Оценка экологического состояния реки Сингели на участке ст. Новоджерелиевская - ст. Приазовская

VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Оценка экологического состояния реки Сингели на участке ст. Новоджерелиевская - ст. Приазовская

Яковлева А.Е. 1
1КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И.Т. ТРУБИЛИНА
Мамась Н.Н. 1Лукаш Н.Г. 2
1КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И.Т. ТРУБИЛИНА
2МБОУ СОШ № 6 Приморско-Ахтарского района Краснодарского края
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Значение рек в жизни людей велико. Люди издавна селились по берегам рек, занимались земледелием, рыбной ловлей. Реки служили транспортными артериями. Из дошедших до нас письменных источников видно, сколь велико было значение рек Нила в Египте, Тигра и Ефрата в Месопоталии, а Инда и Ганга в Индии. Воду человек ценит во все времена и эпохи. Жизнь зародилась в водной среде, для многих видов животных и растений вода продолжает оставаться средой обитания. Живые организмы состоят не менее, чем на ¾ из воды.

Природа нашего края и района уникальна, и на особом положении в ней находятся реки: равнинные и горные, маленькие и большие. Одной из таких рек, а, точнее, речушек, является река Сингели, которую и на карте – то и не отыщешь. В жизни нашего поселка играет не последнюю роль: мы в ней купаемся, ловим рыбу. Сингели – любимое место отдыха ребятни и взрослых.

Реку используют для орошения, водопоя скота. На её берегах разместились животноводческие фермы.

Цель работы: определить степень загрязнённости реки Сингели на участке ст. Новоджерелиевская - ст. Приазовская.

Задачи:

1.провести исследование водной среды реки Сингели;

2.определисть источники загрязнения;

3. оценить качество воды по содержанию в ней загрязняющих веществ;

4.показать необходимость охраны водных ресурсов.

Методы: полевые и лабораторные исследования

1. Основная часть

1.1. Общие черты рельефа района исследования

Кубано-Приазовская низменность, на которой расположена река Сингели, простирается к северу от Кубани и занимает наибольшую часть пространства Кубанской равнины. Низменность наклонена в основном к северо-западу – в сторону Азовского моря.

Приазовская дельтовая низменность располагается в дельтах рек Кубани, Кирпили, Бейсуга, Челбаса и более мелких; сложена дельтовыми отложениями, высота над уровнем моря 0 - 20м. Рельеф плоский.

1.2.Климатические условия.

Территория обладает благоприятными климатическими условиями. Климат умеренно-континентальный, характеризующийся мягкой зимой, жарким летом, прохладной весной и сравнительно затяжной осенью. Изменение температуры воздуха по сезонам происходит плавно. Зимой от 0,7ОС в декабре, до – 2,9О С в феврале. Летом от 20,6О С в июне до 23О С в августе. Среднегодовая температура воздуха + 10,3ОС. Самым холодным месяцем является январь со среднемесячной температурой воздуха – 3,1О С.

По количеству осадков район относится к зоне с недостаточным увлажнением. Среднегодовое количество осадков составляет 515 мм. По месяцам осадки распределены не равномерно. Наибольшее количество осадков отмечены в июне – 56 мм, а наименьшее в феврале – 31 мм. Осадки теплого периода очень быстро испаряются и очень мало используются растениями. Коэффициент увлажнения (По Солянинову) за вегетационный период составляет 0,9 и лишь в мае 1,0.Во все периоды года на территории района преобладают восточные и северо-восточные ветры. Западные и юго-западные ветры смягчают климат.

1.3.Характеристика реки Сингели.

Сингели (встречается иногда название Сингили) - небольшая река в Краснодарском крае на Азово-Кубанской низменности, расположенная в междуречье рек Кирпили и Бейсуга. Начинается река у северо-восточной окраины станицы Новоджерелиевской, на абсолютных высотах не более 15 метров. Протяженность реки не более 65 км, впадает она в лиман Сингели, который является ее продолжением. Лиман соединен через систему плавней с Ахтарским лиманом, непосредственно соединяющимся с Азовским морем. Название гидронима, по-видимому, произошло от слова сингили – название рыбы из рода голавлей. Одна из особенностей реки Сингели – ярко выраженная зависимость водности, гидрологического режима и качества воды от состояния поверхности водосбора, значение которых важнее климатических и погодных фактов. Река имеет плохо разработанную долину в нижнем течении, в среднем течении у ст. Приазовской ширина долины около 400 м, а высота склона 4,5 м. Склоны в основном пологие, слабо выражены. Ширина русла изменяется от 5-9 м в верхнем течении до 10-18 м в среднем течении.

