" Оценка экологического состояния реки Чапаевки на территориях Волжского и
Нефтегорского районов Самарской области»
Аскерова Милена Эльнаровна, 9 класс.
Руководитель проекта – Абдуразакова Валентина Петровна
(Юго-Восточное управление, ГБОУ СОШ с.Дмитриевка, учитель)
Аннотация
Актуальность исследования: экологическое состояние воды в реке Чапаевке, левом притоке Волги, отражается на экологическом состоянии воды всего Волжского бассейна и, соответственно, является актуальным исследованием.
Цель: провести изучение экологического состояния воды в реке Чапаевке на территориях двух муниципальных районов Самарской области в 6-ти точках отбора на основе физико-, гидрохимического и микробиологического анализов.
Время и место проведения: материал собран в период с августа по октябрь 2021 гг. на р. Чапаевке на территории 3-х населенных пунктов 2-х муниципальных районов Самарской области в 6-ти точках отбора в 3-х кратной повторности.
Определение гидрохимического состава воды производили с применением системы капиллярного электрофореза «Капель 105М», спектрофотометра ПЭ 5300 ВИ. Определение микробиологического загрязнения воды производили на среде МПА с применением термостата Incubator UT-2080. Идентификацию бактерий проводили, окрашивая препараты по Граму и рассматривая под объективом микроскопа Биомед-4.
Выводы: 1. По гидробиологическим показателям пробы воды в р. Чапаевке имеют повышенное содержание фосфат-, хлорид-, нитрат-, нитрит, фторид–ионов и ионов стронция, что приводит к качественной деградации реки. Основными источниками азота и фосфора в реке являются стоки с сельскохозяйственных полей, животноводческих ферм и отсутствие централизованной канализационной системы некоторых частных владений. 2. По микробиологическим показателям пробы воды в реке Чапаевке не соответствуют нормам ПДК ввиду значительного отклонения от норм ПДК по коли-титру и коли- индексу, причиной чего является смывы загрязняющих веществ с прилегающих территорий. 3. С целью улучшения экологического состояния реки Чапаевки на всех ее участках рекомендуем централизованный сбор мусора по берегам реки и механизированную очистку донных отложений реки, определить водоохранные зоны. Направить в адрес Главы правления с. Дмитриевка и Администрации Нефтегорского района Самарской области письмо о рекомендуемых мероприятиях по улучшению экологического состояния реки Чапаевка.
Список ключевых слов: гидрохимические и микробиологические показатели, коли-титр
Содержание:
Аннотация | 2 |
Содержание | 3 |
Введение | 3 |
1. Река Чапаевка – малая река Волжского бассейна | 4 |
2. Материалы и методы эксперимента | 4 |
3. Результаты и обсуждения | 8 |
Выводы | 13 |
Список литературы | 14 |
Приложения | 15 |
1. Введение
Актуальность исследования: за прошедшие несколько лет по ряду причин, включая сильное антропогенное и техногенное воздействия, река Чапаевка имеет тенденцию к обмелению. Являясь левым притоком Волги, и имея притоки других малых рек, Чапаевка несет свои воды в Волжский бассейн. Тем самым, экологическое состояние воды в реке Чапаевке отражается на экологическом состоянии воды всего Волжского бассейна и является актуальным исследованием.
Цель: провести изучение экологического состояния воды в реке Чапаевке на территориях двух муниципальных районов Самарской области на основании физико-, гидрохимического и микробиологического анализов.
Задачи:
Провести гидрохимическое исследование проб воды реки Чапаевки;
Провести микробиологический анализ проб воды;
Разработать план мероприятий по улучшению экологического состояния реки Чапаевки.
Гипотеза: качество воды в реке Чапаевке зависит от антропогенного воздействия со стороны сельскохозяйственных предприятий и личного сектора, находящихся на территории Волжского и Нефтегорского муниципальных районов Самарской области.
Предмет исследования: экологическое состояние реки Чапаевки на территориях двух районов Самарской области.
Объект исследования: гидрохимическая и микробиологическая оценка состояния воды в реке Чапаевке.
