Введение
Вода — самое распространенное вещество на нашей планете. 70 % поверхности земного шара покрыто водой, человек состоит из воды более чем на 60 %. Такая популярность воды заставила меня задуматься о ее качестве, и я решила изучить вопрос чистоты воды в ближайшем водоёме. Объектом исследования послужил пруд Чистый, находящийся в Калининградской области, Гурьевском районе, в близи посёлка Большое Исаково.
Именно пруд Чистый я выбрала по причине того, что проживаю рядом с ним и часто вижу, как рядом с ним часто находятся дети, в нём ловят рыбу, часто люди заходят в воду. Также на пруду расположена парусно-гребная база, на которой часто занимаются дети прилежащей школы. Чистота пруда озаботила меня также потому, что я часто гуляю там со своей собакой.
Цель. Цель данного проекта является оценка экологического состояние пруда Чистый.
Для достижения цели, были поставлены данные задачи:
— Определить качество воды по органолептическим показателям.
— Определить качество воды химическим путём.
— Определить водные растения макрофиты, являющиеся биоиндикаторами воды.
— Предложить рекомендации по улучшению качества воды в пруде
Гипотеза работы — “Качество воды в пруду Чистый соответствуют стандартам”
Данная тема актуальна для изучения, так как водоём активно используется во многих сферах жизнедеятельности жителей посёлка.
Работа включает в себя 3 этапа:
— Анализ теоретических источников - Экспериментальный опыт
— Обработка/анализ результатов; сравнение, систематизация и обобщение полученных данных
Литературный обзор
История водоема
Пруд Чистый (Лаутский до 1945 г.) простилается узкой, продолжительной полосой на границе Калининграда. Пруд имеет извилистую форму, северный его конец находится в посёлке Прибрежное, а юный — во Владимировке. Залит пруд был в 1525 году, и открытие его было связанно с крестьянским бунтом, начавшемся в сентябре в деревне Каймен (Kaymen, ныне пос. Заречье Гурьевского района).
Рис. 1. Пруд на карте XIX века
Режим реки — закономерное изменение состояния воды (уровня воды, скорости течения, температуры) во времени. В годовом режиме рек выделяются следующие периоды паводок, половодье, межень.
Паводок — процесс, связанный с кратковременными интенсивными осадками в теплое время года. Чаще всего от паводковых наводнений страдают населенные пункты, расположенные в предгорьях. Ливни в горах приводят к затоплению больших площадей.
Межень — самый низкий уровень воды, наблюдающийся в течение года. В Европейской части страны межень летняя, когда осадков немного, в Сибири межень зимняя, когда большой объем воды связан льдом.
Половодье — это подъем уровня воды, происходящий ежегодно в одно время, часто приводит к затоплению поймы. Для европейских рек характерно весеннее половодье, вызванное быстрым таянием снега. В горной местности реки получают воду из тающих ледников и снежного покрова, поэтому половодье поздне-весеннее или летнее.
Забор проб осуществлялся в трёх точка пруда Чистый в зимнее время.
Рис. 2. Точки места сбора образцов
Методы, которыми проверяют состояние водоема:
I. Химические методы позволяют определить состояние воды в настоящий момент времени, установить природу возможного загрязнения и его потенциальные источники. Но эти методы не позволяют точно оценить, насколько полученные концентрации опасны для водных организмов и для человека. Для многих видов исследований требуются реагенты, а некоторые исследования можно провести только в лабораторных условиях. При планировании исследований стоит учитывать то, что физико-химические характеристики водоема могут различаться в разных точках наблюдения и в разные сезоны. Исследования химических показателей в моей работе проведены с помощью реагентов, на базе лаборатории Центра экологии, краеведения и туризма.
Химические элементы, на которые будут проверены пробы воды:
1. Водородный показатель (pH). Важной характеристикой является кислотность, т. е. содержание в воде веществ кислотного или щелочного характера. Показателем служит величина рН. В реках в нормальных условиях показатель рН обычно колеблется от 6,5 до 8,5. Если рН=7, то вода является нейтральной, если рН <7, то вода имеет кислую реакцию, а при большем 7 — щелочную.
Величину pH удобно определять с помощью универсальной индикаторной бумаги. Также могут использоваться рН-метры.
