"Родники Ярцевского района как источник питьевой воды"

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Ярцевская средняя  школа №1»

 Ярцевского района Смоленской области

Экологический  проект

“РОДНИКИ  ЯРЦЕВСКОГО РАЙОНА

КАК  ИСТОЧНИК ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ”

Смоленская область

город  Ярцево

2016 год

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха.

Тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое!

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь.

Ты самое большое богатство на свете.

Антуан де Сент-Экзюпери

Вы слыхали о воде?

Говорят она везде.

В луже, в море, в океане

И в водопроводном кране.

Как сосулька замирает.

В лес туманом заползает,

Ледником в горах зовется

В дом туманом к нам вползает.

На плите у нас кипит,

Растворяет сахар в чае

(Мы её не замечаем).

Мы привыкли что вода

Наша спутница всегда!

Без неё нам не умыться,

Не наесться, не напиться,

Смею Вам я доложить:

Без нее нам не прожить!

Вода - самое удивительное и самое загадочное вещество на Земле. Она играет важнейшую роль во всех жизненных процессах и явлений, происходящих на нашей планете и за её пределами. А вместе с тем вода - вечная спутница жизни на Земле действительно оригинальна и неповторима [3].

Вода жизненно необходима. Без пищи человек может прожить около трех недель, без воды – не больше 3-х суток. Вода - это, на первый бесхитростный взгляд, простое химическое соединение водорода и кислорода. Но на самом деле, вода – основа жизни на Земле (приложение 1, фото 1).

Сама по себе  она не имеет питательной ценности, но это – непременная составляющая часть всего живого. В растениях - до 90% воды, а в теле взрослого человека – около 65% [4].

Вода на клеточном уровне участвует во всех процессах, происходящих в организме. Это  – растворитель. Вода непосредственный элемент миллионов химических процессов в организме.  Вода – транспорт и  охладитель. Без испарения воды с кожи человека, организм бы просто «закипал». Вода – очиститель. Вода удаляет шлаки и продукты жизнедеятельности из организма [3].

 Без воды невозможна личная гигиена, то есть комплекс практических действий и навыков, обеспечивающих защиту организма от болезней и поддерживающих здоровье человека.

Вода – универсальный растворитель, поэтому в природе химически чистой воды нет. По содержанию растворенных в воде веществ вода делится на 3 класса: пресная, соленая и рассолы. Всем известно, что наибольшее значение в быту имеет пресная вода.

Особая вода – подземная, выходы которой  мы  видим   в виде  ключей, родников. Однако подземные (грунтовые) воды характеризуются достаточно высокой минерализацией, жесткостью, низким содержанием органики и практически полным отсутствием микроорганизмов. Зато концентрация вредных неорганических элементов, солей тяжелых металлов тем выше, чем глубже скважина [5].

На сегодняшний день реальность такова, что совершенно нельзя гарантировать качество и чистоту родниковой воды. Выбросы вредных веществ от близко расположенных предприятий, сильная загазованность не оставляет никаких шансов сохраниться родниковой воде в первозданном виде. Исходя из этого, желающим испить родниковой водички лучше всего отправиться в лесопарковую либо же лесную местность, где не существует промышленных и строительных объектов, а также подальше от автомагистралей. Однако и в этом случае  100% гарантии чистоты родниковой воды   никто не даст: круговорот веществ   в природе, неизвестность    через какие  почвенные пласты проходит вода, какие могильники  она может затронуть.

В нашей семье, как и   в семьях многих ярцевчан, на ряду с водопроводной водой используется и родниковая (приложение 1, фото 2). Мне  нравится  природная  родниковая вода, однако, на сколько она  чиста и безопасна для  употребления,    без  предварительной обработки.  Какие существуют родники  в нашем районе? Действительно ли  полезна  родниковая вода?

Для решения этих вопросов    было принято решение о создании экологического проекта  «Родники  Ярцевского района как  источник питьевой воды».

Цель проекта – сравнительное изучение качества питьевой воды природных источников Ярцевского района.

Задачи проекта:

1. изучить источники информации;
2. определить качественное содержание некоторых микроэлементов в родниковой и водопроводной водах;
3. провести сравнительный анализ физических и химических показателей родниковой и водопроводной воды;
4. изучить и отработать на практике методику проведения опытов определения качественного состава питьевой воды.

Гипотеза – родниковая вода   в Ярцевском районе пригодна для  употребления  в пищу  без  предварительной  обработки.  

Тема  исследования актуальна, так как   в  нашем  районе наблюдается  родниковый бум. На сколько он оправдан, на сколько чиста и безопасна ключевая вода?  Для  меня  данная  тема работы   новая, так как  позволяет   открыть для  себя   новую информацию   о  природных  водах   родного края, а так же  познакомиться и на практике отработать  новые  методы исследования, познакомиться с работой лаборатории ЯФФБУЗ «Центр гигиены  и эпидемиологии   в Смоленской области» (лаборант  Александрова Лилия Ивановна (приложение 1, фото 3).

Объект исследования – питьевая вода.

Предмет исследования – санитарно-микробиологическое качество питьевой воды.

