Исследовательская работа "Оценка экологического состояния Ливенского пруда села Архангельского"

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Архангельская средняя общеобразовательная школа им. А.А. Кудрявцева»

Тульская область Каменский район село Архангельское

Кружок «Юный натуралист»

Региональный этап Всероссийского конкурса                                                             юных исследователей окружающей среды

Тема работы

«Оценка экологического состояния              Ливенского пруда села Архангельского»

Автор работы:

Морозов Дмитрий Александрович,

8 А класс

Руководитель:

Синдеева Елена Анатольевна,

учитель биологии 

2012 год

Содержание работы

1. Введение                                                                                                         стр.3-4

1.1. Обоснование актуальности проводимого исследования        

1.2. Цель работы

1.3. Задачи работы

1.4. Объект исследования

1.5. Предмет исследования

1.6. Место и сроки проведения исследования

1.7. Оборудование

1.8. Этапы работы

1.9. Обзор литературы

1.10. Практическая значимость работы

1. Методика исследований                                                                             стр. 5

1. Результаты исследований и их анализ                                                    стр.6-9

3.1. Визуальное обследование Лиивенского пруда

3.2. Отбор проб воды для физико-химического анализа

3.3. Виды отбора проб

3.4. Изучение органолептических (гидрофизических) показателей воды

3.5. Изучение гидрохимических показателей воды

3.6. Оценка экологического состояния водоема

3.7. Рекомендации по улучшению экологического состояния водоема

1. Выводы                                                                                                          стр.10

1. Заключение                                                                                                   стр.10

1. Список используемой литературы                                                           стр.10

1. Приложения                                                                                                  стр. 11-15

1. Введение

1. Обоснование актуальности проводимого исследования

 Вода - самое распространенное вещество на нашей планете, основа всех                        жизненных процессов, происходящих на Земле.  

Воды на планете много, однако, в последнее время крайне актуальной стала                        проблема загрязнения водных объектов промышленными, сельскохозяйственными и                   бытовыми отходами.

Проблема загрязнения воды стара как мир. Даже в древней мифологии этому                 можно найти немало подтверждений. Вспомним один из подвигов Геракла, который            с помощью реки, отведенной в новое русло, смог очистить Авгиевы конюшни. Пожалуй, его можно считать самым крупным загрязнителем воды тех времен.

Первые попытки привлечь людей к ответственности за загрязнение водоемов также были предприняты очень давно. Еще Платон (427-347 гг. до н.э.) предлагал строго                           наказать тех, кто «испортил чужую воду». А в Лондоне в средние века был принят закон, запрещающий сбрасывать мусор в Темзу. В XV в. подобный указ был издан во Франции. В России Петр I также повелел наказывать тех, кто загрязнял Неву.

            К сожалению, за многие тысячелетия человечество свыклось с загрязнениями воды и воспринимает это как нечто естественное и неизбежное. Эта проблема является теперь одной из самых глобальных. Во многих регионах России наблюдается просто дефицит чистой воды. Не исключением стал и наш регион.

На северо-востоке Среднерусской возвышенности, в пределах лесной и                           лесостепной зон  расположена Тульская область. К внутренним водам области относятся реки, озера, пруды, водохранилища,  болота, подземные грунтовые воды и артезианские воды. Общий объем поверхностных вод составляет 1,74 кубических километра, или                примерно 1000 кубометров на одного жителя области. По данным специалистов, сейчас в большинстве водоемов области вода оценивается как грязная. К наиболее загрязненным водоемам относится реки Упа и Ока. Еще в худшем экологическом состоянии, чем речные системы находятся искусственные водоемы – пруды, которые создавались в целях                     регулирования речного стока, увеличения водности рек и аккумуляции паводковых вод.

          На юго-востоке Тульской области расположен Каменский район. В районе, кроме Красивой мечи, Зуши, Каменки, Ситовой мечи и прочих рек и речек, имеются                          многочисленные пруды. Так, на окраине районного центра села Архангельского                             находится Ливенский пруд (фото 1). Свое название он получил от близлежащего             Ливенского леса. Водоем был создан в начале 60-х гг. по идеи и под руководством         бывшего директора Архангельской  школы Кудрявцева А.А.. Первоначально пруд         использовался для отдыха, купания и прогулок на лодках, но в настоящее время  водоем потерял свой первозданный вид. Водоем уменьшился в размерах, его берега сильно            засорены, экологическое состояние его поверхностных вод вызывает серьезную              озабоченность.

