Безымянное озеро. Три года исследований.

 Введение

Роль воды в жизнедеятельности нашей планеты удивительна и раскрыта еще не до конца. Что было бы, если на Земле не стало  рек, морей и океанов? Как бы тогда появилась жизнь на Земле?  Исключительно воде планета обязана появлением и развитием жизни, не будь ее, не было бы и нас.  

В течение тысячелетий люди без вреда для себя просто пили воду из ближайшей реки или ручья. Однако по мере разрастания городов, это становилось все более и более опасным. Разнообразные отходы сбрасывались или смывались дождями в те же реки, из которых люди брали воду для питья. В наше время качество воды стало проблемой, волнующей всех. Мы не можем более полагаться на природу. Необходимо самим заботиться о сохранении и очистке природной воды.

Учащиеся нашей школы в течение трех лет занимаются исследованием качества воды в Безымянном озере. По данным Роспотребнадзора наше озеро является единственным водоемом в Санкт-Петербурге, где разрешено купаться. Но благополучное экологическое состояние водоема непостоянно. В летнее время нагрузка на водоем возрастает. Показатели качества воды в этом году ухудшились уже в июле, и на пляже появилось предупреждение «Купаться в озере не рекомендуется. ТО ТУ «Роспотребнадзор». Озеро берет свое начало на Дудергофских высотах и питается его ключами. И каждый год к следующему пляжному сезону экологическая обстановка частично восстанавливается. Средства массовой информации информируют население об этом. Сейчас озеро Безымянное оборудовано кабинками для переодевания, биотуалетами, мусорными контейнерами, но на пляже по-прежнему много мусора. Результаты своего исследования я решила сопоставить с результатами прошлых лет и выяснить, повлияло ли благоустройство пляжа на экологическую обстановку водоема.

Заключение

Исследование качества воды в озере Безымянном показало, что вода пригодна для обитания разнообразных видов водных организмов.

Согласно химическим и биологическим показателям  вода в водоеме соответствуют 3-4 классу качества, т.е. это умеренно загрязненные воды. На это указывают определенные значения  растворенного кислорода, нитрат-ионов, ионов аммония, жесткости воды, а также ограниченное количество обитателей озера.

   1. Концентрация кислорода в воде Безымянного озера соответствует в:  2011 г. - 60%; 2012 г.- 80%; 2013 г. -75%, что способствует нормальному развитию организмов. Но значение в 2011 году (60%) является нижней границей, при котором условия становятся неблагоприятными (Приложение 19 и Приложение 20). Растворенный в воде кислород  важен для рыб. Содержание его меняется в зависимости от температуры  (при ее понижении повышается растворимость кислорода и наоборот), атмосферного давления (чем выше давление, тем больше растворенность), интенсивности ветрового перемешивания воды, а также от наличия фитопланктона и высших водных растений. К группе процессов, уменьшающих содержание кислорода в воде, относятся реакции потребления его на окисление органических веществ: биологическое (дыхание организмов), биохимическое (дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ) и химическое (окисление Fe²⁺, Mn²⁺, NO₂^-, NH₄⁺, CH₄, H₂S). При недостатке кислорода ухудшаются зоогигиенические условия в водоеме — создаются предпосылки к накоплению органических веществ и размножению сапрофитной микрофлоры, зачастую оказывающих отрицательное воздействие на рыб. Особенно отрицательно недостаток кислорода сказывается на рыбах в зимних условиях. Снижение кислорода до 2,5—3,0 мг/л вызывает угнетение рыб, затем они начинают беспокоиться и подниматься в верхние слои воды, в результате движений рыба истощается, в большей степени подвергается заражению различными эктопаразитами и гибнет.

2. Содержание ионов аммония в пробе Безымянного озера превышает норму в: 2011 г. – 2,4 раза; 2012 г.- 1,3 раза; 2013 г. – соответствует норме.  Наличие  нитрат-ионов за последние три года также приблизилось к значениям ПДК: 2011 г. – превышало ПДК в 5,5 раза; 2012 г.- 2,7 раза, а в 2013 г. – понизилось до значений ПДК.  При этом  нитрит-ионы: в 2011 г. – отсутствовали, а в 2012-2013 г. содержание превысило норму в 1,25 раза.  Азот - необходимый биогенный элемент, его соединения используются растениями для построения клеток. После гибели растений и животных, в результате разложения органических веществ, азот возвращается в водоем. Сначала образуется ядовитый аммиак или неядовитый аммоний. При рН меньше 7 образуется аммоний, а при рН более 7 – ядовитый аммиак. Наши результаты показали, рН = 8, следовательно, будет происходить образование аммиака. Сейчас этот показатель низкий, также снизилось содержание ионов аммония. Преобладание аммонийного азота обычно указывает на загрязнение водоема разлагающимися органическими веществами животного происхождения, содержащими азот, или поступление в водоем бытовых сточных или промышленных вод, содержащих значительное количество аммиака или солей аммония.  Бактерии  Nitrosomonas  расщепляют аммиак и аммоний с получением нитрита, который ядовит и очень вреден для рыб. На последнем этапе бактерии Нитробактер расщепляют нитрит в относительно безопасный нитрат, который служит питательным веществом  для растений и способствует  росту водорослей. Концентрация нитратов в Безымянном озере за последние 3 года снизилась до нормы. Но нитраты встречаются почти во всех водах. Большое количество их в воде указывает на полную минерализацию азотсодержащих органических веществ (иногда - на загрязнение водоема в прошлом). Иногда содержание нитратов в воде рыбоводных водоемов повышается в результате окисления атмосферного азота и образования его окислов в период интенсивных атмосферных осадков. При таком происхождении нитратов в воде обычно отсутствует аммиак, нет нитритов, и не накапливаются также хлориды и сульфаты. В наших пробах  практически отсутствует  хлор и  фосфаты значительно ниже значений ПДК. Но это может быть еще объяснимо и тем, что родники, питающие озеро возможно содержат ионы серебра, которые с хлоридами и фосфатами образуют трудно растворимые осадки, а значит, они будут накапливаться в отложениях ила.

