“Исследование водных ресурсов Ростовской области, экологические проблемы реки Атюхты”

муниципальноебюджетное общеобразовательное

учреждение

средняя общеобразовательная школа № 21

г.Шахты

НОУ «Исследователи»

Учебно - исследовательская работа

на тему:

“Исследование водных ресурсов Ростовской области, экологические проблемы реки Атюхты”

Подготовила ученица 9 «А» класса

Лебедева Ольга

Руководитель:

учитель биологии

Мититаниди Ирина Николаевна

2014-15г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ: Значение воды в жизни человека.

ГЛАВА 1. Водные ресурсы и проблемы их использования.

1.1. Значение воды в жизни человека.

1.2. Водные ресурсы России.

1.3 Водные ресурсы Ростовской области.

1.4 Река Дон и ее экологические проблемы.

1.5 Малые реки Ростовской области.

1.6.Химический состав природных вод Ростовской области. Водопотребление.

1.7. Основные источники загрязнения водных экосистем.

ГЛАВА 2. Результаты исследования.

ГЛАВА 3. Выводы.

ГЛАВА 4.Рекомендации.

ГЛАВА 5. Заключение.

Литература

Приложения

Введение

Актуальность проблемы водоснабжения в мире и в РО.

Вода - наиболее ценный природный ресурс, имеющий наряду с воздухом, которым мы дышим, огромное значение в существовании человечества, поскольку мы знаем, что без воды не было бы жизни. Вода - одно из наиболее распространенных веществ, и самая распространенная на земле жидкость. Вода покрывает три четверти земной поверхности, и если бы поверхность земли была ровная, то вода покрыла бы ее слоем толщиной около 12/3 мили (примерно 2,5км). Несмотря на то, что пресной воды на планете в изобилии, многие страны мира испытывают её острый дефицит.

Каждый день человек потребляет огромное количество воды, не задумываясь о ее происхождении, составе или стоимости. Хорошо, когда воды вдоволь. Но что мы пьем? Все показатели качества воды принято делить на три группы. Первая обеспечивает эпидемическую безопасность - отсутствие вирусов и бактерий. Вторая гарантирует безвредность в химическом составе - органические и неорганические вещества, тяжелые металлы, пестициды. Третья описывает органолептические показатели - мутность, цвет, запах и вкус. Соответствует ли вода в Ростовской области этим требованиям. Каждый из нас вправе дать свою оценку. Были времена, когда человеческое общество развивалось в гармонии с природой, а водные ресурсы оставались неизмененными, и качество воды не угрожало обитателям земли. Неразумное же и бесхозяйственное ее использование на протяжении последних веков, и особенно в ХХ, привело к существенному сокращению водного потенциала природы, к обильному загрязнению источников воды химическими веществами и болезнетворными микробами. А само потребление воды за последние 100 лет возросло в 10 раз. Многие страны мира уже испытывают в ней острую нехватку, животный и растительный мир не успевают приспосабливаться к новым, губительным условиям существования. Исчезают целые виды растений, рыб, водоплавающих птиц и других животных. На данный момент в мире более 500 млн. человек страдают от недостатка чистой питьевой воды. Эксперты ООН считают, что в 21 веке вода станет более важным стратегическим ресурсом, чем нефть и газ.

Тема для проекта была выбрана неслучайно, она актуальна не только для крупных городов (для городов с большой численностью населения), но и для таких небольших, как  город Шахты.

Объекты и методы исследования. Объектом исследований являются все водные ресурсы Ростовской области, которые могут быть использованы в бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и лечебных целях, система очистных сооружений и доставки воды потребителям, а также объекты прямо или косвенно влияющих на экологическое состояние гидроресурсов реки Дон. Были использованы общепринятые методы химического и биологического исследования качества воды.

Цели и задачи. Цель данной работы описать основные водные ресурсы Ростовской области, определить их экологическое состояние, выявить основные проблемы, связанные со снабжением населения качественной питьевой водой и найти пути решения задачи водоснабжения.
Для реализации цели поставлены и решены следующие задачи:
-охарактеризовать состояние основных источников воды в Ростовской области; 
-раскрыть содержание и направление исследований по данной проблематике;
- определить проблемную ситуацию с водоснабжением в регионе;
-выявить причины и последствия несоответствия качества питьевой воды реки Атюхты экологическим нормам;
-предложить пути решения задачи обеспечения населения качественной питьевой водой.

- способствовать формированию навыков учебно-исследовательской деятельности учащихся при изучении экологических проблем речки Атюхты;

-получение учащимися в процессе работы над проектами реальных комплексных знаний по экологии.

Глава 1. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ ОБЛАСТИ И ПРОБЛЕМЫ

ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха,
тебя невозможно описать, тобой наслаждаются,
не ведая, что ты такое. Нельзя сказать,
чтоты необходима для жизни: ты сама жизнь.
С тобой возвращаются к нам силы,
с которыми мы уже простились.
По твоей милости в нас вновь начинают
бурлить высохшие родники нашего сердца.

1.1Влияние качества воды на здоровье потребителей.

