Конспект исследовательского проекта Оценка качества вод открытых водоёмов города Дятьково

Муниципальное автономное образовательное учреждение

« Дятьковская городская гимназия»

г. Дятьково Брянской области

Научно - практическая конференция

« Первые шаги в науку»

Оценка качества вод открытых водоёмов

г. Дятьково

Выполнил ученик

11 б класса

Марин Егор

Руководитель учитель

географии и биологии

Асташина С. В.

Дятьково 2013г.

Оглавление

Введение……………………………………………………………………..3

Глава 1. Водный фонд г. Дятьково и Дятьковского района……………...5

1. География водных объектов г. Дятьково и Дятьковского района…………………………………………………….…..5

2. Общая характеристика поверхностных вод……………..…6

3. Общая характеристика подземных вод………………….…7

Глава 2 . Оценка качества вод открытых водоёмов г. Дятьково………..9

2.1. Методика проведения органолептической оценки

качества воды……………………………………………….…..9

Глава 3. Результаты исследования……………………………………..….11

Заключение………………………………………………………………....12

Список используемой литературы……………………………….…….…14

Вода - источник жизни,

чуткий и надёжный индикатор

состояния природы,

человеческого благоразумия,

без неё немыслима жизнь»

Введение

В последние годы на планете очёнь актуальным стал вопрос нехватки пресной питьевой воды. Да в некоторых странах особенно с засушливым климатом он возникал всегда. Но отдельные регионы это не целая планета. Вода является важным компонентом не только хозяйства страны, но и жизни самого человека. Стоит только задуматься, сколько человек может прожить без воды? Неделю, да, но эта неделю станет самой мучительной в жизни человека, ведь без воды мы не смыслим нашу жизнь. Всё это повод задуматься над проблемой. А ведь ежегодно из оборота пресной воды выводятся воды столько, сколько хватило бы для одного европейского государства.

Актуальность исследования

Территория Брянской области, в том числе и г. Дятьково испытывает значительные техногенные нагрузки, что особенно сильно сказывается на малых реках и водоёмах в черте города. Так как они очень тесно связаны с окружающим ландшафтом. И каждое изменение в нём отражается на всех компонентах водного объекта. Урбанизация, сведение лесов, и распашка почвы приводят к безвозвратным потерям незаменимого и так необходимого человеку ресурса. Необходимо разобраться, что же сделало её таким незаменимым ресурсом. Напомним, что вода обладает главным свойством это подвижность, способность переходить из одного состояния в другое. Вода - сильный растворитель. Всё это делает её универсальным ресурсом на планете. А, следовательно, и используется она во всех сферах человеческой жизни.

Заинтересовавшись этой проблемой, я решили провести школьное исследование водных объектов находящихся в городе Дятьково.

Цель: изучение состояния открытых водных объектов г. Дятьково, и их характеристик.

Объектом исследования являются: водные объекты г. Дятьково.

В ходе исследовательской работы я научился определять загрязненность, прозрачность, цветность, запах воды; пришли к выводу, что степень загрязненности воды влияет на использование вод человеком.

Задачи:

1. Ознакомиться с особенностью гидрологической сети г. Дятьково

2. Определить особенности основных органолептических качеств воды.

3. Провести химический анализ воды на содержание в ней различных веществ.

4. Определить степень загрязненности исследуемых водных объектов.

Гипотеза исследования:

В связи со значительной нагрузкой на водоёмы, происходит ухудшение качества воды.

Методика исследования: использовалась методика органолептической оценки качества воды, метод химического анализа.

Оборудование: планшет, сосуды для забора проб воды, термометр, химическая посуда, индикаторные полоски, реактивы, фотоаппарат.

Глава 1. Водный фонд г. Дятьково и Дятьковского района

1.1 География водных объектов г. Дятьково и Дятьковского района.

Дятьковский район является наиболее обеспеченным поверхностной водой. На его территории 43 озера и пруда общей площадью 130 га. Протекает 23 реки общей протяжённостью 360 км. При этом обводнённость района составляет менее 1 %. Основными поставщиками воды является река Ветьма - левый приток Десны со своими притоками Бытошка, Волынь, Ивоток, Любоженка, Березка. Все перечисленные реки они относятся к бассейну реки Десны. А она в свою очередь к бассейну Днепра.

