ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РОДНИКОВ ГОРОДА РОСТОВА-НА-ДОНУ Номинация: Моя страна – мое отечество

Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ
патриотической направленности среди обучающихся
Номинация: Моя страна – мое отечество
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РОДНИКОВ
ГОРОДА РОСТОВА-НА-ДОНУ
Баландин Владимир Русланович
10 класс
МБОУДОД ДТДМ г. Ростова-на-Дону,
МБОУ СОШ № 32
Руководители:
Ефремова Марина Олеговна,
учитель химии МБОУ СОШ №32
к.б.н.
Хисаметдинова
Диляра
Джафаровна, педагог доп. образования
МБОУ ДОД ДТДМ
г. Ростов-на-Дону
2014
Содержание
1. Введение………………………………………………………………...……..3
2. Исследование флоры и фауны родников Святого Павла и Сурб-Хач…….5
3. Исследование состава воды в родниках………………………………..……6
Исследование органолептических показателей воды………...……..…….6
Определение примесей в воде методами качественного анализа……......6
Проведение
исследования
качества
воды
в
гидрохимической
лаборатории ОАО «Южгеология»……......................……….……………….….....7
4. Выводы ……………………………...…………………………………….......9
Литература ……………………………….………………………………………....10
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Введение
Человечеству необходима чистая вода и её, к сожалению, с каждым годом
на Земле становиться всё меньше и меньше. По данным ВОЗ около 80% всех
инфекционных и других болезней в мире связано с низким качеством питьевой
воды. Особенной славой у людей пользуются родники и источники, которые
освящены церковью и по поверьям являются целебными. Родники являются
важным природным объектом, источником пресной воды. Родниковая вода
очищается, проходя через природный фильтр водоносных пород. Охрана
родников как источников чистой питьевой воды является важной задачей для
человека. Родник так же является особой экосистемой, в которой обитают и
одноклеточные организмы, различные беспозвоночные и связанные с ними
пищевыми цепями позвоночные. Видовое разнообразие беспозвоночные
напрямую зависит от качества воды в источнике. Однако, по данным Комитета
по охране окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области
(2012) наибольшее загрязнение подземных вод наблюдается в г. Ростове-наДону. А наиболее распространенным компонентом 3 класс опасности,
содержание
которого
значительно
превышает
ПДК,
является
железо.
Подземные воды города Ростова-на-Дону и его окрестностей, в силу
гидрогеологических
особенностей
имеют
повышенные
показатели
минерализации (жесткость, сухой остаток, сульфаты, хлориды, железо).
Одной из самых заметных достопримечательностей нашего города
являются родники (их около 30), которые располагаются в разных районах
Ростова-на-Дону. В прошлом году мы занимались изучением экологического
состояния родника Святого Павла, который находится в жилом массиве
Военвед. Исследования воды в школьной и гидрохимической лаборатории ОАО
«Южгеология», а так же изучение флоры и фауны источника на кафедре
зоологии ЮФУ показали, что питьевые и микробиологические качества воды
очень низки. В этом году мы решили изучить экологическое состояние родника
Сурб-Хач, который находится в другом районе города и сравнить полученные
данные с прошлогодними исследованиями.
Северный жилой массив - это большой спальный район Ростова-на-Дону.
Родник Сурб-Хач нисходящего типа, выше него расположен густонаселенный
жилой массив и городское кладбище. Ежедневно к нему приходит большое
количество простых горожан и паломников, которые пьют эту воду, купаются в
ней, увозят в другие города, считая, что это целебная вода. Конечно же,
возникает вопрос о качестве питьевой воды этого источника.
Мы решили изучить химический состав воды в школьной учебной
лаборатории, и чтобы не оставалось никаких сомнений о её полезности
обратиться
в
гидрохимическую
региональную
лабораторию
ОАО
«Южгеология», в которой мы смогли провести некоторые эксперименты,
достоверно подтверждающие качественный анализ воды. А так же решили
изучить флору и фауну источника и его бассейнов.
