Определение состояния вод реки Кубани на территории города Краснодара при помощи биоиндикаторов

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 81

Исследовательская работа

Тема: «Определение состояния вод реки Кубани на территории города Краснодара при помощи биоиндикаторов»

        Выполнили: ученики

                                                                                      творческого объединения    

            «Занимательная экология»

        МОУ СОШ № 81

        Соколовская Е.,              

        Трофимченко В.

        Руководитель:

        Вильданова И.В.

        Краснодар 2010

Содержание

1. Введение……………………………………………………………...3                                                        
2. Общая характеристика реки Кубань (история, географическое положение)……………………………………………………………4
3. Хозяйственное значение реки……………………………………….5
4. Современное экологическое состояние водоемов Кубани……….. 6  
5. Животные – индикаторы состояния окружающей среды………….7
6. Методика и результаты исследования……………………………... 8              
7. Заключение…………………………………………………………...10                                                            
8. Список литературы…………………………………………………..11                                                  

Введение

В век бурного развития науки и техники люди научились производить различные искусственные материалы, заменяющие естественные.

Вода – единственный ресурс природы, который не имеет заменителя. По мере развития общества потребности в ней все время увеличиваются. Они будут неизбежно расти и далее всюду, где существуют земные формы жизни.

Краснодарский край располагает значительными запасами воды. Здесь насчитывается 7088 водных источников, в том числе 547 рек, 12 водохранилищ и свыше 6500 артезианских скважин.

Главная водная артерия края – река Кубань. Она имеет особое значение для Краснодарского края не только как база водоснабжения, но и как приемник промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

Вода большинства водоемов, особенно реки Кубань, подвержена нерациональному использованию со стороны человека и, как одно из последствий, происходит ее загрязнение. Большинство животных чутко реагируют на изменения качества воды.

Исходя из выше изложенного, целью нашего исследования явилось:

Определить с помощью биоиндикаторов антропогенное влияние на воды реки Кубань в некоторых районах  города Краснодара.

Задачи:

1. Изучить источники информации по данной проблеме.
2. Выявить влияет ли человеческая деятельность на качество воды реки Кубани в некоторых ее районах.
3. Определить, как меняется видовой состав беспозвоночных животных в зависимости от антропогенного воздействия.

Объектом исследования явилась пляжная зона парка «Солнечный остров» города Краснодара.

Предметом исследования послужило качество воды реки Кубани на территории зоны купания.

Общая характеристика реки Кубань

 Существуют предположения, что название реки происходило из карачаево-балкарского поднимающаяся, разливающаяся, из древнетюркского означающего «река» или «поток», от половецкого Куман. По некоторым данным название реки Кубань произошло от древнегреческого Гопанис (Гипанис): «конская река», в смысле «буйная, сильная река».

Длина  реки Кубани около 870 км, площадь бассейна 58 тыс. км². Протекает по территории Карачаево-Черкесии, Ставропольского края, Краснодарского края (662 км) и Адыгеи. При впадении в Азовское море река образует крупную заболоченную, но высокопродуктивную кубанскую дельту площадью около 4300 км². Общий сток Кубани в Азовское море составляет около 11,0 км³ в год.

Кубань берёт своё начало в районе горы Эльбрус. Если длину реки Кубань считать вместе с её притоком Уллукамом, то она увеличивается до 906 км, а её падение до 2970 м (от ледникового языка Уллукам). По высоте бассейн реки Кубань можно разделить на 4 основные зоны: высокогорную, свыше 1000 м над уровнем моря; горную, от 500 до 1000 м; предгорную, от 200 до 500 м; равнинную, до 200 м

Начиная от г. Усть-Лабинска, река является судоходной. Кубань принадлежит бассейну Атлантического океана и впадает в Азовское море.

Водные ресурсы, представленные полноводными левобережными притоками среднего течения реки Кубань такими, как Афипс, Псекупс, Белая, Лаба, Пшиш и их притоками и правобережными притоками такими, как Мара, Джегута и Горькая образуют речную сеть протяжённостью 9482 км, всего же в Кубань впадает более 14000 больших и самых малых притоков.

На реке расположено крупнейшее искусственное на Северном Кавказе Краснодарское водохранилище.

На реке Кубань расположены города Карачаевск, Усть-Джегута, Черкесск, Невинномысск, Армавир, Новокубанск, Кропоткин, Усть-Лабинск, Краснодар, Славянск-на-Кубани и Темрюк.

