Исследовательский проект "Состояние пресного водоема".

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ

ЦЕНТР ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ ДЕТЕЙ

Состояние пресного водоема.

Работу выполнил:

Уч-ся 3Бкл. МАОУ СОШ №5

Юнусов Марат

Руководитель:

Педагог МБОУ ДОД ЦЭВД

Сизова Любовь Николаевна

г. Стрежевой, 2014г.

Содержание.

Введение.

Без воды человек не может прожить более трех суток, но, даже понимая всю важность, продолжает жестоко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим.

Перед человечеством встает реальная угроза водного голода. Водный кризис угрожает обществу не потому, что на земле не хватает воды, а потому что человек при современной организации промышленного производства, а также своей непродуманной деятельностью портит огромные количества чистой природной воды.

Уже сейчас около трети населения Земли испытывают недостаток пресной воды. Это связано с тем, что вода расходуется в большом количестве на нужды промышленности, на орошение земель и т.д. Также возросший дефицит воды связан с загрязнением водоемов.

Цель: Провести анализ состояния водоема по водным организмам.

Задачи:

1. Собрать пробу воды.

2. Определить видовое разнообразие водоема.

3. Оценить степень загрязнения по составу водных организмов.

Гипотеза: Мы предполагаем, что участок окажется чистый. 1. Обзор литературы.

1.1. Что такое вода?

Вода́ (оксид водорода) — прозрачная жидкость, не имеющая цвета (в малом объёме) и запаха. Химическая формула: Н₂O. В твёрдом состоянии называется льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром. Около 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, лёд на полюсах).

Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы). Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды.

1.2. Биоиндикация.

Биоиндикация – это оценка состояния среды с помощью живых объектов.

Биоиндикаторы – это биологические объекты, используемые для оценки состояния среды. Когда хотят подчеркнуть то, что биоиндикаторы могут принадлежать к разным уровням организации живого, употребляют термин «биоиндикаторные системы».

Тест-организмы – это биоиндикаторы (растения и животные), которых используют для оценки качества воздуха, воды или почвы в лабораторных опытах. Примеры тест-организмов: одноклеточные зелёные водоросли; простейшие: инфузория-туфелька; членистоногие: рачки дафния и артемия; мхи: мниум; цветковые: злак плевел, кресс-салат.

Хорошим биоиндикатором является водоросль Ностак сливовидный. Наличие этого вида говорит о чистой воде. Первый признак тревоги - измельчение и нарушение правильной округлой формы изумрудных "шаров" этой водоросли.

Бурное развитие других сине-зеленых водорослей, например, осциллятории ­хороший индикатор опасного загрязнения воды органическими соединениями.

Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающиеся на поверхностных предметах у кромки воды. В чистых водоемах эти обрастания ярко ­зеленого цвета или имеют буроватый оттенок. Для загрязненных водоемов характерны белые хлопьевидные образования. При избытке в воде органических веществ и повышения общей минерализации обрастания приобретают сине-зеленый цвет, так как состоят в основном из сине-зеленых водорослей. При плохой с избытками сернистых соединений могут сопровождаться хлопьевидными налетами нитчатых серобактерий - теотриксов.

Хорошие результаты дает анализ бентосных (придонных) беспозвоночных. Оценка чистоты водоемов делается по преобладанию, либо отсутствию тех или иных таксонов.

Трубочник образует огромные скопления в иле сильно загрязненных рек, в незначительных количествах встречаются также на песчаных и каменистых грунтах более чистых рек. Мотыль образует большие скопления в иле сильно загрязненных органическим веществом рек. Крыска (эриталис) - это личинка мухи - пчеловидки из семейства журчалок. Крыска обитает в загрязненных органическим веществом водоемах с черным илом и сильным запахом сероводорода.

1.3. Фитопланктон.

Водоросли – очень распространённая группа растительных организмов. Они встречаются в прудах, канавах, озёрах, морях и океанах; водоросли живут на крышах домов, заборах, на коре стволов деревьев, камнях, почве, на снегу, в горячих источниках, в телах простейших и кишечнополостных животных и т.д.

Водорослями питаются разнообразные мелкие животные – дафнии и циклопы, а они в свою очередь служат пищей для рыб.