Целью нашей работы было: сравнить качества родника Святого Павла и
Сурб-Хач с водопроводной водой и воздействие на организм человека.
Для решения данной проблемы были поставлены следующие задачи:
1.
Провести
содержание
ионов
органолептичекий
хлора,
и
химический
сульфат-ионов,
ионов
анализы
воды
кальция,
на
магния,
гидрокарбонатов и pH среды;
2.
Провести анализ качества воды в ОАО «Южгеология» и сравнить
полученные результаты с результатами исследований по источнику Святого
Павла;
3.
Определить и сравнить видовой состав водной флоры и фауны
родника Сурб-Хач и родника Святого Павла;
4.
Сравнить
полученные
данные
с
результатами
эксперимента исследования водопроводной воды;
5.
Составление рекомендаций для местных жителей.
школьного
Практическая часть
Для изучения химического состава воды мы собирали пробы в сентябре
2013 года, далее вода исследовалась химическими методами в школьной
лаборатории и лаборатории ОАО «Южгеология». Исследование видового
состава животных, обитающих в бассейнах родника и около него проводилось
на местности. Для этого применялся гидросачок и пробирки. Для изучения
микроорганизмов,
собирались
пробы
со
дна
купелей.
Определение
микроорганизмов и ракообразных проводилось на кафедре зоологии ЮФУ с
применением бинокулярного микроскопа МБС-10 и Микромед 12. За помощью
в определении водорослей мы обратились на кафедру ботаники ЮФУ.
Исследование флоры и фауны родников Святого Павла и Сурб-Хач
Исследование флоры и фауны проводилось в летом и осенью 2012-2013
года. Нами составлен систематический список всех обнаруженных организмов
(Приложение 1).
В бассейнах родников нами обнаружено 4 вида водорослей из 4 отделов:
сине-зеленые, желто-зеленые, зеленые и диатомовые водоросли. Зеленая
водоросль Кладофора покрывает плотным ковром все поверхности и камни
родников. На стенках бассейнов были обнаружены сине-зеленая водоросль
Осциллятория и желто-зеленая водоросль Трибонема. Нами обнаружено 3 вида
кольчатых червей: Дождевой червь, Улитковая пиявка и Трубочник, последний
является индикатором высокого органического загрязнения. На стенках
бассейнов часто встречались лужанки. Изучая ил, водоросли и листовой опад в
родниках нами обнаружено 2 вида инфузорий (инфузория туфелька и сувойка)
и 4 вида ракообразных. В воде водится большое количество циклопов на разной
стадии развития, дафний, раковинных рачков остракод, а так же рачков
бокоплавов, собирающихся большими группами в зарослях водорослей.
Многообразие класса насекомых представлено личинками стрекоз, двукрылых
и поденок, водомерками. Крупные насекомые, такие как жуки-плавунцы, клопгладыш прячутся в зарослях водорослей и листовом опаде. Интересна находка
около родника Святого Павла имаго стрекозы Крокотемиса красного,
занесенного в Красную книгу Ростовской области. Бассейны, в которые
изливаются источники чистые, облагороженные, с минимальным количеством
живых организмов. Мы можем предположить, что это связано с более низкими
температурами воды в течение всего года, и очистными работами. Оба родника
имеют прямое сообщение с рекой Темерник и возможен обмен фауной вверх по
течению. Разнообразие флоры и фауны в мелких бассейнах или канале
родников
говорит
об
органическом
загрязнении
водоема.
Возможно
нахождение болезнетворных бактерий. Зарастание водоема водорослями
приводит к заиливанию и заболачиванию. Вода в бассейне не пригодна для
купания.
Химическое исследование воды из родников Святого Павла и Сурб-Хач
1.
Исследование органолептических показателей воды
В условиях школьной лаборатории мы смогли изучить органолептические
показатели воды из родников. Они основаны на оценке параметров
окружающей среды при помощи органов чувств (зрения, обоняния).
