Наш Сампурский район

Ученический проект О.Корец (10кл.), выполненный под руководством М.С. Ежакова, учителя химии и биологии МОУ Сампурская СОШ Сампурского района Тамбовской области

Наш Сампурский район.

Твоё богатство – люди,

Бескрайние поля и голубая Цна,

Церквей старинных вид – он сердцу мил и чуден,

У родников твоих есть глубина, нет дна.

О.Александрова

1.     Введение.

2.     Актуальность.

3.     Цель и задачи.

4.     Общие черты реки Цна.

5.     Гидрография.

6.     Исследовательская экспериментальная работа.

—  Органолептические показатели воды.

—   Определение качества воды методами химического анализа.

7.     Вывод.

8.     Заключение.

9.     Список используемой литературы.

Посмотрите на физическую карту Тамбовской области. Синие жилочки на зелёном фоне. Это и есть реки, речки  и речушки Окско – Донской низменной равнины. Сначала, кажется, что текут они беспорядочно, но вглядитесь: только Ворона, Карай да Плавица начинаются за пределами нашей области, а все остальные берут начало именно у нас. Отсюда и высокая ответственность тамбовчан за чистоту и полноводность истоков Цны и Воронежа, Битюга и Савалы, Матыры и других рек, уходящих в другие области. Неслучайно именно в наших краях зародилось и ширится движение под девизом: «Малым рекам – большую жизнь», «Малым рекам – чистую воду». Да, именно малым.

По территории Тамбовской области протекает 1400 рек, речек и ручьев с более или менее постоянным течением, но свыше 1200 из них имеют длину менее 10 км, а еще 132 реки достигают в длину 25 км. По величине бассейнов и расходу воды почти все реки области являются малыми и лишь 8 рек имеют длину свыше 100 км и  могут быть названы средними. Самыми крупными по длине и водности являются реки Цна и Ворона. Бассейны этих рек занимают около 70 % площади области.

Равнинная местность обусловливает небольшую скорость их течения. Поэтому при загрязнении они долго не очищаются, а летом на их плёсах вода цветёт от обилия сине – зелёных водорослей. Да и водность наших рек небольшая, каждая из них проносит всего доли или несколько кубических метров в секунду.

Даже у Цны и Вороны расход воды летом снижается до 7-9 кубических метров в секунду. Ещё 40-45 лет назад реки были полноводнее, но из-за вырубки лесов, распашки прибрежных земель исчезло много родников, питающих реки.

Главная река области – Цна берёт начало в нашем районе.

Известные русские историки П.Я.Черных, П.С.Кузнецов, И.В.Устинов и др. считают, что слово «Цна» возникло из древнеславянского «Дьесна», «Десна». В результате фонетического изменения слово «Дьсна» (Дсна, Тсна) превратилось в Тцну, позже в Цну. Есть и сторонники финноугорского происхождения слова Цна (илистый, тинистый).

Река Цна – левый приток реки Мокши (относится к бассейну Мокши) Ее длина около 446 км, из них более 300 км протекает по Тамбовской области в северном направлении и принимает слева и справа около 20 притоков. Вместе с ними она дренирует,  примерно, 43 % площади области.

Река Цна образуется из слияния 2-х небольших речек (Бахаревской и Верхоценской Цны), берущих начало на водоразделе с реками Донского бассейна. Цна является самой значительной водной системой области и  собирает воду с площади 21500 км3. Русло самой реки пересекает Сампурский, Знаменский, Тамбовский, Сосновский, Моршанский районы.

Цна приобрела важное хозяйственное значение. Уже издавна по долине реки сложились многочисленные сельские поселения. Воды реки используются промышленными предприятиями 3-х крупных промышленных центров (Тамбова, Котовска, Моршанска); для обеспечения животноводческих ферм, полива овощей.

Верховья реки Цны объявлены памятниками природы, что радует и обнадёживает. У Цны нет мощного начального родника, но на всём протяжении от истоков до сёл Бахарево и Верхоценье вода сочится из толщи нижнемеловых песков на склонах, блестит на солнце и постепенно собирается в заметный ручей. Беречь чистоту этих мест чрезвычайно важно. А между тем уже у истоков река такая грязная, что не появляется даже мысли испить родниковой водицы. Долина реки Цны в верховье напоминает обычную неширокую балку с пологими, остепнёнными склонами, плоским луговым днищем и спокойным водостоком. У села Сампур правый склон вдруг становится высоким, прямо к реке справа.