Методы:

1. Теоретический – изучение теоретического материала, анализ информационных источников, анализ анкетирования.
2. Эмпирический  –  лабораторные наблюдения.
3. Математический – статистика.  
4. Экспериментальный – постановка опыта.

Районы исследования родников:

1. Деревня  Колковичи (приложение 1, фото  4, 5, 6; приложение 2, карта 1, 2  [7])
2. Посёлок Старое Ярцево (приложение 1, фото 7, 8, 9; приложение 2, карта 1, 3 [7])
3. Посёлок  Яковлево (приложение 1, фото 10, 11; приложение 2, карта 1, 4 [7])
4. Район литейно-прокатного завода (приложение 1, фото 12, 13; приложение 2, карта 1, 5 [7]).

Этапы экологического проекта:

1. Теоретический – выбор  объекта исследования, работа  с информационными  источниками, выделение этапов работы,  определение районов исследования. Период проведения апрель-май 2016 года
2. Исследовательский – посещение  выбранных районов;  наблюдение и описание  природных водоисточников;  проведение исследования полученных образцов воды в кабинете биологии и лаборатории ЯФФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии   в Смоленской области». период проведения май-сентябрь 2016 года.
3. Практический – составление паспортов природных водоисточников; проведение и анализ  социологического опроса; создание буклета «Рекомендации населению по использованию воды   природных водоисточников»; презентация «Родники  Ярцевского района  как  источник питьевой воды». Период  проведения  сентябрь 2016года.

Период осуществления  экологического проекта: апрель-сентябрь 2016 года.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Характеристика воды

Существует  два основных источника водоснабжения:  

1. Вода из подземных источников – ключевая (родниковая) вода, добывается из подземных источников, через которые она самостоятельно вытекает на поверхность земли (приложение 1, фото  2) и  артезианская вода,    из водоносного подземного слоя, в котором её уровень стоит несколько выше, чем верхний водяной слой (артезианская скважина) (приложение 1, фото 14).

2. Вода поверхностных источников: речная, озерная, ледниковая (приложение 1, фото 15). Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды.  

Кстати,  в  городе Ярцево вода в водопровод  поступает  из артезианской скважины и  обработка не предполагает использование хлора. Однако  водопроводная вода  содержит  много кальция, так как накипь на чайнике  образуется очень быстро.

А вот родниковая вода! Сколько приятных ассоциаций  вызывает данное словосочетание: журчание и кристальная прозрачность холодной воды, удивительный вкус. Напившись один раз родниковой воды, будешь помнить об этом всю свою сознательную жизнь. До сих пор бытует старинное поверье, что, напившись родниковой воды, получаешь живительную силу самой матушки земли. Да, оно и правильно! Ведь родник представляет собой естественный выход подземных вод и, по сути, своим составом не отличается от грунтовой, колодезной и артезианской. Стремясь к поверхности, вода проходит множественные стадии природной фильтрации, самоочищаясь в процессе от ненужных примесей. Все происходит на механическом уровне, химический состав остается неизменным. К тому же, по пути, она успевает насытиться полезными микроэлементами [5].

В старину лечили родниковой водой болезни, водили к роднику детей. У родника оставляли куски холста, ленты нитки, кудель.  Это  была своеобразная жертва неведомым силам. Откупались от болезней, бросая в родник деньги, серьги, кольца (подобное можно наблюдать и сегодня). Из седой дали веков дошло до нас почитание родника. Вода омывает тело и восстанавливает утомленные силы. Родник всегда поражал воображение людей: зимой не замерзает, а летом, в жестокий зной, вода в нём холодна и студёна. Отсюда и название – студенец [2].

2. Характеристика исследуемых объектов

Для  исследования   мы выбрали   несколько  родников. Почему? Во-первых, они располагаются  на  большом расстоянии  друг  от друга. Во-вторых, они  различны  по расположению. В-третьих, они  имеют разное   обустройство. В связи  с этими факторами, предположу, что  и родниковая вода   из этих мест будет отличаться (приложение 2,  карта 1).

2.1. Водоисточник Святец

Первый  родник – это Святец, расположенный     в лесном массиве  посёлка  Яковлево (приложение 1, фото 10). Он находиться к северо-востоку от города Ярцево на расстоянии 4,4 км  и   в 900 м к северу   от международной трассы  Москва-Минск.

 Воду источника  Святец  считают святой. Говорят, что до революции рядом с источником находилась деревянная церковь, которая, якобы во время войны сгорела. До сих пор – это место паломничества. Об этом свидетельствуют многочисленные цветные   полоски ткани, повязанные на ветках  ольхи.

Колодец Святец   имеет статус памятника природы (приложение 1, фото 11). В 90-е годы источник  был технически переоборудован и восстановлен.  Сегодня должного ухода за родником нет.

Рядом с колодцем (250 метров), расположено одноименное сточное озеро. При визуальной оценке, даже при наличие   небольшого  песчаного пляжа, купаться  в нём нельзя (приложение 1, фото 16).   Почему?  Близость просёлочной  автодороги, наличие бытового мусора (разнообразный пластик, бумажные обёртки, жестяные банки, бутылки, битое стекло) не только    по краю  песчаного, заросшего     пляжа, но  и   на поверхности воды делают  водоём не пригодным  для  отдыха горожан.

