Оценка экологического состояния Ливенского

Муниципальное казенное образовательное учреждение
«Архангельская средняя общеобразовательная школа имени А.А. Кудрявцева»
Тульская область, Каменский район, село Архангельское
Кружок «Юные исследователи»
Тема работы
«Оценка экологического состояния
Ливенского пруда села Архангельского»
Автор работы:
Морозов Дмитрий Александрович,
9-А класс
Руководитель:
Синдеева Елена Анатольевна,
учитель биологии
2014 год
Содержание работы
1. Введение
стр.3-4
1.1. Актуальность проводимого исследования
1.2. Цель работы
1.3. Задачи работы
1.4. Объект исследования
1.5. Предмет исследования
1.6. Место и сроки проведения исследования
1.7. Оборудование
1.8. Практическая значимость работы
1.9. Методы исследования
2. Основная часть работы
стр.5-9
2.1. Визуальное обследование Лиивенского пруда
2.2. Отбор проб воды для физико-химического анализа
2.3. Виды отбора проб
2.4. Изучение органолептических (гидрофизических) показателей воды
2.5. Изучение гидрохимических показателей воды
2.6. Оценка экологического состояния водоема
2.7. Рекомендации по улучшению экологического состояния водоема
3. Заключение
стр.10-11
4. Список используемой литературы
стр.11
5. Приложения
стр. 12-17
2
1. Введение
1.1 . Актуальность проводимого исследования
Вода - самое распространенное вещество на нашей планете, основа всех
жизненных процессов, происходящих на Земле.
Воды на планете много, однако, в последнее время крайне актуальной
стала
проблема
загрязнения
водных
объектов
промышленными,
сельскохозяйственными и бытовыми отходами. Во многих регионах России
наблюдается просто дефицит чистой воды. Не исключением стал и наш
регион.
На северо-востоке Среднерусской возвышенности, в пределах лесной и
лесостепной зон расположена Тульская область. К внутренним водам области
относятся реки, озера, пруды, водохранилища, болота, подземные грунтовые
воды и артезианские воды. Общий объем поверхностных вод составляет 1,74
кубических километра, или
примерно 1000 кубометров на одного жителя
области. По данным специалистов, сейчас в большинстве водоемов области
вода оценивается как грязная. К наиболее загрязненным водоемам относится
реки Упа и Ока. Еще в худшем экологическом состоянии, чем речные системы
находятся искусственные водоемы – пруды, которые создавались в целях
регулирования речного стока, увеличения водности рек и аккумуляции
паводковых вод.
На юго-востоке Тульской области расположен Каменский район. В
районе, кроме Красивой мечи, Зуши, Каменки, Ситовой мечи и прочих рек и
речек, имеются
многочисленные пруды. Так, на окраине районного центра
села Архангельского находится Ливенский пруд (фото 1-3). Свое название он
получил от близлежащего Ливенского леса. Водоем был создан в начале 60-х
гг. по идеи и под руководством
бывшего директора Архангельской школы
Кудрявцева А.А.. Первоначально пруд использовался для отдыха, купания и
прогулок на лодках, но в настоящее время водоем потерял свой первозданный
вид. Он уменьшился в размерах, его берега сильно засорены, экологическое
состояние его поверхностных вод вызывает серьезную озабоченность.
3
1.2.Цель исследования: изучить экологическое состояние Ливенского
пруда и определить степень его загрязнения.
1.3.Задачи исследования:
1. Изучить теоретический материал по вопросам экологии открытых
водоемов.
2. Провести визуальное обследование пруда.
3. Произвести отбор проб воды из водоема в осеннее и зимнее время года.
4. Определить физико-химические показатели воды: интенсивность и характер
запаха, цветность, прозрачность, осадок, водородный показатель.
5. Дать оценку пригодности воды для питья, купания и хозяйственных нужд.
6. Разработать рекомендации по улучшению экологического состояния пруда.
1.4 Объект исследования: Ливенский пруд
1.5 Предмет исследования: поверхностные воды Ливенского пруда
1.6 Сроки проведения исследования: октябрь – декабрь 2012 г.
1.7. Оборудование: пустая пластиковая бутылка, термометр, стеклянный
цилиндр, коническая колба, пробирки, линейка, спиртовка, индикаторная
бумага.
1.8. Практическая значимость работы: результаты данной работы можно
будет использовать для привлечения внимания жителей села к сложившейся
проблеме
водоема
и
при
проведении
мероприятий
по
улучшению
экологического состояния пруда.
1.9. Методы исследования:
1. Научный метод (изучение методической и дополнительной литературы)
2. Визуальное обследование водоема.
3. Отбор проб воды для физико-химического анализа.
4. Оценка интенсивности и характера запаха.
