V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Биоиндикация загрязнения прудов с помощью ряски малой

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Хузиахметова М.А. 1

---

1МАОУ ДО "Детский технопарк "Кванториум"

Великанова Т.А. 1

---

1МАОУ ДО "Детский технопарк "Кванториум"

Работа в формате PDF

476.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Благодаря повседневному общению с водой, мы так привыкли к ней и к её разнообразным проявлениям в природе, что часто не замечаем её красоту, значимость, необычность. Часто слышим слова: «Там, где есть жизнь, всегда есть вода. Жизнь без воды невозможна». Но почему- то очень редко задумываемся о том, как мы сами поступаем с окружающей нас водой.

Качество природных вод определяет возможности их использования в народном хозяйстве и для нужд человека. Природные воды всегда содержат примеси органического и минерального происхождения, но природа сама способна восстановиться. Человек же, не смотря в будущее, с каждым годом усиливает своё влияние на окружающую среду, не давая себе отчёт о содеянном [3].

Мы решили изучить экологическое состояние прудов в различных местах Вологодской области. Ведь воду из данных водоемов человек использует для полива урожая, который потом будет употреблять в пищу.

Хотя пруды – это только лишь маленький капилляр в могучей кровеносной системе огромного организма Земли, но и от него может зависеть самочувствие всего живого.

Актуальность темы работы связана с возрастающим вниманием к проблемам загрязнения водоёмов. Познавательная ценность данной темы исследовательской работы заключается в том, что, изучая экологическое состояние малых водоемов, тревожа общественное мнение, мы надеялись внести свой вклад в будущее. Показать в каком состоянии находятся водоёмы в нашей местности.

Цель работы: определить загрязнение водоемов с помощью ряски малой.

Задачи:

1. Определение мест исследования;
2. Подсчитать общее число щитков (материнские + дочерние) в пробе;
3. Подсчитать количество поврежденных щитков;
4. Определить класс качества воды по щиткам ряски малой.

Объект исследования: ряска малая;

Предмет исследования: экологическое состояние прудов.

Глава 1. Обзор литературы

Представители семейства рясковых являются самыми маленькими цветковыми растениями. Они представляют собой изолированную группу однодольных растений. В силу своих маленьких размеров они подчас остаются неуловимыми для простого наблюдения. Размер растений не превышает 1 см [2].

Семейство Рясковые по строению листецов, положению соцветий и наличию или отсутствию покрывала при них разделяется на 2 подсемейства: Собственно, рясковые, наиболее примитивные, и Вольфиевые, более продвинутые [5].

Подсемейство рясковые характеризуется: наличием одного корня или пучка из нескольких корней, двумя боковыми кармашками на листеце, одиночным соцветием, заключенным в пленчатое покрывало, состоящим из двух мужских и одного женского цветка. Представители подсемейства вольфиевых имеют свои особенности: не имеют корней, снабжены одним базальным кармашком, одной, реже двумя цветковыми ямками на дорсальной поверхности, расположенными вправо и влево от средней линии листеца, соцветие одно, реже 2, состоящее из одного женского и одного мужского цветка, лишенного пленчатого покрывала.

В подсемействе рясковых 2 рода: ряска – 9 или более почти космополитных видов и многокоренник – 4 вида, широко распространенных в умеренном и тропическом поясах обоих полушарий.

Ряска малая - растение, плавающее на воде. Размер листецов 2-4 мм. Число жилок - 3. Листецы плоские, образуют группы из 3 - 6 растений (рис. 1.). Встречается в стоячих водах [8].

Рис.1. А — общий вид; Б — группа листецов (один материнский и два дочерних)

Oчистка технических вод с помощью рясковых. В природе рясковые особенно хорошо растут в эвтрофных, т.е. обогащенных питательными веществами (нитраты, аммиак, фосфаты), водоемах. Опыты показали, что эти растения устойчивы к очень высоким концентрациям этих веществ - таким, которые наблюдаются в водоемах, куда поступают отработанные коммунальные, сельскохозяйственные и промышленные воды. Благодаря быстрому росту рясковые поглощают огромное количество таких веществ, тем самым очищая воду. Эти свойства рясковых позволили их использовать для очистки технической воды. Созданные рядом фирм США и Германии на основе рясок технические установки по очистке воды представляют собой несколько ванн с поверхностью около 200 м² с очищаемой водой и рясковыми, агрегаты по сбору и транспортировке растений, устройства по их сушке, ферментации, накопитель метана, генератор и др. Если поступающая в установку вода содержит 40-60 мг/л взвешенных частиц и 3-5 мг/л фосфора, то после очистки в ней остается этих веществ 3,1 и 0,2 мг/л соответственно. Кроме того, в таких сооружениях существенно подавляется рост водорослей, поскольку листецы рясковых поглощают солнечный свет уже на водной поверхности, ограничивая его доступ в нижележащие слои. Одна такая установка способна обеспечить очистку коммунальных вод для поселка с населением около 100 человек [6].