Еще из школьной программы нам известно, что без воды невозможна органическая жизнь. Человек в среднем за день выпивает 1,5 - 2,5 литра этой бесценной субстанции, которую нечем заменить или синтезировать. По утверждению биологов, без пищи человек может прожить около 2-х месяцев, без воды не проживет и 5-ти дней. Наш организм на 70% состоит из воды, которая участвует во всех его физиологических и энергетических процессах. Кровь, лимфа, межтканевая жидкость, слюна, желудочный сок содержат воду в еще большей мере. Вода является электролитом, которая служит проводящей системой для снабжения всех органов и систем человеческого тела жизненной энергией. В жидкой среде происходит переваривание пищи и всасывание в кровь питательных веществ. Вода выводит из человеческого организма вредные продукты распада и обмена. Выполняет, так называемую, механическую работу в теле человека, облегчая скольжение трущихся поверхностей - суставов, связок, мышц и т.д. Мало кто из граждан нашей республики осознает тесную связь между качеством потребляемой ими воды, и их здоровьем. Между тем по оценкам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) частота заболеваний, переносимых водой является самой высокой. Воздействие водного фактора на здоровье населения постоянно подтверждается более чем столетней практикой водоснабжения. Около двадцати процентов всех заболеваний в России с потреблением некачественной питьевой воды, тогда как в Западной Европе этот показатель колеблется на уровне шести процентов. Вода, используемая для питья, является фактором, определяющим до 15-20% случаев острых кишечных заболеваний и вирусного гепатита А преимущественно в сельской местности, 20-25% соматических заболеваний, 100% случаев дентального флюороза. Такая плачевная статистика обусловлена высоким уровнем потребления (в первую очередь в сельской местности) колодезной воды, в то время как в более 80-ти процентах колодцев вода не отвечает санитарным требованиям.

Наиболее неблагоприятная обстановка с водоснабжением сложилась в зоне деревень и хуторов. Как следствие, распространены заболевания нервной системы, ОРЗ, гипертонии. Хронические болезни печени составляют более 50 процентов, в то время как в других местностях - 8. Втрое чаще встречаются нарушения функций деторождения у женщин, заболевания кожи и тканей. Данная ситуация приводит к торможению биологического развития у 33 процентов подростков (9,7 - в других зонах). В местностях, загрязненных соединениями азота, крайне неудовлетворительно физическое развитие детей - 12 процентов по сравнению с 5 в нормальных условиях. Таким образом, общий уровень заболеваемости детей и подростков, проживающих в местах, где воды особо заражены нитратами, составляет 805,5 на 1000 человек, тогда как в городах - 237,7, что тоже не радует. Участившиеся заболевания пищеварительных органов, сердечнососудистой и мочеполовой систем - это тоже результат употребления питьевой воды повышенной жесткости и минерализации с высоким содержанием нитратов и сульфатов, хлора и натрия. В селах также намного чаще встречаются гепатит, дизентерия, холера. В условиях отсутствия водопроводных сетей, недостаточного запаса колодезной воды граждане пытаются экономить ее за счет мытья рук и столовой посуды, что, конечно же, недопустимо во избежание эпидемий всевозможных "болезней грязных рук".

Раньше считалось, что запасы пресной воды неистощимы. Но во второй половине 20 века даже в зонах избыточного и достаточного увлажнения люди столкнулись с неожиданным и непредвиденным явлением — недостатком пресной воды. Его усиливает не только истощение водных ресурсов, но, главным образом, их загрязнение, что актуально и для Ростовской области. Проблема рационального использования водных ресурсов в настоящее время — одна из главнейших в комплексе водоохранных мероприятий.

Потребление человечеством пресной воды возросло в 6 раз за последнее столетие и продолжает расти. Ожидается, что потребность в пресной воде повысится на треть в ближайшие 25 лет, а в питьевой воде удвоится. В то время как водные ресурсы продолжают сокращаться. Уже одна треть населения Земли живет в странах, где запасы воды ограничены; к 2025 уже две трети людей будут жить в таких странах. Почти каждый пятый житель планеты ощущает нехватку безопасной питьевой воды. Около 2 миллиардов га пахотных и пастбищных земель во всем мире, а территория эта превышает США и Мексику вместе взятые, в средней и крайней степени деградировали, уменьшив способность к воспроизводству растительной пищи. Опустынивание обходится миру в 42 миллиарда долларов США ежегодно в потерянных доходах, а эрозия почвы ставит средства к существованию около миллиарда людей под угрозу. Водоносные пласты подземных вод, сформированные тысячелетиями, истощаются быстрее, чем они могут пополниться; каждый год 160 миллиардов тонн воды "добываются" таким путем в одних только Китае, Индии, Северной Африке, Саудовской Аравии и США. Между тем международное напряжение из-за поделенных рек растет, угрожая вооруженными конфликтами на почве нехватки воды.

Мировая наука уже несколько десятков лет настойчиво ищет пути обеспечения водой нуждающиеся регионы и страны, но пока ничего кардинального, способного отвести надвигающуюся катастрофу не предложено. Хотя созданы атомные и солнечные установки, опресняющие морскую воду, устройства, получающие воду осаждением водяных паров из воздуха, разного рода адсорберы, но ни один из этих вариантов ни в отдельности, ни все вместе не способны решить эту глобальную проблему.

Водные ресурсы и их состав. Постоянно употребляя термин «водные ресурсы», мы зачастую не задумываемся, что он означает. К водным ресурсам относятся все виды воды. Это воды Мирового океана, рек, озер, подземных вод, болот, ледников и высокогорных снегов. Под водными ресурсами понимают те виды природных вод, которые можно использовать в настоящее время, управляя их режимом, а также те воды, которые будут использованы в ближайшей перспективе.

Различают воды пресные и минеральные (с соленостью более 1 г солей на литр воды). Человечество больше интересуют пресные воды. Водные ресурсы в их естественном состоянии далеко не всегда соответствуют требованию хозяйства, для которого важны количество воды, устойчивость объема водных ресурсов во времени, распределение потерритории. Наиболее высокие требования к качеству водных ресурсов предъявляет их использование для питьевого водоснабжения. По степени пригодности различают водные ресурсы нескольких классов. К самому высокому относят пресные воды хорошего качества и постоянного объема. Такими свойствами чаще всего обладают подземные воды. Речные воды неустойчивы по сезонам года и довольно загрязнены.

