XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологическая оценка состояние водных объектов города Нижний Тагил

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Зяблова П.А. 1

---

1МАОУ Политехническая гимназия

Зиннатова Э.Р. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Политехническая гимназия

Работа в формате PDF

270 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Черноисточинский пруд и Верхневыйское водохранилище являются источниками централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения промышленных предприятий и населения города Нижнего Тагила. На берегу Нижнетагильского пруда расположены базы отдыха, детские лагеря, лодочная станция, парк Бондина, Нижнетагильский цирк, городской пляж, дачи, памятники природы и культуры.

В последние года было зафиксировано ухудшение показателей воды во всех водоемах города. У воды появился гнилостный запах и неприятный привкус. Причиной непригодности питьевой воды стало большое количество сине-зеленых водорослей.

Исходя из всего выше сказанного цель нашей работы – оценить экологическое состояние водных объектов города.

Задачи исследования:

Оценить органолептические показатели исследуемых водоемов.

Оценить токсичность воды исследуемых водоемов при помощи растений и беспозвоночных животных.

Оценить возможность использования выбранных объектов в качестве биоиндикаторов.

Объекты: Черноисточинский водоем, Верхневыйское водохранилище и Нижнетагильский пруд.

Предмет: органолептические показатели воды, реакция живых организмов на экологическое состояние воды исследуемых водоемов.

Гипотеза: мы предполагаем, что выбранные нами объекты для биотестирования можно использовать для оценки экологического состояния воды.

Методы: наблюдение в природе и в лабораторных условиях, сбор материала для лабораторного исследования, изучение и оценка собранного материала, оценка результатов.

Глава 1. Общая характеристика водных объектов

Черноисточинский пруд находится на реке Исток на расстоянии двух километров выше впадения в реку Черную, в черте поселка Черноисточинск Горноуральского городского округа Свердловской области. Пруд расположен между реками Чусовой и Тагилом на восточном склоне Уральских гор.

В Черноисточинский пруд впадают реки: Каменка, Большая и Малая Березовка, Бобриха, Мусатиха, Белогорская Каменка, Чауж, Свистуха, Свистунья, Бурундуковка, Лодочников, Продольный ручей, Ипатьевская, Змеева и Ушковская Канава. Самые крупные из них – Чауж и Егорова Каменка.

Единственная река, вытекающая из Черноисточинского пруда – это река Исток. Первоначально река называлась Черный Исток. Черноисточинский пруд принадлежит бассейну рек Северного Ледовитого океана.

На пруду находятся несколько островов: Сосновый, Воровской, Ивойлов, Лешаков, Родионов, Мусатова, Пуганый, Петрушков, Каменный, Нефонтов, Куца, Тепленький, Поленков, Кедровый, Сухонький, Горбатый, Средний, Дальний. В 1974 году уровень Черноисточинского пруда понизили более чем на один метр. Поэтому острова стали полуостровами, образовались новые острова [1].

В Черноисточинский пруд вдаются мыс Крутики и мыс Березовый. Также находятся полуостров Лиственный, отмель Безымянная, впадина Бороздина и три залива: Черноисточинский, Егоро-Каменский и Чауж. И такие всем известные названия берегов: «57 квартал», Три кедра, Павлово болото, желтоводье и множество пойм между островами.

Черноисточинский пруд протянулся с северо-востока к юго-западу на 9 километров, а с юго-востока к северо-западу на 5 километров. Площадь пруда составляет 26,4 км². В штормовую погоду высота волн достигает около метра [2].

Черноисточинский пруд находится в 20 км. южнее от города Нижний Тагил. Вода в пруду является сравнительно удовлетворительной чистоты. В пруду водятся лещ, окунь, щука, карась, рипус, линь. В пруду обитают моллюски, черви, пиявки (улитковая пиявка, роговая катушка, обыкновенный прудовик, малый прудовик, волосатик, дафния, бокоплав, желтушка, ручейник, плавунцы).

