II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЦАРИЦЫНСКОГО ИСТОЧНИКА КАК ПЕРСПЕКТИВНОГО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ОЗДОРОВИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Тимофеева М.М. 1

---

1

Любомирова Л.А. 1

---

1

Работа в формате PDF

271.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

 Введения

Издавна Старая Русса была одним из важнейших центров соляного промысла. Возникновение и развитие города связывают именно с солью. Относительная доступность ее добычи в непосредственной близости к основным водным торговым путям Древней Руси предопределила строительство города солеваров на берегах Полисти и Порусьи. По материалам археологических раскопок можно с уверенностью сказать, что уже в X-XI вв. горожане активно занимались солеварением, торговлей и ремеслами. Соль, добываемая в Старой Руссе, не каменная и, конечно, не морская. Она добывается путем выварки рассола подземных вод.

При добыче соли были замечены лечебные свойства воды. Первое научное исследование старорусских минеральных вод произведены в 1815 году доктором Ф.П. Газом, который доказал их целебные свойства. В 1828 году лейб-медик Г.Раух провел свои исследования минеральных вод и так же получил данные о лечебных свойствах воды.

В настоящее время минеральные источники и целебные грязи используются для лечебных целей. Старая Русса входит в число курортов, обладающих наимощнейшей гидроминеральной базой, потенциал которой на сегодняшний момент полностью не использован. Богатые запасы уникальных по своим свойствам минеральной воды и лечебной грязи – это перспективная база для развития индустрии отдыха и оздоровления.Уже существуетинвестиционное предложение «Строительство Царицын источник». Строительство комплекса будет осуществлено на территории инвестиционной площадки «Минеральные источники», где расположены Царицынский и Екатерининский источники.

Цель: Исследовать экологическое состояние Царицынского источника как будущую площадку для строительства многофункционального оздоровительного комплекса.

Задачи:

1. Проанализировать литературу по данному вопросу.

2. Изучить соленость Царицынского источника и каталазную активность почвы.

3. Определить кислотность почвы.

4. Провести сравнительную характеристику минеральных источников: Муравьевский и Царицынский.

5. Провести анкетирование среди учащихся и педагогов гимназии «Популярность минеральных источников».

Гипотеза: Если мы будем знать природно – ресурсный потенциал Царицынского источника, то это будет способствовать рациональному его использованию как будущего оздоровительного комплекса.

Предмет исследования: Экологическое исследование природно-ресурсного потенциала Царицынского источника.

Объект исследования: Царицынский источник.

Методы:

1. Анализ литературы

2. Определение солености.

3. Определение каталазной активности почвы.

4. Определение кислотности почвы

5. Фитоиндикация.

6. Сравнение.

7. Обобщение полученных результатов.

8. Анкетирование.

9. Фотофиксация

Старорусская лечебная минеральная вода — хлоридная натриевая, с минерализацией 3-8 или 20-21 граммов на литр. Минеральная вода с минерализацией 3-8 граммов на литр используется для питьевого лечения, а также для ингаляций и различного вида орошений (полости рта, кишечника, желудка и др.). В минеральной воде курорта, помимо натрия и хлора, содержатся бром, кальций, магний и другие микроэлементы.

Питьевое лечение стало проводиться с 1914 года, когда впервые была получена минеральная вода малой минерализации. В настоящее время для лечения используются два вида минеральной воды хлоридно-натриевого типа: хлоридная кальциево-магниевая с минерализацией 3 грамма на литр и хлоридная магниево-натриевая с минерализацией 8 граммов на литр.

Минеральные источники г. Старая Русса.

Происхождение этих вод выясняли многие ученые. А. Овчинников в своих трудах писал, что водоносными источниками, которые питают все фонтаны Старой Руссы, являются палеозойские отложения: древние воды морского происхождения (девонские отложения), которые находятся на глубине более 110 метров. По своему химическому и микробиологическому составу, вода приближается к воде Черного моря.

Источник №1 (Муравьёвский). Муравьёвский фонтан выведен в результате буровых работ, проводившихся в 1854—1859 годах. Позднее над источником был сооружён металлический застеклённый шатёр, а вокруг скважины — кирпичный бассейн, существующий и в настоящее время. Получил своё название в честь министра государственных имуществ графа Муравьёва (1796—1866), по распоряжению которого и было осуществлено бурение. Муравьёвский фонтан стал символом и гордостью не только курорта, но и всего города. (Приложение №1)

Источник № 2 (Старо-Директорский) был обнаружен в 1923 году горным инженером Штильмарком, проводившим обследование грязевых водоёмов Старой Руссы. Источник расположен в шести метрах восточнее источника № 3. Вода источника стекает по деревянному лотку в обводную канаву Среднего озера.

