МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

 РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОУ «КИСЛЯНСКАЯ СРЕДНЯЯ               ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»

(Юргамышского района Курганской области)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ   КАЧЕСТВА   ВОДЫ

ПО  ПРОРАСТАНИЮ  СЕМЯН  ГОРОХА          

   Авторы: обучающийся 9 класса –  Стаханов Вячеслав Викторович (14 лет);

обучающаяся 8 класса – Кармашкина Анастасия Викторовна,                            МОУ «Кислянская средняя общеобразовательная школа»  Юргамышского района  Курганской     области

   Руководитель: Борчанинов Сергей Николаевич, учитель биологии, педагог дополнительного образования;   

   место работы: МОУ «Кислянская средняя общеобразовательная школа» Юргамышского района Курганской  области

Содержание

         Аннотация работы………………………………………………………..…3

         Введение …………………………………………………………...………..4

1. Обзор литературы………………………………………………………………5

1.1. Общая характеристика водных объектов…………………………………...5

1.2. Биоиндикация – метод по определению качества окружающей среды ….6

1.3. Горох – биоиндикаторный организм ………...……………………………..7

1.4. Факторы, необходимые для прорастания семян……………………...…....7

2. Методы исследования………………………………………………………….8

2.1. Физико-географическое картографирование объектов исследования…....8

2.2. Гидрофизический анализ ………………………………………….………...8

2.3. Гидрохимический анализ …………………………………………………..11

2.4. Определение качества воды методом биоиндикации ……………………15

3. Результаты исследований…………………………………………………….16

3.1. Физико-географическая характеристика водных объектов  ………….....16

3.2. Результаты гидрофизических и гидрохимических анализов проб воды .17

3.3. Результаты определения качества проб воды методом биоиндикации....18

4. Обсуждение результатов ………………………………….………………....20

       Заключение ……………………………………….………………………....22

       Список литературы ……………………………………………………........23

       Приложение ………………………………………….……………………...24

Аннотация работы

        За последнее время поверхностные водоёмы подвергаются сильному антропогенному воздействию. Последствия – различные изменения в водных экосистемах, что отражается как на общем состоянии природы, так и на человеческом обществе. В связи с  большой антропогенной нагрузкой, испытываемой природными комплексами становится актуальной разработка и апробация методик, позволяющих оценивать экологическое состояние природных экосистем и их компонентов. К сожалению, не всегда есть возможность проводить комплексные научные исследования, требующие больших материальных затрат и специального оборудования. В таких случаях можно использовать метод биоиндикации. Семена различных видов растений достаточно чувствительны к качеству воды во время прорастания. Такими особенностями обладают и семена гороха.

        Поэтому тема исследовательской работы: «Определение качества воды по прорастанию семян гороха». Цель работы: «Определить качество воды из различных источников по прорастанию семян гороха».          

        Методы исследования:  гидрохимические и гидрофизические исследования, методы биоиндикации  и моделирования, наблюдение.

        Проведенные исследования показали, что сроки и интенсивность прорастания  семян зависят от концентрации нефтепродуктов в воде. Увеличение концентрации машинного масла в воде  неблагоприятно влияет на развитие ростков гороха. Опираясь на результаты биоиндикации, нами было определено наличие и степень загрязнения воды нефтепродуктами.

        Безусловно, данное направление является перспективным. Поэтому в дальнейшем необходимо продолжить исследования: создать шкалу, определяющую зависимость интенсивности прорастания семян от концентрации нефтепродуктов; изучить новые биоиндикаторные организмы.  

     Объем работы –  26 страниц, из них приложение  – 3 страницы. Работа включает: фотографий – 1; карт – 1; таблиц – 2; диаграмм – 3; использовано литературных источников – 12.

Введение

        За последнее время поверхностные водоёмы подвергаются сильному антропогенному воздействию. Последствия - различные изменения в водных экосистемах, что отражается как на общем состоянии природы, так и на человеческом обществе.
       В связи с  большой антропогенной нагрузкой, испытываемой природными комплексами становится актуальной разработка и апробация методик, позволяющих оценивать экологическое состояние природных экосистем и их компонентов.

        К сожалению, не всегда есть возможность проводить комплексные научные исследования, требующие больших материальных затрат и специального оборудования. В таких случаях можно использовать метод биоиндикации.    