Исходя из выше сказанного, я считаю, что тема моего исследования является                    актуальной и имеет огромную значимость для жителей нашего села.

1. Цель исследования:

изучить экологическое состояние Ливенского пруда                                                                               и определить степень его загрязнения

1. Задачи исследования:

1. Изучить теоретический материал по вопросам экологии открытых водоемов.

2. Провести визуальное обследование пруда.

3. Произвести отбор проб воды из водоема в осеннее и зимнее время года.

4. Определить физико-химические показатели воды: интенсивность и характер запаха, цветность, прозрачность,  осадок, водородный показатель.

5. Дать оценку пригодности воды для питья, купания и хозяйственных нужд.

6.Разработать рекомендации по улучшению экологического состояния пруда.

1.4 Объект исследования:

Ливенский пруд

1.5 Предмет исследования:

Поверхностные воды Ливенского пруда

1.6 Сроки и продолжительность исследования:

октябрь – декабрь 2012 г.

1.7. Оборудование:  

пустая пластиковая бутылка с завинчивающейся крышкой, термометр,                                стеклянный цилиндр, коническая колба, пробирки, линейка, спиртовка, индикаторная            бумага.

1.8. Этапы работы:

1. Работа с методической литературой (октябрь, ноябрь)

2. Отбор проб воды для физико-химического анализа (октябрь, декабрь)

3. Определение общих физико-химических показателей воды (октябрь, декабрь)

4. Обработка результатов исследования (ноябрь, декабрь)

1.9 Обзор литературы:

для проведения данных исследований использовались дополнительная литература и         методические материалы. В качестве источника информации по состоянию водных                ресурсов Тульской области использовались  учебные пособия «Физическая география Тульской    области» под ред. Е.Л. Горбунова и «Природоведение Тульского края».           В учебном пособии Ихтер Т.П., Шишириной Н.Е., Татариной Л.Ф. «Экологический           мониторинг объектов водной среды дано описание основных методов изучения качества вод, а также комплексной оценки экологического состояния водных объектов. Для           изучения основных правил отбора проб воды из различных источников, техники                 определения основных физико-химических показателей воды использовал компакт-диски «Экологические исследования школьников в природе» экологического центра                «Экосистема».

1.10 Практическая значимость работы:

Результаты данной работы можно будет использовать для привлечения внимания жителей села к сложившейся проблеме водоема и при проведении мероприятий по улучшению экологического состояния пруда

2. Методика исследования

          В ходе исследования мною были использованы следующие методы и методики:

1. Научный метод (изучение методической и дополнительной литературы)

1. Визуальное обследование водоема.

1. Отбор проб воды для физико-химического анализа.

1. Оценка интенсивности и характера запаха.

1. Определение цветности воды при помощи цилиндра и листа белой бумаги.

1. Определение прозрачности воды при помощи читаемости шрифта определенного размера.

1. Изучение осадка путем отстаивания воды определенного объема.

1. Определение водородного показателя (pH)

3. Результаты исследования и их анализ

3.1. Визуальное обследование Ливенского пруда

Визуальное обследование водоема проводилось в октябре 2012 года.

Пруд располагается на окраине леса, рядом с автотрассой, на северо-востоке                        от водоема расположены частные постройки, в которых жители села содержат домашний скот, птиц и свиней. На берегах был обнаружен бытовой мусор (пластиковые бутылки, полиэтиленовые пакеты и др.)

Водоем относится к ложбинному типу, характеризуется небольшой глубиной              (2-3 м), протяженностью – около 250 м, шириной – около 50 м. Берега высокие, крутизна умеренная, правый берег более крутой. Грунт берегов - глинистый, на дне   водоема – ил. Питание осуществляется в основном за счет талых и дождевых вод.  

Травянистый покров по берегам сплошной. Левый берег как более пологий                                  используется для водопоя крупного рогатого скота. В связи с этим наблюдается                              вытаптывание растительного покрова почвы.  Древесная растительность сплошная,             представлена  березой, ивой и кленом.

Визуально наблюдается загрязнение поверхностных вод: вода мутная, светло-желтого цвета, содержит бутылки и прочий мелкий мусор.

3.2. Отбор проб воды для физико-химического анализа

Пробы воды для проведения анализов брались дважды - осенью (октябрь) и                   в зимнее время (декабрь) – фото 2-3.

           Отбор пробы воды является важной частью ее анализа, необходимым условием                  правильности получаемых результатов и применимости их в практике. Независимо от                источника взятия проб существует ряд общих правил отбора воды для анализов:

1) В качестве емкости для отбора воды следует использовать стандартные сосуды. Удобнее всего в наше время использовать для этих целей прозрачные 1-2 литровые                пластиковые бутылки из-под минеральной воды. Предварительно их следует помыть без использования моющих средств и высушить.

