Проект Изучение экологического состояния водоема Верхний пруд

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 16.

Методическое объединение естественно - научного цикла.

Тема проекта: « Изучение экологического состояния

водоема « Верхний пруд».

Руководители проекта: Голдырева Е. Н. учитель химии,

Коковихина И. А. учитель физики.

Город Димитровград

Ульяновская область

2015 год

Содержание.

Введение________________________________________________________3-5

1. Описание водоема « Верхний пруд»_________________________ 6

2. Характеристика водоема «Верхний пруд»_____________________6

3. Характеристика дна пруда____________________________________6

4. Характеристика берега и прибрежной зоны _____________________6

5. Характеристика травяного покрова ____________________________6

6. Животные, живущие рядом с водой и в воде _________________ 7

7. Выявленные нарушения охранного режима водоема ____________ 7

Исследования_____________________________________________________ 8

1. Определение органолептических характеристик__________________ 8

1.1. Характеристика места отбора проб__________________________ 8

2.2.Определение цвета воды____________________________________ 8

3.3. Определение жесткости воды. Используем два метода______ 9

4.4.Определение запаха воды____________________________________ 9

5.5. Характеристика качества воды______________________________10

2. Оценка качества воды методами количественного и качественного анализа________________________________________________________ 10

2.1Определение водородного показателя_______________________ 11

2.2. Определение содержания взвешенных частиц_____________ 11

2.3. Определение жесткости воды. Используем два метода____ 11

2.4. Определение содержания хлоридов__________________________12

3.Результаты исследований и их обсуждение_____________________13

4. Выводы_______________________________________________________ 13

5.Рекомендации__________________________________________________ 14

6.Литература_____________________________________________________14

Введение.

Вода - важнейший компонент окружающей среды. Она занимает 70% поверхности земного шара. Более 1.5 триллионов тонн воды содержится в мировом океане.

Под влиянием солнечного тепла часть воды постоянно испаряется, а образующийся водяной пар поднимается в воздух. Если воздух,

содержащий водяной пар охладится, то выделяются мельчайшие водяные капельки. Из таких мельчайших капелек состоят облака, которые переносятся потоками ветра. При определенных условиях мелкие капельки сливаются в более крупные, и на Землю выпадает дождь, снег, град. Почва впитывает эти осадки и собирает их в грунтовые воды. Избыток воды пробивается из почвы в виде родников, из них

вытекают ручьи, сливающиеся в малые и большие реки. А реки несут опять воду в море, таким образом, происходит круговорот воды в природе.

Без круговорота воды Земля имела бы совсем другой вид.

Современное строение гор и долин, морских побережий и местностей, удаленных от моря, все это возникло под влиянием механического и химического воздействия воды.

Без воды не было бы жизни на Земле. Все живое нуждается в воде, которая является одновременно и важнейшей составной частью растений и животных.

Наше тело примерно на 65% состоит из воды; у некоторых медуз ее содержание доходит даже до 99% .

Если бы вода внезапно исчезла с поверхности Земли, то тогда наша зелено - голубая планета превратилась бы в мертвую пустыню.

В наши дни пресная вода становится одним из самых дефицитных

даров природы, что обусловлено рядом причин, главные из которых является неравномерное распределение и все возрастающая потребность в ней.

« Верхний пруд» расположен в самом сердце района « Химмаш», -

водоем природного происхождения. Уровень водосодержания в этом

водоеме сохраняется благодаря родникам, берущим свое начало в недрах земли. Наш пруд уникален, ведь неслучайно его выбрали утки и лебеди местом отдыха перед дальней и трудной дорогой.

Наш прекрасный водоем это и место отдыха для жителей района, поэтому забота и защита его должна лечь на наши плечи.

Школьная исследовательская работа - это часть системы экологического образования, предназначенная для формирования экологических знаний, умений и навыков учащихся в процессе практической деятельности, включающей наблюдение за состоянием окружающей среды своей местности.

Она позволяет формировать у школьников экологическое мировоззрение, общественную позицию в области охраны окружающей среды, привлечь их к деятельности по улучшению экологической обстановки в районе Верхнего пруда.

Работа в рамках школьного экологического мониторинга способствует развитию навыков анализа экологической ситуации, формирует знания о единстве живой и неживой природы, воспитывает ценностные ориентиры, мотивы и потребности экологически целесообразного поведения.