Время и место проведения: материал собран в период с 23 августа по 28
октября 2021 гг. на р. Чапаевке на территории сёл Богдановка и Дмитриевка Нефтегорского района и Подъём-Михайловка Волжского района Самарской области в 6-ти точках отбора, а лабораторные исследования проводились на базе Областной детской микробиологической лаборатории Самарского областного детского эколого- биологического центра и лаборатории кафедры химии Самарского национального исследовательского университета.
Научная новизна: впервые на данной территории проводится изучение воды в реке Чапаевке по гидрохимическим и микробиологическим характеристикам.
Практическая значимость: Результаты исследования позволят оценить степень загрязнения воды в реке Чапаевке и послужат основой для мониторинговых исследований малых рек Волжского бассейна.
Река Чапаевка – малая река Волжского бассейна
Река Чапаевка является левым притоком реки Волги. Длина Чапаевки составляет 320 км, из них 290 км проходит по Самарской области. Чапаевка берет начало с возвышенности в Оренбургской области, а впадает в протоку Сухая Самарка в левобережье Волги. Скорость течения – 0,2-0,4 м/с. Площадь водосбора реки – 4300 км2, ширина — до 50 метров, глубина — до 11 метров. Сток формируется в основном за счет зимних осадков и частично, за счет подземных источников. Грунтовое питание невелико и не превышает 20 % годового стока. Воды реки на территории сёл: Дмитриевка – Богдановка - Подъем-Михайловка используются для бытовых нужд, для водопоя скота, полива и орошения огородов и полей, имеет рекреационное и рыбохозяйственное значение [10,11,26].
По данным Выхристюк Л.А. и др. [6], характерной особенностью реки Чапаевки является ярко выраженная неоднородность как по величине антропогенной нагрузки, так и по комплексу гидрохимических и гидробиологических показателей. Река в верхнем течении слабо освоена сельскохозяйственной деятельностью человека; в среднем течении река является приёмником сточных вод с сельскохозяйственных угодий, животноводческих ферм и малых населенных пунктов; в нижнем течении - зона экологического бедствия, где определяющим фактором является гидрологический режим - разбавление загрязненных вод реки водами Саратовского водохранилища [3].
Материалы и методы эксперимента
Сбор проб воды для гидрохимического исследования производили на 6 точках отбора в трехкратной повторности [8]. Определение гидрохимического состава воды, согласно методикам, производили с применением оборудования и материалов: система капиллярного электрофореза «Капель 105М», спектрофотометр ПЭ 5300 ВИ, рН-метр CheckerHI 98103, центрифуга IKAMiniG, установок для титрования и выпаривания,
ГСО для натрия, магния и стронция [9,12,13,14,21,24]. Определение микробиологического загрязнения воды производили методом предельных разведений на среде МПА в стерильных чашках Петри с применением лабораторной посуды, аналитических весов Acculab VIC-610d2, термостата Incubator UT-2080 и бинокулярного микроскопа Биомед-4 [22,23]. Для количественного учета использовали метод предельных разведений. Идентификацию бактерий проводили, окрашивая препараты по Граму (генцианвиолетт, фуксин и люголь) и рассматривая под иммерсионным объективом 100 крат микроскопа Биомед-4 в нефлуоресцирующем иммерсионном масле с показателем преломления nd =1,515 при 20 °С [22,23].
Отбор проб для исследования
Отбор проб воды в реке Чапаевке для физико- и гидрохимического исследования производили в августе и в сентябре 2021 года на территории сёл Богдановка, Дмитриевка и Подъем- Михайловка Волжского и Нефтегорского муниципальных районов на 6 точках отбора (на расстоянии 5-7 км друг от
друга вдоль по течению) в трехкратной повторности с глубины 50-70 см на расстоянии около 1 м от берега в сторону основного русла при помощи закидываемого ведра с прикрепленной к нему веревкой и дальнейшего переливания в чистые пластиковые бутыли под крышку без воздушной прослойки [8]. Отбор проб для микробиологического исследования производили непосредственно в стерильные пластиковые контейнеры для анализов объемом 100 мл под крышку без воздушной прослойки [23]. Хранение проб осуществляли в холодильнике при температуре +5°С. Исследование производили на следующий день после забора проб.
