XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологическое состояние воды в озерах Руднянского района по всем временам года

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Пырхалев Б.А. 1

---

1МБОУ "РСШ №1", 10

Комарова Г.И. 1

---

1МБОУ "РСШ №1"

Работа в формате PDF

157.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В настоящее время глобальной проблемой является охрана водных объектов при возрастании антропогенного воздействия на них, которое ведет к значительному повышению их загрязнения и снижению качества воды. Особенно страдают реки и озера, являющиеся местами отдыха населения. Улучшение состояния окружающей среды, сохранение водных объектов по своей значимости и актуальности относится к числу самых приоритетных во всем мире, в России и в нашем районе, где мы живем.

Это совершенно понятно ведь многие реки и озера являются уникальными памятниками природы, которые необходимо охранять. Для этого, надо знать в каком состоянии они находятся, чтобы наметить пути решения проблемы. Помогут решить эту проблему мониторинговые исследования водных объектов, которые раскроют их экологическое состояние и позволят принять правильные решения, направленные на сохранение объектов.

Памятники природы Руднянского района невосполнимые, ценные в научном, культурно-познавательном и оздоровительном отношении водные объекты. Поэтому актуальность проблемы охраны памятников природы – очевидна и требуют осмотрительного, правильного и грамотного отношения к уникальным объектам, заслуживающим особого внимания.

Актуальность проблемы предопределила тему нашей работы: «Экологическое состояние воды в озерах Руднянского района по всем временам года»

В данной работе рассматривается проблема экологического состояния озер Руднянского района и адресована широкому кругу общественности.

Для объективной оценки качества воды в практической части работы было проведено комплексное исследование воды: гидрофизических, органолептических и химических показателей воды для оценки ее экологического состояния.

Новизна работы заключается в комплексном изучении экологического состояния озер с учетом результатов качества воды в разные времена года.

Цель: комплексное изучение качества воды в озерах Руднянского района по всем временам года.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить и проанализировать научную литературу, освоить методики для проведения исследований.

2. Описать озера Руднянского района и подчеркнуть необходимость бережного к ним отношения.

3. Провести комплексное исследование показателей воды на всех озерах

Руднянского района по временам года для оценки ее качества

4. Проанализировать все полученные результаты, сделать выводы и оценить состояние качества воды в озерах Руднянского района.

5. Определить перспективы на будущее.

Объект исследования: озера Руднянского района.

Предмет исследования: экологическое состояние озер Руднянского района.

Методы:

теоретические: поиск и анализ информации, прогнозирование;

эмпирические: наблюдение, описание, измерение, сравнение, анализ;

видеосъемка и фотосъемка.

Гипотеза: экологическое состояние воды в природных водоемах изменяется в зависимости от сезона года, что связано с природными факторами, но создает благоприятные условия жизни для гидробионтов.

Этапы проекта: подготовительный, исследовательский, аналитический и заключительный.

Практическая значимость:привлечение внимание к проблемам сохранения и формирование экологической культуры у школьников, развитие чувства причастности к решению экологических проблем;осознание необходимости охраны и бережного отношения к природному богатству.

Глава 1. Озера Руднянского района как объект изучения

1.1. Место расположения озер Руднянского района

Система озер на территории Руднянского района, имеющих ледниковое происхождение входят в так называемую Микулинскую систему и являются уникальными памятниками природы и достоянием средней полосы России.

В группу входят 8 озер, вытянутых почти широтно на 15 км. Расположены они в понижениях Руднянско-Микулинского конечноморенного комплекса. Почти все они связаны между собой небольшими протоками. Входят все в систему р. Рутовечь – левого притока р. Каспли. Озера имеют высокий рекреационный потенциал, большая часть – хорошую транспортную доступность.

Экологическое состояние озер постоянно улучшается. Это связано с резким сокращением площадей обрабатываемых земель на их водосборах, с прекращением функционирования, ранее располагавшихся здесь ферм [4].

