Научно-практическая конференция
«Человек на Земле»
___________________________________
городской экологический марафон – 2010
Оценка качества воды озера Первое г. Челябинска
по некоторым физико-химическим показателям
(НАПРАВЛЕНИЕ: ЧИСТАЯ ВОДА)
Авторы:
Малышенкова Елена Михайловна,
г.Челябинск, лицей №102, класс 10
Научные руководители:
Цейзер Н. М., к.с/х.н., доцент ЧелГУ,
Баркан О. Ю., преподаватель высшей категории МОУ лицея № 102 г. Челябинска
Челябинск- 2010
Содержание
Введение ______________________________________________________________3
I. Литературный обзор_______________________________________________3
1.1 Краткая характеристика озера Первое г. Челябинска_______________________3
1.2 Физические показатели_______________________________________________4
1.3 Химические показатели_______________________________________________4
II. Экспериментальная часть___________________________________________8
2.1 Основные методы определения физико-химических показателей качества воды водоема_____________________________________________________________________8
2.1.1 Методы определения физических показателей__________________________8
2.2.2 Методы определения химических показателей_________________________9
III. Результаты и их обсуждение_______________________________________12
Заключение__________________________________________________________15
Библиографический список____________________________________________16
Введение
Современный уровень урбанизации выявил множество проблем, от которых зависит жизнедеятельность городского населения, прежде всего, обеспеченность важнейшими природными компонентами: чистый воздух, чистая вода.
Город Челябинск – сложный природно-территориальный комплекс, находящийся в окружении нескольких природных водоисточников, таких как озёра Первое, Второе, Смолино, которые используются человеком не один десяток лет. Качество этих природных вод зачастую определяют качество жизни городского населения.
Учитывая важность данной проблемы, мы выдвинули следующую гипотезу: озеро Первое, находящееся в черте города Челябинска, испытывает антропогенное воздействие: сточные воды с ТЭЦ, сельскохозяйственная деятельность коллективных садов. Мы предполагаем, что некоторые физико-химические показатели данного водоисточника изменяются в ходе деятельности человека, и мы предприняли попытку выяснить характеристики воды для возможности использования озера в хозяйственных и рекреационных (рыбалка, отдых на берегу) целях в осенний период.
В связи с острой потребностью освоения территории Южного Урала (развития промышленности и сельскохозяйственного производства) возникла необходимость в интенсификации водного хозяйства, которое призвано решать две основные проблемы – покрытие дефицита водных ресурсов и обеспечение населения и объектов народного хозяйства водой нормативного качества. К физико-химическим показателям качества воды относят температуру, вкус, запах, цветность, мутность, прозрачность, реакцию среды, содержание некоторых химических элементов.
Для оценки качества воды в водоеме существует эколого-санитарная классификация качества поверхностных вод суши, в которой выделяется пять классов качества воды.
Целью работы является определение некоторых показателей качества воды западного побережья озера Первое в осенний период.
Объект исследования: озеро Первое г.Челябинска, западная часть со стороны «Учительских садов».
Предмет исследования: некоторые физико-химические показатели качества воды озера Первое.
В связи с поставленной целью выполнялись следующие задачи исследования:
1. Представить характеристику озера Первое и основных физико-химических показателей качества воды.
2. Провести анализ некоторых показателей качества воды озера Первое вблизи «Учительских садов».
3. Определить класс качества воды озера Первое вблизи «Учительских садов» согласно эколого-санитарной классификации.
I. Литературный обзор
1.1 Краткая характеристика озера Первое г. Челябинска
Первое озеро расположено на восточной окраине Челябинска. Вместе с озерами Второе и Шелюгино входит в систему технологических водоемов. Площадь 18,7 км2, объем 145 млн.м3, глубина максимальная 10,5 м, средняя 7,7 м. Котловина озера полуэллипсоидная. Берега ровные, слабоизрезанные; западные и северо-западные относительно высокие. Островов нет. Дно выстлано плотными заилистыми песками. Первое озеро по происхождению является карстовым: равнинное озеро Зауралья на границе Зауральской возвышенной равнины с Западно-Сибирской низменностью.
В естественном состоянии озеро имело незначительные размеры, было соленым, в засушливые годы высыхало до дна. Доля сточных вод в водном балансе достигает 86%. Из озера производится водозабор на технические нужды (ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ЧМК, ЧТПЗ и др.). В связи с застройкой северо-восточного района Челябинска возросла рекреационная значимость озера. Популярность озеру среди горожан придают многочисленные песчаные пляжи, обилие рыбы (в озере водятся окунь, плотва, ерш, карась, пелядь).
