III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РОДНИКОВ НА ТЕРРИТОРИИ Г. ИВАНОВО И П. ПАЛЕХ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кокушкина А.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное образовательное учреждение Лицей №6 МБОУ «Лицей №6», г. Иваново

Парамонова н.е. 1

---

1Муниципальное бюджетное образовательное учреждение Лицей №6 МБОУ «Лицей №6», г. Иваново

Работа в формате PDF

3.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

«Вода, у тебя ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. Ты самое большое богатство на свете…»»

Антуан де Сент-Экзюпери

Уже первые доступные нам письменные памятники многих народов отражают представление о воде как главной жизненнообразующей силе, о ее первичности.

В.И.Вернадский писал: «Вода создает всю жизнь». Вода имеет особые свойства, которые определяют ее первостепенное значение в жизни всей планеты и всего живого, в том числе и человека.

Основным источником питьевой воды, в основном, является водопроводная вода из поверхностных водозаборов. Такая вода не всегда соответствует нормативным требованиям по санитарно-химическим показателям. В Ивановской области для обеззараживания воды используется хлорирование, при котором в воде образуется ряд опасных хлорорганических соединений, что может привести к росту онкологических заболеваний. Ввиду этого, жители городов часто используют родниковую воду, качество которой, как правило, никому неизвестен. Поэтому определение показателей качества родниковых вод, оценка риска здоровью населения от употребления родниковой воды и разработка рекомендаций по его снижению – актуальны.

1.2. Цель и задачи работы

Цель работы: оценить экологическое состояние родников в черте г.Иванова и п.Палех.

Задачи работы:

1. провести комплексное описание родников, составить экологические паспорта родников

2. провести химический анализ воды

3. сравнить полученные результаты с ПДК

4. сделать заключение о возможности применения родниковой воды в качестве питьевой

5. рекомендации по улучшению экологического состояния родников.

1.3. Материалы и методика

Работа выполнена по материалам полевых исследований, проведенных в 2016 г. Были использованы методики А.Н.Гусейнова, В.П. Александровой и Е.А. Нифантьевой «Изучение водных экосистем в урбанизированной среде», М. «Вако», 2015г. Для проведения экологической оценки вод родников был применен метод биоиндикации при помощи проращивания семян кресс - салата на родниковой воде по методике Т.Я. Ашихминой, «Школьный экологический мониторинг», «Агар», 2010г. Кресс – салат однолетнее растение, которое обладает повышенной чувствительностью к различным загрязнителям, отличается быстрым прорастанием, всхожестью, которые заметно уменьшаются в присутствии загрязнителей. Использование кресс- салата для тестирования качества воды является государственным тестом в Голландии.

На первом этапе исследования проводился сбор первичной информации о состоянии родников, изучались гидрологические показатели. Второй этап был посвящен анализу гидрофизических параметров воды в родниках. Определение Рн в воде родников и количество хлоридов определялось опытным путем в лаборатории промышленной экологии ИПТУ. На третьем этапе в результате опыта с проращиванием семян кресс – салата была подтверждена экологическая оценка родников, построены почвенные профили. Четвертый этап был посвящен анализу растительности вокруг родников. На завершающем этапе проводилось обобщение полученных материалов.

1.4. Гипотеза работы

Городская среда ухудшает качество воды в родниках

2. Обзор литературы

Проблема обеспечения населения качественной питьевой водой определена как одна из ключевых в стратегии устойчивого развития человечества на конференции ООН в Рио-де-Жанейро (июнь 1992 года ). В стратегии охраны природы отмечается, что здоровье человека в планетарном масштабе будет зависеть от качества используемых пресных вод.

Связь между распространением некоторых заболеваний и условиями снабжения водой была замечена людьми очень давно. Прежде всего, это казалось заболеваний органов пищеварения. Но только в 1888 году на YI Международном гигиеническом конгрессе в Вене было признано, что заразные болезни могут распространяться с питьевой водой. Обсуждение этого вопроса на научной основе стало возможным благодаря исследованиям крупнейших микробиологов XIX столетия Луи Пастера и Роберта Коха. Пастер доказал, что инфекционные болезни являются следствием жизни и развития микробов в организме человека и животных. Кох сопоставил качество питьевой воды в Гамбурге, поражённом холерной эпидемией , и в соседнем городе Альтоне , который миновала эта болезнь. Он убедился , что важнейшую роль здесь сыграл именно водный фактор – микробное заражение воды¹.