2. PO 4 . Фосфор и общий фосфор являются необходимым элементом для жизни.
Этот элемент участвует в круговороте веществ в водных экосистемах в естественных концентрациях. Избыточное попадание соединений фосфора с полей, со стоками ферм, с не до конца очищенными или неочищенными бытовыми сточными водами, а также с некоторыми производственными стоками приводит к резкому неконтролируемому приросту растительной биомассы водного объекта.
Фосфаты определяются колориметрическим методом (с помощью приборов), визуально-колориметрическим (с помощью реактивов) или с помощью тест-полосок.
3. NO 3 . Нитраты и нитриты. В водоёмах присутствуют соединения азота в виде нитратов (NO3) и нитритов (NO;). В настоящее время происходит постоянный рост их концентрации из-за широкого использования удобрений, избыток которых с грунтовыми водами поступает в водоемы.
Согласно санитарным правилам и нормам, в питьевой воде содержание нитратов не должно превышать 45 мг/л, нитритов — 0,1 мг/л. Нитраты в концентрации более 20 мг/л оказывают неблагоприятное воздействие действие на организм человека. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием нитратов приводит к заболеваниям крови, сердечно-сосудистой системы.
Органолептические исследования (с помощью органов чувств) дают возможность предварительно обследовать состояние реки и ее берегов, по виду, цвету или запаху воды увидеть тревожные симптомы, которые требуют детального изучения.
4. Биологические методы оценки характеризуют состояние водной экосистемы по растительному и животному разнообразию водоема.
Индикаторами могут служить различные типы обитателей водоемов, например, крупные растения (макрофиты), водоросли (микрофиты), беспозвоночные животные. Биоиндикация дает комплексную оценку качества воды, учитывая взаимодействие разных загрязняющих веществ — даже в тех случаях, когда источник загрязнения имеет переменную мощность, а загрязняющие вещества — непостоянный химический состав.
5. С помощью органолептических показателей (с помощью органов чувств), дающих возможность предварительно обследовать состояние реки и ее берегов по виду, цвету или запаху воды увидеть тревожные симптомы, которые требуют детального изучения.
Определение прозрачности воды. Прозрачность и мутность воды определяется по её способности пропускать видимый свет. Степень прозрачности воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц минерального и органического происхождения. Вода со значительным содержанием органических и минеральных веществ, становится мутной. Мутная вода плохо обеззараживается, в ней создаются благоприятные условия для сохранения и развития различных микроорганизмов, в том числе и патогенных. Мерой прозрачности служит высота водяного столба, сквозь который еще можно различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа. Метод дает лишь ориентировочные результаты. Оборудование: стеклянный градуированный цилиндр с плоским дном; стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм.
Ход работы: определение проводят в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м. от окна. Цилиндр помещают неподвижно над стандартным шрифтом. Цилиндр наполняют хорошо перемешанной пробой исследуемой воды, следя за чёткостью различения шрифта до тех пор, пока буквы, рассматриваемые сверху, станут плохо различаться. Высота водяного столба в сантиметрах, сквозь который текст можно прочитать, считается значением прозрачности воды.
Оценка результатов: измерение повторяют 3 раза и за окончательный результат принимают среднее значение, измеренное с точностью до 0,5 см. Вода по прозрачности бывает прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная.
Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ. Они могут возникать в воде естественным образом с развитием в водоеме водорослей, плесеней, актиномицетов и других водных организмов. В таком случае запах характеризуют как землистый, гнилостный, болотный, сероводородный и т. д. При условии искусственного попадания летучих веществ в водоемы вместе со сточными водами запах может быть классифицирован как хлорный, фенольный, аптечный и т. д. Кроме характера запаха определяют его интенсивность, как степень разбавления водой, лишенной запаха. Запах оценивается в баллах. Водой, не имеющей запаха, считается такая, запах которой не превышает 2 баллов. Вода с выраженным запахом непригодна для жизни микроорганизмов, так как, либо ядовита, либо не содержит кислорода. Оборудование: коническая колба ёмкостью 150–200 мл.
