На главную
 
Научно-исследовательские работы 2013 года
 
БАКЫТОВ БЕКЖАН БАКЫТОВИЧ, 1997






Исследование сапробности реки
Кутум методом биоиндикации




Руководитель: Соколова Галина Алексеевна,
педагог дополнительного образования
МБОУ ДОДДДТ'Успех'
Россия, Астрахань, МБОУ Лицей ?2, 9 класс

































Астрахань 2013





















Содержание
1. Введение:::::::::::::::::::3
2.Актуальность исследования:::::::::::.3
3.Цели и задачи исследования:::::::::: .3
4.Обзор литературы:::::::::::::::.4
5.Общая характеристика реки Кутум::::::::4
6. Определение качества воды реки Кутум
с помощью организмов биоиндикаторов::::::.6
7. Определение класса качества воды
по методу С. Г. Николаева::::::::::::.7
8. Оценка качества воды реки Кутум::::::::7
9. Определение степени загрязненности
вод реки Кутум::::::::::::::::..14
10.Выводы::::::::::::::::::.14
11.Литература:::::::::::::::::14
12.Приложение::::::::::::::::.15

1.Введение
Водные объекты, составляющие основную часть экосистем, используются для проведения комплексных исследований в оценке сапробности водоемов. С 2011 года проводя исследование вод Кутума установил, что воды рукава сильно загрязнены. На реке были проведены дноуглубительные работы, которые должны были привести к возобновлению самоочистительных процессов в рукаве, но это было 10 лет назад. Работа посвящена выяснению степени сапробности Кутума в настоящее время и определению степени его возможного самоочищения.
При изучении экологического состояния Кутума за основу взяты биоиндикационные методы исследования. Водоемы, загрязненные органическими стоками, как и организмы способные жить в них, называются сапробными[3] .Из биоиндикационных методик взяты такие, которые дают представление о сапробности водоема, т.е гидробионты обитающие в реке отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Те виды, которым эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями. Определение видов животных обитающих в реке может помочь нам определить степень загрязнения водоема или покажет на процессы, указывающие на самоочищение Кутума.
В настоящее время люди осознали, что дальнейшее пренебрежительное отношение к законам природы приведет к деградации и вымиранию человечества уже при жизни нынешнего поколения. В высокоразвитых странах давно поняли это и изменили структуру воспитания и образования таким образом, чтобы на смену нынешнему поколению работников, пришло другое, для которого экологические знания стали такими же необходимыми и понятными как азбука. Это дало положительные результаты. Сейчас здоровье населения и состояние природной окружающей среды в этих странах значительно улучшились. В нашей стране также стали внедряться в обучение программы экологического образования. Моя работа подтверждение этому направлению в образовании молодежи.
2. Актуальность исследования
Высокая концентрация населения и промышленного производства в регионе, нерациональная специализация промышленности, антиэкологическая структура экономики на фоне деградации ресурсосберегающих и высокотехнологичных производств, привели к чрезмерному загрязнению природной среды. В 2002 г. в Волгу и ее притоки было сброшено 8,5 км3 загрязненных сточных вод (43 % загрязненных стоков России), из них 0,76 км3 без прохождения какой-либо очистки. Несмотря на высокую обеспеченность региона очистными сооружениями, эффективность их работы крайне низка, в результате чего в водные объекты поступает большое количество загрязняющих веществ.
Именно поэтому данная тема является актуальной для жителей нашего региона, поскольку Астраханская область расположена в низовьях Волги, уровень загрязнения воды здесь самый высокий, т.к. все населенные пункты, находящиеся выше по течению реки, сбрасывают в нее свои промышленные и сточные воды Не менее актуальным является и сохранение городских водоемов, создающих особый микроклимат в зоне полупустыни, в которой расположен наш город.
Кутум протекает возле жилого района, с большим количеством частных и многоквартирных домов, хозяева которых используют воды реки для своих нужд. Для них важно, в каком состоянии находится вода в реке. Живя в данном районе с летними температурами до +40 градусов, понимаем, что река создает определенную влажность воздуха, доставляет воду для прибрежной растительности и помогает животным, живущим в зоне полупустыни выжить. Иногда население сжигает тростник у истоков реки и тем самым создает невыносимые условия как для почвы, которая теряет плодородный слой, на котором произрастали растения, а так же гнездились многочисленные птицы в зарослях тростника. Проведя, исследование вод реки Кутум, указав причины загрязнения и возможности реки к самоочищению, тем самым мы спасаем водоем от зарастания и исчезновения.

3. Цель исследования:
Выяснить, степень загрязненности вод реки Кутум используя методы биоиндикации.
Задачи:
1. С помощью животных - биоиндикаторов, обитающих в ерике, определить качество воды исследуемого водоема.
2. Предложить меры по сохранению чистоты вод реки Кутум.

4. Обзор литературы.
Определить сапробность водоема химическими методами сложно и надо иметь специальную лабораторию. Во многих источниках обнаруженные методики просто не подходили, так как были очень сложны и требовали наличия химической лаборатории и химических реактивов. Наиболее подходили методики Боголюбова А.С. www.ecosystema.ru , где мы нашли описание и определитель беспозвоночных, а так же подходящие методики для исследования вод Кутума. В книге 'Биоиндикация состояния пресного водоема' автор Данилов Ю.А. познакомил нас не только с методами биоиндикации, но и предложил для нас более рациональную методику исследования. Материал сайта[5] 'Экосодружество' www.ecocoop.ru позволил проконсультироваться по многим спорным вопросам с учеными и просмотреть подобные работы, выполненные на малых реках России.