        Семена различных видов растений достаточно чувствительны к качеству воды во время прорастания. Такими особенностями обладают и семена гороха.

        Поэтому тема исследовательской работы: «Определение качества воды по прорастанию семян гороха».

        Цель работы: «Определить качество воды из различных источников по прорастанию семян гороха».          

        Задачи:

1. Изучить литературные источники по проблеме.
2. Освоить методики ведения исследований по проблеме: гидрохимического и гидрофизического исследования, биоиндикации, моделирования, наблюдения.
3. Определить влияние различных загрязняющих веществ в водной среде на прорастание семян гороха.
4. Выявить физико-химические показатели воды из различных источников.
5. Дать экологическую оценку качества изучаемых проб воды в соответствии с результатами биоиндикации.

        Объектом исследования являются  пробы воды из различных источников.

        Предмет исследования – методы биоиндикации по определению качества воды.

        Методы исследования:  гидрохимические и гидрофизические исследования, методы биоиндикации  и моделирования, наблюдение.

        Значение результатов исследования: научное – определение качества проб воды методом биоиндикации; практическое – результаты исследования используются на  уроках биологии, химии, на занятиях экологического факультатива.

1. Обзор литературы

1.1. Общая характеристика водных объектов

        Большие запасы воды на нашей планете создают впечатление о ее неисчерпаемом изобилии. Однако следует иметь в виду, что гидросфера – самая тонкая оболочка Земли. На воду во всех ее состояниях и во всех сферах приходится меньше 0,001 массы планеты. Разное состояние и различные качества воды, а также особенности ее кругооборота на Земле приводят к тому, что лишь незначительная часть запасов воды оказывается доступной и пригодной для практического ее использования.

        Общее количество пресной воды составляет всего лишь 2,7% от общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах.

        Значительная часть вод загрязнена. Наиболее распространенными загряз няющими веществами вод являются нефтепродукты, легко окисляемые органические вещества, соединения металлов (железо, марганец, цинк, медь), азот ам монийный и азот нитритов, сульфаты и др. вещества.  На качество воды поверхностных водных объектов оказывает влияние сброс сточных вод предприятий коммунального хозяйства, промышленных предприятий.

        Одними из загрязнителей так же являются кислотные осадки. Кислотными называются любые осадки – дожди, туманы, снег, кислотность которых выше нормальной. Кислотные дожди – это результат присутствия в атмосфере окислов серы и окислов азота.

        Загрязнение пресных вод нельзя рассматривать вне связи с загрязнением других компонентов окружающей природной среды – поверхностных вод, почвы, атмосферы и атмосферных осадков. Загрязнение каждых из этих компонентов непосредственно влияет на уровень загрязнения [1].  

1.2. Биоиндикация – метод по определению качества                окружающей среды

        Биоиндикация – это оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов (растения, животные). Сущность биоиндикации в том, что определенные факторы среды создают возможность существования того или иного вида.

        При изучении степени загрязнения окружающей среды важна реакция организмов на загрязнители. Для учёта изменения среды под действием антропогенного фактора составляются списки индикаторных организмов – биоиндикаторов. Биоиндикаторы –  виды, группы видов или сообщества, по наличию, степени развития, изменению морфологических, структурно-функциональных, генетических характеристик которых судят о качестве воды и состоянии экосистем.

        Биоиндикация - один из наиболее перспективных и достоверных методов определения загрязнения окружающей  среды. Несомненным его достоинством является то, что он не требует больших материальных затрат  на дорогостоящее оборудование и химические реактивы, а также его доступность для начинающего исследователя. Данный метод дает возможность судить об изменениях состояния среды и прогнозировать направление этих изменений [2].

1.3. Горох – биоиндикаторный организм

        Семена различных видов растений достаточно чувствительны к качеству воды во время прорастания. Такими особенностями обладают и семена гороха.

        Плод гороха – боб, состоящий из 2 створок, между которыми находятся семена.   Горох – светолюбивое холодостойкое  растение, семена начинают прорастать при температуре 1-2ºС. Оптимальная температура для роста и развития растений 12-16ºС, а для цветения и формирования плодов 16-20ºС. Всходы могут переносить кратковременные заморозки до -7ºС.

