Исследование качества воды и охрана речки Кстова – в прошлом «жемчужницы» Тумботинского Заречья

11

Оглавление

Введение

1. Оглавление стр. 1

2. Цели и задачи. Методы исследования стр. 2

3. Роль рек стр. 3-4

Основная часть

4. История посёлка, его географическое положение стр.5

5. Речка Кстова – ожерелье Тумботинского Заречья стр.6-7

6.Метод химического исследования анализа воды стр.8- 12

7.Методы биоиндикации. Выводы стр.13 -15

Заключение

8.Причины загрязнённости нашей речки? стр.16 - 17

10.Мероприятия по сохранению речки Кстова стр.17 -18

11.Список литературы стр. 19

12. Приложения стр.20 -26

13. Рецензия стр.27

14. Презентация

Тема моей работы: Речка Кстова - «жемчужина» Тумботинского Заречья (приложение №1)

Цель исследования:

Изучить прошлое и настоящее речки Кстова

Задачи исследования:

1.Изучить географическое положение, гидрологические особенности

2.Определить уровни загрязнённости речки Кстова различными методами, выявить причины загрязнения.

3.Разработать пути решения проблем и дать практические рекомендации по улучшению экологического состояния речки (приложение №2).

Методы исследований: исследовательский, поисковый, сравнения,

наблюдения, измерения, эксперимент.

Речка Кстова - голубое ожерелье Тумботинского Заречья

Реки, словно гигантские трубы,

поют океану о красоте Земли,

возделанных полях, пышных городах и славе людей.

В.Гюго

Река! Какое замечательное слово! Как много ассоциаций с этим словом возникает у каждого человека ( приложение №3). У одних оно вызывает воспоминание о малых реках, другие шумные, журчащие потоки, которые вечно куда-то спешат, или равнинные реки с тихими заводями. Все они воспеты в прозе, поэзии, фольклоре.

Вода – природное богатство, с которым человек впервые встречается в своей жизни. В древние времена люди селились у рек. Существование человека без неё было невозможным. Река поила, кормила и была некой связью между поселениями. Самое распространённое вещество на нашей планете – это вода. Вода обладает рядом уникальных свойств, необходимых для поддержания всех форм жизни на Земле. С осознанием ценности воды, возможно, возникнут другие вопросы: «А каково состояние вод? Что нужно сделать сегодня, чтобы оставить своим потомкам прохладу родников, животворную воду рек и синеву морских глубин?» И тогда человечество сделает первый, но самый главный, шаг на пути установления равноправных отношений между человеком и природой.

Любая природная экосистема имеет предел допустимой рекреационной нагрузки, при превышении которого наступает необратимая деградация экосистемы. Наш окружающий мир – это наш организм, сберегая окружающую среду – мы оберегаем своё здоровье. Защита водных источников от загрязнения, их охрана и рациональное использование сегодня в большей степени определяет те условия, в которых человечество будет существовать завтра.

Малые реки напрямую влияют на запасы пресной воды в мире, с каждым годом эти запасы становятся всё меньше. Свои проблемы малые реки несут в средние и крупные, тем самым нарушая водную экологическую среду.

Речные воды - это самый удобный для использования вид природной воды. На протяжении последних десятилетий всё большую тревогу вызывает изменяющееся качество воды рек, определяющее пригодность её для конкретных видов водопользования: рыбохозяйственного, культурно – бытового, хозяйственно – питьевого. Изменение качества воды связано с загрязнением водоёмов промышленными и бытовыми стоками, а также отрицательную роль играют поверхностно-активные вещества: синтетические моющие средства, которые замедляют естественное самоочищение воды в реках и действуют угнетающе на биохимические процессы. Из-за деятельности человека все реки сильно загрязнены. Наша малая речка Кстова является ярким примером.

Тема исследования малых рек актуальна, потому что в настоящее время имеется острая проблема охрана пресных водоёмов.

