Проекты

Повышение PH-среды воды, выпадающей в виде атмосферных осадков, как средство борьбы с последствиями кислотных дождей

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Экология и природопользование» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Экология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 17
Предметы: Физика, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 04−05 апреля 2019 года

Актуальность

Основной причиной кислотных дождей является загрязнение атмосферы. Если тридцать лет назад в качестве глобальных причин, вызывающих появление в атмосфере соединений, «окисляющих» дождь, назывались промышленные предприятия и тепловые электростанции, то сегодня этот список дополнился автомобильным транспортом.

Наиболее чувствительными оказываются реки и озера. Происходит их заболачивание и гибель рыб. Несмотря на то, что некоторые виды рыб могут выдерживать незначительное подкисление воды, они тоже погибают из-за утраты кормовых ресурсов.

В тех озерах, где уровень РН менее 5,1, не было поймано ни одной рыбы. Объясняется это не только тем, что погибают взрослые экземпляры рыб – при РН равном 5,0 большинство не может вывести мальков из икринок, в результате происходит сокращение числового и видового состава популяций рыб.

Однако в большей мере кислая вода попадает в водоемы из водостоков. Следовательно, человеку следует повысить уровень PH воды еще в водостоке, перед тем как она попадет в природу.

Цель работы: исследование влияния электролиза воды, выпадающей в виде кислотных осадков, на изменение ее PH.

Задачи:

1) измерение PH дождевой воды;

2) экспериментальное исследование электролиза разных образцов воды (с разным PH) под воздействием токов различной силы и напряжения. Построение графиков и определение зависимости PH от силы тока и напряжения;

3) на основании проведенных экспериментов предложить способ по увеличению PH воды, выпадающей в виде кислотных дождей.

Содержание работы

PH равен 7, когда концентрации катионов и анионов в растворе одинаковы, следовательно, раствор называется нейтральным. Кислотными дождями называют осадки, PH воды в которых меньше 6,5. В этом случае наблюдается преобладание ионов водорода, а следовательно, избыток катионов. При помощи электролиза (электрохимический процесс, который осуществляется через размещение в электролите двух электродов и подключение к ним постоянного тока) возможно увеличение PH воды за счет восстановления катионов. В процессе эксперимента планируется исследовать влияние электролиза воды на увеличение PH воды, выпадающей в результате кислотных дождей.

В случае получения положительного результата планируется предложить способ увеличения PH воды, выпадающей в виде кислотных осадков.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы:

  • емкости с водой;
  • прибор для измерения PH;
  • источник постоянного тока малой величины;
  • мультиметр (прибор, измеряющий силу тока, напряжение и сопротивление).

Сборка лабораторной установки

К пластмассовой коробке прикрепляются два электрода из нержавеющей стали с помощью изоленты, к наружным концам электродов прикрепляются клеммы для проводов. 

Выводы

После проведенных измерений можно составить таблицы результатов, а потом на основании таблицы построить графики зависимости.

Исходя из результатов проведенного эксперимента, можно сделать вывод, что при проведении электролиза PH воды повышается в зависимости от величины силы тока и напряжения. Мы определили, что уровень PH воды после электролиза напрямую зависит и от величины силы тока, и от напряжения, а следовательно, повышение PH дождевой воды в водостоках возможно.

Перспективы использования результатов работы

Такую лабораторную установку можно использовать в водостоках, предотвращая заболачивание рек и озер. Также ее можно устанавливать на автомойках или на дачах, тем самым экономя стратегический запас питьевой воды.

Особое мнение

«Экспериментальная часть была очень увлекательна. Я получил огромное удовольствие от проведения опытов и обработки результатов».