        Для прорастания семенам гороха нужно большое количество воды

        Горох можно выращивать на различных типах почв. Кроме того, он обогащает почву азотом благодаря деятельности клубеньковых бактерий, поселяющихся в тканях корневой системы [8].  

1.4. Факторы, необходимые для прорастания семян

        Типичное семя состоит из кожуры, зародыша и тканей, запасающих  питательные вещества для его развития - эндосперма и (или) перисперма. Главной частью семени является зародыш  (зачаток будущего растения), в котором различают корешок, зачаточный стебелёк, семядоли (или семядолю) и почечку.

        Для прорастания семенам необходи мы ряд факторов: влажная среда с доступом воздуха, температура. В таких условиях семена набирают воду (разбухают), начинают дышать, в них ак тивизируются биохимические реакции, и через определенное время они прорастают.

        Хотя, вода и является основным фактором прорастания семян, в дополнение к ней для этого процесса необходимы еще температура (тепло) и кислород.
       Потребность в кислороде у семян разных культур неодинакова, но с увеличением его количества возрастает процент проросших семян.      Недостаток кислорода при избытке воды значительно снижает всхожесть семян.    

        Всхожесть семян определяется процентным отношением числа проросших семян к общему числу подвергнутых проращиванию.  С этой целью, отсчитав известное число семян, высевают их в обыкновенном садовом горшке, на фланели или войлоке с длинными концами, опущенными в воду, на влажной губке, покрытой стеклянным колпаком и т.д.

        Соль оказывает негативное влияние на прорастание семян, в частности соль, задерживает поступление воды в набухающие семена. Наличие в воде нефтепродуктов, замедляет процесс прорастания семян. Вода, содержащая вещества, увеличивающие показатели рН среды, так же угнетает  рост и развитие проростков.

        Различная реакция прорастающих семян на качество водной среды в значительной мере обусловлена влиянием загрязняющих веществ на уровень активности биохимических процессов в прорастающем семени [2].

2. Методы исследования

2.1. Физико-географическое картографирование объектов исследования

        Для создания  карты – схемы необходимо иметь точный план или карту  населённого пункта, которую можно скопировать с почвенных карт или карт землепользования, которые имеются в сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности или в администрации села. Для полного описания необходимо отметить на карте объекты исследования и расположенные рядом дороги, дома, частные земельные участки, с/х предприятия [4].

2.2. Гидрофизический анализ

        В результате анализа в лабораторных условиях школы определяется: прозрачность воды, цвет, запах, масса сухого остатка, температура воды [6].

Определение прозрачности воды

 Оборудование: 

        Высокий мерный цилиндр с плоским прозрачным дном, лист с текстом.

 Ход работы:

        Под дно цилиндра помещают лист. В цилиндр постепенно наливают исследуемую воду. При этом следят, чтобы текст на листе читался сквозь воду. Как только текст перестает быть различимым, воду больше не приливают. Далее замеряют уровень столба жидкости – это и будет прозрачность воды в сантиметрах.

Определение цвета воды

 Оборудование:

        2 стакана из бесцветного стекла, дистиллированная вода, белый лист.

 Ход работы:

        Цвет воды определяется при сравнении дистиллированной и исследуемой воды в двух стаканах. Их нужно рассматривать при дневном освещении на фоне белого листа сначала сбоку потом сверху.

Определение запаха воды

        Оборудование:

        Плоскодонная колба объемом 150 – 250 мл., стеклянная пластинка.

         Ход работы:

        Определение проводят в широкогорлой колбе, которую заполняют исследуемой водой примерно на 2/3 объема. Колбу накрывают стеклом, интенсивно встряхивают вращательными движениями и после этого определяют свойства запаха с помощью следующей шкалы (в баллах). Смотри в таблице 2.2.1.

       Бальная оценка интенсивности запаха производится по следующим признакам:  0 баллов – отсутствие ощутимого запаха; 1 балл – неощущаемый, определяемый только в лаборатории; 2 балла – обнаруживаемый с трудом; 3 балла – легко обнаруживаемый; 4 балла – обращающий на себя внимание; 5 баллов – сильный, высокой интенсивности.

        Определение запаховых характеристик воды водоема достаточно субъективно и связано с пороговой чувствительностью органов чувств самого исследователя, однако при экспресс-анализе данные показатели являются достаточно информативными.