1.2.Краткая характеристика озер Руднянского района

Источники информации информируют об удивительных озерах Руднянского района, их красоте и, по истине, природном богатстве нашего родного края. Одним из таких озер является озеро Глыбай. Озеро Глыбай – одно из интереснейших озер Микулинской системы. Во всех источниках информации указывается, что название озера Глыбай трансформировалось от «голубой», как подтверждение чистоты вод озера. [5]

Известным озером является озеро Большая Рутавечь, которое является проточным. Кроме озера Глыбай в него несут свои воды также 3 ручья, вытекает только одна речка Рутавечь, чего вполне достаточно, чтобы  сравнять приток и отток воды.

Великолепным озером Руднянского района является озеро Купелище. Ононаходится в 400 м к западу от д. Самсонцы.С названием этого озера связана одна из легенд. Девушка, спасаясь от злой мачехи надела свое самое нарядное платье и пошла к озеру. Пошла и не вернулась. Долгое время ее искали, но так и не нашли. Через какое-то время её обнаружили рыбаки в другом озере в полукилометре отсюда. С того времени то озеро, где девушка купалась и утонула, называют – Купелище, а озеро, где девушку нашли, зовется – Девино.

В 7 км к северо-западу г. Руднив 0.3 км к западу от д. Самсонцы расположено Озеро Девино. Это ледниковое, имеющее сток озеро. Расположено в полосе краевых образований валдайского ледника. Имеет овальную форму, слегка вытянуто с запада на восток. [5]

Озером Микулинской системы является и озеро Витрино. Оно расположено в пределах краевых образований Валдайского ледника. Западный берег его на большом протяжении высокий и крутой, у подножия встречаются ключи и некрупные валуны с северной и южной сторон к озеру примыкают обширные топкие болота.

Девино, Витрино, Купелище. Это самые западные озера из, так называемой Микулинской группы озер. Эта группа водоемов так названа из-за Микулинского озера, которое по праву можно назвать жемчужиной нашего района.

1.3.Охрана озер Руднянского района

Природа наших озер действительно уникальна и является памятниками природы регионального уровня. Это утверждено постановлением от 25 января 2013 года № 20, принятого Администрацией Смоленской области в соответствии с Федеральным законом «Об особо охраняемых природных территориях», и областным законом «О регулировании отдельных вопросов в сфере организации, охраны и использования особо охраняемых природных территорий в Смоленской области» [6]

На территории памятников природы установлены природоохранные щиты. На щитах размещены: правила поведения на территориях памятников природы; паспорт и обращение к каждому из нас «Что ты можешь сделать для того, чтобы сохранить эти уникальные объекты, а если не ты, то кто?»

Это обращение подписано дирекцией особо охраняемых территорий Смоленской области.

Глава 2. Комплексное исследование показателей воды на всех озерах

Руднянского района по временам года для оценки ее качества

2.1. Определение гидрофизических показателей

2.1.1. Определение температуры воды

Температура воды ускоряет процесс фотосинтеза, что ведет к бурному росту водных растений и, следовательно, к увеличению числа отмирающих растений, что снижает содержание кислорода, для организмов деструкторов.

Цель: исследовать температуру воды, как важную гидрологическую характеристику для анализа качества воды.

Оборудование:термометр, дневник наблюдений, карандаш, ластик.

Методика: авторы Гусейнов А.Н., Александрова В.П., Нифантьева Е. А. «Методика определения температуры воды» [2]

Анализ полученных результатов показал, что на всех озерах по всем временам года она варьировала от 0⁰Сдо 1⁰С, что имеет допустимые значения и не превышает нормы ПДК для природных водоемов.

На основаниианализа был сделан вывод, что в озерах достаточная концентрация растворенного в воде кислорода.

2.1.2. Определение состава донных отложений

Цель: изучение содержания состава донных отложений как важной характеристики для определения качества воды в лабораторных условиях.

