Исследовательский проект "Оценка экологического состояния р. Лесной Воронеж"

МОУ Староюрьевская средняя общеобразовательная  школа

Староюрьевского района Тамбовской области

Оценка экологического состояния

          р. Лесной Воронеж

                                                          Фролова Юлия Юрьевна 9 класс

                                                          МОУ Староюрьевская СОШ

                                                          Староюрьевского района

                                                          Тамбовской области

                                                          Копылова Наталия Михайловна

                                                          учитель химии и биологии

                                     Староюрьево 2011г

    Содержание.

1. Введение………………………………………3    

  II. Основная часть…………………………………… 4-11

1. Экспериментальная часть

3.  Заключение. Выводы………………………..12

  IV. Список литературы……………………………   ..13

  V.  Приложение……………………………………   14-20

       Приложение 1

       Приложение 2

       Приложение 3

       Приложение 4

       Приложение 5

       Приложение 6

                                                                   Введение.

 Проблема.

    Экологическое состояние водных объектов находится пол угрозой. Качество воды - один из важнейших показателей окружающей среды, влияющий на здоровье человека. С помощью физических, химических, биологических исследований можно оценить качество воды. Эти исследования  дают понять  какое воздействие на водоёмы является неблагоприятным, и каким образом восстановить  здоровье  вод.

Актуальность  исследования.

    При выборе темы  исходили из того, что в первую очередь мы должны знать  дом  в котором мы живем, каким воздухом дышим, какую воду пьем.

Объект исследования.

    Река Лесной Воронеж

Предмет исследования.

   Изучение экологической обстановки  р. Лесной Воронеж

Цель исследования.

    Изучение экологической обстановки реки Лесной Воронеж в связи   с

    очистными  работами на реке  в 2008-2011г   и сравнение  с  экологической  

    обстановкой реки Лесной Воронеж до 2008г и продолжить вести

    наблюдения за экологической обстановкой реки.

Задачи  исследования:

   * Познакомиться с литературой по данной проблеме и методами  

       исследований.

   * Провести инвентаризацию изучаемого природного биоценоза.

   * Исследовать возможные  нарушения экологического состояния реки  

      Лесной Воронеж в связи с расчисткой русла.

    * Исследовать качество воды по физическим и химическим показателям.

    * Установить  соответствия качества воды санитарным нормам.

    * Провести природоохранные мероприятия на прибрежной зоне.

Гипотеза

Способны ли мы сохранить водные богатства р. Лесной Воронеж

  1.1      Экспериментальная часть

       Оценка экологического состояния реки проводилась на основе проведения физических, химических, биологических исследований, описание прибрежной растительности и животного мира.

Река обладает способностью к самоочищению. Но способности не безграничны. В последнее время река зарастала, в реку сбрасывались бытовые отходы. Она заиливалась и мельчала. В2009-2010гг проводилась расчистка русла реки. Я провела наблюдения и исследования в связи с расчисткой русла реки.

 Географическое положение: объект исследования находится в северо-западной части с. Староюрьева.

1. Рекогносцировочные обследования.    

            Лесной Воронеж – правый приток реки Воронеж. Берёт начало северо-          

      восточнее с. Воронежские Верхи Ухоловского района  Рязанской области.

     Длина реки 164 км, площадь водосбора 2140  км2.

     Бассейн вытянут с севера на юг. По территории нашего района

     составляет 38км.нашей  области протекает по территории  

     Староюрьевского, Первомайского, Мичуринского районов.

     Наиболее    крупными притоками являются – Шушпанка, Ситовка,

     Вишнёвка. Русло реки в районе исследований до начала расчистки 8-10    

     метров пойма широкая до 1,5 км покрыта луговой  кустарником. Ширина    

     реки после расчистки русла 11-   13метров.( кт.1, кт2, кт3)

     Река  Лесной  Воронеж  протекает  по  населённому пункту  с.Староюрьева, что позволяет определить степень деградации экосистемы,        выявить эрозию почвенного покрова в местах повышенной рекреационной нагрузки, определить влияние хозяйственной деятельности человека на экологическое состояние реки.

Время проведения  исследований  май-сентябрь 2009 -2011года.

Контрольные точки: (Кт)

Кт 1 – место русла реки у северной части села.

Кт 2 – место русла реки около пастбища (ниже по течению).