Колодец Святец располагается в небольшой  низине. Рядом находится   смешанный лес, в котором преобладает  ель, дуб, бук, орешник, ольшаник. Почва   рядом  с  источником очень  влажная, есть опасность  провала. Причина, по нашему мнению, близость подземных вод.

При визуальной оценке, на территории исследуемого водотока отмечаем обилие бытового мусора: пачки от сигарет, фантики, пачки от чипсов, целые и битые бутылки, шприцы, полиэтиленовые пакеты, жестяные банки, пластиковые бутылки (приложение 1, фото 17).   По отпечаткам   протекторов машины подъезжают практически   к самому колодцу. На расстоянии 5-6 м находятся три многолетних  кострища.    

Положительный момент – колодец имеет цементную опалубку, деревянный короб, от осадков  и  прямых солнечных лучей защищен  навесом (приложение 1, фото 11).    Однако  сток (металлическая труба) сделан очень высоко. В результате родниковая вода колодца  застаивается. Единственный сток –  трещина  под   опалубкой. Это единственный способ  обновления ключевой воды.

При осмотре поверхности колодца отмечаем наличие   веток, сучьев  в  самой  воде, бытового мусора (пластиковые стаканы, бумага, стеклянные бутылки), монеты на дне  колодца.

Для   взятия   родниковой   воды из источника необходимо  опускать   ёмкость   в  сам колодец (приложение 1, фото 18, 19).  А это дополнительный  фактор   загрязнения водоёма.

Ключи (место  выхода  подземных вод) на дне не просматриваются.  Все  эти факторы   отбивают всё желание  испить родниковую  воду из  природного источника Святец, государственного памятника природы, охраняемого законом.

2.2. Водоисточник  района литейно-прокатного завода

Этот водоисточник  находиться  к юго-востоку от города Ярцева на расстоянии 6,5 км, на расстоянии около 500 м от литейно-прокатного завода (приложение 1, фото 20).  Родник  располагается   в низине  небольшого оврага, заросшего  ольшаником,  рядом  с которым проходит  асфальтированная дорога (приложение 1, фото 13). Десятиметровая  крутая слабоукреплённая тропинка позволяет  спуститься    к  роднику (приложение 1, фото 13).  В дождливую погоду  спуск становиться очень скользким, травмоопасным.

Возле самого источника имеется   деревянный решетчатый настил для  удобства взятия  родниковой  воды (приложение 1, фото 21-23).  

        Окружающая территория источника  просто утопает    в бытовом мусоре: поражает обилие  пластиковых бутылок, пакетов, бумаги, битого стекла, жестяных банок (приложение 1, фото 21).  

        Источник, а точнее источники,  огорожены  двумя железными наклонными  кольцами. Одно из колец имеет  половинный навес, что позволяет  защитить воду   от  проникновения  осадков, экскрементов  птиц, листвы.

Второй  источник  не имеет  навеса, что  способствует  свободному  проникновению в воду атмосферных осадков, выхлопных газов проезжающего автотранспорта,  экскрементов   птиц, насекомых, листвы и веток.

Вода  из  источников   свободно выливается  через край (приложение 1, фото 22, 23).    На дне  одного   родника  еле заметно  движение   ключа.

Когда  мы приехали    за пробой воды  к данному источнику,  я насчитала   6 человек, которые приехали  с  пластиковыми бутылями за родниковой   водой. При сборе  воды   в  бутыли ёмкости опускались в  сам  колодец, что  может привести  к загрязнению  воды  в случае  использования грязной посуды.

Вода  в  колодце  наполняется относительно  быстро. Однако  необходимо дождаться  момента  наполнения     кольца, вытекания родниковой  воды, оседания на дне песка (приложение 1, фото 23).

2.3. Водоисточник   в деревне  Колковичи

        Ещё один  источник родниковой воды – в  деревне Колковичи, расположенной  к  северу от  города Ярцево  на расстоянии почти 12 км и к юго-востоку от деревни Зайцево на расстоянии 3,5 км. Источник находится  в 100 метрах от дороги в низине большого оврага, густо поросшего  травой (приложение 1, фото 4-6).    

        На  краю  оврага  находится  очень старый молокозавод, располагавшийся  в  деревянном одноэтажном здании   (приложение 1, фото 5). По легенде  этот источник  был  вырыт  специально для  охлаждения молока. Другая легенда  гласит, что во время  Великой Отечественной войны, немцы, расположившиеся   в деревне  Колковичи, предпочитали  брать воду  из  этого источника.

Сам источник  не  виден из-за  густоты травостоя.  О его наличии свидетельствует   старая пластиковая  треснувшая  труба, по  которой    течёт родниковая вода.  Уходит  она    в ручей. Возможно, он   в  дальнейшем  впадает  в реку Лойня.

Для спуска есть небольшая   тропинка,  имеющая деревянный настил. Поручни отсутствуют. Бытовой мусор отсутствует.

        На  трубе имеется деревянный христианский  крестик. Сказать, что  это место освещено, затруднительно.  Во время  нашего пребывания, посетителей  не наблюдали.

