Введение
Актуальность исследования.
Вода, обладая структурной памятью, «повреждается» токсическими веществами, которые ранее были растворены в ней. Эта «память» проходит сквозь любые фильтры. А вот при замерзании воды ее вредоносная структура разрушается, и вода становится безвредной. Эта вода и обладает повышенной жизненной силой. [4]
Талая вода имеет ровную четкую структуру, аналогичную той, что имеет клетка любого организма, поэтому воспринимается организмом как родственный близкий продукт. Попадая в организм, талая вода вытесняет и замещает старые клетки, отработавшие свой потенциал, и таким образом резко ускоряет обмен веществ, способствуя достаточно быстрому росту и развитию организма [5].
О чудодейственной способности талой воды помогать росту растений люди знали еще в глубокой древности. Снег заготавливали весной для полива сада и огорода, в талой воде замачивали семена, на ее основе готовили жидкие подкормки, поливали рассаду и комнатные цветы. Растения буквально на глазах ускоряли рост, развивались крепкими, здоровыми, обладали повышенным иммунитетом к болезням, меньше поражались вредителями и давали более высокий урожай хорошего качества. Данное свойство мы так же решили проверить экспериментально.
Гипотеза: если для выращивания растений использовать талую воду, то жизнедеятельность растений будет активнее.
Цель: Определить влияние качества воды на рост корневой системы репчатого лука.
Задачи:
- Провести физико-химический анализ разных проб воды.
- Изучить влияние разных типов воды на образование корневой системы репчатого лука.
- Провести статистическую обработку результатов исследования.
- Выяснить, какая вода более пригодна для образования корневой системы репчатого лука.
Объект исследования: вода
Предмет исследования: разное качество воды, влияющие на рост репчатого лука.
Практическая значимость: полученные в результате исследования данные помогут быть использованы для создания рекомендаций по выращиванию растений.
1. Общие сведения о воде.
1.1. Обычная вода. Свойства и структура.
Свойства воды резко отличаются от свойств всех известных веществ на Земле. Многие свойства воды объясняются своеобразием строения ее молекулы, самой маленькой из трехатомных молекул. Электронная конфигурация молекулы воды лежит в основе ее особенностей межмолекулярного взаимодействия, осуществляемого водородными связями, которые ответственны за пространственное размещение молекул, благодаря чему вода является жидкостью [1].
Исследуя структуру воды, У. Г. Брэгг придерживался теорий, что формула H2О соответствует водяному пару. Для льда характерны шестичленные кольца бензольного типа, и каждая пара атомов кислорода разделена протонами. [2].
1.2. Талая вода. Свойства и структура.
Талая вода сохраняет температуру 0°C, пока весь лед не растает. Специфика межмолекулярных взаимодействий, характерная для структуры льда, сохраняется и в талой воде, так как при плавлении кристалла разрушается только 15 % всех водородных связей. Поэтому присущая льду связь каждой молекулы воды с четырьмя соседними в значительной степени не нарушается. Таким образом, талая вода отличается от обычной изобилием многомолекулярных групп, в которых в течение некоторого времени сохраняются рыхлые льдоподобные структуры. Но, физико-химические свойства талой воды самопроизвольно меняются во времени, приближаясь к свойствам обычной воды: она постепенно как бы «забывает» о том, что еще недавно была льдом, и к осени вода приобретает свойства обычной воды. [6].
2. Материалы и методы исследования.
2.1. Физико-химический анализ воды.
2.1.1. Определение органолептических показателей качества воды [3] стр. 85
Анализ проводился всех проб воды, в работе приведены результаты среднего значения.
Определение мутности воды
Метод количественного определения мутности и прозрачности основан на определении высоты водяного столба, при которой еще можно визуально различить (прочесть) черный шрифт высотой 3,5 мм и шириной линии 0,35 мм на белом фоне. [7]
Оборудование
‒ Ламинированный образец шрифта (высота 3,5 мм, ширина линии 0,35 мм).
‒ Пипетка для отбора воды, цилиндр стеклянный мерный с градуировкой (высота170 мм; диаметр 25 мм) для определения прозрачности.
‒ Для устойчивости цилиндр ставят на ровную поверхность.
‒ Пробы отбирались в стеклянный мерный цилиндр, определение проводилось сразу же после отбора.
Проба № 1 Вода из водопроводного крана («контроль»). Проба № 2 Талая водопроводная вода. Проба № 3 Придорожная вода. Проба № 4 Талая придорожная вода
Результаты занесены в таблицу № 1.
Определение запаха воды лучше проводить в колбах с широким горлом либо в стаканчиках, руководствуясь предложенными таблицами [3] стр. 86
Необходимо соблюдать правила определения запаха неизвестных веществ!