Река несколько раз меняет направление течения: сначала река течет на северо-запад, затем у х.Челюскинец изменяет направление на юго-западное.

Река Сингели принадлежит к степному типу. Основным источником питания реки служат атмосферные осадки и грунтовые воды. Половодье наступает весной за счет талых снеговых вод. Поэтому режим реки характеризуется четко выраженным весенним половодьем, понижением водности в летний период и слабой тенденцией к увеличению стока осенью (октябрь-ноябрь). Зимой с наступлением ледостава сток вновь уменьшается, так как питание реки в этих условиях поддерживается лишь малыми запасами грунтовых вод. На реке практически не бывает дождевых паводков.

Уклон реки очень мал, поэтому скорость течения незначительна. На реке построена земляная дамба. Река дважды пересекается асфальтированной автомобильной трассой Приморско-Ахтарск – Краснодар (рисунок 1).

Рисунок 1 Автомобильная трасса Приморско-Ахтарск – Краснодар.

В засушливое время река местами пересыхает, образуя отдельные плесы. На всем пути следования река заболачивает местность, превращая её в плавни.

Глубина реки незначительна: от 40 до 125 см. Дно реки заилено. Средняя толщина ила 15-20 см. От реки отведены несколько каналов с глубиной 2,5-3 м

1.4. Мониторинг загрязнения водной среды реки Сингели

Уровень загрязнения крупных рек Краснодарского края определен, ведется постоянный мониторинг за состоянием окружающей среды. Для определения загрязненности были использованы несколько методик. Наблюдения проводились в трех точках: створ № 1 в 500 м вниз по течению от МТФ ст. Новоджерелиевской (в 2 км от истока), створ № 2 (в 10 км от истока) в 500 м от х.Челюскинец вблизи МТФ, створ № 3 (в 14 км от истока) у ж/д моста ст.Приазовской, в июле 2015 - 2017 гг. При определении степени загрязнения реки по внешнему виду использовалась следующая таблица 1.

Таблица 1 Определение степени загрязнения рек

Баллы

Характеристика загрязнения

0

Отсутствие пятен и пленок

1

Отдельные пятна и серые пленки на поверхности воды

2

Пятна и иррадиирущие пленки на поверхности воды

3

Отдельные примазки нефти на берегах и прибрежной растительности

4

Нефть в виде пятен и пленок покрывает большую часть поверхности водоема. Берега и прибрежная растительность вымазаны нефтью.

5

Поверхность водоема покрыта нефтью.

Таким образом по внешнему виду можно было констатировать отсутствие загрязнения на исследуемом участке.

При помощи диска определялась прозрачность воды, были получены следующие результаты (таблица 2):

Таблица 2 Прозрачность воды.

Створ

Прозрачность воды

23 июля 2015

20 июля 2016

23 июля 2017

№1

13 см

15 см

11 см

№2

14 см

16 см

12 см

№3

19 см

21 см

18 см

Рисунок 4 Изменение прозрачности воды по годам

Из проведенного наблюдения можно сделать вывод, что взвешенные вещества на створах 1 и 2 уменьшают прозрачность воды, снижают интенсивность фотосинтеза, оседая на дне, препятствуют развитию бентоса и корневой системы растений. При методике определения цветности воды использовалась таблица 4.

Пробы воды брались на трех площадках в пробирку из бесцветного стекла и наливались по 8-12 мг исследуемой воды и сравнивали с аналогическим столбиком дисцилированной воды. Анализируя результаты наблюдения можно сделать вывод, что цвет воды зависит от наличия в ней примесей минерального и органического происхождения – гуминовых кислот, перегноя. Цвет воды может быть связан (как в данном случае) с органическими веществами и сточными водами.

Чтобы получить более достоверные результаты при помощи индикаторной бумаги определялась активная реакция воды. Были получены следующие результаты (таблица 5):

Таблица 5 Активная реакция воды (рН)

Створ

Активная реакция воды рН

23 июля 2015

20 июля 2016

23 июля 2017

№1

8,4

8,4

8,6

№2

7,5

8

8,3

№3

7,2

7,1

7,1

В природных водах pH колеблется от 6,5 до 8.5. Но, в тоже время вода, сильно загрязненная органическими веществами животного происхождения и продуктами гниения, обычно имеет щелочную реакцию (pH более семи), что и сопоставимо с полученными данными наблюдений.

Следующим этапом стало определение окисляемости воды при помощи раствора перманганата калия по следующим критериям:

А) малиновая окраска - вода удовлетворительная;

Б) красноватая - вода подозрительная;

В) желто-бурая - недоброкачественная.