В бассейне реки Кубань обитает более 106 видов рыб, характерных только для данного региона: рыбец, шемая, кубанский усач, кавказский голавль, толстолобик, тарань, сазан, судак, лещ, сом, чехонь, бычок, жерех, карась, окунь, краснопёрка и др. Здесь насчитывается около 400 видов и форм зоопланктона, в том числе черви, веслоногие и ветвистоусые рачки, коловратки, моллюски и т. д. На Кубани много водоплавающих: бакланы, дикие гуси и утки, пеликаны, лебеди, серая цапля, выпь, множество мелких птичек, а также хищные птицы, например, сокол сапсан. За птицами охотятся лисицы и дикие коты. В глухих Черноерковских и Ахтарских плавнях можно встретить акклиматизированную ондатру (другое название: мускусная болотная крыса), встречаются дикие кабаны.

Хозяйственное значение реки

Воды р. Кубани используются для орошения и обводнения земель не только Краснодарского края, но и Ставрополья. Кубань-Егорлыкская и Кубань-Калаусская обводнительно-оросительные системы поглощают около 4 млрд. м 3 воды в год.

Кубань играет большую роль в водном балансе Азовского моря. Она дает около 30% речного стока в это море, поддерживая благоприятную для ценных видов рыб соленость морских вод. Воды Кубани используются для распреснения и создания оптимальной для размножения рыб солености ряда лиманов. В 1936—1940 гг. в дельте Кубани были построены три опреснительные системы: Черноерковская, Куликово-Курчанская и Гривенская. Опресняется до оптимальной солености и Кизилташский лиман.

Кубань и ее притоки имеют большое значение как места нереста таких ценных рыб, как осетровые, рыбец, шемая.

Велико рыбохозяйственное значение рек Краснодарского края. В р. Кубани, ее притоках и водохранилищах обитает более 50 видов рыб. К промысловым рыбам относятся севрюга, осетр, сазан, сом, судак, рыбец, шемая, окунь, щука, красноперка, лещ, ерш, карась и некоторые другие.

Касаясь значения рек, нельзя забывать, что большое количество речных вод используется для водоснабжения многочисленных населенных пунктов, расположенных в их долинах. Вода расходуется на бытовые нужды населения и на нужды животноводства и промышленных предприятий.

Как известно, велико значение рек для судоходства. Но в нашем крае судоходна только р. Кубань. Краснодарское водохранилище зарегулировало сток реки, значительно улучшило условия Кубанского судоходства. Период навигации удлинился на одну треть, увеличились глубины. Речные суда курсируют от города Усть-Лабинска до устья, перевозят многие тысячи пассажиров и миллионы тонн грузов.

Притоки Кубани Лаба и Белая используются для сплава леса.

Современное экологическое состояние водоемов Кубани

Огромной проблемой считается загрязнение реки Кубани пестицидами и гербицидами.

 В настоящее время проходит государственную экспертизу установка плазмохимического уничтожения пестицидов. Ее разработкой и созданием так же занимается краевой Департамент биологических ресурсов, экологии и рыбохозяйственной деятельности. В крае скопилось свыше 2500 тысяч тонн просроченных и запрещенных к применению пестицидов, которые потенциально могут стать причиной серьезной экологической проблемы. В стадии принятия находится краевая целевая программа по уничтожению пестицидов.

Помимо загрязнения, серьезный ущерб водным ресурсам Кубани наносит и браконьерство. Огромное количество рыбы ежегодно теряет Краснодарский край по вине людей, занимающихся незаконным ловом. Только в 2005 году было изъято у браконьеров контролирующими органами края 115 тонн рыбы и рыбной продукции, в 2006 – 92 тонны.

Для того чтобы сократить влияние браконьерства и незаконной добычи на запасы промысловой рыбы, в водоемах Кубани, при краевом Департаменте биологических ресурсов, экологии и рыбохозяйственной деятельности создан оперативный штаб по борьбе с браконьерством.

Естественный водообмен в лиманах был нарушен после создания Краснодарского водохранилища и системы рисовых чеков. Вдобавок, в них стали попадать удобрения с чеков, увеличивающие рост водной растительности. В некоторых лиманах ее количество кратно превышает допустимую на гектар норму, из-за чего утрачиваются нерестилища таких рыб, как судак, тарань, и другие.

В связи с практически полной приостановкой мелиоративных работ современное состояние лиманов можно охарактеризовать как критическое. Проведенные в 2006 году исследования состояния водоемов лиманно-плавневой зоны выявили их высокую зарастаемость погруженной мягкой водной растительностью, что приводит к обильному цветению воды в летний период и к заморным явлениями. Чтобы с этим бороться, на процесс можно воздействовать с помощью растительноядных рыб.