Родниковая вода оказалась бесцветной, прозрачной, интенсивность запаха
составляет 0 баллов.
2.
Определение примесей в воде методами качественного анализа
Водородный показатель (рH) среды исследуемой воды - 7, что
соответствует норме. Определение карбонатной жесткости воды показало
наличие гидрокарбонатов и высокую жесткость воды. Количество хлоридов в
нашей пробе составляет более 100 мг/л, содержание сульфат ионов в воде
превышает 500мг/л. По результатам исследования вода из источников СурбХач и Святого Павла не пригодна для питья. Загрязненность воды - результат
воздействия сточных вод жилых домов и железной дороги. Высокое
содержание
солей
кальция
и
магния
вызывают
заболевания
ЖКТ,
мочекаменную болезнь, склероз, гипертонию, болезни суставов.
3.
Проведение исследования качества воды в гидрохимической
лаборатоии ОАО «Южгеология»
Более тщательный анализ воды мы решили сделать в гидрохимической
лаборатории ОАО « Южгеология». С просьбой о помощи мы обратились к
руководителю лаборатории к.г-м.н. Гальчикову Валерию Валентиновичу. Он
ознакомил нас с новыми приборами, позволяющими изучить полный состав
примесей в воде.
Исследования воды с помощью атомно-абсорбционного спектрометра
показали содержание общего железа (норма 0,30 мг/л) намного ниже нормы
0,09 мг/дм3 в воде источника Сурб-Хач и отсутствие его в роднике Святого
Павла. Мы определили содержание ионов кальция в воде источника Святого
Павла - 292,6 мг/л., и источника Сурб-Хач - 312,6 мг/л. В норме эти ионы не
должны присутствовать в воде (Приложение 2)
Согласно результатам анализа в лаборатории мы видим, что исследованная
вода имеет рН слабощелочную. Общая жесткость исследованной воды высока
(почти в 3 раза выше ПДК), она зависит от совокупности концентраций ионов
магния (158,0 мг/дм3 в роднике Святого Павла и 138,6 мг/дм3 - Сурб-Хач) и
кальция (292,6 мг/дм3 – Святого Павла и 312,6 мг/дм3 – Сурб-Хач), тогда как
по нормам ПДК они должны отсутствовать. Повышенное содержание
соединений кремния и большой сухой остаток, что свидетельствует о высокой
минерализации воды, т.е. в ней находится большое количество растворённых
солей, состав которых нужно изучить более детально.
Для сравнения исследованной в родниках воды мы провели химический
анализ водопроводной воды. Наше исследование показало, что все основные
показатели водопроводной воды соответствуют значениям ПДК, кроме наличия
гидрокарбонатов, ионов кальция и магния. Общая жесткость и сухой остаток
велики, но в пределах нормы.
Результаты исследования химического состава воды в родниках показало,
что она непригодна для питья. Постоянное употребление внутрь воды с
повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и, в
конечном итоге, к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), к
образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях. Исследования
выявили высокое содержание сульфатов в воде (почти в 3 раза превышают
ПДК). Наличие в воде сульфатов более 500 мг/л приводит к нарушению работы
пищеварительной системы у людей.
Выводы
1.
Органолептический
анализ
показал,
что
вода
в
родниках
бесцветная, прозрачная, без выраженного запаха;
2.
Уровень pH, содержание хлоридов, основ аммония, железа,
нитритов и нитратов в воде соответствует установленным ПДК. В воде
содержится большое количество сульфат–ионов (в 3 раза больше ПДК),
гидрокарбонатов, повышенное содержание ионов кальция и магния, вода
жёсткая (почти в 3 раза больше ПДК). Такая загрязненность результат
воздействия сточных вод жилых домов и железной дороги, городского
кладбища. Высокое содержание солей кальция и магния вызывают заболевания
ЖКТ, мочекаменную болезнь, склероз, гипертонию, болезни суставов.
3.
В бассейнах родника нами обнаружено 4 вида водорослей, 3 вида
кольчатых червей, лужанка, 4 вида ракообразных и 8 видов насекомых из 5
отрядов.