Исследование физико- и гидрохимических показателей проб воды
Цветность: Анализируемые пробы воды сравнивали при помощи взгляда сверху на белом фоне с пробирками-компараторами. Водородный показатель: Определяли при помощи рН – метра CheckerHI 98103. Прозрачность (по шрифту по Снеллену): при помощи стеклянного цилиндра и напечатанного текста кегль 12 Time New Roman. Растворенный в воде кислород: непосредственно на берегу сразу после отбора проб проводили йодтитрическое исследование, титруя тиосульфатом натрия с добавлением крахмала до исчезновения окраски. Расчёт производили по формуле: Co2=(CN2S2O3xVN2S2O3)/4хVпробы,(мг/дм3). Хлорид-ионы: определяли методом
титрования раствором AgNO3 до появления оранжево-красной окраски. Расчет производили по формуле: С=(V(AgNO3)xC(AgNO3)x1000x35,5)/Vпробы. Общая жесткость: определяли методом титрования раствором ЭДТА до перехода окраски из розовой в голубую. Расчет производили по формуле: С=(VЭДТАxCЭДТАx1000)/Vпробы, (мг/дм3). Ионы кальция: определяли методом титрования раствором ЭДТА до перехода окраски из розовой в фиолетовую. Расчет производили по формуле: С=(V(ЭДТА)xC(ЭДТА)x1000)/Vпробы,(мгдм3). Сульфат-ионы: определяли методом спектрофотометрии при длине волны 650 нм. Содержание сульфат-ионов определяли по градировочному графику и по формуле: С(SO4)=1000Q/V,(мг/ дм3), где Q– содержание сульфат-ионов, найденное по градировочному графику. Нитрит-ионы: определяли при помощи реактива Грисса и спектрофотометра ПЭ 5300 ВИ при длине волны 540 нм. Содержание нитрит-ионов определяли по градировочному графику и по формуле: С(NO2) =Cгрх50/Vпробы, (мг/дм3), где Сгр – содержание нитрит-ионов, найденное по градировочному графику. Фосфат-ионы: при помощи спектрофотометра при длине волны 750 нм. Содержание фосфатов в исследуемой воде определяли по формуле: С(PO4)=(Cгрх1000)/Vх1000, (мг/дм3), где Сгр – содержание фосфатов в пробе, найденное по графику, мкг. Нитрат-ионы: определяли на спектрофотометре ПЭ 5300 ВИ при длине волны 410 нм. Содержание нитратов в исследуемой воде определяли по формуле: С(NO3)=(Cгр х1000)/V, (мг/дм3), где С гр – содержание нитратов в пробе, найденное по градуировочному графику, мг/дм3. Железо общее: при помощи химических реактивов на спектрофотометре ПЭ 5300 ВИ при длине волны 480 нм. Содержание ионов железа в исследуемой воде определяли по формуле: С(Fe об)=(Cгрх 50)/V, (мг/дм3), где Сгр–содержание ионов железа общего в пробе, найденное по градуировочному графику, мг/дм3. Карбонат-ионы: пробу воды с метиловым оранжевым титровали раствором соляной кислоты до обесцвечивания раствора. Расчет производили по формуле: Ск=(V(HCl)xHx 60 x 1000)/Vпр, (мг/дм3), гдеV (HCl)-объем раствора соляной кислоты, пошедшей на титрование; Н – концентрация соляной кислоты ( 0,01 М);Vпр – объем анализируемой пробы, в нашем случае равен 10 мл;60 – эквивалентная масса карбонат-ионов. Гидрокарбонат-ионы: пробу воды с фенолфталеином титровали раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски в оранжевую. Расчет производили по формуле: Сгк=(V(HCl)xHx61x1000)/Vпр, (мг/дм3), гдеV(HCl)- объем раствора соляной кислоты, пошедшей на титрование; Н-концентрация соляной кислоты ( 0,01 М);Vпр-объем анализируемой пробы, в нашем случае равен 10 мл;61 – эквивалентная масса гидрокарбонат-ионов. Ионы натрия, магния, стронция, кальция, аммония, хлорид-, нитрат-, нитрит-, фосфат- и фторид-ионов определяли
при помощи капельного электрофореза «Капель 105М». Для исследования катионов были приготовлены растворы гидроксида натрия и фонового электролита для промывки (раствор бензимидазола и 0,01 М раствор винной кислоты, 0,01 М раствор 18-краун-6 эфира и дистиллированная вода), который фильтровали через целлюлозно- ацетатный фильтр. Для исследования анионов применяли раствор хромовой кислоты, диэтаноламина и дистиллированной воды с добавлением раствора цетилтриметиламмония, который после смешивания фильтровали через мембранный фильтр (Рис. 1) [1,2,7,9,12,13,14,17,20,21,22,24].