5. Общая характеристика реки Кутум.
Река Кутум протекает от реки Волга в западно-восточном направлении, пересекает знаменитый Красный мост, идет вдоль шоссе с активным движением транспорта и выходит к каналам Варвация и Приволжский , а это центральная часть города Астрахани.Длина реки составляет 20 километров. На пути реки встречается несколько предприятий, которые расположились по его берегам, а так же рынок Большие Исады.
Таким образом, река протекает по левобережной части города. Происхождение названия реки достоверно неизвестно. Этот рукав мог получить свое название по имени татарского князя Кутума, хотя возможно, что и прозвище свое татарский князь получил от имени реки. Второе предположение, что название свое река Кутум получила по имени изобиловавшей здесь рыбы кутум (по - тюрски 'кутум' - сазан).
Протекая через район города, он создает определенные экологические условия для растений, животных и человека. Какова же эта роль? На сколько важна река для всех окружающих, и каковы возможности сохранения реки и его обитателей, так как водные объекты являются одной из важнейших экологически значимых составных частей экосистем .
Многочисленные озера, расположенные в Волго-Ахтубинской пойме и дельте, местное население называет ильменями. Они между собой, с Волгой и ее рукавами соединяются ериками и протоками. Во время весеннего половодья межбугровые понижения затапливаются, ильмени становятся многоводными и распресняются, а летом, когда часть ериков пересыхает, ильмени мелеют и вода в них осолоняется.
В начале июля с повышением температур до 35°, Кутум начинает испаряться и местами в черте города пересыхает, но при моряне (юго-восточном ветре), вновь наполняется водой.
Исследование состояния водного объекта Кутум проводилось по показателям:
Класс чистоты вод рукава - III, вода умеренно загрязненная. (таблица 2) Так как в воде обнаружены личинки поденок, двустворчатые моллюски, рачки бокоплавы, водяные ослики, личинки стрекоз, пиявки, личинки кровососущих комаров и комаров-звонцов.
Соленость и жесткость: повышается в конце лета из-за активного испарения.
Ширина и глубина водоема: От 6 - 40 метров: до 4 метров .Длина рукава 20 км.
Степень загрязнения воды в Кутуме после проведения дноуглубительных работ в 2000 году резко понизилась, но к 2012 вновь усилилась.
Проникновение на глубину солнечных лучей : от 0,5 до 1 метра.
Степень насыщенности воды взвешенными частицами велика весной с марта по апрель, когда вода из Волги активно продвигается по рукаве, равняется 30 -40 Срмг\л до100 мг\л. Накопление на дне веществ различного происхождения - это в основном ил, достигающий до 30 см.Скорость течения воды:1.5 м/с.
У Кутума на входе из Волги течение полноводное, но медленное, только в весеннее время.
В это время происходит перемешивание водных масс. Вода у поверхности нагревается (весной) и охлаждается осенью (+4 С) .При такой температуре вода имеет максимальную плотность, поэтому верхние слои воды опускаются на дно, а придонные вытесняются наверх, обогащая при перемешивании кислородом глубины водоема, а к поверхности поднимаются из глубины биогены- растворенных минеральных веществ, являющихся удобрением для водных растений и минеральные соли. Биохимическое потребление кислорода - это степень загрязнения воды органикой, т.е это количество кислорода, необходимое микроорганизмам для окисления содержащихся в воде органических веществ ( чем больше органики, тем больше кислорода требуется на ее окисление). К середине лета июль - август вода из Кутума сильно испаряется, и скорость течения практически падает и создает застойные явления, приводящие к зарастанию водоема.
Температура воды: от - 4до +28°С.
Фотосинтетическая активность участка водоема высокая из-за наличия большой массы водной и береговой растительности в природной обстановке, а по мере приближения к жилому массиву фотосинтетическая активность резко падает, т.к. водная и прибрежная растительность ее масса уменьшается на 50%.
Глубина распространения растительности равна от 10 см - до 2,5 метров.
Наличие органических соединений в воде характерно только в зонах расположения дач и предприятий.
Возможность размыва почв Кутумом повлечет за собой засоление почв и изменение растительного и животного состава.
Влияние человека на реку Кутум так велико, что существование и его восстановление полностью зависит от того, как человек будет эксплуатировать воды и прибрежные почвы рукава. Восстановление полноценной жизни рукава зависит от дноуглубительных работ, которые необходимо провести в ближайшие годы: Так как от глубины зависит наполняемость ерика водой, наполнение водой ильменя, в который он впадает и формирование активного ила на дне Кутума, который играет большую роль в самоочищении водоема. На состояние рукава влияет и скорости течения, так как она уносит, смывает все частицы, которые могли бы создать ил.
Близость автомобильной трассы (5 метров) газы, свинец и другие вещества влияют на биоценоз водоема отрицательным образом, нарушая жизненные циклы развития обитателей водоема.
Близость жилого фонда отрицательно влияет на среду Кутума. От этого соседства берега рукава замусорены, в воду сливают и сбрасывают различные отходы, сюда же попадают отходы от рынка Большие Исады, слив теплой воды от теплоэлектростанции.
Фекальные стоки присутствуют, так как туалеты жилого частного сектора, как правило, расположены на берегу Кутума, предприятия тоже сбрасывают отработанную воду в Кутум.
Для рукава характерны определенные живые организмы : птицы, водомерки, лягушки, ужи, моллюски двустворчатые, жуки -плавунцы, водяные ослики, бокоплавы, ручейники речные раки, моллюски -живородки, моллюски -катушки. Особенность рукава Кутума связана и с расположением водоносных горизонтов.
На территории Астрахани выделяются два водоносных горизонта, относящихся к четвертичным отложениям. Водоносный горизонт, приуроченный к аллювиальным отложениям, отмечается непосредственно в пойме реки Волга и ее рукавов. Подземные воды заключены в русловых, пойменных и старичных отложениях. Водовмещающими породами являются в основном пески, супеси, в меньшей степени глины и суглинки. Мощность данного горизонта достигает более 30 метров. Толща аллювиальных отложений залегает непосредственно на хазарских глинах, имеющих повсеместное развитие. Глины залегают на глубинах от 15 до 35 метров.
Второй водоносный горизонт относится к хвалынским и новокаспийским отложениям. Как и в первом случае, водоупором ему служат хазарские глины. Литологический состав водовмещающих пород разнообразен. Верхняя толща, менее водопроницаемая, представлена прослоями песков и супесей небольшой мощности в глинах и суглинках. Нижняя часть чаще всего песчаная. Наибольшая глубина залегания от поверхности - более 3 метров - приурочена к буграм Бэра, наименьшая к межбугровым понижениям. Мощность водоносного горизонта достигает 15-20 метров. Воды безнапорные, слабый напор отмечается только под бэровскими буграми. Минерализация на некоторых участках достигает 110 г/л. По своему составу воды этого горизонта подразделяются на хлоридные, хлоридно- сульфатные, сульфатные.
Подземные воды на большей части города Астрахани агрессивны по многим видам строительных материалов, особенно конструкций из металла и бетон. Набережная Кутума в городской части одета в бетон, который как правило подвержен разрушению .


