Ученическая исследовательская работа по теме:« Изучение причин зарастания водоёма и разработка методов его очистки»

Шульгинский филиал МБОУ «Новопокровская СОШ»
Мордовского района Тамбовской области
Тема исследовательской работы
« Изучение причин зарастания водоёма и разработка методов его очистки »
Автор проекта:
Кузьмина Элона обучающаяся 9 класса
Руководитель:
Воробьёва Галина Ивановна
учитель географии
с.Шульгино
2014г
Содержание:
Введение ……………………………………………………………….3
Актуальность исследования ……………………………………….....4-5
Материал и методика исследования………………………………...6-12
План изучение пруда………………………………………………….13
Исследование водоёма……………………………………………...14-15
Гипотезы о зарастании пруда………………………………………16-17
7. Проведение лабораторных исследований…………………………18-20
8. Заключение …………………………………………………………21-22
9. Рекомендации……………………………………………………….23
10.Приложение………………………………………………………...24-26
11. Используемая литература…………………………………………27
Введение.
Вода – важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека на её долю приходится 60 – 80% массы тела. Вода является средой обитания многих организмов, определяется климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие. Для человека вода имеет не только биологическое, но и производственное значение. Легкодоступные запасы составляют 50 тыс. км3, а современная потребность человечества составляет около 19 тыс. км3. Казалось бы, пока не хватает. Но, во-первых, вода нужна не только людям, во-вторых, распределена она по территории Земли крайне неравномерно и большая часть её приходиться на реки, озёра и пруды, расположенные в малонаселённых местах. К тому же, вырубая леса и осушая болота, человек способствует перераспределению воды. Ну, а массивное загрязнение рек, озёр, прудов и грунтовых вод промышленными и сельскохозяйственными отходами окончательно подрывает нашу водообеспеченность. Не менее важной, чем проблема обеспечения достаточным количеством воды, является проблема сохранения её качества. Природная вода обладает способностью к самоочищению под влиянием естественных факторов: солнечного света, атмосферных газов, жизнедеятельных организмов – бактерий, грибов, зелёных растений, животных. Например, камыш очищает воду от болезнетворных бактерий, излишек солей, отходов нефти. Хорошо очищает воду осока, рогоз, хвощ болотный, хлорелла. Животные – фильтры (беззубка, перловица) прогоняют через себя за сутки 30 литров воды. Фильтруют воду и небольшие рачки, обитающие на поверхности водоёмов. Один рачок способен отфильтровать до полутора литров воды за сутки.
«Закон о природе» запрещает спускать в водоёмы отходы производств, захламлять берега мусором. Кроме того, если мы будем красть у природы очень много воды, то наши водоёмы обмелеют, и могут совсем исчезнуть.
Актуальность исследования.
«Экологическое сознание – это
лестница,   соединяющая   вединый   союз   ЗЕМЛЮ, ВОДУ,
НЕБО и ЧЕЛОВЕКА».
Ю. Бондарев.
 
Мы – жители сельской местности. С детства видим окружающую нас природу: лес, речку, озеро, пруд, животный и растительный мир...
К сожалению, сегодня природа находится в таком плачевном состоянии, когда протестовать по поводу её загрязнения уже недостаточно. Нужны не бумаги, не конференции, не заседания, а реальная, созидательная помощь – озеленять, очищать, отмывать, спасать... Я живу в селе Шульгино Мордовского района Тамбовской области. Здесь жили мои предки по отцовской линии. Моё село в летописи упоминается с 1720 года, как один постоялый двор Разживин. Затем село упоминается в 1834 году уже по переписи населения. Село долгое время было районным центром, а с момента строительства железных дорог центр перенесли в с.Мордово.
Село находиться на юго-западе Тамбовской области. Рельеф села сравнительно ровный, большие овраги отсутствуют.
Село расположено в подзоне лесостепи с благоприятными почвенно-растительными условиями. Почвы – жирный чернозём. В окрестностях – лиственные леса на тёмно-серых лесных почвах.
В настоящее время практически вся окружающая село территория занята пашнями.
Климат в нашей местности – умеренно-континентальный. Сравнительно тёплое лето ( иногда жаркое лето), умеренно-морозная зима, суточные колебания незначительные. Самый тёплый месяц июль (средняя температура + 17, 6ºС), самый холодный – январь ( средняя температура составляет – 16, 5ºС). Относительная влажность воздуха отмечена в ноябре и марте ( 75-80%), наименьшая – в апреле и июне. Ветры преобладают – западные и юго-западные. Если сравнивать наш Мордовский район, который находится почти на юге Тамбовской области, то следует отметить здесь недостаточное увлажнение.
Практически весь период исследования преобладали юго-западные ветры, которые несли с собой переменно влажную, тёплую погоду с кратковременными дождями.
За селом Шульгино расположен пруд, который является единственным водоёмом на селе. Наш пруд возник с момента образования колхоза, в 1929 году. Рыли его так сказать «всем миром».
Его значение многофункциональное. Он является и кормилицей многих людей не только нашего села, но и местом рыбной ловли для всей Тамбовской области. Резервуар воды в нём имеет противопожарное значение: издревле люди брали воду из этого пруда для тушения пожара. Пруд – прекрасное место для отдыха односельчан и наших гостей.
Если раньше водоём был глубоким и чистым, то сейчас он катастрофическими темпами зарастает и вскоре может превратиться в сточную канаву или болото. Со времён образования пруда, он ни разу не чистился! Поэтому я считаю, что нужно именно сейчас обратить внимание администрации на спасение нашего пруда от исчезновения вообще.

Материал и методика исследования пруда.
1.Описание пруда
Село – с более чем двухсотлетней историей. Одной из достопримечательностей и самой главной ценностью являлся Шульгинский пруд - пресноводный искусственно созданный водоем. Тянется пруд за селом широкой полосой с востока на запад от д.Никольское до бывшего МТФ. Протяжённость составляет около 4 км. Пруд разделён на три части двумя плотинами, сообщающимися между собой.

Это заглушка

По левому берегу располагаются дома частного сектора.

С правой стороны проходит центральная асфальтированная дорога Тамбов – Воронеж.

И через плотину идёт асфальтированная дорога на Липецк.


Шульгинский пруд – не молодой, создали его примерно 85 лет назад. С самого своего первого дня существования водоём играет огромную роль в жизни села. Пруд – источник воды. Запасы воды использовались для тушения пожаров и разведения рыбы. Часть перечисленных функций пруд выполнял и по сей день. Пруд – любимое место рыбаков. Многие сельские жители – заядлые рыбаки, и только ленивый не попробовал себя в этой роли.
Но те только местные рыбаки бывают здесь, но и многие жители из других районов.



Кто только не облюбовал водные места нашего пруда!

Водоём является и рекреационным ресурсом. Летними жаркими днями у пруда собираются взрослые и дети, чтобы отдохнуть. Каждый житель деревни считает пруд главной достопримечательностью и богатством Шульгино.




2. Изучение экосистемы Шульгинского пруда и его прибрежной зоны стало необходимостью, т.к. появился ряд проблем, связанных с использованием водоёма.
По опросам жителей села главными проблемами являются: 
1. Зарастание пруда, прибрежной зоны и заиливание.
2. Резкое сокращение видового состава растительного и животного мира пруда.
3. Изменение цвета и запаха воды в пруду. 
Эти проблемы, при всех их сложности, возможно разрешить, но с участием общественности.
Чтобы привлечь внимание общественности к существующим проблемам, было начато проведение исследования «Изучение причин зарастания водоёма и разработка методов его очистки».
Целью исследования стало: изучить и провести анализ состояния экосистемы Шульгинского пруда для придания широкого резонанса проблем, связанных с использованием водоёма.
IV. План изучения Шульгинского пруда.
1. Сбор материала о прудах в различных источниках.
2. Подготовка лабораторного оборудования и инструктаж по технике безопасности.
3. Визуальное обследование водоема: описание местности и растительности в водоеме и вокруг него, характеристика берегов и прибрежной зоны. Это важно, так как наземная растительность – травы, деревья, кустарники связаны с водоемом и влияют на него – через листовой опад, защищают от пыли, корни растений укрепляют берега, предотвращают эрозию почвы и способствуют поддержанию оптимального уровня воды. Количество и состав водной растительности – показатель устойчивости экосистемы.
4. Характеристика водной поверхности: наличие масляных пятен,
посторонних примесей, пены, мусора.
5. Проведение лабораторных исследований: органолептических свойств, качественного и количественного состава исследуемых проб.
6. Оценка качества исследуемой воды по результатам проведенного исследован
Исследование водоёма.
Обследование пруда