Исследования многих учёных, в том числе и отечественных – И. Мечникова, Д. Ивановского и других, помогли выработать методы обнаружения микробов и вирусов и выяснить, что эти возбудители достаточно устойчивы в водной среде. Водный путь передачи инфекции стал очевидным. В наше время перечень заразных заболеваний , передаваемых через воду, включает, кроме холеры, дизентерию, брюшной тиф, инфекционный гепатит и другие. Доказана возможность заражения через воду, полиомиелитом и туберкулёзом. По данным ВОЗ (Всемирная организацию здравоохранения ), в целом число людей , перенёсших острое кишечное заболевание, составляет 500 миллионов в год. Население экономически развитых стран страдает от периодических эпидемий. Это обстоятельство делает более понятным требования эпидемической безопасности, представляемые к питьевой воде.

Эти данные явились основанием для разработки специальных мер по ограничению возможностей попадания в воду различных загрязнителей. Они включают и очистку сточных вод на отдельных предприятиях, и городские очистные сооружения, и соблюдение регламентов отдалённости мест водозабора, и организацию санитарной охраны водоисточников, и другие меры.²

Вода и неинфекционные заболевания

Водопотребление

и истощение водных ресурсов на планете

Футурологи считают, что будущие войны могут возникнуть в результате борьбы за пресную воду. В настоящее время четверть населения Земли постоянно испытывает недостаток в питьевой воде. Ресурсы пресных вод на планете формируются в процессе глобального круговорота воды, который является опреснителем вод и способствует их непрерывному возобновлению. При кажущемся обилии воды на Земле, пресная вода составляет всего 3% от общих запасов, причём ¾ пресной воды составляют льды Арктики и Антарктиды. Пятую часть составляют подземные воды, Лишь 1% циркулирует в реках и озёрах.

Общее потребление пресных вод из года в год возрастает во всех регионах мира. Если в начале нашего столетия человечество потребляло 400 км³ воды в год, то ныне нам ежегодно необходимо уже 4000 км³, то есть около 10% объёма мирового речного стока. Полный годовой сток рек на нашей планете – 37 тысяч км³. Почти под каждой рекой течёт подземная река, и подземный годовой сток составляет 13 тысяч км³. Обеспеченность пресной водой разных стран неодинакова. Наиболее богаты пресной водой Бразилия ( 5668 км³ в год ) и Канада ( 9740 км³ в год ). В нашей стране годовой сток рек составляет 4384 км³ в год. Многие страны испытывают недостаток в пресной воде и импортируют её . Вода транспортируется на десятки и стони километров по трубопроводам, перевозится судами, автомашинами и даже самолётами. Привозную воду используют жители Алжира, Голландии, Гонконга, Сингапура. По данным Всемирной организации здравоохранения, примерно 1,2 миллиарда человек страдают от нехватки чистой питьевой воды.

В сельском хозяйстве вода используется в огромных количествах: 70% от всего водопотребления. Для основных сельскохозяйственных культур установлены следующие нормы орошения ( к кубических метрах на 1 гектар ) : зерновые – 1500-3500, многолетние травы – 2000-8000, хлопчатник – 5000-8000, рис – 8000-15000.

В коммунальном хозяйстве вода используется для бытовых нужд населения, на работу предприятий бытового обслуживания, мытьё улиц и поливку зелёных насаждений, на противопожарные меры. Это составляет примерно 15% от расхода воды в промышленности. Считается, что в благоустроенном городе на личные нужды каждый житель расходует 200-300 литров воды в сутки. На одного жителя Москвы приходится свыше 400 литров воды в сутки, на одного жителя Санкт-Петербурга – более 300 литров. В Лондоне – 170 литров воды в сутки, в Париже – 160 литров воды в сутки, в Брюсселе 85 литров.

Объёмы потребления воды в промышленности весьма различаются по отраслям. Так, на производство 1 тонны хлопчатобумажных тканей расходуется 250м³ воды, а для выпуска 1 тонны синтетического волокна 2500-5000 м³ воды. Очень много воды расходуется на производство цветных металлов: выплавка 1 тонны никеля требует 4000м³ воды. Наибольшее количество расходуется в промышленности США – 260 км³ в год, что составляет почти треть суммарного мирового расходования. По прогнозу учёных, водозабор в странах Азии, Африки , Латинской Америки возрастает в 3-5 раз, а в экономически развитых странах – лишь на 10-25%, поскольку их водные ресурсы истощены как количественно, так и качественно.

В результате интенсивной эксплуатации водоносных горизонтов – земная поверхность опускается. Этому способствует не только выкачка воды, но и то, что город своей огромной тяжестью зданий, сооружений – давит на занимаемую территорию.

