороде.

Важным качеством воды является количество растворенного в ней кислорода. Именно им дышат все обитатели водоемов Недостаток кислорода в воде губителен для живых организмов. Но неблагоприятным может быть и избыток кислорода, например, некоторые виды рыб (сазаны, караси и др.) впадают в  "кислородный наркоз" и  погибают.                                                                                                                                                                           Кислород может попадать в воду:

1.        прямо из воздуха, находящегося над водной поверхностью;

2.        в результате аэрации, которая происходит, если вода  падает с плотин, протекает через валуны и другие препятствия, образуя в результате водо- воздушную «пену»;

3.        в результате фотосинтеза  водных растений и океанического планктона.

рН раствора.

Величина pH используется для характеристики кислотности раствора (Таблица 2). От ее величины зависит развитие и жизнедеятельность водных растений (рис.8), агрессивное действие воды на металлы и бетон. pH воды также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ.



Среда

Кислая

Нейт-ральная

Щелочная

Концентрация ионов

H+ и OH-

[H+] > [OH-]

рН < 7

[H+] > [OH-]

рН < 7

[OH-] > [H+]

рН > 7

Табл.2 Среда и рН растворов

 

Основные загрязнители воды.

Вся потребляемая вода, в конце концов, возвращается обратно, но в загрязненном виде.  [18] К основным загрязнителям воды относят:

1.Лекгоокисляемые  вещества. Это биоразлагаемые соединения (мыла, минеральные удобрения). Они необходимы для роста растений, являются строительным материалом для бактерий. Попадая в водоемы, вызывают бурный всплеск развития бактерий и водорослей (этрофикацию), вследствие чего уменьшается количество кислорода в воде, выделяются токсичные вещества, снижается качество питьевой воды, затруднятся дыхание рыб. Например, в 1987 г в Гватемале попадание в воду биогенов привело  к отравлению 200 человек, из которых 26 погибли.

2.Канализационные стоки (фекалии). Фекалии являются основным источником распространения инфекционных болезней, таких как тиф, холера, диарея, гепатит и пр. Поэтому лучше избегать купаться в водоемах, в которые сбрасывают канализационные стоки. Для определения опасности загрязнения воды болезнетворными бактериями используют тест на кишечную палочку (коли-индекс) в 1 л должно быть не более 3 клеток.

3.Ионы тяжелых металлов. Ионы металлов прочно связываются с белками и не выводятся из организма, поэтому длительное воздействие даже небольших концентраций может привести к накоплению до опасной дозы. Ионы металлов связываются с белками, вызывают их денатурацию, вследствие чего нарушаются функции белков.  Например, связываясь с ДНК, нарушается перенос генетической информации.

4. Нефтепродукты. Попадая в воду, нефть и нефтепродукты частично окисляются, вследствие чего снижается концентрация кислорода в водоеме, это может вызывать гибель живых организмов. Часть нефтепродуктов растворяется в воде, поэтому в водоеме постепенно накапливаются вредные вещества. Нефтяное загрязнение на 60% уменьшает испарение воды с ее поверхности, температура водоемов повышается и нарушается биоравновесие водоемов.

5.Синтетические органические соединения (ксенобиотики). Это искусственно  получаемые человеком вещества, используемые при производстве пластмасс, волокон, лакокрасочных изделий, растворителей, пестицидов, моющих средств и пр. Многие из них при попадании в организм могут нарушать функционирование различных систем клетки. В определенных дозах ксенобиотики вызывают отравление и смерть. Наиболее опасны хлорпроизводные диоксина,  полихрорбифенилы и др. хлоруглеводороды, например ДДТ (n,n - дихлордифенилтрихлорэтан)   - вещество с высокой стабильностью, очень устойчивое в организме человека (рис.8). Такие вещества оказывают мутагенное и канцерогенное действие, способны накапливаться в  пищевой цепи. [7]

    Синтетические моющие средства (СМС), попадая в водоем, приводят к появлению пены, вызывают неприятный вкус и запах. СМС способны спровоцировать гибель рыбы, замедляют самоочищение водоема, а, попадая в грунтовые воды, увеличивают рН почвы.



Очистка воды.

Для того чтобы снабдить население чистой водой, приходится прибегать к ее очистке (рис.9) В большинстве случаев питьевую воду очищают фильтрованием и различными химическими методами. Совершенно очистить и получить химически чистую воду можно, как известно, перегонкой. Чистая дистиллированная вода представляет собой прозрачную жидкость без запаха и вкуса (привычным для нас приятным вкусом обладает только вода, содержащая надлежащее количество растворенных солей и газов). Дистиллированная вода не только неприятна на вкус, но и вредна. При продолжительном употреблении ее для питья она выщелачивает соли, содержащиеся в клеточном соке, что приводит к различным заболеваниям.

В настоящее время  очистка сточных вод с применением современных методов, позволяет удалить различные примеси на 95- 96%. [9] Часто этого недостаточно, но для дальнейшей очистки воды необходимо строить дорогие очистные сооружения, что экономически невыгодно.

Природная вода обладает способностью к самоочищению , восстановлению первоначальных свойств, в результате естественных биологических, химических и физических процессов. К физическим процессам относится фильтрация, происходящая, в частности, в породах, слагающих речное дно.

( см. Приложение №11 «Общие принципы водоочистки»)



Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет