в водных растворах. В растворах же протекает большинство технологических процессов на предприятиях химической промышленности.
Проблема: загрязнение вод на планете вследствие кислотных дождей, выбросов промышленных отходов, человеческого фактора.
Цель: выявить влияние промышленных предприятий и населения города на качество воды в реке Осколец.
Гипотеза. Река Осколец имеет химические загрязнения, т.к. в ее районе находятся такие предприятия как ЛГОК, ОЭМК, СГОК, Цементный завод, которые могут оказывать неблагоприятное влияние на качественный состав воды. Объект исследования: речная вода р. Осколец.
Предмет исследования: пробы воды, взятые в районе улицы Новосельской (проба №1), городского пляжа (проба №2) и в районе улицы Воронежское шоссе (проба №3).
Место и сроки проведения исследования: сентябрь 2011 года, район улицы Новосельской, городского пляжа и улицы Воронежское шоссе
Задачи
• Изучить источники информации по проблеме темы исследования, выявить нормы химического состава воды
• Проанализировать состояние вод рек Белгородской области
• Используя методики исследования, определить мутность, прозрачность, запах воды, содержание в ней азотсодержащих солей, нитритов, хлоридов, железа и ее кислотность.
• Проанализировать состояние воды реки Осколец в осенний период, доказать или опровергнуть выдвинутую гипотезу
Методы исследования: анализ, синтез, наблюдение, эксперимент (определение органолептических свойств воды (определение прозрачности воды, определение запаха воды) и гидрохимических (выявление наличия нитритов, хлоридов, железа, азотосодержащих солей, определение жёсткости воды, кислотности воды).
Вода – одно из необходимых условий жизни на нашей планете, поэтому каждое, из того что нас окружает, создаёт себе всё более усложнённые приспособления к потреблению водных ресурсов, тем самым, доказывая непригодность бытия без этой составляющей нашей жизни. Все приспособления у живых организмов, независимо от их уровня организации, связанны с условиями потребления воды.
Белгородская область принадлежит к числу маловодных регионов России, т.к. поверхностными водами рек, ручьев, озер, водохранилищ, прудов и болот занято около 2% территории области.
Водные ресурсы области нуждаются в постоянном контроле качества воды. Гидрохимическое исследование воды по таким показателям, как прозрачность, запах, кислотность (pH), наличие в воде азотсодержащих солей, нитритов, хлоридов, железа, позволяет контролировать уровень загрязнения водотока, так как именно эти свойства воды являются основными

171

экологическими факторами, определяющими разнообразие видов водных растений, животных и их выживание. Река Осколец, как и все водотоки Белгородской области и России в целом, не смотря на то, что является малой рекой, нуждается в постоянном контроле качества воды и охране.
Проведенное нами гидрохимическое исследование воды реки Осколец показало, что все исследуемые показатели находятся в пределах нормы, исключение составило только содержание нитритов в воде в пробах №1 (улица Новосельская) и №3 (улица Воронежское шоссе). Так как нитриты образуются при окислении аммиака под влиянием процессов нитрификации, то наличие их в воде в количестве большем, чем следы, вызывает подозрение на недавнее поступление, в водоисточник или сточных вод, или других отбросов. Следует предположить, что, т.к. в районе этих улиц располагается частный сектор, возможен сброс в реку или складирование рядом с руслом реки отходов домашнего хозяйства (животноводства, растениеводства) жителями района.
Проведенное исследование качества воды в реке показало, что воду в реке на выбранных участках можно считать чистой (район городского пляжа), либо слабозагрязненной (район улиц Новосельская и Воронежское шоссе). Основными источниками загрязнения являются граждане, живущие рядом с рекой.
Для сохранения целостности экосистемы необходимо предотвращать засорения русла реки в пределах города, регулярно производить очистку прибрежной территории, вести постоянный контроль качества воды, контролировать образование несанкционированных свалок в пойме реки, вести разъяснительную работу со школьниками и населением.
Выдвинутая нами гипотеза о том, что река Осколец имеет химические загрязнения, т.к. в ее районе находятся такие предприятия как ЛГОК, ОЭМК, СГОК, Цементный завод, которые могут оказывать неблагоприятное влияние на качественный состав воды, не подтвердилась. По данным нашего исследования можно сделать вывод о том, что все промышленные предприятия ведут четкий контроль над выбросами отходов производства в окружающую среду. Качество воды в реке Осколец можно считать удовлетворительным.