Источник № 3 (Ново-Директорский) представляет собой буровую скважину, сооружённую для усиления подачи солёной воды солезаводу. Бурение началось в 1819 году и закончилось в 1831 году. Бурение было прекращено на глубине 200,74 м. Вода источника № 3 по трубопроводу подаётся в ванное здание, а избыток уходит в Среднее озеро.

Источник № 4 (Озёрный или Старый) Он возник настолько давно, что история его теряется в глубине веков. А. Штукенберг упоминает, что в Старой Руссе ещё около 1370 года проводилось бурение «артезианских колодцев» с целью добыванию рассола для выварки соли. Эти работы могли проводиться только на Озёрном источнике, так как о других источниках никто не упоминал до XIX века. Источник расположен в северо-восточной части водоёма, называемого Верхним озером, образовавшимся на месте выхода минеральных вод. Водоём этот упоминается в документах прошлых лет и изображён на планах, начиная с 1625 года.

Источник № 5 (Питьевой или Новый) бурение скважины было осуществлено в 1913 году для получения лечебной питьевой воды. По данным В. Банухина глубина скважины — 84,27 м

Источник № 6 (Царицынский) расположен в юго-западной части Старой Руссы за рекой Перерытицей, в 450 метрах от правого берега реки Полисть. Источник выведен в результате бурения. Работы начались 20 июня 1833 О времени окончания прокладки скважины точных данных нет. Вода источника в настоящее время не используется.

Источник № 7 (Екатериненский) расположен в 45 метрах к северо-востоку от источника № 6 (Царицынского). О дате его бурения нет достоверных сведений. Впервые о скважине упоминает А. Рохель.

Источник № 8 (Неизвестный или Бауэровская шахта) в литературе упоминается в течение короткого времени с 1836 года. Возможно, этот участок находится у северо-западного угла Верхнего озера, где Л. Г. Дробышевский обнаружил воду с высокой минерализацией

Царицынский источник – один из основных минеральных источников Старой Руссы.

Царицынский источник расположен в юго-западной части Старой Руссы, в 450 метрах от правого берега реки Полисть. Из центра города следует двигаться по ул. Возрождения и свернуть на ул. Тахтарова, по которой двигаться прямо до тупика примерно 150 метров. Тропинка в поле ведет прямо к источнику.

Он был открыт путем бурения скважины в 1833 году для солеваренного завода в поле на соборной стороне города, приблизительно 500 метров от центра. Царицынский источник бурился с 1833 по 1839 гг.

В довоенные годы на энергии водного потока источника работало три мельницы. Царицынский фонтан самый мощный. Каждую секунду из скважины на поверхность земли изливается более 73,3 литров холодной соленой воды. Глубина скважины приблизительно 246 метров.

Название «Царицынский» источнику дали в память о Екатерине II, которая подарила Старой Руссе герб, отражающий исторические традиции старорусских солеваров.

Следует отметить, что в промышленных масштабах соль варили в Старой Руссе до середины XIX века, когда конкуренция со стороны более дешевой и отличающейся по своим вкусовым свойствам поваренной соли окончательно вынудила старорусские заводы прекратить производство и сконцентрироваться на лечебных свойствах вод. В 1828 году в Старой Руссе был основан бальнеогрязевой курорт. Из воды Царицынского и расположенного рядом Екатерининского источников готовили соленый раствор для курортных ванн.

В настоящее время вода источника никак не используется и стекает в реку Полисть. Поток воды, вырываясь из-под земли, образует небольшие озерца и речку с очень холодной соленой водой. Весной поле, на котором расположен источник, почти полностью затапливается. Зимой вода из источника не замерзает даже при сильных морозах.

Рядом с Царицынским находится другой источник - Екатерининский. Сейчас скважина не функционирует.

