Исследование качества ила прудов г.Краснознаменска методом автографии

Муниципальное общеобразовательное учреждение лицей №1

Имени Г.С.Титова г. Краснознаменска Московской области

IV Всероссийский конкурс научно-инновационных проектов  «Технологии повышения эффективности на производстве и в жизни»

Тема: « Исследование качества ила прудов

г. Краснознаменска методом автографии»

Выполнили работу:

Гусарова Вера

Лобанкова Наташа

ученицы 9«Г» класса

Научные  руководители:

учитель биологии   Коломейчук Татьяна Викторовна

учитель химии           Барановская Ирина Геннадьевна

Аннотация.

Работа актуальна, так как в ней прослеживаются пути очистки водной среды прудов, выявлены причины загрязнения. Мы провели исследование ила городских прудов простым и доступным методом автографии.

Метод основан на восстановлении бромистого серебра, находящегося в эмульсии засвеченной фотобумаги,  восстановленными веществами изучаемого субстрата.

Из проделанной нами работы сделан вывод, что старый пруд более насыщен кислородом, чем новый. В новом пруду более высокая концентрация восстановленных веществ и недостаток кислорода.

При обследовании прудов аппликационным методом получили возможность выявить наиболее загрязненные участки. Также предложен комплекс мер. позволяющих улучшить состояние городских прудов.

Содержание.

Цели  работы:

1. Продолжить исследовательскую работу воды прудов
2. Исследовать качество воды и ила  водоёмов
3. Изучить влияние окислительно – восстановительных условий ила на развитие растительного и животного мира прудов
4. Применение аппликационного  метода – автографии на фотобумаге путем восстановления бромистого серебра

Введение

Сегодня как никогда перед  человечеством стоит вопрос о необходимости изменения своего отношения к природе. Основой как национального, так и мирового развития общества должна стать гармония человека и природы. Каждый человек должен понимать, что только в гармонии с природой возможно его существование на планете Земля.

Человечество подошло к порогу, за которым нужны и новая нравственность, и новые знания, новый менталитет, новая система ценностей. Безусловно, их нужно создавать и воспитывать с детства. С детства надо учиться жить в согласии с природой, её законами и принципами.

Мониторинг окружающей природной среды представляет собой комплексную систему долгосрочных наблюдений с целью оценки и прогноза изменений состояния биосферы или её отдельных компонентов под влиянием антропогенных воздействий, предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей, других живых организмов и их сообществ.

Региональный мониторинг  включает в себя слежение за процессами и явлениями в пределах  какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру,  и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы.  Локальный мониторинг – это слежение  за естественными природными явлениями и антропогенными воздействиями на небольших территориях.

Вода, самое распространённое соединение в природе, не бывает абсолютно чистой. Природная вода содержит многочисленные растворённые вещества – соли, кислоты, щёлочи, газы (углекислый газ, азот, кислород, сероводород), продукты отходов  промышленных предприятий и нерастворимые частицы минерального и органического происхождения.

Свойства и качество воды зависят от состава и концентрации содержащихся в ней веществ. Наиболее чистая природная вода – дождевая, но и она содержит примеси и растворённые вещества (до 50 мг/л).

Воду, содержащую до 0,1 % растворённых веществ, принято называть пресной, от 0,1 до 5% - минерализованной, с выше 5% - солёной.

Водоёмы, загрязненными органическими стоками, как и организмы, способны жить в них, называют сапробными  (от греческого слова «сапрос» - гнилой). По степени загрязнённости вод  органическими веществами водоёмы классифицируют на полисапробные, мезосапробные ( подразделяемые на альфа – мезосапробные и бета – мезосапробные) и олигосапробные.

В полисапробной зоне нет неразложившихся белков , есть сероводород , диоксид углерода и кислород .  Происходит минерализация органических веществ. Есть различия между альфа – и бета– мезосапробной зонами. Вода альфа – мезосапробной зоне умеренно загрязнена органическими веществами, есть аммиак и аминосоединения , кислорода мало. В бета– мезосапробной  зоне органических загрязнителей мало; кроме аммиака, есть продукты его окисления – азотная и азотистая кислоты, много кислорода.

В олигосапробной зоне практически нет растворённых органических веществ, кислорода много, вода чистая.      

Исследование качества воды и ила водоёмов методом автографии на фотобумаге.

Методика.