В природных водах окисляемость воды обусловлена наличием гуминовых веществ, сероводорода, ионов двухвалентного железа. В результате исследования: после проведенного опыта вода со всех площадок имела малиновую окраску, следовательно, вода удовлетворительная.

Важным показателем является определение запаха воды. Запахи в воде могут быть связаны с жизнедеятельностью водных организмов (высших водных растений, водорослей и др.), а так же появиться при их отмирании. Это естественные запахи. Бывает и так, что в водоем попадают производственные сточные воды с примесями определенного запаха (фенолы, формальдегид, хлоропроизводные бензола и др.). Это искусственные запахи. Вначале я давала качественную характеристику запаха по соответствующим признакам (болотный, землистый, гнилостный, рыбный, ароматический и. т.и.). Силу запаха оценивала по пятибалльной шкале. Данные приводятся в нижеприведенной таблице 6.

Таблица 6 Определение запаха воды

Запах

Интенсивность

Оценка в баллах

Отсутствует

Не ощущается

0

Очень слабый

Обнаруживается только опытным исследователем.

1

Слабый

Обнаруживается потребителем в том случае, если обратить его внимание.

2

Заметный

Легко обнаруживается потребителем.

3

Отчетливый

Вода не пригодна для питья.

4

Очень сильный

Вода не пригодна для питья.

5

В результате исследования было определено: вода имеет слабо болотный запах на площадке 1 и слабый запах на площадках 2 и 3.

В последнее время все более широкое развитие имеет количественный подход к оценке состояния экосистемы и функционального значения в ней организмов. Для гидробиологического анализа качества вод могут быть использованы практически все группы организмов, населяющие водоем; беспозвоночные. Чем загрязненнее водоём, тем меньше в нем растворенного кислорода. В водоёмах с различным уровнем загрязнения обитают качественно отличающиеся друг от друга группы беспозвоночных гибрионтов.

Выделяют три группы:

- личинки поденок, веснянок, веслокрылок, ручейников, двустворчатые моллюски (перловица, белозубка);

-бокоплав, катушки, лужанки, шаровки, горошинки, личинки стрекоз, комара-долгоножки;

- водяной ослик, олигохеты, трубочники, пиявки, трудовики, личинки комара-звонца (мотыль), личинки мошки «крыски», мокрецы.

Используется шкала загрязнений по индикаторным таксонам (таблица 7).

Таблица 7 Шкала загрязнений по индикаторным таксонам

Экологическая полноценность

Индикатор, таксоны

Чистая, полноценная вода. Использование питьевое, рекреационное, для орошения, техническое.

30 % и более % организмов, собранных в водоеме, относятся к первой группе.

Удовлетворительно чистая вода или слабо загрязненная. Использование питьевой с очисткой, рекреационное, для органического орошения, техническое

11-30 % собранных организмов из 1-ой и 2-ой группы

Загрязненная вода (Ядовитые вещества или большое количество органических остатков) использование техническое

90 и более % собранных организмов из 3-ей группы

Очень грязная вода, неблагополучная. Использование техническое с очисткой

Кислород отсутствует. Заметных признаков жизни нет.

В ходе подсчета в таблице 8 были получены данные по беспозвоночным.

Таблица8 Результаты исследования по индикаторным таксонам

Створ

Подсчет беспозвоночных 1-3 групп, в %

 

23 июля 2015

20 июля 2016

23 июля 2017

 

1

2

3

1

2

3

1

2

3

№1

10

20

70

10

20

70

10

20

70

№2

10

15

75

10

15

75

10

15

75

№3

15

20

60

15

20

60

15

20

60

Таким образом вода является слабозагрязненной на участке створа №1 – створа №2 и удовлетворительно чистой на участке створа №3. Чтобы быть более точной в оценке я применила методику Майера. Эта методика подходит для любых типов водоемов. Она более простая и имеет большое преимущество – в ней не надо определять беспозвоночных с точностью до вида. Метод основан на том, что различные группы водных беспозвоночных приурочены к водоемам с определенной степенью загрязненности. При этом организмы - индикаторы относят к одному из трех разделов, представленных в таблице 9.

Таблица 9 Индекс Майера.