Результаты занесены в таблицу № 2.
2.1.2. Определение водородного показателя (рН) воды
Нормальное развитие жизни идет при нейтральной или слабощелочной реакции воды.
Пробирку споласкиваем несколько раз анализируемой водой, наливаем анализируемую воду 5 мл, используя тест-комплект «рН»: контрольная шкала образцов окраски растворов для определения рН. Результаты занесены в таблицу № 3.
2.1.3. Определение наличия в воде различных ионов металлов и неметаллов [3]
Опыт 1. Определение воды на содержание ионов железа (Fe2+/Fe3+) (стр.131)
При взаимодействии двухвалентного железа с железосинеродистым калием (K4 [Fe(CN)6]) выпадает синий осадок турнбулевой сини (Fe3 [Fe(CN)6]2), а при взаимодействии трехвалентного железа с гидроксидами натрия и калия (NaOH, KOH), а также с гидроксидом аммония (NH4OH) выпадает красно-бурый осадок гидроксид железа (III) (Fe(OH)3), растворимый в кислотах, но не растворимый в щелочах. Через 3 мин. Сравнить окраску раствора с контрольной шкалой тест системы и определить содержание ионов железа. В пробах № 1, № 2 Красноватый осадок, в пробах № 3, № 4 Красно-бурый осадок
Опыт 2. Определение воды на содержание ионов свинца (стр. 130)
При взаимодействии солей свинца с хроматом калия (K2CrO4) образуются жёлтые кристаллы хромата свинца (II). Через 3 мин. сравнить окраску раствора с контрольной шкалой тест системы и определить содержание ионов свинца. В пробах № 1, № 2 жёлтых кристаллов не обнаружено, в пробах № 3, № 4 жёлтые кристаллы.
Опыт 3. Определение воды на содержание ионов меди (стр 131)
При взаимодействии солей меди с железистосинеродистым калием выпадает красно-бурый осадок гексацианоферрата (II) меди (II). Через 3 мин. сравнить окраску раствора с контрольной шкалой тест системы и определить содержание ионов меди.
В пробах № 1, № 2 Красноватый осадок, в пробах № 3, № 4 Красно-бурый осадок
Опыт 4. Определение воды на содержание нитрат-ионов (стр. 83)
В пробирку с исследуемой водой (5 мл) добавить 2–3 капли раствора дифениламина. При наличии нитрат-ионов раствор окрашивается в синий цвет, оттенки которого зависят от концентрации. Через 3 мин. сравнить окраску раствора с контрольной шкалой тест системы и определить содержание нитратов. В пробах № 1, № 2 Светло-голубой, мутный, в пробах № 3, № 4 Голубой, мутный
Опыт 5. Определение воды на содержание сульфат-ионов (стр. 83)
В пробирку с исследуемой водой (5 мл) добавить 10 капель раствора соляной кислоты и 2 капли раствора соли бария. Через 3 мин. сравнить окраску раствора с контрольной шкалой тест системы и определить содержание сульфат-ионов. В пробах № 1, № 2 № 3, № 4 слегка мутный, белый раствор.
Опыт 6. Определение воды на содержание хлорид-ионов, (стр. 96)
В пробирку с исследуемой водой (10 мл) добавить 3 капли раствора хромата калия, перемешать, добавить 3 капли нитрата серебра, образуется оранжево-бурая окраска, интенсивность которой зависит от концентрации. Через 3 мин. сравнить окраску раствора с контрольной шкалой тест системы и определить содержание хлорид-ионов
Результаты занесены в таблицу № 4
2.2. Экспериментальная часть
2.2.1 Подготовка луковиц
Приготовили лук трёх сортов: 1) репчатый лук «Стардаст» 2) репчатый лук «Халцедон»
3) репчатый лук «Кармен»
2.2.2. Проращивание луковиц.
Наш выбор остановился на придорожной воде, т. к. в ней содержится большое количество веществ, вредных для растений. Суть эксперимента заключается в сравнении придорожной воды подвергавшейся замораживанию и не подвергавшейся замораживанию. Придорожную воду брали в разных районах города, смешивали и использовали для эксперимента. Одним из условий качества научного эксперимента является повторяемость его результатов. Эксперимент проводили в разные времена года (зимой, весной, летом, осенью). В каждом эксперименте было использовано по 27 луковиц. В каждый стакан поместили лук
Эксперимент № 1 Январь, время эксперимента — семь дней.
‒ опыт № 1 Вода из водопроводного крана («контроль»),
‒ опыт № 2 Талая водопроводная вода
‒ опыт № 3 Талая придорожная вода
Эксперимент № 2 Май, время эксперимента — семь дней.