Рис. 1 Проведение физико- и гидрохимических исследований проб воды р. Чапаевки Градуировочные растворы (Na+,Mg+,Sr+,Ca+,NH4+,Cl-, F-,NO3-,NO2-,PO43-) готовили из соответствующих государственных стандартных образцов (ГСО). Перед анализом воды пробы «прогоняли» на центрифуге IKAMiniG в течение 5 минут при 5000 об/мин. Идентификацию проводи путем сравнения времени миграции tr -пиков на электрофореграммах растворов стандартных образцов ионов и анализируемых проб. Определение количества исследуемых ионов проводили с использованием метода абсолютной градуировки. Расчет массовой концентрации определяемых катионов и анионов проводили при помощи системы сбора и обработки данных капиллярного электрофореза «Эльфоран» [17,22].
Микробиологическое исследование проб воды
В качестве твердой питательной среды использовали стерильный МПА.Для исследования в стерильные контейнеры наливали воду из реки и хранили при температуре не выше +5°С до следующего дня. Для количественного учета использовали метод предельных разведений, разводя воду в 10,100,1000 и 10000 раз стерильной дистиллированной водой. Идентификацию бактерий проводили, окрашивая препараты по Граму. Полученный таким образом микропрепарат рассматривали под световым микроскопом Биомед-4, иммерсионным объективом 100 крат, окуляром 15 крат с использованием нефлуоресцирующего иммерсионного масла с показателем преломления nd =1,515 при 20 °С (Рис.2) [22,23].
Рис. 2 Микробиологическое исследование проб воды (окраска по Граму, определение видовой принадлежности под иммерсионным объективом и в программе ScopePhoto)
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
Оценку экологического состояния воды в реке Чапаевке производили на основании методов физико-, гидрохимического и микробиологического исследований.
Оценка физико- и гидрохимического исследования проб воды
Средние значения полученных результатов физико- и гидрохимических исследований проб воды реки Чапаевки 6 исследуемых точек отбора 3-х населенных пунктов: сёл Богдановки, Дмитриевки и Подъем-Михайловки представлены в таблице 1
Таблица 1
Результаты физико- и гидрохимических исследований проб воды в р. Чапаевке
№ п/ п | Наименован ие определяемо го показателя | Единицы измерения | ПДК СанПи Н 2.1.4.1 116-02 | Результаты физико- и гидрохимического анализов проб воды, Х ср | Нормативн ые документы на методы | Наименова ние метода |
1 | 2 | 3 |
1 | Запах при 20 °/60° С | балл | 0/1 | 4/5 (сильн. гнил.) | 4/5 (сильн. гнил.) | 4/5 (сильн. гнил.) | ГОСТ 3351-74 | визуал. |
2 | Цветность | град. Pt- Co шкалы | 20 | 50 | 60 | 50 | ГОСТ Р 52769- 2007 | визуал. |
3 | Взвешенны е вещества | мг/дм3 | Менее 3-4 | 10-30 | 10-30 | 10-30 | РД 52.24.468- 2005 | визуал. |