Обитатели чистых вод,

X

Организмы средней чувствительности,

Y

Обитатели загрязненных водоемов,

Z

Личинки веснянок

Личинки поденок

Личинки ручейников

Личинки вислокрылок

Двустворчатые моллюски

Бокоплав

Речной рак

Личинки стрекоз

Личинки комаров-долгоножек

Моллюски-катушки, моллюски-живородки

Личинки комаров-звонцов

Пиявки

Водяной ослик

Прудовики

Личинки мошки

Малощетинковые черви

Нужно отметить, какие из приведенных в таблице групп обнаружены в пробах. Количество, найденных групп из первого раздела необходимо умножить на 3, количество групп из второго раздела - на 2, а из третьего - на 1. Получившиеся цифры складывают:

X*3 + Y*2 + Z*1 = S

По значению суммы S (в баллах) оценивают степень загрязненности водоема

более 22 баллов – водоем чистый и имеет 1 класс качества; 17-21 баллов - 2 класс качества; 11-16 баллов – умеренная загрязненность водоема, 3 класс качества; менее 11 – водоем грязный, 4-7 класс качества. Результаты на 23 июля 2017 оказались следующими (таблица 10).

Таблица 10 Результаты загрязненности по индексу Майера

Створ

Баллы

Класс качества

№1

14

3

№2

14

3

№3

18

2

Простота и универсальность метода Майера дают возможность быстро оценить состояние исследуемого водоема. Конечно, точность приведенных методов невысока.

В качестве стандартного тест-объекта при оценке токсичности водной среды в ряде стран, в том числе России используют ветвистоусых рачков рода дафния. Дафнии обитают в стоячих и слабопроточных водоемах. На территории края широко распространены.

Рост дафнии в течение все жизни неравномерный, с возрастом замедляется и связан с периодическими линьками; первые три – ювенильные – следуют через 20, 24, 36 часов, четвертая – созревание яиц в яичнике, и пятая – откладывание яиц в выводковую камеру – следуют с интервалом 24-36 часов. Начиная с шестой каждая линька сопровождается откладыванием яиц. Растет дафния наиболее интенсивно в первые дни после рождения. При хорошем питании размеры молодых дафний при каждой линьки удваиваются. Выметная молодь имеет 0,7 – 0,9 мм в длину, к моменту половозрелости самки достигают 2,2 – 2,4 мм, самцы 2,0 - 2,1 мм.

В природе в летнее время, а в лаборатории при благоприятных условиях круглый год дафнии размножаются без оплодотворения- партеногенетически, причем рождаются в большинстве самки. При резком изменении условий существования в популяции дафнии появляются самцы и дафнии переходят к половому размножению, откладывая после оплодотворения «зимние яйца», которые падают на дно водоема, где проходят стадию покоя. Весной из яиц появляются самки. Которые в дальнейшем дают партеногенетические поколения дафний. Период созревания рачков при оптимальной температуре (20-22 С) и хорошем питании 5-8 суток. Наступление половозрелости определяют по моменту выхода яйцеклеток в выводковую камеру. Длительность эмбрионального развития обычно 3-4 суток. Число яиц в кладке увеличивается от 10-15 до 30-40 и более, а за тем снижается до 3-8. В лабораторных условиях продолжительность жизни дафнии 3-4 мес. и больше.

Для проведения тестирования были взяты три пробы. Через неделю в пробах появились различимые глазом дафнии. Новорожденные дафнии были отсажены по банкам. Средняя освещенность, температура воды не менее 20оС, слабощелочная, без простейших паразитов – это стандартные условия для культивирования рачков. В качестве корма использовались пекарские или кормовые дрожжи (для образования бактерий).

Когда рачки немного подросли, я рассадила их в стеклянную посуду ёмкостью 1,5 л, плотности посадки не более 25 особей на литр воды, одна часть которой была взята из реки Сингели.

Водную среду нынешнего обитания дафний обновляла наполовину один раз в 10 дней, а накопившийся осадок удаляла сифоном. Через неделю рачки начали партогенетически размножаться, но для биотестирования годны рачки, начиная с третьего поколения, одного помета в возрасте 1 – 2 суток. Перед опытом воду надо обязательно отстоять, чтобы удалить взвешенные частицы, забивающие фильтровальный аппарат дафний.

Опыты начались с приготовлением растворов, изготовленных на воде, используемой для культивирования рачков. Исследуя пять разбавлений воды из реки культивируемой водой, плюс контрольные испытания, было проведено тестирование длительностью 96 часов. Наблюдение за выживаемостью дафний в таких опытах обычно проходит непрерывно, через каждые 15 минут, затем ежечасно до конца наблюдений, а в последующие сутки 2 – 3 раза в день. Все данные в нижеприведенной таблице 11.