Интересна
находка
имаго
стрекозы
Крокотемиса
красного,
занесенного в Красную книгу Ростовской области у родника Святого Павла.
4.
Водоросли могут вызывать цветение воды даже в зимний период,
Трубочник является индикатором сильного органического загрязнения водоема.
Разнообразие флоры и фауны говорит об органическом загрязнении водоема.
Возможно нахождение болезнетворных бактерий.
5.
Согласно исследованиям флоры и фауны, химических анализов
родника Святого Павла и Сурб-Хач пить воду нельзя. Купание в воде родников
возможно, однако принятие ванн в родниках не рекомендуется людям с сухой
или чувствительной кожей, т.к. высокая жесткость воды иссушает ее еще
больше или может вызвать аллергические реакции.
6.
По результатам нашего исследования мы предполагаем, что
родники, которые находятся на территории города, непригодны для питья, в то
время как водопроводная вода соответствует показателям ПДК.
Литература
1. Алекин О. А. Основы гидрохимии.-Л., Гидрохимиздат. 1980.
2. Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа. 1981г.
3. Жизнь животных. – М.: Просвещение. Т.1-3. 1984, 1987, 1988.
4. Кирьянова А. В., Лебедева И. А. Школьная экологическая лаборатория.-«
Центрхимпресс» Химия в школе № 2, 2009 год.
5. Попова Т. А. Экология в школе: мониторинг природной среды.
Методическое пособие.- М.: ТЦ «Сфера», 2005г.
6. Шарова И.Х. Зоология беспозвоночных. – М. Владис. 1999г.
Приложение 1
Аннотированный список живых организмов
Класс\ Отдел
Сине-Зеленые
водоросли
Cyanophyta
Желто-зеленые
водоросли
Xanthophyta
Зеленые
водоросли
Chlorophyta
Диатомовые
водоросли
Bacillariophyta
Жгутиконосцы
Mastigophora
Инфузории
Infuzoria
Кольчатые черви
Annelida
Отряд
Осциллятория
Oscillatoria
представитель
Осциллятория
Место сбора
Святого Павла
Сурб-Хач
Трибонемы
Tribonema
Трибонема
Святого Павла
Сурб-Хач
Кладофора
Cladophora
Кладофора
Святого Павла
Сурб-Хач
Диатомеи
Diatomea
Диатомеи
Святого Павла
Сурб-Хач
Животные
жгутиконосцы
Zoomastigina
Инфузория
Земляные черви
Haplotaxida
Трубочники
Tubificidae
Пиявки
Брюхоногие
моллюски
Gastropoda
Ракообразные
Crustacea
Насекомые
Insecta
Переднежаберные
Prosobranchia
Веслоногие
ракообразные
Cyclopoida
Разноногие раки
Amphipoda
Ракушковые
Ostracoda
Поденки
Ephemeroptera
Святого Павла
Сурб-Хач
Инфузория
туфелька
Сувойка
Дождевой червь
Трубочник
обыкновенный
Tubifex tubifex
Улитковая
пиявка
Лужанка
Viviparus
Циклоп
Cyclops
Дафния
Бокоплав
Gammarus
Остракода
Ostracoda
Поденка
Сурб-Хач
Сурб-Хач
Святого Павла
Сурб-Хач
Святого Павла
Сурб-Хач
Сурб-Хач
Святого Павла
Сурб-Хач
Святого Павла
Сурб-Хач
Сурб-Хач
Святого Павла
Сурб-Хач
Святого Павла
Сурб-Хач
Святого Павла
Сурб-Хач
Полужесткокрылые Водомерка
Hemiptera
обыкновенная
Hydrometra
stagnorum
Гладыш
обыкновенный
Notonecta glauca
Стрекозы
Крокотемис
Odonata
красный
Crocothemis
erythraea
Сем. Настоящие
стрекозы
Жесткокрылые
Плавунец
Coleoptera
окаймленный
Dytiscus
marginalis
Плавунец
Двукрылые
Diptera
Комары звонцы
Комар пискун
Святого Павла
Сурб-Хач
Святого Павла
Святого Павла
Родник Сурб-Хач
Святого Павла
Святого Павла
Сурб-Хач
Святого Павла
Сурб-Хач
Сурб-Хач
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Результаты исследования качества состава воды в гидрохимической
лаборатории.