В районе много озёр, но по происхождению преимущественно это искусственные водоёмы. Наибольшими по площади являются Святое озеро Дятьковского района имеющее карстовое происхождение, Бытошское и Ивотское имеющие природное происхождение ( но искусственно расширенные).

На территории гослесфонда Дятьковского, Партизанского, и Ивотского лесничеств, продолжает развиваться созданный в 2003г. заказник областного значения « Партизанские топи» организованный для охраны водно - болотных комплексов, имеющих важное значение, для питания лесных рек бассейна реки Десны.

Все водные объекты Дятьковского района и г. Дятькова относят первому гидрогеоглогическому району Брянской области. Этот район является краевой частью Московского артезианского бассейна.

По данным Управления Роснедвижимости по Брянской области 0,76% от площади района занято поверхностными водами, ещё 0,99% занято болотами переходного типа.

1.2. Общая характеристика поверхностных вод.

Поверхностные воды создают гидрографическую сеть, включающую реки, ручьи, озёра, болота и созданные человеком пруды, водохранилища и мелиоративные каналы. Дятьковский район является наиболее обеспеченным поверхностной водой. Формирование состава и свойств рек происходит под влиянием комплекса природных и антропогенных факторов. абор воды за 2010 год составил 4,6 млн м^3, в том числе поверхностной воды на технические нужды использовано 6715 тыс. м³. (Доклад о состоянии Брянской области в 2010 году). В районе 16 предприятий - водопользователей имеют на своём балансе 75 артезианских скважин и 10 водозаборов. Наиболее крупными потребителями являются: МУП г. Дятьково ВКХ водоотбор составил 4,13 млн м³ в год . Со сточными водами в водоемы сброшено свыше 6,1 тыс. т. загрязняющих веществ. Характерными ингредиентами, загрязняющими поверхностные воды являются фтор, нефтепродукты, незначительно формальдегид. Загрязнение отмечается не неорганическими веществами, а органическими т.е., продуктами жизнедеятельности населения. А так же соединения железа, легко окисляемые органические вещества, азот амонийный, азот нитритов. Дятьковский район относится к районам со значительным загрязнением поверхностных вод. По оценке специалистов ТЦ «Брянскгеомониторинг» анализ загрязнений и сточных вод показал в большинстве случаев по результатам проверок предприятий ухудшение санитарного состояния водоёмов и среды обитания гидробионтов. Отмечается превышение ПДК взвешенных веществ, азота аммонийного, сульфатов, хлоридов, фосфатов, азота нитритного, азота нитратного, нефтепродуктов, меди, цинка, железа, формальдегидов. К примеру превышение содержание по азоту аммонийному в 7,9ПДК, азота нитритного10,5 ПДК, фосфата 5ПДК. Это связано с тем, что биохимические процессы в системе биологической очистки очистных сооружений протекают неэффективно.

1.3. Общая характеристика подземных вод.

Вода - важнейший и незаменимый вид природных ресурсов. Почти одна третья часть общего запаса пресных вод приходиться на подземные воды. Подземные воды как источник водоснабжения имеет ряд преимуществ перед поверхностными. Они как правило, характеризуются более высоким качеством, лучше защищены от загрязнения и испарения их ресурсы в значительно меньшей степени зависят от её зонных и многолетных изменений климата, во многих случаях подземные воды могут быть получены в непосредственной близости от потребителей. Территория района расположена на юго-западном крыле Московского артезианского бассейна. Наиболее используемыми являются палеоген - мезозойская водоносная система и палеозойская водоносная система. Палеоген - мезозойская водоносная система принимаем глубину залегания горизонтов от 0 до 15-40 м. Минерализация вод составляет от 0,2-0,7 г/м (Геология Брянской области Т.Ф. Шевченкова). Из мергельно - меловых пород бьют многочисленные родники. Вода имеет прекрасные вкусовые качества. Небольшие ключи дают немало маленьким ручьям и речкам. Воды палеозойской системы приурочены к доломитам и известнякам. Воды до глубины 180 - 200 м пресные преимущественно гидрокарбонатные, кальциевые. По мере погружения горизонта воды переходит в зону затрудненного водообмена с постепенным повышением минерализации до гидрокарбонатного натриевого и хлоридно натриевого. Верхнедевонский воды пресные залегают на глубине 60-130 м иногда 170-180 м. По составу воды гидрокарбонатные кальциевые, магниево - кальциевые, натриево - кальциевые с минерализацией от 0,2 до 0,8 г/м (Геология Брянской области Т.Ф. Шевченко). Для района преимущественно используются воды верхнедевонских отложений. Задонско - заволжский водоносный комплекс является основным источником хозяйственно - питьевого водоснабжения. Объём используемой подземной воды составил 4,13млн.м3. (Доклад о состоянии Брянской области в 2010 году). По химическому составу воды этого комплекса преимущественно гидрокарбонатные, кальциево-магниевые, реже гидрокарбонатные - сульфатные, кальциево - магниево - натриевые.