Использование воды отличается от других природных ресурсов. Например, каменный уголь и нефть, после того как они сожжены или использованы в качестве сырья, перестают существовать в виде названных продуктов. Вода же после любых видов использования остается водой и продолжает участвовать во влагообороте (круговороте). Лишь небольшая ее часть химически связывается и входит в состав изготовленной продукции.

Благодаря круговороту, все воды гидросферы с той или иной интенсивностью возобновляются. Поэтому водные ресурсы неисчерпаемы, вечны. Они могут быть переброшены из одной территории в другую, но в целом на Земле общий объем воды остается неизменным.

Человек в зависимости от назначения и технологии использования водных ресурсов переводит воду из одного звена круговорота в другое.

1.2 ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ РОССИИ

Они значительны. По запасам на Россию приходится более 20% мировых ресурсов пресных вод (без учета ледников и подземных вод). Среди шести стран мира, обладающих наибольшим речным стоком (Бразилия, Россия, Канада, США, Китай, Индия) по абсолютной величине Россия занимает второе место в мире после Бразилии, по водообеспеченности на душу населения – третье (после Бразилии и Канады). В расчете объема пресной воды на одного жителя России приходится около 30 тыс. м3 речного стока в год. Это примерно в 5,5 раза больше среднемирового уровня, в 2,5 раза больше, чем в США и в 14 раз больше, чем в Китае.Связано это с огромной территорией страны. Хуже всего обеспечена Россия наиболее ценными для практического использования ресурсами устойчивого подземного стока. Общее увлажнение России на 288 мм меньше, чем в среднем для всей земной суши. Недостаток воды является причиной недородов, которое испытывает наше неорошаемое земледелие в Поволжье, Центральной черноземной зоне, Сибири и других районах страны. Испарение из-за недостатка тепла также почти в два раза меньше, чем для всей земной поверхности. По осадкам Россия на 40% беднее всей суши. Из источников водных ресурсов относительно богаче поверхностный сток, но он требует регулирования, так как очень неравномерен по сезонам года.

По данным ООН к 2025 г. Россия вместе со Скандинавией, Южной Америкой и Канадой останутся регионами наиболее обеспеченным пресной водой – более 20 тыс. м3/год в расчете на душу населения.

По данным ООН в повестке дня третьего тысячелетия вода будет играть решающую роль. Если в 2000 г. дефицит пресной воды, включая сельскохозяйственные и промышленные нужды, оценивался в 230 млрд. м3/год, то к 2025 г. этот дефицит на планете увеличится до 1,3-2,0 трлн. м3/год.

По общему объему ресурсов пресной воды Россия занимает лидирующее положение среди стран Европы (табл. 1.4).

Если принять все российские водные ресурсы за 100 %, то почти треть из них сосредоточено в озерах (1 место в мире), четвертая часть – в болотах и пятая часть – в реках.

1.3 ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Положение бассейна Нижнего Дона в степной зоне, климатические условия, рельеф местности и гидрогеологические особенности территории обусловило относительно слабое развитие гидрографической сети. Средний годовой сток составляет 26.2 км3, максимальный – 50.9 км3, минимальный - 10.9 км3.
     В пределах Ростовской области в бассейне р. Дон протекает 4551 река (из них 165 малых и средних рек суммарной протяженностью 9565 км) основную часть которых представляют реки протяженностью менее 10 км. На долю рек длиной 100-500 км и более приходится всего 0,77%. Максимальные значения приурочены к водосборам рек Калитва и Кундрючья, к верховьям р. Тузлов, т.е. к наиболее возвышенным участкам местности с повышенным количеством осадков.

В пределах Ростовской области находится около 250 озер, преобладающими  из них являются озера с площадью менее 0,1 км2. Основная масса озер залегает в поймах водотоков и главным образом больших рек – Дона, Северского Донца, Зап. Маныча, Сала. Значительная часть водоемов представлена солеными озерами. В основном пойменные озера в половодье сообщаются с речными руслами, а в летнюю межень из них происходит сток в реки.

     На территории Ростовской области болота занимают небольшую площадь. Неустойчивое, а в юго-восточной ее части недостаточное увлажнение, наличие рыхлых и водопроницаемых пород и относительно развитая речная, а местами и овражная сеть препятствует развитию заболоченности местности. Пойменные массивы в основном незначительные до 100 га и приурочены к поймам крупных рек.

     На рассматриваемой территории имеется ряд крупных водохранилищ и много прудов. На территории области имеется 173 водохранилища емкостью от 1 млн.м3 до 10 млн.м3 и 14 водохранилищ емкостью более 10 млн.м3.

Водный режим многих рек изменен искусственно строительством различных гидротехнических сооружений. Влияние плотин сказывается главным образом в меженный период. В последние годы в связи с дестабилизацией экономики и снижением инвестиций в охрану природной среды, происходит ухудшение экологической обстановки. Качество воды поверхностных водоисточников, используемых для питьевого водоснабжения, зачастую не соответствует стандартам. Вода Нижнего Дона и ряда притоков на большинстве контролируемых участков по ряду показателей не отвечает требованиям водных объектов рыбохозяйственного назначения.

     Источниками загрязнения поверхностных вод бассейна р. Дон являются сточные воды промышленных предприятий, хозбытовые сточные воды, а также смыв с сельхозугодий, неорганизованные сбросы животноводческих комплексов.

     Большая часть сточных вод подвергается различным видам очистки, однако, очистные сооружения работают не всегда достаточно эффективно, поэтому довольно часто в водоемы сбрасываются недостаточно очищенные сточные воды, содержащие химические соединения, негативно влияющие на гидрохимический режим водных объектов.