Определяемый
компонент
Содержание мг/дм3 в источниках
Святого
Сурб-Хач
Павла
Натрий, калий-
389,1
ПДК мг/дм3
Водопроводная
вода
496,8
94,7
ионы
200,0 (по
натрию)
Кальций-ион
292,6
312,6
70,1
-
Магний – ион
158,0
138,0
31,6
-
Железо общ.
-
0,09
-
0,30
Аммоний – ион
-
-
0,48
2,0
Кремнекислота
15,1
6,5
-
10,0
Сухой остаток
2956,0
3124,0
644,0
1000 (1500)
Нитриты
-
-
0,11
3,00
Нитраты
38,9
36,5
3,6
45,00
Сульфаты
1489,8
1712,0
206,0
500,0
Хлориды
202,1
255,3
99,3
350,0
Гидрокарбонаты
439,2
317,2
189,1
-
Карбонаты
-
-
-
-
Общая жёсткость
27,6
27,0
6,10
7,0 ( 10)
рН
7,4
7,6
8,06
6,0-9,0
SiO2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Открытое акционерное общество «Южгеология»
испытательная лаборатория «Региональный лабораторный центр» (РЛЦ)
Аттестат аккредитации РОСС RU.0001.21ЭР10 от 15.07.2013г. до 15.07.2018г.
г. Ростов-на-Дону, ул. Зоологическая, д. 26 «б», тел. (863)219-99-72
ПРОТОКОЛ
воды водопроводной
10.12.2013г.
Цель анализа: сравнительный анализ
Место отбора: ул. Зоологическая, д.26 «б»
Дата отбора: 09.12.2013г.
Дата анализа: 09.12-10.12.2013г.
Результаты анализа
Норматив
качества по
СанПиН
2.1.4.1074-01
Обобщенные показатели
Результат
анализа с
погрешностью
Показатель
Жесткость общая,
о
Ж
Сухой остаток,
мг/дм3
Водородный
показатель рН, ед.
рН
Перманганатная
окисляемость,
мг/дм3
ГОСТ Р 52407-2005
6,10 ± 0,9
7,0
644,0 ± 58,0
1000,0
8,06 ± 0,20
6-9
ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97
(изд.2004)
3,2 ± 0,3
5,0
ПНД Ф 14.1:2:4.154-99 (изд.2011)
Сульфаты, мг/дм
Хлориды, мг/дм3
Гидрокарбонаты,
мг/дм3
Нитраты, мг/дм3
Нитриты, мг/дм3
206,0 ± 11,2
99,3 ± 8,9
Кальций, мг/дм3
Магний, мг/дм3
Калий, натрий,
суммарно, мг/дм3
Аммоний, мг/дм3
70,1 ± 7,7
31,6
3
НД на методику анализа
189,1 ± 23,8
3,6 ± 1,1
0,11 ± 0,02
94,7
0,48 ± 0,17
Анионы
500
350
45
3,0
Катионы
200 (по
натрию)
1,5
ПНД Ф 14.1:2:4.114-97 (изд.2011)
РД 52.24.483-2005
ГОСТ 4245-72
ГОСТ Р 52963-2008
ПНД Ф 14.1:2:4.4-95 (изд.2011)
ПНД Ф 14.1:2:4.3-95 (изд.2011)
ПНД Ф 14.1:2.95-97 (изд.2004)
РД 52.24.395-2007
РД 52.24.514-2009
ПНД Ф 14.1:2.1-95 (изд.2004)
Исполнитель: ведущий инженер-лаборант __________Е.Г. Лысенко