4 | Мутность | см | Более 30 | 18 | 16 | 15 | РД 52.24.468- 2005 | визуал. |
5 | Жесткость общее | мг-экв/л | 7,0 | 15 | 13 | 14 | ГОСТ Р 52407- 2005 | титров. |
6 | Водородны й показатель | ед. рН | 6,5-8,5 | 7,2 | 7,14 | 7,5 | ПНД Ф 14.1:2:3:4. 121-2004 | рН- метрич. |
7 | Кислород растворенн ый | мг/дм3 | 15 | 5,2 | 6,3 | 7,8 | РД 52.24.419- 2005 | титров. |
8 | Железо общее | мг/дм3 | 0,3 | 0,12 | 0,07 | 0,05 | МВИ № 14-09 от 14.04.2009 | спектр/ фотом. |
9 | Натрия ионы | мг/дм3 | 200 | 128,5 | 383,8 | 144,6 | РД 52.24.365- 2008 | кап.электр офорез |
10 | Меди ионы | мг/дм3 | до 1,0 | 0,04 | 0,04 | 0,03 | ПНДФ 14.1:2:4.50 | капельный |
11 | Кальция ионы | мг/дм3 | до 140 | 132,2 | 123,2 | 163,8 | ПНДФ 14.1:2:95- 97 | титров./ кап.электр офорез |
12 | Магния ионы | мг/дм3 | 10-85 | 63,44 | 211,4 | 82,88 | ПНДФ 14.1:2:95- 97 | кап.электр офорез |
13 | Стронция ионы | мг/дм3 | 7 | - | 20,58 | 8,978 | ГОСТ 23950-88 | кап.электр офорез |
14 | Аммония ионы | мг/дм3 | 0,1 | - | - | - | МВИ№101 -08 от 24.11.2008 | кап.электр офорез |
15 | Сульфат- ионы | мг/дм3 | 250 | 274,7 | - | - | ПНДФ 14.1:2:4.13 2-2008 | спектр/ фотом. |
16 | Хлорид- ионы | мг/дм3 | 250 | 393 | 487 | 497 | ПНДФ 14.1:2:4.13 2-2008 | титров./ кап.электр офорез |
17 | Нитрат- ионы | мг/дм3 | 45 | - | - | 68,6 | ПНДФ 14.1:2:4.13 2-2008 | спектр/ фотом./ кап.электр офорез |
18 | Нитрит- ионы | мг/дм3 | 1,0 | 7,9 | 6,5 | - | ПНДФ 14.1:2:4.13 2-2008 | спектр/ фотом./ кап.электр офорез |
19 | Карбонат- ионы | мг/дм3 | Не норм | 12 | 35 | 18 | ГОСТ Р 52963- 2008 | титров. |
20 | Гидркарбо нат-ионы | мг/дм3 | 30- 400 | 220 | 360 | 305 | ГОСТ Р 52963- 2008 | титров. |
21 | Фосфат- ионы | мг/дм3 | 3,5 | 17,2 | 30,2 | 23,6 | ПНДФ 14.1:2:4.13 2-2008 | спектр/ фотом./ кап.электр офорез |
22 | Фторид- ионы | мг/дм3 | 1,5 | - | 17,3 | 12,6 | РД 52.24.533- 2017 | кап.электр офорез |
Цифрам «1»; «2»; «3» соответствуют пробы, взятые из реки Чапаевки на территориях сёл Богдановка, Дмитриевка и Подъем-Михайловка.
Результаты физико- и гидрохимических проб воды реки Чапаевки, произведенные с 6-ти точек отбора трех населенных пунктов по течению реки показывают, что большинство показателей воды значительно превышают нормы ПДК. Пробы воды из всех точек отбора по оценке физических показателей имеют выраженный сильный гнилостный запах, цветность воды в 2,5-3 раза превышает номы ПДК, количество взвешенных веществ в ней больше нормы почти в 7 раз, за счет этого
и показатели мутности, и общей жесткости превышают норму почти в 2 раза, а количество растворенного кислорода в воде меньше нормы почти в 2,5-3 раза. Воды реки слабощелочные.