Для Дятьковского района вод задонско - заволжского комплекса характерно повышенное содержание стронция стабильного. На водозаборах города Дятьково, он составляет 7 мг/л при норме 7,0 мг/л (Доклад о состоянии Брянской области в 2010 году). Аномалия имеет природный характер и связана с наличием в водовмещающих породах стронций содержащего минерала - целистина. В настоящее время для разбавления воды и доведения стронция до нормы используется вода из альб - сеноманского горизонта и турон - сеноманского комплекса. Решение этой проблемы есть если использовать для смешивания воды Олешенского месторождения меловых подземных вод, но технология требует больших финансовых затрат. Но эта проблема остаётся нерешенной. В водоснабжения города Дятьково используется некондиционные по содержанию стронция воды.

Ещё одной проблемой является повышенное содержание железа в верхнедевонских горизонтах, которые достигают 2,25-3,5 мг/л, что в 8-11 раз выше ПДК (доклад о состоянии Брянской области в 2009 году). Это связано со сработкой напора, где иногда уровни упали ниже кровли.

Но кроме того происходит и загрязнение подземных вод из-за ненадёжно защищённой эксплуатации артезианских скважин. В них проникают грязные воды выгребных ям, туалетов и свалок. В целях защиты подземных вод от загрязнения на всех действующих водозаборах создаются зоны санитарной охраны (ЗСО).

Глава 2 . Оценка качества вод открытых водоёмов г. Дятьково.

2.1. Методика проведения органолептической оценки качества воды.

К органолептическим показателям относятся цветность, мутность, запах, вкус и привкус, температура, плотность воды. Определяем по возможности водоносный горизонт и его видимую мощность.

Чтобы определить водопроницаемость пласта необходимо отобрать у места своего исследования образцы породи проанализировать их в лабораторных условиях. Для этого насыпаем грунт в воронку, обильно смачиваем водой и следим в какой воронке вода просочиться быстрее. На основании этого опыта делам вывод о различии водопроницаемости пластов и значении этого свойства в образовании вод.

Определение температуры воды делаем на месте . Для этого в отдельный сосуд набираем пробу воды и измеряем температуру ртутным термометром в течении 3 - 5 минут.

Цветность воды - естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа.

Мутность воды. Для её определения используется визуальный метод- по степени мутности столба высотой 10- 12 см в мутномерной пробирке.

Мутность пробы описывается следующим образом:

- прозрачная

- слабо опалесцирующая (опалесценциями- явление характерного свечения коллоидных растворов при их боковом свечении, хорошо наблюдаемое на темном фоне.)- опалесцирующая, - мутная, - очень мутная.

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ которые попадает в воду естественным путём либо со сточными водамиДляопределения запаха используются две шкалы. ( таблица №1.2)

Важнейшей химической характеристикой природной воды является её кислотность или щелочность. Кислотность воды определяем индикаторными полосками. Изменение кислотности сверх допустимых пределов( более 8,5 и менее 6,5), создаёт среду, непригодную для существования большинства водных организмов, особенно простейших.

Качественное определение растворимых примесей в воде проводится с помощью реакций:

- на сульфаты определяется по помутнению воды в пробирке при добавлении раствора хлорида или нитрита бария.

- на хлориды определяется по помутнению воды при добавлении нитрата серебра или нитрита свинца с последующим охлаждением пробирки в струе холодной воды.