6. Определение качества воды реки Кутум с помощью организмов биоиндикаторов
Химические методы анализа показывают состав веществ попавших в воду водоема, но не позволяют спрогнозировать их влияние на организмы. Поэтому для более объективного оценивания влияния загрязнителей на среду обитания ерика выбраны методы биоиндикации.
Биоиндикация - метод оценки изменений в среде при помощи биологических объектов. [2]
Организмы или сообщества организмов по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде, называются биоиндикаторами.
С помощью биоиндикаторов можно обнаруживать места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений, а также проследить скорость происходящих в окружающей среде изменений, чем мы и займемся.
Основной задачей биоиндикации является разработка методов и критериев, которые могли бы диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах природных сообществ.
Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов. [5]
При выборе таких организмов необходимо соблюдать определенные требования: возможность фиксировать четкий, воспроизводимый отклик на воздействие внешних факторов, чувствительность этого отклика на малые концентрации загрязнителей. Условия, определяемые с помощью организмов-биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации. В данном случае это воды реки Кутум. Видовой уровень биоиндикации водоема включает в себя констатацию присутствия организма, учет частоты его встречаемости, изучение его анатомо-морфологических особенностей, физиологии, биохимии. При биоценотическом уровне исследования учитываются различные показатели разнообразия видов, продуктивность данного сообщества.
Методы биоиндикации подразделяются на два вида: регистрирующая и аккумулятивная биоиндикация. Регистрирующая биоиндикация позволяет оценивать воздействие факторов среды по состоянию особей вида или популяции, а биоиндикация по аккумуляции использует свойство живых организмов накапливать некоторые химические вещества. В соответствии с этими методами различают и типы биоиндикаторов.[4]
Регистрирующие биоиндикаторы реагируют на изменение внешней среды изменением численности, фенооблика, изменением скорости роста, соматическими проявлениями (в том числе уродливостью) и другими хорошо заметными признаками. Наиболее доступными оказались методы регистрирующей биоиндикации, так как они не требуют применения сложных приборов.

7. Определение класса качества воды по методу С. Г. Николаева
В качестве индикаторных организмов рассматриваются макробеспозвоночные донных сообществ, которые имеют длительные жизненные циклы, ведут малоподвижный образ жизни и могут быть легко определены по специально разработанному для методических указаний атласу-определителю.
Распределение донных обитателей, на учете которых основан данный метод, приурочено к определенным местообитаниям-биотопам, тип которых определяется скоростью течения, глубиной, особенностью речного грунта, наличием растительности. [3]Самыми обычными для реки Кутум донными биотопами являются: песчаное, заиленное, крупнопесчаное или илистое дно середины реки, погруженная в воду древесина, участки в различной степени заросшие погруженной плавающей и воздушно-водной растительностью.
Каждый биотоп населяет своеобразный комплекс (сообщество) донных (зообентосных) обитателей. Это крупные, хорошо различимые невооруженным глазом организмы: губки, моллюски, ракообразные, пиявки, трубочник, личинки комаров, стрекоз, ручейников и других насекомых.

Диаграмма 1. Численность видов организмов в реке Кутум


Сообщества донных организмов наиболее информативны в индикаторном смысле в биотопах, лишенных водной растительности. Являясь сильнейшим фактором самоочищения, заросли растений представляют собой "островки выживания" гидробионтов часто сохраняют разнообразнейших обитателей, даже при значительном загрязнении водотоков, что, естественно, может исказить результаты анализа в сторону завышения класса качества вод.
Для сбора биоиндикаторных организмов выбран участок площадью ориентировочно 10 х 10 метров (станцию) и изучен его самым внимательным образом. Сбор животных производили сачками или просто руками. Все животные записывались на месте (форму записи см. ниже). После окончания исследования животных выпустили обратно в водоем. Работали втроем, где один обшаривает коряги, другой - дно, третий - заросли, а потом вместе пытались поймать тех, кто быстро плавает и т.д. Все это делали аккуратно, иначе вся живность прячется от взбаламученной грязи. Собираемых животных рассаживали в баночки (50г) слой воды у берега невысокий и всех хорошо видно.

Таблица 1..Количество найденных животных в каждой створе

Название
Животных Створа1
Загрязняющее предприятие
А Створа2
Ул Победы
Б Створа3
Естественный ландшафт
В
Количество найденных животных в каждой створе
Двустворчатые
моллюски - - 2
Губки-бадяги - 5 3
Личинки мошки 5 4 2
Паденка-палингения - - 2
Личинки стрекоз 1 1 3
водомерки 1 2 4
Личинки ручейников - - 3
Речные раки - - 2
мизиды
бокоплавы - - 2
Малощетинко-вые черви 1 1 3
перловицы - - -
беззубки - - 1
Личинки
хирономусов
коловратки 3 5 2
плавт - 1 -
Водяной скорпион - - 1
Водомерка панцирная 2 1 1
Гребляк малый - - 1
Гладыш (клоп) - - 1
Личинка плавунца окаймленного - - 1

