XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Сезонные изменения некоторых гидрохимических параметров морской воды из прибрежной зоны бухты Круглая
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Загрязнение Мирового океана - серьезная экологическая проблема современности. Мировой океан составляет 97% всей воды, находящейся на планете, и является огромной составляющей всей экосистемы планеты. Он влияет на погоду и климат нашей планеты. Не только деятельность человека приводит к загрязнению вод Мирового океана, но и влияние климата, нарушение ландшафта, добыча ископаемых и другие. Все эти факторы могут привести к гибели флоры, фауны и прекращению жизнедеятельности нашей планеты.
Попадание вредных соединений требует постоянного мониторинга и в регионах. Так как при загрязнении различных типов прежде всего изменяется химический состав воды, анализ качества прибрежных акваторий, в наибольшей степени страдающих от токсикантов, важен как при регулярных исследованиях, так и после аварийных ситуаций. К основным источникам загрязнения океана относят – нефть, нефтепродукты, сточные воды, химикаты, тяжелые металлы, радиоактивные отходы, ртуть и пластик.
Человеческая деятельность на берегах моря, особенности структуры воды и множество рек, впадающих в акваторию, приносят множество экологических проблем:
-
скопление твердых отходов и мусора;
-
сточные воды предприятий и загрязнения от рек;
-
естественное цветение воды;
-
появление чужеродных видов животных, у которых нет естественных врагов;
-
браконьерство и бесконтрольный вылов рыбы и моллюсков;
-
изменения на побережье.
Бухты Севастополя в этом отношении представляют интерес как при научных исследованиях, так и с позиций промысла, качества условий обитания, а также с позиции рекреации.
Актуальность научного проекта
В связи с тем, что бухты города Севастополя постоянно испытывают антропогенный стресс, данная работа представляет практическую значимость, так как акватории являются не только зоной отдыха горожан и туристов, а также несут стратегическое значение. Оценка химического состава воды важна для характеристики текущего состояния севастопольских бухт, а также прогнозирования последствий загрязнения и своевременного принятия мер по их устранению. Так как химический состав может зависеть от погодных условий в разное время года, то целесообразно и корректно вводить такие анализы каждый сезон. Такие работы до нас проводились фрагментарно.
Цель работы:
-
изучение количественного состава воды из прибрежной зоны бухты Круглая (Севастополь) в разные сезоны года.
В соответствии с данной целью были поставлены такие задачи:
1. определить концентрацию фосфатов в воде из бухты Круглая зимой, весной, летом и осенью
2. определить концентрацию нитратов в воде аналогично
3. определить концентрацию нитритов в воде аналогично
4. определить концентрацию кислорода в воде аналогично
Гипотеза – определение степени загрязнения морской воды и береговой зоны на примере бухты Круглая города Севастополя в течение года.
Продукт проекта – содержание некоторых химических параметров воды.
В работе были использованы визуальные и аналитические методы исследования воды.
Глава 1. Материалы и методы
В течение 2022- 2023 гг. в прибрежной зоне бухты Круглая города Севастополя (рис. 1. 1) был произведен отбор проб морской воды (рис. 1.2).
Главной частью работы явился химический анализ морской воды в трех участках бухты с ноября 2022г. по август 2023г. Определяли содержание таких параметров: концентрация О2, РО4, NO3, NO2. Для этого использовали стандартные наборы реактивов фирмы Tetra (рис. 1.2).
В работе были использованы аналитические методы исследования воды согласно инструкциям в стандартных наборах реактивов, основанных на классических методах измерения гидрохимических параметров воды (Методические указания…, 1966; Руководство…, 1993).
Рис. 1.1. Бухты Севастополя (вверху) и бухта Круглая (внизу)
https://vse-pro-kur.ru/crimea/kamysovaa-buhta-v-sevastopole-krym-foto-na-karte-istoria.html
Рис. 1.2. Основные процедуры выполнения проекта в полевых условиях
Рис. 1. 3. Химический анализ морской воды в лаборатории
Глава 2. Результаты и обсуждение
Зависимость концентрации кислорода от зоны бухты отсутствует (рис. 3.1).