- гидрокарбонаты определяется в том случае если кислотность равна или выше 7. К пробе воды прибавляют по капле раствора хлороводородной кислоты, интенсивное выделение пузырьков без запаха свидетельствует о наличии гидрокарбонатов.

Глава 3. Результаты исследования.

В ходе проделанной теоритической части моей работы . Я выбрал 4 водных объекта для исследования в черте города Дятьково. Объекты расположены на разном удалении от центра города. Определяем последовательность изучения объектов: район Белой речки, Пильнянское озеро, Буяновское озеро, Больничное озеро ( следовательно это площадки №1, №2, № 3,№4).

Находим отвесный склон и визуально определяем почвенные горизонты. Берём пробы почвы для определения водопроницаемости пласта. ( таблица №3)

Температуру воды определяем при заборе воды на каждом объекте. Время забора происходит с разницею в 30 минут. Погода в этот день значительно не менялась, поэтому существенного отличия поверхностного соя воды на объектах не будет. ( таблица № 4)

Берём на каждом объекте пробы воды для лабораторных исследований. Но даже невооружённым газом видно, что на белом фоне вода с объекта № 2 имеет рыжеватый оттенок ( в последствии на стенках бутылки проба даст большой осадок). В условиях школьного кабинета проводим сравнение проб с дистиллированной водой . ( таблица № 5)

Если говорить о мутности воды я выбрал способ измерения прозрачности по возможности прочитать текст через слой воды в 12 сантиметров. В ходе проделанной работы получилось следующее, что текст прочитать можно во всех пробах, но в пробе № 2 бумаге предаётся определённый оттенок.

Так же в природных условиях и классном кабинете определяет запах воды по шкале предложенной в методичке эколого - биологического центра по теме: «Экологические исследования по теме: « Вода». ( таблица № 6)

Особо хочется заметить, что вода на пробной площадке №4 издали кажется чёрной при ближайшем рассмотрении можно обнаружить большое количество растительного остатка на дне водоёма, что и придаёт воде озера такой цвет.

В лабораторных условиях проводим анализ воды на кислотность( таблица №7):

Так как пробы воды по предыдущим анализам отличаются, друг от друга я считаю целесообразно провести химический анализ воды: - анализ на гидрокарбонаты дала проба № 1 реакция была несильной, но выделение пузырьков происходило. А в пробе № 2 реакция была совсем незаметна, выделилось 1- 2 пузырька. Остальные пробы реакции не дали. Делаю вывод, что только в пробе №1 содержаться гидрокарбонаты.

Ознакомившись с литературой и узнав, что воды Дятьковского района имеют аномалию по содержанию железа. Решил провести анализ воды.

Выводы:

1. В ходе проделанной работы мною были выделены основные загрязняющие вещества фтор, нефтепродукты, незначительно формальдегид. Загрязнение отмечается продуктами жизнедеятельности населения, соединения железа, легко окисляемые органические вещества, азот амонийный, азот нитритов. Отмечается превышение ПДК взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, фосфатов, азота, меди, цинка.Была освоена методика определения органолептических свойств воды.

2. Проведён анализ вод пробных площадок г. Дятьково.

3. В результате химического анализа было выявлено содержание гидрокарбонатов и железа.Определены менее пригодные водоёмы для использования.

4. Для сохранения вод необходимо контролировать использование водных объектов человеком.

Заключение

В ходе проделанной мною работы я выяснил много интересного и познавательного о водных объектах моего города и района. Увы, не всё мне понравилось. Так как существует ряд проблем с использованием вод их охраной и сохранением её для будущих поколений. В тех водоёмах, которые я взял для исследования проявляются следы человеческой деятельности: это и пластиковые бутылки, и полиэтиленовые пакеты и скопление бытового мусора по берегам. Наблюдается скопление растительных остатков ветви деревьев, поваленные деревья. В ходе исследовательской работы я научился определять загрязненность, прозрачность, цветность, запах воды; частично её химический состав. Пришли к выводу, что степень загрязненности воды влияет на её использование и поставил себе цель выяснить как оно влияет на видовое разнообразие водоемов.

