XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Проблема эвтрофикации малых рек на примере реки Ирмень

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Попов Г.П. 1

---

1МБОУ Верх-Ирменская СОШ Имени Героя Советского Союза А.И.Демакова

Усольцева Г.Ю. 1

---

1МБОУ Верх-Ирменская СОШ имени Героя Советского Союза А.И.Демакова

Работа в формате PDF

896.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Есть малые реки в России —

Прозрачная тихая гладь.

Их вод васильковые сини

Вовек никому не объять!

Ирмень - река в Ордынском районе Новосибирской области. Ирмень течёт на юге региона, её протяженность более 40 км. Однако, в последние десятилетия облик реки стал меняться, это подтверждают и старожилы её берегов - жители села Верх-Ирмень.

А вот необходимость в данном водном объекте не пропадает - без воды нет жизни на земле. Она стала средой обитания первых организмов и дала толчок для дальнейшего развития органического мира. Вода входит в состав всех живых организмов.

Бережём ли мы эту драгоценность, данную нам природой? Поддерживаем ли мы её чистоту? О влиянии человека на окружающую среду написано много научных статей и книг. К большому сожалению и стыду, человек в природе ведёт себя так, как будто после него никто не будет жить на этой земле! Гидросфера - водная оболочка Земли, оказалась наиболее уязвимой частью природы [2].

Река Ирмень, протекающая в нашей местности, сильно обмелела. В данном исследовании я решил разобраться в причинах этих изменений: связаны ли эти изменения с человеческой деятельностью или это причины природного характера. И если природный фактор нам не победить, то отрицательное влияние человека исправить можно. Нельзя оставлять после себя пустыню. Нужно бережно относиться к природе родного края, в частности к источникам воды – рекам.

Актуальность: среди экологических проблем особое место занимает проблема охраны малых рек, ведь от их состояния, в значительной мере, зависит водность и качественное состояние больших рек.

Цель исследования: исследование причин эвтрофикации малых рек на примере реки Ирмень и поиск возможных путей решения.

Задачи исследования:

1. Собрать информацию о реке Ирмень и составить описание реки.

2. Выяснить причины эвтрофикации малых рек путём изучения органолептических характеристик воды из реки Ирмень.

3. Определить пути решения проблемы.

Этапы работы:

1. Информационный этап.

2. Теоретический этап.

3. Аналитический этап.

4. Практический этап.

5. Презентационный этап.

Объект исследования: река Ирмень.

Предмет исследования: причины эвтрофикации реки.

Гипотеза. Хозяйственная деятельность человека является причиной гибели реки.

Обзор литературы. Функциональную информацию для практической части об изменении химического состава и физических параметрах реки для моего исследования получил из материалов ежегодных исследований реки Ирмень. Топонимические словари в учебных пособиях помогли понять топонимику названий. О значении рек в хозяйственном использовании, их историческом значении, я узнал из «Ордынской хроники» и «Истории Новосибирской области».

Глава 1. Геофизическая характеристика реки Ирмень

1. 1. Описание реки Ирмень

Ирмень — река в Новосибирской области России, протекающая на юго-востоке Западно-Сибирской равнины. Исток реки находится к западу от села Козиха. Устье реки находится в 3043км по левому берегу реки Обь (Новосибирское водохранилище). Длина реки составляет 41 км, площадь водосборного бассейна 577 км². В 7 км от устья по левому берегу в неё впадает река Малая Ирмень. Название предположительно можно соотнести с тюркским «ирмен» - «трава, полезная для корма лошадей». По данным государственного водного реестра России относится к  Верхнеобскому бассейновому округу, водохозяйственный участок реки — Обь от города Барнаул до Новосибирского гидроузла.[6]

1.2. Рельеф

Большая часть территории реки расположена на Приобском плато и представляет собой повышенную равнину, слабо наклоненную к долине р. Обь. Абсолютные отметки 100–287 метров, средняя высота плато около 200 метров. [3]

1.3. Климат

Климат континентальный, с большой амплитудой между минимальными и максимальными температурами, достигающими 91◦. Увлажнение достаточное (400–500 мм), максимум осадков приходится на летний период. Здесь выделяется 4 сезона года.

Зима холодная, продолжительная, с частыми снегопадами и метелями. Средняя температура январь – - 19,7⁰–20,2⁰, а минимальные до -40; -50⁰ в отдельные годы. Разница температур связана с прохождением циклонов с Атлантики и Европейской части страны (повышению температуры), а также приходом Азиатского антициклона (понижение температуры).

Весна короткая, с частым возвратом заморозков, характеризуется обилием света и неустойчивостью погоды. Весной из-за увеличения тепла и малого количества осадков возможна засушливость климата.

Лето длится 120–130 дней. Средняя температура в июне — июле колеблется от 20⁰ до 27⁰, максимальные - до + 40⁰. Осадков мало, однако составляет 50% годового количества.

Осенью погода неустойчива, может быть сухой и тёплой, а может быть холодной и сырой. [1]

1.4. Хозяйственное использование воды реки Ирмень

Издавна люди селились по берегам рек, получая воду для питья, бытовых нужд, для полива полей и огородов, а также как транспортный путь. В настоящее время река не имеет такого значения и используется только как местный объект рекреации и место водопоя скота (хотя, следует признать, что поголовье частного стада сильно уменьшилось). Река издавна являлась любимым местом отдыха ирменцев (купание, рыбалка, охота на водоплавающих птиц). Однако, в последнее время всё меньше людей купаются в реке, зная о её загрязнении.

Воды Ирмени используются для нужд орошения огородов местных жителей.

Глава 2. Методы и результаты исследования

2.1. Проблемы реки Ирмень

На Земле всё меньше источников пресной воды. Это связано с глобальными климатическими изменениями, поэтому учёные обозначили серьёзную для человечества проблему. Она заключается в том, что спустя несколько десятилетий на Земле будут испытывать недостаток воды. Одна из проблем экологии — это проблема рек. Одна из причин – нехватка водоочистных сооружений. Кроме того, что вода – источник жизни для людей, она необходима для поддержания жизни всех экосистем планеты. В сельском хозяйстве вода рек используется для ирригационных систем, это приводит к загрязнению водных ресурсов ядохимикатами, вследствие чего, делает её непригодной для потребления животными.

Меняется состав растительности, начинают преобладать болотные виды растений и животных. Таяние снега ускорилось в последние годы, это привело к тому, что ученые вынуждены искать не причины происходящего, а возможности приостановить процесс.

Проблема Ирмени заключается в том, что на реке построены несколько дамб (что само по себе изменило гидрологический режим реки и его органический мир: течение реки замедлилось и буйно разрослась речная и болотная растительность), а также сток талых вод с сельскохозяйственных объектов (полей и животноводческих баз) привёл к загрязнению реки. По воспоминаниям старожилов с 1998 года в течение нескольких лет наше хозяйство сдало некоторые свои земли в аренду, на них выращивалась сельскохозяйственная продукция (арбузы, овощи), а люди, которые выращивали эту сельскохозяйственную продукцию в очень большом количестве, использовали минеральные удобрения, излишек которых, естественно, просочился в подземные воды и пришёл в реку. В результате на реке разрослась растительность (камыш, рогоз, осоки, водоросли) и заполонила реку в среднем течении (в районе села Верх-Ирмень) (Приложение 2).

2.2. Опрос старожилов

Я провел опрос старожилов Верх-Ирмени о том, какая была раньше река Ирмень (Приложение 3). По их словам, ширина реки в некоторых местах сократилась в 1,5–2 раза, а в некоторых местах стала похожа на ручей. Конечно, во время половодья ширина реки увеличивается. Глубина реки доходила до 5–6 метров местами, а на омутах около 10–11 метров. Для создания лучших условий для рыболовки стали строить дамбы, люди начали сбрасывать бытовой мусор в реку. (см. прил. №2) В результате появилась экологическая проблема. Река обмелела, местами доходит до 1 метра.

2.3. Органолептические характеристики воды из реки Ирмень

В процессе работы над проектом я исследовал воду реки Ирмень на проверку органолептических характеристик, а также на определение сульфат, хлорид-, нитрат-, карбонат- ионов. Затем я взял пробы снега в долине реки Ирмень, и пришёл к выводу, что загрязнение снега незначительно, но отличается: самая сильная загрязнённость снега наблюдается в районе моста, средняя загрязнённость в районе бригады №3, самая низкая загрязнённость в районе дамбы. Сильная загрязнённость снега обусловлена наличием автомобильных дорог рядом с точками, где проводились заборы снега.

Рисунок 1. Места забора образцов воды.

Рисунок 2. Определение сульфат-иона

Рисунок 3. Определение хлорид-иона

Рисунок 4. Наличие осадка

Таблица №1. Органолептические признаки воды [6]

Таблица №2. Химический состав воды реки Ирмень [7]

Выводы:

По результатам исследования можно сказать о следующем:

1. PH уровень 5 показывает, что вода слабо кислотная.

2. В воде отсутствует карбонат-ион, что говорит о том, что вода реки не щелочная.

3. Содержание сульфат-ионов и хлорид-ионов свидетельствует о повышенном уровне солености воды, что делает её непригодной для полива растений.

Результаты наблюдения состояния снега (на загрязняющие вещества)

Рисунок 5. Пробы снега

Рисунок 6. Загрязнённость снега

№1 – сильный осадок

№2 – самый маленький осадок

№3 – средний осадок

Вывод: наибольшая загрязнённость снега наблюдается в районе моста.

В дальнейшем я обратился в экологический центр ЗАО Племзавод «Ирмень» и получил архивные данные по ХПК (химическое потребление кислорода) и БПК (биологическое потребление кислорода), а также данные по изменению глубины реки. Проанализировав полученные сведения, я пришёл к выводу, что химическое потребление кислорода снижалось в 2020 году, после 2020 года наблюдается резкий скачок. Биологическое потребление кислорода на протяжении всех лет наблюдений оставалось стабильным, резкое увеличение наблюдалось в 2020 году. Количество взвешенных веществ в воде реки Ирмень претерпевало следующие изменения: рост 2020–2021 и 2022–2023, снижение 2019–2020 и 2021–2022. Поэтому я могу сделать заключение, что к 2021 году произошло загрязнение реки. К большому сожалению, у нас нет данных о химическом составе реки с 1998 года до 2019 года, что не позволяет мне с достоверной точностью сказать, что именно неконтролируемое внесение минеральных удобрений на поля привело к зарастанию реки. Однако, об этом косвенно говорят воспоминания старожилов. Результаты анализов с 2019 по 2023 год показывают, что в 2021г. Произошло значительное изменение в составе воды. Из чего я сделал вывод, что хозяйственная деятельность человека является основной причиной умирания реки Ирмень.

Рисунок 7. Анализ качества вод реки Ирмень (в мг/л)

Рисунок 8. Анализ глубин реки Ирмень

2.4. Пути решения проблем

Для решения создавшихся проблем предстоит осуществить следующее:

1. Прекратить распашку пойменных, а также склоновых земель, подвергаемых эрозии, т.к. это вызывает заиление рек и снижение плодородия пойменных земель.

2. Проводить углубление русел рек с сохранением прибрежной древесно-кустарниковой растительности.

3. Осуществлять очистку реки от водной растительности и ила специальной техникой.

4. Свести к минимуму попадание органических удобрений (навоза) в воды реки, т.е. своевременно вывозить навоз на поля.

5. Строго соблюдать нормы внесения минеральных удобрений на полях, не допуская попадания их излишков в подземные воды и реку.

6. Должна быть принята программа мероприятий по охране, оздоровлению и комплексному использованию реки Ирмень.

7. Регулярно осуществлять волонтёрские акции «Чистый берег» и силами школьников и жителей села очищать берега рек от бытового мусора.

8. Запустить виды рыб, которые поедают речную растительность и ввести на её вылов временный запрет.

9. Регулярно выпускать листовки (весна-лето, образовательного характера), формирующие экологическую грамотность населения.

10. Регулярно проводить рейды на места возможного сброса бытового мусора (в районе мостов и в районе дамбы).

11. Для сохранения около водных участков и мелководьев, необходимо высаживать кустарники и деревья (иву узколистную, белую, ломкую, смородину, ежевику, тополь белый, душистый, чёрный), иначе берега будут зарастать.

Для улучшения экологической ситуации на реке Ирмень я вместе с ребятами нашего класса и учениками нашей школы дважды участвовал в акции «Чистый берег». Мы приходили на особо загрязнённые места, где наблюдался выброс бытового мусора и увозили его с берегов реки.

Заключение и выводы

Вывод: в ходе моего исследования, выдвинутая мной гипотеза, подтвердилась. Из-за загрязнения и бытовым мусором река вступила в стадию гибели: она обмелела, животные представители стремительно вымирают, но, если сейчас взяться за эту проблему процесс эвтрофикации можно замедлить.

Я планирую продолжить работу над данной темой, весной этого года, я собираюсь взять на анализ воду из реки во время таяния снега и выяснить меняется ли химический состав реки по сравнению с зимним и летним периодом (поступают ли в воду реки органические остатки с полей и животноводческих баз нашего хозяйства). Кроме того, я намерен акцентировать внимание учащихся и жителей села к этой проблеме и организовать посадку деревьев и кустарников в долине реки Ирмень. В заключении хочу сказать, что нужно бережней относиться ко всем природным ресурсам. В прежние годы люди не думали о чистоте водоёмов. В реки Новосибирской области стали сбрасывать отходы, а берега начали напоминать свалку. Прошло время, и люди стали чуть больше уделять внимания водным ресурсам, но и этого мало. Каждый из нас должен задуматься о своём отношении к природе, будь то малые реки или леса и попытаться сделать что-то полезное для окружающей среды.

Рисунок 9. Акция «Чистый берег»

Список источников информации

1. В.М. Кравцова, Р.П.Донукалова. География Новосибирской области. 1999г. 207стр.

2. И.В. Петрянов. Самое необыкновенное вещество в мире. 1981г. 95стр.

3. Н.А. Миненко. История Новосибирской области.1975г. 79стр.

4. О.М. Лыков. Ордынская хроника. От Ордынской волости к Ордынскому району. Книга первая. 2007г. 455стр.

5. А. Г. Поползин. Природа Новосибирской области. 1968г.

6. С. В. Алексеев. Практикум по экологии. 1996г.

7. А.Г. Муравьёв. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки. 2018г.

8. ОО “НОКОВР” Метод биологического анализа уровня загрязнения малых рек.

9. А.Г. Муравьёв. Экологический практикум. 2020г.

10. [Электронный ресурс]. Большие проблемы малых рек. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/bolshie-problemy-malyh-rek

11. [Электронный ресурс]. Река Ирмень. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ирмень_(река)

12. [Электронный ресурс]. Река Ирмень, фото. Режим доступа: http://fotokto.ru/photo/view/5752380.html

13. Данные экологических наблюдений ЗАО Племзавод «Ирмень» по реке Ирмень.

Приложения

Приложение №1. Глоссарий

Эвтрофикация - насыщение водоёмов биогенными элементами, сопровождающееся ростом биологической продуктивности водных бассейнов. Эвтрофикация может быть результатом как естественного старения водоёма, так и антропогенных воздействий.

ХПК - Химическое потребление кислорода.

БПК - Биохимическое потребление кислорода.

Чем выше ХПК и БПК, тем загрязнённей водный ресурс.

Приложение №2

места несанкционированных свалок

Рисунок 10. Фрагмент карты с.Верх-Ирмень (в среднем течении реки)

Приложение №3. Опрос старожилов

1. Фадина А. А. (59 лет): «Ирмень раньше была широкая и значительно глубже. К Каменному магазину (простонародное название бывшего магазина купца Доброхотова) приходили баржи с Оби и товары выгружали на лошадей и пятили их к большому складу, пристроенному к магазину.

2. Шушаро Т. А. (64 года): «В моей памяти река Ирмень была другая - она была более широкой и глубокой. Конечно, река была излюбленным местом отдыха ирменцев от мала до велика. Кроме того, река использовалась в качестве водопоя скота и водоплавающей птицы. Приходится признать, что река очень сильно изменилась: она стала более мелкой, менее чистой и всё меньше привлекает на свои берега отдыхающих…»

3. Лисичонок И. В. (63 года): «Когда мы были маленькие, часто ходили купаться на реку Ирмень. Некоторых ребят родители даже не пускали купаться на Ирмень, потому что она была глубока. Особенно глубокими были омута, да и в районе моста через реку было очень глубоко.

4. Факеева Т. Г. (70 лет): «Ребятишками мы любили купаться на этой реке, но меня родители туда отпускали неохотно – так как там было глубоко. Позже, в 1998 году мы купили дом на улице Чекина (рядом с мостом). И много лет, во время половодья, река сильно разливалась, воды реки затапливали наши огороды, и вода долго не уходила. Поэтому мы пахали огороды самыми последними, в июне месяце. Уже много лет мы пашем огороды вместе со всеми, так как река не доходит так далеко.