2.4. Водоисточник   в районе Старое Ярцево

        Ещё один  природный водоисточник – колодец в районе Старого Ярцева, расположенного к  северу-западу  от центра города Ярцево  на расстоянии   2,5 км,  к югу  от международной трассы Москва-Минск на расстоянии 318 м. Колодец  находится    в низине обширного оврага   (приложение 1, фото 7).    

Старое Ярцево – это, во-первых,  достаточно старый район, во-вторых,   очень большой частный сектор. Поэтому  для водоснабжения  местные жители обустраивали колодцы, которые существуют до сих пор.

        Колодец очень старый, появился ещё до войны 1941-1945 года.  В 2010 году  полностью обустроен: сам источник помещён  в железобетонное кольцо, территория огорожена  деревянной  опалубкой, имеется крыша (приложение 1, фото 8).   Для удобства  на длинной цепи прикреплено цинковое ведро,   помещена деревянная лавка.  В 2011 году колодец был освещён. И с того времени  ежегодно на Крещение  церковный священнослужитель освещает  воду колодца.

        Прилегающая  к колодцу территория обкашивается,  бытовой  мусор не наблюдается. Лишь со стороны, где  стекает вода по водоотводному желобу  в  озерце, высокий травостой,  в котором  просматриваются пластиковые  и стеклянные бутылки и упаковочный материал. Пластиковые бутылки, монеты  наблюдаются и на дне колодца (приложение 1, фото 9).   

К колодцу ведёт широкая сильно укатанная просёлочная дорога, что свидетельствует о популярности  и востребованности  этого природного источника.

Во время нашего наблюдения  у колодца образовалась очередь: из дома, расположенного нас противоположной стороне оврага, пришёл мужчина  с двумя вёдрами; через минуту подбежали  смеющиеся  местные мальчишки  с  небольшими вёдрами; одновременно  с ними подъехала легковая машина, хозяин которой из багажника  достал  25-литровый бидон. Из этого можно сделать вывод, что  колодец  востребован.

        По итогам наблюдения за  природными водоисточниками, их   внешней оценке, можно сделать вывод о том, что все родники отличаются по  географическому расположению, по степени обустроенность,   по водному объёму, по степени  загрязнения. Однако  у населения все  они востребованы.   Оптимальное обустройство  наблюдается   только    у колодца  в районе Старого Ярцева.

3. Результаты анализа воды изучаемых  источников

Для   начала постановки опытов   по выявлению качества воды,  мы приняли решение  выяснить,   на самом ли деле родниковая  вода  обладает лучшими качествами для живых организмов, чем,  например,  водопроводная.

3.1. Выращивание семян  растений

        Для  эксперимента  мы взяли  5  ёмкостей  с   универсальным   плодородным грунтом для рассады, поместив  в них по 40 семян  кресс-салата (приложение 1, фото 24).  Все  ёмкости помещаются  в одинаковые   абиотические условия. Однако  полив    ёмкостей  отличается [1].  Семена  в первой  ёмкости  поливались  родниковой водой  источника Святец, во второй – деревня Колковичи, 3 – Старое Ярцево, 4 – литейно-прокатный завод, 5 – водопроводной  водой.  Наблюдение за прорастанием семян проводилось   в течение 10 дней. 

        Результаты представлены    в таблице 1 приложение  3. Наибольшее  количество  проростков (16)  в ёмкости, которую поливали  родниковой водой   Святец.   Возможная  причина, как мы  предполагаем,   в том, что    вода   в   колодце  застаивается. В результате   в воде происходят процессы   гниения.

        Хорошие ровные дружные  всходы    при поливе   родниковой водой  источника  деревни Колковичи и  литейно-прокатного завода.  Проростки  кресс-салата, поливаемые   водопроводной водой не одинаковые: два ростка развиты, сильные, пять  слаборазвитые  низкие. Один росток высокий хорошо развит, четыре – совсем слабые, один из них  только пророс.

Выводы:  

1.  Семена, поливаемые  родниковой водой, проросли и развились наилучшим образом.

2. Семена, поливаемые  водопроводной  водой, проросли  и начали развиваться неравномерно.

3.  Вода разных природных водоисточников различна, так как  проростки сильно отличаются.

3.2. Анализ физических  характеристик  воды

3.2.1. Определение прозрачности воды

Первым показателем физической характеристики воды   является   её  прозрачность. Степень прозрачности зависит от наличия в воде  взвешенных частиц минерального и органического происхождения. Для определения данного показателя используется следующая шкала оценки: прозрачная, слабо мутная, мутная, очень мутная. Для питья пригодна только прозрачная вода. Нами использовался  метод определения  прозрачности  воды  с помощью стандартного  типографского  шрифта [2].

Для  этого    в стеклянный   мерный   цилиндр  наливается исследуемая  вода.   Далее цилиндр помещаю на    газету и  пробую  сверху сквозь  налитую   в цилиндр воду  различить газетный  текст. При этом  цилиндр    с водой  должен  находиться  над текстом  на высоте  4-5 см. Высота  водяного  столба  в сантиметрах, сквозь который  текст можно прочитать, можно считать  значением  прозрачности воды.  Результат представлен    в приложении 3, таблица 2.