Ход работы: 100 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливают в колбу. Накрывают притертой пробкой, встряхивают вращательным движением, открывают пробку и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают до 60°С на водяной бане и также оценивают запах. Интенсивность запаха воды определяют при 20 и 60С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы. Запах питьевой воды не должен превышать 2 балла Оценка результатов: запах определяется в баллах, используется таблица(Таблица 1)
Цветность воды.Цвет воды зависит от наличия в ней примесей минерального и органического происхождения — гуминовых веществ, перегноя, которые вымываются из почвы и придают окраску воде от жёлтой до коричневой. Окись железа окрашивает воду в жёлто — бурый и бурые цвета, глинистые примеси — в желтоватый цвет. Цвет воды может быть связан со сточными водами или органическими веществами. Оборудование: стеклянная пробирка.
Ход работы: в прозрачную стеклянную пробирку налить 8–10 мл. исследуемой воды и сравнить с аналогичным столбиком дистиллированной воды. Рассмотреть её на свету, определить цвет.
Оценка результатов: цветность выражается в градусах, используется таблица (Таблица 2)
Таблица 1
Таблицы для измерения результатов
|
Интенсивность запаха |
Характер запаха |
Баллы |
|
Нет запаха |
Запах не ощущается |
0 |
|
Очень слабая |
Не ощущается потребителем, но обнаруживается исследователем |
1 |
|
Слабая |
Запах замечается потребителем, если обратить на него внимание |
2 |
|
Заметная |
Легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде |
3 |
|
Отчетливая |
Запах обращает на себя внимание и заставляет отказаться от питья |
4 |
|
Очень отчетливая |
Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья |
5 |
Таблица 2
|
Окрашивание сбоку |
Окрашивание сверху |
Цвет в градусах |
|
Нет |
Нет |
0 |
|
Нет |
Едва заметное, бледно- желтоватое |
10 |
|
Едва уловимое, бледно-желтоватое |
Очень слабое, желтоватое |
20 |
|
Едва уловимое, бледно-желтоватое |
Желтоватое |
40 |
|
Едва заметное, бледно-желтоватое |
Слабо-желтое |
50 |
|
Очень бледное, желтое |
Желтое |
150 |
|
Бледно-зеленоватое |
Интенсивно желтое |
300 |
Таблица 3
Результаты проведенных исследований
|
№ |
Виды-индикаторы |
Наличие +/- |
|
Вода очень чистая |
||
|
1 2 3 4 |
Касатик желтый Ежеголовик прямой Мята водяная Калужница болотная |
- — — — |
|
Вода чистая |
||
|
1 2 3 4 5 6 7 8 |
Водокрас Кубышка желтая Стрелолист обыкновенный Частуха подорожниковая Элодея канадская Лютик водяной Кувшинка белая Хвощ речной |
+ + + — + + + + |
|
Вода загрязненная |
||
|
1 2 3 4 5 6 |
Рдест кучерявый Тростник обыкновенный Манник большой Ситник развесистый Рогоз Щавель прибрежный |
+ + + + + + |
Таблица 4
|
Характеристика воды |
Номер пробы |
|||
|
1 |
2 |
3 |
||
|
запах |
4 |
4 |
4 |
|
|
цветность |
40 |
20 |
40 |
|
|
прозрачность |
1 |
1 |
1 |
|
Таблица 5
|
pH |
NO 3 |
PO 4 |
|
|
1 точка |
7,5 |
1 |
5 |
|
2 точка |
7 |
1 |
4 |
|
3 точка |
7 |
1 |
3 |
Заключение
Экологическое состояние пруда Чистый — удовлетворительное. Воду и берега пруда необходимо очистить с помощью специальных устройств, однако на данный момент пруд соответствует нормам, установленным для тех целей, для которых используют пруд. Понять это помогло детальное исследование пруда по многим аспектам, например исследование внешнего вида пруда, растительности вокруг него и качества воды. Химический, биологический и органолептический анализы показали, что пруд не сильно хуже экологических норма, установленных Роспотребнадзором, Минприродой и Минсельхозом РФ.
Литература:
- https://www.klgd.ru/city/history/almanac/a7_31.php
- Руководство к действию для проведения общественного экологического мониторинга «Молодёжь за чистые реки. Колодцы без нитратов». (Под редакцией кандидата биологических наук Д. П. Филиппенко)
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Качество_воды