                                                                                                            Таблица: 2.2.1.

                    Определение характера и интенсивности запаха воды

Определение массы сухого остатка в воде

 Оборудование:

        Чашка фарфоровая, мерный цилиндр на 50 мл, весы лабораторные, водяная баня.

 Ход работы:

       На весах взвешивают чистую фарфоровую чашку, записывают результат. Мерным цилиндром отмеряют 50 мл исследуемой воды и выливают ее в чашку. Чашку ставят на водяную баню, выпаривают из нее воду. После этого взвешивают чашку вместе с сухим остатком.

 Расчет:

M = (m2 – m1) * 20 (г./л.), где

m1 – масса чистой фарфоровой чашки

m2 – масса чашки с образовавшимся сухим остатком после выпаривания воды на «водяной бане».

Определение температуры воды

         Температура воды измеряется непосредственно у исследуемого объекта в заборном ведерке с помощью спиртового термометра.

2.3. Гидрохимический анализ

        В результате анализа в лабораторных условиях школы определяется: гидрокарбонат ионы в воде (количественный анализ), сульфат ионы (количественный анализ), нитрат ионы (количественный анализ), суммарное железо (Fe2+, Fe3+)  (количественный анализ), хлорид ионы (качественный анализ), уровень рН, жесткость воды  [6].

2-

2-

  2-

Определение гидрокарбонат ионов в  воде (количественный анализ)

        Вместе с карбонатными ионами они являются важнейшей составной частью химического состава природных вод. Оба этих иона находятся в равновесии между собой и угольной кислотой: H2CO3 = H+ + HCO3-  = 2H+ + CO32- . Изменение содержания одного из членов этого равновесия влечет за собой изменение другого. Эти ионы образуют карбонатную систему, имеющую большое значение в природных водах. Распределение СО2, НСО3-, СО32-  в растворе зависит от его рН. При нормальных условиях рН природных систем составляет 7,0 – 8,5. Для этой области рН основным в растворе является бикарбонат – ион: НСО3- .         Принцип метода определения гидрокарбонатов (или бикарбонатов) заключается в том, что под действием HCl происходит полное разложение гидрокарбонатов  по схеме: Ca(HCO3)2 + HCl = CaCl2 + 2H2CO3

                                                                                            2H2O + 2CO2

Конец реакции определяется по изменению цвета индикатора метилоранжа из желтого в розоватый (рН около 4,5). В случае большого количества гидрокарбонатов в воде выделяющийся СО2, удаляют из сферы реакции путем продувания воздуха из груши через пробу. Как видно из уравнения, каждая молекула  HCl вытесняет 1 молекулу CO2, то есть 1 моль/л HCl соответствует 44 г. CO2.

  Оборудование:

       Мерный цилиндр вместимостью 100 мл, бюретка вместимостью 50 мл, колба коническая вместимостью 200 мл.  Реактивы:

  Соляная кислота (0,1 моль/л), индикатор метилоранж (0,1%). Ход работы:

        В колбу на 200 мл наливают 100 мл исследуемой воды, прибавляют 3 капли метилоранжа и титруют кислотой (допустим 0,1 моль/л) до розового цвета.

 Расчет:

       Расчет НСО3-  (Х) по формуле: Х = (ас611000)/V, где а – объем HCl, пошедший на титрование, мл; с – концентрация раствора HCl; V – объем пробы; 61 – количество НСО3- ,эквивалентное 1 мл HCl; 1000 – перевод в литры.

Определение сульфат ионов в воде (количественный анализ)

        Соли серной кислоты в природной воде встречаются в небольших количествах (до 20 – 30 мл/л). Значительное увеличение их зависит от попадания в водоём сточных вод. Сульфаты не оказывают вредного влияния на водных животных и растения даже в концентрации 1 г/л, а для карасей 10 г/л. Малые концентрации сульфатов влияют стимулирующе на жизненные процессы гидробионтов. Сульфаты играют немалую роль в возникновении сероводорода. Соли в воде много органического вещества и сульфатов, то это может привести к стойкому заражению водоёма сероводородом, что и происходит в Чёрном море.

  Оборудование:

  Пробирки, пипетка вместимостью 5 мл, пипетка вместимостью 1 мл.