Большая часть учебного времени, отведенного на мониторинговые исследования школьников, как правило, посвящена практической деятельности, направленной на выработку умений и навыков работы с оборудованием, овладение методами исследовательской работы по оценке экологического состояния водоема « Верхний пруд».

В рамках школьного экологического мониторинга были проведены работы по оценке экологического состояния водоема, что позволило составить целостную характеристику нашего микрорайона « Химмаш», как среды обитания не только людей, но и других живых существ.

Для формирования проектной группы выявляем первоначальные представления учащихся, их экологическую грамотность. Это позволит выявить имеющиеся знания, обнаружить их недостаточность, таким образом, возникает мотивация учащихся на работу.

Для осмысления важности предстоящей работы, вводим новую информацию в виде видеофильма и комментария учителя. У ребят происходит осмысление, возникает желание самостоятельно и активно участвовать в работе, главная задача учителя - поддержать их активность.

Таким образом,

ставим цели :

__оценить показатели состояния и функционирования водной экологической системы Верхний пруд;

__выявить причины изменения этих показателей;

__определить меры по исправлению возникающих негативных последствий;

__организовать мероприятия по улучшению качества окружающей среды.

Основные задачи:

__ оценка фактического состояния природной среды;

__ наблюдение за состоянием природной среды и процессами, происходящими под влиянием антропогенного воздействия;

__прогноз изменения состояния природной среды;

__ воспитание хозяйского отношения к своему микрорайону, городу;

__ формирование общей и экологической культуры личности обучающихся, их адаптация к жизни в обществе;

__ создание основы для осознанного выбора и последующего освоения профессиональных образовательных программ;

__ воспитание гражданственности, трудолюбия, любви к окружающей природе, Родине, семье.

1. Описание водоема « Верхний пруд».

Учащиеся описывают водоем, используя бланк описания водоема «Верхний пруд».

Бланк:

1. Дата

2. Название водоема по карте

3. Местное название

4. Район, округ

5. Ближайший постоянный ориентир

6. Размеры.

2. Характеристика водоема «Верхний пруд».

Пруд - водоем естественного происхождения, расположенный в центре города, в густонаселенном микрорайоне.

Водоем местами завален сучьями, упавшим древостоем, опавшей листвой, полуразложившимися растительными остатками, захламлен бытовым мусором.

В 2008 году по середине пруда была проложена плотина со шлюзами для удобства горожан.

3. Характеристика дна пруда.

Дно пруда заиленный песок, темного цвета. На дне пруда много родников.

4. Характеристика берега и прибрежной зоны.

Берега низкие, грунт песчано-глинистый, заболоченный.

5. Характеристика травяного покрова.

Травяной покров - сплошной, вытоптан, нарушен кострищами, колеями автотранспорта.

Древесная растительность - редкая, преимущественно ольха черная и ольха серая, ива плакучая, черемуха белая, рябина, береза.

Прибрежно - водная растительность обильная, здесь произрастают: рогоз, камыш, тростник, стрелолист, осока, хвощ, дербенник иволистный.

Водная растительность представлена водорослями ( спирогира, зигнема), одноклеточные водоросли зеленые и сине-зеленые, кувшинка, кубышка, элодея, ряска, многокоренник, рдесты.

6. Животные, живущие рядом

с водой и в воде.

Рыба в пруду представлена следующими видами: карась, подлещик, сазан, линь, плотва, окунь, щука, красноперка.

У берегов обитают лягушки, пиявки, перловицы, водомерки, стрекозы, ужи.

Гнездятся утки, популяция их выросла, на отдых, перед дальней дорогой останавливаются белые лебеди.

7. Выявленные нарушения

охранного режима водоема.

В пределах береговой зоны размещены: жилые строения, торговые точки, магазины, дачные участки, кафе, детский досуговый центр «Галактика», школа.

В пределах защитных полос происходит движение автотранспортных средств, индивидуальное строительство, выпас скота, распашка земель, применение удобрений.

После визуального обследования территории береговой зоны было принято решение вычислить среднее значение массы бытового мусора на 1 кв. м.

С трех участков, каждый площадью 1 кв. м., было изъято и взвешено все, что явилось следствием «хозяйственной» деятельности человека.

