Экзаменационный реферат по экологии
Выполнила: ученица 11Б класса Лапшина Анна
МОУ «лицей №43»
Саранск, 2005 год
Введение
Мы привыкли к воде, как привыкают к самым обычным явлениям - ведь она всегда с нами: в быту, на работе, в природе. Широкая распространенность воды породила представление о ней как о весьма простом веществе. Сейчас уже никто этого не скажет.
Вода - совершенно необыкновенное вещество. Прежде всего, потому, что это самое известное и вместе с тем самое загадочное явление. О воде, знакомой человеку с колыбели, написаны бесчисленные монографии и книги; ученые и сейчас продолжают изучать ее свойства. И, тем не менее, трудно найти другое вещество, в котором было бы спрятано столько труднообъяснимых качеств.
Проблема охраны воды в современном мире крайне обострилась, причиной тому послужило неразумное использование водного пространства человеком (например, утилизация различных отходов). Меня в данном вопросе заинтересовало, главным образом, качество потребляемой нами воды, хоть досконального анализа воды я и не проводила, тем не менее моего эксперимента по выращиванию огурцов вполне хватило для того, чтобы сделать определенные выводы о качестве воды нашей страны.
Цели работы
1. Изучение свойств рассматриваемых объектов:
1.1 воды (святой, кипяченой (остуженной), водопроводной, питьевой)
1.2 огурцов сорта «Конкурент»
2. Проведение эксперимента по проращиванию огурцов
3. Получение результатов эксперимента
1.Литературный обзор
1.1 Вода, ее характеристики
1.1.1Физические свойства воды
1. Вода - эта бесцветная и безвкусная жидкость, которая обладает совершенно уникальной способностью образовывать необыкновенную прочную поверхностную пленку. Более того, установлено, что чем чище вода, тем сильнее растет ее поверхностное натяжение. Так, способность воды к "смачиванию" за счет высокого поверхностного натяжения обуславливает так называемые капиллярные явления - подъем воды на значительную высоту по тончайшим трубочкам-капиллярам. Такими капиллярными каналами пронизана почва, что позволяет грунтовым водам подниматься вверх к корневой системе растений. Капиллярные силы позволяют растениям в период вегетации "выкачивать" из каждого гектара почвы тысячи тонн влаги.
2. Температурные характеристики
Вода, как все вещества в природе, при охлаждении от +1000C до +40C уменьшается в объеме. При дальнейшем охлаждении до 00C ее объем увеличивается. Такое свойство типично только для воды. Ученые объясняют это тем, что при понижении температуры от 40C до 00C происходит перестройка ее внутренней структуры, жидкость превращается в лед, т.е. в кристалл, где молекулы образуют своеобразную решетку. При замерзании объем воды возрастает примерно на 11%. В связи с этим ее замерзание в замкнутом пространстве приводит к возникновению избыточного давления.
Этим объясняют разрушительную силу замерзающей воды в замкнутых пустотах, трещинах горных пород, откалывающую подчас многотонные глыбы и дробящую их в дальнейшем на мелкие осколки. С увеличением давления температура замерзания воды уменьшается. Эта зависимость у воды аномальна: у других веществ, наоборот, с ростом давления температура замерзания повышается. Подобная аномалия воды очень важна. Даже без учета растворенных в ней солей вода на больших глубинах не замерзает, причем при температуре -30C это не случается даже на глубине около 4 тыс. м.
3. Плотность воды
Так как максимальная плотность воды наблюдается при 40C, то лед оказывается легче воды и поэтому плавает на ее поверхности. Если бы этого не происходило, то водоемы и водотоки промерзали бы зимой до самого дна, что было бы катастрофой для всего живого в них.
4. Теплоемкость
Теплоемкость воды в 3.3 тыс. раз выше теплоемкости воздуха. Иными словами, нагревая 1л. воды и 1л. воздуха на 10C, мы в первом случае затратим в 3.3 тыс. раз больше энергии, чем во втором. Климатическое значение этой аномалии трудно переоценить. Высокая теплоемкость делает воду главным аккумулятором солнечной энергии и распределителем ее на планете. Морские течения переносят тепло, накопленное летом в морях и океанах, из южных в северные районы земного шара, прогревая по пути воздух и воду, смягчая и выравнивая климат в этих широтах.