Влияние кислотности среды на активность ферментов слюны

Григорян Анастасия
МБОУ СОШ № 40, г.Воронеж
Руководители: Денисова Н.А., Шацких М.А.

Данная работа выполнена в рамках программы «Здоровье школьника», реализуемой в нашей школе. Программа направлена на повышение ответственности школьников к своему здоровью и пропаганде здорового образа жизни. Работа была выполнена в 2011 – 2012 учебном году.

172

Актуальность. Продукты, разной кислотности, достигающие полости рта, играют ведущую роль в возникновении патологии полости рта. В результате попадания соляной кислоты происходит снижение кислотности смешанной слюны ниже 7,0 рН. Слюна, в норме обогащенная кальцием, фосфатами, содержащая карбонаты, натрий, калий, магний и обладающая щелочными свойствами, при низком значении рН, особенно при значениях 6,2 – 6,0, приводит к очаговой деминерализации эмали зубов с появлением эрозий твердых тканей зубов и образованием в них полостей – кариеса.
Практическая значимость работы заключается в том, что данные нашего исследования были донесены до учащихся, что позволит снизить употребление напитков с высоким значением кислотности, и будет способствовать сохранению здоровья.
Условия действия ферментов слюны – слабощелочная среда и температура 37 градусов по Цельсию.
Результаты работы.
Мы провели анализ продуктов питания (молоко, сок, напитки Спрайт, Кока-кола, Фанта и др.) с помощью индикаторной бумаги и методом потенциометрии.
В результате выполнения работы мы увидели, что продукты, имеющие натуральное происхождение, например молоко, имеют рН близкое к 7, т.е. почти нейтральную среду. Даже кислое молоко имеет не очень кислую среду рН – 5,31.
Напитки, которые чаще всего пьют школьники, имеют кислотность около рН = 3, что пагубно сказывается на здоровье и функционировании многих органах человека, в первую очередь на активности ферментов слюны.
Большинство внутриклеточных ферментов имеют оптимумы pH близ нейтральной точки, а в кислой или щелочной среде их активность значительно ниже; под действием сильных кислот и оснований они необратимо инактивируются.
К амилазам принадлежат амилаза и мальтаза слюны, амилаза, мальтаза, лактаза поджелудочного сока. Благодаря высокой специфичности действия ферментов обеспечивается тонкая регуляция всех жизненно важных процессов, протекающих в клетке и организме.
Ферменты активны только при определенных значениях активной реакции среды (рН). Так, пепсин активен только в кислой среде желудка. Напротив, амилазы активны в слабощелочной среде и теряют свою активность в кислой среде.
Ферменты слюны имеют наибольшую активность в нейтральной и слабощелочной среде, что было подтверждено опытным путём. В кислой среде активность ферментов слюны резко падает. Кислая среда в ротовой полости также способствует разрушению эмали зубов и возникновению кариеса.

173

Нитраты. Определение нитратов в овощах и фруктах

Долбиш Мария, Карпова Мария
МБОУ СОШ № 10 г. Пенза
Руководитель: Лагунова О.В.