В поймах Черноисточинского пруда и по берегам впадающих в него рек произрастает более 1000 видов растений. Наиболее часто встречающиеся растения – рогоз, рогульник, рдест, роголистник, кубышки, кувшинки, вех, ситняг, белокрыльник, ежеголовка, стрелолист, лютик, ряска. Разнообразие водоплавающих птиц представлено утками, куликами, вальдшнепами [1].

Верхневыйский пруд (он же Верхневыйское водохранилище) – искусственный водоем на реке Выя, созданный за восточной окраиной Нижнего Тагила и простирающийся по территории Горнозаводского района. Имеет протоку в Выйский пруд. Северо-восточная «половина» водоема является водохранилищем – поставщиком питьевой воды для нескольких районов города.

Водоем из числа глубоких. Уже у берегов глубина пруда достигает 3-х м. Вода в Верхевыйском пруду достаточно чистая и прозрачная. Кроме того, здесь официально можно купаться.

Берега преимущественно пологие. В окрестностях северного берега гора Негасимая (331,5 м). Менее чем в двух километрах от микрорайона Нижняя Черемшанка (западная окраина Н. Тагила) расположен Выйский гидроузел. Там же, на восточном берегу, стоит поселок, логично именуемый «Выйская Плотина». Остальные нежилые берега находятся в кольце достаточно густых хвойно-лиственных лесов. Вдоль юго-восточного берега рассыпано несколько песчаных пляжей. Западный берег заболочен. В южной части водоема в Выю впадает речка Полуденка. Вытекающие реки: р. Выя Высота над уровнем моря: 201,2 м. Площадь: 6,6 км². Средняя глубина 3 м. Максимальная глубина: 45 м.

В окрестностях восточного берега пруда проходит автодорога Р-352.

Рыбалка на водоеме возможна в течение всего года, но, по отзывам рыбаков, бывавших здесь зимой, лучше всего клюет в теплое время года. Ключевая рыба пруда – плотва, подлещик. Хороший клёв в пойменной части, на большой глубине. У пней и коряг, коих немало у берегов, клюет окунь [3].

Нижнетагильский пруд также является искусственным водоемом. Площадь: 9,8км2. Средняя глубина: 2 м. Высота над уровнем моря: 193 м. Нижнетагильский пруд начинается в 2-х км от села Николо-Павловское Горноуральского района, тянется в северном направлении и «упирается» в проспект Ленина в Нижнем Тагиле (центральная часть города). Длина водоема лостигает 20 км.

Берега водоема, прилегающие к жилой части города, заняты жилыми кварталами (северный, северо-восточный берега), коллективными садами (восточные берега), хозяйственными объектами (западная часть водоема) и т.д. Нежилые берега пруда покрыты смешанным лесом. Южная часть водоема незначительно заболочена.

Прозрачность воды и чистота удовлетворительная. Источники водоснабжения водоема – р. Малая Кушва, р. Леба, р. Копосиха, р. Руш Из водоема вытекает р. Тагил.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Материал и оборудование

Стаканчики на 100 мл, пипетки, культура дафний, фильтровальная бумага, семена кресс-салата.

Воду с водоемов брали из двух точек.

2.2 Ход работы

Оценка органолептических показателей воды.

Цвет (окраска) воды оценивали визуально.

Запах и интенсивность запаха воды определяли следующим образом: в колбу наливали 200 мл исследуемой воды, закрывали пробкой, встряхивали, открывали пробку и быстро определяли характер и интенсивность запаха. Оценку проводили в лабораторных условиях при комнатной температуре. Полученные данные сравнивали с таблицей 1 и 2.

Таблица 1.

Характер и род запаха воды естественного происхождения

Таблица 2.

Интенсивность запаха воды

Биоиндикация токсичности природных вод с помощью дафний.

По 100 мл исследуемой воды и по 100 мл чистой воды для контроля наливали в стеклянные стаканчики. В каждый сосуд помещали по 10 особей дафний. На каждый водоем было заложено две повторности и две на контроль.

Наблюдали за ходом эксперимента через 24 и 48 часов. Дафний во время эксперимента не кормили. По окончанию эксперимента проводили учет выживших дафний. Выжившими считаются дафнии, если они свободно передвигаются в толще воды или всплывают со дна сосуда не позднее 15 с. после его легкого покачивания.