3. Сумма концентраций в воде ионов магния и кальция называется жесткостью. Особенно важен этот показатель для организмов, имеющих известковые скелеты и раковины.  Вода в Безымянном озере жесткая (GH = 16⁰dH, KH = 20⁰dH), т. к. пополняется озеро подземными ключами, обогащенными минеральными солями. Они текут с территории плато, сложенного ордовикскими известняками.

4. Железо поступает в воду при растворении горных пород. Железо может вымываться из них подземными водами. В поверхностных водах средней полосы России содержится от 0,1 до 1 мг/л железа, в подземных водах содержание железа часто превышает 15-20 мг/л. Содержание железа в водах Безымянного озера находится  в этих пределах (0,25 мг/л). Железо и другие элементы необходимы организмам  в определенном количестве для развития.

5. Биоиндексация  подтвердила умеренную загрязненность прибрежных вод водоема.  В Безымянном озере присутствуют организмы чистых вод – это личинки поденок, ручейников, организмы средней чувствительности – личинки стрекозы, а также и обитатели загрязненных водоемов – прудовики, водяной ослик, малощетинковые черви.  Индекс Майера,  равный  в 2011 г. – 11 баллам, в 2012 г.- 5 баллам, в  2013 г. – 8 баллам соответствует: в  2011 г. – 3 классу; в 2012 г.- 6 классу; в 2013 г. – 4 классу качества воды. Эти значения  показывают, что не все обитатели водоема могут приспособиться к данным условиям обитания. Таким образом, мы наблюдаем одно из проявлений антропогенного воздействия на окружающую среду - эвтрофирование водоёмов. Основная причина эвтрофирования - антропогенное поступление в водоёмы биогенных веществ, главным образом, минеральных форм азота и фосфора, большая часть которых поступает со сточными водами, особенно после биологической очистки. Сущность процесса заключается в увеличении продуктивности водных сообществ и отставании процессов разложения, в результате чего органического вещество накапливается в озёрных водах. Основными источниками антропогенных  эвтрофирующих веществ являются промышленное и сельскохозяйственное производство, а также рекреационная деятельность.

В  2010 году около 11 тысяч карпов было выпущено в водоем Дудергофского озера. Экологи считают, что приживутся они с вероятностью 99,9%, т.к. для них это достаточно комфортная среда обитания, да и карп весьма неприхотлив. А вот мальки  форели, которые были  выпущены тогда же, возможно и не смогут адаптироваться.

Результаты нашего исследования подтвердили опасения экологов о том, что если не беречь Безымянное озеро, то возникшие процессы эвтрофикации водоема будут усиливаться, и качество воды изменится.

6. Исследования нынешнего года показали, что качество воды по сравнению с предыдущими годами улучшилось и отвечает санитарным нормам.

Скорее всего, это связано с благоустройством пляжа, которое было осуществлено в прошлом году.  А значит, теперь есть условия, при которых люди могут соблюдать чистоту на берегу озера. Но все же после пикников остаются  окурки на песке, это мы обнаружили при уборке пляжа. Идеальной чистоты на пляже не достичь, пока население не осознает, что нам здесь жить и порядок нужно соблюдать и наводить самим.

   В 1996 году законом Санкт-Петербурга территория сада бывшего Красносельского театра и парк «Дворцовый» были включены в список охраняемых памятников истории и культуры.

7. Поэтому необходимо принимать следующие меры, для поддержания благоприятной экологической обстановки Безымянного озера. Во-первых, необходимо следить за чистотой прибрежных вод Безымянного озера, привлекая молодежь Красного Села. Во-вторых, необходимо информировать население  об экологическом  состоянии Безымянного озера и  проводить разъяснительную работу, чтобы не загрязняли окружающую среду бытовыми отходами.  В-третьих, необходимо добиваться от организаций и предприятий соблюдения правил пользования природными ресурсами.