  Реактивы:

  Хлорид бария (10%).

  Ход работы:

        В пробирки с помощью пипетки набирают по 5 мл исследуемой воды.                                     В каждую пробирку добавляют 3 капли хлорида бария.  

       О приблизительном содержании сульфатов судят по количеству выпавшего осадка ВaSO4. Отсутствие мути говорит о содержании сульфатов менее 5 мг/л; слабая муть, появляющаяся через несколько минут – 5-10 мг/л; слабая муть, образующаяся сразу же по прибавлении BaCI2 – 10–100 мг/л; сильная муть, сразу же оседающая, - 100 мг/л.

Определение нитрат ионов в воде

        Одной из самых распространенных форм азота в природных водах является азот нитратов NO-3.

 Оборудование:

 Пробирки, пипетка вместимостью 5 мл, пипетка вместимостью 1 мл.

 Реактивы:

 1 – процентный раствор дифениламина.

 Ход работы:

        В пробирки наливаем 2-3 мл исследуемой воды, после чего добавляем 3-5 капель дифениламина. По появлению окрашивания определяют концентрацию. Если окраска не появляется в течение 5 минут, то содержание нитратов <0,5 мг/л. Если в течение 5 мин появляется слабо голубое окрашивание – концентрация = 1 мг/л; окраска появляется в течение 1 мин в виде слабо-голубого кольца – 2,0-3,0 мг/л; окраска кольца через 5 минут переходит в ярко- синюю шириной 2,5-3 мм. Через 10 минут сверху кольца появляется слабый зеленоватый оттенок – 5,0 мг/л; снизу появляется голубое кольцо, переходящее в ярко-синее. Расслаивается  сразу. Сверху – грязно-зеленое окрашивание с верхним буроватым слоем – 10,0 мг/л.

Определение суммарного железа (Fe2+, Fe3+) в воде

        Формы железа в природных водах неустойчивы. Постоянно происходит окисление Fe2+ до Fe3+ , соединения, которого выпадают в виде бурого творожистого осадка при увеличении рН среды.

 Оборудование:

 Пробирки, колбы.

 Реактивы:

 Концентрированная соляная кислота, персульфат аммония, 50 – процентный раствор роданида калия KNCS.

 Ход работы:

                                               Таблица 2.3.2.

Определение суммарного железа (Fe2+, Fe3+)

        Для анализа готовится раствор, содержащий 10 мл исследуемой воды, 3 капли соляной кислоты. После тщательного перемешивания в пробирку добавляют несколько кристаллов персульфата аммония. Цвет и интенсивность окрашивания сравнивают с данными в таблице 2.3.2.

Определение хлорид ионов в воде (качественный анализ)

 Оборудование:

 Пробирки, пипетка вместимостью 5 мл – 3 шт., держатель, спиртовка.

 Реактивы:

 10 – процентный раствор азотной кислоты, 1 – процентный раствор перманганата калия, индикатор: йодкрахмальная бумага.

 Ход работы:

        К 1 мл анализируемого раствора прибавляют 1 мл НNO3 и 1мл KМnO4. Содержимое пробирки нагревают, а в отверстие помещают смоченную дистиллированной водой йодкрахмальную бумажку. Посинение йодкрахмальной бумаги свидетельствует о наличии в  воде хлора.

Определение уровня рН воды

  Уровень рН определяется при помощи прибора Н.И. Алямовского.

        Ход работы:

1. Пипетку на 5 мл и одну из пробирок ополаскивают небольшим объемом исследуемой воды. С помощью пипетки берут 5 мл пробы и выливают в пробирку.
2. В эту же пробирку при помощи второй пипетки прибавляют 0,3 мл комбинированного индикатора.
3. Затем содержимое пробирки аккуратно перемешивают, до равномерного смешивания индикатора с водой.
4. После этого определяют рН испытуемой жидкости путем сопоставления ее окраски с окраской эталонов стандартной шкалы.

Определение жёсткости воды

 Ход работы:

        В стакан наливают анализируемую воду. Сюда же приливают раствор мыла, встряхивают. Если отсутствует осадок и появляется пена – вода мягкая. Если образуется большое количество осадка, то вода жёсткая, причем о степени ее жесткости можно судить по количеству мыла израсходованного на образование осадка.