Кт 3 – 3 км  ниже по течению реки (большой мост).

      Морфологические особенности наблюдаемых участков реки.

 2. Описание приближённой территории

Хозяйственное  назначение  территории,  прилегающей  к контрольным точкам: сельскохозяйственные угодья, частные огороды, пастбища, сенокосные луга. Правый берег реки – пойменный луг со старым, заболоченным руслом реки. Левый берег высокий, местами обрывистый  ( видны горные породы:  глина, песок), порос травой ( мятник луговой, клевер луговой, пастушья сумка, тысячелистник, полынь горькая, пырей), деревьями (осокорь, вяз, клён американский).

Скорость течения реки небольшая. Происходит заиление дна, зарастание русла высокими водными растениями.

Вода в реке используется для полива огородов, прилегающих к ней.

Площадь водосброса используется для выпаса стока (коров, лошадей, овей, коз) и птиц (гусей, уток).

Замечены следы загрязнения: мойка транспортных средств на берегу реки; мытьё коров, паласов с использованием средств бытовой химии; свалка твёрдых бытовых отходов (старые вёдра, банки из-под краски, консервные банки, стеклянная тара); коммунальные бытовые отходы (мусор с огородов, с территории прилегающей к дому, использованные пластиковые пакеты, бутылки,  использованная домашняя утварь).

3.  Растительный и животный мир

Левый берег высокий, местами обрывистый (видны горные породы:  глина, песок), порос травой ( мятник луговой, клевер луговой, пастушья сумка, тысячелистник, полынь горькая, пырей), деревьями (осокорь, вяз, клён американский).

Правый берег реки  представлен пойменным лугом со старым, заболоченным руслом реки. Во время весеннего паводка река выходит из берегов и затопляет пойменный луг, соединяясь со старым, заболоченным руслом реки.

В  летне- осенне-  зимнее  время  старое  русло  реки представляет собой болото, связь с рекой утрачивается. Здесь преобладают осоко-тростниковые, рогозные заросли, много водорослей, ряска. У берега растёт калужница болотная, сусак зонтичный, стрелолист, гречиха земноводная, хвощ, череда.

В весенний период в прибрежных зарослях устраивают гнёзда кряквы, чирки, болотные курочки, кулики, чайки. Тёплыми летними ночами беспрерывно кричат коростели-дергачи.

На пойменном лугу, который используется для пастбища, растёт мятлик, тысячелистник, клевер ползучий, клевер белый, полынь, подорожник, лопух,  крапива, костёр прямой, овсяница луговая, лапчатка серебристая.

По берегам реки Лесной Воронеж растут осокорь, ива, ольха чёрная  (индикатор  чистоты  водоёма).  Поверхность  в  прибрежной  зоне  зарастает  осокой,  тростником, камышом, на  больших глубинах –  кубышкой жёлтой, кувшинкой белой, водокрасом и водорослями.

Из рыб в реке водятся сом, щука, ёрш, язь, лещ, красноглазка, речная минога, плотва.

Из земноводных – лягушки, тритоны.  Из млекопитающих – ондатра, выхухоль.

Исследование нарушений экологического состояния реки Лесной Воронеж в связи с расчисткой русла

Исследование грунта со дна реки.

   Донный грунт от коричневого до черного цвета с земляным запахом. На водных предметах небольшой налет.

 Глубина и ширина расчистки дна реки.

Глубина реки 3м. и ширина 11-13м.

Исследование  растительного мира реки.

   Во время расчистки дна русла реки  наблюдалось нарушение растительного покрова правого берега реки. В 30м. были уничтожены растения: мятлик, тысячелистник, клевер ползучий, клевер белый, полынь, подорожник, лопух, крапива, костер прямой, овсяница луговая, лапчатка серебристая. По берегам реки  нанесли повреждения деревьям: осокорь, ива,  ольха черная (индикатор чистоты водоема), а кое- где совсем погибли.

Погибли растения: кубышка желтая, кувшинка белая, водокрас, стрелолист, водоросли и другие.

Исследование животного мира

   В связи с расчисткой русла  были  нарушены места гнездования кряквы, чирков,  болотных курочек, куличков, коростелей- дергачей. Нарушены  места обитания бобра, ондатры, выхухоли( животное, занесенное в Красную книгу России, эндемик). На многообразие рыб  расчистка русла реки не повлияла.