Пруд – пример более крупной среды обитания. Это дом для большого сообщества различных растений и животных. Пруд, его сообщество, живая и неживая природа вокруг него образуют так называемую – экосистему.В последние годы экологическое состояние многих прудов, стало неблагоприятным. Малые пруды оказались еще в худшем экологическом состоянии, чем главные водные артерии. Произошло это потому, что значение прудов как важных природных объектов в должной мере не оценивалось. Одним из видов загрязнения прудов является антропогенное воздействие. Если в начале века в науке было известно всего 17 загрязнителей природных вод, то сейчас их более 2,5 тысяч видов. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, усыханию и снижению продуктивности растений. При попадании в пруды органических и минеральных веществ, содержащийся в них азот и фосфор служат питанием для водорослей, которые разрастаются, закрывают друг другу свет, идет процесс массового отмирания и гниения. В этом случае вся экосистема водоема может погибнуть. При купании на таких прудах люди подвержены риску заражения кожными и другими заболеваниями. И в последнее время проводятся работы по очистке и восстановлению прудов. Однако при этом не редко нарушается естественный режим их жизни, теряется живописность или сильно меняется.Восстанавливать водоемы и возвращать им жизнь – не простая работа и порой ювелирная. Водоем необходимо не только возродить, но и все время поддерживать его чистоту и экологию.
Визуальное обследование пруда.
Площадь пруда - 10 га.Наибольшая глубина – 3,5 м. Водная растительность: водоросли, камыши, ряска, ирис желтый, аир болотный.Грунт на берегу – глинистый, на дне водоема – ил.Характеристика воды: наличие мусора, вода слегка мутная, зеленоватая. Водоем в жаркий летний период немного мелеет; в зимний сезон толщина льда не превышает 500 см.
Описание берегов и прибрежной зоныПравый БерегВысота берега: 4,5 мСклон: умеренной крутизны.Грунт берега: глинистый, топкий, илистый.Травяной покров: сплошной.Древесная растительность: сплошная, представлена преимущественно ольхой, кленом, березой, лозой.Левый БерегВысота берега: низкий.Склон: пологий.Грунт берега: глинистый, топкий, илистый.Травяной покров: сплошной.Древесная растительность: редкая, представлена преимущественно ольхой, ивой.
Грунт на берегу зоны отдыха – утоптанный глинистый.
Обследуя поверхность пруда мы обнаружили его загрязнения : наличие мусора: останки деревьев, бутылки, жестяные банки.



Гипотезы о зарастания пруда.
Как известно зарастание вызывает три основных химических элемента – это азот, фосфор и калий. В связи с этим я выдвинула 4 предположения зарастания пруда:
Раньше на пруду полоскали бельё, мыли дорожки, ковры стиральным порошком, который содержал фосфор. Также мыло и стиральный порошок попадают от мойки машин и мотоциклов на берегу пруда.
Азот содержится в навозе, а так как вокруг находятся частные подворья оттуда навоз попадал в пруд вместе с талыми водами.
Раньше колхоз обильно ввозил на поля удобрения. А так как пруд сильно подпахан, то с весенними водами эти удобрения попадали в воду.
На территории пруда долго функционировала молочно-товарная ферма, которая сбрасывала в пруд все свои отходы.
На зарастание пруда оказывает влияние ил (сапропель), накопленный за долгие годы и, по всей видимости, содержащий в себе биогенные элементы азот, фосфор и калий.
В настоящее время пруд начал быстро зарастать и заиливаться. Его берега стали во многих местах просто местом свалки.

В некоторых местах по берегам водоема пасется сельскохозяйственный скот, сам водоем облюбован утками и гусями.
Часто можно увидеть на берегу пруда водителей, моющих свои машины.
Долгое время жители домов, что расположены на берегу пруда выбрасывали дохлых животных в воду, складывали навоз на берегу пруда, кидали мелкий мусор, шины от машин и даже стекло. А в районе МТФ по сей день рыбаки вылавливают там рыб-мутантов ( с одним глазом, без плавников, с большим ртом, с искривлённым туловищем). Большая рыба имела неприятный запах при жарении.