Глава 2. Материал и методы исследования

Обследование водоемов проводились с 23 по 25 июля на территории Грязовецкого района (в дачной части города у РЭС и в деревне Анопино 12,1 км от г. Грязовца).

Выбор места сбора материала обусловлен наличием хозяйственной деятельности людей, наличием водоемов с представителями семейства рясковые и возможностью осуществлять взятие проб на протяжении нескольких дней.

В исследуемых прудах Грязовецкого района нами был встречен только один вид семейства рясковые – ряска малая.

Его мы выбрали в качестве тест – объекта. В отличие от остальных представителей семейства она неприхотлива в содержании, имеет достаточную площадь листеца по сравнению с другими видами, обладает повышенной чувствительностью к загрязнению воды, и на каждый загрязнитель проявляется специфическая реакция.

Материалы и оборудование:

-чистые пластиковые контейнеры;

-пинцет для отлова ряски;

-шумовка или сачок;

-дистиллированная вода для контрольного варианта.

Ход работы

1. Наметить точки отбора проб (по карте или в ходе визуального осмотра водоёма), причём, чем сильнее загрязнение, тем ближе точки должны быть расположены.

2. Провести сбор материала с помощью ведра с поверхности воды площадью примерно 0,5 м². Растения ряски переносятся затем с помощью шумовки в чистые пластиковые контейнеры с водой из водоёма.

3. Разобрать пробу, провели подсчет данных: 1) сумма всех материнских и дочерних щитков вида (прил. рис. 6), 2) количество повреждённых и неповреждённых хлорозом или некрозом щитков (прил. рис. 7), которые заносятся в таблицу 1[1].

Таблица 1.

Данные разбора пробы ряски для точки №…

Примечание: одно растение – материнский щиток (с детками при их наличии); *-сумма всех материнских и дочерних щитков вида; **повреждение-хлороз или некроз без количества и размера пятен; ***-доля рассчитывается как отношение поврежденных щитков к общему их числу и умножается на 100.

4. Определить качество воды по таблице 2 [1].

Таблица 2.

Определение класса качества воды по щиткам ряски

Примечание:1-очень чистая вода; 2-чистая; 3-умеренно загрязненная; 4-загрязненная; 5-грязная; «-» -встречаемость комбинации исключается.

Глава 3. Характеристика района исследования

Грязовецкий район Вологодской области расположен на стыке трех областей; район граничит с Вологодским, Междуреченским, Бабушкинским и Тотемским районами Вологодской области, Первомайским и Любимским районами Ярославской области; Буйским и Солигаличским районами Костромской области. Имеет вытянутую с запада на восток конфигурацию, протяженностью в широтном направлении 150 км, в меридиальном - 70 км. Общая площадь территории составляет 502,9 тыс. га.

На территории района наиболее крупными водоемами являются:

- озеро Никольское, мелководное, с площадью зеркала 11 тыс. кв. м.;

- реки - Лежа, Обнора, Комела, Монза, Соть, Сеньга - мелководные, шириной 10-25 м. В общей сложности по территории района протекают 56 рек и речушек.

Почвы Грязовецкого района преимущественно глинистые, тяжелые - суглинки и подзолистые, в районах низин различные варианты болотных и заболоченных почв.

Район расположен в зоне тайги в южной подзоне, коренным типом леса которой является смешанный хвойно-лиственный. Основные породы деревьев: сосна, ель, береза, ольха, осина. В подлесье - различные виды ив, иногда липа, клен. Лес - основное природное богатство района. Лесные площади занимают 372,3 тыс. га - 74 % территории района, из них 193,3 тыс. га - земли лесного фонда. Леса Грязовецкого района отнесены ко второй группе, имеющей защитное и ограниченное эксплуатационное значение.

На территории района произрастает большое количество диких лекарственных и технических растений, имеются редкие виды.

Климат - умеренно-континентальный со сравнительно теплым коротким летом и длительной холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Самый теплый месяц года - июль, средняя температура воздуха + 17,3°С; самый холодный - январь, средняя температура -11,9°С. Годовая сумма осадков - 540 мм. Средняя высота снежного покрова 40-50 см, максимальная - 100-110 см. Снежный покров устанавливается во второй половине ноября, сходит в апреле.