2.4. Определение качества воды методом биоиндикации

        Для проведения исследования берутся семена гороха  - горох посевной (Pisum sativum), сорт «Аксайский усатый – 55». Отсортированные по размеру, форме, внешнему виду и целостности. Семена гороха помещаются в чашки Петри в количестве по 20 штук на ватный фильтр. Ватный фильтр насыщается исследуемой водой (см. фото.1. в приложении).  Ведется дневник наблюдений, где фиксируются все изменения: прорастание корней и стеблей. 

        Для исследования влияния загрязняющих веществ на прорастание семян гороха готовится раствор, в котором присутствует одно из загрязняющих веществ: нефтепродукт – машинное масло, кислота (серная), щелочь (гидроксид калия).

        Всхожесть прорастания семян высчитывается в процентах. Всхожесть характеризуется количеством семян, давших нормальные всходы за установленный срок при оптимальных условиях выращивания. [7].

3. Результаты исследований

3.1. Физико-географическая характеристика водных объектов  

       Изучаемые объекты расположены на территории Кислянского административного округа Юргамышского района.

       Озеро Кулаш расположено в северо-западной части района. Общая площадь озера – 224,2 га (см. карту в приложении). Средняя глубина 1,5 метра, наибольшая 2,3 метра. Характер грунта: почва с примесями песка. Дно в некоторых местах заилено. Берега пологие. В восточной части с наносами песка. Почва прилегающей территории – солончаки, светло-серые почвы.

   Вокруг озера располагаются луга и только к северо-восточной части и северо-западной прилегают небольшие березовые леса.  Характер приозерного рельефа – равнинный. В двухстах метрах от озера находится д. Кулаш. Промышленные и сельскохозяйственные предприятия отсутствуют. Животноводческих ферм нет. В пяти местах обнаружено захламление береговой зоны.

        Озеро не имеет стока, впадающих рек нет. Питается озера снеговыми и частично дождевыми водами.

         Река Окунёвка вытекает из Окунёвского озера - поэтому и получила свое название (см. карту в приложении), впадает в реку Миасс. Разница высот истока и устья 53 ме тра, поэтому в половодье вода быстро проходит, а потом течет медленно.

        Русло реки извилистое, неширокое 3-5м, с обрывистыми берегами. На всем протяжении реки берега пес чаные, в некоторых местах – глинистые. Длина реки 28-30км. Дно реки илистое.

       Озеро Ложкино  расположено в центральной части района. В 100 метрах севернее озера расположено д. Ложкина. Дно илистое. Средняя глубина 1,5-2 метра. Берега пологие. Стоков нет, озеро питается снеговыми и дождевыми водами. В 200 метрах южнее озера произрастает  березовый лес.

        Промышленные предприятия, животноводческие комплексы вокруг озера отсутствуют.

        Скважина  №69 – возле колхозной столовой (не далеко от школы, водоснабжение столовой и школы). Скважины имеют санитарные зоны и огорожены. (пятиметровый радиус вокруг скважины). Глубина скважины 65 метров.    Вкус воды – слабо солоноватый.

3.2. Результаты гидрофизических, гидрохимических анализов                 проб воды

        Гидрофизический и гидрохимический анализ проб воды проводился в школьной химической лаборатории. Для исследования взяты пробы воды из: о.Кулаш, о.Ложкино, р.Окунёвка, скважина №69.  

       Используя распространенные методы исследования качества воды. Определяли гидрофизические показатели проб воды: температуру, прозрачность, цвет воды, запах, массу сухого остатка; гидрохимические показатели: жесткость, уровень кислотности, наличие солей железа,  гидрокарбонат ионов,  сульфат ионов,  нитратов,  хлорид ионов. Результаты исследований представлены в таблице №1 (см. приложение).  

        В местах взятия проб из о.Ложкино, р. Окуневка обнаружены маслянистые пятна на поверхности водоемов.

3.3. Результаты определения качества проб воды методом биоиндикации

        Для определения качества воды из данных источников был применен метод биоиндикации – определение качества воды по прорастанию семян гороха. Прорастание семян осуществлялось в чашках Петри на ватном фильтре насыщенном исследуемой водой, куда помещали 20 семян. Наблюдались различные сроки и интенсивность прорастания семян (см. таблицу №2 в приложении, диаграмму 3.2.1.).

