Исследование природных объектов вода

Исследование природных объектов вода

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Прогрессивное развитие экологических исследований в последние десятилетия обусловлено насущными потребностями человечества в использовании биологических ресурсов Земли, состояние которых в связи с усилившейся урбанизацией, ростом промышленности и сельского хозяйства принимает в ряде случаев плачевный характер. При этом обращает на себя внимание современное и будущее состояние водоемов и водотоков, подвергающихся все более интенсивной эксплуатации и загрязнению. (1)

В настоящее время приходится отметить, что уровень экологической культуры человека низок, и это не позволяет ему понять, что он делает. А ведь понять, что он живет в эпоху экологического кризиса – первостепенная задача каждого человека. Каждый человек должен следовать основному принципу конструктивной экологии – делать все, что можно, чтобы стало лучше.

Так, в настоящее время, в условиях интенсивного антропогенного прессинга на водную среду и ее обитателей все более широкое распространение для оценки качества природных вод приобретают экологический мониторинг и биотестирование.

Водоемами называют только стоячие скопления воды, и они могут быть проточными или непроточными. Различают также временные водоемы (лужа)и постоянные, существующие в течение многих лет. Экосистемы водоемов называют лентическими. Текущие воды называют водотоками, они формируют лотические экосистемы(2)

Для проведения регулярных наблюдений за экологическим состоянием многочисленных водных объектов – необходимо большое количество профессиональных экологов, что не могут позволить себе даже высокоразвитые страны Запада. Сбор информации об экологическом состоянии водосборов, водоохранных зон региона посильный вклад школьников в улучшение экологического состояния водотоков. (4)

Для оценки уровня загрязнения водных систем мы использовали один из видов экологического мониторинга – учебно-познавательный.

Цель исследования — изучить качество воды проточных и стоячих водоемов г. Белгорода.

Задачи исследования:

Визуальное обследование экологического состояния водных объектов. Выбор мест отбора проб.

Отбор проб воды и донного грунта.

Исследовать качество воды. Общая характеристика.

Анализ качества донных отложений по активности восстановленности (окисленности) среды с помощью автографии на фотобумаге.

Анализ качества донных отложений по активности протеолитических ферментов по аппликациям на рентгеновской пленке.

Экспериментальная часть

Исследование проводилось в пределах города Белгорода. Исследовали воду и донные отложения в двух крупных водоемах нашего города – реках Северский Донец, Везелка и болота в урочище «Меловая гора» (Приложение фото1,2,3). В работе использовались визуальный, сравнительный и методы биотестирования. Все опыты проводились в трехкратной повторности. Работа выполнена на базе Центра технологического образования на занятиях кружка «Исследователь».

Визуальное обследование экологического состояния водных объектов.

Реки, в которых проводился отбор проб, принадлежат к бассейну Азовского моря. Белгородская область имеет сравнительно густую разветвленную речную сеть. По ее территории протекает 480 рек и ручьев длиною более 3 км, из них 35 имеют длину более 25 км, 70 – от 10 до 25, остальные менее 10 км. Большинство относятся к малым рекам, протяженностью от 10 до 100 км. Северский донец имеет длину 110 км., Везелка — 21 км.

Все реки за исключением реки Оскол, берут начало на южных склонах Среднерусской возвышенности в пределах границ области. При этом характерной особенностью большинства из них является сильная извилистость, а порой и резкое изменение общего направления течения. Реки области относятся к равнинному типу. Главная роль в питании рек принадлежит талым снеговым водам и грунтовым водам.

Северский Донец – самый крупный приток Дона. Пересекает область до города Белгорода в направлении с северо-востока на юго-запад, а затем поворачивает на юго-восток. Свое начало берет недалеко от села Подольхи в Прохоровском районе. Ширина реки в верхнем течении достигает 20 м, а глубина от1-3 м, южнее города она плавно переходит в Белгородское водохранилище. Скорость течения 0,5-0,3м/с. Правый берег почти на всем протяжении возвышенный, сложен меловыми породами, местами покрыт дубравами. Левый берег неизменный, террасирован, сложен аллювиальными отложениями, часто закреплен посадками сосны.(3)

Северский донец протекает через дачные поселки и густонаселенный частный сектор пригорода Белгорода, в этих местах берег замусорен ТБО. Река течет в районе железнодорожного вокзала, в том же районе находится городской пляж. Так же на реке находится ряд «диких пляжей».

