Тема занятия: “Исследование качества природной воды”.
Объект исследования: Пробы воды водоема Теплый ключ, воды оз. Амут, воды р. Амур, водопроводная и колодезная вода.
Предмет исследования: Санитарно-химический анализ природных вод.
Цели:
- провести анализ состояния проб воды по органическим показателям, исследовать воду на наличие органических веществ, катионов железа, анионов хлора,
- выявить наличие микроорганизмов, определить кислотность пробы воды.
Оборудование, реактивы: Пробирки с пробами воды, универсальная индикаторная бумага, мерные пробирки, прибородержатель, раствор перманганата калия, раствор нитрата серебра, раствор роданита аммония, белый лист ватмана, дистиллированная вода.
Задачи:
- Ознакомление с проблемой загрязнения воды средствами СМИ и Интернета.
- Изучение состояния водных ресурсов Хабаровского края.
- Развивать интерес учащихся к науке, стимулировать самостоятельную творческую, научно-исследовательскую деятельность.
- Формировать умение рассуждать, прогнозировать результаты воздействия деятельности человека на живую природу.
- Воспитывать будущего гражданина, чувство ответственности за природу родного края.
Учитель химии: Существует предание. Царь Дхатусена, правивший на острове Шри-Ланка (бывший о. Цейлон) в V в. н.э., в ответ на требование мятежников показать тайники, где спрятаны несметные царские сокровища, привел своих врагов к созданному им искусственному оз. Калевано, имевшему 80 км в окружности. Озеро спасало жителей острова во время засухи. Царь зачерпнул пригоршню воды и сказал: “Друзья мои, это и есть все мое богатство”.
А как обстоят дела с “богатством” на сегодняшний день?
Слайд-карта “Предприятия, загрязняющие р. Амур”. (Приложение)
Система водоснабжения г. Комсомольска-на-Амуре обеспечивается водой преимущественно из р. Амур. Действующий водозабор расположен на левом берегу р. Амур в черте города, в протоке, образованной островом и левым берегом. Выше, по течению реки, от Речного вокзала, расположен русловой водозабор. Еще выше, в эту протоку втекает протока оз. Мылки. Забор воды для жителей Ленинского округа берется в районе левого берега р. Силинки. Как, чем и кем загрязняются эти реки, мы и поговорим.
Как известно, г. Комсомольск-на-Амуре является крупным промышленным центром. На территории города размещены более 400 предприятий промышленности, транспорта, строительства, связи, сельскохозяйственных и других отраслей народного хозяйства. Многие из них в своем составе имеют экологически опасные производства и являются серьезными источниками загрязнения окружающей среды.
Рис. “Источники загрязнения водоемов”. (Приложение)
В черте города работают шесть карьеров. Силинский карьер гравия и карьер по добыче торфа имеют наибольшую площадь нарушенных земель. В результате этого загрязняются поверхностные водотоки. В границах городской черты находится 12,5 тыс. га земель сельскохозяйственных предприятий, что сказывается на окружающую среду: уменьшаются зеленые зоны и интенсивно захламляются прилегающие территории, но большую опасность вызывают минеральные удобрения и пестициды, которые вымываются подземными водами в р. Силинка и р. Амур. Старые могильники и полигоны для утилизации промышленных и бытовых отходов также нарушают естественный рельеф, загрязняют почву и воду: идет вымывание ядовитых химикатов со свалок и полигонов.
Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Они попадают в воду при транспортировке, переработке с АЗС. Одним из видов загрязнения является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем – это способствует возникновению биологического загрязнения (накопление микробов).
“Главные загрязнители воды – предприятия г. Комсомольска-на-Амуре”
(сообщение ученицы)
“Предприятия, загрязняющие р. Амур и его притоки”.
В городе в настоящее время более 400 предприятий промышленности, транспорта, связи и других отраслей народного хозяйства. Ежегодные сбросы промышленных стоков в реки и аварийные ситуации приводят к загрязнению малых рек. Реки Хапсоль и Силинка имеют слабую связь с подземными водоемами, поэтому очень чувствительны к антропогенной нагрузке и отвечают на это негативными явлениями: ухудшается качество воды, сокращается расход. В долине р. Хапсоль расположена ныне закрытая городская свалка, а на самой реке – шлакоотвал мартеновского производства завода Амурсталь. Русло реки в этом месте взято в трубу. Сейчас насыпь шлакоотвала отгородила верхний отрезок русла реки, образовав искусственный водоем. От насыпи шлаконакопителя до птицефабрики русло реки превратилось в цепочку стариц, заполненных сточными водами, т.е. река практически превратилась в сточную канаву. В водоохранной зоне р. Силинка расположены: шлакоотвал, золотоотвал (ТЭЦ-2), галечниковый карьер гравийного завода, множество бытовых и производственных отходов, в т.ч. городская свалка в районе п. Старт, несколько свиноферм. В результате в реку поступают мазут, масла, твердые продукты, навозная жижа. Все это сказывается на качество подземных вод. В водоохранной зоне р. Амур (500 м) находится нефтебаза, гаражи, свалки бытового мусора, свалка завода “Стройконструкция” (строительный мусор, металлолом). Существенным источ-ником загрязнения р. Амур является речной флот – поставщик нефтепро-дуктов. Самым неблагоприятным участком на реке в черте города в экологическом отношении является устье Мылкинской протоки. Здесь находится несколько лодочных стоянок, окруженных свалками бытового мусора, металлолома, поверхность изрезана многочисленными пониже-ниями, заполненными грязными водами.