2) Перед отбором пробы бутылку следует несколько раз сполоснуть отбираемой водой.

3) Воду в бутылку следует наливать под самое горлышко и закручивать пробку так, чтобы в бутылке не было пузырька воздуха.

4) Во всех источниках (кроме водопроводного крана) бутылку следует опускать        в воду целиком, на 10 см ниже поверхности воды (чтобы в бутылку не попала                                поверхностная пленка воды).

5) В момент отбора пробы независимо от источника обязательно измеряется           температура воды. Делать это можно обычным бытовым термометром, опуская его в воду на 1 минуту и считывая показатели,  не вынимая его из воды.     

6) Для каждой взятой пробы сразу же на месте отбора на бутылке делается надпись,

а в полевом дневнике запись о деталях отбора пробы. На бутылке достаточно                    несмываемым маркером (лучше заранее, пока бутылка сухая) надписать название источника и номер пробы. В полевом дневнике указывается более детальная информация:              номер пробы, дата, время и авторы отбора пробы, географическое и местное положение точки отбора (область, район, населенный пункт, название водоема, расположение точки относительно явных ориентиров т.д.). Указывается также способ отбора пробы (с берега, с

лодки, с моста, из бочки, из колодезного ведра, из-под крана и т.п.), а также температура воды в момент отбора пробы.

7) После отбора пробы следует соблюдать основные правила ее хранения: желательно провести основные анализы в течение часа с момента отбора (особенно прозрачность, запах, содержание кислорода. Остальные показатели можно определять в течение суток после отбора. В случае, когда нет возможности провести определение сразу - проба подвергается консервированию или хранится в холодильнике при температуре 3-4 градуса не более 3-5 суток.

3.3. Виды отбора проб

В практике экологического мониторинга применяются два типа отбора проб: разовый или серийный. При разовом отборе пробу берут один раз в определенном месте. Ввиду того, что качество воды в большинстве случаев изменяется как в разных местах одного объекта, так и в различные периоды времени, однократного взятия пробы воды для полноценных выводов о состоянии водоема недостаточно. В таком случае используют серийный отбор, который предполагает взятие многократных проб.  Я  в своей работе применял разовую пробу воды.

3.4.Изучение органолептических (гидрофизических) показателей воды

Органолептические методы анализа основаны на оценке параметров окружающей среды при помощи органов чувств – зрения и обоняния.

Оценка интенсивности и характера запаха

          Запах в воде обусловлен наличием в ней летучих и пахнущих веществ, которые     попадают в нее естественным путем или со сточными водами. По характеру запахи        делятся на 2 группы: естественного и искусственного происхождения.

1. Запахи естественного происхождения описываются по следующей терминологии.

1. Запахи искусственного происхождения называют по соответствующим                 веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.

Интенсивность запаха оценивается по пятибалльной системе, приведенной в таблице.

Для определения интенсивности и характера запаха взял колбу вместимостью              150-200 мл, прилил в нее 100 мл исследуемой воды и закрыл пробкой. Несколько раз                      вращательными движениями тщательно перемешал содержимое колбы. Открыл колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух, определил характер и интенсивность запаха             (температура воды должна быть около 20°С). Так как  запах воды  был слабый, то воду в колбе нагрел до температуры 50-60°С, подержав колбу на горячей водяной бане. Характер и  интенсивность запаха воды отметили также несколько  учеников из моего класса.          Результаты исследований занес в таблицу №1.

Определение цветности воды

         Диагностика цвета – один из показателей состояния водоёма. Цветность природной воде могут придавать соединения железа, цветущие водоросли, взвешенные частицы.             Различные оттенки вода может приобретать и за счет загрязнения ее сточными водами. Для определения цветности воды я использовал стеклянный цилиндр и лист белой бумаги. В сосуд набрал воду и на белом фоне бумаги определил цвет воды. Результаты  исследования  занес  в  таблицу № 2

Определение прозрачности воды

            Для определения прозрачности воды я использовал стеклянный цилиндр с плоским дном, в который налил воду. Подкладывая под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0, 5 мм, и сливал воду до тех пор, пока сверху через слой воды не стал виден этот шрифт. Измерил высоту столба оставшейся воды линейкой и выразил степень прозрачности в сантиметрах. Результаты               исследования  занес  в  таблицу №3.

