V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Оценка экологического состояния озер около города Заволжье

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Хрипунова Е.А. 1

---

1МБОУ "СШ № 19 с УИОП"

Хрипунова Т.В. 1

---

1ЬБОУ "СШ № 19 с УИОП"

Работа в формате PDF

352.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Аннотация работы

В данной работе представлена информация, собранная в течение двух лет по озерам района с помощью органолептических, физико-химических показателей, а также с помощью биоиндикации. Важность озер в экосистеме планеты трудно переоценить, они являются органическим элементом всего природного механизма. Поэтому нам стало интересно изучить данные водные объекты, которые находятся поблизости от города Заволжье.

Объекты исследования: озеро Долгое, Михалёво, озеро Змейки, озеро на карьерах (Моржовка), озеро Черемисское (Шеляуховское).

Предмет исследования: комплексная оценка экологического состояния воды в озерах, расположенных рядом с городом Заволжье. Гипотеза: в последнее время вода в озерах стала не очень хорошего качества, пропадают растения, предпочитающие чистые воды, а причиной этого может быть антропогенное воздействие человека. Цель: изучение экологического состояния озер, находящихся в пригороде города Заволжье. Задачи: познакомиться с историческими сведениями об этих озерах; изучить качество воды в них с помощью разных методик; провести массово-разъяснительную работу с учащимися школы про пропаганде бережного отношения к озёрам. Методы, использованные при проведении исследования: методы эмпирического исследования, теоретического познания; общелогические методы. Сроки выполнения работы: июнь 2016 года – ноябрь 2017 года. Новизна в работе: в ходе проведения работы удалось лучше разобраться с вопросами гидропользования района, для информирования населения по вопросам экологической ситуации в нашем регионе. Полученные материалы можно использовать в работе с местным населением, школьниками по пропаганде природоохранных и экологических знаний.

Глава 1. Введение. Обзор литературы по теме исследования

Для того чтобы оценить экологическое состояние озер около города Заволжья мы познакомились с их физико-географическим положением, гидрологией, историей этих озер, особенностями использования. Озеро Михалёво расположено в северной части Балахнинского района Нижегородской области, южнее г. Заволжья. Территория озера граничит: с севера – с р. Волга, с северо-запада, запада – с Городецким районом, предприятием ОАО «ЗМЗ», с юга расположен лесной массив Шеляуховского сельсовета, с востока - с р. Волга. Архивные данные о наших местах практически не содержат никакой информации. Существует только художественное описание этих мест в литературе, в книге Мельникова-Печерского «В лесах». В России есть несколько озер имеющих название Михалевское. Названия «михалевское» исторически складывались от присутствия на той или иной территории марийцев, от имени Михальц. Во времена строительства ГЭС деревня Михалево была переселена, а на ее месте в результате строительных работ образовался котлован, который во время весеннего половодья заполнился водой и стал озером. С этого места были намыты плотины ГЭС, а озеро окрестили уже в честь деревни. В настоящее время является резервным водозаборным озером для ОАО «Заволжский моторный завод» и основным местом отдыха и купания заволжан. Географические, климатические, биологические и гидрологические особенности озера были взяты с сайта http://www.balakhna.nn.ru/?id=7930. 1.2. Озеро Долгое - озеро-старица реки Волга, в центре садового товарищества. Все остальные характеристики по климатическим, геологическим показателям, состоянию флоры и фауны будут такими же, как и у о. Михалево, т.к. они находятся недалеко друг от друга. 1.3.Озеро Змейки и озеро на карьерах имеют одинаковую историю образования результат проведения работ по добыче торфа. После окончания работ, образовавшиеся котловины заполнились водой. Сейчас озера используются как противопожарные водоёмы и являются местом отдыха местного населения. Климатические и другие показатели также сходны с озером Михалево. 1.4. Озеро Черемисское (Шеляуховское)¹- находится рядом с озером Долгое. Недалеко от озера - садовое товарищество, трасса Н. Новгород-Иваново. Название озера связано с марийским происхождением, т.к. первоначальное население здесь были марийцы, которых раньше называли черемисы². Это длинное и огромное озеро, старица древней реки. Из литературных источников³ нам удалось выяснить, что озера Долгое, Михалево, Черемисское, которые расположены в междуречье рек Ока и Волга, могут быть руслом какой-то древней реки. Это подтверждает происхождение озер как стариц, - они узкие и длинные, имеют характерный изгиб. Географическое положение и площадь озер около города Заволжье представлено в таблице 1.

Таблица 1. Географическое положение и площадь исследуемых озер.

Таким образом, нам удалось собрать небольшие сведения об исследуемых озерах, определить их географическое положение, площадь, климатические, биологические показатели, познакомиться с проблемами озера Михалево.