       Моделирование особенностей влияния загрязняющих веществ проводилось методом добавления загрязняющих веществ в водопроводную воду, которой так же насыщался ватный фильтр. Опыт №1-№4 с примесью машинного масла концентрацией: №1 - 0,25 г/л;  №2 – 0,5 г/л;  №3 – 0,75 г/л;  №4 – 1,0 г/л). Результаты опытов представлены в таблицу №2 в приложении.  

Пробы воды из: ряд 1 – о. Кулаш, ряд 2 – о. Ложкино, ряд 3 – р.Окунёвка, ряд 4 – скважины №69.

Ряд 1-4 – опыт №1-№4 с примесью машинного масла концентрацией: №1 - 0,25 г/л;  №2 – 0,5 г/л;  №3 – 0,75 г/л;  №4 – 1,0 г/л.

        Наблюдается прямая зависимость сроков и интенсивности прорастания семян от концентрации машинного масла (см. диаграмму 3.2.2.). 

        Процент прорастания семян  в опыте №1 и №2 – 100%, №3 – 80%, опыте №4 – 40%.  

        Для моделирования особенностей влияния кислотно-основных свойств воды на прорастание семян были приготовлены растворы: опыт №5 – рН=4,8;  опыт №6 – рН=5,4;  опыт №7 – рН=7,6;  опыт №8 – рН=8. Результаты опытов представлены в таблицу №2 в приложении.  Семена гороха в опыте №5 не проросли. Процент прорастания в опыте №6-8 – 100%. Медленнее прорастают семена в опыте №6, рН=5,4 (см. диаграмму 3.3.3.).  

Ряд 1-3 – опыт №6-№8: №6 – рН=5,4;  №7 – рН=7,6; №8 – рН=8.

4. Обсуждение результатов

        После изучения соответствующей литературы по проблеме  и проведения самого исследования: определение качества проб воды из о. Кулаш, о. Ложкино, р. Окунёвка, скважины № 69 – вода по результатам гидрофизического (определение прозрачности, цвета воды, запаха, массы сухого остатка) и гидрохимического (определение жесткости, уровня кислотности, наличие солей железа,  гидрокарбонат ионов,  сульфат ионов,  нитрат ионов,  хлорид ионов)  анализов соответствует санитарно-экологическим нормам. Уровень определяемых показателей и веществ не превышает ПДК. На поверхности проб из. о. Ложкино и р. Окунёвка обнаружены маслянистые пятна, что объясняет более поздние сроки прорастания  семян гороха (по результатам определения качества проб воды методом биоиндикации). Семена проращенные в воде из скважины №69 так же прорастают медленно. В пробе воды из скважины обнаружены хлориды, вода солоноватая на вкус. Соль оказывает негативное влияние на прорастание семян, в частности соль, задерживает поступление воды в набухающие семена.

        Для определения влияние загрязняющих веществ в водной среде на прорастание семян гороха проводились опыты – в воду, используемую для проращивания семян добавлялось машинное масло. Опыт №1-№4 с примесью машинного масла концентрацией: №1 - 0,25 г/л;  №2 – 0,5 г/л;  №3 – 0,75 г/л;  №4 – 1,0 г/л. Наблюдается зависимость сроков и интенсивности прорастания семян от концентрации машинного масла в пробах воды. С увеличением концентрации семена прорастают медленнее,  так как машинное масло препятствует поступлению кислорода воздуха к прорастающим семенам.

        Таким образом, сравнивая интенсивность и сроки прорастания семян (см. диаграмму 3.2.1. и 3.2.2),  можно определить наличие нефтепродуктов в пробах воды из о. Ложкино и р. Окунёвка концентрацией менее 0,25 г/л, так как в опыте №1 максимальная интенсивность прорастания наблюдалась на  8 день, в воде из р. Окунёвка на 5, а из о. Ложкино на 7 день. По данному показателю вода является загрязненной, уровень загрязнения – средний.

        Содержание различных веществ в воде определяет ее уровень кислотности, которая так же влияет на прорастание семян. По результатам опытов №5-№8 видно, что вода с рН=4,8 угнетает прорастание семян – семена не проросли, с рН=5,4 – тормозит прорастание (см. диаграмму 3.3.3.).