В прибрежной части реки за лето вырастает большое количество тростника южного, рогоза узколистного, камыша озерного и другой прибрежной растительности. Сильно зарастает река и водной растительностью, образуя подводные луга из рдестов, урути колосистой, роголистника, харовых водорослей, бодяги, что вызывает недостаток кислорода гибель рыб, ракообразных и моллюсков. Причиной является и искусственное половодье из-за гидростанций построенных на Волге, которые ухудшают экологическую обстановку в подстепных ильменях и питающих их ериках.
В результате обследования 3 створ рукава Кутум собрано множество различных гидробионтов. Следующая задача заключается в том, чтобы выделить среди них индикаторные (т.е. те, что приводятся в перечне таблицы 2 и в атласе) и составить список обнаруженных таксонов в строгом соответствии с формулировкой, данной в таблице 2.
Определение уровня загрязнения реки в конкретном створе проводится по шкале классов качества вод (табл. 2)[2]. В левой ее части помещен перечень индикаторных таксонов. Их существование приурочено к одному или нескольким классам качества воды, которые для каждого таксона отмечены в горизонтальной строке знаком "".
Имея список обнаруженных таксонов, определение класса качества вод удобнее проводить в следующей последовательности. В специально подготовленной вспомогательной таблице 4 по каждому обнаруженному таксону любым значком делается отметка в графах классов согласно возможному диапазону этого таксона по таблице 3. Например: обнаруженный таксон "губки" по таблице 2 может существовать в водах 2 и 3 классов качества, следовательно, в таблицу вносим по одной отметке во 2-ой и 3-ий классы. Таксон "водяной ослик" по таблице 3 характерен для 3, 4 и 5 классов - во вспомогательной таблице 4 делаем еще одну отметку в 3-м классе и по одной - в 4-м и 5-м классах.
По окончании внесения отметок обнаружения таксонов, в каждом классе вспомогательной таблицы подсчитываем число отметок, умножаем на величину индивидуальной классовой значимости таксонов (нижняя строка таблицы 2) и получаем суммарную индикаторную значимость таксонов в каждом классе. Несколько примеров подсчета суммарной индикаторной значимости таксонов и определения класса качества вод приведено в табл. 3. Принадлежность обследованного участка реки к определенному классу качества вод определяется по максимальной суммарной значимости. Из приведенных в таблице 2 данных следует, что воды реки в створе А имеют уровень загрязнения 4-го класса. В створе Б - 3-й класс качества воды, но, учитывая близость величины суммарной значимости таксонов 2-го и 3-го классов, более правильно будет считать, что в створе Б качество воды находится между 2-м и 3-м классами. В створе В - 2 класс качества воды.
Створа А- загрязняющее предприятие;
Створа Б - ул Победы;
Створа В - естественный ландшафт (1 км от жилья).
Если обследование створы показало полное отсутствие донных макробеспозвоночных, такие воды рассматриваются как очень грязные и относятся к 6-му классу качества., таковыми оказались воды рукава протекающие через набережную рынка Большие Исады.

Таблица 2. Шкала классов качества вод
таб. атл. ПЕРЕЧЕНЬ ИНДИКАТОРНЫХ ТАКСОНОВ КЛАССЫ КАЧЕСТВА ВОД
1 2 3 4 5 6
21 Риакофила   М
А
К
Р
О
Б
Е
С
П
О
З
В
О
Н
О
Ч
Н
Ы
Х

Н
Е
Т
15 Веснянки, кроме Немуры  
29 Вилохвостка  
9 Бокоплав   
4 Губки  
7 Беззубка  
5 Затворки  
10 Речной рак  
22,26 Нейреклипсис, Моланна,  
25 Брахицентрус  
12,13 Красотка и Плосконожка  
17 Роющие личинки поденок  
2 Плоские пиявки   
7 Перловица   
18 Водяные клопы   
16 Плоские личинки поденок   
19 Личинки вислокрылки   
27 Личинки мошек   
23,24 Гидропсиха, Анаболия  
14 Дедки (личинки стрекоз)  
3 Червеобразные пиявки  
6 Горошинки, шаровки  
8 Водяной ослик   
1 Трубочник, в массе  
28 Мотыль, в массе  
30 Крыска  
Инд. классовая значимость таксонов 25 6 5 7 20 -

Таблица 3
Расчеты определения качества вод.
Класс качества вод
1 2 3 4 5
Индивидуальная классовая значимость таксонов 25 6 5 7 20
Створа А:
- отметки обнаружения таксонов /////
/// /////
/////
/ /////
//// //
- количество отметок в классе - 8 11 9 2
- суммарная классовая значимость таксонов - 48 55 63 40
Створа Б:
- отметки обнаружения таксонов / /////
/////
/ /////
/////
//// /////
/ //
- количество отметок в классе 1 11 14 6 2
- суммарная классовая значимость таксонов 25 66 70 42 40
Створа В
- отметки обнаружения таксонов 7
3 5
5
2 6
3 2
- количество отметок в классе 10 12 9 2
-суммарная классовая значимость таксонов 60 60 63 40