Оборудование: пластмассовый совок, пластиковые контейнеры.

Методика: авторыГусейнов А.Н., Александрова В.П., Нифантьева Е. А. «Методика определения состава донных отложений» [2]

Анализ полученныхрезультатов показал, что в состав донных отложений на всех озерах входит в основном песок и гравий, за исключением озера Витрино, где были обнаружены ил и растительные остатки, что, видимо, связано с преобладающими породами побережья – мореными суглинками, что могло в свою очередь привести к заиливанию дна.

На основании анализа, был сделан вывод, что в течение года на всех озерах самоочищающаяся способность водоемов не нарушена, а в озере Витрино,

видимо присутствуют загрязнители естественного происхождения, которые не создают угрозы гидробионтам.

2.2.Определение органолептических показателей проб воды

В ходе работы использована методика авторов Пугал Н..А., Евстигнеева В.Е. «Определение мутности, цветности, запаха воды» и метод Снеллена.

Общая цель: определение органолептических показателей в пробах воды и для характеристики и оценки состояния качества воды в водоемах.

2.2.1.Определение прозрачности воды методом Снеллена

Сущность метода состоит в том, что для определения прозрачности служит высота водяного столба, сквозь который можно ещё прочесть шрифт определённого типа.

Прозрачность зависит от количества и цвета взвешенных и растворённых в воде частиц. Полученный результат методом Снеллена является показателем относительным, т.е. его результаты можно сравнивать с другими результатами, полученными только таким же способом. Однако описанные способ измерения прозрачности является общепризнанным и стандартным. В данном случае прозрачность выражают в сантиметрах высоты столба с точностью до 1 см.

Прозрачность воды природных водоемов зависит от количества и цвета взвешенных и растворённых в воде частиц. Описанный способ измерения прозрачности является общепризнанным и стандартным.

Оборудование: стеклянный цилиндр диаметром 3 см х 30 см пробы воды, линейка, печатный текст со шрифтом стандартного размера 3,5 мм,

Определение степени прозрачности производилась по табл.1.

Таблица 1. Определение степени прозрачности воды по Снеллену

Полученные результаты исследований по определению прозрачности воды во всех озерах по всем временам года поместили в табл.6.

2.2.2. Определение мутности воды

Мутность это мера содержания в воде взвешенных частиц, различных по происхождению. Результатом помутнения является возникновение препятствий для проникновения солнечных лучей на дно водоемов, ведет к снижению интенсивности процесса фотосинтеза, что вызывает затруднение дыхания гидробионтов [3].

Оборудование:пробы воды, штатив, пробки, лист темной бумаги, дневник наблюдений.

Для оценки мутности воды была использована таб.2.

Таблица 2. Оценка мутности воды

Полученные результаты исследований по определению мутности воды во всех озерах и по всем временам года поместили в табл.6.

2.2.3.Определение цветности воды

Цветность – естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ, загрязнителей, комплексных соединений железа и цветущих водорослей, а также может зависеть от свойств и структуры дна, характера водной растительности и прилегающих к водоему почв [3].

Оборудование:пробы воды, штатив, пробки, лист белой бумаги.

При определении цветности проб воды, мы руководствовались шкалой «Цветность воды» и отмечали наиболее подходящий оттенок.

Шкала. Цветность воды

Для достоверности результата, наблюдение проводили, глядя сверху на белом фоне, при достаточном боковом освещении. Затем полученные результаты по шкале цветности сопоставили с результатами в баллах по табл. 3.

Таблица 3. Цветность воды

Полученные результаты исследований по определению цветности воды во всех озерах по всем временам года мы поместили в табл.6.

2.2.4.Определение запаха воды

На запах подземных и поверхностных вод влияет присутствие в них органических веществ. Практически все органические вещества (в особенности жидкие) и передают его воде [2].

Запах воды водоемов не должен превышать 2 балла [1].