        Вода  с рН=7,6 – 8,0 не оказывает существенного влияния на прорастание семян гороха (опыт №7-8). Учитывая, что рН проб воды из водоемов находится в данном диапазоне, то кислотно-основные свойства исследуемой воды не оказывают существенного влияния на прорастание семян. Поэтому основным фактором,  замедляющим прорастание семян, является наличие нефтепродуктов в пробах воды.

Заключение

        За последнее время поверхностные водоёмы подвергаются сильному антропогенному воздействию. Последствия - различные изменения в водных экосистемах, что отражается как на общем состоянии природы, так и на человеческом обществе.

        Поэтому возникает необходимость определения качества различными  методами.

        Исходя из результатов наших исследований можно утверждать, что таким методом является биоиндикация, не требующая больших материальных затрат и специального оборудования.

        По прорастанию семян гороха можно определить качество воды. Присутствие в воде наиболее распространенных загрязняющих веществ – нефтепродуктов. Семена достаточно чувствительны к качеству воды во время прорастания. Сроки и интенсивность прорастания зависят от концентрации нефтепродуктов в воде. Эксперимент показывает, что увеличение концентрации машинного масла  неблагоприятно влияет на развитие ростков гороха. Опираясь на результаты биоиндикации, нами было определено наличие и степень загрязнения воды нефтепродуктами.

        Для сохранения водных объектов планируется:

   1. Продолжить начатые исследования.  

   2. Проводить через местную печать пропаганду среди населения о значимости водных объектов.

   3. Осуществлять постоянный мониторинг за состоянием водных объектов и прилегающей территории.

   4. Проводить акции по очистке берегов озер, реки.

   5. Установить знаки, запрещающие мойку автотранспорта на берегах водоемов.  

         Перспективы исследования: создание диаграммы, определяющей зависимость интенсивности прорастания семян от концентрации нефтепродуктов; выявление новых биоиндикаторных организмов.

Список литературы:

1. Акимова Т.А. Кузьмин А.П. Хаскин В.В. Экология. Природа Человек. Техника: учебник для вузов. – М.: Юнити – Дана, 2001.
2. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. Под ред. Мелеховой О.П., Егоровой Е.И. М.: Академия, 2007.
3. Габриелян О.С. Химия. 11 класс. – М.: Дрофа, 2008г.
4. Завьялова О.Г. Иванов А.Ф., Несговорова Н.П. Полевой практикум по     естествознанию. – Курган: ИПКРО, 1993.
5. Козлов О. В. Экология и здоровье человека. – Курган: Парус-М, 1994.
6. Козлов О.В. Козлова С.В. Методы исследования экосистем водоемов: учебное пособие по экологическому практикуму. – Курган: ИПКРО, 2000.
7. Новиков Ю.В. и др.  Методы исследования качества воды водоемов (Под ред. А.П.Щицковой). – М.: Мысль, 1990.
8. Пасечник В.В. Биология. Бактерии. Грибы. Растения. 6 класс. – М.: Дрофа, 2008.
9. Степановских А.С. Экология: Учебное пособие. – Курган: «Зауралье»,  1997.
10. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам.  Энциклопедический справочник. – М.: Наука, 1995.
11. «Экология» (учебник), Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. – М.: Дрофа, 2003.
12. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. – Л.: Наука, 1974.  

Приложение

Характеристика проб воды                           Таблица 1

Фото. 1.  Биоиндикация  - определение качества воды                                                            по прорастанию семян гороха

                                      Результаты биоиндикации                           Таблица 2

     (определение качества воды по прорастанию семян гороха)

      Примечание – для проведения опытов  взята вода из скважины №69 (водоснабжение школы): опыт №1-№4 с примесью машинного масла концентрацией (№1 - 0,25 г/л;  №2 – 0,5 г/л;  №3 – 0,75 г/л;  №4 – 1,0 г/л);  опыт №5 – рН=4,8;  опыт №6 – рН=5,4;  опыт №7 – рН=7,6;  опыт №8 – рН=8.

        Первая строка в таблице по каждому опыту – количество проросших семян (из 20), вторая – процент проросших семян за данный день.

Карта расположения изучаемых водных объектов