Общеизвестно, что самое дорогое у человека – это его здоровье, которое невозможно купить и которое во многом зависит от правильного питания его. Недаром существует пословица: «Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, чем ты болеешь».
Сейчас очень актуальна проблема контроля содержания нитратов в сельскохозяйственных растениях. В какой же овощной продукции могут содержаться нитраты и нитриты в большей или меньшей степени? Этот вопрос и послужил основанием для нашего научного исследования.
Цель работы: обосновать необходимость популяризации сведений о потенциальной опасности избыточного содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции и крупах, приобретенной в магазине и выращенной на дачном участке.
Исследования растительных объектов и круп проводились в кабинете химии на базе средней школы №10.
Для исследования были взяты овощи и фрукты, выращенные на собственном земельном участке: яблоки, тыква, кабачки, картофель, капуста; приобретённые в магазине «Два гуся» (томаты, петрушка и укроп) и на рынке «Арбековский» (лимон, морковь, свекла), а так же манная, гречневая крупы, горох.
Исследования проводились с апреля по декабрь 2011 года.
Обнаружено, что томаты, тыква, яблоко, лимон и лук репчатый не содержат нитратов. Картофель, морковь и кабачки содержали небольшое количество нитратов (окраска синяя, постепенно исчезающая). Капуста, свекла, укроп и петрушка содержат очень большое количество нитратов (окраска тёмно-синяя, быстро наступающая, устойчива). В манной и гречневой крупе нитратов не обнаружено, горох содержит большое количество нитратов (окраска тёмно-синяя, быстро наступающая, устойчива). Употреблять в пищу капусту, свеклу, горох без предварительной обработки не желательно.
Так же мы решили убедиться в том, что в результате замачивания количество нитратов действительно уменьшается. Свеклу, капусту нарезали мелкими кубиками и 2 – 3 раза залили теплой водой, выдерживая по 5 – 10 мин. Горох и зелень замочили в воде на 1 час. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно теплой, и вымываются из гороха и овощей. И в горохе и в овощах количество нитратов уменьшилось. 
1. В ходе выполнения работы нами было собрано и изучено большое количество литературных данных по проблеме содержания и определения нитратов в продуктах питания. Мы выяснили, что содержание их зависит

174

от принадлежности растений к определённым семействам и видам, а также от вносимых удобрений, применяемых средств защиты растений, грамотного чередования культур в севооборотах, поливов и оптимальной густоты посева или посадки для данной группы культурных растений.
2. Нами были изучены специальные методики для определения содержания нитратов и нитритов и проведено исследование на примере местной сельскохозяйственной продукции.
3. Количество нитратов в сельскохозяйственной продукции, реализуемой на территории Пензенской области (овощи ГУП «Тепличный», бахчевые культуры их Астраханской области, крупы Пензенских сельхозпроизводителей) не превышает предельно допустимые нормы и их смело можно употреблять в пищу.
4. На основе полученных данных нами были представлены рекомендации по безопасному употреблению данной сельскохозяйственной продукции.
По результатам работы мы можем рекомендовать людям, заботящимся о своем здоровье, перед употреблением овощей и фруктов для уменьшения количества нитратов в овощах и фруктах необходимо удалять кожуру и другие части растений, в которых накапливаются нитраты в высокой концентрации. Эффективным и доступным способом уменьшения количества нитратов в овощах является их вымачивание в воде в течение 2-х часов. Для снижения содержания нитратов после уборки урожая рекомендуем перед употреблением положить овощи на зимнее хранение, так как в процессе хранения происходит снижение содержания нитратов.
В природе нет абсолютно чистых продуктов питания. Нитраты в окружающей среде были и будут. Все дело в том, сколько накапливается их в продуктах. Нам необходим такой уровень нитратов, который не представляет опасности для здоровья человека.

Сравнение некипяченой и кипяченой водопроводной воды по гидрохимическим показателям и по влиянию на живые организмы

Евстратьева Алина, Саяпина Ольга
ГБОУ СОШ №252, Санкт-Петербург
Руководители: Михеева О.С., Петряшова И.А.