Метод основан на восстановлении бромистого серебра, находящегося в эмульсии засвеченной фотобумаге,  восстановленными веществами изучаемого субстрата. При этом в эмульсионном слое фотобумаге образуется множество частиц  металлического  серебра виде черных и бурых пятен. Интенсивность окраски пятен тем больше, чем выше восстановленность среды в местах соприкосновения фотоэмульсии с почвой.

Поскольку  восстановительные условия в придонных субстратах создаются во многом благодаря деятельности анаэробов, фотобумага тем самым регистрирует  уровень активности этих микроорганизмов  в грунте.  Аэробы цвета фотобумаги не изменяют, она остаётся практически белой.

Таким образом, одновременно определяется и уровень восстановленности среды, и уровень активности анаэробных микроорганизмов в исследуемом субстрате.

Практическая часть.

1. Мы провели визуальное изучение объекта, определили наиболее загрязнённые участки и относительно чистые. Указали дату и место отбора пробы.

Новый пруд.                                                                                      Старый пруд

№1,2,3- места взятия                                                                          №1,2,3-места взятия

проб ила с нового пруда.                                                             проб ила со старого пруда.  

2. Изучили водную и прибрежную растительность (рогоз, камыш, элодея, валлиснерия)

3. Взяли образцы проб воды и ила.

,                          

4. Обработали полученные пробы ( поместили в ил полоски фотобумаги 4×9 на 72 часа ).

5. После 72-часовой экспозиции фотобумагу извлекли из субстрата, промыли обычной, а затем дистиллированной водой и в течение 5 минут закрепили в 25%-ом растворе гипосульфита, окончательно промыв водой.
6. Высушили полоски.

Результаты эксперимента.

Восстановленные и окисленные участки на фотобумаге четко различаются по цвету. Более тёмные пятна свидетельствуют о высокой концентрации восстановительных веществ – продуктов жизнедеятельности анаэробов. Слабоокрашенная поверхность на фотобумаге соответствует тем местам субстрата, где преобладают окислительные условия.

На отпечатках или автографиях, полученных при исследовании ила, распределения окислённых и восстановленных зон носит в основном очаговый характер. Черные участки фотобумаги соответствуют скоплениям продуктов жизнедеятельности микроорганизмов вокруг мертвых органических остатков (солома ), где условия для развития анаэробов оказались благоприятными.

                Новый пруд                                                                Старый пруд

Различные экологические группы в прудах создают разный уровень восстановленности среды. Так, сульфатредуцирующие бактерии, основу выделений которых составляет сероводород, окрашивают фотобумагу в черный или густокоричневый цвет. Менее густая коричневая окраска наблюдается при наличии метана, водорода, ацетона.  

С полученными результатами согласуются и наблюдения за водной и прибрежной растительностью.В местах наибольшего загрязнения органическими веществами обильно разрастаются рогоз и озёрный камыш а также водоросли.

Выводы и предложения.

Из проделанной нами работы можно сделать вывод, что старый пруд более насыщен кислородом, чем новый благодаря искусственной аэрации. В новом пруду более высокая концентрация восстановленных веществ и недостаток кислорода.

При обследовании прудов аппликационным методом получили возможность выявить наиболее загрязненные участки и причины загрязнения.

Основные причины загрязнения наших водоёмов:

1. Сброс мусора в воду
2. Купание животных и людей
3. Плохая циркуляция воды
4. И, как следствие, обильное зарастание прудов.

Мы считаем, что можно улучшить состояние прудов с помощью следующих мер:

1. Проводить ежегодную очистку прудов и прибрежной зоны
2. Продолжать проведение аэрации водоемов.
3. Воспитывать среди населения города бережное отношение     к природе города

 ( «Экологическое окно» ).

4. Искусственно пополнять видовой состав животного мира прудов.
5. Ограничить вылов рыбы в прудах.

Список литературы:

1.А.Г.Муравьев, Н.А.Пугал.. «Экологический практикум» , С-Петербург  «Крисмас+», 2003г

2. Т.Я.Ашихмина  «Школьный экологический мониторинг»  М. «Агар», 1999г

3. Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Т.1. Вводные и общие вопросы планктологии.- Л.: Наука. 1969.-658с.

4. Научно- методический журнал «Химия в школе» № 4. Изд-во «Центрхимпресс», 2004г.

Приложение.

Как мы собирали ил.