Международный школьный научный вестник

Научный журнал для старшеклассников и учителей ISSN 2542-0372

ВВЕДЕНИЕ

Россия с 1996 года входит в состав международного Арктического совета, в приоритетах которого значится сохранение экологии региона. Ещё в 2022 году на специальном совещании по вопросам Арктической зоны президент Российской Федерации В.В. Путин говорил об экологической обстановке в Арктике, о необходимости сохранения биоразнообразия и экосистем.

Но несмотря на это существует проблема загрязнения Северного Ледовитого океана тяжёлыми металлами, которые широко применяются в различных промышленных производствах, и несмотря на очистительные мероприятия, содержание соединений тяжёлых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Они также поступают в окружающую среду с бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий. Многие металлы образуют стойкие органические соединения, хорошая растворимость этих комплексов способствует миграции тяжёлых металлов в природных водах. Помимо сточных вод, большие массы соединений тяжёлых металлов поступают в океан через атмосферу и с захоронением разнообразных отходов в Мировом океане.

На данный момент идёт активное освоение Арктики и мирового океана, но экологический мониторинг поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса до сих пор подробно не поводился.

Гипотеза исследования – органолептические и химические параметры поверхности Северного Ледовитого океана (талого снега) в географической точке Северного полюса в течение 2 лет не изменились и соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная), поверхность океана на Северном полюсе не загрязнена тяжёлыми металлами.

Объект исследования - талый снег с поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса.

Предмет исследования - органолептические и химические параметры талого снега с поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса.

Цель исследования:

изучить органолептические и химические параметры талого снега с поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса в течение 2 лет (2023 – 2024 г.) и сравнить их с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная), сделать выводы о загрязнённости поверхности океана на Северном полюсе тяжёлыми металлами.

Для достижения которой определены следующие задачи:

1. Собрать образцы снега с поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса в августе 2023 и 2024 годов.

2. Изучить органолептические и химические параметры образцов за два года.

3. Сравнить полученные результаты с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная).

4. Сравнить образцы 2023, 2024 г. между собой и с результатами исследования проведённого в 2022 г. Ивановым Александром Болеславовичем, сотрудником Уральского университета, блогером – химиком.

5. Провести анализ полученных результатов исследований, сформулировать выводы.

анализ области исследования

Исследования экологической обстановки в Арктике проводилась и ранее. Их результаты описаны в научных работах: Мельникова И.А. [1], Алексеева Г.В. [2] и других. Но в общедоступных источниках отсутствуют данные по органолептическому и химическому анализам талого снега с поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса. Также не в одной из научных работ (статей) не рассматривался вопрос соответствия талого снега требованиям СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) [4] и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная) [10], имеющиеся опубликованные исследования проводились уже давно, их данные уже не актуальны и не показывают реальную экологическую обстановку на поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса.

Поэтому преимуществами нашего исследования являются: изученные органолептические и химические параметры талого снега с Северного полюса; доказанный вывод, что поверхность Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса в течение 2 лет не загрязнена тяжёлыми металлами, экологическая обстановка хорошая; данные нашего исследования свежие и актуальные. Конечно у него есть один недостаток – учебная лаборатория МИФИ Северска не имеет аккредитацию. Но, несмотря на это, преимуществ у моей работы гораздо больше.

Литературные источники, а также список использованной литературы представлен в конце работы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе были использованы 2 основных метода исследования:

1.Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой:

Подробное описание методики: Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES) представляет собой аналитический метод, используемый для обнаружения химических элементов. Это тип эмиссионной спектроскопии, который использует индуктивно связанную плазму для получения возбужденных атомов и ионов, испускающих электромагнитное излучение на длинах волн, характерных для конкретного элемента.

Метод предназначен для определения преимущественно металлов и металлоидов. Выделяется своей экспрессивностью, удобством и простотой использования. Отлично подходит для анализа воды на металлы в т.ч. и тяжелые.

Ссылка на публикацию применения данной методики: [5], [6], [7].

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

Подробное описание методики: Органолептическая оценка выполняется прямым методом распознавания запахов, вкусов и привкусов - по ощущению воспринимаемого вкуса. Данные показатели не поддаются формальному измерению - определение проводится экспертным путем. Для оценки интенсивности запаха и привкуса пользуются системой баллов.

Ссылка на публикацию применения данной методики: [8], [9].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

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

Органолептические показатели качества талого снега с Северного полюса

Таблица 1

Из представленной таблицы 1 видно, что на протяжении 2 лет (2023 – 2024 годы) экологическая обстановка на поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса остаётся не изменой, анализы талого снега одинаковые. Поверхность океана на Северном полюсе не загрязнена тяжёлыми металлами. Талый снег соответствует требованиям СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная).