Введение

Россия занимает первое место в мире по запасам пресных вод – здесь сосредоточено более 20 % мировых ресурсов. Речной сток составляет 4270 км3 в год (10 % мирового речного сток),  т.е. по 30 тыс. м3 воды на каждого жителя.  В озерах сосредоточено более 26 тыс. м3 пресных вод. Разведанные запасы подземных вод позволяют использовать от 30 до 300 км3 в год. Кроме того в России действует более 2000 водохранилищ объемом более 1 млн. м3 каждое и 37 крупных систем межбассейнового  перераспределения стока. Тем не менее проблема загрязнения водоемов и нехватки питьевой воды в России одна из самых актуальных. Запасы пресной воды не увеличиваются, а ее потребление постоянно растет. До 70 % пресной воды используется для сельскохозяйственных нужд, огромное количество воды потребляет промышленность. В первой половине ХХ века,  по рассказам старожилов, питьевую воду население с. Сампура брало из реки Цна, сейчас не каждый отважится искупаться в ней.

Цель:

Привлечь внимание общественности к проблемам нехватки воды, необходимости сохранения и рационального использования водных ресурсов.

Задачи:

— побудить население села, района к организации мероприятий по очистке водоемов и прилегающей к ним территории, закреплению берегов;

провести эксперимент в условиях школьной химической лаборатории с целью определения качества воды реки Цны и питьевой воды в селе Сампуре.

Актуальность

Всемирная  организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды. Каждый человек должен сделать все возможное для улучшения качества пресной воды, увеличения ее количества для будущих поколений.

Состоялось 11-ое  заседание Сампурского районного совета народных депутатов,  на котором рассмотрена информация об экологическом состоянии водоемов, расположенных на территории района.

Сейчас в границах района находится 53 пруда общей площадью 872 гектара и протекает 4 реки: Цна, Кензарь-Бабинка, Осиновая и Бурначка. Из 11 санитарно- гигиенических исследований, проведенных в 2004 году, в 7 случаях пробы не соответствовали требованиям по химическому потреблению кислорода.

Еще одна экологическая проблема – загрязнение берегов наших водоемов бытовыми отходами. Не способствует улучшению дел и самовольная застройка берегов жильем и хозяйственными постройками.

Система пресной воды претерпевает острый кризис. Актуальна эта проблема не только в нашей стране. Необходимость воды для обеспечения жизнедеятельности человека обусловлена ролью, которую она играет в круговороте природы, а также в удовлетворении потребностей человека. Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано с обеспечением ее необходимого качества. Развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы. По данным ВОЗ, около 80% всех инфекционных болезней связано с неудовлетворительным качеством воды и нарушениями норм. В мире 2 млрд. человек имеют хронические заболевания в связи с использованием загрязненной воды.

По оценке экспертов ООН, до 80 % химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники. Ежегодно в мире сбрасывается более 420 км3 сточных вод, которые делают непригодными около 7 тыс. км3 воды.

Серьезную опасность для здоровья населения представляет химический состав воды. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойством универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород.

Еще в 1944 году В. И. Вернадский в своей работе «Несколько слов о ноосфере» писал: «В истории нашей планеты наступил критический момент огромного для человека значения, подготовлявшийся миллионы, вернее, миллиарды лет, глубоко проникший в миллионы людских поколений». Эти мысли ученый высказал задолго до того, как человечество реально столкнулось с угрозой появления необратимых изменений в природных системах, подрыва естественных условий и ресурсов, существованию нынешнего и будущих поколений жителей планеты Земля.

Всем нам хорошо известна русская мудрая пословица: «Не плюй в колодец, придется напиться водицы». И пословица эта родилась не ради красного словца. Это есть мудрое правило, закон поведения людей. И колодцы берегут,  потому что нет жизни без чистой воды, нет здоровья. А вот нашей реке Цне в этом отношении не повезло. Мы знаем, что река- это вечный объект природы, и она является дитем климата и ландшафта. Можно построить дом, водохранилище, но реки с их сложным режимом построить нельзя. Поэтому здоровье реки Цны надо беречь, а заболевания ее надо лечить. А болеет она по многим причинам.

Что вредит нашей реке?

Во- первых, это вырубка лесов и деревьев близ реки, а во- вторых – интенсивная распашка земель в ее бассейне без учета их роли в поддержании водного режима. В связи с этим уменьшился поверхностный сток реки, увеличилось испарение  с ее поверхности.

