VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Комплексное исследование экосистемы озера Понамарёвское села Венгерово

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шодик К.Е. 1

---

1МКОУ Венгеровская средняя общеобразовательная школа №1, 9В

Лисина А.А. 1

---

1МКОУ Венгеровская средняя общеобразовательная школа №1

Работа в формате PDF

2.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Отдельно каждый из нас может сделать немного.

Вместе мы сможем спасти мир.

Дэнис Хейнес, основатель Дня Земли

Каждый человек с детства знает, что собой представляет вода. Но важность её мы, к сожалению, начинаем понимать, только когда испытываем жажду или когда у нас перекрывают водопровод. По аналогии с представлениями древних о строении Земли можно, пожалуй, сказать, что жизнь на нашей планете покоится на трех китах: Воде, Почве и Воздухе, - и если не будет хотя бы одного из них, то жизнь на Земле станет вряд ли возможна, как невозможно усидеть на стуле без одной ножки.

Повседневно используя воду, мы так привыкли к ней и считаем её настолько обыденным явлением, что слово «вода» стали употреблять как синоним неинтересного и давно известного. В действительности она удивительна и необыкновенна. Вода — это подлинное чудо природы.

В последние годы в мире был достигнут значительный прогресс в контроле над загрязнением воды, но тем не менее каждый год в реки и озёра сбрасывается до 62 000 млн. м сточных вод. А как же обстоят дела с поверхностными водоёмами села Венгерово? Для выяснения этого вопроса посетили береговую линию озера Понамаревское в нашем селе. Взяли пробу воды в июне и августе 2018 года и провели лабораторные работы на базе Венгеровской средней школы №1.

Цель: изучить водную экосистему озера Понамарёвское.

Задачи:

1) изучить литературные источники по данной теме;

2) провести анализ воды по показателю сапробности;

3) провести органолептический анализ проб воды из озера;

4) провести химический анализ проб воды из озера;

5) сравнить полученные результаты с данными ГОСТ;

6) оформить фотоотчет.

Методы, используемые в работе:

1. наблюдение;

2. эксперимент

3. анализ полученных результатов.

Практическая значимость моего исследования состоит в том, что оно:

1. призвано способствовать привитию любви к малой родине, ответственности за её будущее.

2. может быть использовано в интересах качества эффективности экологического воспитания молодёжи

Исследовательская работа состоит из двух глав. В первой главе собран теоретический материал. А во второй главе представлены результаты исследования и наблюдения.

Глава 1

1.1.Вода как среда обитания

В процессе исторического развития живые организмы освоили четыре среды обитания. Первая – вода. В воде жизнь зародилась и развивалась многие миллионы лет. В водной среде обитает около 150 000 видов животных и 10 000 растений, что составляет всего 7 и 8 % от общего числа видов Земли.

Важная роль в формировании химического состава воды озер принадлежит биогенным процессам. Живые организмы извлекают соли из воды даже при очень малых его концентрациях или осаждают такие элементы, как Са2+, в виде карбонатов путем изменения физико-химических свойств самой озерной воды. Интенсивнее всего биологические процессы осуществляются в "малых озерах". В таких водоемах, хорошо прогреваемых и аэрируемых, наиболее активны биохимические процессы, обусловленные живыми организмами. Основная часть приноса биогенных веществ в водоемы связана с круговоротом углерода и серы. результате биологического круговорота в водоемах присутствуют различные.

Обычно наиболее глубокие участки котловины составляют лишь малую часть общей площади озера. Более точное представление о глубине озера дает цифра средней его глубины. Котловину озера принято разделять на прибрежное мелководье, область глубин и переходную между первыми двумя. Нижнюю границу прибрежного мелководья определяет предел распространения зеленых водных растений. Это - освещенная зона. В области глубин света для фотосинтеза уже недостаточно и зеленые растения отсутствуют. Переходная зона не во всех озерах выражена достаточно ясно. Тут, в определенном удалении от берега, ветровое волнение воды уже не достигает дна, поэтому в данной зоне накапливаются различные органические остатки, в частности мертвые раковины моллюсков, пустые чехлики ручейников, обломки стеблей тростника, камыша и других растений.

Зимой запасы кислорода в озере уменьшаются незначительно, так как активность бактерий и дыхание животных при низкой температуре невелики, а в воде при этом растворяется больше кислорода. Вот почему в водоемах с замедленным стоком зимняя стратификация выражена не так четко. Если же лед покрыт снегом, в результате чего прекращается фотосинтез, запасы кислорода в озере истощаются и происходит зимний «замор» рыбы. Весной лед тает, верхний слой воды нагревается, становится тяжелее и опускается вниз. Когда температура воды достигнет 4 °C, происходит весеннее ее перемешивание - озеро снова насыщается кислородом до самого дна.

