Анализ воды в реке урал

АНАЛИЗ МНОГОЛЕТНИХ ДАННЫХ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО АПРОБИРОВАНИЯ РЕКИ УРАЛ

ANALYSIS OF LONG-TERM DATA OF HYDROCHEMICAL TESTING THE URAL RIVER

К.М. Ахмеденов, С.Х. Абишева, Г.К. Бауединова, И.И. Бибишева

K.M. Akhmedenov, S.KH. Abisheva, G.K. Bauyedinova, I.I. Bibisheva

Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им.Жангир хана

(Казахстан, 090009, г. Уральск, ул. Жангир хана, 51)

West Kazakhstan agrarian technical university named after Zhangir khan

(Kazakhstan, 090009, Uralsk, Zhangir knan St., 51)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В статье приведены результаты систематизации информации о водах реки Урал и их гидрохимического мониторинга в течение 2009-2014 гг. По результатам исследований и анализа многолетних материалов выявлено, что вода р.Урал по различным показателям в целом характеризуется как слабощелочная, маломинерализованная пресная, умеренно жесткая.

Article presents results of the systematization of information about the waters of the Ural River and hydrochemical monitoring for the period 2009-2014. According to the results of many years of research and analysis of materials revealed that the water of the Ural River on various parameters is generally characterized as weakly alkaline, low-mineralized fresh, moderately hard.

Река Урал является уникальным природным объектом и трансграничной водной артерией Российской Федерации и Республики Казахстан. Акватория и пойма реки Урал составляет национальное природное богатство, основу жизнедеятельности населения обширного географического региона двух граничащих государств и является единственным природным нерестилищем осетровых рыб Каспийского бассейна [1]. Река Урал принадлежит к типичным рекам с преобладанием снегового питания. Сток реки формируется в основном в верховье, где сильно развита речная сеть. Ниже г.Уральска до впадения в Каспийское море р.Урал притоков не имеет, кроме маловодной р. Барбастау [2]. Экологические проблемы реки Урал, как и всех рек, обусловлены комплексом естественных антропогенных и техногенных процессов. Оценка качества воды по гидрохимическим показателям проводилась в 2009-2014 гг. в периоды весеннего паводка и летний межени по створам близ п. Январцево и Кушум. Отбор проб осуществлялся в соответствии с ГОСТ 17.1.5.04-81 [3]. Водородный показатель определяли с помощью рН-метра Seven Easy. В отобранных пробах исследовались физико-химические свойства, ионный и биогенный состав. Определение группы по жесткости и класса воды по минерализации и содержанию основных ионов – по О.А. Алекину [4]. Азотсодержащие анионы воды определяли фотометрическим методом: аммонийный азот определяли с применением реактива Несслера, нитриты – с применением реактива Грисса. Определение нитратов проводилось по методу с применением салициловокислого натрия. Определение сухого остатка проводили весовым методом.

Результаты определения гидрохимических показателей за исследуемый период представлены в таблице 1.

Содержание некоторых гидрохимических показателей в воде реки Урал

Год исследований

Минерализация,

Сухой остаток, мг/дм 3

Общая жесткость, мг-экв/л

Биогенные соединения, мг/дм 3

весенний период

летний период

весенний период

летний период

весенний период

летний период

весенний период

летний период

весенний период

летний период

весенний период

летний период

весенний период

летний период

Как видно из таблицы 1, для реки Урал в целом водородный показатель находится в диапазоне 7,07–8,49, что соответствует нейтральной среде в весенние периоды и слабощелочной – в летний периоды. В летние периоды наблюдается увеличение рН, что было вызвано активно протекающими процессами фотосинтеза микроорганизмов. По общей жесткости в целом вода находится в диапазоне от 2,7-6,78 мг-экв/л. В весенний период вода идентифицируется как мягкая, что возможно связано с паводковым периодом, а в летний период вода идентифицируется как жесткая, что возможно связано с летней меженью.

Вода реки по классификации О.А. Алекина относится к категории маломинерализованных вод гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевого класса, для которого характерно следующее соотношение главных ионов: HCO₃ — 2- 2+ +Mg 2+ . Среднестатистические данные реки Урал с 2009 по 2014 годы графически представлены на рисунках 1-4.

Рисунок 1. Минерализация реки Урал в весенний период

Рисунок 2. Минерализация реки Урал в летний период

Как видно из рисунка 1, наибольшая минерализация реки Урал наблюдается в 2009 году, близкое к ней значение также отмечено в 2014 году. В период с 2010 по 2013 годы минерализация воды существенно снижается. Содержание сухого остатка в воде реки Урал снижается и увеличивается в той же последовательности, однако как показатель сухой остаток не превышает концентраций, установленных нормативной документацией. В летний период (рис. 2) с 2009 по 2014 годы скачкообразных изменений минерализации не отмечается. Показатель сухого остатка держится в близком диапазоне значений в течение всего периода исследования. Стоит отметить, что в отличие от весеннего периода, летом 2010 года наблюдается максимальная минерализация реки Урал, замеченная за годы наблюдений. Значение минерализации не превышает концентраций, допустимых нормативными документами, однако приближается к их верхней границе (1000 мг/см 3 ).

Рисунок 3. Содержание биогенных элементов в весенний период

Как можно видеть из рисунка 3, содержание биогенных элементов в воде реки Урал в весенний период также колеблется. Наибольшей концентрацией обладают нитрат-ионы, содержание которых многократно превышает содержание ионов аммония и нитрит-ионов. Максимальная концентрация нитрат-ионов наблюдается в 2011 году, близкое по значению количество ионов обнаруживается в 2009 и 2013 году. В 2010 содержание нитрат-ионов существенно снижается. В этот же период наблюдается снижение концентрации других биогенных элементов. Содержание нитрит-ионов практически не изменяется, однако содержание ионов аммония характеризуется скачкообразным изменением концентрации. Наибольшая концентрация ионов аммония наблюдается в весенний период 2014 года, наименьшая – в 2010 году. Концентрации указанных ионов не превышают значений, установленных нормативными документами. В летний период наблюдается практически идентичная картина.

Рисунок 4. Содержание биогенных элементов в летний период

Как можно видеть из рисунка 4, содержание биогенных элементов в воде реки Урал в летний период колеблется аналогично весеннему периоду. Наибольшей концентрацией обладают нитрат-ионы, содержание которых многократно превышает содержание ионов аммония и нитрит-ионов. Максимальная концентрация нитрат-ионов наблюдается в 2011 году, близкое по значению количество ионов обнаруживается в 2009 и 2013 году. В 2010 содержание нитрат-ионов существенно снижается. В этот же период наблюдается снижение концентрации других биогенных элементов.

Содержание нитрит-ионов практически не изменяется, однако содержание ионов аммония также, как и в весенний период, характеризуется скачкообразным изменением концентрации. Наибольшая концентрация ионов аммония наблюдается в весенний период 2014 года, наименьшая – в 2013 году, так как в воде реки Урал в летний период не обнаружены ионы аммония. Концентрации указанных ионов не превышают значений, установленных нормативными документами.

Таким образом, стоит отметить, что при исследовании показателей реки в весенний период установлено, что в 2010 году наблюдается резкое снижение концентрации биогенных элементов и минерализации вод реки Урал. Уже в 2011 году содержание биогенных элементов начинает увеличиваться, однако минерализация еще некоторое время наблюдается при пониженных значениях.

В летний период картина несколько меняется относительно значения минерализации, однако концентрации биогенных элементов не имеют существенных различий со значениями, полученными при анализе воды в весенний период.

По результатам исследований и анализа многолетних материалов можно сделать вывод, что за исследуемый период времени вода р.Урал по различным показателям в целом характеризуется как слабощелочная, маломинерализованная пресная, умеренно жесткая.

Работа выполнена в рамках инициативной НИР «Состояние земельно-водных ресурсов Западного Казахстана» (№ госрегистрации 0115РК00037) по гранту «Лучший преподаватель ВУЗа 2014» и проекта «Водная безопасность Республики Казахстан – стратегия устойчивого водообеспечения».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Чибилёв А.А. Бассейн Урала: история, география, экология. Екатеринбург: УрО РАН, 2008. 312 с.
Канбетов А.Ш. Современное экологической состояние р.Урал // Вестн. АГТУ. №3(44). С. 159.
ГОСТ 17.1.5.04-81 «Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора первичной обработки и хранения проб природных вод».
Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970.