 Исследование воды в колодцах жителей  ул. Мирная (вниз по течению реки Лесной Воронеж)

Кт 1. Кт 3. Северная часть села  Староюрьево, ниже по течению реки.

В колодцах было много песка- плавуна, заиливание, вода мутная.

Кт 2.  На ул. Комсомольская, где раньше проходила дренажная яма, вода устремилась в речку, из подвалов домов ушла вода. Жители это связывают  с расчисткой русла реки.

Исследование качества воды реки Лесной Воронеж.

Органолептические показатели воды.

                                       Цвет (окраска).

Для определения цветности воды нужен стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зелёный, серый, жёлтый, коричневый) – показатель определённого вида загрязнения.

                                                                                                                                           Таблица1.

             Прозрачность

           Для определения прозрачности воды используют прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливают воду, подкладывают под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которых 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм и сливают до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измерили высоту столба оставшейся воды линейкой и выразили степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

                                                                                                                                   Таблица2  

                                                                     Прозрачность                                                                                                                      

Вывод: это свидетельствует об уменьшении прозрачности воды, что говорит

о загрязнении воды бытовыми отходами.

                                                                      Запахи.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путём и со сточными водами. При комнатной температуре и  нагревали  до 59-60 градусов.                                                                                                                  

                                                                                                                                     Таблица3

                                                   Мутность воды

Взвесили бумажный фильтр, определили массу фильтра. Отфильтровали 1л воды, высушили фильтр и определили массу. Вычислили разницу массы фильтра Мутность воды 2,5мгл. ПДК-2мгл.

                                              Полноводность реки

p=  mvav    = 3x12x0,8x0,125= 71                          

m-  глубина реки-3м

n-  ширина-12

a= 0,85(коэффициент0

v- скорость  течения-0,25м/сек

Определение качества воды методами химического анализа.

Водородный показатель (РН).

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (РН около 7). Значение РН воды хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения - 6,5 – 8,5. Определяли РН с помощью универсального индикатора.

                                                                                                                                       Таблица 4

 Вывод: вода хозяйственного назначения.

Определение жёсткости воды.

        Определение жесткости проводилось в химической лаборатории организации « Цнинская шлюзованная система»  и с помощью мыльного раствора.                                                                                              

                                                                                                                                      Таблица 5

                                       Таблица жёсткости воды                                                                                 

                                         Определение аммиака

Содержание аммиака в воде определяли по запаху. Запах аммиака не чувствовали.

                                  Определение нитратов и нитритов.

На предметное стекло помещали 3 капли дифениламина, приготовленного на концентрированной серной кислоте и одну-две капли исследуемой воды в присутствии нитрит и нитрат ионов появляется синее окрашивание, интенсивность зависит от концентрации.

                                                                                                                                          Таблица6

    Определение хлоридов и сульфатов

        В пробирку отбирают 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10% раствора нитрата серебра. Содержание хлоридов определяют по таблицам№7,9.

                                                                                                                                     Таблица 7

                                  Определение содержания хлоридов

Определяли содержание хлоридов титрованием и  получили

                                 :                                                                                                                        

                                                                                                                   Таблица 8          

Вывод. Содержание  хлоридов меньше ПДК.

                                         Определение сульфатов

       В пробирку вносили 10 мм воды, 0,5 мл соляной кислоты и 2 мм 5%-ного раствора хлорида бария и перемешали. По характеру выпавшего осадка определили концентрацию сульфат  по таблице.

                                                                                                                                          Таблица 9

Вывод. Содержание сульфатов соответствует ПДК

 Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов.

                                                  Обнаружение свинца

        В пробирку с пробой воды внесли 1 мг 50% раствора уксусной кислоты и перемешали. Добавили 0,5 мл 10% раствора дихромата калия. Осадка не обнаружили.

       Вывод: в исследуемой воде катионов свинца нет.

                                                  Обнаружение железа.

         В пробирку наливали 10 мл воды и приливали 1 каплю азотной кислоты (конц), несколько капель пероксида водорода и 0,5 мл раствора родонида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, при более высоком – красное.                                                                                                          

                                                                                                                Таблица 10.