Также существует угроза загрязнения реки Кубани нефтепродуктами.

В Краснодаре сформирована комиссия из специалистов "Росприроднадзора", бассейнового водного управления и администрации города для оценки масштаба загрязнения реки Кубани нефтепродуктами и его последствий для экологии. Члены этой комиссии систематически наблюдают экологическое состояние реки и отмечают неоднократные случаи загрязнения реки нефтепродуктами. Эти данные можно прочесть в средствах массовой информации.

Животные – индикаторы состояния окружающей среды

Немногие знают, что можно, даже не будучи биологом, узнать, насколько сильно загрязнён ли тот или иной водоём. Достаточно лишь посмотреть на живые организмы, обитающие в нём.

Живая природа – самый точный индикатор состояния водной среды, с которым не сравнится ни один существующий прибор.

Биоиндикатор: группа особей одного вида или сообщество, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей.

Очень часто в качестве тест - объектов применяются различные организмы: высшие и низшие растения, бактерии, водоросли, водные и наземные беспозвоночные и другие.

Например, при сбросе в водоем токсических веществ, содержащихся в промышленных сточных водах, происходит угнетение и обеднение фитопланктона. При перегрузке водоемов биогенами возникает бурное развитие планктонных водорослей, окрашивающих воду в зеленый, сине-зеленый, золотистый, бурый или красный цвета ("цветение "воды). "Цветение" воды наступает при наличии благоприятных внешних условий для развития одного, редко двух-трех видов. При разложении избыточной биомассы, выделяется сероводород или другие токсичные вещества. Это может приводить к гибели зооценозов водоема и делает воду непригодной для питья.

Ностак сливовидный является хорошим биоиндикатором. Наличие этого вида говорит о чистой воде. Первый признак тревоги - измельчение и нарушение правильной округлой формы изумрудных "шаров" этой водоросли.

Бурное развитие других сине-зеленых водорослей, например, осциллятории - хороший индикатор опасного загрязнения воды органическими соединениями.

Трубочник образует огромные скопления в илу сильно загрязненных рек, в незначительных количествах встречаются также на песчаных и каменистых грунтах более чистых рек.

Мотыль образует большие скопления в силу сильно загрязненных органическим веществом рек.

Крыска (эриталис) - это личинка мухи - пчеловидки из семейства журчалок. Крыска обитает в загрязненных органическим веществом водоемах с черным илом и сильным запахом сероводорода.

Фитопланктон - важнейший компонент водных систем, активно участвует в формировании качества воды и является чутким показателем состояния водных экосистем и водоема в целом.

 О чистоте пресного водоема можно судить и по видовому разнообразию и обилию животного населения.

Методика и результаты исследования.

В наших исследованиях мы использовали метод определения токсичности водоемов при помощи дафний, который позволяет установить токсичность сточных и природных вод. На высокую токсичность указывает гибель 50% и более дафний в анализируемой воде по сравнению с контролем в течение 24, 48 или 96 часов.

При проведении опыта берут три сосуда для исследуемой воды и три сосуда для контроля (без токсичных веществ). Наливают в каждый сосуд по 100 мл исследуемой и контрольной воды и помещают по 10 дафний. Наблюдения за ходом эксперимента ведут через 24, 48 или 96 часов, после чего проводят учет выживших дафний.

На основании полученных в трех повторностях результатов рассчитывают среднее арифметическое количество выживших дафний в контроле и в опыте. Расчет процента гибели дафний в опыте по отношению к контролю проводят по формуле:

              100 х (Х1 – Х2)/Х1

Где Х1 и Х2 – среднее арифметическое количество выживших дафний в контроле и в опыте.

Проба воды считается высокотоксичной, если за 24 часа тестирования в ней гибнет 50% и более дафний по сравнению с контролем. Если в контрольном варианте гибнет 10% дафний, результаты не учитывают и опыт повторяется.

Характеристика района исследования

Для своих исследований мы выбрали территорию парка «Солнечный остров», где расположена одна из пляжных зон города Краснодара. В качестве предмета исследования мы взяли воду из реки Кубани, где расположена зона для купания. В летний период в исследуемом месте очень оживленно: много отдыхающих. Неподалеку расположена местная ТЭЦ.