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!

источник

Приведены результаты гидрохимических анализов водотоков Урало—Каспийского бассейна, проведенные в 2009-2011 годах.

В Урало-Каспийском бассейне имеется более 200 рек, в т.ч. 12 рек протяженностью более 200 км (включая р. Урал), около 300 водохранилищ, а также казахстанская часть Каспийского моря.

Реки изучаемого района по условиям водного режима относятся к Казахстанскому типу с резко выраженным преобладанием стока в весенний период. Наибольшие годовые расходы воды чаще всего наблюдаются во второй половине апреля и лишь изредка в начале мая. На реках, имеющих сток в течение всего года, минимальные расходы наблюдаются в декабре-марте.

Основным водотоком является р. Урал, своей средней и нижней частью протекающая по территории бассейна. В среднем течении река принимает множество левобережных притоков, основными из которых являются реки Илек и Орь. Через Прикаспийскую низменность р. Урал течет, не получая дополнительного питания и теряя на пути к морю часть своих вод на фильтрацию и испарение. Пойма р. Урал в нижнем течении переходит в морскую террасу.

Формирование химического состава вод является очень сложным процессом и зависит от огромного количества факторов. При этом следует отметить, что все факторы, воздействующие на этот процесс, выступают не как изолированные единичные воздействия, а как сложная взаимосвязанная, взаимозависимая система [1].

В рамках выполнения фундаментальных исследований по республиканской программе №0109РК00415, зарегистрированной в 2009 году, в 2009-2011 годах мною, совместно с учеными Западно-Казахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана, выполнены работы по оценке развития гидроэкологической ситуации в Урало-Каспийском природно-хозяйственном бассейне. Анализ результатов гидрохимического анализа воды реки Урал и ее притоков за эти годы позволяет отметить некоторые особенности их физико-химического состава и характера загрязнения.

Гидрохимическое опробование указанных водотоков производилось в период паводка (апрель-май), летней межени (июль-август) и осенней межени (октябрь). Отбор проб производился в соответствии с ГОСТ 51592-2003 г.

Контрольными точками для отбора проб воды являлись:

на реке Урал: в верхнем течении на территории Западного Казахстана – у населенного пункта Жарсуат; в среднем течении – у п.п. Январцево, Кушум; в нижнем течении – у п. Индер;
на реке Илек – п. Шынгырлау;
на реке Шаган – п. Каменный.

Химические анализы проб воды осуществлялись в химико-аналитических лабораториях ТОО «Жайыкгидрогеология», ТОО «Аспан» и лаборатории «Научно- исследовательской лаборатории ЗКАТУ им. Жангир хана». Анализ воды производился химическими и физико-химическими методами, согласно принятым методико- нормативным документам.

По данным лабораторных определений, минерализация паводковой воды в р. Урал изменяется от 0,3 до 0,6 г/л, общая жесткость от 3,2 до 5,8 мг-экв/л, рН 7,9-8,0. Несмотря на малую минерализацию и стабильные физические показатели, химический состав воды по течению реки, на протяжении 761 км, претерпевает существенные изменения [2].

В казахстанскую часть Урало-Каспийского бассейна поступает по р. Урал, ниже устья р. Илек (п. Жарсуат), смешанная по составу гидрокарбонатно-хлоридно-сульфатная кальциево-магниевая вода. Ниже по течению, на удалении 180 км (п. Январцево), ее состав изменяется на гидрокарбонатно-сульфатный магниево-кальциевый. Далее по течению, ниже устья р. Шаган (п. Кушум), паводковая вода практически сохраняет свой состав, являясь гидрокарбонатно-сульфатной кальциево-магниевой. И только у границы с Атырауской областью (п. Индер) состав воды становится гидрокарбонатным кальциево- натриевым.

На химический состав воды в реке Урал значительное влияние оказывают его крупные притоки Илек и Шаган. По реке Илек поступает несколько более минерализованная (до 0,6 г/дм3) и более жесткая (6,2 мг-экв/л) вода аномального хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатного кальциево-натриево-магниевого состава.

При низком положении паводкового уровня 2009 года (407 см) отмечался более широкий спектр и высокие концентрации органоминеральных загрязнений. Наряду с повышенным содержанием отдельных минеральных загрязнений (например, фтор – до 1,7 ПДК, бор до 3,4 ПДК) в водах часто присутствуют микроэлементы тяжелых металлов (цинк, свинец, хром, марганец, алюминий и т.д.), но в концентрациях ниже предельно- допустимых (для анализа ПДК взята для хозпитьевой воды, ПДК для рыбохозяйственных водоемов для большинства микроэлементов ставит более жесткие требования). Из органических примесей часто встречаются нитраты, нитриты, аммоний, нефтепродукты и метанол, но в концентрациях также ниже предельно допустимых [3].

Нами сделана попытка найти наиболее стабильно присутствующие загрязняющие элементы в водах трансграничных водотоков за период исследовании с 2009 по 2011 годы. При этом анализ и осреднение величин проводился в отдельности по сезонам года. Характер и степень минерально-органического загрязнения трансграничных рек в паводковый период показан в таблице 1. В ней приведены шесть микрокомпонентов, содержание которых превышало допустимые концентрации для хозяйственно-питьевых вод и рыбохозяйственных водоемов в различные периоды исследований.

Среди микроэлементов тяжелых металлов в повышенных концентрациях присутствуют: цинк, свинец, никель, кобальт, кадмий. Пределы изменений их содержания в водотоках в различные годы приведены в таблице 1. В реке Урал значения свинца изменялись максимальные и минимальные значения равные 0,05 и 0,01 мг/дм3 соответственно, цинка — от 0,1 до 0,24 мг/дм3, кадмия — от 0,42 до 0,006 мг/дм3, никеля – от 1,69 до 0,06 мг/дм3.

Летне-меженная вода отличается более узким спектром и несколько пониженным содержанием минерально-органических примесей. При этом в воде не обнаруживаются столь характерные для паводковых вод органические компоненты –аммоний, нитраты, нитриты, а из галогенных компонентов — йод и бром. Из присутствующих микрокомпонентов тяжелых и редких металлов большая часть их встречается в концентрациях ниже допустимой.

Таблица 1. Максимальные и минимальные значения микроэлементов в паводковых водах в реке Урал и ее притоках в период весеннего половодья, мг/дм3

В повышенных концентрациях присутствуют: цинк, свинец, никель, кобальт, кадмий. В реке Урал значения свинца имели максимальные и минимальные значения равные 0,068 и 0,01 мг/дм3 соответственно, цинка — от 0,282 до 0,016 мг/дм3, кадмия — от 0,028 мг/дм3 до нулевых значений, никеля – от 0,396 до 0,006 мг/дм3 (таблица 2).

Таблица 2. Максимальные и минимальные значения микроэлементов в реке Урал и ее притоках в период летней межени, мг/дм3

По результатам изучения микрокомпонентного состава осенне-меженная вода отличается меньшей органоминеральной загрязненностью, даже в сравнении с летне- меженной (таблица 3).

Таблица 3. Максимальные и минимальные значения микроэлементов в реке Урал и ее притоках в период осенней межени, мг/дм3

Среди микроэлементов тяжелых металлов в повышенных концентрациях присутствуют: цинк, свинец, никель, кобальт, кадмий. В реке Урал значения свинца имели максимальные и минимальные значения равные 0,04 и 0,01 мг/дм3 соответственно, цинка — от 0,356 до 0,01 мг/дм3, кадмия — от 0,007 мг/дм3 до нулевых значений, никеля – от 0,22 мг/дм3 до нулевых значений.Таким образом, в исследованных водотоках, наряду с изменением минерализации, физических свойств и химического состава воды во времени, наблюдается изменение и по ее длине. Изменение физических свойств и химического состава реки Урал по длине обусловлено химическим составом вод его притоков. Для реки Урал характерно также заметное изменение состава наиболее распространенных и преобладающих загрязнений. В целом же спектр распространения преобладающих органоминеральных веществ снижается от паводкового стока к водам глубокой осенней межени. Содержание и характер изменения загрязнений требует более глубокого изучения их происхождения. Во избежание техногенного загрязнения главной водной артерии Урало-Каспийского природно-хозяйственного региона – реки Урал, промышленными, сельскохозяйственными и коммунально-бытовыми стоками и отходами, представляющими угрозу для сохранения экосистемы трансграничных водотоков, своевременный и постоянный контроль состояния водных объектов остается одной из актуальных задач республиканского масштаба.