На территории Ивановской области кроме основной водной магистрали, а именно реки Волги, протекает 1775 рек и ручьев, включая 160 рек, имеющих длину свыше 10 км. Таким образом, основными водотоками Ивановской области являются малые реки. Среднегодовой сток всех рек (95% обеспеченности) оценивается в 2,5 км3. В 1997 году учтенными водопользователями из всех источников водоснабжения было забрано около 0,36 км3, а забор из поверхностных источников составил 0,28км3. Таким образом, усредненная нагрузка, связанная с забором воды из водотоков относительно среднемноголетнего речного стока, по Ивановской области не превышает 12% и практически не выходит за рамки «беспокоящего воздействия» рек и их живого населения. Исключение составляет река Уводь (основной источник водоснабжения областного центра –г.Иванова), из которой забор воды достигает 50% среднемноголетнего стока.

Качество воды в естественных водотоках Ивановской области определяется множеством факторов, основными их которых являются следующие: характер и свойства ложа дна, а также особенности поверхностного стока; состав и свойства атмосферных осадков, плотность выпадения их, объем дождевого и паводкового стоков; сточные воды хозяйственной деятельности (промышленные, сельскохозяйственные и коммунально-бытовые). Пресные подземные воды с минерализацией до 1 гл распространены на территории до глубин 20-200м, обычно 100-1 50м. Важнейшими эксплуатируемыми водоносными комплексами являются юрско-четвертичный, первый от поверхности, а также татарско-ветлужский и ассельско- клязьменский³.

3. Результаты практических исследований

3.1. «Результат гидрологического исследования родников»

1. Описание географического положения родников

Исследования были проведены на пяти родниках. Четыре родника в г.Иванове и ивановском районе, один родник в п.Палех.

2.Характеристика гидрологических показателей

3.Определение гидрофизических параметров воды в родниках

Как видно из таблицы, вода в родниках прозрачная, Рн в пределах нормы, запах не определен в роднике возле НИИ, естественный травянистый запах ощутим при легком нагревании в родниках с.Богородское, д.Ясюниха и в п.Палех, что можно объяснить отмиранием водных растений, окружающих родник. Все родники открытые. Щит используется только на роднике в д.Ясюниха, но он неплотно прилегает к краям кольца, его края разрушены.

Как видно из диаграммы, Рн всех родников соответствует норме (7-8), в п.Палех показатели Рн на границе ПДК.

Количество хлоридов определялось в лаборатории

промышленной экологии ИПТУ

C=

Как видно из диаграммы, количество хлоридов в воде родников соответствует норме ( до 45мг/л). Приближены к ПДК показатели в воде родника в Ясюнихе. По всей вероятности это связано со стоками, т.к. родник находится под горой неподалеку от аэродрома. Так же это может объясняться стоками со свалок твердых бытовых отходов, которых много в окрестностях родника.

4.Характеристика растительности в районах изученных родников.

Как видно из диаграммы, в районах родников преобладает сорная растительность. Всего было обнаружено 79 видов, относящихся к 32 семействам. Самым заросшим является родник в д.Ясюниха и с.Богородском. Необходимо провести очистку родников от сорной растительности. Наиболее благополучен родник вблизи НИИ. Он находится на открытой местности под холмом на берегу р.Талка и вокруг родника встречается злаковое разнотравье и луговая растительность. На ул.Смирнова родник находится по горкой и сильно затенен. Преобладает сорная растительность, сильно разрослись заросли ивы козьей, крапивы, мать и мачехи, гравилат водный, осоки, камыш и рогоз. Берега реки Уводь вблизи родника сильно заболочены.

3.2. «Оценка экологического состояния родников»

При оценке экологического состояния родников был применен метод биоиндикации при помощи семян кресс – салата.

Влияние качества воды на проращивание семян кресс-салата.

В тарелки была положена вата, купленная в аптеке. Вата смачивалась водой из родников и на одной тарелке вода была дистиллированная, как контрольная проба. В каждую тарелку были посажены по 100 семян кресс-салата. Далее велись записи каждые сутки в одно и то же время.

Интенсивность роста семян

Как видно из диаграммы, хуже всех проросли семена кресс-салата в воде с родника в Ясюнихе. Больше всех из образцов семян проросло в контрольной пробе и в воде с родника в с. Богородское. Если сравнивать величину прорастания семян, то меньше всех ростки тоже в воде с родника в Ясюнихе (4,8см.), а наиболее сильные ростки в воде с родника НИИ (5,7см.).

Нии - 5,7 см. Богородское - 5см. Ясюниха - 4,8 см. Смирнова - 5,5 см.

Палех - 4,9 см. Контроль – 5,2см.

4. Выводы

1. В результате практических исследований было обследовано 5 родников на территории Ивановского района и один родник на территории Палеха.

