Международный школьный научный вестник

Научный журнал для старшеклассников и учителей ISSN 2542-0372

ВВЕДЕНИЕ

Доля пресной воды в мировых водных ресурсах очень мала. Только 2,5% всей воды в мире является пресной водой. Из них доступен только 1%. Это касается и вод, сконцентрированных в ледниках и заснеженных районах. У современной цивилизации есть реальный доступ менее, чем к 0,001% воды планеты, и это все, что нужно человечеству, чтобы накормить и напоить 7-8 млрд людей. [1]

Кризис ресурсов пресной воды уже не одно десятилетие наблюдается локально в отдельных регионах планеты, что является большой проблемой для всего человечества. Отсутствие эффективного решения в ближайшее время привет к глобальному кризису. [2]

На данный момент идёт активное освоение Арктики и мирового океана, которые богаты различными ресурсами. Но применимость талого снега Арктики в пищу человека до сих пор подробно не изучена.

Гипотеза исследования - физико-химические параметры талого снега с Северного полюса соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21, талый снег может быть использован человеком в качестве питьевой воды.

Объект исследования - талый снег с Северного полюса.

Предмет исследования - физико-химические параметры талого снега с Северного полюса.

Цель исследования: изучить физико-химические параметры талого снега с Северного полюса и сравнить их с СанПиН 1.2.3685-21, сделать выводы о применимости талого снега в пищу человека.

Для достижения которой определены следующие задачи:

1.Изучить литературу по теме исследования.

2.Собрать образцы снега с Северного полюса.

3.Изучить физико-химические параметры талого снега с Северного полюса.

4.Сравнить полученные результаты с СанПиН 1.2.3685-21.

5.Провести анализ полученных результатов.

6.Сформулировать выводы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе были использованы 3 основных метода исследования:

1.Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой.

2.Инверсионная вольтамперометрия.

3.Методы определения органолептических показателей качества различных видов вод, кроме технической воды.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводилось с 01.08.2023 по 31.12.2023.

Началось исследование с подготовки к экспедиции и изучения литературы по теме исследования.

В 4-ю Арктическую экспедицию Росатома «Ледокол знаний 2023» на самом большом атомном ледоколе «50 лет Победы» автор проекта отправился 15.08.2023. И уже 19.08.2023 собрал пробы снега на «Вершине мира» - на Северном полюсе, там, где редко ступает нога человека. Пробы снега были собраны на максимальную глубину снежного покрова (до поверхности льда) в стерильные пластиковые контейнеры для сбора биоматериалов объемом 60 мл., всего было собрано 11 проб по 60 мл.

Дополнительно была собрана проба в чистое пластиковое ведро, для определения части органолептических показателей качества талого снега.

Процесс отбора проб представлен на рис. 1 – 3.

Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3

Процесс отбора проб снега на Северном полюсе

Поднявшись на борт корабля, 10 герметично упакованных проб были помещены в холодильник. Консервировать пробы не стали, так как на борт корабля был запрещен пронос сторонних веществ.

А одну пробу мы оставили для исследования физических параметров снега, также оставили в помещении и ведро со снегом, чтобы эти две пробы растаяли.

Научное исследование началось сразу на борту корабля, так как часть показателей нужно определять в течении 24 часов с момента взятия пробы. Были проведены анализы методами, определяющими органолептические показатели качества талого снега с Северного полюса, в соответствии «ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности», с небольшими отступлениями, возможность которых прописана в ГОСТ Р 57164-2016:

-запах и привкус определялись автором проекта по пятибалльной системе, расписанной в ГОСТ Р 57164-2016 из собранной в стерильную тару пробы;

-цветность и мутность определялась в сравнении с бутилированной питьевой водой;

-для определения окраски и прозрачности была взята проба снега их пластикового ведра, талый снег был перелит в трёх литровую банку, так как высокая стеклянная колба на борту корабля отсутствовала, а брать с собой в экспедицию объемные сторонние вещи было запрещено;

-плавающие примеси определялись в соответствии с ГОСТ Р 57164-2016 в пробе, которая была собрана в стерильную.

По окончании экспедиции автор проекта прибыл на корабле в порт г.Мурманска, а уже оттуда на самолете вернулся домой в г.Северск Томской области. По возвращению домой пробы снега ещё не растаяли, в контейнерах лежал снег. Все пробы были помещены в холодильник.

Далее был проведён первичный анализ талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, он был проведён в учебной лаборатории Северского технологического института – филиала федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (СТИ НИЯУ МИФИ). На рис. 4 – 6 представлен процесс проведения анализа.

Рис. 4 Рис. 5 Рис. 6

Процесс проведения первичного анализа талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в СТИ НИЯУ МИФИ

Следующим этапом был проведён контрольный анализ талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, который был проведён в аккредитованной лаборатории ФГБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии № 81 ФМБА России (Санэпидемстанции (СЭС) г.Северска). На рис. 7 – 9 представлен процесс проведения анализа.

Рис. 7 Рис. 8 Рис. 9

Процесс проведения контрольного анализа талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в СЭС г.Северска

Далее был проведён контрольный анализ талого снега с Северного полюса при помощи метода инверсионной вольтамперометрии, который был проведён в аккредитованной лаборатории СЭС г.Северска. На рис. 10 – 12 представлен процесс проведения анализа.

Рис. 10 Рис. 11 Рис. 12

Процесс проведения контрольного анализа талого снега с Северного полюса

при помощи метода инверсионной вольтамперометрии в СЭС г.Северска

Далее продолжился процесс изучения литературы по теме исследования, анализ и интерпретация результатов, подготовка отчёта о проведённом исследовании, формирование выводов.

РЕЗУЛЬТАТ

Приводим результаты исследования талого снега с Северного полюса методами определения органолептических показателей качества различных видов вод, кроме технической воды (таблица 1).

Таблица 1

Из представленной таблицы видно, что результаты анализа талого снега с Северного полюса полностью соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде.

Приводим результаты исследования (первичного анализа) талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, проводимого в учебной лаборатории СТИ НИЯУ МИФИ (таблица 2).

Таблица 2

Из представленной таблицы видно, что результаты анализа талого снега с Северного полюса полностью соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде.

Приводим результаты контрольного исследования талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, проводимого в аккредитованной лаборатории СЭС г.Северска (таблица 3).

Таблица 3

Из представленной таблицы видно, что результаты анализа талого снега с Северного полюса полностью соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде.

Приводим результаты контрольного исследования талого снега с Северного полюса при помощи метода инверсионной вольтамперометрии, проводимого в аккредитованной лаборатории СЭС г.Северска (таблица 4).

Таблица 4

Из представленной таблицы видно, что результаты анализа талого снега с Северного полюса полностью соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде.

ВЫВОД

Выдвинутая в начале исследования гипотеза подтвердилась, физико-химические параметры талого снега с Северного полюса соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21, талый снег может быть использован человеком в качестве питьевой воды.

В ходе реализации работы мы выполнили все поставленные перед собой в начале задачи.

Вывод – считаем, что цель нашего исследования достигнута, мы изучили физико-химические параметры талого снега с Северного полюса и сравнили их с требованиями СанПиН 1.2.3685-21, сделали выводы о применимости талого снега в пищу человека.