Курмангалиев, Р.М. Экологические проблемы трансграничного водотока – реки Урал и пути их решения / Р.М. Курмангалиев // Fылым жaне білім. – 2008. — № – С. 91-97.
Курмангалиев, Р.М. Оценка гидроэкологической ситуации в бассейне реки Урал и ее влияние на формирование биоресурсов / Р.М. Курмангалиев, М.Х. Онаев, С.М. Жумин // Fылым жaне білім. – № 3. – 2009. – С. 135-140.
Онаев, М.К. Гидрохимический состав и техногенное загрязнение реки Урал / М.К. Онаев // Fылым жaне білім. – 2010. — № – С. 235-238.

Читайте также: Бак и хим анализ воды

источник

Каждый человек любит то место, где он родился и живёт. Это место и есть его родной край. Отсюда, от порога родного дома, начинается любовь к своей Родине. Знать свой край – его природу, историю – не менее важно, чем знать историю своего государства. Понимание уникальности, неповторимости своего края заставляет бережно относиться к своей Малой Родине, заботливо сохранять народные традиции. Знание прошлого своего края помогает лучше понять его настоящее, прогнозировать будущее.

Как мало мы порой знаем о своём крае, о своей Малой Родине. Проходим по улицам, не осознавая, что эта земля помнит первых поселенцев, и нашествие древних кочевников, и крестьянские волнения. Знаем ли мы, сколько уникальных памятников подарила нам природа, сколько богатств таят недра нашей земли? А оказывается, удивительное – вот оно, рядом! И порой настолько удивительное, что другого и нет. Природа не любит повторяться, а история у каждого края своя и уходит корнями вглубь веков.

На нашей планете тысячи рек. Но есть среди них такие, которые пользуются в народе особым почетом и уважением. К таким рекам относится Урал. Нас заинтересовало прошлое и настоящее великой реки, ее природные богатства.

Цель исследования – выяснить, степень загрязнения вод реки Урал

Гипотеза исследования — если мы сумеем привлечь внимание к данной проблеме, то люди перестанут наносить вред природе!

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

сбор и изучение теоретического материала;

по результатам исследований сделать вывод об экологическом состоянии реки Урал;

разработать и провести социологический опрос среди учащихся.

проведение химического анализа на следующие компоненты: сульфатов, хлоридов.

разработать буклет для учащихся «Сохраним реку Урал».

Объектом нашего изучения мы выбрали воды реки Урал.

Предмет исследования: химический состав реки Урал

теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач),

социологический опрос учащихся,

эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов исследований),

экспериментальный (постановка опытов, проведение химического анализа проб воды)

математические (статистические, диаграммы, таблицы)

Новизна: В ходе исследований предусмотрено проведение социологического опроса, разработка буклета для учащихся «Сохраним реку Урал».

Практическая значимость в ходе исследовательской работы предусмотрены проведение социологического опроса, материал данной работы можно в дальнейшем использовать для проведения внеклассных мероприятий с целью бережного отношения к окружающей среде.

1.1. Характеристика реки Урал

Самая крупная река Оренбургской области Урал (в древности Яик), основная часть ее стока формируется в Оренбуржье .

Две другие крупные реки — Сакмара и Илек — берут начало соответственно в Башкирии и в Казахстане, но впадают в Урал в пределах Оренбургской области . [3]

Урал по своей длине — третья река Европы; по протяженности он уступает только Волге и Дунаю. Даже Днепр короче Урала на 249 километров.

Урал является главной водной артерией Оренбургской области . Река Урал пересекает Оренбургскую область с востока на запад, протекая по 10 районам области на протяжении 1164 км. Главной особенностью реки является неравномерность стока. В весеннее половодье Урал превращается в огромный водоток, заполняя всю пойму шириной 6 – 8 км.[2]

Не всегда Урал носил это название. До крестьянской войны 1773-1775 гг. под руководством Емельяна Пугачева река Урал называлась Яиком, или, по-казахски, Джаиком. В переводе на русский язык, как в свое время определил академик Радлов, это название примерно обозначало: «затопляющая». Действительно, во время весенних паводков Урал широко разливается, затопляя прибрежные поймы. Екатерина II, желая во что бы то ни стало стереть из памяти населения все то, что хотя бы косвенно напоминало о народном восстании, переименовала в 1775 году реку Яик в Урал. В царском указе, изданном по этому поводу, была записана и причина переименования: «Для совершенного забвения последовавшего на Яике несчастного происшествия».

Два первых крупных оренбургских притока Урала Таналык и Суундук впадают в настоящее время в Ириклинское водохранилище , образуя одноименные заливы. Река Таналык протяженностью 225 км берет начало в отрогах Уралау, затем пересекает Ирендык. Среднемеженный расход воды в Таналыке не превышает 1,0 м 3 /с.

В районе города Орска в Урал слева впадают еще два значительных притока Большой Кумак и Орь . [1]

На всем протяжении от Ириклинского водохранилища до устья Сакмары Урал принимает справа лишь один значительный приток — Губерлю .

Наиболее крупные левобережные притоки Урала от города Орска до устья Илека — Киялыбуртя, Уртабуртя, Буртя , Бердянка, Донгуз, Черная — типичные степные реки с короткими, но бурными весенними паводками. Две последние из них — Донгуз и Черная — из-за строительства на них крупных водохранилищ в середине лета практически пересыхают.

Река Илек — самый крупный левобережный приток Урала. Ниже Илека Урал принимает справа еще три значительные притока: Кинделю, Иртек и Чаган. Последний из них впадает в Урал уже за пределами Оренбургской области . [2]

У города Орска в Урал впадает река Орь . В «Ущелье» река почти прямолинейно прорезывает Уральский хребет, ещё ниже начинается 40-километровый участок Хабарнинского ущелья . На этом отрезке Урал принимает воды горных речек Губерли с Чебаклой и Киндерли – справа, а слева – Эбиты, Айтуарки и Алимбета. [5]

На карте бассейн Урала напоминает изогнутое в одну сторону дерево с утолщенным посредине стволом и очень короткими ветвями. Только правый приток — река Сакмара , протекающая на большом протяжении параллельно Уралу, имеет сравнительно густую разветвленную сеть притоков.

Много веков подряд Урал был полноводной рекой. Еще не так давно Урал был судоходным. В Уральске действовало крупное управление судоходства, которое занималось перевозкой грузов и пассажиров вверх и вниз по течению – самый дешевый вид транспорта пользовался популярностью. Но решили создать самый крупный искусственный водоѐм Южного Урала – Ириклинского водохранилища. Урал обмелел- судоходство прекратилось. Совсем недавно население гордилось тем, что река Урал – самая чистая в Евразии. Но сегодня об этом уже не скажешь. [6]

Река Урал не судоходная, ширина ее 50-170 м., глубина 3-5 м., скорость течения 0,3 м/с, дно песчаное, бродов нет. Берега преимущественно обрывистые, высота обрывов 5-9 м. Пойма Урала широкая — 10-12 км., луговая, со значительными массивами леса, большим числом колков, редким кустарником, изрезана многочисленными реками, старицами и протоками, много озер. [5]

В древних источниках встречается название реки Урал — Ликос, Даикс, Даих, Джаих, атакже Руза, Яик, Ягак, Ягат, Улусу, Запольная река. Название реки Яик и созвучные с ним Даикс, Даих, Ягак и проч. встречаются уже около двух тысяч лет. Сейчас трудно сказать, что означало слово «Даикс» во времена Птоломея, когда в бассейне Урала еще кочевали ираноязычные племена сарматов. Русская же форма «Яик» впервые встречается в русской летописи 1229 г. [8]