Вода исследуемых водоёмов при первом рассмотрении кажется вполне хорошей, но при детальном исследовании можно обнаружить повышенную кислотность, содержание примесей, взвесей. Запах воды говорит о том что для использования в промышленных и хозяйственных целях вода подходит, но для использования в хозяйственных нуждах человека требует внимательного отношения.

Список используемой литературы

1. География Брянской области.- учебн. Пособие для учит и уч- ся 9 кл./ под ред Л.М. Ахромеева. - издат. товарищество « Дебрянск», Брянск. Всероссийского ДО « Книга»,1995- 200с.,илл.

2. Доклад « Об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Брянской области о состоянии Брянской области в 2010 году.» - Брянск КПР по Брянской области России, 2011г.

3. Методическое пособие. Экологические исследования по теме « Вода»/Терёшина С.А. ГАОУ «Брянский областной эколого - биологический центр». Брянск - 2011г. -19с

4. Природные ресурсы и окружающая среда субъектов Российской Федерации. Центральный федеральный округ. Брянская область/под ред. Н.Г. Рыбальского, Е.Д. Самотёсова и А.Г. Митюкова. НИА - Природа М. -2007г. с 342-527.

5. Санитарные правила и нормы. СанПин2.1.4.544.-969.Питьевая вода и водоснабжение населённых мест Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. М.: Госкомсанэпидназора, 1996.

6. Шевченкова Т.Ф. Геология Брянской области: учебное пособие.- 2- е издание, переработанное и дополненное. - Брянск: изд - во БГПУ, 2001.- 104с

Приложение

Таблица № 1

Интенсивность запаха

Характер проявление запаха

Балл

Отсутствует

Запах не ощущается

0

Очень слабая

Запах слегка обнаруживается

1

Слабая

Запах замечается, если обратить на это внимание

2

Заметная

Запах легко замечается, вызывает неодобрительный отзыв к воде

3

Отчётливая

Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья

4

Очень сильная

Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

5

Составлено методистом

эколого - биологического центра

Терёшиной С.А

Таблица № 2

Символ

Характер запаха

Примерный род запаха

А

Ароматический

Огуречный, цветочный

Б

Болотный

Илистый, тинистый

Г

Гнилостный

Фекальный сточный

Д

Древесный

Запах мокрой щепы, древесины

З

Землистый

Прелый, свежевспаханной земли

Р

Рыбный

Рыбьего жира, рыбы

С

Сероводорода

Тухлых яиц

Т

Травянистый

Сена, свежескошенной травы

Н

Неопределённый

Запах естественного происхождения, не подходящий под предыдущие определения

Составлено методистом

эколого - биологического центра

Терёшиной С.А

Таблица № 3

объект

почва

№ 1район Белой речки

Супесчаная/ водопроницаемость хорошая

№ 2 Пильнянское озеро

Средний суглинок/ водопроницаемость хорошая

№3 Буяновкое озеро

Тяжёлый суглинок суглинок/ водопроницаемость хуже чем в предыдущем

№ 4 Больничное озеро

Супесчаная/ водопроницаемость хорошая

Составил Марин Егор

Таблица № 4

объект

температура

№ 1район Белой речки

12

№ 2 Пильнянское

13

№3 Буяновкое

13

№ 4 Больничное озеро

11,5

Составил Марин Егор

Таблица № 5

объект

Сравнение с дистиллированной водой

№ 1 район Белой речки

Видимых отличий нет

№ 2 Пильнянское

Вода пробы имеет желтоватый оттенок

№3 Буяновкое

Видимых отличий нет

№ 4 Больничное озеро

Вода отличается по цвету ( оттенок в сторону сероватого)

Составил Марин Егор

Таблица № 6

объект

Интенсивность запаха/ характер проявления/ балл/примерный род запаха

№ 1

Слабая/ запах замечается если обратить на это внимание/2/древесный ( Д)

№ 2

Очень слабая/ запах слегка обнаруживается/1/гнилостный (Г)

№3

слабая /запах слегка обнаруживается/1/ запах рыбы ( Р)

№ 4

Слабая/ запах замечается если обратить на это внимание/2/ древесный(Д)

Составил Марин Егор

Таблица № 7

объект

рН

№ 1

8,5

№ 2

8

№3

7

№ 4

8

Составил Марин Егор

18