Оборудование:пробы воды, штатив, пробки, спиртовка, спички, дневник наблюдений.

Запах по характеру подразделяют на две группы, естественного происхождения, который может быть вызван развитием и отмиранием водных растений, влиянием берегов, дна, окружающих почв и грунтов также запахом, который создают промышленные и фекально-хозяйственные сточные воды [3].

Запах воды не должен быть более 2 баллов

Характер запаха определялся по ощущению воспринимаемого запаха.

Запах воды определялся при температуре воздуха +20ºС и при температуре воды +60º С. Характер, и интенсивность запаха определяют органолептическими методами.

При определении запаха выполняли правила соблюдения условий определения запаха неизвестных веществ.

Для определения характера запаха и его интенсивности в пробах воды, руководствовались данными табл. 4. и табл. 5. и определили запах воды.

Таблица 4. Определение характера запаха

Таблица 5. Определение интенсивности запаха воды

Полученные результаты исследований поместили в табл..

2.3.Сравнительный анализ органолептических показателей проб воды

Таблица 6. Результаты гидрофизических показателей на всех озерах за год.

Сравнительный анализ органолептических показателей воды по всем временам годапоказал, что они имеют допустимые значения, не превышают нормы ПДК для природных водоемов и создают благоприятные условия для жизни гидробионтов.

2.4.Определение химических показателей воды по всем временам года

В ходе определения исследований были определены такие показатели, как: кислотность, общую и карбоновую жесткость, содержание углекислого газа в воде, аммиак/ аммоний, нитраты и нитриты, фосфаты медь и железо. Для этого был использован «Профессиональный набор тестов НИЛПА PRO».

Общая цель: изучить химические показатели воды на всех озерах в разные времена года для характеристики качества воды.

2.4.1.Краткая информация химических показателей воды

К числу химических показателей качества воды относят – кислотность рН (водородный показатель).

На ее характеристику влияет хозяйственная деятельность человека, характер грунтов местности. Важным показателем является жесткость поверхностных вод, которая подвержена сезонным колебаниям.Общая жесткость повышается в конце зимы и понижается в период паводков. Высокая жёсткость ухудшает органолептические свойства воды. Карбонатная жёсткость составляет до 70–80% от общей жёсткости. Также важным показателем является содержание в воде углекислого газа (СО₂), высокие концентрации аммиака, большое количество нитратов, что указывает на загрязнение воды в прошлом фекальными водами, а повышенное содержание нитритов – на загрязнение водного объекта.

Кснижению уровня кислорода в воде приводят наличие высоких концентраций фосфатов, что вызывает бурное размножение микроорганизмов.

Важном показателем для живых организмов и экосистем является наличие высоких концентраций меди (Си). Они могут оказывать токсическое влияние. Наличие высоких концентраций железа связано с увеличением железобактерий в воде, продукты, жизнедеятельности которых, являются канцерогенами.

2.4.2.Определение химических показателей проб воды в зимний период

Полученные результаты химических показателей поместили в табл. 9.

Таблица 9. Сравнительные результаты химических показателей воды зимой

Сравнительный анализ результатов химических показателей в пробах воды показал, в основном допустимые значения, не превышающие нормы ПДК для природных водоемов за исключением показателя – карбоновой жесткости, где результаты в озерах: Глыбай, Девино и Купелище карбоновая жесткость ниже допустимых значений.

Было предположено, что показатель снижение показателя карбоновой жесткости в пробах воды озер: Глыбай, Девино и Купелище связано с тем, что в зимний период была длительная оттепель и произошел паводок, что привело к снижению результата.

2.4.3.Определение химических показателей проб воды в весенний период

Полученные результаты в весенний период поместили в табл.10.

Таблица 10. Сравнительные результаты химических показателей воды весной

Сравнительный анализ химических показателей в пробах воды весной показал все результаты, не превышающие нормы ПДК, и позволил сделать вывод о благоприятных условиях для жизни гидробионтов.