Утилизация промышленных и бытовых отходов
ведется на специально выделенных полигонах. В
результате нарушается естественный рельеф, и все
компоненты ландшафта подвергаются
массированному загрязнению, в т.ч. и подземные
воды. Полигон захоронения промышленных отходов
КнААПО поставляет в подземные воды: 
(1-10
ПДК), 
(1-37
ПДК), 
(1,9-42
ПДК), 
(1-21
ПДК), 
(1,6-6
ПДК), 
(1,2-4,9
ПДК), 
(3-180
ПДК), 
(13,6-545
ПДК), 
(1,65
ПДК), 
(1,76
ПДК). На территории Комсомольского
сернокислотного завода (вблизи
законсервированного отстойника) содержание в
подземных водах бора изменяется от 187 мг/дм до 211
мг/дм3 (374-422 ПДК), 
(3-145 ПДК), 
(3 ПДК), 
(422), 
(5,67), 
(2 ПДК). Электротехнический
завод из-за утечки из коллекторов сточных вод,
проложенных по территории данного предприятия,
поставляет в большом количестве: 
(4,0), 
(7,73
ПДК), 
(170,59
ПДК), 
(38,7),
(48), 
(31,10).
Территория между нефтеперерабатывающим заводом
и берегом р. Амур – источник: нефтепровод и
продуктопровод КНПЗ, склады ПСМ воинских частей
(нефтепродукты – 461,8). Контрольное бурение
скважины в этом районе установило наличие
скоплений жидких углеводородов на глубине от 3 до
10 м. Источником загрязнения подземных вод
является птицефабрика – склад куриного помета.
Вывод по сообщению: в г. Комсомольске-на-Амуре
преобладает химическое (промышленное)
загрязнение, источниками которого являются
промышленные стоки различных предприятий,
разливы нефтепродуктов, хозяйственно-бытовые
стоки городских и сельских населенных пунктов,
золотоотвал. Наибольший набор загрязняющих
компонентов отмечается вблизи
рекультивированного полигона промотходов
КнААПО, отстойника сернокислотного завода и
системы водоотведения электромеханического
завода. Здесь выявлен большой набор (47) высоко
опасных загрязняющих веществ, а также особую
обеспокоенность вызывают повышенные
концентрации таких элементов, как 
,
(1-й класс
опасности), 
(2-й класс опасности). Состояние речной
воды р. Амур оценивается как 4-й класс
загрязненности.
Литература:
- Материалы международной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности. Комсомольск-на-Амуре, 2006г.
- Статья “Загрязнение поверхностных и подземных вод бассейна р. Амур”. Авт. Л.А. Николаенко, стр. 186.
Учитель химии: Бассейн р. Амур расположен в трех странах: России – 54%, Китае – 44%, Монголии – 2%. На Российской части бассейна проживает 5 млн. человек, на китайской – примерно 100 млн. человек.
Главный загрязнитель р. Амур – правобережный притор р. Сунгари, по берегам которой расположено более 100 предприятий нефтехимической и целлюлозно-бумажной промышленности, развито сельское хозяйство. В ноябре 2005 года произошла авария на нефтехимическом заводе в г. Цзиминь, в р. Сунгари попало 100 т ядовитых веществ: нитробензола, анилина, толуола и хлорорганических веществ. Сунгарийское пятно протяженностью до 80 кг зашло в р. Амур. После прохождения пятна в пробах воды обнаружено превышение ПДК ртути, мышьяка, меди, цинка, марганца и органических веществ.
Слайд-таблица “Качество воды”. (Приложение)
Вывод: качество воды р. Амур и его притоков в 2006 году оценивалось как сильно зягрязненная (IV класс опасности).