Местные жители называют эти два источника одним словом - бочка. Вода из бочки очень соленая и холодная, однако желающих искупаться в животворной воде много. Находятся смельчаки, которые купаются и зимой. В жаркий солнечный день в поле можно увидеть много машин с Питерскими и Московскими номерами. Люди приезжают за 300-500 километров, чтобы окунуться один раз в благотворные воды Старой Руссы и набраться здоровья на целый год.

Старая Русса входит в число курортов, обладающих наимощнейшей гидроминеральной базой, потенциал которой на сегодняшний момент полностью не использован. Богатые запасы уникальных по своим свойствам минеральной воды и лечебной грязи – это перспективная база для развития индустрии отдыха и оздоровления.

На территории вокруг Царицынского источника планируется реализовать инвестиционную программу по строительству многофункционального курортно-оздоровительного комплекса «Царицын источник», наподобие уже имеющегося курорта «Старая Русса». Речь идет о создании регионального лечебно-реабилитационного центра на 250 мест. Объем инвестиций может составить 1 млрд 750 млн рублей. Предполагаемый год строительства — 2018-й.Срок реализации проекта 5 лет с момента получения лицензии на добычу минеральных вод и грязи. Общая площадь земли составляет 30 га.Тип собственности участка - муниципальная собственность, есть возможности подключениякоммунальным системам.Обеспеченность сырьем и материалами и их доступность: источник, глубина появления грунтовых вод 1,0- 2м. Глубина водоносного горизонта артезианских вод 50-60м (слабонапорные). Новый многофункциональный оздоровительный комплекс - не только еще один туристический объект, но и ощутимый вклад в экономику Новгородской области.

Муравьевский фонтан и питьевая галерея.

Старорусский курорт, история которого насчитывает более 150 лет - один из самых знаменитых в России. Отдых здесь особенно благоприятен, ведь выходы многочисленных минеральных источников формируют здесь совершенно особый микроклимат. Благодаря удивительному воздуху, само пребывание в Старой Руссе уже само по себе обладает целебным воздействием. Не говоря уже об уникальных сульфидно-иловых грязях, которые добываются на территории санатория и используются в медицинских процедурах.

История фонтана уходит корнями в 1854 год, когда к курорту в Старой Руссе начал проявлять интерес тогдашний министр государственного имущества граф М.Муравьев. Он приказал расширить отделение грязелечения и открыть новые кабинеты для сосновых ванн. Еще одним приказом министра было бурение дополнительной скважины, чтобы улучшить приток минеральной воды в лечебницу. Новую скважину начали бурить в 1858 году и закончили ровно через год, дойдя до глубины 116 метров. В результате этих усилий из земли вырвался мощный столб минеральной воды, бивший на высоту около десяти метров. В течение одной секунды на поверхность выталкивалось 70 литров воды. В честь инициативного министра фонтан и получил свое название. Вот уже более 150 лет каждый день Муравьевский фонтан выбрасывает из земли бесценные струи невероятно полезной минеральной воды. Особый воздух ощущается даже если просто посидеть рядом с фонтаном, что очень любят делать многочисленные посетители курорта и горожане.

Сегодня уже можно сказать с уверенностью - Муравьевский фонтан в Старой Руссе является самым мощным минеральным источником в Европе. Это подтверждают многочисленные исследования, которые делались учеными за все годы существования фонтана. В 2002 году этот знаменитый фонтан был отчеканен на десятирублевой юбилейной монете из серии «Древние города Росси.

19 мая 21.30 символ курорта Муравьевский фонтан заиграл новыми оттенками. Всеми цветами радуги рассыпаются солёные брызги минерального источника, ставшего более привлекательным и зрелищным.

Определение солености воды

Соленость - это содержание грамм вещества в 1 литре воды, измеряется в промилях (тысячная доля числа). Для определения солености необходимо следующее оборудование: штатив, выпаривательная чашка, мерные цилиндры, весы, спиртовки, фильтровальная бумага.

Определение каталазной активности почвы

Активность каталазы в почве определяется газометрическим методом, основанном на измерении объема кислорода, выделяющегося при контакте почвенного образца с определенным количеством перекиси водорода в стандартизованных условиях эксперимента. Активность каталазы выражается в мл кислорода, выделяющегося на 1 г почвы в течение 1 минуты. Погрешность определения до 5процентов.

Для определение каталазой активности почвы необходимо следующее оборудование: весы, газоотводная трубка, прибор для собирания газов, перекись водорода 3 %.