8. Оценка качества воды реки Кутум
Видовое разнообразие и обилие животных, заселяющих реку, может служить показателем чистоты воды.[1] Так пресноводные моллюски(Таблицы 7,8), личинки веснянок, поденок, ручейников заселяют только чистые водоемы, но как только в водоем попадают загрязнители они исчезают. Умеренно загрязненной частью реки можно считать ту его часть, которая протекает по естественному ландшафту, так как среди прибрежных водорослей были обнаружены водяные ослики, бокоплавы, личинки мошек, моллюски - шаровки, битинии, лужанки, личинки стрекоз и пиявки.
С помощью сачка взяли пробу в двух точках реки: в естественной зоне и в черте города. Промыли пробу через сито, а обнаруженные животные были перенесены в ванночки с чистой водой и разобраны по видам, пользуясь определителем 'Экосистемы' www.ecosystema.ru [4]. Выяснилось, что район протекания через городскую часть , наиболее загрязнен, Так данные о прозрачности воды в реки показали не только на степень насыщенности воды взвешенными частицами наносов, но и на глубину проникновения в водоем солнечных лучей. От этих характеристик зависит температура воды, фотосинтетическая активность участка водоема и глубина распространения растительности. Температура воды влияет на скорость протекания химических реакций в воде и ее химический состав. Важными средообразующими факторами реки являются гидрологические характеристики водоема. От ширины и глубины водоема зависит накопление веществ и органических веществ реки ,характер берегов влияет на загрязненность почв и почвообразовательный процесс, скорость течения реки влияет на степень загрязнения воды, накопления на дне веществ различного происхождения.[2]
Основные методы, которыми мы пользовались это:
- органолептический (запах, вкус)
- визуальный (цвет, мутность, прозрачность)
- биоиндикационный (оценка воды с помощью организмов зообентоса по стандартным методикам)
Органолептический метод определения запаха
В колбу с притертой пробкой вместимостью 250 - 350 см3 отмерял 100см3 испытуемой воды температурой 20°С. Колбу закрывал пробкой, содержимое колбы несколько paз перемешивал вращательными движениями, после чего колбу открывал и определял характер и интенсивность запаха. Интенсивность запаха воды оценивал по пятибалльной системе согласно требованиям ГОСТ 3351-74 [6]. Полученные данные показали, что в результате исследования воды в Кутуме и водопроводной воды в соответствии с показателями ГОСТов в первой пробе запах равен 4, легко замечается, вызывает неодобрительный отзыв о воде, во второй колбе запах не ощущается. Запах явно гнилостный, сероводородный , что говорит об активных процессах гниения. Запах обусловлен в первую очередь серо- и азотсодержащими органическими соединениями, образующимися в результате разложения органических веществ (как правило, отмершими растениями или экскрементами). Значит, вода, взятая в Кутуме ,может содержать вредные вещества естественного происхождения.

Определение цветности и мутности
В цилиндр наливал исследуемую воду, таким образом, чтобы высота слоя достигала 25 - 30 см, одновременно в другой такой же цилиндр наливал дистиллированную воду. Визуально сравнивал окраску воды с дистиллированной. Мутность оценивал так же визуально по отношению к дистиллированной воде. Анализ показал, что проба ?1 имеет показатель выше, чем проба ?2 .Значит, вода Кутума очень мутная по отношению к дистиллированной воде, а питьевая мутности не имеет. 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 жёлтоватый цвет. Цвет воды может быть связан со сточными водами или органическими веществами.
Определение кислотности
С помощью индикаторов (универсального с рН от 1 до 10) и специальных с рН 3 - 5,5 , 7 - 14 и 5,5 - 7,5 оценивали величину рН воды. Согласно исследованиям рН воды Кутума имеет показатель 5,5, а питьевая вода - 6,5, следовательно кислотность выше в водах Кутума. Вода из природных и искусственных водоемов обладает водородным показателем в пределах 6,5 - 8,0. Эти значения лежат в пределах нормы для природных вод (6,5 - 8,5). Самый низкий рН - у воды из канала им. 1 Мая - 6,5, а самый высокий в реке Волга 7,5. Изменения рН воды обычно являются следствием загрязнения воздуха кислотными примесями(оксидами серы и азота и др.), которые 'вымываются' дождями и попадают в водоем. Изменения рН могут вызываться также загрязнениями водоема промышленными сточными водами, не прошедшими очистки и нейтрализации. Кислотность природной воды может определяться также характером почвы, грунтов, местности. на которой расположен водоем. Изменение рН природной воды сверх допустимых пределов создает среду, непригодную для существования большинства водных организмов (особенно простейших) в чем мы и убедились.
9. Определение степени загрязненности вод реки Кутум
Трофность - является показателем качества воды относительно количества органических веществ, накопленных в процессе фотосинтеза. Органическое вещество обеспечивает существование животного населения и его видовое разнообразие, численность популяций зависит от количества пищи.[3] После смерти животных возникают проблемы с разложением их трупов и изменением газового состава воды. Процесс повышения трофности водоема называется эвтрофикацией. Проявление эвтрофикации реки Кутум может служить его зарастание и обмеление. Эвтрофикацию выявили в процессе исследования с применением биоиндикаторов. Личинки комаров и малощетинковые кольчецы, обитающие в придонном иле и питающиеся органическими остатками, приспособлены к недостатку кислорода благодаря содержанию в крови гемоглобина. В ходе исследования были обнаружены личинки хирономусов, называемые в народе 'мотылем', значит, река имеет среднюю эвтрофикацию. После дноуглубительных работ повысилась скорость течения в рукаве, что привело к самоочищению Кутума. (Таблицы 5-9)

10. Вывод.
Вывод наш складывается из следующих показаний. Степень загрязненности реки Кутум умеренная, так как были проведены дноуглубительные работы, которые повлияли на чистоту воды в реке и естественно на его обитателей.
У городской части реки Кутум начнутся самоочистительные процессы в том случае ,если будут проведены дноуглубительные работы. Так как часть реки расположена в естественном ландшафте , то самоочищение происходит регулярно за счет активного ила , промерзания верхних слоев воды зимой. Появляются организмы, которые живут только в чистой воде - это бокоплав, беззубка. Самая грязная вода в зарастающей части, рядом с предприятием тепловой электростанцией, так как там течение медленное и вода находится в застойном состоянии, а теплостанция сбрасывает теплые воды в Кутум. Мы продолжаем наблюдать и исследовать реку Кутум, так как это часть нашего жилого района. Мы очищали берега реки от мусора и тушили места с подожженным тростником. Выходы мы совершаем по воскресным дням.
Выражаю благодарность всем одноклассникам 93 класса Лицея ?2 за помощь в сборе проб на реке.
11.Список литературы
1,Боголюбов А.С., Засько Д.И. Методика рекогносцировочного обследования малых водоемов: Методическое пособие.- М.: Экосистема, 1998.-13с
2,Данилова Ю.А., Ляндзберг А.Р., Муравьев А.Г. Биоиндикация состояния престного водоема (иллюстрированная методика). Учебно-методическое издание. СПб.; 'Крисмас+', 1999.-152с.
3,Школьный экологический мониторинг: Учебно -методическое пособие/Под ред. Т.Я.Ашихминой. -М.: АГАР,2000.,174с.
4, www.ecosystema.ru Сайт 'Экосистема'
5,www.ecocoop.ru Сайт 'Экосодружество'
6. ГОСТ 3351-74. Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности.
12.Приложение
Таблица 4 Измерение параметров популяции моллюсков - фильтратов для оценки способности реки Кутум к самоочищению. Всего в пробе было найдено 45 организмов.