Общие черты реки ЦНА.   Гидрография

В разрезе бассейн реки имеет вид ковша, прогнутого в середине и открытого к северу.  Правый борт этого ковша от истоков и до устья р. Выши приподнят на 200-205 м, тогда как вдоль левого склона полого- увалистая равнина Цна- Воронежского и Пара-Цнинского водоразделов поднимается до 170- 180 м и на западе, в истоках одного из левых притоков Цны р. Сухой Липовицы, где протягивается Суренская Азово-Камовая гряда, высота достигает 219 м. Общее падение русла реки до северных границ области составляет 80- 85 м, а уклон 23- 25 м. Русло чрезвычайно извилисто

( коэффициент равен 1,58- 1,7 ).

Вскрытие реки происходит между 1 и 10 апреля, хотя бывает и раньше, и позже этого срока. Весеннее половодье длится 20- 30 дней.

Исследовательская экспериментальная работа.

Для определения качества воды реки Цны и питьевой воды в селе Сампуре  проведен эксперимент в условиях школьной химической лаборатории, также в работе использованы данные, полученные в районной станции госсанэпиднадзора.

Содержание взвешенных частиц.

Этот показатель качества воды определялся фильтрованием определенного объема воды через бумажный фильтр с последующим  высушиванием осадка на фильтре до постоянной массы. Для анализа взято 1000мг воды. Фильтр перед работой взвесили с помощью аналитических весов.

Масса бумажного фильтра до опыта = 0,5 г. После фильтрования осадок с фильтром высушили до постоянной массы, затем взвесили массу с осадком, она равна 0,6 г Содержание взвешенных частиц в мг,  в исследуемой воде определили по формуле:

( m1-m2 ) х1000/V, где

m1— масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, в г;

m2— масса бумажного фильтра до опыта, в г;

V- объем воды для анализа, в л;

ПДК ( предельно допустимая концентрация )= 10 мг/л

( 0,6 г.-0,5 г.) х 1000/1000= 0,1 г или 100 мг

Было проведено 5 контрольных измерений, результаты приблизительно одинаковые.

Взвешенных частиц больше ПДК  на 90 мг, т.е. превышение в 10 раз. Это можно объяснить и тем, что опыты проводились осенью, влияние на увеличение содержания взвешенных частиц оказали частые дожди, хотя и в летнее время взвесей в воде больше ПДК.

Цвет (окраска)

При загрязнении водоема вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для водоемов культурно – бытового назначения окраска не должна  обнаружиться в столбике высотой 10 см.

Диагностика цвета — один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды  мы брали стеклянный цилиндр и лист белой бумаги. В цилиндр набрали исследуемой воды и на белом фоне бумаги определили цвет воды, он оказался желтым. Это можно объяснить наличием в воде частиц глины, песка, соединений железа. При отстаивании воды появляется желтый осадок, это свидетельствует о выпадении гидроксида железа (III) Fe (OH)3. Он появляется в результате окисления соединений двухвалентного железа, придающих воде голубоватый оттенок,  кислородом воздуха до трехвалентного состояния. Соли трехвалентного железа легко гидролизуются (присоединяют гидроксид- ионы ), коагулируют и оседают на дно.

Прозрачность

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: качества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений.

Для определения прозрачности воды использовали прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который налили воду, подложили под цилиндр на расстоянии 4 мм от его дна шрифт, высота букв которого  2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливали воду до тех пор, пока сверху через слой воды не стал виден этот шрифт. Измерили высоту столба оставшейся воды линейкой и выразили степень прозрачности в сантиметрах, h =14 см. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

О вкусе, цвете и качестве воды

Загрязнение воды характеризуется в баллах. Для Цны он равен единице (по данным Сампурского ЦГСЭН). Это значит, что есть наличие отдельных серых пятен и цветных пятен бензина и керосина на поверхности. Можно сделать еще одно замечание: осенью вода совсем становится мутной и грязной. Это осенние дожди, стекая в реку по изрытым, разрушенным берегам,  уносят с собой в воду глину, чернозем, что  приводит к заиливанию реки. Практически наполовину за последние годы уменьшилось число родников в пойме.

Описывая реку Цну, ее проблемы, надо сказать о цвете. Цвет зависит от содержания сточных вод и органических веществ в воде. Цветность выражается в градусах, и в Цне она равна 20 (по данным ЦГСЭН Сампурского района). Запах воды слабый, не поддающийся определению, не обрабатывается в лабораторных условиях школы. Вкус воды сладкий.