5. Растворитель
Являясь хорошим растворителем, вода сохраняет свою инертность. Благодаря этому свойству, живые организмы получают питательные важнейшие вещества в растворах в малоизмененном виде.
В воде могут растворяться твердые, жидкие и газообразные вещества. Абсолютно нерастворимых в воде веществ в природе нет: в ничтожных количествах этому процессу подвержены даже такие элементы, как серебро, золото, гранит, базальт и др.
В естественных условиях практически невозможно представить чистую воду. Она всюду обогащена примесями различных веществ. Дождевая вода имеет примеси веществ, находящихся в атмосфере. В воздухе над морями и океанами содержатся соли, характерные для морской океанической воды. Вода рек и озер обогащена частицами поверхностной почвы и горных пород.
По количеству ионов солей природные воды делятся на пресные, минерализация которых не превышает 1г/л; минерализованные, содержащие от 1 до 50 г/л минеральных солей, и рассолы, в которых отмечено свыше 50 г/л минеральных солей.
Пресные воды, в свою очередь, подразделяются на слабоминерализованные (до 200 мг/л растворенных солей), среднеминерализованные (200-500 мг/л) и сильноминерализованные (свыше 500 мг/л).
Общим для поверхностных вод озер и рек является тот факт, что основным компонентом растворимых солей является гидрокарбонат кальция, в меньшей степени - гидрокарбонат магния. Из анионов в существенно меньших количествах присутствуют хлориды, сульфаты и силикаты, а также нитраты, нитриты и карбонаты. Из катионов - натрий и аммоний.
По содержанию ионных примесей определяется классификация природных вод. Наиболее часто встречаются воды: гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные.
1.1.2 Химические свойства воды
Необыкновенность физико-химических свойств молекул воды основана на их способности изменять структуру водородных связей.
Водородная связь - сила притяжения, возникающая между атомом водорода и электроотрицательными атомами, способными притягивать электроны, например, атомы кислорода, фтора, хлора. Атом кислорода в молекуле воды оттягивает от связанных с ним химической связью двух атомов водорода, валентные электроны и приобретает небольшой отрицательный заряд, а каждый атом водорода - небольшой положительный заряд. Возникший положительный заряд атома водорода притягивается к неподеленной паре электронов атома кислорода соседней молекулы воды. Эти силы притяжения, или водородная связь, удерживают соседние молекулы воды в непосредственной близости друг от друга. Водородная связь намного слабее обычной ковалентной связи, но она обусловливает многие аномальные, т.е. отклоняющиеся от общих закономерностей, свойства воды.
Эти связи легко разрушаются и быстро восстанавливаются. Между молекулами воды осуществляется интенсивное взаимодействие, в результате которого происходит быстрое изменение структурной решетки. Этим отличается структура молекул воды от других веществ, например, от твердых кристаллических тел, у которых существует устойчивая структурная решетка.
Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода - H2O. Все казалось бы просто. Но на самом деле есть 42 сочетания этих атомов в молекуле воды, и девять из них - устойчивы. Значит, обычная вода состоит из смеси девяти видов воды, имеющих различные свойства.
1.1.3 Характеристика видов воды
Кипяченая вода
Многие думают, что достаточно воду прокипятить и ее можно безбоязненно использовать для питья. Это не совсем так. Кипячение не уничтожает всех микробов, не говоря уже о тяжелых металлах, пестицидах, гербицидах, нитратах, феноле и нефтепродуктах. Поэтому для очищения воды кипячения ее, увы, недостаточно. Кроме того, на стенках чайника после кипячения оседают полезные соли кальция и магния.
При кипячении уничтожаются содержащиеся в воде бактерии и уменьшается содержание легколетучих компонентов. Однако при этом из-за выкипания воды происходит увеличение концентрации нелетучих примесей. Поэтому кипяченая вода может быть ничуть не лучше "сырой".