Урал – река, впадающая в Каспийской море, самая крупная и главная водная артерия Оренбургской области, по своей общей длине (2428 км.) – третья река Европы (после Волги и Дуная). Река имела много названий. В трактовке многочисленных древних путешественников это, как минимум, одиннадцать звучаний: Ликос, Даих, Жаик, Джаих, Ягак, Ягат, Руза, Улусу. Начиная с XV в. за рекой окончательно закрепилось название Яик и просуществовало до второй половины XVIII в. В 1775 г. по приказу императрицы Екатерины II река переименовано в Урал.
Бассейн реки охватывает пять природных зон на стыке трех физико-географических стран. В административном отношении Урал протекает по территории трех субъектов РФ (Оренбургская и Челябинская области, Республика Башкортостан) и трех субъектов Республики Казахстан (Актюбинская, Западно-Казахстанская и Атырауская области). Гидрографическая сеть бассейна реки Урал насчитывает около 800 рек и речушек протяженностью от 10 до 100 км., 29 рек имеют длину выше 100 км. Самые крупные притоки реки – Сакмара, Орь, Илек, Утва, Чаган. На карте бассейн Урала напоминает изогнутое в одну сторону дерево с утолщенным по средине стволом и очень короткими ветвями. Только правый приток – река Сакмара, протекающая на большом протяжении параллельно Уралу, имеет сравнительно густую разветвленную сеть притоков.
Основная часть стока Урала формируется в Оренбуржье. Река пересекает область с востока на запад, протекая по десяти районам на протяжении 1164 км. В пределах области река начинается с Ириклинского водохранилища.
Так как река связывает Оренбуржье с Казахстаном с 1991г. Урал приобрел статус межгосударственной трансграничной реки. Судьба Урала волнует, как Оренбургскую область, так и Казахстан. И проблемы Урала являются общими для двух приграничных сторон, в связи с тем, что экологическая обстановка в бассейне общей реки оценивается как напряженная. [7]

1.3. Химический состав реки Урал

Состав реки следующий. Минерализация паводковой воды в р. Урал изменяется от 0,3 до 0,6 г/л, общая жесткость от 3,2 до 5,8 мг-экв/л, рН 7,9-8,0. Несмотря на малую минерализацию и стабильные физические показатели, химический состав воды по течению реки, на протяжении 761 км, претерпевает существенные изменения.

На химический состав воды в реке Урал значительное влияние оказывают его крупные притоки Илек и Шаган. По реке Илек поступает несколько более минерализованная (до 0,6 г/дм 3 ) и более жесткая (6,2 мг-экв/л) вода аномального хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатного кальциево-натриево-магниевого состава.

При низком положении паводкового уровня 2009 года (407 см) отмечался более широкий спектр и высокие концентрации органоминеральных загрязнений. Наряду с повышенным содержанием отдельных минеральных загрязнений в водах часто присутствуют микроэлементы тяжелых металлов (цинк, свинец, хром, марганец, алюминий и т.д.), но в концентрациях ниже предельно-допустимых. Из органических примесей часто встречаются нитраты, нитриты, аммоний, нефтепродукты и метанол, но в концентрациях также ниже предельно допустимых значений. Изучению качества воды реки Урал, посвящены работы многих ученых. Так З.Ф. Кривопалова указывает, что вода Урала, протекающая в зоне промышленного освоения, по своему химическому составу – азональна, имеет высокие концентрации солей, тяжелых металлов и относится к сульфатному классу. А.М. Колесникова, проанализировав присутствия тяжелых металлов в притоках Урала, отмечает, что вода реки принадлежит группе кальциевых гидрокарбонатного класса.

Анализ влияния тяжелых металлов на водные организмы, а также воздействие органического загрязнения относятся к главным проблемам ихтиотоксикологии. К главным антропогенным загрязнителями водной среды относятся тяжелые металлы, большинство которых имеют высокую токсичностью для живых организмов, даже в сравнительно низких концентрациях. Так, тяжелые металлы не могут быть подвержены абсолютному разложению, взаимодействуя с многообразными категориями живых организмов, мигрируя по общей цепи циркуляции веществ в водоеме.

Основными причинами поступления тяжелых металлов в природную экосистему являются сточные воды предприятий горнодобывающей, химической промышленности, металлургических, машиностроительных заводов, стоков сельскохозяйственных угодий и предприятий, а также авария различных установок и хранилищ. Кислотные дожди содействует переходу солей металлов из сорбированной формы в свободное.

Отмечаются завышенные уровни загрязнения воды реки Урал химическими компонентами, главным образом медью, хромом, железом. Вода реки Урал в летний период приобретает загрязненность по некоторым элементам (медь, цинк, кадмий, свинец, нефтепродукты) и не соответствует как для хозяйственного использования, так и для рыбохозяйственного применения.

В речных водах миграция тяжелых металлов осуществляется главным образом во взвешенном состоянии, в форме коллоидов и комплексных высокомолекулярных соединений. Главные водные мигранты по росту доли растворенных форм находится в следующей последовательности: свинец – кобальт – никель – цинк – медь.

Урал богат представителями рыбной фауны (более 40 видов). Ознакомимся с самыми распространенными. Проходные рыбы: осетр; белуга и севрюга; белорыбица. Полупроходные рыбы: вобла; судак; лещ; сазан. Постоянно обитающая рыба: плотва и густера; щука и лещ; елец и карась; кутум и синец; язь и сазан; голавль и голец; жерех и сом; красноперка и налим; подуст и судак; линь и уклея; усач и окунь; пескарь и бычок; ерш и форель. В верховьях Урала можно встретить хариуса и таймень.

Вдоль русла Урала, на всем протяжении его течения живут самые различные животные, для которых Урал стал родным домом. На севере Урала встречаются представители тундр: северные олени. На юге реки встречаются представители степей: ящерицы, змеи, землеройки, сурки. Тайга богата на хищников: рысей, горностаев, соболей, лисиц, росомах, волков и медведей. Также здесь встречаются следующие представители копытных: косули, олени, лоси. В речных долинах можно встретить бобров, ондатр и выдр.

1.5. Экологические проблемы реки Урал

1.Изменение гидрологического режима стока реки, вследствие чего годовой дефицит воды на сегодняшний день составляет 4,7 куб.м. Происходит заиление русла и разрушение береговой линии этой трансграничной водной артерии, по сути являющейся уникальным природным объектом Российской Федерации и Республики Казахстан. Деградирует пойменная растительность, сокращается биоразнообразие, скудеют рыбные запасы, на грани исчезновения поголовье осетровых.
2.Отрицательно влияют на экологические изменения в бассейне реки антропогенные условия – это зарегулирование стока верхнего течения Урала и его притоков, распашка целинных и залежных земель, вырубка пойменных и водораздельных лесов, истощение водно-биологических ресурсов, хозяйственная деятельность предприятий черной и цветной металлургии. Промышленное водоотведение – опаснейший источник загрязнения природы. Сюда относятся газопромышленные и нефтеперерабатывающие комплексы, дающие скопление трубопроводных коммуникаций в долине Урала, и др.
3.Непоправимый ущерб бассейну реки наносят бессистемно сооруженные во всех малых реках 3100 земляных плотин. Помимо этого на всем течении Урала установлены 4 крупных водохранилища, 80 гидроузлов с капитальными сооружениями. Вода реки загрязнена отходами, это соединение тяжелых металлов, хлорорганические пестициды. Вода изменяет химический состав, в ней увеличиваются меловые, известняковые, солевые наносы. Вследствие чего осложняется очистка водозаборных сооружений.
4.Напряженность экологической обстановки в бассейне связана и с человеческим фактором, крайне низкой экологической культурой населения, проживающего вдоль берегов реки двух соседних республик. Река Урал и его притоки, к сожалению, становятся удобными сточными канавами. Захламленность реки мусором, отходами жизнедеятельности является мощным антропогенным фактором, влияющим на состояние экосистемы реки. [8]

1.6. Общие действия Оренбургской и Западно — Казахстанской областей по сохранению экосистемы бассейна реки Урал

В последние годы прошли Форумы межрегионального сотрудничества Российской Федерации и Республики Казахстан, где определялись приоритеты взаимодействия, в том числе и вопросы решения экологических проблем.

Оренбургская и Западно-Казахстанская области выступают инициаторами создания межгосударственной структуры по сохранению экосистемы бассейна трансграничной реки Урал.