Определение  качества воды  методами химического анализа

Водородный показатель (рН)

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН  около 7).  Значение рН воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно- бытового назначения регламентируется в пределах 6,5- 8,5.

РН определили с помощью универсальной индикаторной бумаги и сравнили ее окраску со шкалой:

—         розово- оранжевая — рН около 5;

—         светло- желтая – рН около 6;

—         зеленовато- голубая  — рН около 8.

Окраска бумаги была зеленоватая, следовательно,   рН 8, —  вода может быть использована для бытовых нужд.

Жесткость воды.

Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена главным образом присутствием растворимых соединений кальция и магния в воде. Временная жесткость называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция или магния. Общая жесткость варьирует в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года.

Определение жесткости воды мы проводили  с помощью индикаторов. В склянку налили 10 мл воды и добавили 5 капель фенолфталеина, появилась розовая окраска. Окрашенную пробу мы титровали 0,05 нормальным  раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Концентрацию карбонат – ионов рассчитали по формуле:

V( HCL)х 0,05х60х1000

Ск = ———————————- =  V( HCL)х 300,

10

где Ск— концентрация карбонат- ионов, мг/л;

V( HCL)- объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл;

Затем в той же пробе определили концентрацию гидрокарбонат- ионов. К пробе добавили 2 капли метилового оранжевого. Проба приобрела желтую окраску. Титровали пробу раствором 0, 05 н. соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую. Концентрацию гидрокарбонат- ионов рассчитали по формуле

V( HCL)х 0,05х61х1000

Сгк = ———————————- =  V( HCL)х 305,

10

где С гк— концентрация гидрокарбонат-ионов, мг/л;

V( HCL)- объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.

Карбонатную жесткость Жк рассчитали, суммируя значение концентраций карбонат- и гидрокарбонат- ионов по формуле

Жк = Скх 0, 0333 + Сгк х 0,0164,

где 0, 0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные значениям, обратным эквивалентным массам этих анионов.

Определили, что жесткость воды в пределах 7 ммоль х эквивалент/л, что соответствует средней жесткости, другие измерения показали повышенную жесткость водопроводной воды, в пределах 9-10.

Определение аммиака и ионов аммония.

ПДК аммиака и ионов аммония в воде  водоемов 2 мг/л по азоту или 2,6 мг/л в виде иона аммония. В пробирку налили 10 мл исследуемой воды, прибавили 0,2 мл 30 %- ного  раствора сегнетовой соли и  0,2 мл реактива Неслера. Через 17 минут появилось желтое окрашивание сбоку и буровато- желтое сверху, следовательно,  в воде содержится 2 мг азота/л и 2,5 мг NH4+/л.

Определение нитратов и нитритов.

На предметное стекло поместили три капли раствора дифениламина и одну- две капли исследуемой воды.  Появилось синее окрашивание, значит в пробе присутствуют нитрат- и нитрит- ионы.

Определение хлоридов.

Концентрация хлоридов в водоемах допускается до 350 мг/л.

В водах рек северной части России хлоридов содержится немного, не более 10 мг/л, в южных районах до десятков и сотен мг/л. Много хлоридов попадает в водоемы со сбросами хозяйственно- бытовых и промышленных сточных вод. Этот показатель весьма важен  при оценке санитарного состояния водоема.

Качественное определение хлоридов проводили следующим образом. В пробирку налили 5 мл исследуемой воды и добавили 3 капли раствора нитрата серебра, выпал белый творожистый осадок, содержание хлоридов более 100 мг/л.

Качественное определение меди.

В фарфоровую чашку поместили 5 мл исследуемой воды, выпарили досуха и  поместили на часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появилась фиолетовая окраска, которая свидетельствует о присутствии ионов Cu2+:

Cu2+ + 4 NH4OH > (Cu (NH3)4)2+ + 4H2O

Качественное определение железа.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в воде водоемов и питьевой воде составляет 0,3 мг/л, лимитирующий органолептический показатель вредности.

В пробирку поместили 10 мл исследуемой воды, прибавили 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель пероксида водорода и 00,5 мл раствора роданида калия. Раствор окрасился в розовый цвет, что показывает содержание железа примерно 0,1 мг/л, незначительное.

Обнаружение фенолов.