Приводим результаты исследования талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, проводимого в учебной лаборатории СТИ НИЯУ МИФИ, и сравнение их с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде (таблица 2).

Результаты анализа талого снега с Северного полюса при помощи метода

атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

и сравнение их с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде

Таблица 2

Из представленной таблицы 2 видно, что результаты анализа талого снега с Северного полюса на протяжении 2 лет (2023 – 2024 годы) полностью соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде, поверхность океана на Северном полюсе не загрязнена тяжёлыми металлами.

Приводим результаты исследования талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, проводимого в учебной лаборатории СТИ НИЯУ МИФИ, и сравнение их с требованиями ГОСТ Р 58144-2018 к дистиллированной воде (таблица 3, рисунок 1).

Результаты анализа талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и сравнение их с требованиями ГОСТ Р 58144-2018 к дистиллированной воде

Таблица 3

Рисунок 1. Результаты анализа талого снега с Северного полюса при помощи метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и сравнение их с требованиями ГОСТ Р 58144-2018 к дистиллированной воде

Как известно свежий выпадающий снег является дистиллированной водой. Из представленных таблицы 3 и диаграммы (рис.1) видно, что результаты анализа талого снега с Северного полюса на протяжении 2 лет (2023 – 2024 годы) полностью соответствуют требованиям ГОСТ Р 58144-2018 к дистиллированной воде. На основании этого можно сделать вывод, что поверхность океана на Северном полюсе не загрязнена тяжёлыми металлами.

Приводим результаты сравнительного анализа образцов талого снега 2023, 2024 годов между собой и с результатами исследования, проведённого в 2022 году Ивановым А.Б., сотрудником Уральского университета, блогером –
химиком. А также их сравнение с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде и ГОСТ Р 58144-2018 к дистиллированной воде (рисунок 2).

Рисунок 2. Сравнительный анализ образцов талого снега 2023, 2024 гг. между собой и с результатами исследования, проведённого в 2022 г. Ивановым А.Б., сотрудником Уральского университета. А также их сравнение с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 к питьевой воде и ГОСТ Р 58144-2018 к дистиллированной воде

Из представленных в графическом виде (рис.2) результатов, дополненных таблицей данных видно, что на протяжении 2 лет (2023 – 2024 годы) экологическая обстановка на поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса остаётся не изменой, анализы талого снега практически одинаковые. При сравнении их с результатами анализа 2022 г. есть незначительные отклонения, но они связанны с тем, что пробы отбирались в разные месяцы (2022 г. – июль, 2023 и 2024 г. – август), анализы проводились на разных приборах, и возможно в 2022 г. была нарушена процедура отбора и хранения проб. При сравнении результатов анализов за 3 года можно сделать выводы:

- талый снег в течение 3 лет соответствует требованиям СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная);

- на протяжение 3 лет поверхность океана на Северном полюсе не загрязнена тяжёлыми металлами;

- на поверхности Северного Ледовитого океана в Географической точке Северного полюса хорошая экологическая обстановка.

ВЫВОД

Выдвинутая в начале исследования гипотеза подтвердилась, органолептические и химические параметры поверхности Северного Ледовитого океана (талого снега) в географической точке Северного полюса в течение 2 лет не изменились и соответствуют требованиям СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная), поверхность океана на Северном полюсе не загрязнена тяжёлыми металлами.

В ходе реализации проекта мы выполнили все поставленные перед собой в начале проекта задачи:

1.Собрали образцы снега с поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса в августе 2023 и 2024 годов.

2. Изучили органолептические и химические параметры образцов за 2 года.

3.Сравнили полученные результаты с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная).

4.Сравнили образцы 2023, 2024 годов между собой и с результатами исследования проведённого в 2022 году Ивановым Александром Болеславовичем, сотрудником Уральского университета, блогером – химиком.

5.Провели анализ полученных результатов исследований, сформулировали выводы.

Вывод – считаем, что цель нашего исследования достигнута, мы изучили органолептические и химические параметры талого снега с поверхности Северного Ледовитого океана в географической точке Северного полюса в течение 2 лет (2023 – 2024 г.) и сравнили их с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 (вода питьевая) и ГОСТ Р 58144-2018 (вода дистиллированная), сделали выводы о загрязнённости поверхности океана на Северном полюсе тяжёлыми металлами.