Метод фитоиндикации

Фитоиндикация развилась на основе теоретических представлений, высказанных еще в конце прошлого века В. В. Докучаевым, Е. Вармингом и другими учеными, о всеобщей взаимосвязи и взаимообусловленности элементов природы, а, следовательно, и о возможности судить об изменениях одних элементов по изменению других.

Индикация засоления почвы

Галофиты - растения, приспособленные к обитанию на засоленных почвах (сухие степи, пустыни, морские побережья).

Возможна по появлению в растительном покрове растений-галофитов и степени их обилия, по преобладанию и количественному соотношению видов, принадлежащих к разным типам галофитов. В ряде случаев характер растительности дает возможность установить не только степень засоления, но и состав солей в почвенном растворе.

Одним из показателей засоленности почв является приморский подорожник (Приложение №). Ареал растения занимает многие регионы Северного полушария, а также южные районы Южной Америки. В нашей стране распространён в европейской части, Предкавказье, Дагестане и на юге Сибири. В Средней России встречается в Тамбовской, Пензенской, Липецкой, Курской, Воронежской; заносным отмечен и в других областях. На северо-западе ареал произрастания район курорта г. Старая Русса. Произрастает на засоленных лугах, солончаках, обнажениях известняка и мела.

Основная часть

Для того чтобы выяснить особенности экологического состояния Царицынского источника, была проведена сравнительная характеристика двух минеральных источников - Царицынского и Муравьёвского (Приложение № 2) Получились следующие результаты, которые представлены в таблице:

Исследование воды и почвы

Для определения количества содержание соли в воде минеральных источников - «Муравьевский» и «Царицынский», а также определения солености, кислотности и каталазной активности почвы были проведены следующие опыты.

Опыт №1 «Выпаривание соли из воды»

Цель: определение солёности воды.

Для определения солёности поместили в мерные цилиндры по 10 мл воды из двух источниках. Перелили данные образцы в выпаривательные чашки и поместили на штативы. С помощью спиртовок стали выпаривать воду. После выпаривания полученную соль поместили на фильтровальную бумагу и взвесили на весах. (Приложение № 4) Получили следующие результаты: из 10 мл минеральной воды и в образце №1 Муравьёвский источник и в образце №2 Царицынский источник, содержание соли оказалось одинаковое - 300 мг. Путём математических расчётов выяснили:

1л=100 мл

1г=1000 мг

10 мл=300 мг

10 мл=0,01 л

300 мл =0,3 г

Таким образом: 0,01 л - 0,3 г

1л - Х г

0, 3:0,01 =30 г соли.

Вывод: в одном литре воды содержаться 30 г соли, то есть 30 промиллей.

Метод фитоиндикация.

Одним из показателей засоленности почв является приморский подорожник.Был проведен метод фитоиндикации, который показал, что на территории курорта встречается приморский подорожник, занесенный в Красную книгу. Этот вид подорожника произрастает на засоленных лугах, солончаках. Три года назад данный вид подорожника экспериментально был высажен в районе Царицынского источника и в настоящее время благополучно там произрастает. Это еще раз подтверждает большое содержание минеральных веществ в почве на территории Царицынского источника.

Вывод: почва в районе источника №1 Муравьёвский и №2 Царицынский, является слабозасоленной.

Опыт №2 «Определение каталазной активности почвы».

Цель: определение содержание кислорода в почве.

Для оценки техногенной трансформации экосистем в зонах курорта «Старая Русса» и минерального источника «Царицынский» использована каталазная активность почвы. Каталаза-фермент, катализирует реакцию разложения перекиси водорода, которая образуется в процессе жизнедеятельности растений и почвенных организмов.

Активность каталазы в почве определяется газометрическим методом, основанном на измерении объема кислорода, выделяющегося при контакте почвенного образца с определенным количеством перекиси водорода в стандартизованных условиях эксперимента. Активность каталазы выражается в мл кислорода, выделяющегося на 1 г почвы в течение 1 минуты (время наблюдения 2 мин.). (Приложение № 5)

При проведении опыта получены следующие результаты: активность каталазы почвы курорта составляет 27,3 мл, активность каталазы почвы в районе «Царицынского» минерального источника 7,6 мл.

Вывод: содержание кислорода в почве курорта в 3,6 раза больше чем в почве в районе Царицынского источника.

Опыт №3 «Определение кислотности почвы».