Ветровой режим формируется под воздействием сезонного режима циклонов и антициклонов, образующихся над Северной Атлантикой и Европой. В течение всего года преобладает западный ветер, с переходом зимой на южный, летом - на северный [4].

Экологическая обстановка на территории района оценивается как стабильно-удовлетворительная с тенденцией к некоторому улучшению. В районе зарегистрировано 35 предприятий, имеющих стационарные источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, из которых 22 (63%) имеют проекты нормативов выбросов. От общего количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, 95 % приходится на газообразные и жидкие вещества и 5 % на твердые. По состоянию на 1 января 2014 года в районе зарегистрировано 10 предприятий-водопользователей, все имеют оформленные в установленном порядке лицензии на водопользование или решения о предоставлении водного объекта в пользование. [7]

Глава 4. Результаты исследования

В начале мы выбрали водные объекты для анализа. 3 пруда на территории Грязовецкого района. Один в г. Грязовце и два в д. Анопино (прил. рис. 3).

Выбор объектов обусловлен хозяйственной деятельностью людей, а именно на этих территориях находятся огороды.

Визуально можно сказать, что участок в деревне Анопино был чище, чем в городе (прил. рис. 4,5). Поэтому исследование водоемов проводилось через 2-3 метра. А на территории города через каждые 0,5 м.

В деревне и в городе нами были взяты по 6 проб объектов исследования. Данные разбора проб ряски в д. Анопино занесены в таблицу 3, по городу Грязовцу в таблицу 4.

Таблица 3.

Данные разбора пробы ряски для д. Анопино

Таблица 4.

Данные разбора пробы ряски для г. Грязовца

При оценке доли поврежденных щитков (прил. рис. 7) мы выяснили, что в городе он выше (рис.2). Высчитав отношение числа щитков к числу особей в пробе в д. Анопино получили 2,22 и проверив по таблице 2, выявили что вода умеренно-загрязненная. В городе Грязовце отношение составило 2,4 и вода соответствует уровню – умеренно-загрязненная. В целом результаты хорошие и воду из прудов можно считать пригодной для полива растений.

Экз.

Рис. 2. Соотношение щитков без повреждения и с повреждением

Опросив жителей города, мы узнали, что прудом пользуются 16 семей. Помимо набора воды для полива огорода, они используют воду для мытья велосипедов, машин и садового оборудования (лопаты, грабли, лейки).

В деревне прудами пользуются 6 семей для тех же нужд что в городе. Так же в пруду ловят рыбу, и некоторые жители сказали, что в нем купаются.

Выводы

1. Нами были выбраны две точки сбора материала в Грязовецком районе: г. Грязовец и д. Анопино;
2. В деревне общее количество щитков в 6 пробах составило 1014 из них 462 материнских;
3. В городе в 6 пробах – 1456 щитков, 641 м 
4. Доля поврежденных щитков в д, Анопино составила 13,9%, а в г. Грязовце – 15,1%;
5. Вода прудов обеих исследуемых территории относятся к умеренно-загрязненной.

Библиографический список

1. Биомониторинг состояния окружающей среды: учебное пособие / Под. ред. проф. И.С. Белюченко, проф. Е.В. Федоненко, проф. А.В. Смагина. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – c. 153
2. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д., Биология. 2-ой том, М Мир, 1993. – с. 465
3. Кончина Т.А.Полевой практикум по экологии: Учебно-методическое пособие.- Арзамас:-АГПИ, 2007. – с. 52
4. Лаппо Г.М. Города России: энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. стр. 113
5. Новиков Ю.В, Ласточкина К.О. Методы исследования качества воды водоёмов. М.Медицина,1990. – с. 376
6. Об утверждении Положения о порядке проведения государственной экологической экспертизы. Постановление Правительства РФ от 11.06.99, 698. // СЗРФ. 1999, № 40. с. 4648.
7. Стратегия социально-экономического развития Грязовецкого муниципального района Вологодской области на период до 2020 года. 2015. – с. 160
8. Фомин СА «Государственная экологическая экспертиза». / В кн. Экологическое -право РФ. / Под ред. Ю.Е. Винокурова. - М.: Изд-во МНЭПУ, 1997. - с. 147

Приложение

Рис.3. Места сборов материала

Рис.4. Пруд г. Грязовец (фото автора)

Рис.5. Пруд д. Анопино (фото автора)

Рис. 6. Ряска с четырьмя листецами Рис. 7. Листец с повреждением (увеличение в 10 раз) (увеличение в 20 раз)