‒ опыт № 1 Вода из водопроводного крана («контроль»),
‒ опыт № 2 Придорожная вода
‒ опыт № 3 Талая придорожная вода
Эксперимент № 3 Июнь, время эксперимента — семь дней.
‒ опыт № 1 Вода из водопроводного крана («контроль»),
‒ опыт № 2 Придорожная вода.
‒ опыт № 3 Талая придорожная вода.
Эксперимент № 4 Сентябрь, время эксперимента — семь дней.
‒ опыт № 1 Вода из водопроводного крана («контроль»),
‒ опыт № 2 Придорожная вода
‒ опыт № 3 Талая придорожная вода
3. Статистическая обработка результатов исследований
3.1. Результаты физико-химического анализа воды занесены в таблицы
Таблица 1
Мутности воды
|
№пробы |
Высота водяного столба h (cм) |
Степень мутности |
|
Проба № 1 |
13 |
мутность отсутствует |
|
Проба № 2 |
14 |
мутность отсутствует |
|
Проба № 3 |
7 |
очень мутная |
|
Проба № 4 |
9 |
слабо мутная |
Таблица 2
Запаха воды
|
№пробы |
Интенсивность запаха |
Характер проявления запах |
Балл |
|
Проба № 1 |
отсутствует |
отсутствует |
0 |
|
Проба № 2 |
отсутствует |
отсутствует |
0 |
|
Проба № 3 |
заметная |
Н неопределённый |
3 |
|
Проба № 4 |
заметная |
Н неопределённый |
3 |
Таблица 3
Водородный показатель (рН) воды
|
№пробы |
Водородный показатель (рН) |
|
Проба № 1 |
7 |
|
Проба № 2 |
7 |
|
Проба № 3 |
5 |
|
Проба № 4 |
5 |
Таблица 4
Качественный иколичественный анализ проб воды
|
Определяемые ионы |
Количество вещества (мг) в 1литре воды (мг/л) |
|||
|
Проба №1 |
Проба №2 |
Проба №3 |
Проба №4 |
|
|
катионы |
||||
|
Fe2+/Fe3+ |
10 |
10 |
20 |
20 |
|
Pb2+ |
не обнаружен |
не обнаружен |
72 |
72 |
|
Cu2+ |
5 |
5 |
23 |
23 |
|
анионы |
||||
|
NO3 – |
40 |
40 |
50 |
50 |
|
SО4 2- |
450 |
450 |
510 |
510 |
|
Cl- |
350 |
350 |
300 |
300 |
Рис. 1.
3.2. Результаты эксперимента занесены в таблицы (см. Приложение 2), вычислена средняя длина корней в каждом опыте, по этим данным построена диаграмму.
Таблица 5
Средняя длина корневой системы репчатого лука
|
Исследуемый показатель |
Проба №1 |
Проба №2 |
Проба №3 |
Проба №4 |
|
Длина корневой системы в см |
50,08 |
86 |
31,07 |
81,25 |
Рис. 2. Зависимость длинны корней репчатого лука от качества воды
Выводы:
Анализ таблиц № 1 — № 3 показал, что пробы придорожной воды имеют заметную мутность, а пробы водопроводной воды прозрачные.
Анализ диаграммы № 1, составленной по таблице № 4 показал, что содержание катионов (особенно ионов свинца) превышает норму в придорожной воде (в предварительно замороженной и не замораживаемой воде), содержание анионов (исключение ионы хлора) немного превышает их содержание, чем в водопроводной воде.
Анализ таблицы № 5, диаграммы № 2 показал, что водопроводная вода (подвергшаяся замораживанию) и придорожная вода (подвергшаяся замораживанию) в которой содержание катионов тяжёлых металлов, анионов азотной, серной кислот превышает норму, более пригодна для проращивания лука, чем водопроводная вода, но не подвергавшаяся замораживанию.
Заключение.
Наша гипотеза подтвердилась, если для выращивания растений использовать талую воду, то жизнедеятельность растений будет активнее.
Литература:
- Арабаджи В. Загадки простой воды М.: «Знание», 2008
- Синюков В. В. Вода известная и неизвестная. — М.: Знание, 1987
- А. Г. Муравьёв, Н. А. Пугал, В. Н. Лаврова Экологический практикум, Крисмас+ Санкт-Петербург 2012. Стр. 85., 86, 96, 130, 131.
- http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-3440/
- http://www.arabio.ru/zdo/talaya_voda. htm
- Талая вода vodovos.ru/articles/art?n=15
- Мутность и прозрачность anchem.ru/literature/books/...