Везелка является правым притоком Северского Донца. Протекает через Белгород с Востока на Запад. Ширина реки в верхнем течении достигает 5 м, а глубина от 0,5- 1,5 м. Скорость течения реки 0,2-0,3 м/с. Берега пологие, поскольку река небольшая, крутых склонов она не образует. На Везелке расположен ряд «диких» пляжей. Наблюдаются несанкционированные мусорки ТБО.

Визуально, Северский Донец чище Везелки, несмотря на то, что река Везелка протекает по центру города, в месте наиболее подверженному антропогенному воздействию. Службы по охране окружающей среды принимают меры. Проводятся работы по очистке реки Везелка, из областного бюджета выделяются деньги (8)

Болото, расположенное в Урочище «Меловая гора это территория охраняемая Белгородским Государственным Университетом, его диаметр – 20 м. Берег с Юго-Западной стороны отвесный, а Северо-Восточный – более пологий. Во время таяния снега диаметр болота увеличивается до 25 м. Глубина до3 м. Несмотря на то, что болото находится на охраняемой территории, радом с ним расположен дачный сектор. Визуально берега болота не загрязнены, но бытовые сбросы наблюдаются.

2. Исследование качества воды.

Академик А. Яблоков отметил, что Россия находится на 5 месте по объему водных ресурсов, но на одном из первых по загрязнению (6).

Для любого города важно сохранить первоначальное ландшафтное своеобразие местности. В Белгороде это поймы рек Северского Донца, Везелки. Они осуществляют аэрацию, несут чистый воздух. Однако реки эти болеют: заиливаются и заболачиваются.

Биомониторинг является неотъемлемой частью экологического мониторинга. Живые организмы тесно связаны с условиями среды обитания. Оценка среды по состоянию организмов и видовому составу экосистем называется биоиндикацией. Достоинство биоиндикации в том, что организмы характеризовать не только состояние среды в данный момент, но и ее изменения за длительное время. Живые организмы имеют существенные преимущества, заменяют применение дорогостоящих и трудоемких физико-химических методов для определения степени загрязнения окружающей среды.(7)

Мы исследовали воду в речных экосистемах Везелки и Северского Донца и болота в урочище «Меловая гора». Пробы воды для исследования брали на расстоянии 1 метра от берега. Исследования проводились по 4-м параметрам: интенсивность запаха, характер запаха, цветность, мутность. Критерии оценки воды использовали из книги Мансуровой С.Е. и Кокуевой Г.И. «Школьный практикум. Следим за окружающей средой нашего города».(5)

2.1. Визуальная оценка.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем.

Для определения запаха воды мы брали пробы воды по 100 мл при комнатной температуре, наливали в емкость с широким горлом, накрывали стеклом и встряхивали вращательными движениями. Открыв стекло, быстро определяли запах и его интенсивность, используя таблицы 1 и 2.

Интенсивность запаха воды

Интенсивность запаха

Качественная характеристика

Источник

Методы гидрологических исследований

Современная гидрология располагает большим арсеналом взаи­модополняющих друг друга методов познания гидрологических процессов.

Важнейшее место в гидрологии занимают методы полевых иссле­дований. Исторически это был первый способ познания законов природы, но и в наши дни без использования или учета результа­тов полевых работ не обходится ни одно гидрологическое исследо­вание. Полевые исследования подразделяют на экспедицион­ные и стационарные. Первые из них заключаются в про­ведении относительно кратковременных (от нескольких дней до нескольких лет) экспедиций на водных объектах (в океане, на лед­нике, реке, озере). Вторые состоят в проведении длительных (обыч­но многолетних) наблюдений в отдельных местах водных объек­тов — на специальных гидрологических станциях и постах. Обычно при гидрологических исследованиях сочетают экспедиционный и стационарный методы.