Данная работа посвящена исследованию химического состава и влиянию на живые организмы некипяченой и кипяченой воды. Водопроводная питьевая вода перед подачей потребителям очищается и проверяется на соответствие действующим стандартам, но большинство потребителей считают необходимым проводить дополнительную очистку питьевой водопроводной воды кипячением. Актуальность работы продиктована необходимостью получить

175

подтвержденные с помощью экспериментов факты о необходимости или отсутствии надобности в кипячении водопроводной воды для пищевых целей, для выращивания комнатных растений и поддержания жизнедеятельности организмов в аквариуме.
В процессе работы был изучен теоретический материал о составе питьевой воды; проведен социологический опроса об использовании кипячения водопроводной воды в быту; проведен гидрохимический анализ некипяченой и кипяченой водопроводной воды (источников поверхностного и подземного залегания); проведено биологическое тестирование вод на степень проращивания овса и на жизнедеятельность улиток (planorbarius corneus).
В ходе исследования использовались титриметрический, визуально-колориметрический, турбидиметрический, потенциометрический методы, а также социологический опрос и биотестирование. В ходе работы использовались тест-комплекты фирмы «Крисмас+» и цифровая лаборатория «Архимед».
Результаты исследования:
- При проведении социологического опроса старшеклассников выяснилось, что 97% опрошенных считают кипячение воды необходимым методом очистки воды. 75% учащихся употребляют для питья кипяченую воду, 25% пьют воду из-под крана. 32% опрошенных считают, что кипячение предназначено для уничтожения бактерий.
- Гидрохимических показатели водопроводных вод разного происхождения (поверхностной и подземной) отличаются. Наибольшие отличия наблюдаются в концентрации гидрокарбонат, хлорид анионов и общей жесткости, что подтверждает мнение о большей минерализации вод подземного происхождения.
- Водопроводные воды соответствуют нормативам качества, следовательно, могут использоваться для питья. Единственный показатель, который периодически превышает ПДК – это цветность. Высокая цветность обусловлена наличием ржавчины, причиной которой является состояние водопроводных труб. Следовательно, необходимо для доочистки воды использовать бытовой фильтр.
- Химический состав некипяченой и кипяченой водопроводной воды поверхностного происхождения изменяется несущественно.
- Химический состав некипяченой и кипяченой водопроводной воды подземного происхождения различен. При кипячении воды изменились рН и концентрация следующих ионов: HCO₃^-, СO₃^2-, SO₄^2-, Ca²⁺ + Mg²⁺. Повышение рН может быть обусловлено удалением при кипячении растворенного углекислого газа и уменьшением общей жесткости в результате выпадения осадка CaCO₃.
- Для развития растений наиболее благоприятна поверхностная вода (источник – Нева). Развитие побегов и корневой системы лучше происходит в некипяченой воде. В подземной воде развитие растений происходит хуже. В некипяченой воде прорастание семян и развитие корневой системы лучше,

176

чем в кипяченой. Поэтому нет необходимости поливать растения кипяченой водой.
- Подземные воды более благоприятны для жизни и развития живых организмов. В некипяченой и кипяченой воде микрорайона Красного села Санкт-Петербурга выжили все улитки. В невской некипяченой воде к окончанию эксперимента погибло несколько улиток, в невской кипяченой погибли все улитки.
Проведя исследование, мы пришли к выводу, что в процессе кипячения происходят изменения в химическом составе, но степень изменения зависит от минерализации и состава исходной воды. Минерализация воды оказывает влияние на живые организмы.

Определение солей кальция в молоке

Иванаускайте Гитана, Медведь Екатерина
ГБОУ школа № 430, ЦДТТ «Город Мастеров», Санкт-Петербург
Руководитель: Токмакова Т.Н.

Первой пищей, которую человек получает с момента своего рождения, является материнское молоко. Молоко является полноценным и незаменимым продуктом питания. Кальций является наиболее важным макроэлементом молока. Он содержится в легкоусваеваимой форме и хорошо сбалансирован с фосфором. Содержание кальция в коровьем молоке колеблется от 100 до 140 мг.
Практическая значимость исследования заключается в выборе молока, содержащего наибольшее количество солей кальция, необходимых для здоровья человека.
Цель работы: определить содержание солей кальция в молоке методом комплексонометрического титрования.
Для выполнения данной цели мы поставили перед собой следующие задачи:
1. Ознакомиться с научно-популярной литературой по данной теме и узнать характерные особенности молока, а также влияние кальция на здоровье человека.
2. Познакомиться с негативными последствиями недостатка и избытка кальция.
3. Изучить метод комплексонометрического титрования для определения содержания солей кальция в молоке.
4. Сравнить показатели содержания солей кальция в молоке разных производителей.
5. Сравнить показатели содержания солей кальция в молоке с разной жирностью.