Наш посёлок Тумботино образовался на речке Кстова, посёлок растёт и процветает, а речка нет. Она не прекратила своего существования, но становится непригодной для использования. Проблема нашей речки Кстова выливается в сложную ситуацию рек Нижегородской области. В настоящее время правительство области и экологи уделяют большое внимание по очистке реки Волги, а я считаю необходимо обратить особое внимание на малые реки, так как они являются частью больших рек, способность к самоочищению у них значительно меньше, чем у крупной реки.

Начинать очистку водоёмов надо с малых рек!

В северо-западной части Павловского района, на надпойменной террасе расположился поселок Тумботино – одно из старейших поселений района. Первой упоминание о Тумботине относится к 1566 году. Оно упоминается в том же документе, что и Павлово. Это грамота царя Ивана Грозного, 1566 год. Появление Тумботина вместе с Павловым логично и объяснимо. Ведь Павлово возникло на пути из Москвы в Нижний Новгород. Через Павлово шло немало обозов из Москвы на юг и с юга в Москву. Наличие переправы через Оку под Павловом естественно предполагало наличие населенного пункта и по другой стороне реки Оки. В нем останавливались обозы и путники, опоздавшие к переправе, особенно во время осенней и весенней распутицы.Селение носит название Тумботино. А откуда взялось это название? В нашей местности когда-то жили мордовские племена, которые постепенно вытеснялись с этих земель восточными славянами. Великий Новгородско–Суздальский князь Константин Васильевич в 40 года 14 века приглашает на свои земли, разоренных татарами, всех желающих, освобождая от налогов на определенное время. Возможно, в это время и появилось селение. А от живших здесь до этого мордовских племен действительно сохранились названия: Мещеры, Таремское, Тумботино. Есть в мордовском языке слово «тумо», которое в переводе на русский язык означает «дуб». Слово «ботино» означает долбленная лодка. Таким образом «Тумботино» означает «дубовая долбленная лодка».

Посёлок имеет выгодное физико-географическое положение. Расположен он в окружении смешанных лесов и заливных пойменных лугов. Его можно назвать краем рек и озёр.

О нашем поселке всегда говорят с любовью и завистью: «Живут же люди: из дома вышел – и в лесу!» Да в каком лесу! Исполины-сосны стоят ровными рядами, как солдаты в строю.

Речка Кстова.

Речка Кстова является левым притоком Оки ( приложение №4). Исток реки находится к юго-западу от деревни Щёлково р.п. Тумботино Павловского района. Впадает р. Кстова в р. Оку недалеко от деревни Большое Окское. Длина реки 12 км, площадь бассейна 250км. Ширина речки 50 метров, глубина 1 метр, максимальная 3 метра. Правый склон речки пологий, а левый крутой. Имя реки можно перевести с мордовского языка как земляничная вода. Слово «кстый» - земляника, а пермскофинское (коми) слово «ва» - вода.Вдоль реки Кстова и расположился наш поселок. Речка Кстова берёт начало из родников. Это типичная равнинная река с плавным ходом воды, преобладающим снеговым питанием и весенним половодьем. Для реки характерны летнее –осенняя межень и устойчивая зимняя межень, когда она переходит на питание грунтовыми водами.Зимой река сковывается ледяным покровом. Замерзание реки (начало ледостава) приходится на середину ноября – начало декабря. Покрыта она льдом в течение 4 месяцев. Уровень воды колеблется в зависимости от таяния снегов весной, от количества выпадающих осадков. Ясно выраженное половодье приходится на апрель. В этот период река поднимается значительно выше меженного уровня и заливает пойму.Река в основном протекает по рыхлым породам, легко размывающимся водой, поэтому много взвешенных частиц. Река протекает по равнине имеющий среднюю облесенность. В основном это смешанные леса с преобладанием ивы, ольхи.