Озера отличаются зональным расположением зарослей водных и прибрежных растений. При этом характер флоры меняется с увеличением глубины. Так, в мелководной зоне преобладают заросли осоки. Они располагаются не глубже одного метра, у самой кромки воды. Здесь же произрастает стрелолист и ситник, водяная гречиха, а также другие виды водно-болотных растений.¹

Я живу в Новосибирской области с. Венгерово. В нашем селе располагаются озера Понамарёвское (объект моего исследования), Ложка, Овечье и другие. В процессе работы мы изучали растения береговой территории и самого озера, брали пробы воды на анализ. [Приложение 1]

1.2 История создания озера

Озера - это естественные водоемы, образующиеся в результате заполнения водой углублений суши. Причины образования этих углублений и способы заполнения их водой могут быть различными, поэтому существует несколько типов озер.²

Большая часть крупных озер на нашей планете появилась в результате тектонических процессов в земной коре. В результате движения плит и землетрясений образуются трещины в земной коре и ее прогибы. В этих углублениях и скапливается вода.

Вулканические озера обычно образуются в кратерах потухших вулканов. Также вулканическими называют озера, которые образуются в местах, где застывшая лава, извергнувшаяся из вулкана, перегораживает русло реки.

В северных регионах земли много ледниковых озер. Их котловины образовались в результате движения ледников, которые продавливали верхний мягкий слой земли и оставляли после своего ухода понижение в рельефе.

В тех районах, где кора сложена из гипсов, доломитов и известняков, вода может размыть породу, в результате под землей образуются пустые пространства - карстовые пещеры, которые могут быть заполнены водой. Так возникает большая часть подземных озер.

В районах вечной мерзлоты грунт может проседать при летнем оттаивании, в результате чего образуются небольшие озера.

Иногда русло реки слишком искривлено, но постепенно происходит его спрямление, а криволинейный участок остается в стороне от русла, то есть возникает озеро, называемое старицей.

В черте Венгерово располагается 5 небольших озер или стариц. "Когда в реку Тартасс приходит большая вода, есть возможность запустить в эти сельские водоемы воду из реки. Делается запуски, чтобы ее освежить в этих естественных прудах. В озёрах водится рыба, а лет тридцать назад в Овечьем и Понамаревском озерах можно было купаться - вода была чистая, можно было местами найти песчаное дно . С того времени райцентр заметно разросся, на берегах появились целые улицы. Поэтому у запуска воды в водоёмы есть сторонники и противники, и у всех своя правда. Жители, одной из таких прибрежных, улиц в 2015 году написали письмо главе венгеровского муниципального образования Венгеровского сельсовета В.Н.Гуляеву, которое было проигнорировано." ³ И только в 2018 году вода в озеро Понамарёвское была запущена.

Были опрошены жители прибрежной зоны. [Приложение 1] В ходе опроса мы узнали, что раньше озеро было излюбленным местом среди населения. Люди приходили купаться, жарить шашлык и просто отдохнуть. Жительница села Галина, которая приехала из деревни Шипицино, рассказала, что сейчас ее семья использует воду озера в хозяйственных целях ( поливка огорода, мытье машины, мойка ковров).

В ходе исследования были посещены Венгеровский краеведческий музей и Венгеровская районная библиотека. В краеведческом музее данных нет, а в библиотеке собраны статьи из Венгеровской районной газеты "Ленинец". Из этих статей узнали, что на острове, которое окружает озеро Понамаревское, уже давно проходят разные мероприятия, в их число входят различные спортивные соревнования и День Молодежи. В 1965 году через озеро был построен мост на сваях, к сожалению, он не сохранился.[ Приложение 2] [Приложение 3] [Приложение 4] [Приложение 5]

1.3 ГОСТ для водоемов

Настоящий стандарт устанавливает правила контроля качества воды водоемов и водотоков, включая устьевые участки рек, по физическим, химическим и гидробиологическим показателям, осуществляемого Общегосударственной службой наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды (ОГСНК).
Стандарт не распространяется на контроль качества вод водоемов и водотоков, используемых для конкретных целей водопользования по ГОСТ 17.1.1.03-86, и на экспедиционные обследования.