Фенол и его производные – сильные яды, незначительное их содержание в воде блокирует сульфгидрильные группировки жизненно важных ферментов, в итоге нарушаются окислительно-  восстановительные реакции в клетках организма. ПДК фенола варьирует от 0,1 мг/л в нехлорированной воде до 0,001 мг/л в хлорированной. Такая разница неслучайна, так как основной метод обеззараживания воды в нашей стране, области и районе — хлорирование. Фенол  не только поступает в воду с промышленными отходами, но может образовываться в водоемах при гниении древесины. В воде фенол активно поглощает кислород, возникают заморы, вода становится неприятной на вкус, а рыба, накапливая фенол в тканях, превращается в несъедобную.

В  250 мл колбу внесли 100 мл исследуемой воды, затем добавили раствор хлорной извести в небольшом объеме. Через десять минут сначала на холоде, а затем при нагревании определяли, появился ли характерный для хлорфенолов «аптечный» запах. Такого запаха мы не обнаружили, что говорит об отсутствии фенола и его производных в воде.

Вывод. Основной целью данной работы являлись:

—         изучение литературного материала о реках Сампурского района,

—          анализ работ, связанных с непосредственным исследованием рек и водоемов, защитой вод и водоохранных зон,

—          эксперимент.

В ходе эксперимента мы выяснили, что ПДК многих веществ в воде реки Цна в районе села Сампура в пределах нормы. Водопроводная вода пригодна для пищевых целей. Для очистки водопроводной  воды можно использовать отстаивание. При этом в течение определенного времени улетучивается остаточный хлор, который применяется для обеззараживания воды. Кроме того,  происходит осаждение  относительно крупных суспензионных и коллоидных частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Вода  у нас средней и повышенной степени жесткости. Для борьбы с жесткостью можно использовать простой и доступный метод – кипячение.  Основное предназначение кипячения — обеззараживание воды. В результате термического воздействия гибнут вирусы и бактерии. Кроме того,  в процессе кипячения происходит дегазация воды- удаление всех растворенных в ней газов, в том числе и полезных (кислорода, углекислого газа), которые улучшают органолептические свойства воды. Поэтому кипяченая вода безвкусна и малополезна для кишечной флоры. Кроме того,  при кипячении может уменьшиться растворимость некоторых солей. Например, сульфата кальция, что также приводит к смягчению воды.                Одной из крупнейших человеческих задач является защита вод. Охрана этого бесценного дара природы должна стать делом каждого гражданина нашей страны. И начинать работу надо с малых рек, ручьев, родников, всего, что близко и дорого.

У нашей реки Цны есть своя водоохранная зона. Необходима она для  поддержания гидрологического и гидрохимического режима. Зона эта нужна еще для улучшения санитарного состояния реки и для проведения там мероприятий по охране вод.  Водоохранной зоной является территория, прилегающая к акватории реки ( пойма ), на которой  установлен специальный режим. Входит в эту зону и подпойменная терраса, крутые склоны коренных берегов, оврагов, а также балки, непосредственно впадающие в речную долину.  Наименьшая ширина водоохранной зоны реки Цны 500 метров, но есть участки до километра. Наблюдается тенденция к уменьшению водоохранной зоны ( по данным «зеленого патруля» школы). В водоохранной зоне запрещается применение ядохимикатов, размещение складов  хранения минеральных удобрений, размещение животноводческих ферм и комплексов. Нельзя организовывать свалку мусора, отходов производства. Именно все эти запреты и заповеди должны быть святы для нормальной жизни нашей реки.

Ученики нашей школы тоже не бездействуют; еще с момента создания ученической производственной бригады в 1955 году школьники взяли на себя заботу о сохранении Цны. На ее берегах ежегодно высаживаются черенки ивы, тополя, совершаются походы к истокам реки и ее притокам с целью выяснения источников загрязнения реки, расчистки родников, выявления примеров деятельности хозяйств, нарушающих экологию реки.

Список используемой литературы

1.     География Тамбовской области. Тамбовское книжное издательство. 1963.

2.     Государственные памятники природы Тамбовской области. Тамбов. 1986

3.     Марченко Ю.П. Почему мы их так называем? Тамбов. 1974.

4.     Методические указания по охране водных объектов Тамбовской области. Тамбов. 1989.

5.      Научно-методический журнал «Химия в школе» №3 2004 г.

6.     Памятники природы Тамбовской области. Воронеж. 1983.

7.      Поветкин В. Проблемы, не терпящие отлагательств.//  Трудовая слава   № 123 (8953) от 06.10.2004.

8.     Реки Тамбовской области. Каталог под редакцией Н.И. Дудника. Тамбов. 1991.

9.      Тамбов на карте генеральной. Воронеж. 1986.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: