XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение качества воды родников г. Кемерово

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Бозиев Э.Р. 1

---

1МБОУ Лицей№23 г. Кемерово

Качаева Л.А. 1Четочникова М.Л. 2

---

1МБОУ Лицей№23 г. Кемерово

2Центр дополнительного образования детей им. В.Волошиной

Работа в формате PDF

2.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Родники – это природные источники, из которых постоянно или временно вытекает подземная вода на поверхность земли. Обычно родники представляют собой места, где вода проникает наружу из подземных водоносных слоев через трещины, песчаные или каменистые отложения. Родники могут быть истоками рек, ручьев, ключевых ручьев или более крупных водотоков. Они имеют особое экологическое значение, поскольку служат источником пресной воды для многих организмов, а также обеспечивают водоснабжение некоторых регионов. Кроме того, родники часто являются объектами природного и культурного наследия и привлекают внимание туристов.

Цель: изучение экологического состояния родников города Кемерово.

Задачи:

1. изучить физико-географическое положение исследуемых родников г. Кемерово;

2. проанализировать физико-химические показатели проб воды из родников в Рудничном бору и д. Красная;

3. установить соответствие качества воды санитарным нормам и оценить экологическое состояние родников;

4. составить памятку с советами по сохранению родников.

Объект исследования: родники г. Кемерово.

Предмет исследования: физико-химические свойства родников города Кемерово и их экологическое состояние.

Гипотеза: в родниках течёт пригодная к употреблению вода.

Практическая значимость: данная исследовательская работа позволяет получить информацию о состоянии качества воды некоторых родниках, расположенных в г. Кемерово.

Оборудование: Мультимонитор 7 в 1 «Espada», Тест комплект физико-химических показателей, Тест система «Крисмас», Прибор «Эковизор» СОЭКС f4.

ГЛАВА 1. РОДНИКИ, КАК ОДИН ИЗ ВИДОВ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Г. КЕМЕРОВО

Родник, источник, ключ – это естественный выход подземных вод на земную поверхность на суше или под водой (подводный источник) [5].

Образование источников может быть обусловлено различными факторами:

- пересечением водоносных горизонтов отрицательными формами современного рельефа (например, речными долинами, балками, оврагами, озёрными котловинами),

- геолого-структурными особенностями местности (наличием трещин, зон тектонических нарушений, контактов изверженных и осадочных пород),

- фильтрационной неоднородностью водовмещающих пород и др.

Родники бывают: восходящими – напорными и нисходящими – безнапорными; временно действующими (сезонными) и постоянно действующими.

По классификации советского гидрогеолога А. М. Овчинникова выделяется три группы источников в зависимости от питания водами верховодки, грунтовыми или артезианскими водами.

- Источники первой группы, питающиеся верховодкой, располагающиеся обычно в зоне аэрации, имеют резкие колебания дебита, химического состава и температуры воды.

Источники, питающиеся грунтовыми водами, отличаются большим постоянством во времени, но также подвержены сезонным колебаниям дебита, состава и температуры. Они подразделяются на:

- эрозионные (появляющиеся в результате углубления речной сети и вскрытия водоносных горизонтов),

- контактные (приуроченные к контактам пород различной водопроницаемости)

- переливающиеся [3,4].

О пользе и вреде воды из родника не утихают споры. Конечно, в первую очередь стоит отметить ее положительные качества:

- Ключевая жидкость не подлежит обязательному хлорированию, не озонируется, не подвергается искусственной фильтрации.

- Благодаря естественной структуре хорошо усваивается человеческим организмом.

- Добытая в экологически чистых местах, не нуждается в термической обработке (не нужно кипятить).

- Входящий в ее состав кислород благоприятно влияет на здоровье, прибавляет сил, «оживляет» водный раствор.

Нельзя не рассказать и о минусах употребления такого питья. К ним относятся:

- Подверженность влиянию окружающей среды. Качество H2O ключевого происхождения варьируется в зависимости от состава почвы, глубины залегания жидкостных ресурсов.

- Очень часто природные источники находятся в труднодоступных для человека местах, что существенно затрудняет добычу живительной влаги.

- Сила напора в ключе не идет ни в какое сравнение с привычной всем струей из-под водопроводного крана. Чтобы набрать даже небольшое количество, потребуется потратить немало времени.

- Жидкое вещество, добываемое из-под земли, не подлежит продолжительному хранению.

- Лишенное естественной области происхождения, оно быстро теряет все свои полезные свойства и становится подходящей основой для размножения многочисленных болезнетворных микроорганизмов.

На территории города Кемерово 4 облагороженных родника: родник на территории ж.р. Лесная Поляна; Святой источник в Сосновом бору, Святой источник блаженной Ксении Петербургской в поселке Боровой; Красновский родник в 1-м Ноябрьском переулке в Рудничном районе.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ РОДНИКОВ В Г. КЕМЕРОВО

Для проведения исследования были взяты пробы воды из двух родников в разных точках города Кемерово.

1) Первый родник, который выбран для исследования, был открыт 5 июня 2010 года в Рудничном бору города Кемерово в честь преподобного Серафима Саровского (приложение, рис. 6). Природный комплекс «Рудничный бор» является особо охраняемой территорией Кузбасса, категории «Памятник природы» местного значения и представляет собой огромный массив реликтовой тайги в центре Кемерово.

Святой источник расположен на правом берегу Томи, примерно в километре от поклонного креста, народная тропа сюда не зарастает. Ручей берет свое течение под заасфальтированным водопроводом в начале улицы Институтской в Рудничном районе города Кемерово. Вниз по ходу течения местами образуются заболоченные пруды. Источник бьет отдельным чистым рукавом, который чуть ниже сливается с основной Красной рекой (Кемеровка), севернее остановки трамвайной линии «Сосновый бор» [2].

Описание растительности:

Лопух беловойлочный, сныть, купырь лесной, крапива двудомная, подорожник большой, синюха голубая, зопник клубненосный, костяника, будра плющевидная, малина обыкновенная, мятлик лесной, вейник, клевер ползучий, щавель конский, щитовник, одуванчик лекарственный, недотрога обыкновенная.

Доступ к роднику оборудован ступеньками, есть деревянный открытый настил, воды в источнике мало, от него проведена труба, выходящая из-под ступеней, вода течет слабой струйкой. В трубе много частиц почвы. Место открытое, нет навеса, тем самым родник не защищен от осадков, пыли и посторонних предметов. Территория замусоренная, неухоженная. На территории много зеленых насаждений и деревьев, так как родник находится в Сосновом бору. Отсутствие навеса и близость автотрассы не лучшим образом влияет на экологического состояние родника.

2) Второй родник, который был исследован выбивает около Лысой горы, в 1-ом Ноябрьском переулке в Рудничном районе Кемерово. Красновский родник называется так по бывшей деревне Красновка, а ныне это деревня Красная (приложение, рис. 7) [1].

Описание растительности:

Клен ясенелистный, лопух войлочный, одуванчик лекарственный, ежа сборная, крапива двудомная, осот полевой, пырей, костер безостый, бодяк разнолистый.

Виды преимущественно рудеральные (сорняки, растущие на свалках), они являются индикаторами что говорит о замусоренности территории. Такие территории обычно отличаются нарушением структуры почвы, повышенным содержанием в ней органических остатков, нитратного азота и нередко посторонних примесей или, наоборот, низким содержанием элементов минерального питания, что в свою очередь может влиять на качество воды в роднике.

Доступ к роднику оборудован ступеньками, есть удобный подход к роднику, воды в источнике много, от него проведена труба, вода течет большим напором. Над родником есть навес, родник защищен от осадков, пыли и посторонних предметов. Родник пользуется большим спросом у населения, по опросу, люди используют родниковую воду в бытовых нуждах, употребляют без кипячения.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводилось в период с октября 2023 года на базе МБОУДО «ЦДОД им. В. Волошиной».

На первом этапе работы были выбраны два родника: родник в «Рудничном бору» и родник в д. Красная (рис. 1). Первые пробы воды были взяты 10.10.2023, анализы были сделаны на следующий день 11.10.2023.

Рис. 1. Расположение родников (Рудничный бор, 1 Ноябрьский пер.)

Для работы использовались:

- Ранцевая полевая лаборатория исследования водоемов НКВ-Рм – показатели: pH, общая жесткость, концентрации ионов аммония (приложение, рис. 2).

- Мультимонитор 7 в 1 «Espada» – показатели: pH, температура воды, окислительно-восстановительный потенциал, электропроводность, минерализация, соленость, удельный вес морской воды (приложение, рис. 3).

- Тест системы «Крисмас» – показатели: медь, железо общее, нитриты, активный хлор, никель, хроматы (приложение, рис. 4).

- Прибор экологического контроля «Эковизор» СОЭКС f4 – показатели жесткости воды (приложение, рис. 5).

Далее проводилась обработка данных, их оформление в таблицы и анализ полученных результатов.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В ходе исследования были сравнены показатели проб родниковой воды с официальными требованиями к качеству воды из нецентрализованного водоснабжения по СанПиН 2.1.4.1175-02 [6].

Таблица

Физико-химические показатели проб родниковой воды

1. Физико-химические показатели проб воды, измеренные мультитестером 7 в 1 «Espada».

Данные измерения проводились с целью узнать водородный показатель, окислительно-восстановительный потенциал воды и многие другие очень важные показатели воды, такие как минерализация и солёность. Чтобы узнать эти показатели были собраны пробы воды из родников в деревне «Красновка» и в Сосновом бору родник «Святой источник». При исследовании мы получили следующие результаты:

1. pH воды - Если pH воды менее 7, то она является кислой, а если более 7 – тогда щелочной. Норма pH для родниковой воды составляет 6-9. В обоих родниках данный показатель в норме.

2. Температура воды у всех образцов около 12 градусов.

3. Окислительно восстановительный потенциал – это мера активности электронов в воде. ОВП внутренней среды организма человека (от -100 до -150 мВ), в идеале ОВП питьевой воды должен составлять от -100 Mv до -600 Mv. В обоих пробах воды данный показатель в норме.

4. Минерализация – один из важных показателей качества. Он отражает количество содержащихся в воде растворенных веществ, преимущественно солей. Это могут быть хлориды, сульфаты кальция, магния, калия, натрия и цинка. Общая минерализация питьевой воды должна быть в пределах 1000 мг/литр. Если показатель минерализации низкий – значит, что вода вообще не питает организм полезными минералами и может их даже вымывать. Показатели минерализации обеих проб – в норме.

5. Соленость обозначает общее количество солей, растворенных в воде. Норма процента соли в пресной воде варьируется в зависимости от контекста. Обычно, пресная вода с процентом соли от 0,1% до 1% считается нормальной. У проб воды из родников соленость воды в норме.

6. Удельный вес морской воды в норме, должен быть равен нулю, поскольку в роднике должна находиться только пресная вода. Если вода в роднике содержит соли или имеет высокий удельный вес, это может свидетельствовать о проблемах с качеством воды и её непригодности для питья (таблица).

2. Физико-химические показатели воды с применение ранцевой полевой лаборатории исследования водоемов, НКВ-Рм тест-комплект «Рн, ОЖ, Аммоний».

В результате проведенного анализа (приложение, рис 8), мы пришли к выводу, что вода из родника «Святой источник» менее жесткая и составляет 4 м/моль на литр (8 мг-экв/л). Исследование с помощью Эковизора подтвердило результаты (приложение, рис. 10).

Природная вода по показателю общей жесткости делится на следующие категории:

• очень мягкая вода до 1,5 мг-экв/л.

• мягкая вода от 1,5 до 4 мг-экв/л.

• вода средней жесткости от 4 до 8 мг-экв/л.

• жесткая вода от 8 до 12 мг-экв/л.

• очень жесткая вода более 12 мг-экв/л.

Жесткость воды – это концентрация растворённых в ней солей магния (Mg) и кальция (Ca): гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов. Проще говоря, жесткой называется вода, содержащая в себе большое количество солей. Медики связывают появление мочекаменной болезни именно с этой особенностью воды. Но на данный момент официального подтверждения этой гипотезе нет. Но мы знаем, что слишком жесткая вода неблагоприятно влияет на органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус. Также жесткая вода сушит нашу кожу и волосы. Однако, полностью переходить на мягкую воду не рекомендуется. Наш организм нуждается в солях кальция и магния для укрепления сердечно-сосудистой системы.

3. Физико-химические показатели воды с применением тест системы «Chuistmas».

Тест системы Кристмас не показали наличие меди, общего железа, нитритов, активного хлора и никеля (приложение, рис. 9).

Таким образом проба родниковой воды в Рудничном бору соответствует санитарным нормам, а вот показатели воды из родника в д. Красная показали превышение норм общей жесткости и минерализации. Пить её без предварительного кипячения или отстаивания не рекомендуется.

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований были сделаны следующие выводы:

1. было изучено физико-географическое положение исследуемых родников г. Кемерово, родники были отмечены на карте;

2. проанализированы физико-химические показатели проб воды из родников в Рудничном бору и д. Красная. Проанализированы следующие показатели: водородный показатель, температура, окислительно-восстановительный потенциал, электропроводность, минерализация, соленость, удельный вес морской воды, аммоний, общая жесткость;

3. установлено соответствие качества воды санитарным нормам. Показатели пробы воды из родника в Рудничном бору в пределах нормы. У пробы воды из родника в д. Красная показатели электропроводности и общей жесткости превышают допустимые нормы. Меди, железа, нитрита, активного хлора и никеля в обеих пробах не обнаружено. Экологическое состояние родника в Рудничном бору неудовлетворительное, требуется уборка и облагораживание родника;

4. была составлена памятка с советами по сохранению родников, доступная по QR коду (приложение, рис. 11).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Родник в деревне «Красновка» URL: https://gpssoftld.ru/route/rodniki/derevnya-krasnovka (дата обращения: 12.10.2023).

2. Родник «Святой источник» URL: https://odlesya.tourister.ru/photoalbum/17863 (дата обращения: 12.10.2023).

3. Родниковая вода URL: https://o-vode.net/kakaya-byvaet/rodnikovaya (дата обращения: 13.10.2023).

4. Классификация питьевой жидкости URL: https://ovteh.ru/blog/vidy-vody/kakie-vidy-vody-byvaut-v-prirode-klassifikaciya-pitevoj-zhidkosti (дата обращения: 14.10.2023).

5. Боева, А. С., Прожорина, Т. И., Клепиков, О. В., & Щербинина, С. В. (2022). Геоэкологическая оценка состояния родников на территории Воронежской области. Вестник ВГУ. Серия: География. Геоэкология, (1), 103-112.

6. САНПИН 2.1.4.1175-02. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. утвержден Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации : введен 01.05.2003. – Москва : Деан, 2003. – 14 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 2. Ранцевая полевая лаборатория исследования водоемов, НКВ-Рм

Рис. 3. Мультимонитор 7 в 1 «Espada»

Рис. 4. Тест системы «Крисмас»

Рис. 5. Прибор экологического контроля «Эковизор» СОЭКС f4

Фото 6. Вид родника в Рудничном бору «Святой источник».

Фото 7. Вид родника в деревне «Красная»

Фото 8. Определение показателей с помощью ранцевой полевой лаборатории исследования водоемов, НКВ-Рм

Фото 9. Исследование наличия никеля и меди с помощью тест-системы «Кристмас»

Фото 10. Исследование проб воды на жесткость

Фото 11. Памятка «Сохрани родники» и QR код для её скачивания