Водопроводная вода
Многим знакома проблема «мутной водопроводной воды». Да к тому же чаще всего эта муть сопровождается не очень приятным вкусом. В чем же тут дело?
Мутность воде обеспечивают присутствующие в ней нерастворимые примеси. Теперь прибавьте к этой мутной жидкости хлор, и Вы получит напиток достаточно противного вкуса. Другими словами, воду из-под крана.
В большинстве случаев мы имеем дело с хлорированной водой, а хлор далеко не безвр
Питьевая вода
«Живая» вода – это природная вода, не прошедшая искусственной отчистки. «Мертвая» вода - это искусственно отчищенная вода – бутылированная.
Бутылированная вода (и импортная, и отечественная) – это, как правило, самая обычная водопроводная вода, прошедшая очистку (кроме минеральной воды из природных источников).
Любое искусственное очищение насыщает воду канцерогенными и другими остаточными веществами вредными для здоровья человека. Питьевая вода известных марок, как правило, производится путем искусственной очистки ключевой или водопроводной воды.
Святая вода
Церковь учит, что освященная вода есть образ благодати Божией: она очищает верующих "от духовных скверн, освящает и укрепляет их к подвигу спасения в Боге". При крещении младенца трижды окунают в святую воду, а если это подросток или взрослый человек - то троекратно подвергают омовению голову и плечи. Святая вода в этом таинстве, "омывая греховные нечистоты, обновляет и возрождает человека к новой жизни во Христе".
Освящают храмы и предметы богослужения, дома, корабли и иные средства передвижения, бытовые предметы. Святая вода обязательна при богослужениях, молебнах и крестных ходах. А в быту святую воду, принесенную из церквей и соборов в дни церковных праздников (особенно в Крещение - 19 января), бережно хранят, причащаясь ею с молитвой во время болезни.
"Освященная вода, - писал святитель Димитрий Херсонский, - имеет силы к освящению душ и тел всех, пользующихся ею". Она, "приемлемая с верой и молитвой, врачует наши телесные болезни". Считается, что святая вода отгоняет злых духов и гасит пламя страстей - вот почему ею окропляют жилище и вещи.
Но откуда все пошло изначально? Говорят, что святая вода появилась раньше христианства, и о ней говорится уже в начале Ветхого Завета.
1.2 Биологическая характеристика объекта исследования
Объект исследования – огурцы сорта «Конкурент».
Вид – Огурец посевной
Род – Огурец
Семейство – Тыквенные
Класс – Двудольные
Отдел – Цветковые
Царство – Растения
Надцарство – Эукариоты
Империя - Клеточные
Сорт скороспелый, пчелоопыляемый, засолочный, пригоден для выращивания в летних посевах. Зеленец овально-цилиндрической формы, крупнобугорчатый, высоких вкусовых и товарных качеств, длина 9 - 12 см, масса 70 - 100 грамм. От всходов до первого сбора 45 - 50 дней. Ценность сорта - в устойчивости к поражению бактериальной пятнистостью и мучнистой росой, особенно при летних посевах.
Огурцы стоят в одном ряду с томатами среди наиболее популярных овощных культур. Они вкусны, ароматны, обладают диетическими свойствами, способствуют хорошему аппетиту. Огурцы имеют немаловажное лечебное значение, так как богаты ферментами, витаминами, минеральными солями, способствуют растворению почечных камней, устранению подагрических опухолей, предупреждают атеросклероз.
Выращивают огурцы в открытом и закрытом грунте. Свежие огурцы можно получать почти круглый год: в зимне-весенний сезон - в отапливаемых теплицах, весенне-летний - в теплицах, а также в парниках и малогабаритных пленочных укрытиях, сооружение которых вполне доступно каждому огороднику-любителю.
2. Экспериментальная часть
2.1 Цели эксперимента
Определить:
1. Как влияет природа воды на всхожесть семян
2. Сколько времени требуется на прорастание семян в разных водах
3. Какой процент всхожести семян в разных водах
2.2 Описание методики эксперимента
В четыре одинаковых блюдца помещаются по 15 семян огурцов одного сорта.