Для наблюдения за гидрологическими характеристиками в вод­ных объектах применяют разнообразные измерители уровня воды и течений и зонды, фиксирующие температуру воды и содержание ряда гидрохимических показателей in situ, т. е. в точке измерения. Для изучения рельефа дна и измерения глубин на реках, в озерах и морях используют эхолоты и гидролокаторы бокового обзора с фиксацией результатов промеров на компьютере. В последние годы была решена проблема пространственной «привязки» резуль­татов полевых работ с помощью «спутниковой навигации» — GPS global positioning system, или системы глобального позиционирова­ния с помощью спутников).

В последнее время стали широко применяться так называемые нетрадиционные дистанционные методы наблюдения и измерения с по­мощью локаторов, аэрокосмические съемки и наблюдения, автономные регистрирующие системы (автоматические гидрологические посты на реках, буйковые станции в океанах).

С помощью радиолокаторов ведут наблюдения за дождевыми облаками; этот метод в будущем позволит прогнозировать атмо­сферные осадки и вызываемые ими дождевые паводки. Огромные возможности дает использование авиации и космических аппаратов для наблюдений за состоянием водных объектов. Так, с помощью установленных на самолетах ИК-радиометров, работающих в инф­ракрасном диапазоне, можно определять температуру поверхност­ного слоя океанов, морей и озер. Снимки со спутников позволяют вести наблюдения за замерзанием и вскрытием рек, разливами и наводнениями, ледяными заторами, состоянием ледников, тече­ниями в океане и т. д. Космические снимки помогли оценить влияние недавнего повышения уровня Каспийского моря на мор­ские берега и речные дельты. С помощью космических снимков удалось проследить за развитием катастрофического наводнения в дельте р. Терека летом 2002 г. Только космические снимки по­зволяют следить за осыханием и деградацией Аральского моря (на­земные наблюдения в этом районе практически прекратились). Кос­мические снимки позволяют по цвету поверхности моря определять концентрацию хлорофилла — главной характеристики, отражающей состояние морской экосистемы. В будущем несомненно все боль­шее распространение получат полностью автономные (работающие без участия людей) автоматические установки, ведущие наблюдение за режимом рек, озер, морей, ледников и передающие по радио информацию в центры сбора и анализа данных.

Читайте также:  Важнейшая характеристика живой природы

Широко используют в гидрологии и методы экспериментальных исследований. Различают эксперименты в лаборатории и экспери­менты в природе. В первом случае на специальных лабораторных установках проводят эксперименты в условиях, полностью контро­лируемых экспериментатором. Так, в лабораториях изучают различ­ные режимы движения воды и наносов, размывы речного русла, гидрохимические процессы и т. д. Во втором случае наблюдения проводят на небольших участках природных объектов, специально выбранных для детальных исследований. Человек не в состоянии регулировать проявление природных процессов, но благодаря спе­циальному выбору ряда внешних условий (например, характера почвы, растительности, крутизны склонов и т. д.), применению специального оборудования и особых методов (включая изотопные) и тщательным наблюдениям может создать условия для исследова­ний, невозможные при обычных полевых работах. Так, в гидроло­гии для изучения отдельных вопросов проводят наблюдения на так называемых «экспериментальных площадках» на склонах, «экспе­риментальных водосборах», «полигонах» в океане и т. д.

Установить связи между различными гидрологическими харак­теристиками или между ними и другими определяющими фактора­ми (например, высотой местности, осадками, скоростью ветра) в конкретных природных условиях, а также оценить вероятность наступления того или иного гидрологического явления помогают статистические методы, использующие современные приемы об­работки данных наблюдений и математической статистики.

И наконец, завершающим этапом исследований во многих слу­чаях становятся теоретические обобщения и анализ. Теоретические методы в гидрологии базируются, с одной стороны, на законах физики, а с другой — на географических закономерностях простран­ственно-временных изменений гидрологических характеристик. Сре­ди этих методов в последнее время на первый план выходят мето­ды математического моделирования, системного анализа, гидролого­географических обобщений, включая гидрологическое районирование и картографирование, геоинформационные технологии.

Источник