На основе воспоминаний старожилов: (приложение №5).Уткина Александра Лазаревича, Ундалова Валентина Александровича и других - я выяснил, что речка Кстова в шестидесятые, семидесятые и начало восьмидесятых годов прошлого столетия была полноводной с чистой водой и богатой рыбой. В реке купались, ловили рыбу в большом количестве, воду использовали для бытовых нужд. Старожилы говорят: «В нашем детстве вода в реке была настолько чистая, что из неё даже пили». В ясный солнечный день можно было увидеть песчаное дно. Местные старожилы рассказывают, что каждый день по утрам к определённому месту речки (Крутая яма) спускались женщины с вёдрами за водой. Кипятили эту воду в самоварах. Считалось, что это была самая лучшая вода для чая из этого водоёма. Это место тщательно оберегалось, в частности, не допускалась водоплавающая птица. Русло речки было чистым и глубоким с довольно хорошим течением и с продолжительным ледоходом. На водной поверхности в основном правого берега можно было увидеть жёлтую кубышку, белую лилию, ряску трёхдольную, земноводную гречиху и т. д.

Речка Кстова была любимым местом отдыха тумботинцев. Здесь купались. С утра и до позднего вечера слышались детские голоса. Любимым занятием рыбаков была ловля рыбы с ботников. Это экологически чистая лодка с одним веслом, сделанная из дерева, изготавливали её мастера. Никакого вреда от ботника не было. Сейчас ботник встречается редко, а на смену пришли резиновые и моторные лодки. Да и мастеров по изготовлению ботников почти нет. Такой была речка Кстова в прошлом пятьдесят, шестьдесят лет назад.

А какой она стала сегодня?

• Мне стало интересно узнать, почему вода в речке Кстова имеет мутный цвет?

• Почему население посёлка не купается в нашей речке?

А предпочитает места отдыха и купания в отдалённых местах, в более чистых лесных водоёмах: в озере Святое Тумботинское в 4км от посёлка, Святое Щепачихинское в десяти километрах, а также в озере Окуни в двенадцати километрах от посёлка.

• Можно ли ловить рыбу и питаться этой рыбой?

• Ведь речка до сих пор изобилует рыбой. В ней обитает плотва, щука, окунь, лини, караси, лещи, густера, уклейка.

• Использовать воду для бытовых нужд?

Исследования проводил в июле и сентябре 2017 года. ( приложение №6)

Для этого использовал методы:

1.Метод химического исследования анализа воды.

2.Метод биоиндикации

Методика химического анализа воды речки Кстова:

• определил температуру воды

• водородный показатель

• прозрачность

• запах

• окисляемость

• содержания сульфатов и хлоридов.

• метод биоиндикации

1.Температура воды измерил с помощью бытового термометра в июле +12⁰ С, в сентябре + 5⁰ С

2.Водородный показатель(рН) определял с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивал ее окраску со шкалой. Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рH около 7). Величина рH воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно бытового назначения регламентируется в пределах 6,5-8,5. Показатель (рH) в речке около 6).

3.Прозрачность воды характеризует фотосинтетическую активность в водоеме. В стеклянный цилиндр налил иссле­дуемую воду так, чтобы высота составляла 20 см, и дал ей отстояться 25 минут. Оценивают прозрач­ность по следующим характеристикам: а) вода силь­но мутная; б) слабопрозрачная (слегка мутная); в) прозрачная; г) очень прозрачная.

Для определения прозрачности воды провёл такой опыт:

В два цилиндра налил воду. В первый цилиндр – дистиллированную; во второй – воду из речки. Через цилиндр попытался прочитать текст поставленный сзади цилиндра. Через дистиллированную текст был виден хорошо. А через цилиндр с водой из речки текст читал с трудом. Причём в июле вода оказалась боле мутная, в сентябре чуть лучше. Этому можно найти объяснение в том, что при снижении температуры воды в сентябре сине – зелёных водорослей становится меньше.

Вода речки Кстова мутная.

4.Определение запаха воды.

Налил в колбу воду, плотно закрыл пробкой и оставил на несколь­ко часов. Затем открыл и понюхал. Запах может быть землистый, сероводородный, гнилостный, болотный, аммиачный, рыбный, хлорный и др. Оценивают запах по следующей шкале:
Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследование характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60°С. 100 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливают в колбу с широким горлом, накрывают стеклом, встряхивают вращательным движением, сдвигают стекло и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают на водяной бане до 60 градусов и также оценивают запах.

По предлагаемой методике определяют характер и интенсивность запаха.