На четвертом Форуме в Новосибирске президенты России и Казахстана поддержали инициативу губернатора Оренбургской области А.А. Чернышева и Акима Западно-Казахстанской области Б.С. Измухамбетова о воссоздании Межгосударственного комитета по сохранению экосистемы реки Урала.

На шестом Форуме в г. Оренбурге проблемы экологии реки Урала озвучил в своем выступлении губернатор области А.Чернышев. Он предложил создать специальный фонд, из которого бы финансировались эти работы. Казахстанская сторона высказала озабоченность намерением России создать на территории Башкирии десять водохранилищ по реке Сакмара – притоку Урала, а также в связи с маловодьем соседи попросили дополнительно сбросить воду с Ириклинского водохранилища. Проблему экологии бассейна Урала на саммите подняли и президенты России и Казахстана Д.Медведев и Н.Назарбаев. [9]

Делегация Оренбургской области во главе с губернатором Юрием Бергом, 31 марта, в городе Уральске Республики Казахстан приняла участие в расширенном заседании «Бассейн реки Урал. Экология. Проблемы. Перспективы».

Читайте также: Бак и полный анализ воды

Мероприятие состоялось в рамках реализации Соглашения между правительствами двух государств, подписанного в октябре 2016 года в Астане, по сохранению экосистемы бассейна трансграничной реки Урал.

В заседании приняли участие аким Западно-Казахстанской области Алтай Кульгинов, депутаты Мажилиса Парламента Республики Казахстан, представители соседних регионов, научное сообщество и общественные деятели. [10]

Оренбуржье на расширенном заседании представляли депутат Государственной Думы РФ, член комитета по делам СНГ, евразийской интеграции и связям с соотечественниками Юрий Мищеряков, министр природных ресурсов, экологии и имущественных отношений Оренбургской области Константин Костюченко, директор Института степи РАН, доктор географических наук, профессор Александр Чибилев, другие официальные лица.

Губернатор Оренбургской области в своем выступлении отметил, что за последние 15 лет органы государственной власти Оренбургской и Западно-Казахстанской областей на различных мероприятиях межрегионального и межгосударственного масштаба неоднократно заявляли о необходимости сохранения реки Урал. Не раз предлагали создать межгосударственный комитет по данному вопросу, выступали с инициативой организации системы экологического мониторинга. Итогом совместных усилий стал проект Межправительственного Соглашения России и Казахстана по сохранению экосистемы бассейна трансграничной реки Урал.

— Этот международный документ предусматривает создание двусторонней российско-казахстанской комиссии для координации деятельности в данном направлении. Сегодня все мероприятия по сохранению и восстановлению реки Урал в его российской части разработаны на федеральном уровне и закреплены в Схеме комплексного использования и охраны водных объектов бассейна реки Урал, — подчеркнул Юрий Берг. — Данной схемой предусмотрено выполнение более 200 мероприятий, направленных на улучшение состояния бассейна реки Урал путем берегоукрепления, расчистки русел притоков, строительства гидротехнических и очистных сооружений и так далее.

В своих выступлениях участники совещания отметили, что исторически Урал имел значительное рыбохозяйственное значение, и до сих пор является основным естественным нерестилищем осетровых видов рыб. Не менее важно значение Урала для обводнения, сохранения экологического равновесия, создания благоприятного микроклимата на территориях, прилегающих к реке.

Всеми участниками заседания была поддержана идея отмечать праздник – День Урала, когда к профессиональному сообществу смогут присоединиться большое количество волонтеров и просто неравнодушных людей, которым небезразлична судьба реки.

В настоящее время экологическая обстановка в бассейне Урала оценивается как напряженная. Тревожит изменение гидрологического режима стока реки, наблюдается иссушение пойменных озер, понижение уровня грунтовых вод. Идет заметное обмеление реки, зарастание и заиливание основного русла и многочисленных стариц, размывание и разрушение береговой линии во время паводка.

Кроме того, активная хозяйственная деятельность человека приводит к загрязнению реки и ее бассейна.

В то же время выполнение природоохранных мероприятий, строительство и реконструкция очистных сооружений, внедрение систем оборотного водоснабжения и замкнутого цикла приводят к постепенному улучшению экологической ситуации и снижению загрязненности водных объектов. Однако до полного решения этой проблемы еще далеко.[9]

Символично, что процесс набирает обороты в год, объявленный в России Годом экологии. Участники мероприятия высказали уверенность в том, что именно совместные усилия помогут сохранить общую природную жемчужину – реку Урал, одинаково необходимую гражданам Республики Казахстан и Российской Федерации.[10]

Выводы по теоретической части:

Урал – река, впадающая в Каспийской море, самая крупная и главная водная артерия Оренбургской области.

На всѐм протяжении реки Урал в настоящее время созданы 4 крупных водохранилища, 80 гидроузлов, 3100 земляных плотин. И все они приносят непоправимый ущерб нашей реке. Но не только предприятия виноваты в загрязнении Урала. Сами жители загрязняют реку и ее берега. Если водоемы отравлены, загрязнены, сохнут, то сохнут и лесополосы. В таких местах не слышно птичьих голосов, так как сокращается популяция певчих птиц и даже редких зверей (горностая, куницы, лисы, рыси…). Нет муравейников. Беднеют заказники

II. Экспериментальная часть.

2.1. Социологический опрос «Экологические проблемы реки Урал«

Цель: Выяснить, знают ли учащиеся нашей школы, о загрязнении реки Урал.

Процедура проведения: опрос учащихся школы, подведение итогов, построение диаграмм для иллюстрации.

Инструкции для учащихся: Мы с вами проведем социологический опрос.

Таблица 1.1. Социологический опрос «Экологические проблемы реки Урал» (приложение 1)

№1- Как выдумаете, происходит ли загрязнение реки Урал?

№2 – Какие основные источники загрязнения реки Урал вам известны?

№3 – Оказывает ли загрязнение реки на живые организмы?

№4 – Какие меры можно предпринять для очистки реки Урал?

№5 – Какие действия для очистки от загрязнения реки можете сделать вы?

В результате опроса мы получили следующие данные:

Таблица 1.2 Общие данные социологического опроса учащихся

№1- Как выдумаете, происходит ли загрязнение реки Урал?

№2 – Какие основные источники загрязнения реки Урал вам известны?

заводы, фабрики – 50%, сточные воды -31,25%, мусор – 18,75%

№3 – Оказывает ли загрязнение реки на живые организмы?

№4 – Какие меры можно предпринять для очистки реки Урал?

приобрести заводам специальное оборудование, не загрязнять пляжи

№5 – Какие действия для очистки от загрязнения реки можете сделать вы?

не загрязнять пляжи и реку пластиковыми бутылками, фантиками

Результаты проделанной работы: опрос показал, что 100% опрошенным известно о загрязнении реки Урал, также обучающиеся знают об основных источниках загрязнения и понимают к каким последствиям приводит загрязнение реки ; большинство опрошенных знаю о мерах, которые можно использовать для защиты реки от загрязнения.

2.2. Качественный анализ проб воды реки Урал

На основе полученных данных была проведена исследовательская работа. При определении содержания сульфат-ионов, хлорид – ионов, pH среды, количественное содержание взвешенных частиц, использовали воду, набранную на реке Урал.

Изучив, предположения учащихся, решили проанализировать качественное содержание различных компонентов, входящих в состав воды.

Вода отбирается в чистые пластиковые бутылки и после фильтруется.(Приложение 2)

Были сравнены 3 образца воды: 1. вода, взятая возле пешеходного моста,

2. вода, взятая возле форштадского моста

3. вода, взятая возле старицы

Количественное определение механических примесей.

Цель: определить содержание взвешенных частиц в воде реки Урал.

Оборудование: колбы, фильтровальная бумага, воронки, весы.

Определяем путем фильтрования воды, высушивания осадка на фильтре и взвешивания.

Содержание взвешенных частиц определяется фильтрованием воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка в сушильном шкафу до постоянной массы.

Содержание взвешенных частиц (в мг/л) в испытуемой воде определяется по формуле: (M₂-M₁) · 1000 / V, где М₂ — масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц (г), М₁ — масса бумажного фильтра (г), V — объем воды для анализа, в литрах.

