Исследовательская работа
Изучение причин зарастания водоема и разработка методов его очистки
1. Введение
1.1 Актуальность исследования.
В центре деревни расположен пруд, который является единственным водоемом на селе (приложение 1). Если раньше водоем был достаточно глубокий и чистый, то сейчас он практически зарос (приложение 2) и вскоре может исчезнуть совсем. Около водоема оборудована детская площадка, летнее кафе, т.е. берег водоема является местом рекреации (отдыха). Здесь часто отдыхают дети и их родители, летнее кафе любят посещать туристы. Поэтому восстановление водоема имеет социальную значимость. Работа по очистке водоема была начата по инициативе и за счет средств ТОС . По периметру водоема фискарсом вычерпывался сапропель (ил) и вывозился на поля. Проделанная работа не привела к желаемому результату, т.к. была не закончена и проводилась без определенного плана, т.е. ил вычерпывали летом при большом уровне воды и осенью, когда вода спала, берег водоема оказался изрезан котлованами. ТОС предложил исследовать водоем учащимся школы. Определение действительного состояния водоема позволит определить причины его зарастания, выявить источники загрязнения и создать план действий по дальнейшему восстановлению пруда.
3. Исследование водоема.
3.1 Описание водоёма.
Водоём расположен в. Местность равнинная, большие холмы отсутствуют. Пруд расположен в центре деревни, поблизости никаких водоёмов нет. Грунтовые воды залегают на глубине более 20 меторов.
Средняя глубина равна 0,45м. Длина-80м. Ширина-30м. Площадь-2400м2
Имеется как минимум один родник.
3.2 Гипотезы о зарастании водоема.
Как известно зарастание вызывают три основных химических элемента – это азот, фосфор и калий. В связи с этим я выдвинул 4 предположения зарастания пруда:
1) Раньше на пруду полоскали бельё, в белье оставались остатки порошка, который содержал фосфор. Также мыло и стиральный порошок могли попасть со сточными водами от расположенных рядом жилых построек.
2) Азот содержится в навозе, а так как вокруг находятся частные подворья оттуда навоз попадал в пруд с весенними талыми водами.
3) Раньше совхоз обильно ввозил на поля удобрения. Они могли попасть в пруд с весенними водами.
4) На территории водосбора находится разрушенный склад минеральных удобрений, там хранилось много минеральных удобрений, хотя склад и разрушен, остатки удобрений до сих пор оказывают пагубное влияние на пруд стекая в него с весенними водами..
5) На зарастание пруда оказывает влияние ил (сапропель), накопленный за долгие годы и, по всей видимости, содержащий в себе биогенные элементы азот, фосфор и калий.
3.3 Физико-химический и биологический анализ водоема
Содержание растворенного кислорода (лит 4,5).
Главный показатель качества воды – это наличие в ней растворенного кислорода. Измерения я проводил в сентябре. Набирал воду в две колбы, плотно закрывал, при этом чтобы в них не было пузырьков воздуха. Путём проведения химического анализа методом Винклера определял количество кислорода в первой колбе. Через 6 дней измерял количество кислорода во второй колбе. Нашел, сколько кислорода потребляют организмы, живущие в воде. Для этого нужно вычесть из количества кислорода в первой колбе его количество во второй.
Анализ показал, что первоначально кислорода было 11,52 мг/л, а через 6 дней – 3мг/л. Первое значение говорит о том, что в воде достаточно много кислорода. Это можно объяснить малой глубиной водоёма. Но и потребляется также много кислорода что говорит об интенсивном процессе эвтрофирования водоема и как следствие о наличии в воде биогенных элементов.
Содержание в воде соединений азота .
Отобранная проба воды была отправлена в районную СЭС, где был проведен анализ на наличие в воде ионов аммония, нитрат-, и нитрит-ионов. Концентрация нитритов оказалась равна 0,001мг/л, нитраты отсутствовали, а концентрация ионов аммония составила 0,3 мг/дм3.
При анализе минеральных удобрений, находящихся на разрушенном складе в пределах водосбора, были обнаружены удобрения, содержащие ионы аммония, сульфат ионы, ионы калия. Нитрат и хлорид ионы в исследуемых образцах удобрений отсутствовали.
Сопоставляя результаты исследования воды и состава удобрений можно говорить о попадании удобрений в водоем с весенними водами.