Таким образом,  все  образцы  воды, как природной, так и водопроводной,  прозрачны.

3.2.2. Определение  мутности воды

Мутность воды – мера  содержания   в ней  взвешенных  частиц,  различных  по происхождению. Это могут быть  частицы  глины, ила,  промышленных и сельскохозяйственных стоков, планктонные организмы. Высокая  замутнённость может быть  следствием почвенной эрозии [2].

Взвешенные   частицы  способствуют нагреву воды, так как  поглощают тепловое  излучение, что,   в свою очередь,  приводит   к падению  уровня  растворённого   в воде кислорода [6].

         Для  исследования  мы   взяли   бумажные  фильтры и определили их  массу. Отфильтровала  по 1 л    природной и водопроводной  воды.  Высушили  использованные фильтры и определили их массу после высушивания. Подсчитали разницу между массой сухого фильтра  до фильтрации и после. Разница   в массе   и есть величина    мутности  в мг/л. Результаты представлены   в приложении 4, таблица 3. Величина мутности составила (при норме 2,0 мг/л):  Святец – 2,1 мг/л; родник  д. Колковичи - 0,2 мг/л; родник  района Старого Ярцева – 0,2 мг/л; родник  района  ЛПЗ – 0,2 мг/л; водопроводная  вода – 0,0 мг/л.

Таким образом, все образцы воды по мутности   в норме, но несколько       больший показатель оказался   в воде источника Святец. Возможная причина – застой воды в самом колодце.

3.2.3. Определение   запаха воды

Одним из показателей качества воды является ее запах, который зависит от содержания в воде химических веществ, наличия живых и отмирающих микроорганизмов.

Запах воды определяется   при комнатной температуре и при нагревании до 50-600С, характеризуя качественно (гнилостный, хлорный, углеводородный (нефтяной), затхлый, лекарственный, сернистый, рыбный и т.д.)  и количественно (приложение 3, табл.  4, 5) [5]. Результаты  определения  представлены в  таблице 6.

Образцы    воды  из природных источников  и водопроводная вода  не имеют  запаха. Однако при нагревании   очень слабый  запах  (1 балл)  ощущается  у образца  из   источника Святец. Возможная причина – застой воды.

3.2.4. Определение вкуса воды

Важное значение при определении качества воды имеет также ее вкус. Доброкачественная вода должна быть приятной по вкусовым качествам. Вкус определяли по ощущениям, набирая в рот воды маленькими порциями, не проглатывая, задерживая её во рту на 5-10 секунд.  Кстати, определению вкуса обязательно должен предшествовать процесс оценки интенсивности запаха, что мы и сделали, так как воду, оцененную по шкале запахов на 4-5 баллов, пробовать на вкус нельзя. Пробу на вкус проводят только при полной уверенности в безопасности воды. Если есть подозрение, что в воде могут находиться болезнетворные микроорганизмы, то воду рекомендуется прокипятить в течение 5-10 минут, а затем охладить и попробовать на вкус. Различают четыре основных вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Оценка интенсивности вкуса проводится по пятибалльной шкале (приложение 3, табл.7). В питьевой воде допускается наличие привкусов не более 2 баллов [5]. Результаты  определения  представлены в  таблице 8.

Образцы    воды  из природных источников  и водопроводная вода  не имеют  вкуса. Однако  слабый  вкус   ощущается  у образца  из   источника Святец.

3.2.5. Определение  цвета воды

Цветность зависит от присутствия в воде солей железа и других химических веществ. Оценивается  данный показатель визуально и определяется  путём сравнения с дистиллированной водой. Два одинаковых цилиндра  из бесцветного стекла мы заполнили водой: один - дистиллированной, другой – исследуемой. Цвет воды нами рассматривается, сравнивая цилиндры на фоне листа белой бумаги при дневном освещении, сбоку, затем сверху, подложив лист белой бумаги под дно цилиндров. Наблюдаемый цвет записывается по интенсивности окраски: бурый, светло-коричневый, жёлтый, светло-жёлтый, бесцветный [2]. Результаты представлены в таблице 9, приложении 3.

Итог, все образцы  воды, природные и водопроводная,   не имеют цвета, бесцветны.

3.2.6. Определение  температуры воды

Температура прямо или косвенно оказывает влияние на все процессы, проходящие в водоеме. Для измерения температуры мы  использовали термометр со шкалой до 1000С, который  погружали  на 3-5 минуты  в сосуд с водой сразу после его наполнения. Для питьевой воды государственным стандартом определяется температурный предел 7-120C.  

Результаты  представлены     в  таблице 10, приложение 3. Показатели температуры следующие:  Святец – 130С; родник  д. Колковичи - 50С; родник  района Старого Ярцева – 60С; родник  района  ЛПЗ – 50С; водопроводная  вода – 80С.

В итоге, температура водных образцов варьирует  в пределах нормы: самая низкая в родниках района ЛПЗ и Старого Ярцева; наибольшая – водоисточник Святец. Предполагаем, температура  воды  в постоянно движущемся   роднике не успевает   прогреться от воздуха; температура воды  в  водоисточнике  с застойной воды  успевает  прогреться.