177

6. Дать рекомендации учащимся школы о включении молока в свой ежедневный рацион.
Концентрацию солей кальция в молоке можно установить химическими и физическими методами. Наиболее быстрым и простым является комплексонометрический метод (по А.Я.Дуденкову). Данный метод позволяет контролировать массовую долю общего содержания кальция в молоке.
В результате проведенной работы мы сделали следующие выводы:
1. Мы ознакомились с научно-популярной литературой по данной теме и узнали характерные особенности молока и молочных продуктов, а также влияние молока на здоровье человека.
2. Познакомились с негативными последствиями недостатка и избытка кальция в организме человека.
3. Изучили метод комплексонометрического титрования для определения содержания солей кальция в молоке.
4. Выполнив титрование всех исследуемых видов молока, нами было установлено, что наибольшее содержание кальция в натуральном козьем молоке (78,3566 мг), а наименьшее – в молоке «Lactel», изготовленном во Франции (66,5032 мг).
5. В молоке «Lactel», изготовленном во Франции, жирность составляет всего 1,5%, в то время как в «рекордсмене» нашего эксперимента по содержанию солей кальция – натуральном козьем молоке, жирность выражена более 4%. 6. Дали рекомендации учащимся школы о включении молока и молочных продуктов в свой ежедневный рацион.

Химические методы очистки нефтяных загрязнений

Капустина Наталья
МОУ Викторопольская СОШ Белгородской обл.
Руководитель: Сабодаш Е.А.

Ускорение развития отраслей науки и мирового хозяйства в ХIХ – ХХI веках привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть. Исследование посвящено проблеме удаления нефтяных загрязнений с поверхности тел животных, для которых водная среда является средой обитания. Цель работы – найти оптимальные, дешевые и наиболее доступные способы удаления нефтяных загрязнений с поверхности гидробионтов.
Объектом исследования является нефтяное пятно.
Предметом исследования - химические методы очистки нефтяных загрязнений.

178

Нефть поистине неиссякаемый источник для человека. Сейчас наша жизнь настолько от нефти зависит, что было бы страшно представить ее отсутствие. Широко известна фраза Д.И.Менделеева: «Топить печь нефтью все равно, что топить ее ассигнациями». А американский ученый Ральф Лэпп пишет: «Я считаю варварством сжигание уникального наследия Земли – углеводородов – в форме нефти и природного газа. Сжигание этих молекулярных структур только для получения тепла следует считать преступлением». В настоящее время нефтехимия дает почти четверть всей химической продукции.
Нефть – ценнейшее природное ископаемое, открывшее перед человеком удивительные возможности «химического перевоплощения». Таким образом:
- нефть играет важную роль в структуре экономики многих стран. Нефть – одно из достояний Земли;
- нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет;
- нефть является ценным сырьем для производства многих органических продуктов;
- до сих пор так и нет ни одной правильной версии о происхождении нефти. Нефть остается загадкой до сих пор.
Взаимосвязь окружающей среды и живых организмов очень велика. В последнее десятилетие мы видим глобальное антропогенное воздействие на природу.
Человечество слишком медленно подходит к пониманию масштабов опасности, которую создает легкомысленное отношение к окружающей среде.
За время своего существования и особенно в XX веке человечество ухитрилось уничтожить 70% всех естественных экологических систем на планете. Во многих местах берега сейчас загрязнены и отравлены нефтью из танкеров, нефтепроводов и других устройств. 6% нефтяных загрязнений исходит от людей, которые выливают нефтепродукты в канавы.
Последствия загрязнения опасны, прежде всего, для всех живых обитателей морей и океанов. Первичные критические нарушения в функционировании живых организмов под действием загрязняющих веществ возникают на уровне биологических эффектов: изменяется химический состав клеток, нарушаются процессы дыхания, роста и размножения организмов, возможны мутации и канцерогенез; нарушаются движение и ориентация в морской среде; появляются разнообразные патологии внутренних органов: изменений размеров, развития уродливых форм.
Большинство методов утилизации является физико-химическими, в меньшей степени биологическими: поглощение нефти (нефтяные пятна посыпают абсорбентами, которые затем извлекают вместе с нефтью); затопление нефти (если нефтяное пятно покрыть мелом или гипсом, то оно тонет и идет ко дну); использование буев (сначала пятно окружают такими буями, а затем нефть откачивают оттуда в специальные контейнеры); технология очистки водоемов и почвы от нефтяных загрязнений комплексным методом