 Изучение осадка путем отстаивания воды

        Для определения осадка отмерил 1 литр исследуемой воды и отстаивал в течение         1 часа. В результате был определен объем, характер и цвет осадка. После выпадения  осадка отметил также состояние самой воды. Результаты исследования занес в таблицу №4.        

В таблице №5 представлены обобщенные результаты исследования органолептических свойств воды

3.5.Изучение гидрохимических показателей воды

Определение водородного показателя (рН)

Для определения рН я использовал универсальную индикаторную бумагу.                       Перед определением пробирку несколько раз ополоснул, налил  воды и опустил на 1-2  секунды листок индикаторной бумаги. Затем сравнил ее цвет с контрольной шкалой. В соответствии с требованиями государственных стандартов к составу и свойствам воды для водных объектов - источников питьевого водоснабжения величина pH не должна выходить за пределы интервала значений 6,5-8,5. Результаты  исследования представлены                 в  таблице  №6.

3.6. Оценка экологического состояния водоема

Таким образом, проведенные мной исследования показывают, что поверхностные воды Ливенского пруда находятся в удовлетворительном состоянии, наблюдается умеренное загрязнение водоема. Это может быть связано со смывом биогенных отходов из сараев, и наличием свалок бытового мусора по берегам пруда. Исходя из выше                сказанного, можно сделать вывод, что воду из пруда для питья и купания без специальных мер очистки использовать нельзя, а можно лишь применять в бытовых и хозяйственных нуждах (на полив садов и огородов, разведения домашней водоплавающей птицы и         водопоя крупного рогатого скота).

3.7. Рекомендации по улучшению экологического состояния водоема

Для улучшения экологического состояния Ливенского пруда я предлагаю провести следующие мероприятия:

• довести информацию о состоянии водоема до жителей села через районную газету “Сельская новь”;
• очистить пруд с прилежащей территорией от бытового мусора;
• прочистить зеленые насаждения по берегам пруда и удалить сушняк;
• организовать работу “Голубого патруля”;
• периодически осуществлять экологическое просвещение населения;
• периодически отражать информацию о состоянии водоема в районной газете “Сельская новь”

4. Выводы:

1. Провел визуальное обследование Ливенского пруда.

1. Произвел отбор проб воды из водоема в осеннее и зимнее время года.

1. Определил физико-химические показатели воды: интенсивность и характер запаха, цветность, прозрачность, осадок, водородный показатель.

1. Оценил пригодность воды для питья, купания и хозяйственных нужд.

1. Разработал рекомендации по улучшению экологического состояния пруда.

5. Заключение

Вода – важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека на её долю приходится 60 – 80% массы тела. Вода                            является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает           горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие. Для человека  вода имеет не только биологическое, но и производственное значение.

В настоящее время весьма актуальной является проблема сохранения качества        воды. Природная вода обладает способностью к самоочищению под влиянием                        естественных факторов: солнечного света, атмосферных газов, жизнедеятельных                 организмов – бактерий, грибов, зелёных растений, животных. Например, камыш очищает воду от болезнетворных бактерий, излишек солей, отходов нефти. Хорошо очищает воду осока, рогоз, хвощ болотный, хлорелла. Животные –  фильтры (беззубка, перловица) прогоняют через себя за сутки 30 литров воды. Фильтруют воду и небольшие рачки, обитающие на поверхности водоёмов. Один рачок способен отфильтровать до полутора литров воды за сутки.

 «Закон о природе» запрещает спускать в водоёмы отходы производств, захламлять берега мусором. Кроме того, если мы будем красть у природы очень много воды, то наши водоёмы обмелеют, и могут совсем исчезнуть.

Я считаю, что моя работа  привлечет внимание учащихся нашей школы и взрослого населения села к сложившейся проблеме Ливенского пруда и поможет всем осознать, что водоем нуждается в очищении, изучении и охране. В связи с этим я планирую продолжить работу по исследованию состояния пруда, но уже методом биотического индекса.

1. Список используемой литературы

1. Горбунов Е.Л. Физическая география Тульской области, Тула, издательский дом «Пересвет», 2002 г.
2. Ихер Т.П., Шиширина Н.Е., Тарарина Л.Ф. Экологический мониторинг объектов водной среды, Тула, 2003 г.
3. Тарарина Л.Ф., Хачатурова К.С., Гендель З.С. Природоведение Тульского края, Тула, Приокское книжное изд-во, 2010 г.
4. Учебные видеофильмы и методические пособия, ассоциация «Экосистема»: Московский полевой учебный центр