1 участок масса мусора - 2.75 кг;

2 участок масса мусора - 1.25 кг;

3 участок масса мусора - 6.0 кг

Таким образом, среднее значение массы мусора на 1 кв. м = 3.33 кг

Исследования.

1.Определение органолептических характеристик.

Органолептические методы анализа основаны на оценке параметров

окружающей среды при помощи органов чувств ( органы зрения, обоняния ).

При проведении исследований пробовать на вкус воду из любых источников категорически запрещается!

1.1 Характеристика места отбора проб

Таблица 1

Номер

пробы

Дата и время

забора

Описание положения точки

отбора пробы

Внешний вид

поверхности водоема

1.

28.09.14 14.00

Берег ( улица Осипенко )

Гладкая

2.

26.10.14

13.50

Середина плотины

Легкая рябь

3.

30.11.14 14.00

Берег ( улица Лермонтова )

Волны высотой 5 см

2.2.Определение цвета воды.

Цвет воды в источниках и водоемах не должен обнаруживаться в столбике высотой 20 сантиметров, а в водоемах культурно - бытового назначения - 10 см.

Заполняем пробирки водой и определяем цвет, сравнивая его с белым фоном бумаги.

Данные исследования в таблице № 3

3.3. Определение прозрачности ( мутности воды ).

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов и других веществ.

Наполняем мерные цилиндры водой до высоты 20 сантиметров. Пробуем прочитать верхние строки газетного текста, расположенного на расстоянии 4 см от дна цилиндра.

Если текст невозможно прочитать начинаем постепенно сливать воду до

тех пор, пока можно будет прочесть. Измеряем линейкой высоту столба

воды, выражаем прозрачность воды в сантиметрах.

Данные исследования занесены в таблицу № 3.

4.4. Определение запаха воды.

Запах воде придают вещества, которые попадают в нее естественным путем или со сточными водами. Характер запаха и его интенсивность определяют при температуре 20 и 60 градусов, используя таблицу № 2.

Таблица № 2

Характеристика запаха

Интенсивность запаха

( балл )

Отсутствие ощутимого запаха даже после встряхивания и нагревания.

0

Очень слабый запах ( обнаруживается только после встряхивания ).

1

Слабый запах (определяется после нагревания ).

2

Запах легко обнаруживается ( без встряхивания и нагревания ).

3

Отчетливый неприятный запах.

4

Очень сильный запах.

5

Запах воды следует определять в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха. Запах определяли 5 учащихся.

При определении запаха мнения исследователей разделились, были получены следующие данные: первый - определил илистый, другой выявил запах тины, следующий отметил - древесный, четвертый - запах травы, а пятый не определил запах вообще. При нагревании воды интенсивность запаха незначительно увеличилась.

Данные занесены в таблицу № 3.

5.5. Характеристика качества воды

Таблица № 3

Номер

пробы

Цвет

Запах

Прозрач-

ность, см

Мутность,

мг/л

при 20 градусах

при 60 градусах

1.

Зеленовато-желтый

слабый

2 балла

ощутимый

3 балла

8

14

2.

Серо-голубой

очень слабый

1 балл

слабый

2 балла

10

12

3.

Серо-зеленый

слабый

1 балл

ощутимый

3 балла

9

13

2. Оценка качества воды методами количественного и качественного анализа.

Для ознакомления учащихся с методами химического анализа руководителями проекта была достигнута договоренность с главным врачом «Центра гигиены и эпидемиологии № 172 ФМБА России» Мартьяновой М. А. о проведении химического анализа воды на базе лаборатории санитарно - эпидемиологической станции.

Сотрудники лаборатории :

химик-эксперт, и.о. заведующей санитарно-гигиенической лабораторией Цыканова Н.П., инженер-химик санитарно-гигиенической лаборатории Ахметсагирова А.А, заведующая бактериологической лабораторией Балушкина О.П.

провели интересные экскурсии, беседы и совместно с учащимися провели химические исследования воды из водоема « Верхний пруд».

2.1. Определение водородного показателя.

Водородный показатель воды можно определить при помощи индикаторов, сравнивая их окраску со шкалой.

Результаты исследования: значение рН = 8,5.

2. 2. Определение содержания взвешенных частиц.