Водоросли, как и высшие растения, создают органическое вещество и, поглощают при этом углекислый газ, выделяют на свету кислород, необходимый для дыхания водных организмов.

Водоросли являются неплохими «санитарами». В крупных промышленных городах фабрики и заводы спускают большое количество грязных вод в реки, протекающие в черте города, и, конечно, сильно их загрязняют. Некоторые водоросли, как и бактерии, способны питаться органическими веществами в состав этих грязных вод, и тем самым очищают их.

Из водорослей люди получают разнообразные продукты: витамины, клей, йод, бумагу, их используют как удобрения, корм для скота и т.д.

Простейшие водоросли и мельчайшие водные животные, погибая, оседают на дно водоемов и в течение многих сотен лет, уплотняясь, образуют сапропель – гниющий ил, который является сырьем для получения бензина, керосина, смол, масел и других ценных продуктов, используемых для нужд народного хозяйства.

Иногда водоросли приносят и вред. Размножаясь в больших количествах, они вызывают «цветение» водоемов. Массовое развитие этих водорослей вызывает процесс гниения, в результате чего вода лишается кислорода, и это приводит к гибели рыб. Сильное развитие водорослей способствует загрязнению насосных станций и водопроводов, иногда вызывает массовое отравление скота, приходящего на водопой, и т.д.

1. Сине-зеленые водоросли. Прокариотические организмы, встречаются повсеместно и могут обитать в таких экстремальных биотопах, как горячие источники и каменистые пустыни. Некоторые виды сине-зеленых водорослей могут вызвать токсичное "цветение" в эвтрофированных местообитаниях, представляющие опасность для человека и домашнего скота.

Одноклеточные, колониальные и нитчатые формы. Водоросли имеют сине-зелёную, жёлто-зелёную и другие виды окраски. Окраска объясняется наличием у сине-зелёных водорослей четырёх пигментов: зелёного хлорофилла, синего фикоциана, красного фикоэритрина и жёлтого каротина. У этих водорослей нет оформленного хроматофора и ядра, жгутиковые стадии и половой процесс отсутствуют. К сине-зелёным водорослям относятся: осциллятория, носток, глеотрихия, анабена и т.д.

1. Диатомовые водоросли. Микроскопические организмы, встречаются во всех видах вод. Образуют основную массу состава продуцентов в водоеме, они являются началом пищевой цепи. Их поедают беспозвоночные животные, некоторые рыбы и молодь. Массовое развитие некоторых диатомовых водорослей может иметь и отрицательные последствия (влияют на качество воды, вызывают гибель личинок рыб, забивая им жабры). Многие диатомеи можно использовать как индикаторы качества воды водоема.

Одноклеточные и колониальные организмы с окремнелым панцирем, состоящим из двух половинок, называемых створками. Хроматофор жёлтого или светло-бурого цвета от наличия в нём, кроме хлорофилла, бурого пигмента диатомина. Размножение осуществляется путём деления клеток на две, у некоторых диатомовых наблюдается образование двужгутиковых зооспор. Известен половой процесс. К диатомовым водорослям относятся пиннулярия, навикула, плевросигма, гамфонема, синедра, мелозира и др.

1. Зеленые водоросли. Oдин из самых обширных отделов водорослей в котором, имеются все известные у водорослей структуры, кроме амебоидной и тканевой.

Представителями зелёных водорослей являются хламидомонада, спирогира, хлорелла, улотрикс, кладофора, клостериум и т.д.

4. Эвгленовые водоросли. Распространены исключительно в пресных водоемах, богаты органическими веществами, в клетках содержит многочисленные кроваво-красные гранулы. Пи массовом развитии эти виды образуют на поверхности воды налет: красный - на солнечном свету, зеленый в тени или после захода солнца, некоторые виды вызывают "цветение" воды, окрашивая ее в коричневый цвет.

Одноклеточные подвижные формы с одним или двумя жгутиками, иногда без них; клетки голые, роль оболочки выполняет наружный слой протоплазмы, иногда клетка находится в домике. Большинство водорослей имеет зелёную окраску, иногда светло-зелёную от присутствия ксантофилла. Размножение происходит путём продольного деления, половой процесс неизвестен. Представителями эвгленовых водорослей являются эвглена и факус.

5. Золотистые водоросли. Преимущественно пресноводные водоросли, чаще всего встречаются в чистых водоемах. Обычно они развиваются в холодное время года.