Сегодня мы проводим исследование проб воды по органолептическим показателям, наличие органических веществ, катионов железа, анионов хлора, посмотрим результаты микробиологической пробы. Работаем по методикам, которые представлены в методичках (лежат на партах). Данные заносим в таблицу (на доске), после этого делаем вывод о качестве воды каждой пробы.
Таблица
| № пробы воды | Запах | Цветность | Мутность | Кислотность | Наличие органических веществ | Катионы железа | Анионы хлора | Микробиологические показатели |
| № 1, р. Амур | ||||||||
| № 2, водоем Теплый ключ | ||||||||
| № 3, о. Амут | ||||||||
| № 4, водопровод | ||||||||
| № 5, колодезная вода |
Результаты микробиологической пробы объясняет учитель биологии.
Методика определения количества микроорганизмов в воде: в чашку Петри наливают мясопептонный агар, слоем 0,5 см, закрывают крышкой и дают остыть. Пипеткой берут пробу воды и капают на поверхность питательной среды. Чашку закрывают, подписывают и ставят в термостат на 3-5 суток. Затем производят подсчет развившихся в чашках Петри колоний и определяют количество бактерий в 1 мл воды, считая, что из одной микробной клетки или опоры вырастает 1 колония. Тогда количество микробов (А) будет равно:
Данные исследования оформить в виде таблицы
| Источник воды | Количество микроорганизмов в 1 мл воды |
Сделать вывод о степени загрязненности воды.
Мы брали пробы воды из водопровода и из водоема Теплый ключ Больше всего колоний наблюдалось (визуально) в пробе водоема Теплый ключ, т.к. водоем содержит органические вещества, за счет которых развиваются фотогетеротрофные пурпурные бактерии, а также коли-фаги, возбудители вирусных инфекций, аммонифицирующие бактерии.
Вывод после заполнения таблицы:
Какая проба воды самая чистая, грязная. Чем можно объяснить?
Слайд “Выводы” по теме занятия. (Приложение)
- Чистая вода – самая большая драгоценность в мире, к ней надо бережно относится и понимать, что какую воду ты пьешь, такое имеешь здоровье.
- Для сохранения водных богатств необходимо создавать замкнутые циклы производства, когда вода используется многократно.
- Рациональному использованию воды способствует объединение мелких предприятий в крупные производственные комплексы, где отходы одних могут служить сырьем для других.
- Использование новых биологических методов для очистки воды.
- Нормализация экологической обстановки в местах водозабора (реконст-рукция или установление систем очистки на системах водосброса промышленных предприятий). Постоянный контроль за качеством воды и информирование населения о необходимости применения тех или иных методов и средств защиты от некачественной питьевой воды.
Слайд “Новые задания-проблемы” (для следующего занятия). (Приложение)
- Предложите способы очистки вашей пробы воды (разработайте схему, найдите самый рациональный способ решения).
- Проведите мини-опрос среди жителей “Твое отношение к проблеме очистки воды”.
- Выпустите плакаты, листовки, призывы в защиту р. Амур.
- Подготовьте заметку-сообщение в местную газету на тему “Загрязнения воды”.
Приложение: “Методики развивающего практикума”.
Литература:
- Газета “Химия” № 03, 2005г.
- “Экологический практикум школьника” С.В. Алексеев, Н.В. Груздева. Издательство “Учебная литература”, 2005г.
- “Изучение вопросов экологии и охраны природы в курсе химии средней школы” Д.П. Ерыгин. Москва, 11991г. Издательство НИИ школ МНО РСФСР.
- “Защита населения от некачественной питьевой воды” И.П. Степанова, г. Комсомольск-на-Амуре, 1995г. Издательство КГПИ г. Комсомольска-на-Амуре.
- Материалы международной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности, г. Комсомольск-на-Амуре, 2006г. Издательство ГОУВПО “КнАГУ”.
Приложение: “Предприятия с экологически опасным производством в г. Комсомольске-на-Амуре”:
- ОАО КнААПО
- ОАО Амурметалл
- ООО Комсомольскнефтезаводремстрой
- Амурский судостроительный завод
- ОАО КнААЗ
- ОАО “НК Роснефть” - КНПЗ
- МУП “Спецавтохозяйство”
- ОАО “Амур-Порт”
- Тепличный комбинат “Восток”
- ОАО “ДаКГОМЗ”
- ЗАО “Комсомольскметаллосерсвис”
Справка: ПДК питьевой воды / содержания
 |
– до 0,3 мг/л |
 |
– 350 мг/л |
 |
– 500 мг/л |
| Запах при 20°С | – не более 2 баллов |
| Цветность | – 20° |
 |
– 0,1 мг/л |
 |
– 45 мг/л |