Обязательная программа предусматривает определение следующих показателей:

-гидрологических:

-расход воды, м /с; скорость течения, м/с (при опорных измерениях расхода) (на водотоках) или уровень, м (на водоемах)

-гидрохимических:

-визуальные наблюдения

-температура, °С; цветность, градусы; прозрачность, см; запах, баллы

-концентрация растворенных в воде газов - кислорода, двуокиси углерода, мг/дм  (мг/л)

-концентрация взвешенных веществ, мг/дм  (мг/л)

-водородный показатель (рН)

-окислительно-восстановительный потенциал (Eh), мВ

-концентрация главных ионов - хлоридных, сульфатных, гидрокарбонатных, кальция, магния, натрия, калия, сумма ионов, мг/дм  (мг/л)

-химическое потребление кислорода, мг/дм  (мг/л) 

-биохимическое потребление кислорода за 5 суток, мг/дм  (мг/л) 

-концентрация биогенных элементов - аммонийных, нитритных и нитратных ионов, фосфатов, железа общего, кремния, мг/дм  (мг/л)

-концентрация широко распространенных загрязняющих веществ

-нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, летучих фенолов, пестицидов и соединений металлов, мг/дм  (мг/л).

1.4 Методики исследования

1)Определение прозрачности воды

Мутность – показатель качества воды, обусловленный присутствием в воде нерастворенных и коллоидных веществ неорганического и органического происхождения. Причиной мутности поверхностных вод являются илы, кремниевая кислота, гидроокиси железа и алюминия, органические коллоиды, микроорганизмы и планктон. В грунтовых водах мутность вызвана преимущественно присутствием нерастворенных минеральных веществ, а при проникании в грунт сточных вод – также и присутствием органических веществ.

Для объективной оценки используют следующие характеристики:

-прозрачная вода

-слабо «опалесцирующая» вода

-слабо мутная

-мутная

-очень мутная.

Для выполнения работы потребуется химический стеклянный цилиндр, высотой 25 см, печатный текст. Установим цилиндр на печатный текст и вливаем исследуемую воду, следя за тем, чтобы можно было читать через воду текст. Отметьте, на какой высоте вы не будете видеть шрифт. Измерьте высоту столбика воды линейкой.

2. Определение цвета воды.

Для выполнения работы потребуется дистиллированная вода, исследуемая вода, два стеклянных стакана, лист белой бумаги и бумажный фильтр. Профильтруйте через фильтр исследуемую воду, перелейте в цилиндр. Сравните цвет дистиллированной воды и исследуемой над белым листом бумаги.

3. Определение характера и интенсивности запаха воды.

Определение запаха при 20 °С. В колбу с притертой пробкой вместимостью 250-350 мл отмеряют 100 мл испытуемой воды температурой 20 °С. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер и интенсивность запаха. Чтобы определить характер интенсивности запаха нужно воспользоваться таблицей 1.

Таблица 1. Определение интенсивности запаха

4) Определение вида загрязняющих веществ по запаху воды.

Для того чтобы определить вид загрязняющих веществ, нужно использовать таблицу определения загрязняющих веществ по запаху воды:

5. Определение рн- показателя.

Водородный показатель (рН) - характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде и выражает степень кислотности или щелочности воды. Существует несколько методик определения рН-уровня:

1.наиболее точное значение рН можно определить при помощи датчика электронной лаборатории: опустить датчик- рН в емкость анализируемой пробы воды.

2.рН можно определить с помощью универсальной индикаторной бумаги, которая изменяет окраску в зависимости от рН раствора.

Вода с низкой реакцией рН отличается коррозионностью, вода же с высокой реакцией рН проявляет склонность к вспениванию.

Контроль над уровнем рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его "уход" в ту или иную сторону может не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий. Оптимальная требуемая величина рН варьируется для различных систем водоочистки в соответствии с составом воды, характером материалов, применяемых в системе распределения, а также в зависимости от применяемых методов водообработки. Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Поэтому ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН. [Приложение 6]

6. Определение содержания растворенного в воде кислорода с использованием кислородного датчика электронной лаборатории.

1. Включите электронную мешалку.

2. Поместите кислородный датчик прибора в емкость анализируемой пробы воды.

3. На экране планшета электронной лаборатории появляется график изменения рН в зависимости от времени.[Приложение 7]

7. Определение хлорид-ионов в воде.⁴

Хлориды – присутствие хлоридов в воде может быть вызвано вымыванием залежей хлоридов или же они могут появиться в воде вследствие присутствия стоков. Чаще всего хлориды в поверхностных водах выступают в виде NaCl, CaCl2 и MgCl2, причем, всегда в виде растворенных соединений.