Запах (лит 4,5).
Показателем качества так же является запах. Он определяется при 200 С и при 600 С в сосуде с широким горлышком. В исследуемой пробе был обнаружен слабый илистый запах, по которому можно судить о некоторой степени эвтрофирования.
Кислотность (лит 4,5).
рН воды в водоеме, определенная универсальным индикатором оказалась равным 5. Данное значение кислотности является не совсем нормальным для водоема, но при таком значении организмы еще могут жить в водоеме. Повышенная кислотность может явится следствием выпадения кислотных осадков, но вероятнее всего такая кислотность связана с накоплением в воде гуминовых кислот, образующихся опять же в результате эвтрофирования.
Оценка качества воды по организмам макрозообентоса
Простой и между тем
дающий хорошие результаты способ
оценки качества вод основывается на определении количества групп организмов,
населяющих водоём. Этот способ пригоден
для изучения малых водоёмов и водотоков. Данная система разработана Ф. Вудивиссом (лит 2). Сбор материала проводится на нескольких участках
водоёма. На каждом из этих участках
точки отбора проб выбираются с таким
расчётом, чтобы охватить все основные
биотопы – каменистые, песчаные, илистые грунты, заросли макрофитов. Для
исследования пруда я взял банку, зачерпывал ею воду вместе с илом в разных
участках пруда. В воде и иле я обнаружил
личинки поденок, так же на растениях были ручейники, личинки стрекозы, разные
жуки. Общее количество найденных групп оказалось свыше 7. По биотическому
индексу Вудивиса я определил, что вода в пруду чистая для жизни живых организмов, т.е.
не имеет специфических ядовитых соединений и содержит достаточное количество
растворенного кислорода.
4. Рекомендации по сохранению водоема.
На основании проведенных исследований были разработаны рекомендации по восстановлению и сохранению водоема:
1.Очистить пруд от ила с помощью экскаватора, углубить дно пруда.
2.Снять верхний слой земли около склада минеральных удобрений и увести на свалку или на поля подальше от водосбора водоёма.
3.Сделать барьер около пруда. Барьер можно сделать из ила, утрамбовывая его по всему периметру пруда, от весенних вод. На иловом барьере можно посадить быстрорастущие растения для укрепления берега.
4. Рекомендовать местным жителям содержащим скот вывозить навоз на поля весной после таяния снега.
5. Для того чтобы пруд не зарастал, я предлагаю пробурить скважину около пруда и пустить чистую обогащенную кислородом воду в пруд. Ее можно пускать в водоем в виде фонтана, что придаст привлекательный внешний вид для водоема. По данным СЭС, артезианская вода содержит достаточно много нитратов, но в ней мало фосфатов, и поэтому при отсутствии фосфатов процесс эвтрофирования приостановится. Я решил посоветоваться с Главой Муниципального Образования "Печниковское”. Он одобрил мою идею, сказав что, вода будет не только заполнять и очищать водоём, но и дополнительно будет источником водоснабжения нашей деревни. Мы подсчитали примерную стоимость этих работ: бурение скважины – 25 000 рублей, стоимость насоса – 12 000 рублей. В сумме получается 37 000 рублей, вполне приемлемая цена. Чтобы вода не выходила за границы пруда нужно сделать водоотвод.
Выполнил учащийся 10 класса
Тарасов Женя.
Литература.
1. Антропогенное эвтрофирование водоемов, что это такое? Тимакова Т.М. // Экологические исследования природных вод Карелии. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2003. С 49-54.
2. Оценка качества воды малых водоемов и водотоков по организмам макрозообентоса. Полякова Т.Н.// Экологические исследования природных вод Карелии. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2003. С 61-76.
3. Сельскохозяйственная деятельность – возможный источник загрязнения водоемов. Дубровина Л.В., Юдина Д.С. // Экологическое просвещение от теории к практике. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2004. С. 41-44.
4. Методы гидрологического мониторинга водоемов. Савичев А.С. // Методические пособия и образовательные программы по дополнительному экологическому образованию. Каргополь – Кенозеро: Министерство природных ресурсов Российской Федерации. Кенозерский национальный парк, 2001. С143 – 151.
5. Буйволов Ю.А. Физико – химические методы изучения качества природных вод. Методическое пособие. М.: Экосистема, 1997.