Для исследования брали пробу образца почвы, помещали ее в пробирку, приливали 50 миллилитров дистиллированной воды, перемешивали стеклянной палочкой, затем отфильтровывали для получения чистого раствора. В фильтрат опускали листочек универсальной индикаторной бумаги и затем сравнивали цветбумаги со шкалой.Определяли рН растворов. (Приложение № 7)

Результаты определения кислотности почв представлены в таблице:

Эталон (почва с огорода)	Царицынский источник
рН = 6	рН = 9

Чем сильнее закислена или имеет высокую щелочную среду почва, тем хуже в ней развивается корневая система растения. Наиболее благоприятна для растений нейтральная или слабощелочная среда.

Вывод: в районе Царицынского источника почва неблагоприятная для развития растений, так как является щелочной.

Общий вывод: почва в районе Царицынского источника является слабощелочной, слабозасоленной и имеет невысокую каталазную активность.

Результаты анкетирования.

Для того чтобы определить какой из минеральных источников более популярен среди населения г. Старая Русса нами было проведено анкетирование среди учащихся и педагогов гимназии (Приложение №3). В анкетировании участвовало 29 респондентов. Получены следующие результаты:

На первый вопрос: знаете ли вы о старорусских минеральных источниках?

99% респондентов ответили положительно, и только 1 % не знает.

По второму вопросу: где находится Царицынский источник?

100 % респондентов знают, где находится источник.

На третий вопрос: какой из источников вы чаще всего посещаете?

80% респондентов выбрали Муравьёвский фонтан, и всего 20 % выбрали Царицынский источник.

На четвертый вопрос: какое ещё название популярно у «Царицынского» источника?

52 % респондентов не знают, 29 % ответили «Бочка», «Солоник» 5 %, и «Екатерининский» 5 %.

На пятый вопрос: знаете ли вы, что есть проект, благодаря, которому на месте Царицынского источника построят оздоровительный комплекс?

35 % ответили - да, и 65 % ответили - нет.

На шестой вопрос: какой источник вам больше всего нравится?

66 % нравится больше Муравьёвский фонтан, и 34 % Царицынский источник.

На седьмой вопрос: согласны ли вы со строительством оздоровительного комплекса в районе Царицынского источника?

85% ответили – против, 15% - согласны.

Результаты анкетирования показали, что два рассматриваемых объекта имеют широкую популярность для оздоровительных процедур среди жителей города. Но большинство респондентов против строительства оздоровительного комплекса в районе Царицынского источника, так как он окажется не доступным для свободного посещения горожан.

Заключения

В результате исследования нам удалось изучить и провести сравнительную характеристику двух наиболее популярных минеральных источников г. Старая Русса.

Обобщив результаты сравнения, можно сделать выводы, что по многим параметрам эти два минеральных источника не уступают друг другу. В результате анкетирования, пришли к выводу о широкой популярности среди населения как «Муравьёвского», так и «Царицынского» источников. Таким образом, территорию Царицынского минерального источника можно рассматривать как будущую площадку для строительства нового многофункционального оздоровительного комплекса.

Новый многофункциональный оздоровительный комплекс - не только еще один туристический объект, но и ощутимый вклад в экономику Новгородской области. Так как, данный проект строительства комплекса предполагает:

• увеличение туристического потока в Старую Руссу;

• повышение туристической привлекательности региона;

• улучшение оздоровительной инфраструктуры Новгородской области;

• укрепления имиджа Новгородской области, как курортного региона;

• создание дополнительных рабочих мест.

Однако при строительстве этого объекта надо учесть мнение всех рушан, которые обеспокоены доступностью посещения уникального природного комплекса Царицынского источника. Также вызывает беспокойство, что строительство комплекса нарушит экосистему данной территории.

Список литературы

1. Бельская А. Курорт «Старая Русса». -Новгород, 1952.

2. Вязинин И.Н., Старая Русса. - Лениздат, 1972.

1. Вязинин И.Н., Харламова М.М. Курорт «Старая Русса». - Лениздат, 1973.

2. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. - М.: Наука, 1976, 179 с.

3. https://ru.wikipedia.org/wiki/

4. http://medicina-netradicionnaja.ru

5. http://biofile.ru/bio/4279.html

6. http://www.domotvetov.ru/nauchnyie-issledovaniya/opredelenie-solyonosti-vodyi

17