     Основной объем неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод, содержащих значительное количество загрязняющих веществ сбрасываются в водные объекты в районе городов Ростова-на-Дону, Каменска, Красного Сулина, Сальска, Волгодонска, Шахт, Новочеркасска и других, чем определяется и поддерживается, в основном, неблагоприятное состояние поверхностных вод в бассейне Нижнего Дона.

Формирование речного стока бассейна реки Дон происходит водотоками, размещенными на территории нескольких субъектов Российской Федерации: Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой, Тамбовской; и Ростовской областей. Кроме того, следует учитывать, что на территорию Ростовской области поверхностные воды поступают после интенсивного использования по трансграничным водным объектам с территорий Харьковской, Донецкой и Луганской областей Украины.

1.4 РЕКА ДОН И ЕЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Дон– одна из крупнейших рек на юге Восточно-Европейской (Русской) равнины. Берет начало в Тульской области, впадает в Таганрогский залив Азовского моря, образуя дельту (Ростовская область).

Длина Дона – 1870 км, площадь бассейна – 422 тысяч кв. км, часть которого находится на Украине. В верховьях течет в сравнительно узкой долине; правый берег высокий (местами до 90 м), сильно расчленен оврагами, левый – отлогий; русло извилистое, много перекатов.

Основные притоки – Сосна, Черная Калитва, Северский Донец (правые); Воронеж, Битюг, Хопер, Медведица, Иловля, Сал, Западный Маныч (левые).

Исток Дона расположен на высоте около 180 м над уровнем моря.

По характеру долины и русла Дон является типичной равнинной рекой.

Бассейн Дона полностью расположен в пределах лесостепной и степной зон, поэтому он, несмотря на большие размеры площади водосбора, отличается сравнительно малой водностью.

Водный режим Дона типичен для рек степной и лесостепной зон. При исключительно высокой доле снегового питания (до 70%) и сравнительно слабом грунтовом и особенно дождевом питании Дон отличается высоким весенним половодьем и низкой меженью в остальное время года. От конца весеннего половодья и до начала нового весеннего подъема уровень и расходы воды медленно падают. Осенний паводок выражен слабо. Летние паводки на Дону – явление крайне редкое. В этом одна из характерных черт его режима.

Негативное влияние на все элементы экосистемы Дона, в том числе и на состояние рыбных запасов и водных биоресурсов, оказывает развивающееся судоходство. Суда, проходящие по руслу реки, имея большую осадку, создают сильный волнобой. От этого разрушается дно русла и коренные берега, происходит обогащение водной толщи твердым стоком, что ведет к заилению нерестилищ, замыву устьев малых рек, протоков, ериков, гирл и создает препятствия проходу рыбы к местам нереста, а зачастую приводит и к полному осушению нерестилищ. Береговые нерестовые участки реки Дон и его рукавов сейчас настолько заилены, что потеряли воспроизводственное значение. В зоне работы винтов гибнет вся икра и ранняя молодь сельди и чехони. Поэтому их воспроизводство в условиях малой водности Дона сведено до минимума и в большинстве случаев практически отсутствует.

Загрязнение речной воды происходит также в результате сбросов с судов подсланевых, фекальных и балластовых вод.

При работе плавсредств и механизмов в период строительства и последующей эксплуатации причальных сооружений наблюдаются загрязнения водной массы и донных отложений нефтепродуктами, взмучивание донных отложений и как следствие – снижение интенсивности процессов самоочищения, ухудшение гидрохимических показателей воды.

1.5 МАЛЫЕ РЕКИ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Мимо разных дворов и крылечек,

Где-то рядышком иль вдалеке,

Вьются множество маленьких речек,

Чтобы слиться в огромной реке.

Вьются речки, сливаясь в колечки,

Путь- дорога у них далека

Если высохнут малые речки-

Обмелеет большая река.

Малые реки – важнейшая составляющая единого организма бассейна реки Дон. На территории Ростовской области протекает 165 малых рек общей протяженностью 9565 км, образующих 26 бассейнов.

Проблемы малых рек — одни из ключевых проблем инженерии,  гидрологии, экологии,  водного  хозяйства  и  других  отраслей, связанных с использованием  водных  ресурсов.  Восстановление и сохранение водных  ресурсов  области в  экологически  благоприятном состоянии является стратегическим направлением  водохозяйственной политики.

Малые реки в зоне степей являются основными источниками водоснабжения населенных пунктов, промышленности и сельскохозяйственного производства. В условиях же характерного для  нас  полузасушливого климата, характеризующегося малоснежной зимой и продолжительным жарким летом, экологическое состояние малых рек приобретает жизненно важное значение. Они, являясь начальными звеньями гидрографической сети, формирующими более крупные реки, в то же время наиболее чутко реагируют на прямые (водозабор, сброс) антропогенные воздействия. Особую  тревогу  вызывает проблема заиления рек. Заиление малых рек приводит к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию пойм, которые становятся непригодными  для  какого-либо использования. Повышается вероятность  затопления  в период  весеннего  половодья или сильного дождевого паводка сел, деревень и городов, пахотных земель. На  юге  лесостепной  зоны заиление малых рек ведет к  катастрофическому  изменению всей экосистемы; наблюдается  процесс  опустынивания. Кардинальным образом  меняется  состав растительности, начинают преобладать  полупустынные  и  пустынные  виды, практически исчезают отдельные древесные виды кустарников, а деревья могут существовать  только  при условии  регулярного  полива. Исчезают ручейки и родники, подпитывающие малые реки, что в свою очередь приводит к заиливанию рек, зарастанию их болотной растительностью, заболачиванию и засолению степных земель, уменьшению стока и ухудшению качества воды. В Ростовской области особую тревогу вызывают такие реки, как Аюта, Кадамовка, Калитва, Грушевка.