Взвесили фильтр. Профильтровали через него 1000 мл воды. После

фильтрования фильтр, с оставшимся на нем осадком высушили и взвесили на аналитических весах. По формуле

( m₂ - m₁ ) • 1000/V

где m₁ - масса нового фильтра, m₂ - масса фильтра с осадком,

V - объем воды.

Вычислили среднюю массу взвешенных частиц - 13 мг/л.

2.3.Определение жесткости воды.

Используем два метода.

А. Жесткость воды определяем с помощью карбоната натрия:

к 100 мл воды добавляем капельками раствор соды. Если вода жесткая появляется помутнение, затем выпадает осадок.

В нашем случае помутнения не произошло.

Б. Добавляем к воде мыло, встряхиваем и наблюдаем образование пены.

Если вода жесткая - образуются хлопья, в нашем случае - образовался мутный однородный раствор со слоем пены на поверхности, что говорит о мягкости исследуемой воды.

Таким образом, на основании полученных результатов делаем вывод:

вода в водоеме «Верхний пруд» мягкая.

ПДК по жесткости воды составляет до 7мг-экв/

2.4. Определение содержания хлоридов.

Хлориды попадают в водоем со сбросами хозяйственно - бытовых и

промышленных сточных вод.

В пробирку наливаем 5 мл исследуемой воды, добавляем 3 капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяем по таблице № 4 «Определение содержания хлоридов».

Таблица 4

Наблюдения

Концентрация хлоридов, мг/л

Слабая муть

1 - 10

Сильная муть

10 - 50

Образуются хлопья, но осаждаются не сразу

50 - 100

Белый объемный осадок

более 100

Результаты всех исследований заносим в таблицу № 5.

Таблица 5

Номер

пробы

рН

среды

Содержание

взвешенных частиц, мг/л

Жесткость

воды

мг-экв/л

Концент-

рация

хлоридов,

мг/л

Наличие

катионов

железа,

мг/л

катионов

марганца

мг/л

1

9.0

12

9

350

2.1

0.75

2

8.5

14

10

350

1.95

0.65

3

7.5

13

9.5

400

2.4

0.8

Результаты исследований и их обсуждение

Результаты проведенных исследований заносим в протокол. Для оценки степени загрязненности водного объекта для сравнения использовались нормы ПДК, принятые для водных объектах хозяйственно - бытового и культурно - бытового водопользования.

По органолептическим свойствам воды было сделано следующее заключение:

пробы воды светло-зеленого, серо-желтого цвета, слабо-мутные, запах изменяется от древесно-илистого до болотного, при нагревании запах усиливается.

Результаты исследования указывают на то, что сильного загрязнения природных вод на обследуемой территории не

обнаружено, однако, содержание всех катионов и анионов заметно превышают ПДК.

Выводы:

Анализ воды из водоема « Верхний пруд» показал, что содержание некоторых веществ в воде (например ионов железа, ионов марганца, ионов хлора ) превышает предельно - допустимые концентрации.

Результаты гидробиологического анализа позволяют сделать вывод о том, что водоем имеет класс качества 5, что соответствует значительной степени загрязнения воды.

Наличие видов - индикаторов : инфузорий, бесцветных жгутиконосцев, сине - зеленых водорослей подтверждает то, что пруд сильно загрязнен.

Выявлены основные источники загрязнения водоема:

- автотранспортная магистраль;

- автомобильный транспорт;

- расположенные рядом жилые дома, магазины, кафе;

- низкая экологическая культура местного населения.

Рекомендации.

По результатам исследования можно рекомендовать:

__администрации города регулярно проводить работы по расчистке береговой зоны ;

__укрепить берега верхнего пруда;

__произвести облицовку набережной для предотвращения стоков городских улиц;

__не допускать строительства вблизи береговой зоны;

__администрации МБОУ СОШ № 16 включение в план работы школы экологическое воспитание, с целью повышения экологической культуры населения;

__продолжать мониторинговые исследования качества воды во время весеннего паводка, учитывая загрязнения, попадающие в реку, с талыми водами, ручьями, смывом с автодорог;

__ МБОУ СОШ № 16 создать и организовать работу экологических бригад на весеннее - летний период и обеспечивать ее инвентарем.

Литература.

1.СанПин Министерства Здравоохранения

2.Краткая медицинская энциклопедия

golkom.ru/kme/16/2-509-1-4.html