Глава 2. Организации и методики исследования

Во время проведения исследования нами были использованы следующие методики: метод подводной пробы на определение бактериальной загрязненности естественных вод (практикум по экологии и охране окр. среды. А.И. Федорова, А.Н. Никольская); методические рекомендации по проведению экологического практикума (Н.А. Пугал, В.Е. Евстигнеев) для определения мутности, цветности, прозрачности, вкуса и запаха воды в озерах; сравнительная комплексная характеристика малых рек и ручьев «Экосистема» 1999 (методики А.С. Боголюбова, Д.Н. Засько); методы биотестирования качества природных вод с помощью элодеи и кресс-салата (А.И. Федорова, А.Н. Никольская); методики из книги «Изучаем экологию города» Александровой В.П. – описание озер, составление паспорта озера; авторские методики (социологический опрос учащихся, определение воздействия чистящих и моющих средств на рост растения); методики по определению сапробности озер. Для быстрого и точного определения степени загрязнения воды мы использовали метод Вудивисса в сочетании с методом Пантле-Букка для определения сапробности озер.

Глава 3. Результаты и выводы по работе

Для оценки экологического состояния воды в озерах около г. Заволжье мы провели работу по определению морфометрических, биоиндикационных и физико-химических показателей этих озер.

3.1.Морфометрические показатели исследуемых озер

Озеро Долгое: ширина - 500 м, длина -7000 м, почва – глиняная, песчано-глинистая. Озеро Михалево: ширина-500 м, длина-6000 м, почва - песчаная, глиняная. Озеро Змейки: ширина – 250 м, длина -550 м, почва - песчаная. Озеро на карьерах Моржовка: ширина-350 м, длина-1500 м, почва –песчаная, песчано-глинистая. Озеро Черемисское (Шеляуховское): ширина- 400 м, длина-6000 м, почва – песчаная, песчано-глинистая.

3.2. Биоиндикация воды озер с помощью элодеи канадской

Вода из 4 озер в 2016 году была взята на биоиндикационные пробы для определения степени загрязнения воды в них. Для этого было приготовлено по 3 пробы из каждого озера, а также контрольный образец – водопроводная отстоянная вода. В каждую пробу были помещены примерно одинаковые образцы растения элодеи канадской (по 10 см). Рис. 1. Прирост элодеи в воде исследуемых озер. Прирост элодеи больше всего дала вода водопроводная и вода из озера на карьерах. Дно на этом озере торфянистое, в воде может находиться много гуминовых кислот дающих питание растению. Дно на озере Долгое имеет много органических остатков и ила, что так же повышает содержание органических веществ. На озере Змейки дно песчаное и песчано-глинистое, по этому, в воде мы практически не обнаружили органических остатков, которые могут служить питанием для растений.

Определение влияния моющих и чистящих средств на рост растений

В течение двух лет, бывая на озере Долгом, мы замечаем, что вода в нем стала намного грязнее, чем несколько лет назад. Мы попробовали проанализировать причину такого изменения состава вод и предположили, что к этому могла привести деятельность человека на берегах озера. В течение последних нескольких лет на берегах озера в центре садового товарищества было построено много бань, люди активно занимаются сельскохозяйственными работами. В результате такой деятельности в озера идет много загрязненных сточных вод, т.к. никаких очистных сооружений у садоводов не имеется. В банях и при выполнении сельскохозяйственных работ очень часто используют различные моющие средства. Для проведения модельного эксперимента по определению воздействия моющих и чистящих средств на рост растений мы взяли комнатное растение каланхоэ и поместили его в растворы со средствами: жидкое мыло «Смешарики», гель для душа «Senses», моющее средство для посуды «Sorti». В течение нескольких дней проводили наблюдения за растениями. Концентрация моющих средств была следующая: на 250 мл воды добавлялось по 15 мл моющих и чистящих средств (̴̴ 5.5 %-ный раствор). Среда раствора стала щелочной, в водопроводной воде среда была нейтральная. Результаты эксперимента представлены в таблице 2.

Таблица 2. Влияние моющих и чистящих средств на рост растения каланхоэ.

Хуже всего растения развивались в растворе жидкого мыла, лучше всего в водопроводной воде. В растворе геля для душа «Senses» и моющего средства «Sorti» есть опасные для развития растений вещества, но в меньшей степени, чем в жидком мыле «Смешарики» . Следовательно, в состав чистящих и моющих средств входят вещества угнетающие растения. Этим можно объяснить ухудшение качества воды в озере Долгое и исчезновение растительности, которые предпочитают чистые водоемы. Вокруг озера Долгое мы насчитали около 80 садовых участков, на которых есть бани. В банях используются моющие и чистящие средства, которые со стоками попадают в грунтовые воды, а затем в озеро, вызывая ее загрязнение. Теперь уже не встретишь на поверхности водоема белых кувшинок, которые в большом количестве росли на озере буквально 2-3 года назад. Другие озера находятся на большем удалении от садовых участков и частного сектора, поэтому вода в этих озерах более чистая и меньше подвержена антропогенному загрязнению, что подтверждает результаты по органолептическим свойствам и химическому составу воды в исследуемых водоемах. 3.4.Биоиндикация воды из озер с помощью проростков кресс-салата