Интервал мм. 1 створа
У Волги 2 створа
Ул С.Перовской 3створа
Естественный
Кол-во Размерная
Доля в% Кол-во
Размерная
Доля в% Кол-во Размерная
Доля в%

20-30 8 17,7% - 15 33,3
30-40 2 4,4 - 3 6,6
40-50 1 2,2 1 2,2 1 2,2
50-60 1 2,2 - 1 2,2
60-70 - - 1 2,2
70-80 - - - - - -
80-90 - - - - - -
90-100 - - - - - -
12 1 21
Средняя плотность моллюсков на 1 м=
12: 10=1,2 Средняя плотность моллюсков на 1 м=
1: 10= 0,1 Средняя плотность моллюсков на 1 м=
21:10 =2,1

Таблица 5 Измерение параметров раковин в популяции моллюсков
Виды моллюсков Размер раковин Годы жизни благополучие

Большой прудовик 0,1-20мм 1-2 среднее
Катушка 0,02- 0,5 1 среднее
Лужанка 0,2-2мм 2 плохое
Битиния 0,1- 2 мм 1 среднее
Физа 0,02- 0,5 мм 1 плохое
Живородка речная 20мм-25мм 1 хорошее
Литоглиф
натиковыдный 0,4 - 0,6 1 Хорошее
Перловица окрашенная 3 -4 см 3 Хорошее
Дрейсена речная 10 - 15 мм 2-3 хорошее
Беззубка обыкновенная 4-8 см 5-6 Хорошее

Таблица 6. Количество моллюсков

Размер раковины, см До 1 До 2 До 3 4 и более
Количество живых моллюсков 23 28 9 4
Количество мертвых моллюсков 6 18 21 4

Таблица 7 Количество живых моллюсков
Размер раковины, см До 1 До 2 До 3 4 и более Средняя плотность моллюсков на 1м
Количество живых моллюсков 23 28 9 4 21
Размерная доля, % 14,72 17,92 5,76 2,56


Карта забора проб на реке Кутум.

Обозначения точек проб на карте реки Кутум в центре города Астрахани.
1. Точка 1- расположены на входе в реку Волга .
2. Точки 4 - естественная часть ерика.
3. Точки 3 Красный мост, ул Победы
4. Точки 2 теплоэлектростанция
5. Масштаб 1:500
Таблица 8. Измерение параметров раковин в популяции моллюсков
Виды моллюсков Размер раковин Года жизни благополучие
Большой прудовик 0,1-20мм 1-2 среднее
Катушка 0,02- 0,5 1 среднее
Лужанка 0,2-2мм 2 плохое
Битиния 0,1- 2 мм 1 среднее
Физа 0,02- 0,5 мм 1 плохое
Живородка речная 20мм-25мм 1 хорошее
Литоглиф
натиковыдный 0,4 - 0,6 1 Хорошее
Перловица окрашенная 3 -4 см 3 Хорошее
Дрейсена речная 10 - 15 мм 2-3 хорошее
Беззубка обыкновенная 4-8 см 5-6 Хорошее

Секция: Биология и науки о Жизни
МБОУ ДОД Д ом детского творчества 'Успех'
414015,Астрахань, площадь Заводская ,90,телефон (8512)560658, ddt-uspeh@mail.ru
Исследование сапробности реки Кутум методом биоиндикации
Бакытов Бекжан Бакытович
10
414040, Астрахань ,ул Зеленгинская 1, кВ 66; тел 9086127937, bekjan777@mail.ru
Руководитель: Соколова Галина Алексеевна, педагог дополнительного образования МБОУ ДОД ДДТ'Успех', руководитель творческого объединения Полевой учебный центр 'Стриж'