Одни формы подвижны и передвигаются с помощью жгутиков, другие формы неподвижны в вегетативном состоянии. Представителями этого типа водорослей являются малломонада, динобрион, хризамеба и т.д.

6. Криптофитовые водоросли - наиболее обширные порядок криптомонодальные включает водоросли, распространенные в пресных водах и морях. Среди бесцветных криптомонадовых наиболее известен часто встречающийся в загнивающей воде род Хиломонас.

7. Динофитовые водоросли - существуют в пресных водах и в морях. Среди них существуют паразиты, которые уничтожают личинок устриц, есть виды, вырабатывающие яд, смертельный для рыб. Кроме, того, разлагаясь после своего массового развития, так называемых "красных приливов", они могут отравлять воду на многие километры, вредными продуктами распада, вызывая замор рыбы и других водных животных.

8. Желто-зеленые водоросли - большинство видов пресноводные, широко распространены в различных местообитаниях.

Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды. Главная идея биомониторин­га состоит в том, что гидробионты отражают сложив­шиеся в водоеме условия среды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями. В качестве индикаторов загрязнения воды органи­ческими веществами наряду с другими организмами используются водоросли.

В водоёме водоросли поселяются в трёх местообитаниях: 1) в толще воды (это планктон), 2) на дне водоёма (бентос), 3) на поверхности погружённых в воду предметов (перифитон).

2. Методика исследования.

Время проведения исследования: с июля 2013г. по март 2014г.

Объекты исследования: проба воды с участка исследования, расположенный в 38 км от города Стрежевого, по дороге на Нижневартовск (48 куст Советского месторождения).

.

Оборудование: Пластиковая бутылка (1,5л) – 1шт;

Стеклянная трубка – 2шт;

Ученический микроскоп – МИКРОМЕД С-12(окуляр 10^х/18, и объектив-ахромат 4^х0,1) - 1шт;

Предметное стекло – 5шт.

2.1. Методика сбора проб воды.

Для оценки состояния водоема отобрали пробу на небольшой глубине (20-40см от поверхности).

Производили отбор проб при помощи сачка, производя движения, похожие на движения косы при кошении травы, причем вели сачок против течения. Старались проводить им ближе к дну, по зарослям водной растительности, у камней, коряг, бревен. После каждого взмаха сачок вынимали, и пойманные организмы вытряхивали в кювету. Если в сачок попадало значительное количество грунта, его промывали в самом сачке.

Пробу воды собирали при помощи пластиковой бутылки (1,5л).

После того как организмы пойманы, провели их определение.

2.2. Методика определения видового состава водных организмов.

Для определения видового состава водных организмов из пробы на предметное стекло наносили каплю материала, и анализировали под микроскопом. При работе с микроскопом использовали окуляр 10^х, и объектив 8^х (малое увеличение). Все обнаруженные организмы зарисовывали, для последующей идентификации. На рисунке подписывали отдельные детали объекта, характер цвета. Рисунки выполняли простым карандашом. Определение видов осуществлялась с помощью определителя, при невозможности определить вид, организмы определялись до известного таксона.

Все полученные данные заносили в таблицу.

Фото 1. Зарисовка водорослей. Фото 2. Рассмотрение водорослей.

2.3. Методика оценки результатов.

Разработана специальная шкала, позволяющая по составу водорослей оценить степень органического загрязнения.

При анализе проб подсчитывается общее число встреченных видов и обилие каждого вида (по 5-бальной шкале); выявляются доминирующие виды и их сапробность; делается вывод о преобладании видов определённой сапробности.

В полисапробной зоне водоёма наблюдается обилие инфузорий и бактерий, видов водорослей немного: это хлорелла, политома и некоторые виды хламидомонад. При этом численность водорослей может быть высокой. Преобладание полисапробов в естественных водоёмах, как правило, приурочено к местам сброса органических стоков, к местам «гниения».

В мезосапробной зоне видовое разнообразие водорослей большое. При этом в бета - мезосапробной зоне количество видов водорослей больше, чем в альфа - мезосапробной, но их численность может быть ниже.

Наличие альфа - мезосапробов говорит о существовании очагов загрязнения в относительно чистых водоёмах или приурочено к участкам, где кончается влияние сильного загрязнения (так, например, у сбросов очищенных вод городской канализации).