ВЫВОД: при исследовании воды на содержание взвешенных частиц было обнаружено следующее:

Проба №1: М₂ = 1,7 г, М₁ = 0,11 г. ПДК взвешенных частиц – 0,636 мг/л

Проба №2: М₂ = 1,3 г, М₁ = 0,11 г. ПДК взвешенных частиц –0,476 мг/л

Проба №3: М₂ = 1 г, М₁ = 0,11 г. ПДК взвешенных частиц – 0,356 мг/л

Вывод: Во всех исследуемых пробах не наблюдалось превышение ПДК взвешенных частиц (ПДК pH среды воды.

Оборудование: пробирки, универсальный индикатор для определения pH среды, вода.

В пробирку с водой прилили универсальный индикатор для определения pH среды

Сравнили полученный результат с табличными данными pH среды

Таблица 1.3. «Универсальный индикатор pH 1,0-10,0»

источник

Урал относится к одной из самых протяженных и многоводных рек Оренбургской области. По своей протяженности река (2428 км) уступает в Европе только Волге и Дунаю. Главный исток реки располагается у подножия Круглой Сопки [6].

Изучению качества воды реки Урал, посвящены работы многих ученых. Так З.Ф. Кривопалова указывает, что вода Урала, протекающая в зоне промышленного освоения, по своему химическому составу – азональна, имеет высокие концентрации солей, тяжелых металлов и относится к сульфатному классу. А.М. Колесникова, проанализировав присутствия тяжелых металлов в притоках Урала, отмечает, что вода реки принадлежит группе кальциевых гидрокарбонатного класса [1].

Анализ влияния тяжелых металлов на водные организмы, а также воздействие ор-ганического загрязнения относятся к главным проблемам ихтиотоксикологии.

К главным антропогенным загрязнителями водной среды относятся тяжелые металлы (Cu, Zn, Al, Fe, Cd, Pb, Mn, Ni, Cr, As, Hg и их соли), большинство которых имеют высокую токсичностью для живых организмов даже в сравнительно низких концентрациях. Так, тяжелые металлы не могут быть подвержены абсолютному разложению, а лишь перераспределяются между биотическими и абиотическими элементами, взаимодействуя с многообразными категориями живых организмов, мигрируя по общей цепи циркуляции веществ в водоеме.

Отмечаются завышенные уровни загрязнения воды реки Урал химическими компонентами, главным образом медью, хромом шестивалентным, железом. Вода реки Урал в летний период приобретает загрязненность по некоторым элементам (медь, цинк, кадмий, свинец, нефтепродукты) и не соответствует как для хозяйственного использования, так и для рыбохозяйственного применения, где требования к качеству существенно выше [5].

По большинству элементам происходит превышение рыбохозяйственного применения, так в 2014 г. по цинку в 5 раз, по железу в 3,2 раза, по меди в 4,6 раза, по свинцу в 30 раз, по сульфатам в 2,4 раза. Наибольшее возрастание отмечается в 2015 г., где содержание цинка отмечается в 1,1 мг/л, что в110 раз выше ПДК [3].

Рыбы обладают способностью накапливать тяжелые металлы, даже если содержание их в водной экосистеме не выходит за рамки предельно допустимых значений. При не высокой степени загрязнения тяжелыми металлами велика вероятность формирования компенсаторных модификаций в разнообразных физиологических системах рыб, что обусловлено высокой скоростью метаболизма, которое приводит к сгущению крови и возрастанию массы жизненно значимых органов (сердца, печени, почек и жабр). Обмен веществ изменяется в сторону запасания жиров, а не расходуется на белковый рост. Жиронакопление здесь анализируется как один из устройств формирования «энергетического депо» при влиянии отрицательных факторов. Превышение границ адаптационного потенциала у рыб в местах устойчивой и продолжительной интоксикации способно к образованию неспецифической реакции – нарушению гомеостаза, что может развить разнообразный уровень деградации тканей и органов.

Возникает серьезная угроза здоровью человека, так как рыба является одним из главных продуктов его питания.

Выявлено, что рыбы восприимчивее к тяжелым металлам, в отличие от высших позвоночных, а повышенная концентрация в воде ионов цинка, ртути, кадмия, меди, помимо других последствий, ведет к понижению титра антител в крови, содержании лимфоцитов, уменьшению фагоцитарной активности клеток [2].

Рыбы, располагаются в верхнем трофическом уровне водных биоценозах, накапливают тяжелые металлы, содержание аккумулирования которых, находится в зависимости от гидрохимических показателей окружающей среды и принадлежности вида к той или иной экологической группе: бентофаг, планктофаг, эврифаг, хищник (см. табл.). Статистика водности и загрязненности реки Урал, проявляет наиболее основное отрицательное влияние на воспроизводство рыб пелагофилов.

Выявлено, что самое активное участие в обмене и депонировании тяжелых металлов принимают печень, почки, жаберные лепестки, гонады и мышцы.

Тяжелые металлы накапливаются практически во всех тканях организма, но их распределение по большей части находится в зависимости от гидрохимических показателей окружающей среды, физико-химических свойств металлов и от физиолого-биохимической специфики тканей и органов рыб и их морфофизиологического состояния [4].

Таким образом, река Урал имеет в последние годы повышенный уровень загрязнения соединениями тяжелых металлов и органических веществ, что неблагоприятно влияет на биологические объектах водной экосистемы.

источник

Уралом называется район, где находятся горы, и здесь проходит условная граница между Азией и Европой. На юге региона протекает река Урал, впадающая в Каспийское море. Здесь великолепная природная зона, однако вследствие антропогенной деятельности мир флоры и фауны находится под угрозой. Экологические проблемы Урала появились в результате работы таких отраслей промышленности:

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

лесохимической;
топливной;
металлургической;
машиностроительной;
электроэнергетической.

Кроме того, усложнение ситуации происходит благодаря тому, что многие предприятия работают на устаревшем оборудовании.

Как и многие регионы страны, в районе Урала очень загрязненный воздух, что обусловлено вредными выбросами. Приблизительно 10% выбросов в атмосферу делает Магнитогорский комбинат, занимающийся металлургией. Не менее загрязняет воздух Рефтинская тепловая электростанция. Свою лепту вносят нефтепромышленные предприятия, выбрасывая ежегодно около 100 тыс. тонн веществ, попадающих в атмосферу.

Одной из проблем Урала является загрязнение воды и почвы. Этому также способствуют промышленные предприятия. В водоемы и грунт попадают тяжелые металлы и отходы нефтепродуктов. Состояние воды в районе неудовлетворительное, поэтому всего лишь 1/5 часть уральских водопроводов проводит полную очистку питьевой воды. Для использования пригодна вода лишь 20% водоемов района. Кроме того, в регионе существует еще одна проблема: население плохо обеспечено водопроводами и канализационными системами.

Горная промышленность способствует нарушению слоев земли. Были уничтожены некоторые формы ландшафта. Также негативным явлением считается то, что месторождения полезных ископаемых находятся практически городских центрах, поэтому территория становится пустующей, непригодной для жизни и ведения хозяйства. Кроме того, образуются пустоты, и возникает опасность землетрясений.

Актуальными проблемами региона являются следующие:

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

химическое загрязнение, источником которого является хранящееся здесь химическое оружие;
угроза ядерного загрязнения исходит от комплекса, работающего с плутонием, – «Маяк»;
промышленные отходы, которых скопилось около 20 млрд. тонн, отравляют окружающую среду.

Из-за экологических проблем многие города региона становятся неблагоприятными для проживания. Это Магнитогорск и Каменск-Уральский, Карабаш и Нижний Тагил, Екатеринбург и Курган, Уфа и Челябинск, а также другие населенные пункты Уральского района.

С каждым годом экологическая ситуация нашей планеты, и Урала в частности, ухудшается «на глазах». В результате постоянной добычи полезных ископаемых, деятельности человека и других способствующих факторов, воздушный слой земли, гидросфера и недра находятся в катастрофическом состоянии. Но пути решения существуют, и организации государственного и общественного назначения принимают соответствующие меры.