5. Определение цветности воды при помощи цилиндра и листа белой бумаги
и прозрачности воды при помощи читаемости шрифта определенного размера.
7.Изучение осадка путем отстаивания воды определенного объема.
8.Определение водородного показателя (pH).
4
2. Основная часть работы
2.1. Визуальное обследование Ливенского пруда
Пруд располагается на окраине леса, рядом с автотрассой. На северовостоке от водоема расположены частные постройки, в которых жители села
содержат домашний скот, птиц и свиней. На берегах был обнаружен бытовой
мусор (пластиковые бутылки, полиэтиленовые пакеты и др.)
Водоем относится к ложбинному типу, характеризуется небольшой
глубиной (2-3 м), протяженностью – около 250 м, шириной – около 50 м.
Берега высокие, крутизна умеренная, правый берег более крутой. Грунт
берегов - глинистый, на дне
водоема – ил. Питание осуществляется в
основном за счет талых и дождевых вод.
Травянистый покров по берегам сплошной. Левый берег как более
пологий используется для водопоя крупного рогатого скота. В связи с этим
наблюдается вытаптывание растительного покрова почвы.
Древесная
растительность сплошная, представлена березой, ивой и кленом.
Визуально наблюдается загрязнение поверхностных вод: вода мутная,
светло-желтого цвета, содержит бутылки и прочий мелкий мусор.
2.2. Отбор проб воды для физико-химического анализа (фото 4-5)
Отбор пробы воды является важной частью ее анализа, необходимым
условием
правильности получаемых результатов и применимости их в
практике. Независимо от
источника взятия проб существует ряд общих
правил отбора воды для анализов:
1) В качестве емкости для отбора воды удобнее всего в наше время
использовать прозрачные 1-2 литровые пластиковые бутылки из-под
минеральной воды. Предварительно их следует помыть без использования
моющих средств и высушить.
2) Перед отбором пробы бутылку следует несколько раз сполоснуть
отбираемой водой.
3) Воду в бутылку следует наливать под самое горлышко и закручивать
пробку так, чтобы в бутылке не было пузырька воздуха.
5
4) Во всех источниках (кроме водопроводного крана) бутылку следует
опускать в воду целиком, на 10 см ниже поверхности воды (чтобы в бутылку
не попала поверхностная пленка воды).
5) В момент отбора пробы независимо от источника обязательно
измеряется температура воды. Делать это можно обычным бытовым
термометром, опуская его в воду на 1 минуту и считывая показатели, не
вынимая его из воды.
6) На бутылке несмываемым маркером (лучше заранее, пока бутылка
сухая) надписать название источника и номер пробы. В полевом дневнике
указывается более детальная информация: номер пробы, дата, время и авторы
отбора
пробы,
географическое
и
местное
положение
точки
отбора.
Указывается также способ отбора пробы (с берега, с лодки, с моста, из бочки,
из колодезного ведра, из-под крана и т.п.), а также температура воды в момент
отбора пробы.
7) После отбора пробы следует соблюдать основные правила ее
хранения: желательно провести основные анализы в течение часа с момента
отбора (особенно прозрачность, запах, содержание кислорода). Остальные
показатели можно определять в течение суток после отбора. В случае, когда
нет возможности провести определение сразу - проба подвергается
консервированию или хранится в холодильнике при температуре 3-4 градуса
не более 3-5 суток.
2.3. Виды отбора проб
В практике экологического мониторинга применяются два типа отбора
проб: разовый или серийный. При разовом отборе пробу берут один раз в
определенном месте. Ввиду того, что качество воды в большинстве случаев
изменяется как в разных местах одного объекта, так и в различные периоды
времени, однократного взятия пробы воды для полноценных выводов о
состоянии водоема недостаточно. В таком случае используют серийный отбор,
который предполагает взятие многократных проб. Я в своей работе применял
серийный отбор пробы воды – в октябре и декабре.
6
2.4.Изучение органолептических (гидрофизических) показателей воды
Органолептические методы анализа основаны на оценке параметров
окружающей среды при помощи органов чувств – зрения и обоняния.
Оценка интенсивности и характера запаха
Запах в воде обусловлен наличием в ней летучих и пахнущих веществ,
которые
попадают в нее естественным путем или со сточными водами. По
характеру запахи делятся на 2 группы: естественного и искусственного
происхождения.
1. Запахи естественного происхождения описываются по следующей
терминологии.
Характер запаха
Примерный род запаха
Ароматический
Огуречный, цветочный
Болотный
Илистый, тинистый
Древесный
Запах мокрой щепы, древесный
Землистый
Прелый, свежевспаханной земли
Рыбный
Рыбы, рыбьего жира
Сероводородный
Тухлых яиц
Травянистый
Сена, скошенной травы
Неопределенный
Не подходящий под предыдущие определения
2.Запахи искусственного происхождения называют по соответствующим
веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.