2.4.4.Определение химических показателей проб воды на всех озерах

в летний период

Результаты химических показателей вода поместили в табл. 11.

Таблица 11. Сравнительные результаты химических показателей воды летом

Сравнительный анализ результатов химических показателей в летний период был также аналогичным: все результаты не превышали нормы ПДК, что позволило нам сделать вывод положительнойдинамики качества воды.

2.4.5.Определение химических показателей проб воды на всех озерах в

осенний период

Полученные результаты представлены в табл. 12.

Таблица 12.Сравнительные результаты химических показателей воды осенью

При сравнительном анализе в осенний период также наблюдалась положительная динамика качества воды, и все химические показатели не превышали нормы ПДК для природных водоемов, что привело нас к выводу стабильной, положительной динамики качества воды на всех озерах.

Таким образом, на основании комплексного исследования воды на всех озерах Руднянского района позволило определить ее качество по всем временам года и дать удовлетворительную оценку ее экологического состояния, что подтвердило высказанную гипотезу и, в конечном итоге, способствовало достижению поставленной цели.

Перспективы на будущее: провести мониторинг по определению качества воды на всех озерах и оценить ее экологическое состояние.

3аключение

Основываясь на приобретенных теоретических знаниях, наших общих наблюдениях, проведенных исследованиях, пришли к следующим выводам:

• Изучена литература по данному вопросу, освоены методики, на основании которых, проведена комплексная исследовательская работа по определению гидрофизических, органолептических и химических показателей качества воды в озерах: Глыбай, Большая Рутавечь, Девино, Купелище и Витрино.

• На основании анализа полученных результатов по всем временам года, дана удовлетворительная оценка экологического состояния воды на всех озерах, что подтвердило высказанную нами гипотезу и привело к достижению поставленной цели.

• В ходе работы была реализована возможность быть причастным к решению экологических проблем и определить перспективы на будущее: провести мониторинг по определению качества воды на всех озерах Руднянского района и оценить ее экологическое состояние.

В заключении хочется обратиться ко всем, кто непосредственно бывает на наших озерах, необходимо знать и помнить главное, что безответственное, необдуманное отношение к водным объектам приведет к гибели уникальной природы. Поэтому необходимо бережно к ним относиться и создавать для этого все условия, чтобы передать эту неповторимую красоту и чистоту наших озер новому поколению.

Список литературы

1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие /Под ред. Т.Я. Ашихминой – М.: АГАР, 2000.

2. Гусейнов А.Н., Александрова В.П., Нифантьева Е. А. Изучение водных экосистем в урбанизированной среде»: практикум с основами экологического проектирования. 10 – 11 классы. – М.: ВАКО, 2015. – 112 С.

3. Пугал Н.А., Евстигнеев В.Е. Методические рекомендации по проведению экологического практикума. М. : ООО «Химлабо», 2008.

4. Смоленская газета «Голубые жемчужины Смоленщины: Руднянско Микулинское поозерье» [Электронный ресурс] https://smolgazeta.ru/society/77695-golubye-jemchujiny-smolenshchiny.html?ysclid=m7561m9u9y778230184

5. Статья «Водные Ресурсы Руднянского района» [Электронный ресурс] http://rudnya.museum67.ru/verhnee-menyu/istoriya-rudni/vodnye-resursy-rudnyanskogo-rajo/?ysclid=m7554jtbar577384156

6. Администрация Смоленской области постановление от 25 января 2013 года №20 «Об утверждении положений и паспартов памятников природы регионального значения, расположенных на территории муниципального образования Руднянский район, Смоленской области» [Электронный ресурс] https://docs.cntd.ru/document/430641689?ysclid=mkiq9sk1jl89489732

7. Статья. Прозрачность воды в воде» [Электронный ресурс] https://diasel.ru/article/prozrachnost-vody/?ysclid=m758049gpb866442340