На сегодняшний день экологических проблем на Урале слишком много, чтобы их можно было решить быстро и бюджетно. Потому неблагоприятную обстановку следует улучшать комплексно. Основными путями решения проблем являются:

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

снижение количества бытовых и производственных отходов – основным загрязнителем окружающей среды всё также остается пластик, наиболее действенное решение – постепенно переходить на бумагу;
очищение сточных вод – для улучшения обостренной ситуации с водами достаточно установить соответствующие очистные сооружения;
использование чистых источников энергии – в идеале применение природного газа, использование энергии солнца и ветра. Во-первых, это позволит очистить атмосферу, во-вторых – отказаться от атомной энергии, как следствие, от механизмов, для работы которых используется уголь и нефтепродукты.

p, blockquote 12,0,0,0,1 —>

Несомненно, важно, восстанавливать флору региона, утверждать более жесткие законы и нормативы касательно охраны окружающей среды, минимизировать (грамотно распределять) транспорт по потокам и обеспечить серьезное финансовое «вливание» в данную область. Большинство промышленных предприятий неправильно утилизируют отходы производства. В будущем изменить экологическую ситуацию к лучшему помогут специально построенные заводы, занимающиеся полной переработкой всех видов ультсырья.

источник

Секция: Естественно- математические науки

Научно- исследовательская работа

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДЫ РЕК, ВОДОЕМОВ И ВОДОПРОВОДА

«Эксплуатация дорожно- строительных машин»)

Государственное коммунальное казённое предприятие

«Дорожно- транспортный колледж имени А. Иманова»

Научный руководитель: Учитель физики, химии и информатики

2. Источники загрязнения Мирового океана. Способы очистки

3.1.1 Водородный показатель (рН)……………………………………7

3.1.2 Определение хлоридов и сульфатов……………………………7

3.1.4 Определение жёсткости воды…………………….……………..9

3.1.7 Качественное обнаружение катионов тяжёлых металлов..…..9

4. Результаты исследования качества питьевой воды в г. Уральск…….10

6. Рекомендуемая литература…………………………..…………………..13

Цель работы – изучить и составить характеристику воды рек, водоемов, а так же питьевой воды г. Уральска, привлечь внимание жителей и общественности к проблеме чистой воды, составить обзор состояния окружающей среды города

Для достижения этой цели были поставлены и выполнены следующие задачи:

Изучение литературных источников о мировых экологических проблемах.

Практическое ознакомление с методиками определения качества воды.

Проведение анализа питьевой воды.

Встреча с представителями администрации, ведущими специалистами города для обсуждения вопроса об улучшении экологического состояния.

2. Источники загрязнения Мирового океана.

Способы очистки сточных вод.

На поверхности Мирового океана разлито примерно 6 млн. тонн нефти и нефтепродуктов, которые тонкой плёнкой покрывают поверхность воды. Это нарушают газовый и тепловой режим морей и океанов, что приводит к гибели планктона, рыб и птиц.

Химики предлагают оборудовать танкеры и корабли аварийной системой, содержащей полимерное вещество. В случае пробоины или угрозы потопления судна включение такой системы позволит создать оболочку из пенопласта, например полиуретана или другого полимера, скорость полимеризации которого весьма велика. Химия в состоянии ускорить процесс самоочищения воды. Добавление поверхностно-активных веществ (ПАВ) ускоряет коагуляцию и осаждение веществ, загрязняющих водоёмы. Можно использовать пероксид водорода или ферменты, которые работают как катализаторы, ускоряющие реакции самоочищения.

Все источники загрязнения можно разделить на несколько групп. Это неорганические вещества, содержащиеся в сточных водах сернокислотных, содовых, азотно-туковых заводов, металлургических предприятий, обогатительных фабрик. В отходах этих производств содержатся растворимые и взвешенные вещества: кислоты, щёлочи, соли тяжёлых металлов, руды, шлаки и др. большую опасность представляют вещества, используемые в сельском хозяйстве. Их неправильное применение и хранение приводят к тому, что они попадают в водоёмы.

Органические загрязнения подразделяют по происхождению на растительные, животные и синтетические. Растительные загрязнения – остатки растений. Примеси животного происхождения представляют собой физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных. Синтетические загрязнения – нефтепродукты, продукты органического синтеза, коксохимических производств, поверхностно-активные вещества, синтетические моющие средства (СМС) и др. Источники загрязнения водоёмов СМС и ПАВ – бытовые сточные воды, предприятия текстильной и кожевенной промышленности, горно-обогатительные фабрики, нефтеперерабатывающая промышленность.

Биологические загрязнения обнаруживаются в бытовых сточных водах пищевых предприятий, боен, кожевенных и меховых предприятий, предприятий микробиологической промышленности.

Учитывая разнообразие примесей в сточных водах, можно предположить, что очистка их только химическими методами будет недостаточной. Каков оптимальный путь возвращения воде прозрачности и чистоты?

Очистка сточных вод должна вестись комплексно, включая физические, физико-химические, биохимические и термические методы. Физические методы служат для удаления крупнодисперсных примесей отстаиванием и фильтрацией сточных вод. К физико-химическим способам очистки относят коагуляцию с использованием сульфатов алюминия или железа, флотацию мелкодисперсных примесей, адсорбцию растворенных загрязнителей активированным углём, шлаками и другими твёрдыми адсорбентами, экстракцию примесей растворителями, отгонку органических веществ с водяным паром, ионообмен для выделения металлов, дистилляцию.

Наиболее распространённый способ очистки сточных вод, содержащих органические загрязнения, — биохимическая очистка. Сущность её состоит в разрушении органических и некоторых неорганических веществ с помощью микроорганизмов, использующих их для своей жизнедеятельности. В результате органические соединения превращаются в воду и оксид углерода (IV), сульфиды – в сульфат-ионы. Биохимическую очистку сточных вод производят на полях фильтрации, в биологических прудах, которые устраиваются каскадами в 4-5 секций с переливом воды самотёком с верхнего к нижнему, в биофильтрах и аэротенках – железобетонных резервуарах с дырчатым дном для продувки воздуха.

Государственная санитарно-эпидемиологическая служба систематически контролирует качество воды во всей системе водоснабжения. Пробы берут в местах водозабора, перед поступлением воды в сеть, внутри распределительной сети и на выходе водного стока из района. Пункты отбора проб соединены надёжными линиями связи с центром регистрации данных. Это позволяет в любой момент предупредить аварийную ситуацию и влиять на работу очистных сооружений.

Необходимость воды для обеспечения жизнедеятельности человека обусловлена ролью, которую она играет в круговороте природы, а также в удовлетворении физиологических, гигиенических, рекреационных, эстетических и других потребностей человека. Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано с обеспечением её необходимого качества.

По данным ВОЗ, около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. В мире 2 млрд. человек имеют хронические заболевания в связи с использованием загрязнённой 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 км 3 сточных вод, которые делают непригодными около 7 тыс. км 3 воды.

Основными направлениями решения экологических задач являются: внедрение безотходных и малоотходных технологий; развитие комбинированных производств, обеспечивающих полное использование природных ресурсов; расширение замкнутых оборотных и бессточных систем водоснабжения.

Помимо изучения литературных источников об экологическом состоянии воды, нас интересовали и практические исследования.

3.1.1 Водородный показатель (рН)

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

Оценивать значение рН можно разными способами.

1. Приближенное значение рН определя ют следующим образом.

В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универ сального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют рН:

розово-оранжевая — рН около 5;

Можно определить рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

Наиболее точно значение рН можно определить на рН-метре или по шкале набора Алямовского.

Анализ вод рек и водопровода показал, что РН колеблется примерно от 7,5 до 8,5

Концентрация хлоридов в водоемах — источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л (приложение 1).

В водах рек Урал и Чаган хлоридов содержится немного, не более 10 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 с приближенной количественной оценкой проводят следующим образом. В пробирку отбирают 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10 %-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению.

Качественное определение сульфатов с приближенной количественной оценкой проводят так. В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5%-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути концентрация сульфат-ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, проявляющейся не сразу, а через несколько минут, 5-10 мг/л; после добавления хлорида бария, -10-100 мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат-ионов (более 100 мг/л).

Образуются хлопья, но осаждаются не сразу

Образец воды Характеристики полученного раствора

Из реки «Урал» Раствор мутный, много осадка в виде хлопьев.

Их реки «Деркул», «Чаган» Раствор мутный, осадка почти нет

Водопроводная Раствор почти прозрачный, осадка нет

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоемов хозяй ственно-питьевого назначения) после ее хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60 °С. Характер и интенсивность запаха определяют по предлагаемой методике.

Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды — от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т. п.) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т. п.

Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 60°С по 5-балльной системе.

Запах воды следует определять в помеще нии, в котором воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.

Мокрой щепы, древесной коры

Прелый, свежевспаханной земли, глинистый

Не подходящий под предыдущие определения

Интенсивность запаха воды

Отсутствие ощутимого запаха

Запах, не поддающийся обнару жению потребителем, но обна руживаемый в лаборатории опытным исследователем

Запах, не привлекающей внима ния потребителя, но обнаружи ваемый, если на него обратить внимание

Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением

Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду не пригодной для питья

Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья

3.1.4 Определение жёсткости воды

1. Мерным цилиндром налить 10 мл исследуемой воды в коническую колбу.

2. Наполнить бюретку мыльным раствором, добавить 1 мл
мыльного раствора в колбу. Если не образуется пена, добавить ещё
несколько мл раствора мыла. Продолжать добавлять мыльный раствор,
пока не образуется устойчивая пена (она должна держаться не менее
30 секунд).

Записать объем мыльного раствора, необходимого для образования устойчивой пены с 10 мл исследуемой воды.

Ополоснуть колбу, повторить действия 1-3.

Жесткость воды наших проб расположена в следующем порядке: «Урал», «Чаган», «Деркул», «водопроводная».

Для определения цветности воды нужны стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зелёный, серый, жёлтый, коричневый) – показатель определённого вида загрязнения.

Для определения прозрачности воды используют прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливают воду, подкладывают под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливают воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряют высоту столба оставшейся воды линейкой и выражают степень прозрачности.

Прозрачность воды наших проб расположена в следующем порядке: «водопроводная», «Урал», «Чаган», «Деркул».

3.1.7 Качественное обнаружение катионов тяжёлых металлов

В пробирку с пробой воды вносят по 1 мг 50 %-ного раствора уксусной кислоты и перемешивают. Добавляют по 0,5 мл 10 %-ного раствора дихромата калия, при наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает желтый осадок хромата свинца. Пробирку встряхивают и через 10 мин приступают к определению. Содержимое пробирки рассматривают сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикрывают со стороны света картоном.

Свинец в наших пробах не обнаружен или имеется в небольших количествах (мы не смогли зафиксировать).

В фарфоровую чашку помещают 3-5 мл исследуемой воды, осторожно выпаривают досуха и наносят на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии ионов Сu 2+ .

4. Результаты исследований и выводы.

Мы исследовали качества питьевой воды по следующим показателям:

Прозрачность воды зависит от некоторых факторов: количества взвешенных частиц или ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается.

Запах обусловлен наличием в воде пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путём и со сточными водами.

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

Определение хлоридов и сульфатов. Концентрация хлоридов в водоёмах – источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л. много хлоридов попадает в водоёмы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Этот показатель весьма важен при оценке санитарного состояния водоёма.

Качественное обнаружение катионов тяжёлых металлов. Обнаружение свинца. Обнаружение меди.

Жёсткость воды определяется объёмом мыльного раствора, требующегося для образования устойчивой пены.

По результатам исследований мы видим, что в г.Уральске существует проблема улучшения качества питьевой воды.

Образуются хлопья, но осаждаются не сразу. Концентрация ионов хлора составляет 50-100 мг/л, что выше нормы.

Сильная, быстро оседающая муть, что свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат-ионов (более 100 мг/л).

5. Наличие ионов тяжёлых металлов:

На наличие катионов свинца указывает слабая жёлтая окраска раствора.

Появляется характерное фиолетовое окрашивание – ионы меди присутствуют.

Вода жёсткая не даёт пены с мылом.

Несмотря на то, что вышеописанный эксперимент был проведен только на базе дорожно- транспортного колледжа, он дал ощутимые результаты. Обследовав территорию города, мы определили, что является основными источниками загрязнения его .

Из беседы с врачом поликлиники №2 г. Уральска Хорошкиной Т.А.:В нашем городе круг проблем экологии необычайно расширился, что привело к росту таких заболеваний, как мочекаменные и желчекаменные.

Заболевания, возникающие при токсичном воздействии химических элементов и субстанций, находящихся в питьевой воде.

Заболевания пищеварительного тракта:

в) функциональные расстройства

Мышьяк, бериллий, бор, хлороформ, динитрофенолы

а) повреждение сердечной мышцы

б) нарушения функционирования сердца

в) сердечно-сосудистые изменения

Бор, цинк, тетрахлорэтилен, фтор, медь, свинец, ртуть

Галоформы, тригалометаны, альдрин (инсектицид) и его производные

Мышьяк, альдрин и его производные, бор, бериллий, хлор, хлорированные фенолы, хлорнафталины, хром, TRI, динитрофенолы, детергенты, фтор, кобальт, никель, продукты дистилляции нефти (масла), пластмассы, ртуть, циклические ароматические углеводороды (ЦАУ)

Хлор, магний, бензол, хлороформ, тетрахлорид углерода, тяжёлые металлы

Нитраты, нитриты, азиды, хлораты, перхлораты, тетрахлорид углерода, динитрофенолы, фенол

Гипофункция щитовидной железы

Несварение желудка и кишок

Фтор, детергенты, кремний, медь

Злокачественные опухоли почек

Мышьяк, некоторые галоформы

Злокачественные опухоли мочевого пузыря

Злокачественные опухоли лёгких

Злокачественные опухоли кожи

Мышьяк, бензопирен, продукты дистилляции нефти (масла), некоторые ЦАУ

Злокачественные опухоли печени

Мышьяк, ДДТ, некоторые галоформы

Злокачественные опухоли желудка

Из слов врача- терапевта Хорошкиной: «Причиной увеличения с каждым годом этих заболеваний является состояние воды, оно неудовлетворительное.

В ней находится большое количество железа, минералов и вредных для человека микроорганизмов, которые придают воде неприятный запах. Каждый год берутся образцы воды и отвозятся в лабораторию. Однако нашей больнице результатов не предоставляют. Состояние нашего города ужасное, так как дороги не ремонтируются, мусор не убирается вовремя, отсутствуют мусорные баки и не озеленяется город. Везде грязь, пыль, переполненные мусорные контейнеры, расположенные вблизи детского сада и жилых домов могут привести к кишечным инфекциям, различным отравлениям.

Рекомендуем жителям использовать фильтры для очистки питьевой воды, так как кипячением нельзя добиться удаления ионов тяжелых металлов.»

Цель, поставленная вначале нашего исследования, была достигнута: привлекли внимание общественности и всех жителей к проблеме очистки питьевой воды, выпустили экологическую листовку .

Наша жизнь и наше будущее

Зависят от каждого из нас,

И надо действовать сегодня,

Пусть это будет посаженное вашими руками дерево.

Или незагубленный уголок природы.

Вовремя потушенный пожар или костёр.

Заботливо расчищенный ручеёк.

Защищенные гнёзда и муравейники.

Сохранность природы зависит от нашей культуры, нравственности и милосердия.

Помните, что брошенная вами бумага может пролежать 2 года, металлическая банка – 80-90 лет, пакет – 90-120 лет, стекло – практически вечно.

Давайте не будем загрязнять наш Дом – нашу планету!

Конечно, по результатам нашей работы сложно судить о полном объёме загрязнений в городе. Однако мы считаем, что начало положено и следующим шагом в решении этой проблемы будет не только просветительская работа среди населения, но и проведение конкретных мероприятий по улучшении экологии города, таких как воспитание чувства ответственности каждого гражданина за свой дом по имени Земля.

Белова И. Охрана окружающей среды. Учебник для технических ВУЗов. – 1991.

Журнал «Химия в школе». № 3, 4. – 2004.

Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Школьный практикум «Следим за окружающей средой нашего города». – М.: Изд.-во Владос, 2001.

Фадеева Г.А. Химия и экология. – Волгоград, 2003.

Ширшина Н.В. Проектная деятельность учащихся. Химия. – Волгоград: Изд.-во Учитель, 2007.

Яшин А.Л., Мелуа А.И. Уроки экологических расчётов. – М.: Изд.-во Мысль, 1991.

источник