3.2.7. Определение  дебета источника

Дебет источника – это его мощность, т.е. расход воды. Мы определяли его следующим образом. Под желоб ставилась литровая банка и по секундомеру определяли время заполнения её водой [2].

У колодца Святец  желоб,  по которому стекает вода, есть, но строители разместили его довольно высоко.   Поэтому,  мы  лопатой сделали углубление на дне ручейка, по которому спускается родниковая вода и в срез углубления вдавили  кусок жести, согнутой в форме желоба.

Результаты определения  представлены    в  таблице 11, приложение 3. Показатели таковы:  Святец – 0,043 л/с;  154,8 л/ч; 3715,20 л/сут. Родник   д. Колковичи  – 0,1 л/с; 360,0 л/ч; 8640,0 л/сут. Родник   района Старого Ярцева –  0,143  л/с; 514,8  л/ч; 12355,2 л/сут. Родник   района  ЛПЗ –  0,067 л/с; 2412 л/ч; 5788,8 л/сут. Водопроводная   вода – 0,53  л/с; 190,8  л/ч; 4579,2  л/сут

В итоге, дебет природных  водотоков различен: наибольшая мощность  у родника  района Старого Ярцева, где  в  сутки  из-под земли вытекает 12 355,2 литров воды; наименьшая мощность   у колодца Святец, где  в сутки вытекает 4 579,2 л  воды. Разница в мощности  почти в  3 раза!!!

Оценивая физические параметры природной и водопроводной воды можно сказать, что они находятся  в пределах нормы. Небольшое отличие наблюдается  в  родниковой воде колодца Святец. Причина – малая мощность  природного водотока, а значит  – застой воды, где происходит  её естественный нагрев, процессы  гниения природной органики. Отсюда появляется запах, привкуса, мутности.

3.3. Определение  химических  веществ  воды

Азот  является  важным  элементом, необходимым для  построения  белков  и нуклеиновых кислот всеми живыми  организмами. В водных  экосистемах азот  присутствует    в молекулярном   виде  и в составе ионов. Молекулярный азот недоступен растениям. Исключением среди  водных растений  являются лишь сине-зелёные водоросли. Растения водоемов поглощают связный  азот  в составе  ионов NН4+, нитрит-ионов (NО2-) и нитрат-ионов NО3-. Животные  получают азот  из среды в составе белков  и нуклииновых кислот, которые попадают к  ним  по цепям питания. После гибели  и разложения  организмов  азот  в виде  ионов  вновь попадает в  воду [3].

Избыточный азот  попадает   в природные  источники  воды вместе   со стоками. Особенно  много его вблизи сельскохозяйственных угодий. Это связано   со смывом азотных  удобрений   с полей,    с попаданием  в воду  отходов  животноводства   с ферм. Стоки  вод, богатые  азотом, попадают  в природные  источники либо   через грунтовые  воды, либо непосредственно  путём, будучи смытые  дождями [1].

Химический  анализ  воды на содержание   в ней  нитратов  и  нитритов  мы  проводили  двумя  способами.

1 способ. Идентификация    бумажным   индикатором

Оценку  содержания   нитратов и нитритов  в исследуемых образцах воды   мы  оценили   с помощью  промышленно изготовленных  бумажных  индикаторов  (приложение 1, фото 25). Результаты представлены    в приложении 3, таблица  12.

Итог исследования таков:  водопроводная  вода – рН=7 (это норма), остальные пробы показали 8,5.  С  чем это возможно  связано?   Причины  видим  две: 1) возможно,  подземная вода, проходя  через  пласты  земли, сильно насыщается    ионами  водорода, который и даёт  эффект  ощелачивания; 2) вода  в  источнике Святец     застаивается, а значит,       процессы гниения  неизбежны.  А  вода  родника   в деревне  Колковичи   проходит  в  той  черте, где  раньше  функционировал молокозавод.  Возможно,  отходы   с  этого предприятия   размещались  в стороне  от  фермы,  либо закапывались.  Грунтовые  воды,  в свою  очередь, могли  пройти  через эти захоронения, вымыть их. Таким образом,   изменятся  и  химический  состав    воды.

2 способ. Колориметрический метод с салициловокислым натрием

Для проведения  данного исследования врач-бактериолог    Александрова Лилия Ивановна  оказала   информационную консультацию и   помощь в  постановке и проведении, предоставив помещение и оборудование Ярцевского филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии  в Смоленской области».

Суть  данного метода заключается  в следующем: исследуемую воду помещают в фарфоровую чашку, прибавляя раствор салициловокислого натрия,  выпаривают на водяной бане. Сухой  остаток увлажняют концентрированной серной кислотой, с добавлением дистиллированной воды. В результате, происходит изменение окраски исследуемого материала, и далее по калибровочному графику находят содержание в воде нитратов и нитритов. Подробное описание методики  представлено в  брошюре «Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды: Методические указания» [6].

Результат  колориметрического метода  представлен  в таблице 13, приложение 3.

Показатели таковы:  Святец – нитраты 2,6 мг/дм3, нитриты – менее 0,003; родник   д. Колковичи  – нитраты 2,1 мг/дм3, нитриты – менее 0,002; родник района Старого Ярцева –  нитраты 1,0 мг/дм3, нитриты – менее 0,003; родник   района  ЛПЗ – нитраты – 1,0 мг/дм3;  нитриты  – менее 0,003; водопроводная   вода – нитраты – 0,6 мг/дм3; нитриты – менее 0,0009.