1.6 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРИРОДНЫХ ВОД РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ. ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ

В последние десятилетия в водных объектах Нижнего Дона увеличилась концентрация азота и фосфора, значительно возросла первичная продукция органического вещества,  увеличились колебания концентраций растворенного в воде кислорода и, как следствие, снизилась интенсивность процессов самоочищения речной воды от загрязняющих веществ. Среднегодовая минерализация воды в реке Дон увеличилась с 464  до 717 мг/дм3. В связи с этим можно констатировать, что техногенная составляющая ионного стока достигла, а в некоторых районах превысила природную. Сток взвешенных веществ уменьшился в 3 раза.

По обобщенным данным за 1999-2011 гг. по перечисленным створам следует отметить, более высокое загрязнения поверхностного горизонта нефтепродуктами и легко окисляемым органическим веществом (по БПК5), а придонного горизонта – нитритами, железом и медью. Причину последнего, по-видимому, следует искать во влиянии на качество воды донных отложений ниже городских источников загрязнения и притока загрязненных подземных вод. Реку Дон на участке от Цимлянского водохранилища до устья (≈325 км) загрязняют сточные воды шести городов, наиболее крупным из которых по количеству сточных вод является г. Ростов-на-Дону. В реку Дон на этом отрезке впадает 4 притока первого порядка с водами более загрязненными, чем воды р.Дон. Однако по расходам воды во все периоды, кроме весеннего, существенное влияние на качество воды в р. Дон может оказывать только р.Северский Донец.

Длительное антропогенное воздействие привело к заметной трансформации химического состава водной среды за счет повышения концентраций таких загрязняющих веществ, как азот аммонийный, нитриты, легкоокисляемые органические вещества, нефтяные углеводороды, соединения меди, цинка.

По показаниям бактериального загрязнения р. Дон относится к источникам с повышенной степенью эпидемиологической опасности.

Подземные воды Ростовской области залегают в различных стратиграфических комплексах от палеозойского до четвертичного возраста и характеризуются значительным разнообразием, которое обусловлено геоструктурными особенностями территории, геоморфологическими и климатическими факторами. Подземные воды являются важнейшей составляющей геологической среды, участвуют в транспортировке загрязняющих веществ и имеют большое хозяйственное значение.

Интенсификация хозяйственного использования поймы Нижнего Дона привела к значительному росту площади земель, занятых под пашни, в том числе орошаемые, рисовые чеки, появлению новых рыбоводных прудов, дачных поселков.Строительство хозяйственных объектов связано с планировкой поверхности, исчезновением многих ериков, стариц, ильменных понижений, с появлением новых путей водной миграции - оросительных и дренажных каналов.

К основным факторам воздействия на водные системы относятся объекты гидротехнического строительства (водохранилища, гидроузлы), изъятие водного стока, поступление загрязняющих веществ с различными видами сточных вод. В речной системе Нижнего Дона под влиянием антропогенных факторов  сформировался техногенный гидрохимический режим, увеличилась минерализация воды. Техногенная составляющая ионного стока достигла, а в некоторых случаях и превысила природную составляющую, при этом основными компонентами техногенной составляющей являются хлориды, сульфаты натрия. В придонных водах и донных отложениях чаще появляется и дольше сохраняется восстановительная обстановка. В русле Дона образовались техногенные потоки рассеяния и геохимические аномалии меди, свинца, цинка, никеля, кобальта, хрома, ванадия, содержание которых в воде, илах и растениях превышает фоновые в 2-25 раз.

С различными видами сточных вод в водные объекты поступает широкий спектр химических элементов и соединений, которые загрязняют водную среду, накапливаются в осадках и живых организмах. При увеличении поступления органического вещества в воде и осадках снижается концентрация кислорода и увеличивается степень восстановленности среды. Ландшафты изменяются от кислородных до кислородно-глеевых и кислородно-сероводородных.

В воде реки Дон на участке от Цимлянского водохранилища до устья содержание меди, железа (летом), фенолов (летом), органического вещества (БПК5), сульфатов и нитритов (зимой) превышало ПДК. В устье реки Дон загрязненность воды повышалась во все сезоны по содержанию сульфатов (и минерализации воды) и нефтепродуктов, а зимой – по нитритам, БПК5, железу. Наиболее загрязненными были участок реки у станицы Раздорской (по БПК5, нитритам, сульфатам, нефтепродуктам) и участки в районе городов Аксай, Ростов, Азов (по БПК5, нефтепродуктам – независимо от сезона, нитратам – зимой, фенолам – летом).

Сложившаяся ситуация, свидетельствует о необходимости проведения мероприятий, направленных на рациональное использование, восстановление и охрану водных объектов и их водных ресурсов, предотвращение негативного воздействия вод, развитие водохозяйственного комплекса.

1.7. Основные источники загрязнения водных экосистем.

Эксперты ООН подсчитали, что из-за отсутствия чистой питьевой воды и условий для элементарной гигиены в странах Азии, Африки и Латинской Америки от желудочных заболеваний страдает 1 млрд. человек и каждый год умирает 25 млн. человек. Проблема чистой воды наиболее остро стоит в промышленно развитых странах, в которых многие водоисточники настолько загрязнены, что стали губительными для растительного и животного мира и опасными для здоровья и жизни людей.

В России вода рек Москва, Клязьма, Ока, Волга, Кубань, Дон, Днепр, Печора, Иртыш, и других оценивается как "грязная" и "чрезвычайно грязная".

Основными источниками загрязнения природных вод являются промышленные, коммунальные и городские сточные воды, "тепловое загрязнение", радиоактивные отходы, загрязнённые атмосферные осадки, отходы водного транспорта, химизация сельского хозяйства, сточные воды животноводческих хозяйств, продукты распада цианобактерий, эвтрофирование водоёмов, молевой сплав леса. Наиболее загрязнены промышленные стоки таких отраслей, как нефтеперерабатывающая, химическая, мыловаренная, целлюлозно-бумажная, текстильная, металлургическая, газодобывающая.