Концентрация кислорода достигает своего пика осенью.
Рис. 2.1. Концентрация кислорода в бухте Круглая
Показано, что количество нитратов в кутовой части бухты максимально (рис. 2.2). Установлено, что в летний период концентрация нитратов больше, чем в другие сезоны; осенью данный параметр минимальный.
Рис. 2. 2. Концентрация нитратов в бухте Круглая
Рис. 2.3. Концентрация фосфатов в бухте Круглая
По графику можно увидеть, что нет зависимости концентрации фосфатов от участка исследованной акватории (рис. 2.3).
Интересно отметить, что весной в середине бухты концентрация фосфатов была повышенной, а летом, напротив, средний уровень PO4 оказался минимальным.
В 2001 г. было отмечено, что в прибрежных акваториях Севастополя наблюдалось улучшение качества вод, в частности бухта Круглая характеризовалась как чистая акватория (Губанов и др., 2002). Вместе с тем последние опубликованные данные о содержании фосфатов в бухтах Севастополя свидетельствуют о повышении содержания фосфатов в прибрежье города (Грузинов и др., 2019).
Кроме того, согласно данным Н. П. Ковригиной о химическом составе вод севастопольского прибрежья в 2018 году (Сигачёва и др., 2021) можно сделать вывод об ухудшении качества вод в современный период.
Вместе с тем, следует отметить, что концентрация кислорода увеличилась в 2024 году в бухте Круглая по сравнению с 2023 г. (Миронова, 2023), что наводит на мысль о самоочистительной способности изученной акватории в течение всего года.
Наиболее опасный для гидробионтов оксид азота – нитриты- определены в предельно-допустимых дозах, то есть равен или ниже 0,3 мг/л.
Заключение
В 2023-2024 гг. состояние бухты Круглой можно охарактеризовать как удовлетворительное. Концентрация кислорода достигает максимума осенью. Уровень нитратов колеблется в меньшей степени по сезонам и достигает наибольших величин зимой и летом, что, вероятно, связано как с увеличением числа отдыхающих (летом), так и прилетом и пребыванием в бухте зимующих водоплавающих птиц. Уровень фосфатов также слабо изменяется в зависимости от сезона, но в целом, и их концентрация достаточно сильно возросла в 2023 году. На основании вышесказанного можно подытожить – органическая составляющая химического загрязнения бухты Круглая остается высокой.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Губанов В.И., Стельмах Л.В., Клименко Н.П. Комплексные оценки качества вод Севастопольского взморья (Черное море) // Экология моря. – 2002. – Вып. 62. – С. 76 – 80.
Грузинов В. М., Дьяков Н. Н., Мезенцева И. В., Мальченко Ю. А., Жохова Н. В., Коршенко А. Н. Источники загрязнения прибрежных вод Севастопольского района // Океанология. – 2019. – Т. 59. - № 4. - С. 579–590.
Методические указания N30. М.: Гидрометеоиздат, 1966. 140 с.
Миронова М.Г. Антропогенная нагрузка на пляжи города Севастополя в летний период 2022 года // XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке». 2023. https://school-science.ru/19/13/55363
Руководство по методам химического анализа морских вод/ Под ред. С.Г. Орадовского.СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 264 с.
Сигачёва Т.Б., Чеснокова И.И., Гостюхина О.Л., Холодкевич С. В., Кузнецова Т. В., Андреенко Т. И., Ковригина Н.П., Гаврюсева Т.В, Кирин М. П., Куракин А. С. Оценка рекреационного потенциала некоторых бухт города Севастополя с использованием методов биоиндикации // Юг России: экология, развитие. – 2021. –Т. 16. - №1. – С. 151-167.