Итак: во-первых,  все образцы   содержат нитраты и нитриты, однако эти показатели в пределах нормы. Во-вторых,  лабораторные исследования показали  наличие вышеперечисленных  соединений   в большем количестве   в воде  источника Святец и  деревни Колковичи.

3.4. Определение   воды  на микробное загрязнение

Вода – естественная  и весьма  благоприятная  среда для  жизни микроорганизмов.  Исследование  природной воды на общую микробную загрязненность проводят для  количественной оценки находящихся  в ней  микроорганизмов. Источниками такого  загрязнения могут  служить как  испражнения птиц, млекопитающих,  так и канализационные стоки. Если  содержание  микроорганизмов  в воде  велико (более 200  в 100 мл), вполне реально нахождение среди них и  болезнетворных (например, бактерий,  вирусов, паразитических  червей), которые, попав  в организм человека, могут  вызвать  различные  его заболевания.   В такой воде опасно купаться, так как  микроорганизмы могут попасть в кишечник, дыхательные пути, кровь, глаза, уши.  Возбудители гепатита, брюшного тифа, гастроэнтерита, дизентерии распространяются именно  таким путём  [1].

Важным  индикатором качества  воды является содержание  в ней  опасного  возбудителя, как  кишечная  палочка – Escherichia cola (её присутствие   в воде   свидетельствует   о фекальном загрязнении). Питьевая вода  не должна содержать   кишечную палочку. Вода для плавания может содержать  100-200 Escherichia cola  в 100 мл   воды. Для    сравнения: 100 мл неочищенных стоков  (99,9% воды и 0,1% нечистот) содержит  миллионы кишечных палочек [9].

Это   исследования  мы   проводили под    чётким  руководством  Лилии Ивановны.

1 способ.  Основной метод определения  микробного загрязнения  воды

Метод  количественного учета  микроорганизмов в воде связан с их  выращиванием   на питательной среде   с последующим подсчётом   числа колоний, выросших    из бактериальных  клеток или спор. В связи  с тем, что вода содержит  много  микроорганизмов, применяют  метод  серийных разведений: готовят разбавленные      в определённой пропорции суспензии и уже из них ведут посев  на стерильные  питательные  среды [6].

Для посева  микроорганизмов мы  подготовили  питательную среду.  С  этой   целью   в лаборатории     сухой  мясо-пептонный   агар (МПА)  мы  развели  в 100 мл воды, нагрев его до  полного  разжижения. Далее  его разлили  по чашкам Петри и простерилизовала. Для взятия проб воды заранее   простерилизовала  колбы  и пробирки, пронумеровали их. Постепенно разбавляли  воду по схеме: 1 мл исследуемой  воды перенесли стерильной  пипеткой  в колбу 1, в которой  уже  находилось 99 мл  стерильной воды. Так получилось  первое  разведение 1:100. Содержание  колбы 1 тщательно  перемешали для получения  однородной смеси, отобрали  из неё  1 мл жидкости  и перенесли  её  в пробирку 1, где  уже находиться  9 мл стерильной воды. Таким образом,   получили  разбавление   1:1000.

После  тщательного  взбалтывания содержимого всех  сосудов   взяли  из каждой ёмкости  1 мл жидкости  и  разлили  её    в отдельные  чашки Петри  на ещё  тёплую питательную среду (приложение 1, фото 26).  Вращательными  движениями   перемешайте  питательную  среду  и воду. На  боковой стенке  чашки  отметьте степень разбавления.

Все чашки  поместили в термостат  при температуре 25С0 на  пять суток. По  истечению  этого времени   произвели  подсчёт   числа колоний (каждая из которых выросла  из одной  бактериальной  клетки) во всех  чашках [6]. Результаты  представлены   в таблице 14, приложение 3.

В  результате  исследования   наибольшее количество   колоний обнаружено   в  родниковой воде  источника Святец – 12,  в родниковой  воде  родника литейно-прокатного завода – 8,  в роднике района Старого Ярцева – 4,  д. Колковичи – 2, в водопроводной воде – 0.

Выводы:

1) во всех природных водах присутствуют бактерии;

2) наибольшее количество бактерий обнаружено в воде родника Святец. Обилие  колоний в воде можно объяснить  застоем  воды   в   колодце.   Обилие колоний  свидетельствует  о недоброкачественности воды.

2 способ. Определение термотолерантных колиформных бактерий методом мембранной фильтрации

Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ) входят в число общих колиформных бактерий,  способных  ферментировать лактозу до кислоты, альдегида и газа при температуре 440С в течение 24 ч. Это позволяет использовать термотолерантные колиформные  бактерии в качестве индикатора загрязнения воды  патогенными микроорганизмами [8].

Метод основан на фильтрации установленного объема воды через мембранные фильтры, выращивании посевов на дифференциальной питательной среде с лактозой и последующей идентификации колоний по культуральным и биохимическим свойствам.