В 1930-е годы в озеро Первое начали сбрасывать промышленные стоки. Сейчас озеро принимает стоки ЧТЗ, Челябинской ТЭЦ-2, завода ЖБИ и завода шлифовальных изделий; оно используется как доразбавитель недостаточно очищенных стоков. Доля сточных вод в водном балансе достигает 86 %. Вдоль западного и восточного побережья озера Первое располагаются многочисленные садовые участки.
1.2 Физические показатели
1. Температура воды
Температура воды зависит от местоположения источника и подвержена значительным колебаниям. Большинство источников водоснабжения имеет определенный диапазон колебания температуры, обусловленный климатическими условиями. Наиболее благоприятная температура питьевой воды 7-12°С.
Годовые и суточные изменения температуры воды на поверхности и глубинах определяется количеством тепла, поступающего на поверхность, а также интенсивностью и глубиной перемешивания. На мелководье амплитуда колебаний температуры воды близка к перепаду температуры воздуха.
Температура вода – важнейший фактор, влияющий на протекающие в водоеме физические, химические, биохимические и биологические процессы, от которого в значительной мере зависят кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения. Значения температуры используют для вычисления степени насыщения воды кислородом, различных форм щелочности, состояния карбонатно-кальциевой системы, при многих гидрохимических, гидробиологических, особенно лимнологических исследованиях, при изучении тепловых загрязнений [1].
2. Запах воды
Запах воды вызывают летучие пахнущие вещества, поступающие в воду в результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при биохимическом разложении органических веществ, при химическом взаимодействии, содержащихся в воде компонентов, а также с промышленными, сельскохозяйственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.
В соответствии с происхождением запахов их делят на естественные и искусственные. Естественные запахи рыбный, гнилостный, болотный, плесневый и др.) возникают в результате жизнедеятельности водных организмов, а также при разложении органических веществ.
Искусственные запахи (фенольный, хлорфенольный и др.) появляются при загрязнении источников сточными водами. Определение запаха проводится при температуре воды 20°С и при подогреве до 60°С. При этом дается качественная и количественная характеристика.
Определение запаха проводится органолептически.
Количественно запах воды измеряется интенсивностью, которую оценивают по пятибалльной шкале (таблица 1):
Таблица 1
Оценка интенсивности запаха
| Балл | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Интенсивность запаха | Никакого | Очень слабый | Слабый | Заметный | Отчетливый | Очень сильный |
Интенсивность запаха воды должна быть не более 2 баллов при 60°С.
На запах воды оказывают влияние состав содержащихся в ней веществ, температура, значения рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая обстановка, гидрологические условия и т.д. [1].
3. Мутность воды
Грубодиспергированные примеси (частицы диаметром более 100 нм) обусловливают мутность воды. Она может вызываться присутствием таких неорганических частиц, как песок и глина, и некоторых органических компонентов, например продуктов распада растительных и животных организмов. Мутность присуща водам поверхностных водоемов с достаточно высокой скоростью течения. Величина мутности зависит от характера питания водоема, свойств береговых пород, климатических и погодных условий. Максимальные значения мутности воды наблюдаются в предпаводковый период и во время паводка. Мутность воды достигает при этом тысячи мг/л и более [1].
4. Прозрачность воды
Воды, содержащие незначительное количество взвешенных частиц, прозрачны. И поэтому качество таких вод характеризуется величиной обратной мутности, - прозрачностью. Прозрачность (или светопропускание) природных вод обусловлена их цветом и мутностью, т.е. содержанием в них различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ. Прозрачность воды выражается высотой столба воды, через который просматривается «крест» (толщина линий 1 мм), нанесенный черной краской на белую фарфоровую пластинку (метод определения прозрачности «по кресту»), или шрифт определенного размера и типа (как правило, шрифт средней жирности высотой 3,5 мм), различаемый на белой бумаге (определение «по шрифту»). Вода, идущая для хозяйственно-питьевого водоснабжения, должна иметь прозрачность «по кресту» не менее 300 см и «по шрифту» не менее 30 см. Также мерой прозрачности служит высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в водоем белую пластину определенных размеров (диск Секки). Результаты выражаются в сантиметрах с указанием способа измерения.