179

с применением углеводородокисляющих бактерий; механический способ (операции механического сбора нефтепродуктов, их декантации от воды или почвогрунта и подготовки к утилизации).
Необходимо также разрабатывать новые технологии и методики утилизации загрязнений, в том числе и нефтяных с поверхности водных животных с помощью СМС.
В процессе исследования было изучено большое количество научно-популярной литературы, что позволило выяснить основные методы и технологии очистки нефтяных загрязнений.
Однако, химическим методам очистки нефтяных загрязнений не уделяется должного внимания, поскольку снятие нефтяного загрязнения с оперения птиц и чешуи рыб невозможно физическими и биологическими методами.
Первой задачей исследования было определиться в понимании необходимости и неизбежности увеличения объемов использования нефти и нефтепродуктов на современном этапе. Решению данной задачи посвящена первая глава исследования, где представлены теоретические обоснования происхождения и добычи нефти, а также ее состав нефти и необходимость использования нефтепродуктов на современном этапе.
Для решения второй задачи исследования – изучения методик проведения очистки нефтяных загрязнений – познакомились с анализом последствий глобальных экологических катастроф XX века и только после этого приступили к изучению современных методик борьбы с нефтяными загрязнениями, что и обобщили во второй главе исследования.
Вторая глава исследования подсказала наиболее оптимальный путь удаления нефтяных загрязнений с поверхности меха животных или пера птиц, а именно использование СМС.
В третьей главе раскрыт механизм действия различных СМС по отношению к уменьшению поверхностного натяжения нефти. Выбрали путь, по которому можно определить эффективность использования СМС для удаления пятен, связав его с величиной поверхностного натяжения и, использовав при этом, метод определения поверхностного натяжения по отрыву капли. На основе проведенного исследования пришли к такому выводу: - во-первых, обоснована необходимость использования и увеличения добычи нефти и нефтепродуктов для решения экономических задач на современном этапе; - во-вторых, изучены методики проведения очистки нефтяных загрязнений;
- в-третьих, выявлены наиболее дешевые и безопасные химические методы удаления нефтяных загрязнений с поверхностного покрова водных животных;
- в-четвертых, экспериментальным путем доказана возможность использования различных марок СМС для удаления нефтяных загрязнений.

180

VII Международный конкурс школьных исследовательских работ «Инструментальные исследования окружающей среды»: Сборник тезисов участников

СТРАНИЦЫ: [1-10] [11-20] [21-30] [31-40] [41-50] [51-60] [61-70] [71-80] [81-90] [91-100] [101-110] [111-120] [121-130] [131-140] [141-150] [151-160] [161-170] [171-180] [181-190] [191-200] [201-210] [211-220]  [221-230] [231-240] [241-250] [251-260] [261-270] [271-280] [281-290] [291-300] [301-310] [311-320] [321-330] [331-340] [341-350] [351-360] [361-370] [371-380] [381-390] [391-400] [401-410]

Издания, полные версии