Метод основан на осаждении хлор-иона в нейтральной или слабощелочной среде азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. После осаждения хлорида серебра в точке эквивалентности образуется хромовокислое серебро, при этом желтая окраска раствора переходит в оранжево-желтую.

1. Фильтруем исследуемую воду через бумажный фильтр.

2. Добавляем в пробирку с пробой по каплям раствор азотнокислого серебра до появления слабого белого осадка.

Появление мутности свидетельствует о том, что хлорид- ионы присутствуют в образце. [Приложение 8] [Приложение 9] [Приложение 10]

ГЛАВА 2

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

2.1.Органалептические показатели.

Исследование проводилось в летний сезон (июнь, август). Результаты представлены в таблицах

1)Определение прозрачности воды.

2)Определение цвета воды:

3)Определение характера и интенсивности запаха воды.

4) Определение вида загрязняющих веществ по запаху воды.

Для этого нужно использовать таблицу определения загрязняющих веществ по запаху воды.

2.2. Химические показатели

1. Водородный показатель (рН) ( фотоотчет представлен в приложении)

а) в результате опыта, исследуемые пробы имеют рН, представленные в таблице:

б) определение рН показателя с помощью индикаторной бумаги:

Такой метод не достаточно точный, результат: рН исследуемой воды нейтральный

2. Определение содержания растворенного в воде кислорода

4) Определение хлорид-ионов в воде.

В результате проведения лабораторных исследований выяснили, что вода, взятая в озере Понамаревское, соответствует по показателям государственным стандартам.

2.3 Биологические показатели

В состав водной растительности входят только растения, приспособленные к жизни в водной среде. Растительность водоёмов в гораздо меньшей степени, чем растительность суши, зависит от климатических условий местности.

Водоросли относятся к отделу низших растений в пруду встречаются как одноклеточные так и многоклеточные. Все они содержат хлорофилл и способны к фотосинтезу. Водоросли играют важную роль в насыщении водоёма кислородом, а также служат кормом для мелких животных . В средине лета, когда вода хорошо прогревается, цвет воды изменяется на зелёный. Это связано с интенсивным ростом и размножением водорослей, которые придают ей зелёную окраску – «цветение воды». Водоросли размножаются бесполым (частями слоевища, делением на двое и образованием спор) и половым путём. Произростает растение Рогалистик Погруженный. (Приложение № 12)

Следующая группа растений водоёма – гигрофиты. Укореняется на дне, но погружены в воду не целиком, а только своей нижней частью. Их стебли с листьями и цветками более или менее возвышаются над поверхностью воды.

В пруду встречаются также растения, которые совершенно не прекреплены ко дну и свободно плавают на поверхности воды. Это ряска малая (Lemna minor).(Приложение №11 )

На дне водоёма обитают плоские черви – бурая планария (Planaria torwa) Приложение № 13) и чёрная планария (Рolycelis nigra). Из кольчатых червей –ложноконская пиявка (Aulostoma gulo) она может достигать в длину до 15 см. Пиявка питается исключительно животной пищей.

Питаются улитки различными растительными остатками, которые находятся на дне водоёмов. Битиния охотно поедает зелёный налёт водорослей на подводных предметах

С

Рис. 1 Стрекоза

трекозы (Odanta) – крылатые воздушные хищники с удлинённым телом и четырьмя длинными крыльями.(Рис 1.) Они носятся над водою, по берегам водоёмов и на лету схватывают свою добычу: мух, комаров, бабочек и других насекомых.

К

Рис. 2 Комар-дергун

омар– дергун (Chironomus plumosus) совершенно безвреден, они не обладает способностью кусать (Рис. 2) Личинка комара (мотыль) является излюбленной пищей для рыб. В водоёме можно встретить представителей класса Костные рыбы (Osteichthyes). Едва ли какая – нибудь из пресноводных рыб обладает такой широкой известностью, как карась. Карась (Carassius carassius).(Рис.3) Пищей ему служат части растений, в особенности молодые листки и побеги. Охотно поедают тину. Роясь в иле, питается и мелкими животными – червями, мотылём и пр.

Б

Рис. 3 Карась

Рис. 4Лягушка озерная

ольшинство лягушек большую часть жизни проводит в водоёме, лишь изредка выбираясь из него на сушу. Зиму проводят на дне водоёма, зарывшись в ил.

В водоёме обитают: озёрная лягушка (Rana ridibunda L.),(Рис. 4) травяная (Rana temporaria L.).

Из микро водорослей в водоеме находятся: сине-зеленый фитопланктон, эвглена зеленая, диатомовые водоросли.