Интенсивность запаха воды.

1 балл — нет за­паха,

2 балла — чуть заметный запах,

3 балла -устойчивый (вода для питья непригодна),

4 балла — сильный запах.

Оказалось, что вода в речке имеет гнилостный, землистый запах, который можно оценить в 3 -4 балла. Вода для питья, непригодна.

5.Определение окисляемости воды ( приложение №7).

Для оп­ределения окисляемости налил в пробирку 10 мл отфильтрованной воды, добавили 0,5мл 30%-ной серной кислоты и 1 мл 0,01%-раствора перманганата калия ( раствор марганцовки). Смесь перемешал и оставил на 20 минут при температуре 20 °С.

Если после этого рас­твор остался:

ярко-розовым, то окисляемость кислоро­да примерно -1 мг/л,

лилово-розовым — 2 мг/л,

слабо­лилово-розовым - 4 мг/л,

бледно-лилово-розовым - 6 мг/л,

блед­но-розовым - 8 мг/л,

розово-желтым – 12 мг/л,

желтым -16 мг/л и выше.

 Раствор получился розово - жёлтым. Значит окисляемость кислорода в реке примерно - 12мг/ л, Что является средним показателем окисляемости.

Предельно допустимая величина окисляемости кислорода зимой- 15-20 мг/л, летом- 20 -30мг/л. Данный показа­тель дает возможность судить о количестве органиче­ских веществ в воде (сливы с турбазы «Кусторка» и «Солнечный», с частных домов. Органика окисляется в воде, в ре­зультате вода обедняется кислородом, кроме того, на субстрате начинают развиваться сине - зеленые и крас­но-коричневые водоросли. В результате кислорода становится меньше и исчезает рыба.

6.Метод определения сульфатов в воде (приложение №8).

В пробирку налил5 мл исследуемой воды, добав­ил три капли 10% раствора хлорида бария. Про­бирку не взбалтывают. По объему выпавшего осадка оценивают содержание сульфатов:

слабая муть через несколько минут- 1-10 мг/л;

слабая муть сразу -1-100 мг/л;

сильная муть -100-150 мг/л; боль­шой осадок, который сразу садится на дно.

ПДК для сульфатов — 500 мг/л.

Содержа­ние сульфатов в речке Кстова среднее в пределах1-100 мг/л;

Содержание сульфатов в водах обусловлено есте­ственным выщелачиванием горных пород, сбросами промышленных предприятий. Но имеющийся завод имени М. Горького в настоящее время функционирует слабо.

Метод биоиндикации – это метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту нахождения, отсутствия, особенностям развития организмов – биоиндикаторов.

Взял пробу воды. Под микроскопом рассмотрел в воде простейших, которые служат пищей для других животных. Встречаются пиявки, но их становится очень мало. В нашей речке живут не только беспозвоночные животные, но и позвоночные.

Для оценки преобладающего органического загрязнения изучаемых водотоков, находящихся под влиянием хозяйственно-бытовых стоков, применялась упрощенная методика определения сапробности гидробионтов (комплекс физиологических свойств организмов, обуславливающий их способность развиваться в воде с тем или иным содержанием органических веществ, с той или иной степенью загрязнения).

Для оценки состояния воды использовал Индекс Вудивисса ( приложение №9). Для этого в июле и августе сачком был взят ил со дна речки у берега и исследован видовой состав. Оказалось, что среднее значение пиявок -3 штуки, семейство ручейников -1шт., двустворчатых моллюсков – 6шт.

Данные сопоставил с таблицей Индекса Вудивисса и определил его значение, характеризующее исследуемый водоём.

Если водоём получает от 0 до 2 баллов — он сильно загрязнён, относится к полисапробной зоне, водное сообщество находится в сильно угнетённом состоянии. Оценка 3–5 баллов говорит о средней степени загрязнённости (альфа-мезосапробный), а 6–7 баллов — о незначительном загрязнении водоёма (бета-мезосапробный). Чистые (олигосапробные) реки обычно получают оценку 8–10 баллов, а особенно богатые водными обитателями участки могут быть оценены и более высокими значениями индекса.