Почти все промышленные сточные воды загрязнены нефтепродуктами. Большую опасность представляют фенольные соединения, находящиеся в сточных водах химических предприятий. Обладая сильными антисептическими свойствами, они нарушают биологические процессы в воде, придают ей резкий, неприятный запах. Сточные воды предприятий по производству пестицидов, электрохимической промышленности, рудообогатительных фабрик содержат значительные количества цинка и меди.

Появившиеся в последние годы в сточных водах некоторых производств синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), которые обычно содержатся в составе моющих средств, резко ухудшают биохимическую очистительную способность воды. Даже при небольших концентрациях СПАВ в воде прекращается рост водной растительности, образуются стойкие скопления пены.

Коммунальные стоки кроме фекальных вод содержат значительное количество вредных соединений от использования химических веществ в быту, а также от предприятий пищевой промышленности. Наличие в коммунальных стоках болезнетворных микробов и вирусов, а также яиц гельминтов делает их особенно опасными для здоровья людей. Городские поверхностные стоки несут загрязнения от выхлопов городского транспорта и едкие соли, используемые в городах для таяния льда и уплотнённого снега.

"Тепловое загрязнение" воды вызывается тепловыми и атомными электростанциями, которые используют для охлаждения огромные объёмы воды, возвращая её затем в водоёмы в подогретом виде. В результате повышения температуры воды усиливается её испарение. Усиленный рост водной растительности приводит к накоплению органического вещества, а его последующее разложение – к дальнейшей минерализации и уменьшению количества растворённого кислорода. Всё это отрицательно сказывается на организмах.

Радиоактивные отходы, образующиеся при работе с радиоактивными веществами, хранят в специальных сборниках (хранилищах). В случае их попадания в поверхностные или подземные воды, они концентрируются в растительных и животных организмах. Мелкие организмы, содержащие эти вещества в небольших дозах, поглощаются более крупными, в которых возникают уже опасные концентрации. Поэтому отдельные пресноводные рыбы в несколько тысяч раз радиоактивнее водной среды, в которой они обитают.

Загрязнения из атмосферы в виде кислотных дождей выпадают на поверхность Земли и наносят большой ущерб флоре и фауне. Причина образования кислотных осадков – растворение в атмосферной влаге промышленных выбросов SO2, HCl, NO2 и др.

Глава 2. Результаты исследований.

Познакомившись со всем этим материалом, я поняла, что любой источник воды имеет большое значение для человека.

Ростовская область – довольно засушливый край и имеет не очень много рек и водоёмов. По карте Ростовской области я определила крупные реки, протекающие по её территории. Это реки Северский Донец, Дон, Маныч. Меня очень заинтересовало, какие реки и какие водоёмы имеются на территории города Шахты. Больших рек не оказалось, а вот малых речушек довольно много. Грушевка, Аюта, Атюхта, различные пруды и искусственные водоёмы.  Я решила остановиться на одной из рек, которая протекает не далеко от моего дома, и выяснить её экологические проблемы.

Вместе с членами научного общества учащихся  "Исследователи" мы совершили несколько исследовательских экспедиций на речку Атюхту. (Приложение 1)

Первая экспедиция.

Экспедицию мы начали от улицы Маяковского (район бывшего вещевого рынка) и закончили в районе Белая горка. На пути следования мы выяснили ширину русла реки. В начале пути оно достигала 70 см, далее река становилась шире. Мы измерили и увидели, что русло увеличилось до 1 метра. И так на протяжении всего пути следования русло то расширялось, то сужалось. (Приложение 2-4).  Река находится в низовье и её пойма значительно больше, русла. (Приложение 5). Мы измеряли пойму речки в трёх местах и выяснили, что средняя ширина поймы 5 метров. Самый большой разлив реки происходит в апреле месяце. Мы не нашли материал какой была речушка ранее, но всё указывает на то, что когда –то это была довольно глубоководная река.

Кроме того, мы определили, горные породы слагающие берег реки. Во многих местах произошло оголение земной коры и выход горных пород на поверхность(Приложение 5)

По карте Ростовской области определили, что река Атюхта берёт своё начало недалеко от одноимённого посёлка города Шахты (около 1129 км трассы М4). Впадает река в более крупную реку Грушевку в районе посёлка Каменоломни. В ходе первой экспедиции мы взяли пробы воды и грунта для проведения исследования их качества (Приложение 6).

Исследование пробы воды.

Мы взяли пробы воды. Неделю эта вода отстаивалась. Вообще, внешне вода прозрачная, но на дне имеется мутный осадок. Неприятный запах отсутствует. Проведём качественный анализ воды(Приложение 25-28).

а) Качественный анализ (сульфаты).

Сначала мы налили воду в стакан. После чего добавили 0,5 мл соляной кислоты (HCl) и 1 мл хлорида бария (BaCl2). Сразу произошла реакция и выпадение белого аморфного осадка. Это показывает, что в воде содержатся сульфаты.

б) Качественный анализ (хлориды).

Налили 10 мл воды, добавили 0,5 мл азотной кислоты (HNO3) и 0,5 мл раствора нитрата серебра. В результате выпал белый аморфный осадок. Это означает, чтов  воде есть хлориды.

в) Качественный анализ (соли кальция).

Налили 10 мл воды, добавили 0,5 мл аммиака (нашатырного спирта) и 0,5 мл раствора хлорида аммония. Белое помутнение и выпадение осадка в растворе на дне химического стакана показывает, что в этой воде есть соли кальция.

г) Качественный анализ (карбонаты).