Т ак же в озере проживает малюск: улитка Лужанка Полосатая (Рис. 5). Вид пресноводных брюхоногих моллюсков семейства живородок.

Рис. 6 Олигасопробы

В

Рис. 5 Лужанка Полосатая

се вышеперечисленные организмы являются олигосопробами. (Рис. 6) Это говорит о том, что вода в озере Понамаревское очень чистая.

П о береговой линии растет Береза (Рис.7). Род листопадных деревьев и кустарников семейства Берёзовые.

Л

Рис. 7 Береза

Рис. 8 Лопух Обыкновенный

Рис. 9 Татарник

опух обыкновенный (Рис. 8). Род двулетних растений семейства. Астровые, или Сложноцветные.

Татарник (Рис. 9) Название многих колючих растений семейства Астровые, главным образом рода Onopordum, или Онопордум. род двулетних, реже многолетних, травянистых растений семейства Астровые.

Заключение

Чтобы охарактеризовать экосистему озера Понамаревское, нами были изучены различные литературные источники. Проведен анализ сапробности, в ходе которого мы узнали, что все живые организмы озера являются олигосапробами, что говорит о чистоте воды озера. Данное утверждение было доказано проведенными органолептическим и химическим анализом.

Вода озера по органолептическим показателям соответствует государственному образовательному стандарту. В воде содержатся хлорид-ионы, растворенный кислород, которые так же соответствуют ГОСТу .Водородный показатель в норме.

Из рассказов жителей, прочтенных в газетах, мы узнали, что вода озера Понамарёвского и прибрежная зона раньше были чище, являлись излюбленным местом для отдыха сельчан.

В будущем мы собираемся продолжить данный проект. В планах отнести воду на анализ в лабораторию, выявить или опровергнуть наличие в воде кишечной палочки и прочих микроорганизмов. А так же собираемся провести акцию по очистке прибрежной территории от мусора.

Список источников и литературы

http://fb.ru/article/139960/obitateli-ozera-flora-i-fauna-ozer

https://www.kakprosto.ru/kak-806292-kak-poyavlyayutsya-ozera#ixzz5SICFUUdDРайков

Газета "Ленинец" 2015, 1960 гг

Б. Е. Римский-Корсаков М. Н. Зоологические экскурсии - М.:Топикал, 1994 – 640 с, ил.

Общая ботаника с основами геоботаники: учеб. Для биол. и геогр. спец. вузов / В. В. Петров, Л. И. Абрамова, С. А. Баландин, Н. А. Березина. – М. : Высш. шк., 1994. – 271 с: ил.

Экология: учеб./ Л.В. Передельский, В.И. Коробкин, О.Е. Приходченко.- М.: ТК Велби, Изд-во Проспект,2006г.

Определитель растений Новосибирской области, И.М.Красноборова,2000г.

Экология, Практикум, 10-11 класс, Зверев А.Т., 2004.

"Экологический практикум школьника: Учебное пособие для учащихся" (авторы Алексеев Сергей Владимирович, Груздева Наталья Владимировна, Гущина Эльвира Васильевна), 2005г.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D1%8B_%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8 - статья Википедии «Воды России

http://docs.cntd.ru/document/1200003120- ГОСТ «Вода Питьевая»

https://n.maps.yandex.ru/#!/?z=16&ll=76.735951%2C55.687367&l=nk%23sat – Народная карта Венгеровского района

https://studfiles.net/preview/5955429/page:5/- статья» Использование хозяйственной питьевой воды»

http://docs.cntd.ru/document/1200008214

ГОСТ 3351-74

ГОСТ 4245-72

http://www.anchem.ru/literature/books/muraviev/025.asp-методики определения растворенного в воде кислорода.

ГОСТ 4245-72

Приложения

Приложение №1

Народная карта. Озеро Понамаревское.

Приложение № 2

Вырезка из газеты « Ленинец» 2015

Приложение № 3

Фотография из газеты « Ленинец» 1965год

Приложение 4

Вырезка из газеты « Ленинец» 2011

Приложение №5 Вырезка из газеты « Ленинец»

Приложение №6

Определение водородного показателя воды с помощью датчика электронной лаборатории.

Приложение 7 Магнитная мешалка. Определение содержания кислорода в воде.

Приложение 8

Определение содержания хлорид ионов в воде ( август)

Приложение №9 Определение содержания хлорид ионов в воде (июнь)

Приложение №10

Приложение №11 Ряска малая Приложение №12 Роголистик погруженный

Приложение №13 Планария бурая