Вывод. В исследуемой воде  железа меньше ПДК

                                              Обнаружение меди

          В фарфоровую чашечку помещали 3-5 мл воды, выпаривали досуха и наносили каплю концентрированного аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии ионов Си21

                                                                                                                   Таблица11

 Вывод. Количество меди в исследуемой воде  соответствует ПДК                                          

                                                Обнаружение фенолов

         В колбу объемом 200 мл наливали 100 мл воды, затем добавляли раствор хлорной извести в небольшом объеме. Через 10 минут определяли (сначала на холоде, потом при нагревании) появился не характерный для хлорфенолов «аптечный запах». Запах не появился.

                                                                                                                Таблица12

                                                                                                                                 Таблица 13

                                   Определение качества речных вод методом

                                            классификации проб макробентоса.

Выводы: восстановление качества речных вод методом классификации проб макробентоса  хорошая.

Вода р. Лесной Воронеж третьего класса, экологически  полноценная , хозяйственного значения; может использоваться для питья с предварительной очисткой, а также для рыбоводства и орошения. Экологическая устойчивость к белковому загрязнению высокая. Данные исследования воды  сравнили с данными ПДК Федерального  агенства  водных ресурсов (Цнинская шлюзованная система)

      Заключение.

          В результате исследований экологического состояния р. Лесной Воронеж в связи с расчисткой русла в 2008-2009 г, обнаружили экологические нарушения растительного и животного мира прибрежной зоны реки  и водных объектов: растений и животных. Представители организации, которая проводила расчистку русла  реки  объяснили, что все нарушения, связанные на прибрежной территории ,будут  восстановлены. Будет высеена растительность. Проводя дальнейшие наблюдения за рекой  и прибрежной зоной, выяснили, что организация, проводящая очистные мероприятия не до конца выполнила свою работу. На прибрежной зоне не высеена растительность и она зарастала сорняком. Учащиеся  нашей школы в течение летнего периода 2010-2011гг проводили природоохранные мероприятия по удалению сорняков на исследуемых контрольных точках. Часть исследуемой территории входит в состав школьной экологической тропы. Анализ результатов химических и биологических измерений и описаний растительного и животного мира позволяет заключить, что река Лесной Воронеж обладает хорошей способностью к самоочищению, что по видимому объясняется с одной стороны влиянием мощной родниковой зоны и чистых притоков. Живописный ландшафт, достаточно богатый растительный и животный мир и хорошая способность к самоочищению позволяют рассматривать долину реки Лесной Воронеж в качестве экологического каркаса  с.Староюрьева.

         При  исследовании  качества воды реки в2009- 2011гг и  сравнение с результатами исследований воды в 2008г экологических нарушений не обнаружено.

        Была построена новая платина. Река стала полноводной  и чистой. Нет зарослей осокой, тростником, камышом.

       В дальнейшем продолжится  мониторинг за растительным и животным миром реки.

    Выводы

           Таким образом, полученные результаты дают основание  сделать вывод о том, что поставленная цель «Изучение экологического состояния р. Лесной Воронеж в связи с расчисткой русла и дальнейшие наблюдении за экологической  обстановкой на реке» достигнута.

           Выдвинутая гипотеза  « Способны ли мы сохранить водные богатства р. Лесной Воронеж» доказана. Мы сохраним  природное богатство, если будем беречь и приумножать его  Поставленные задачи реализованы.

Р. Лесной Воронеж будет сохранена для культурно-бытового, с/х назначения.

                                              Литература.

1. География Тамбовской области.  Воронеж. 1985г.
2. Н. И. Дудник «Реки Тамбовской области», Тамбов 1991 г.
3. Ф.Н. Мильков «Поценье», Воронеж, 1981г.
4. А. Онегов «На берегу озера», М. Малыш, 1989г.
5. И.М. Хомякова «Живая краса нашего края», Воронеж, 1980г.
6. Памятники природы Тамбовской области. Воронеж, 1983г.
7. Журнал «Биология в школе» № 3, 1990г
8. Журнал «Химия в школе» № 9, 2000г.

           9       Количественный химический анализ вод.М.2004г

           10     Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе

                    и воде.  Изд. 2-е, пер. и доп. « Химия» 1975г 6-7с.

            11.  Определитель насекомых пресноводных беспозвоночных  европейской

                    части СССР. Ленинград, 1977г