В нашем случае индекс равен 3 -5 баллов, что означает среднюю степень загрязнённости.

При загрязнении пресных вод преимущественно хозяйственно-бытовыми стоками возникают следующие зоны загрязнения:

• Полисапробная – характеризуется большим содержанием нестойких органических веществ и наличием продуктов их анаэробного распада: метана и сероводорода, отсутствием кислорода, сохранением восстановительных процессов,. В такой зоне развиваются растительные организмы с гетеротрофным типом питания, бактерии, макрозообентос практически отсутствует.

• Альфа-мезосапробная. В ней происходит аэробный распад органических веществ с образованием аммиака. Наблюдается большое содержание углекислоты и немного кислорода. В воде и донных отложениях происходят окислительно-восстановительные процессы, в иле много малощетинковых червей – трубочников и личинок комаров-дергунов – мотыля.

• Бетта-мезосапробная зона характеризуется почти полной минерализацией органических веществ. Содержание кислорода и углекислоты колеблется в зависимости от времени суток. В иле протекают окислительные процессы. Наблюдается большое разнообразие гидробионтов. Среди макробеспозвоночных – черви, личинки насекомых, брюхоногие, мелкие двустворчатые моллюски.

• Олигосапробная зона характеризует практически чистые водоёмы с незначительным содержанием нестойких органических веществ, а также с небольшой минерализацией. Показателем чистоты воды являются такие макробеспозвоночные как личинки мошек, ручейники, крупные двустворчатые моллюски.

При подсчете индексов сапробности было установлено, что в верхнем течении и до самой середины водоток речки Кстова относится к бета-мезасапробной зоне, а на остальной части – альфа-мезасапробной зоне. Водоток речки Кстова соответствует зоне, переходной от бета-мезасапробной к альфа-мезасапробной зоне. Исходя из рассчитанного индекса сапробности, наиболее неблагополучно состояние вод речки Кстова ближе к устью. 

Выводы.

Таким образом, результаты моего исследования оказались такими:

1. Температура воды + 12 ⁰ С и + 5 ⁰ С

2.Вода мутная

3.Гнилостный, землистый запах, 3 балла - для питья непригодна.

4.Окисляемость кислорода в воде 12 мг/л.

5.Содержание сульфатов - 1-100 мг/л. среднее

Вода в реке мутная, содержит много сульфатов, хлоридов, ионов магния.

Из чего можно сделать вывод, что река сильно загрязнена бытовыми отходами, органикой с турбаз и требует мер, направленных на охрану воды.

Провёл социологический опрос среди учащихся школы (приложение №10) и выяснил, что в основном в летнее время 5 и 6 классы отдыхают и купаются в речке Кстова, 7 и 8 классы в речке Сокорка, а старшие ребята в озере Свято.

В чём же я вижу причины загрязнённости нашей речки? (приложение №11)

1.Изменение качества пресной воды речки Кстова связано с целым рядом факторов, в первую очередь, это загрязнение водоёма промышленными и бытовыми стоками. Значительную отрицательную роль здесь играют поверхностно-активные вещества (ПАВ), в том числе синтетические моющие средства (СМС), замедляющие естественное самоочищение водоёмов, действующие угнетающе на биохимические процессы.

В течение многих лет население загрязняло нашу малую речку. В речке полоскали бельё и стирали верхнюю одежду, половое покрытие мылом и порошками, не понимая, какой вред приносят люди всему живому. Председатель поселкового совета нанимал людей, которые строго смотрели и делали проруби на льду речки, огораживали эти проруби для полоскания белья. В летнее время строился мост через речку, чтобы можно было переходить на другую сторону в заливные луга. Около моста сооружали мостки для стирки и полоскания белья.

Тем самым население частично губило нашу «жемчужину».

2.Кроме этого русло и берега реки сильно захламлены всевозможным бытовым мусором – это пластиковые и стеклянные бутылки, банки, полиэтиленовые пакеты и т. д. Мною выявлены пять оврагов по левому, крутому берегу речки Кстова со скоплением этого мусора. Данные материалы являются искусственными и по этой причине в природе практически не разлагаются.