При исследовании образцов  воды анализируется 3 объема по 100 мл (приложение 1, фото 27). Отмеренный объем воды фильтрую  через мембранные фильтры, которые  помещаю в среду Эндо. Чашки с фильтрами помещаем  в термостат дном вверх и инкубируют посевы при температуре 370С в течение 24 ч. Вся методика  представлена  в методическом указании  «Санитарно-микробиологический  анализ  питьевой воды» [6].

Результаты исследования  представлены    в  таблице 15, приложение 3.

В результате  исследования термотолерантные колиформные бактерии не обнаружены  ни в водном  из образцов  воды.

4. Паспортизация природных водоисточников

Следующим этапом работы   в исследовании родниковых вод мы оформили  на каждый изучаемый родник  паспорт  (приложение 4) – это документ с цветными фотографиями источника, картографированием, описанием геологических условий выхода воды, её физических свойств, интенсивности использования родника, особенностей животного и растительного мира прилегающей территории [5]. В последствии оформленные  паспорта  обязательно будут дополнятся информацией, полученной при более углубленных исследованиях,  в разные временные периоды, разные сезоны.

5. Социологический опрос

Разработав анкету социологического опроса (приложение 5) , составив вопросы для изучения мнения обучающихся и учителей нашей школы о родниках, я испытала себя в качестве корреспондента.  А для этого понадобилось совершенствовать навык общения с людьми разных возрастных групп. После этого последовала большая работа по обобщению и анализу статистического материала, в результате чего были сделаны определенные выводы. Результаты  анкетирования показали, что:

1. В семьях    школьников и учителей многие  используют   родниковую воду.  
2. Чаще посещают  родники  в районе  посёлка Яковлево.
3. Родниковая  вода  используется  для   приготовления  пищи, а  для питья  воду  не кипятят.
4. Все  считают, что вода  из родников имеет высокое качество.  
5. Отношение  властей, по мнению  респондентов,   безразличное.
6. Практически  все  отметили своё  безучастие   в   благоустройстве   родников.
7. В будущем, по мнению  респондентов,   отношение   к родникам должно измениться,  как  со стороны  властей, так и  со стороны   наших жителей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        

        В результате  исследования   пришли  к следующим выводам:

1. Родники равномерно распределены  в  Ярцевском  районе.
2. Обустроенность родников на низком  уровне.
3. Сильная  захламлённость  бытовым мусором прилегающей  к родникам территории. Чем   более посещаем родник, тем  степень загрязнённости территории выше.
4. Родниковая вода     наилучшем образом  влияет  на рост и развитие  проростков, а значит   и на  всё живое.
5. Ни один  образец  воды (природный и водопроводный) не содержит болезнетворных бактерий.
6. Природная вода   отличается  повышенным содержанием солей, а  значит рН выше  8.
7. Качество родниковой   воды зависит   от тех слоев грунта, через которые она проходит. Однако при неправильном обустройстве (источник Святец), при застое водной массы, родник теряет природную силу и биологическую ценность, родники должны    быть активны!
8. Гипотеза подтвердилась: родниковую воду можно употреблять без предварительно обработки.
9. Вкусовые качества, на наш взгляд, родниковой воды   лучше, чем   воды водопровода.
10. Дальнейшая работа с перечисленными природными источниками Ярцевского района заключается   в регулярном наблюдении, измерении в разные временные и сезонные   периоды, фиксации полученных данных, дальнейшего пополнения паспорта родника.
11. Создание аншлагов, благоустройство родников – один из завершающих этапов исследования природных источников питьевой воды.
12. Написания обращения в   комитет природопользования Смоленской области с целью присвоения данных природных видеоисточников    статуса природных памятников природы.

Перечислю ряд причин, подтверждающих моё мнение. Родниковая вода:

• имеет сбалансированный физико-химический состав;
• сохраняет природные качества, благодаря естественной фильтрации;
• содержит высокую концентрацию кислорода;
• обладает свойствами «живой воды», что придаёт энергию и исключает необходимость в кипячении;
• совершенно исключено хлорирование, озонирование и другие физико-экономические воздействия.

Но, как и на всякое действие существует противодействие, так и на плюсы имеются естественно минусы:

• употребление природной воды должно происходить исключительно из проверенных источников;
• труднодоступность к источнику, в случае его расположения в овраге либо же низине;
• небольшая струйка родника не позволяет за короткое время набрать необходимое количество воды;
• вследствие разрушения органолептических свойств, воду из природных источников желательно не хранить более недели.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ашахмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Просвещение, 2006.
2. Иностранцев А. http://svyato.info/8194-chto-takoe-istochnik-klyuch-rodnik.html 
3. Мансурова С.Е., Кокуева  Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 класс: Школьный практикум. – М.: ВЛАДОС, 2001.-112 с.: ил.
4. Миркин  Б.М., Наумова Л.Г., Ханов Ф.М. Экологическая азбука  школьника. Уфа, РИО,1992
5. 5.   Мосин О.В. Родниковая и ключевая вода
6. http://www.o8ode.ru
7. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды: Методические указания. –  М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзаора Минздрава России, 2001.-42 с.
8. https://yandex.ru 
9. http://www.edu.yar.ru 
10. http://spushkino.narod.ru