Семена помещаются в воду №1 - водопроводную («сырую»)
№2 - Святую
№3 - кипяченую
№4 - питьевая
Семена находятся в одинаковых условиях: температура, давление, свет, влажность.
Добавление воды происходит каждый день (около 16 часов дня).
Показания снимались в одно и тоже время (каждый день).
2.3 Результаты эксперимента
Начало эксперимента –14.05.2005.
«Проклевываться» семена начали только на 4 день после начала эксперимента (кроме тех, что были в Святой воде (см. таблицу)). Рекордсменами по «проклевыванию» в этот день оказались Святая и питьевая воды (по 11 семян из 15), а вот меньше всего повезло семенам, находящимся в кипяченой воде – всего 4 семечка.
В среду на первое место «вырвалась» Святая вода – 13 семян. И как ни странно за ночь в кипяченой воде «проклюнулось» целых 8 растений. Своего апогея (15 из 15) Святая вода, как и кипяченая (14 из 15), достигла в четверг.
В таблице №1 приведены данные о прорастании семян в разных водах.
Таблица №1
Зависимость прорастания семян от природы воды
| День проверки | «сырая» вода №1 | Святая вода №2 |
кипяченая вода №3 |
питьевая вода №4 |
| 1 | --- | --- | --- | --- |
| 2 | --- | --- | --- | --- |
| 3 | --- | 5 | --- | --- |
| 4 | 10 | 11 | 4 | 11 |
| 5 | 10 | 13 | 12 | 11 |
| 6 | 11 | 15 | 14 | 12 |
| День проверки | «сырая» вода №1 | Святая вода №2 |
кипяченая вода №3 |
питьевая вода №4 |
| 7 | 12 | 15 | 14 | 13 |
| 8 | 12 | 15 | 14 | 13 |
| 9 | 12 | 15 | 14 | 13 |
| 10 | 12 | 15 | 14 | 13 |
Набухать семена начали только на 6 день (2 в Святой воде, 2 в кипяченой и 1 в питьевой).
В таблице №2 приведены проценты всхожести семян в разных водах, которые высчитывались по следующей формуле:
%вс = (количество проросших семян)/(общее количество семян в чашке)*100%
Таблица №2
Процент всхожести семян в разных средах
| «сырая» вода | Святая вода | кипяченая вода | питьевая вода | |
| % всхожести семян | 80 | 100 | 94 | 87 |
3. Выводы
1. Несмотря на то, что свойства Святой воды еще не изучены, можно все-таки говорить о том, что они действительно поразительны, потому что именно в этой воде семена огурцов начали «проклевываться» раньше других, и процент всхожести у них равен 100%.
2. Хотя в кипяченой воде и происходит увеличение концентрации нелетучих примесей, положительные моменты кипячения все-таки «перевесили». Благодаря уничтожению, за счет кипячения, содержащихся в воде бактерий и уменьшению содержания легколетучих компонентов кипяченая вода оказалась более «плодовитой», чем питьевая и, тем более, водопроводная. Это говорит о «качестве» «очищенной» питьевой воды, продающейся в нашей стране, а так же о качестве водопроводной системы нашего города.
3. Как оказалось быстрота прорастания семян практически не зависит от качества воды, хотя из таблицы №1 можно сделать вывод о том, что природа Святой воды оказывает более благоприятное воздействие на живой мир, нежели какая-нибудь другая вода.
4. А вот процент всхожести все-таки зависит от качества воды, в отличие от быстроты прорастания семян. Самой «плодовитой» водой, как выяснилось, оказалась Святая вода, на втором месте – кипяченая, на третьем – питьевая, а последнее место заняла водопроводная, «благодаря» которой «проклюнулось» всего 80% семян из 100%.
Список литературы
1.www.vodabaikala.ru
2.www.aquaphor.ru
3.www.astroguide.ru
4. www.armnet.ru
5.www.inauka.ru
6. Энциклопедия «Я познаю мир. Экология» А.Е.Чижевский
7. Физика 7кл. А.В.Перышкин
8. Химия 8кл. Г.Е.Рудзитис