3.Важную роль в ухудшении качества пресной воды играет эвтрофикация водоёмов. Быстрое накопление органических веществ: азотных, фосфорных удобрений, приводит в водоёме к обильному размножению сине-зелёных водорослей (цианобактерии). В результате разложения органических веществ ухудшается и снабжение воды кислородом, гибнут водные организмы, вода становится непригодной для использования человеком.

Цианотоксины могут вызывать массу различных заболеваний от простой аллергической реакции до отравлений и болезней. Необходимо заселить нашу речку ценной промысловой рыбой: такой как белым толстолобиком. Они как раз и поедают эти водоросли. Также можно развести хлореллу. Это зелёные водоросли, естественный конкурент сине – зелёных. Она может вытеснить сине – зелёные, просто лишив их питательных веществ и территории. В отличие от сине – зелёных водорослей, хлорелла не опасна, её поедают многие речные рыбы.

Мероприятия, которые необходимо предпринимать, чтобы сохранить речку Кстова: (приложение №12)

1.Запретить свалки мусора в овраги.

Овраги – одна из причин заиливания рек. Поэтому откосы оврагов необходимо обсаживать деревцами из ивы, ольхи, тростника, камыша и рогоза, так как своими корнями они извлекают из воды нитраты и другие соли. Даже самая лучшая очистная установка не может очистить реку от вредных примесей, как это делают корни деревьев, тростника, камыша и рогоза.

2. Создать каменные завалы на дне речки через каждый километр.

Для завалов на дно реки берутся в основном камни шершавые, размером в несколько десятков сантиметров. Их можно навалить один на один или же опустить на дно несколько сеток с камнями по 20-50 килограмм каждая.На них будут селиться водоросли, моллюски, которые станут очищать воду. Рядом начнут прятаться мальки рыб. Вода, преодолевая перепады высот, переливается и журчит. Это ей на пользу: органические вещества преобразуются в проточной воде в минеральные, накатываясь на камни, вода аэрируется и пополняет запасы кислорода. Такие каменные завалы не только способствуют очищению воды и увеличению рыбьего царства. Через несколько лет в этих местах вновь начнёт цвести белая кувшинка лилия и жёлтая кубышка.

3.Завести молодь белого толстолобика. Этот вид рыб хорошо чистит водоём. А также зелёные водоросли – хлореллу.

4.Приобрести многофункциональный земснаряд, который предназначен для расчистки малых рек.

Эти мероприятия по очистке речки я предложил Главе администрации нашего посёлка Кокину Александру Михайловичу (приложение №13)). Он одобрил мои начинания по охране и сохранению речки.

Ежегодно в мае учащимися нашей школы проводится экологическая акция «Чистый берег» (приложение №14). Берега наших водоёмов очищаем от бытового мусора. Администрация посёлка с одобрением относится к нашей инициативе, снабжая школу машиной и мешками для сбора мусора.

Литература

1«Биоиндикация экологического состояния равнинных рек» под редакцией О.В. Бухарина Г.С., Розенберга. М: наука, 2007г.

2. «Атлас – определитель индикаторных таксонов макрозооентоса в малых водоёмах», ТОЭБЦУ, 2000г.

3. «Летние школьные практики по пресноводной гидробиологии: методическое пособие». Глаголев С.М., Харитонов Н.п., Ямпольский Л.Ю. М: Добросвет, 1999г.

4.Биологические методы определения качества воды. Методические разработки отдела биологии СПБГДТЮ, 2002г.

5.Новиков В.С., Губанов И.А. Школьный атлас – определитель высших растений: М: Просвещение, 1991г.

6.Экологическое краеведение. Винокурова Н.Ф., Демидова Н.Н. 2011 г.

7.Актуальные проблемы современной географии: научные и образовательные аспекты. Сборник научных статей Мареев Е.А., Соткина С.А., Николина В.В. 2009г.

8. Экологическая обстановка в Нижнем Новгороде. Физические и Химические параметры Косариков А.Н., Иванов А.В. 1992г.