Проведение подсчета. На основании поученных результатов в 3-х повторностях рассчитывали среднее арифметическое количество выживших дафний в контроле и опыте. Для расчета тест-параметра – процента гибели дафний в опыте по отношению к контрою – используют формулу:

100 * ( Х1 – Х2 ) / Х1,

где Х1 и Х2 – среднее арифметическое количество (экз.) выживших дафний в контроле и опыте.

Проба воды оценивается как обладающая острой токсичностью, если за 24 ч биотестирования в ней гибнет 50% и более дафний по сравнению с контролем.

Фитотоксичность вод изучали при помощи проращивания на исследуемой воде растений кресс-салата. В чаши Петри клали фильтровальную бумагу и на неё равномерно раскладывали по 10 штук семян кресс-салата. Всего на каждое растение было заложено по три повторности на каждый водоем. На протяжении всего опыта семена поливали водой из соответствующего водоема по мере высыхания фильтровальной бумаги. Освещение было в течение 16 часов.

Эксперимент длился в течение 7 дней. По его окончании измеряли следующие показатели: всхожесть семян, длину корня и состояние листьев.

2.3. Результаты исследования и их обсуждение

Оценка органолептических показателей воды установило очень сильный гнилостный запах воды из Черноисточинского пруда. Исследуемая вода со всех участков зеленоватую окраску.

Интенсивность запаха воды прибрежной заиленной зоны Верхневыйского водохранилища и Нижнетагильского пруда очень слабая – запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем, запах неопределенного характера. Вода мутная с присутствием видимых глазу взвешенных веществ, бледно-зеленого цвета.

Биотестирование вод из Черноисточинского пруда установило гибель более 50 % дафний в течение суток. Биотестирование воды из Верхневыйского водохранилища установило гибель 20 % дафний на вторые сутки. В течение 48 часов гибели дафний в контроле не установлена (табл. 3)

Таблица 3.

Процент гибели дафний

Первые всходы кресс-салата и гороха во всех вариантах эксперимента появились на второй день. Всхожесть семян в контрольном варианте была наибольшей и составила 100 %. Во всех опытных вариантах данный показатель оказался немного ниже – от 80 до 95 %.

По окончании эксперимента у проростков были изучены ростовые показатели.

Анализ средних значений длины корней растений кресс-салата при первом измерении существенных различий не выявил. Второй замер выявил уменьшение средних значений длины корней растений кресс-салата на 0,7 см, выращенных на воде из природных источников в отличии от контрольного варианта крест-салата (рис. 1).

Рисунок 1. Длина корневой системы кресс-салата.

Анализ длины корней гороха обыкновенного выявило стимулирующие действие воды на корнеобразование из природных источников, особенно Черноисточинского и Тагильского прудов (рис. 2).

Рисунок 2. Длина корневой системы гороха.

Заключение

Мы можем предположить, что в воде из природных источников содержится фосфор, который является необходимым элементом для роста корней. Данное предположение подтверждает и тот факт, что с 2017 года в Черноисточинском пруду наблюдается огромное количество сине-зеленых водорослей, а в последние два года и в Тагильском пруду и, как известно, большое количество данных организмов связано с эвтрофикацей водоемов. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации – фосфор и азот.

Таким образом, проведенная оценка экологического состояния водоемов позволила выявить острую токсичность воды из Черноисточинского пруда (органолептические показатели, процент гибели дафний). Также наибольшая длина корней гороха, выращенного на воде из Черноисточинского и Тагильского прудов говорит о большей эвтрофикации данных водоемов.

Список использованной литературы и источников

Пичугин А.Л. «Черноисточинский пруд. Историко-географические очерки». г. Нижний Тагил, ЗАО «Репринт», 2009. 98 с.

Горноуральский городской округ [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.grgo.ru/ дата обращения 14.07.2021

Рыблка на реках и озерах Свердловской и Челябинской областях [Электронный ресурс] Режим доступа: http://reki-ozera.ru дата обращения 14.07.2021