Бета - мезосапробы – показатели умеренного, можно сказать, естественного загрязнения, характерного для живого, наполненного многими гидробионтами водоёма. В планктоне преобладают многие диатомеи, в составе бентоса и перифитона обычна самая крупная водоросль кладофора. Сюда же относятся плавающие в виде тины хлопья других нитчаток – спирогиры, зигнемы и др. Из группы бета - мезосапробов следует отметить ядовитую сине-зелёную водоросль микроцистис.

В олигосапробной зоне водоросли разнообразны, но численность их невелика. Олигосапробы встречаются преимущественно в чистых родниках, в мочажинах на верховых болотах, в речных ручейках.

3. Результаты исследования.

2.1. Результаты сбора проб воды.

Сбор пробы воды для исследования взяли воспитанники ЦЭВД (старшие классы), во время работы летней экологической экспедиции, во второй половине июля 2013 года. Участок для исследования располагался в 38км от города Стрежевого, по дороге на Нижневартовск - 48 куст Советского месторождения. Открытая песчаная площадка на берегу р. Ручей размер 25х15м., много сушняка. Несколько природных биотопов: смешанный лес, хвойный лес, река, ручей, заливной луг. /Приложение 1/.

Пробу воды собирали при помощи пластиковой бутылки (1,5л).

2.2. Результаты определения видового состава водных организмов.

Все обнаруженные организмы зарисовывали, для последующего определения. Рисунки выполняли простым карандашом. Итого, было зарисовано 52 рисунка. Определение видов осуществлялась с помощью определителя. Помогала определить водные организмы Монахова Екатерина – выпускница ЦЭВД (студентка II курса ТПУ г. Томска). Все полученные данные заносили в таблицу.

Фото 3. Рисунки водных организмов.

Все водные организмы распределили в таблице по сапробности:

1. Полисапробная зона - приурочено к местам сброса органических стоков, к местам «гниения».

2. Альфа – мезосапробная зона – существуют очаги загрязнения в относительно чистых водоёмах;

3. Бета – мезосапробная зона - показатели умеренного, можно сказать, естественного загрязнения;

4. Олигосапробная зона – чистая вода;

Таблица. Видовое разнообразие водных организмов.

3.3. Результаты оценки результатов степени загрязнения по составу водных организмов

Диаграмма. Сапробность исследованных водоёмов.

Заключение.

Анализировали водные организмы в пробе воды с природного водоема, взятой с речки «Ручей», расположенного в 38км от города Стрежевого, по дороге на Нижневартовск - 48 куст Советского месторождения.

Все обнаруженные организмы определили (совместно с Монаховой Екатериной), внесли в таблицу и распределили по сапробности.

По итогам проекта, пришли к заключению, что данный водоем является умеренно чистым, так как на нем больше всего обнаружено водных организмов, относящихся к бето-мезосапробной зоне и при этом еще есть и организмы, относящиеся к олигосапробной зоне.

Гипотеза поставленная, в начале проекта подтвердилась.

Литература.

1. Барсукова Т.Н., Белякова Г.А., Прохоров В.П., Тарасов К.Л. Малый практикум по ботанике. Водоросли и грибы: Учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 240с.

2. Гуревич А.А. «Пресноводные водоросли»: определитель, пособие для учителя. – М.: Издательство «Просвещение», 1966. – 110с.

3. Еленевский А.Г., Соловьёва М.П., Ключникова Н.М. и др. Практикум по систематике растений и грибов: Учебное пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений; Под ред. А.Г. Еленевского. – 2-е изд., испр. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 160с.

4. Козлов М.А., Олигер И.М. Школьный атлас – определитель беспозвоночных. – М.: Просвещение, 1991. – 207с.

5. Монахова Е.А. Атлас – определитель пресноводных водорослей г.о. Стрежевой и его окрестностей; МОУ ДОД ЦЭВД, Стрежевой, 2011г.

6. Николаев В.А., Харвуд Д.М., Морфология, таксономия и система классификации центрических диатомовых водорослей. – СПб.: Наука, 2002. – 118с.

Приложение 1.

Рис. 1. Район 48 куста Советского месторождения (38км. дороги на Нижневартовск)

Участок исследования