Водные объекты, составляющие основную часть экосистем, используются для проведения комплексных исследований в оценке сапробности водоемов. С 2012 года проводя исследование вод реки Кутум установил, что воды рукава сильно загрязнены. На реке были проведены дноуглубительные работы, которые должны были привести к возобновлению самоочистительных процессов в рукаве, но это было 10 лет назад. Работа посвящена выяснению степени сапробности Кутума в настоящее время и определению степени его возможного самоочищения. Использованы методики определения качества вод по методу С.Г.Николаева, метод Вудивисса. При изучении экологического состояния Кутума за основу взяты биоиндикационные методы исследования. Водоемы, загрязненные органическими стоками, как и организмы способные жить в них, называются сапробными (Т.Я.Ашихмина,1999).Из биоиндикационных методик взяты такие, которые дают представление о сапробности водоема, т.е гидробионты обитающие в реке отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Те виды, которым эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями. Определение видов животных обитающих в реке может помочь нам определить степень загрязнения водоема или покажет на процессы, указывающие на самоочищение Кутума.
Актуальность исследовании. Кутум протекает возле жилого района, с большим количеством частных и многоквартирных домов, хозяева которых используют воды реки для своих нужд. Для них важно, в каком состоянии находится вода в реке. Живя в данном районе с летними температурами до +40 градусов, понимаем, что река создает определенную влажность воздуха, доставляет воду для прибрежной растительности и помогает животным, живущим в этой зоне выжить. Иногда население сжигает тростник у истоков реки и тем самым создает невыносимые условия как для почвы, которая теряет плодородный слой, на котором произрастали растения, а так же гнездились многочисленные птицы в зарослях тростника. Проведя, исследование вод реки Кутум, указав причины загрязнения и возможности реки к самоочищению, тем самым мы спасаем водоем от зарастания и исчезновения. Подробные исследования реки Кутум не проводились.
Цель исследования выяснить степень загрязненности вод реки Кутум, используя методы биоиндикации. Задачи:1. С помощью животных - биоиндикаторов, обитающих в ерике, определить качество воды исследуемого водоема.2. Предложить меры по сохранению чистоты вод реки Кутум.
Для сбора биоиндикаторных организмов выбран участок площадью ориентировочно 10 х 10 метров (станцию)на реке Кутум .Сбор животных производили сачками или просто руками. После окончания исследования животных выпустили обратно в водоем. Работали втроем, где один обшаривает коряги, другой - дно, третий - заросли, а потом вместе пытались поймать тех, кто быстро плавает и т.д. Все это делали аккуратно, иначе вся живность прячется от взбаламученной грязи. Собираемых животных рассаживали в баночки (50г) слой воды у берега невысокий и всех хорошо видно. Видовое разнообразие и обилие животных, заселяющих реку, служит показателем чистоты воды. Так пресноводные моллюски личинки веснянок, поденок, ручейников заселяют только чистые водоемы, но как только в водоем попадают загрязнители, они исчезают. Умеренно загрязненной частью реки можно считаю ту его часть, которая протекает по естественному ландшафту, так как среди прибрежных водорослей были обнаружены водяные ослики, бокоплавы, личинки мошек, моллюски - шаровки, битинии, лужанки, личинки стрекоз и пиявки. С помощью сачка взяли пробу в двух точках реки: в естественной зоне и в черте города. Выяснилось, что район протекания через городскую часть наиболее загрязнен, Так данные о прозрачности воды в реки показали не только на степень насыщенности воды взвешенными частицами наносов, но и на глубину проникновения в водоем солнечных лучей. От этих характеристик зависит температура воды, фотосинтетическая активность участка водоема и глубина распространения растительности. Выяснил, что от ширины и глубины водоема зависит накопление веществ и органических веществ реки: характер берегов влияет на загрязненность почв и почвообразовательный процесс; скорость течения реки влияет на степень загрязнения воды, накопления на дне веществ различного происхождения. Вывод наш складывается из следующих показаний. Степень загрязненности реки Кутум умеренная, так как были проведены дноуглубительные работы, которые повлияли на чистоту воды в реке и естественно на его обитателей. У городской части реки Кутум начнутся самоочистительные процессы в том случае ,если будут проведены дноуглубительные работы. Так как часть реки расположенная в естественном ландшафте стала очищаться и появились организмы, которые живут только в чистой воде - это бокоплав, беззубка. Самая грязная вода в зарастающей части, рядом с предприятием, так как там течение медленное и вода находится в застойном состоянии. Мы продолжаем наблюдать и исследовать реку Кутум, так как это часть нашего жилого района. Мы очищали берега реки от мусора и тушили места с подожженным тростником. Мы хотим донести до населения , живущего по берегам Кутума, что от их зависит чистота водоема. Устраиваем акции по очистки берегов от мусора, тем самым сохраняем водоем.
Литература.1,Боголюбов А.С., Засько Д.И. Методика рекогносцировочного обследования малых водоемов: Методическое пособие.- М.: Экосистема, 1998.-13с
2,Данилова Ю.А., Ляндзберг А.Р., Муравьев А.Г. Биоиндикация состояния престного водоема (иллюстрированная методика). Учебно-методическое издание. СПб.; 'Крисмас+', 1999.-152с.
3,Школьный экологический мониторинг: Учебно -методическое пособие/Под ред. Т.Я.Ашихминой. -М.: АГАР,2000.,174с.
4, www.ecosystema.ru Сайт 'Экосистема'
5, Журнал 'Исследовательская работа школьников', ? 1 и ? 2, 2004 г.Биоиндикация состояния пресного водоема с помощью донных организмов.А.Р. Ляндзберг.

Макарцева Юлия Александровна,





Биоиндикаторы качества вод в водоемах
Астраханской области









Россия, Астрахань,
Ученица 8 класса МБОУ Лицей ?2


Руководитель
Соколова Галина Алексеевна,
педагог дополнительного образования
МОУ ДОД ДДТ'Успех'





Астрахань 2013




Аннотация.
Для проведения охраны и восстановления водных ресурсов Астраханской области необходимо их исследовать , оценить состояние, выяснить причины загрязнения. Сегодня наступило время посмотреть на город , его парки , водоемы, обитателей водоема , как на экосистему, в которой не всегда все взаимосвязано , как в природе. Чтобы достичь такой взаимосвязи , нужно постоянно исследовать водоемы, парки и посмотреть , как себя чувствуют организмы в городской среде.
Гуляя по набережным городских водоемов обратила внимание , что цвет и запах воды в них различен. Вода в городских каналах имеет запах сероводорода, мутная и имеет цвет хаки, что явно говорит о загрязнении воды.
Поэтому своей работой хочу показать, что качества воды в водоемах Астрахани могут оценивать живые организмы- биоиндикаторы, которые быстро реагируют на изменение среды. Таким образом, как известно ,можно следить за экологическим состоянием водоемов и экосистемой города в целом. Улучшение состояния водоема можно констатировать увеличением здоровых особей, их ростом и развитием в пределах нормы реакции. Проводя исследование водоемов - это ерики, каналы, небольшие заводи, протоки в черте города установила , что большинство водоемов имеют сильное загрязнение вод, так как живых обитателей встретила мало. Только после детального исследования водоемов можно будет дать рекомендации к их охране и восстановлению. Работу провожу с 2010года.


Содержание

1.Введение::::::::::::::::::::..3
2.Цели и задачи исследования::::::::::::.3
3.Обзор литературы::::::::::::::::...3
4. Описание районов исследования::::::::::.4
5.Методы исследования:::::::::::::::4
6.Результаты исследования:::::::::::::. 5.
7.Вывод:::::::::::::::::::::.. 6
8.Литература::::::::::::::::::: 7
9.Приложение::::::::::::::::::.