Выпариваем воду в фарфоровой чашечке. После этого остужаем до нормальной температуры и добавляем раствор соляной кислоты (HCl). После выпаривания на дне чашечки остался слабый белый налёт, при добавлении кислоты мы увидели выделение газа. Это значит, что в воде присутствуют карбонаты.

д) Качественный анализ (оксид углерода).

Растворим в дистиллированной воде оксид кальция (получим известковую воду). В колбу наливаем 15 мл речной воды. Добавляем полученную известковую воду, перемешиваем. Всё содержимое переливаем в пробирку на 25мл и закрываем пробкой. Наблюдаем в течении часа. Мы увидели, что в пробирке появился белый осадок. Это значит, что в воде много углекислого газа и мало кислорода. Это плохо влияет на жизнь водных растений и животных.

е) Определение среды.

Для этого взяли метилоранж, фенолфталеин и лакмус. Метилоранж после добавления в речную воду остался оранжевым, лакмус показал pH равный 6 (это говорит о слабокислой среде), фенолфталеин щелочную среду не обнаружил.

Исследовав несколько капель воды под микроскопом мы обнаружили плавающие зелёные сгустки. Руководитель работыобъяснила нам, что  это остатки органических веществ. Кроме того мы увидели простейшие организмы овальной формы и в виде удлинённых нитей. Поработав с энциклопедией сделали вывод, что вероятнее всего обитателями водоёма являются амёбы и инфузории.

Качественный анализ грунта.

Качественный анализ грунта показал, что поверхностный слой довольно богат гумусом. Нижние слои состоят из следующих минералов:

•        Глинозём

•        Песок жёлтый

•        Карбонаты

Мы растворили пробу грунта в воде и получили раствор. После чего профильтровали. Внешний вид фильтрата: раствор серого цвета, на поверхности образовалась очень тонкая жирная плёнка, это позволяет предположить о наличии нефтепродуктов, т.е о накоплении их в верхних слоях пробы.

 При воздействии серной кислоты на осадок в фильтре произошло бурное вскипание. Качественная реакция на карбонаты- бурное вскипание, т.е проба содержит соли угольной кислоты. Провели исследование на наличие сульфатов, хлоридов, силикатов, катионов железа, кальция, свинца. Сульфат, хлорид и силикат- анионы нами были обнаружены.

Катионы кальция определяли, используя реактив карбонат аммония.

Выпал белый осадок, который растворился в соляной кислоте

Катионы железа (II) определяли красной кровяной солью, а трёхвалентного- жёлтой.

 Для этого мы пропитали полоски бумажки характерными реактивами и после просушки нанесли по 1 капле исследуемого раствора. Но характерное синее пятно появилось только на одной полоске, которая указала на наличие Fe+3.

Катионы свинца определяли раствором сульфида натрия и раствором гидроксида натрия. На полосках бумажек пропитанных характерными растворами черного осадка обнаружили чёрное пятно. Такое пятно появляется при выпадении в осадок сульфида свинца. Исследуемые  минералы легко разрушаются под воздействием ветра, воды, температуры, продукты разрушения попадают в воду и там накапливаются. Это первая причина уменьшения русла реки и загрязнения реки природными факторами.

Вторая экспедиция посвящена изучению растительного мира реки Атюхты и прилежащей территории. Мы выяснили, что там растут такие водные растения, как тростник обыкновенный (Приложение 9), рогоз узколистный, ряска малая. (Приложение 10). Тростник является своеобразным биоиндикатором чистоты водоёмов. В чистой воде он достигает высоты до 4 м , а в грязном не бывает выше 50 см. Мы измеряли в нескольких местах тростник. В среднем его высота достигала 2 м. На нижних побегах тростника мы обнаружили  дополнительную сеть корней мочковатой корневой системы. Благодаря этим корням тростник очищает водоём от различных загрязняющих веществ. Ряска малая энергично поглощает углекислый газ, обильно выделяя кислород, очищает воду от многих вредных веществ. На берегах реки много разнообразных растений: тысячелистник, полынь, пырей, одуванчик, лебеда, череда, подорожник и другие. (Приложение 11-15). Видовой состав очень разнообразный. Обитание в водоёме роголистника и тростника свидетельствует о небольшой степени загрязнённости воды. Остальные растения могут обитать как в загрязнённых, так и умеренно загрязнённых местах.

Третья экспедиция. Животный мир. В воде Атюхты и на её берегах живут такие земноводные, как лягушки и змеи, ещё есть разнообразные насекомые, пауки

(Приложение 16-17). Следовательно, река загрязнена не сильно, так как данные земноводные не могут жить в сильно загрязнённой воде. В реке мы не обнаружили не рыб, ни мальков. А так как проба воды показала повышенное содержание углекислого газа, то можно сделать предположение о недостатке кислорода, необходимого для жизнедеятельности животного мира. В нескольких местах мы обнаружили небольших червей. При их рассмотрении выяснили, что черви состоят из небольших сегментов. Из литературы (А.Т.Зверев. Экология) мы узнали, что эти организмы являются чистильщиками водоёмов.

За время всех трёх экспедиций, мы могли наблюдать отрицательное воздействие человека на эту небольшую речку. Перед нами предстала просто ужасная картина!(Приложение 18-20).  По берегам реки расположены незаконные свалки бытовых отходов, в реке огромное количество пластиковых и стеклянных бутылок, пакетов и другого мусора.  Местные жители используют водоём для водопоя крупнорогатого скота и птицы.

На реке построены очистные сооружения  (Приложение 21-23). Насколько же бездумно люди обращаются с водоёмом! Ведь эта небольшая речушка вполне могла бы стать источником питьевой воды или местом отдыха. Но теперь, из-за загрязнения, это практически невозможно.