Таблица 11 Результаты экспресс-тестирования

Площадка

Опыт

Продолжительность наблюдения

Контроль

Выживание

Без разбавления

16,5

1:1

1

96 часовое

тестирование

26.07.17 – 10.00

29.07.17 – 10.00

100%

60%

90%

100%

2

100%

55%

80%

100%

3

100%

90%

100%

100%

Таким образом наибольшая летальная концентрация отмечена в пробах площадок №1 и №2. Это может свидетельствовать о загрязненности данного участка (несмотря на выживаемость дафний выше предельной допустимой нормы – 50%). Таким образом, можно сделать вывод о загрязнении реки Сингели преимущественно сточными водами МТФ, имеет место близкая к береговой линии распашка земель.

Протекая по территории Брюховецкого и Приморско-Ахтарского районов река Сингели через лиманы несет свои воды в Азовское море. Реку Сингели в 2 местах пересекает автомобильная трасса Приморско-Ахтарска Краснодар, через нее построена дамба. На участке дороги у ст. Приазовской дренажная система устарела, а более крупные по диаметру трубы появились на втором участке лишь в августе 2007 г.

Береговая линия распахана вплотную к камышовым зарослям. Для с/х производства используются ядохимикаты и удобрения, что косвенно также влияет на экосистему реки. Вдоль берегов идет выпас скота и его водопой. Поэтому можно говорить, что река Сингели на участке ст. Новоджерелиевская - ст. Приазовская находится под большой антропогенной нагрузкой. Эта нагрузка происходит постоянно, а процессы самоочищения реки малозначительны. Наблюдается процесс деградации всей экосистемы реки Сингели. Это и загрязнение реки, и повышение ее мутности, и изменение ландшафта в речной долине. Ряд объектов, загрязняющих реку, строились без учета экологического мониторинга. Так, на берегу реки построены 2 крупные молочно-товарные фермы, одна – свинотоварная Сточные воды этих сельскохозяйственных предприятий непосредственно попадают в реку, загрязняя её. У истока реки в течение нескольких лет была мусорная свалка бытовых отходов. Прекратив свое официальное существование официально, она все же продолжает существовать. Берега реки замусорены на всем протяжении исследуемого участка, особенно сильно вдоль трассы Приморско-Ахтарск – Краснодар и в местах доступных для отдыха и подъезда автотранспорта.

Заключение

Каждый из нас вкладывает в понятие «малая Родина» что-то свое. Для кого-то это станица, дом, улица, для других – наши степи. Можно отнести к этому понятию и маленькую речку с названием «Сингели». Ее с трудом удалось найти на топографической карте. В ходе выполнения работы была составлена характеристика реки, определены ее основные параметры. С использованием различных методик исследовался уровень загрязненности реки в верхнем и среднем течении. Определены источники загрязнения.

Проведенные исследования дают возможность следующие выводы:

уровень загрязнения реки в верхнем течении выше допустимого.

причиной загрязнения являются сточные воды с/х предприятий, незначительная способность к самоочищению.

необходим постоянный мониторинг за состоянием водной среды реки Сингели и отведение отходов с/х производства в специальные резервуары.

водные объекты в зоне станицы мало изучены и требуют более пристального внимания.

Хочется верить, что проделанная работа заинтересует и руководителей хозяйств и учащихся. В будущем автор планирует продолжить исследование реки и провести сравнительный анализ экологической ситуации речной системы Сингели.

Список использованных источников:

1.Белюченко И.С. Экология Кубани.- Краснодар, 2005 г.

2. Доклад «О состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2011 году».- Краснодар, 2012 г.

3. Заика Е.А., Молчанова Я.П., Серенькая Е.П. Рекомендации по организации полевых исследований состояния малых водных объектов с участием детей и подростков.- Москва—Переславль-Залесский, 2001

4.Погорелов А.В. «Физическая география Краснодарского края»- Краснодар, 2000г. 188 с.

5.Попова Т.А. Экология в школе. Мониторинг природной среды.-Москва, 2005г. 64 с

6.Проблемы изучения и использования природных ресурсов Северо-Западного Кавказа. - Ленинград, 1989г.

7.Сионова С.А. «В краю цветущего лотоса», Волгодонск, 2001г.

8. Твердый А.В.Топонимический словарь Кавказа. - Краснодар,2011.

9.Терская И.А., Терский А.В., Терский Д.А. «География Краснодарского края. Природа. Экономика».- Краснодар, 2003г. 140 с

10.Чумаковский Н.Н., Чебураков Б.Ю., Скибицкий А.В., Криворотов С.Б. Экология Кубанского региона.- Краснодар, 2006г. 316 с.

11.http://kavkaz_toponyms.academic.ru/1908/%D0%A1%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B8%D0%BB%D0%B8

Просмотров работы: 70