Вода в реке Кубань в зоне купания имеет слабое течение. Берег в районе пляжа песчаный (искусственно сооруженный), по мере отдаления от зоны отдыха он приобретает черты, характерные для стоячих вод: поросль рогоза и камыша, «цветение воды», специфический затхлый запах. К тому же добавляется видимое загрязнение бытовыми отходами: пакеты, бутылки, пластиковая посуда и т. д.

Результаты исследования.

Таблица № 1. Количество выживших дафний в контрольной воде

Таблица № 2. Количество выживших дафний в опыте

Расчет процента гибели дафний в опыте по отношению к контролю

        100 х (9,4 – 6,2) / 9,4 = 34 (%)

Результат эксперимента показал, что пробы воды, взятые в реке Кубань в зоне активного отдыха, не являются высокотоксичными.

Вывод: несмотря на то, что протестированная нами вода из реки Кубань не является высокотоксичной, но показатель 34 % свидетельствует о довольно значительной степени загрязнения воды. Это может явиться следствием антропогенного воздействия на реку, в частности, загрязнение может осуществляется отдыхающими, сточными водами, попадающими в зону купания.

В перспективе мы хотим определить источник загрязнения реки Кубань в данной исследуемой зоне и спрогнозировать способы устранения его.

Заключение

При слове "Кубань" кто-то вспоминает полноводные реки – широкие и спокойные степные или говорливые горные, кому-то на память приходят черноморские пляжи, рыбалка на Азовском море или укромные плавни. Поэтому  Кубань часто называют жемчужиной России. Положение края на стыке умеренного и субтропического поясов, наличие двух морей, огромных равнин и высоких гор, рек и озер обуславливает большое разнообразие природных ресурсов, с которыми связаны многие отрасли народного хозяйства.

Но водные ресурсы Краснодарского края, которыми он заслуженно гордится, не первое десятилетие находятся перед лицом многочисленных угроз: от загрязнения до браконьерства.

Общество и природа «обречены» на совместное существование. Но при этом если Природа может обойтись без человека, то гибель природы означает и гибель человека. Поэтому человечество должно защитить Природу, тем самым человек сохранит самого себя. Эта задача требует объединения усилий всего Человечества.

Защитить и сохранить водные ресурсы Кубани для нас и наших потомков – это первостепенная задача современного общества.

 Что бы мы могли пить воду из природных источников, не боясь отравиться, чтобы взрослые и дети  купались в водоемах Кубани, не опасаясь болезней и нефтяных пятен. Для этого каждый из нас должен стараться внести посильный вклад в защиту природы.

Кто-то может спросить:

-  А что вы, школьники, можете сделать для природы?

 И мы ответим:

- Можем участвовать в экологических акциях;

-  Можем проводить посильный мониторинг среды и доводить до общественности насущные проблемы окружающей среды;

- Мы можем многое, особенно, если взрослые готовы нам помогать.

Список литературы.

1. Большая советская энциклопедия. 2: -М.: Государственное научное издательство, том 27, -1953, -664 с.: ил.
2. Глобальная  сеть  Iternet   http://www.ecos.ru   -   Методика организации мониторинговых наблюдений.
3. Голиков В.И. Кубановедение. Факна Кубани: видовой состав и экология. Учебное пособие. – Краснодар: Традиция, 2007. – 192с.
4. Экология Кубани. Гужин Г.С. и др. – Краснодар: Краснодар. экспериментальный центр развития образования, 1995. – 176с.
5. Глобальная  сеть  Iternet  http://www.ecos.ru  -  Биоиндикация состояния малых рек Краснодарского края
6. Ефремов  Ю.  В.  В  стране   горных   озер.   1:   Краснодар: Краснодарское книжное издательство, -1991, -192 с.: ил.
7. Ефремов  Ю.  В.  Голубое  ожерелье  Кавказа.  1:   Краснодар: Краснодарское книжное издательство, -1998, -160 с.: ил.
8. Зверев  К.  В.  Адлер.  Историко-географический   очерк.   1: Краснодар: Краснодарское книжное издательство, -1973, -112 с.: ил.
9. Канонников А. Н. Природа Кубани и Причерноморья. 1: Краснодар: Краснодарское книжное издательство, -1977, -112 с.: ил.
10. Печорин А. И. Природа Кубани: надежды и тревоги. 1: Краснодар: Краснодарское книжное издательство, -1989, -176 с.: ил.
11. Сборник  методик  и  инструктивных  материалов  по  определению вредных веществ для контроля источников загрязнения окружающей среды: часть 1, под редакцией  Л.  П.  Ярмака:  1:  Краснодар: «Северный Кавказ», - 1993, -224 с.