2. Были определены гидрологические показатели родников: дебит, глубина, расстояние до реки.

3. Изучены гидрофизические параметры воды: мутность, цветность, запах, Рн. Вода в родниках прозрачная, Рн в пределах нормы, запах не определен в роднике возле НИИ, естественный травянистый запах ощутим при легком нагревании в родниках с.Богородское, д.Ясюниха и в п.Палех, что можно объяснить отмиранием водных растений, окружающих родник. Все родники открытые. Щит используется только на роднике в д.Ясюниха, но он неплотно прилегает к краям кольца, его края разрушены.

4. В лаборатории на кафедре промышленной экологии ИПУ было определено количество хлоридов в воде родников. Количество хлоридов в воде родников соответствует норме ( до 45мг/л). Приближены к ПДК показатели в воде родника в Ясюнихе. По всей вероятности это связано со стоками, т.к. родник находится под горой неподалеку от аэродрома. Так же это может объясняться стоками со свалок твердых бытовых отходов, которых много в окрестностях родника.

5. Сделаны почвенные разрезы близи каждого родника.

6. В результате опыта сделана оценка экологического состояния родниковой воды методом биоиндикации. Результаты опыта подтвердили полученные ранее результаты об экологическом состоянии родников.

Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее благополучными можно назвать родники возле НИИ и в с.Богородское, наименее благополучными родники в Ясюнихе и на ул.Смирнова. Если учесть, что воду из этих родников используют многие жители г.Иванова, то можно рекомендовать не употреблять воду из родника на ул.Смирнова и д.Ясюниха или подвергать эту воду кипячению.

1. Рекомендации по итогам исследования родников

1.Весной необходимо вырубить сушняк у родников на ул.Смирнова и в Ясюнихе, убрать локальные загрязнения.

2.Проводить работу с жителями микрорайонов, где расположены родники, направленную на формирование экологической культуры.

3.Расклеить экологические листовки, что бы решить основные экологические проблемы: мытье машин на берегу рек, свалки мусора, стирка на берегу реки напольных покрытий моющими средствами. Это позволит улучшить экологическое состояние рек Талка и Уводь в черте города, соответственно и родников на их берегах.

4.Провести благоустройство самих родников, обновить или отремонтировать кольца. Почистить дно родников там, где установлены для сбора воды кольца. Данные работы мы можем частично выполнить во время работы летнего профильного лагеря в июне месяце. К данной работе мы планируем подключить родителей и заинтересованных ребят.

Мудрая природа создала на нашей планете немало уникальных природных объектов и систем, которые так необходимы для сохранения всего живого вокруг нас и нас самих. В преддверии года экологии это наиболее актуально. Сохранение источников подземных вод – родников от истощения и загрязнения – приоритетная задача в области государственной политики по охране компонентов сред обитания. Родники – источники пресных вод, носители геологической и культурной информации о населении определенной местности.

1. Список литературы и источников.

1. Е.Ю. Колбовский. Изучаем природу в городе, - Ярославль: «Академия развития», 2006.

2. Марков Д.С., Яковенко Н.В., Шилов М.П., «Озерно-болотные ландшафты Ивановской области», Шуя, 2014г.

3. Н.М.Мамедов. Экология, - М.: «Школа-Пресс», 2001.

4. И.Н. Пономарева. Экология, - М.: «Вентана-Граф», 2004.

5. А.Н.Гусейнов, В.П.Александрова «Изучение водных экосистем в урбанизированной среде», М. «Вако», 2015г.

6. А.А. Плешаков «Атлас – определитель», Москва, Просвещение, 2005г.

7. В.И. Сивоглазов «Растения водоема», Дрофа, Москва – 2005г.

8. Историко-географический атлас Ивановской области. ООО ИИТ «А-Гриф», Иваново, 2007, 54 с.

9. Сборник законов Российской Федерации. С изменениями и дополнениями на 1 января 2000 года. М., ООО «Фирма издательство АСТ», 2000, 560 с.

10. А.Л.Яншин «Уроки экологических просчетов», «Мысль», 2014, 163

Источники:

1.  

   1. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Ивановской области в 2015г.

2.Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Буймовой Светланы Александровны «Оценка качества родниковых вод ивановской области и их влияние на здоровье населения»

1. Приложения

1.  

   1. Приложение №1

Описание растительности вблизи родников.

1.  

   1. Фотоприложение

1^ «Энциклопедия по экологии» «Веста», 2010, 348

2^А.Л. Яншин «Уроки экологических просчетов», «Мысль», 2014, 163

3^ Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Ивановской области в 2015г.

27