3.Интенсивность запаха оценивается по 5-балльной системе:
Балл Интенсивность
запаха
0
Никакого
1
Очень слабый
2
Слабый
3
4
5
Описание определения
Отсутствие ощутимого запаха
Запах, обнаруживаемый опытным исследователем
Запах, не привлекающей внимания, но такой,
который можно заметить, если указать на него
Отчетливый
Запах, обращающий на себя внимание и делающий
воду непригодной для питья
Заметный
Запах, легко обнаруживаемый и могущий дать
повод относится к воде с неодобрением
Очень сильный
Запах настолько сильный, что делает воду
непригодной для питья
Для определения интенсивности и характера запаха взял колбу
вместимостью 150-200 мл, прилил в нее 100 мл исследуемой воды и закрыл
7
пробкой. Несколько раз
вращательными движениями тщательно перемешал
содержимое колбы. Открыл колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух,
определил характер и интенсивность запаха (температура воды должна быть
около 20°С). Так как запах воды был слабый, то воду в колбе нагрел до
температуры 50-60°С, подержав колбу на горячей водяной бане. Отметил , что
вода имеет очень слабый илистый запах (таблица 1).
Определение цветности воды
Диагностика цвета – один из показателей состояния водоёма. Цветность
природной воде могут придавать соединения железа, цветущие водоросли,
взвешенные частицы. Различные оттенки вода может приобретать и за счет
загрязнения ее сточными водами. Для определения цветности воды я
использовал стеклянный цилиндр и лист белой бумаги. В сосуд набрал воду и
на белом фоне бумаги определил цвет воды – от светло-желтого до слабожелтого (таблица 2).
Определение прозрачности воды
Для определения прозрачности воды я использовал стеклянный цилиндр
с плоским дном, в который налил воду. Подкладывая под цилиндр на
расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина
линий букв – 0, 5 мм, и сливал воду до тех пор, пока сверху через слой воды
не стал виден этот шрифт. Измерил высоту столба оставшейся воды линейкой
и выразил степень прозрачности в сантиметрах: октябрь – 40 см, декабрь – 46
см (таблица №3).
Изучение осадка путем отстаивания воды
Для определения осадка отмерил 1 литр исследуемой воды и отстаивал в
течение 1 часа. В результате был определен объем, характер и цвет осадка:
незначительный, илистый, серо-желтый. После выпадения осадка отметил
также состояние самой воды – слабо-мутная (таблица №4).
В таблице №5 представлены обобщенные результаты исследования
органолептических свойств воды.
8
2.5.Изучение гидрохимических показателей воды
Определение водородного показателя (рН)
Для определения рН я использовал универсальную индикаторную
бумагу. Перед определением пробирку несколько раз ополоснул, налил воды
и опустил на 1-2 секунды листок индикаторной бумаги. Затем сравнил ее цвет
с контрольной шкалой: средний показатель – 6,25. В соответствии с
требованиями государственных стандартов к составу и свойствам воды для
водных объектов - источников питьевого водоснабжения величина pH не
должна выходить за пределы интервала значений 6,5-8,5.
2.6. Оценка экологического состояния водоема
Таким образом, проведенные мной исследования показывают, что
поверхностные воды Ливенского пруда находятся в удовлетворительном
состоянии, наблюдается умеренное загрязнение водоема. Это может быть
связано со смывом биогенных отходов из сараев, и наличием свалок бытового
мусора по берегам пруда. Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод,
что воду из пруда для питья и купания без специальных мер очистки
использовать нельзя, а можно лишь применять в бытовых и хозяйственных
нуждах (на полив садов и огородов, разведения домашней водоплавающей
птицы и водопоя крупного рогатого скота).
2.7. Рекомендации по улучшению экологического состояния водоема
Для
улучшения
экологического
состояния
Ливенского
пруда
я
предлагаю провести следующие мероприятия:
 очистить пруд с прилежащей территорией от бытового мусора, как это
было уже сделано в 2010 году силами сотрудников МЧС (фото 6-7);
 прочистить зеленые насаждения по берегам пруда и удалить сушняк;
 периодически осуществлять экологическое просвещение населения;
 периодически отражать информацию о состоянии водоема в районной
газете “Сельская новь”
9
3. Заключение.
Выводы по работе:
1. Провел визуальное обследование Ливенского пруда.
2. Произвел отбор проб воды из водоема в зимнее время года.
3. Определил физико-химические показатели воды: интенсивность и
характер
запаха,
цветность,
прозрачность,
осадок,
водородный
показатель.
4. Оценил пригодность воды для питья, купания и хозяйственных нужд.