Для определения качества воды в озерах мы использовали метод прорастания кресс-салата. В почвы были высажены семена кресс-салата, которые поливались водой из озер в равных количествах. Проростки находились в равных условиях по поливу, освещенности и температуре. Для контроля была использована водопроводная вода. Предварительно семена были проверены на всхожесть. Из 10 семян взошло 9 (всхожесть 90%). В каждый образец почвы было посажено по 40 семян кресс-салата. Лучше всего росли семена кресс-салата в почве, которая поливалась водой из о. Долгое и о. Михалево. В остальных образцах всхожесть составила примерно 50%. Далее был проведен расчет общей высоты проростков в каждом образце и определение средней высоты проростка. рис. 2. Всхожесть семян кресс-салата.

Рис. 2-3. Общая и средняя высота проростков кресс-салата в разных пробах.

Общая высота всех проростков оказалась больше всего в образце, поливаемой водой из о. Долгое, Змейки и Черемисское. Наименьшая высота - в образцах о. Михалево и на водопроводной воде. Максимальная высота проростков оказалась в образце из о. Долгое. Меньший прирост оказался в образцах из о. Змейки, Михалево и на карьерах. Наименьшая средняя высота оказалась в образце с водопроводной водой. Самые первые проростки появились в образце почвы поливаемые водой из о. Долгое, последние - в водопроводной воде. Лучше всего семена развивались в образцах почвы, поливаемые водой из о. Долгое и Михалево. Самый высокий рост семян показал образец, поливаемые водой из озера Долгое, меньше всего-в водопроводной воде. В воде из о. Долгое было достаточно питательных веществ для роста растений (органических веществ). В водопроводной воде таких веществ нет. Во время взятия проб воды было видно, что вода в о. Долгое мутная, в ней находятся взвешенные частицы. Такого явления наблюдалось меньше на других исследуемых озерах.

1. Сапробность озер. По результатам исследования сапробности озер оказалось, что самым загрязненным является о. Долгое. Самым чистым озером является о. Змейки. По сравнению с прошлым годом на берегах озера стало больше мусора, в воде уже находятся различные отходы от человеческой деятельности. Поэтому экологическое состояние озера будет ухудшаться, если люди будут продолжать безответственно относиться к нему (табл. 3).

Таблица 3. Показатель БПИ (биотического индекса) воды в озерах.

Больше всего разных водных организмов было обнаружено в воде о. Черемисское, на карьерах, Долгое, Михалево, меньше всего - в воде из о. Змейки. Был установлен таксономический состав и обилие микроорганизмов в пробах воды из озер (табл. 4). Самыми распространенными обитателями были разные виды простейших - эвглены, криптомонас, инфузории, амебы, коловратки, были обнаружены организмы зоопланктона, относящиеся к малощетинковым червям – красные личинки комаров-звонцов, водяной ослик, бокоплавы, личинки плавунчика, иногда попадался водяной клещ, вислокрылки, личинки поденок, попадались полупрозрачные водяные змейки, дафнии, личинки стрекоз. Частоту встречаемости (h) определяли по 9-балльной 6-ступенчатой шкале со следующими обозначениями: 1 – очень редко, 2 – редко, 3 – нередко, 5 – часто, 7 – очень часто, 9 – масса. Вычисления производились по формуле S=Σ(sh) / Σ h, где s – сапробность каждого индикаторного вида, найденного в пробе, h – обилие этого вида, выраженное в баллах от 1 до 10. В результате получили индекс сапробности, который соотносили со школой оценки качества воды по системе сапробности. В основном в озерах мы нашли представителей β-сапробной зоны. Только в о. Шеляуховском было обнаружено огромное количество моллюсков. Ни в одном из оставшихся озер их обнаружено не было. Обнаруженные микроорганизмы-индикаторы альфа-мезасапробности, свидетельствует о наличии повышенной антропогенной нагрузки вблизи водоема. Особенно это касается о. Долгое, т.к. оно испытывает сейчас самую высокую антропогенную нагрузку со стороны человека. Найденные показатели сапробности говорят о том, что вода в озерах относится к β-мезасапробной зоне. Ближе всего к олигосапробной зоне вода в о. Черемисском. Вода в остальных озерах чуть чище, чем в о. Долгое, но грязнее, чем в Черемисском.

Химический состав воды из озер

Для определения химического состава воды в озерах было проведено исследование с помощью микролаборатории. Результаты представлены в таблице 4. Таблица 4.