Несколько лет подряд выжигали тростник по берегам, но это не дало никаких результатов, а только принесло вред. Конечно, многие не хотят видеть эту проблему, тем более, что она затратная и видимо надеются, что она исчезнет сама по себе. Увы!
Проведение лабораторных исследований.
Изучение органолептических показателей воды.
Органолептические методы анализа основаны на оценке параметров окружающей среды при помощи органов чувств – зрения, обоняния.Прозрачность.Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов и наличия некоторых химических веществ.Для определения прозрачности воды из водоемов наполняем мерный цилиндр высотой 20 см и пробуем прочитать газетный текст через толщу воды. Если прочитать невозможно, то устанавливаем через какой слой можно прочитать текст.Цвет.Для определения цвета заполняем пробирку водой из водоемов и сравниваем с белым листом бумаги.Запах.Запах воде придают вещества, которые попадают в нее естественным путем или со сточными водами. Для определения при обычных условиях закрываем пробирку с пробой воды пробкой и встряхиваем. Открываем пробирку, осторожно нюхаем. Отмечаем интенсивность и характер запаха.
Выводы: прозрачность составляет не более 30см, вода бесцветна, ощущается запах тины.

Оценка качества водоема методом биоиндикации.
Цель: сформировать представление о загрязненности водоемов, его причинах Оборудование: наборы карточек по 4 – 5 штук с изображениями и названиями беспозвоночных животных, которые являются индикаторами для разных уровней загрязнения.
Ход исследования:
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 . 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 взяла банку, зачерпываю ею воду вместе с илом в разных участках пруда. В воде и иле я обнаружила личинки поденок, так же на растениях были ручейники, личинки стрекозы, разные жуки. Общее количество найденных групп оказалось свыше 7. По биотическому индексу Вудивиса я определила, что вода в пруду чистая для жизни живых организмов, т.е. не имеет специфических ядовитых соединений и содержит достаточное количество растворенного кислорода. 
Животный мир пруда пока не очень беден. Из беспозвоночных здесь поселился на мелководье трубочник; из земноводных обнаружены головастики. Рыбное население представлено следующими видами – обитает в основном карась, окунь, щука, линь, плотва. По словам рыбаков в пруду можно поймать и раков, но не везде.


Заросли ряски трехдольной свидетельствуют о повышенном содержании органических веществ в воде. Ивы, растущие на левом берегу водоема, находятся в состоянии угнетения и, так как они являются индикаторами чистоты водоема, то можно сказать, что экологическое состояние водоема должно вызывать опасения. Выгул домашней птицы и выпас скота по периметру водоема, может в скором времени привести к заболачиванию пруда. Разрастание ряски трехдольной по площади водоема – это признак старения водоема.
Вывод: проведенные наблюдения говорят о загрязнении водоема.

Заключение.

Рассказывают, что бедуины, прилетевшие в США, на все чудеса современной техники смотрели с бесстрастием достойным жителей великой пустыни Сахары. Но, приехав на берег Ниагарского водопада, бедуины застыли в изумлении. Они были ошеломлены этим нескончаемым потоком чистой прохладной воды. Не хотели уходить от него, все смотрели и смотрели с восторгом и говорили, «что когда вернуться домой, никто не поверит, что на свете существует такое чудо из чудес». Они – то знали цену воде!
А мы, настолько привыкнув к изобилию пресноводных экосистем вокруг нас, не бережем то, что нам дано природой.
Проанализировав состояние пруда села Шульгино и, подтвердив результаты проведенных исследований анализом воды, можно сделать следующие выводы:
Обследуемый водоём испытывает достаточно сильные антропогенные нагрузки. Это подтверждается небольшим числом встреченных видов, так как биоразнообразие является одним из основных показателей устойчивости естественных экосистем.
В результате постоянного насыщения воды в летний период органикой, пруд может зарасти водными растениями практически по всей площади поверхности.


IX. 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.Провести разъяснительную работу с жителями села по эксплуатации пруда. Ввести штрафную санкцию к нарушителям.
3. По берегам пруда можно посадить быстрорастущие растения для укрепления берега и очистке воды от камыша.
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.
X.Приложение



Ясным утром на тихом прудеРезво ласточки реют кругом,Опускаются к самой воде,Чуть касаются влаги крылом.
На лету они звонко поют,А вокруг зеленеют луга,И стоит, словно зеркало, пруд,Отражая свои берега.

Есть посёлки в нашем крае и большие города… Я ж, однажды, деревеньку полюбила навсегда. В ней уютно, пахнет сеном, свежескошенной травой, Каждый день, я словно в детство окунаюсь с головой. Если даже я уеду в Сочи — теплые края, По тебе скучать я буду, знай, хорошая моя! Если я все земли мира вдруг случайно обойду, Знаю, мест, своей деревни, я роднее не найду!!!
XI. Используемая 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.
С сайта http://www.inpearls.ru/