Экологическое обследование мы провели в пределах двух километров, начиная от улицы им. Маяковского и заканчивая одной из заповедных зон города Шахты – "Белая горка". На пути следования мы обнаружили следы пребывания человека: кульки с мусором, плавающие пластмассовые и стеклянные бутылки и другой бытовой мусор. Хотя по распоряжению от второго января 2008 года мэра города Шахты Пономаренко С. А. весь бытовой мусор должен собираться в специальные контейнеры или мешки и в определённое время вывозиться в специальные места. Это говорит о нарушении закона гражданами, проживающими в районе речки Атюхта.

Второй антропогенный фактор, вредно влияющий на экологическое состояние реки – транспорт. Атюхту пересекает ул. им. Маяковского, которая является одной из центральных улиц города и имеет довольно оживлённое автомобильное движение. Мы провели исследование: каждые 10 минут от 1150 до 1200 машин проезжает по этой улице. Выхлопные газы, которые содержат окиси серы, азота накапливаются в атмосфере, почве, растениях, вместе с дождевой водой попадают в реку и загрязняют её. Особенно опасны тяжёлые металлы, которые входят в состав выхлопных газов. Одним из таких металлов является свинец. Из воздуха свинец попадает в воду.

Неорганические соединения свинца нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов, у детей вызывая умственную отсталость, заболевания мозга. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца ещё более токсичны. Степень отравления свинцом определяют по содержанию его в крови.

Кроме этого мы обратили внимание на большие, неухоженные заросли растений на берегу. Сама речка тоже заросла (Приложение 24). Это уменьшает русло реки и приводит к накоплению органических остатков, при перегнивании которых образуется углекислый газ. Тем самым в реке уменьшается количество кислорода, который необходим для жизни водных растений и животных организмов.

Ещё одним экологическим фактором, влияющим на экологическое состояние реки, является отсутствие на многих улицах нашего города канализационной системы. Сточные воды текут по искусственным канализационным каналам, сделанным людьми и в результате стекают в реку. Эти воды содержат моющие средства: стиральный порошок, мыло, отбеливатели, средство для мытья посуды и многие другие… Так как канализационная система проходит далеко не по всем улицам города, мы предлагаем администрации города задуматься над решением этой проблемы и расширить канализационные системы города.

ВЫВОДЫ.

Результаты исследования показали, что причиной исчезновения маленьких речушек является природные и антропогенные факторы:

•        Климат в нашей области умеренно-континентальный. Сезон дождей прослеживается слабо. В летний и зимний сезон очень часто выпадает малое количество осадков. Это приводит к пересыханию речки по пути её следования или превращения в небольшой ручеёк.

•        Берега речки Атюхты сложены из осадочных пород (мы определили, в основном карбонаты и силикаты). Под действием ветра, солнца, осадков берега обрушиваются и русло уменьшается.

•        Берег реки очень сильно зарастает кустарником, ивовыми деревьями, тростником, рогозом. Это тоже приводит к уменьшению русла реки и загрязнению воды.  Речку надо периодически чистить, убирать лишнюю поросль.

•        Самый страшный враг-человек, который загрязняет её берега, воды бытовыми отходами, изделиями из пластика. Все знают, что природа не хочет принимать материал, полученный человеком химическим путём, и надо задуматься о том, что от таких маленьких речушек зависит жизнь на Земле.

РЕКОМЕНДАЦИИ:

Я считаю, что для решения проблемы качественного водоснабжения населения и промышленности следует:

1. провести профилактическую работу среди населения, выпустить листовки с призывом не нарушать закон;
2. обратиться к администрации города с просьбой об установлении знаков, запрещающих загрязнение речки мусором;
3. администрации города задуматься над проектом построения канализационной системы на улицах города и систем очистки воды;
4. повысить зарплату (и авторитет!) специалистам Центров по наблюдению за загрязнением окружающей среды;
5. расширить полномочия и фронт работы сотрудников районного экологического инспектората, с тем, чтобы они могли более активно влиять на состояние окружающей среды;
6. наладить в стране производство собственных доступных бытовых фильтров по очистке воды и убедить население в необходимости их использования;
7. каждому гражданину РО в заботе о здоровье быть более требовательным в защите своего права на чистую питьевую воду;
8. регулярно помещать подробные данные о качестве воды в РО не только для служебного пользования в "Государственный водный кадастр", но сделать их достоянием гласности для всех.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Нашей стране нужна устойчивая практика управления водными ресурсами, однако мы еще недостаточно быстрыми темпами движемся в правильном направлении. Китайская пословица гласит: "Если мы не изменим курс, то можем прийти туда, куда направляемся". Если не изменить направление движения, многие районы будут по-прежнему испытывать нехватку воды, многие люди будут по-прежнему страдать от болезней провоцируемых употреблением некачественной воды. Защитить население нашей страны от вредного влияния на здоровье питьевой воды плохого качества можно не только при помощи всевозможных методов ее очистки. Лучше всего не допускать ее загрязнения. Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Литература .

1. "Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Ростовской области в 1996 году". Под редакцией В. Д. Гребенюка, В. Н. Агеева, М. В. Паращенко. Издательско-полиграфическая фабрика "Малыш" 1997 г.

2. "Экологический вестник Дона. 2013 год"

3. "Экологический вестник Дона 2014 год"

4. "Экология" учебник 10-11 класс. А. Т. Зверев.

5. Газеты «К Вашим Услугам» за 2013 год.

6. "Химические основы экологии".

7. Официальный портал правительства Ростовской Области/ Режим доступа  http://www.donland.ru

8. Аналитические материалы ОАО «ПО Водоканал г. Ростова-на-Дону»

9. Аналитические материалы Министерства жилищно-коммунального хозяйства Ростовской области

10. Аналитические материалы Министерства экономического развития Ростовской области

11. Регионы России. Социально-экономические показатели. 2011: Росстат. - М., 2011. С. 280.