1.Введение
Для определения загрязнения вод водоемов в городе Астрахани использовала живые организмы - индикаторы, поэтому остановлюсь на методе биоиндикации. Биоиндикация - оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов.[9]
Работа проводилась с 2010 -2013 год. Живые организмы не могут указать дозу загрязняющих веществ, нельзя точно определить какие вещества подействовали, но, то, что произошел сброс вредных веществ, покажет количество мертвых организмов в береговой зоне. Улучшение состояния водоема можно констатировать увеличением здоровых особей, их ростом и развитием в пределах нормы, так как большое увеличение количества организмов, как и резкое уменьшение показывает , что с водоемом не все в порядке, а иногда это явный признак , что водоем погибает вместе со своими обитателями. Мы провели исследование водоемов - это ерики, каналы, небольшие заводи в черте города и установили , что большинство водоемов имеют сильное загрязнение вод, так как живых обитателей мы встретили мало. Каналы одели в бетон, отремонтировали набережные, убрали тростник, но не все эти антропогенные действия пошли на пользу обитателей. Освободив водоем от тростника, который очищает воду, прогоняя ее через свои корни, через некоторое время замечаем , что вода в водоеме становиться грязной с сильным запахом гниения. Бетонные набережные не имеют береговой зоны, где обычно зимовали организмы, значит, в следующем году их будет все меньше и меньше. Биологические методы дают комплексную оценку качества воды, учитывают взаимодействие разных загрязняющих веществ в каждом отдельном водоеме, но исследования должны проходить регулярно, чтобы увидеть динамику изменения качества воды в водоеме.
2.Цель: предварительная оценка степени загрязнения вод водоемов Астрахани с использованием водных организмов -индикаторов
Задачи:
1. Определить изменения качества воды в различных малых водоемах города с использованием методик Майера и Машкина П.В.
2.Определить качество вод в малых городских водоемах с помощью моллюсков - фильтраторов: определение плот┐ности популяции моллюсков, на основании которой определить численность популяции; сравнительный анализ численности и возрастного состава попу┐ляции в период 2010-2012 годов; систематизация экологической информа┐ции для прогнозирования изменений, происходящих в экосистеме водоемов Астрахани.

Гипотеза: экологическое состояние водоемов города Астрахани определяемое с помощью биоиндикаторов покажет качество воды на исследуемый промежуток времени в городских водоемах города..

3.Обзор литературы
В данных источниках[1,2,3]встретила методики , по которым можно было определить степень загрязненности вод, указывались приемы забора проб и специальные инструменты, которыми я и воспользовалась.
Для исследования качества воды в водоемах Астрахани использовала две методики: Майера и методику П,В .Машкина . . Для этого использую методы биоиндикации описанные в работах 'Экосистемы'[2]. Другая часть видов, обитающих в узких пределах условий окружающей среды, не выдерживают даже небольшого загрязнения и исчезает - такие виды являются хорошими индикаторами низких уровней загрязнения[5].Основные методы исследования взяла из книги Басс М.Г[1]. 'Проведение комплексной весенней учебной практики школьников', где последовательно описаны этапы исследования., что и взяла на вооружение. В книге 'Биологические исследования в водоемах' автор Долгов Г.И. подробно описывает приемы и методы биоиндикации водоемов средней полосы России, но многое может быть использовано и для изучения малых водоемов Астрахани.

4. Описание районов исследования
4.1. Описание города Астрахань.
Город расположен на 11 островах Прикаспийской низменности,
в верхней части дельты Волги. Астрахань отнесена к тому же часовому поясу, что и Москва, хотя местное реальное время опережает московское на 42 мин. В Астраханской области насчитывается около 120 крупных и средних предприятий, основная их часть находится непосредственно в Астрахани. Рельеф плоско-равнинный, с отдельными небольшими буграми относительной высотой 5-15 м. Большая часть города лежит ниже уровня мирового океана на высотах около −20 м (урез воды Волги находится на отметке −26 м, в период половодья повышается до −23 м). Растительная зона: полынная (северная) пустыня, пойменные луга. Почвы: бурые пустынные, аллювиально-луговые. Годовая норма осадков - 233 мм. По количеству осадков Астрахань является самым засушливым крупным городом, находящимся в Европе. Зимой редкие осадки выпадают в виде дождя или снега, который, как правило, быстро тает. Характерны восточные ветры, определяющие сухость и запылённость воздуха летом и сравнительно невысокие -5º температуры зимой, способствующие при этом существенному понижению температуры по показателю жесткости погоды в зимний период. Весна обычно в Астрахани начинается с сильных ветров, которые быстро иссушают и без того небогатую на влагу почву, поэтому в марте и начале апреля в воздухе ощущается повышенная запылённость.

4.2. Описание водоемов исследования.
Для своего исследования взяла 4 водоема: река Болда; река Волга возле села Растопуловка; Городской канал ; Заводи на острове Городском.
К малым городским водоемам отнесли каналы, пересекающие весь город с запада на восток, созданные искусственно руками человека, это и небольшие заводи на Городском острове. К крупным водоемам отнесли реку Болда и реку Волга.
Река Болда
Река Болда- рукав дельты реки Волги. Начинается вблизи Астрахани двумя соединяющимися протоками (Кривая Болда и Прямая Болда). Далее разбивается на несколько протоков; некоторые из них доходят до Каспийского моря. Длина достигает около 8 км, а ширина 100 м; Средняя глубина 2метра. Прозрачность средняя, скорость течения 1м\мин, запаха нет. Наличие берега -8 метров. На берегу реки стоит Астраханский ГРЭС . Напротив находиться Первомайский судоремонтный завод ( ПСРЗ). На этом же берегу ,через мост находятся жилые дома, а чуть дальше пляж, который летом загрязняется отдыхающими людьми.. На пляже летом много отходов , которые не убирают.
Система Болды по площади занимает второе место в дельте Волги после Бузана. Ее гидрографическая сеть в связи с отмиранием некоторых водотоков менее сложна. Основные направления стока в этой системе - Кривая Болда, Прямая Болда - Большая Болда -Трехизбинка с выходом к Тишковскому каналу.
1 2 3

Фото 1,2,3.река Волга в городе Астрахань

Река Волга
Длина реки составляет около 3460 км, а ширина 3000 метров. Глубина около 15 метров; вода в реке прозрачная, которая не имеет запаха. Скорость течения довольно большая 5%E
 
Присоединиться к группе "Научно-исследовательская деятельность школьников" Google+ Google+