5. Разработал рекомендации по улучшению экологического состояния
пруда.
Вода – важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким
другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как
растительных, так и животных, в частности, у человека на её долю приходится
60 – 80% массы тела. Вода
является средой обитания многих организмов,
определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы
от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и
транспортирует их из одних мест в другие. Для человека вода имеет не только
биологическое, но и производственное значение.
В настоящее время весьма актуальной является проблема сохранения
качества воды. Природная вода обладает способностью к самоочищению под
влиянием
естественных факторов: солнечного света, атмосферных газов,
жизнедеятельных
организмов – бактерий, грибов, зелёных растений,
животных. Например, камыш очищает воду от болезнетворных бактерий,
излишек солей, отходов нефти. Хорошо очищает воду осока, рогоз, хвощ
болотный, хлорелла. Животные – фильтры (беззубка, перловица) прогоняют
через себя за сутки 30 литров воды. Фильтруют воду и небольшие рачки,
обитающие на поверхности водоёмов.
«Закон о природе» запрещает спускать в водоёмы отходы производств,
захламлять берега мусором. Кроме того, если мы будем красть у природы
очень много воды, то наши водоёмы обмелеют, и могут совсем исчезнуть.
10
Я считаю, что моя работа привлечет внимание учащихся нашей школы
и взрослого населения села к сложившейся проблеме Ливенского пруда и
поможет всем осознать, что водоем нуждается в очищении, изучении и
охране. В связи с этим я планирую продолжить работу по исследованию
состояния пруда, но уже методом биотического индекса.
4. Список используемой литературы
1. Горбунов Е.Л. Физическая география Тульской области, Тула,
издательский дом «Пересвет», 2002 г.
2. Ихер Т.П., Шиширина Н.Е., Тарарина Л.Ф. Экологический
мониторинг объектов водной среды, Тула, 2003 г.
3. Тарарина Л.Ф., Хачатурова К.С., Гендель З.С. Природоведение
Тульского края, Тула, Приокское книжное изд-во, 2010 г.
4. Учебные видеофильмы и методические пособия, ассоциация
«Экосистема»: Московский полевой учебный центр
11
Приложение № 1
Фото 1. Ливенский пруд в летнее время
Фото 2. Ливенский пруд осенью
12
Фото 3. Ливенский пруд в зимнее время
13
Приложение 2
Фото 4. Отбор пробы воды для физико-химического анализа
Фото 5. Проба воды, взятой из пруда в зимнее время (декабрь)
14
Приложение 3.
Фото 6. Уборка бытового мусора с берегов пруда сотрудниками МЧС
Фото 7. Уборка поваленных деревьев из пруда
15
Приложение 4
Гидрофизические – органолептические показатели воды
Таблица №1. Интенсивность и характер запаха воды
Месяц
Запах
Балльная оценка запаха
Октябрь
Илистый
1 балл – очень слабый (запах не привлекающий
внимания, но обнаруживается при тщательном
исследовании)
Декабрь
Илистый
1 балл – очень слабый (запах не привлекающий
внимания, но обнаруживается при тщательном
исследовании)
Таблица №2. Цветность воды
Месяц
Цветность
ПДК для питьевой воды
Октябрь
Светло-
В соответствии с требованиями к качеству воды в
жёлтая
зонах рекреации (отдыха) окраска воды не должна
Слабо
обнаруживаться визуально в столбике высотой
желтая
10см. Для питьевой воды это значение составляет
Декабрь
20 см.
Таблица №3. Прозрачность
Месяц
Прозрачность
ПДК для питьевой воды
Октябрь
15 см
Декабрь
17 см
Вода считается непригодной для
питья без специальной подготовки,
если прозрачность составляет менее 30
см.
16
Таблица №4 Осадок
Месяц
Осадок
Объем осадка
Характер осадка
Цвет осадка
Октябрь
Незначительный
Илистый
Серо-желтый
Декабрь
Незначительный
Илистый
Серо-желтый
Таблица №5
Обобщенные результаты исследования органолептических свойств воды
Характеристика воды
Температура
Внешний вид
Характер и
интенсивность запаха
Цветность
Прозрачность
Мутность
Осадок
Октябрь
+7 оС
Умеренно-загрязненная
Илистый
Очень слабый
Светло-желтая
40 см
Мутная
Незначительный
Илистый
Серо-желтый
Декабрь
+ 1 оС
Умеренно-загрязненная
Илистый
Очень слабый
Слабо-желтая
46 см
Слабо-мутная
Незначительный
Илистый
Серо-желтый
Таблица №6. Водородный показатель (рН)
Октябрь
pH = 6, 0
Декабрь
pH = 6, 5
Средний результат
6,25 нейтральные воды,
ближе к слабо
кислым показателям
17