| |
Рис. 3 Типовая электрофореграмма градуировочных растворов состава катионов с применением капельного электрофореза | Рис. 4 Типовая электрофореграмма градуировочных растворов состава анионов с применением капельного электрофореза |
Рис. 5 Электрофореграммы с результатами исследования проб воды с применением капельного
электрофореза
Результаты гидрохимических исследований показали, что концентрация магния в пробах воды, взятых с участков на территории сёл Богдановки и Подъем- Михайловки, была в норме, а вот в пробах воды, взятых с участков на территории села Дмитриевки, превышала нормы ПДК почти в 2,5 раза. При этом, надо отметить, что в пробах воды, отобранных на территории сёл Дмитриевки и Подъем-Михайловки были обнаружены ионы щелочноземельного металла стронция, превышающие нормы ПДК соответственно в 3 и 1,2 раза и фторид-ионы, превышающие нормы ПДК в 11 и 8 раз соответственно, учитывая, что в пробах воды с. Богдановка не было обнаружено ни ионов стронция, ни фторид-ионов. А вот, в противопоставление этому, во всех пробах воды было обнаружено превышение концентраций хлорид-ионов почти в 2 раза, а фосфат – ионов в 5,10 и 6,5 раз соответственно (с. Богдановка, Дмитриевка и Подъем-Михайловка). Содержание нитрат-ионов в пробах воды с. Богдановка и Дмитриевка соответствовало нормам ПДК, а вот в с. Подъем-Михайловка наблюдалось превышение нормы ПДК в
1,5 раза. Тогда, как содержание нитрит-ионов в пробах воды в с. Подъем Михайловка было в норме, а вот в с. Богдановка и Дмитриевка наблюдалось превышение норм ПДК в 8 и 6,5 раз соответственно (Рис. 3,4,5). Также, надо отметить, что показатели ионов железа, меди, кальция, аммония, сульфатов, карбонатов и гидрокарбонатов было в норме во всех пробах воды во всех точках отбора.
Надо отметить, что воды участка реки Чапаевки на территориях с. Дмитриевки и Подъем-Михайловки наиболее загрязнены особо опасными веществами - стронцием и фторидами. Основными источниками азота и фосфора в реке являются удобрения, отходы животноводства и некоторые синтетические моющие средства. Повышенное содержание ионов стронция свидетельствует о радиационном загрязнении р. Чапаевки.
Микробиологическая оценка воды в реке Чапаевке
Отбор проб на 6 участках реки Чапаевки производили в августе и в сентябре 2021 года в стерильные емкости объемом 100мл. Посев микроорганизмов из исследуемой воды производили по методу предельных разведений до 1:10000. Численность клеток микроорганизмов в 1 мл природной воды рассчитывали по формуле: А= NR, где N – число колоний на питательной среде в чашке, ед; R – разведение, из которого произвели посев – 0,0001. Результаты посевов представлены в табл.2
Таблица 2 Результаты посевов проб воды р. Чапаевки на предмет микрофлоры воды
Участки отбора проб на территориях сёл |
Количество | Богдановка | Дмитриевка | Подъем- |
микроорганизмов | | | Михайловка |
в 1 мл | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
исследованной |
Август, 2021 г. |
воды, тыс.ед. |
805 | 930 | 837 | 780 | 630 | 540 |
| Сентябрь, 2021 г. |
| 756 | 650 | 810 | 780 | 548 | 448 |
Описание колоний микроорганизмов, выращенных в ходе посевов проб воды р.
Чапаевки, взятых в августе и в сентябре 2021 года, представлены в таблице 3
Таблица 3 Описание колоний микроорганизмов в чашках Петри и определение вида
микроорганизмов
Номер точек отбора проб, территория | Описание колоний | Видовая принадлежность микроорганизмов |
1/2 с. Богдановка | Молочного, серого и коричневого цветов, неправильной формы, с блестящей и матовой поверхностью, а | Кокки, стрептококки, стафилококки, тетракокки, палочки неспорообразующие, |
| также нитеобразные размерами 0,1-1 см | палочки спорообразующие |
3/4 с. Дмитриевка | Молочного, коричневого и желтого цветов, округлой и неправильной формы, блестящей и матовой поверхностей, а также нитеобразные размеры 0,2-0,5 см | Кокки, стрептококки, стафилококки, диплококки, палочки неспорообразующие палочки спообразующие |
5/6 с. Подъем- Михайловка | Молочного, серого, желтого и оранжевого цветов, амебовидной формы, блестящей и матовой поверхностей, а также нитеобразные и звездчатые размеры 0,2-5 см | Кокки, стрептококки, стафилококки, палочки неспорообразующие, палочки спорообразующие |
Контрольный образец чистоты среды | Колонии отсутствуют | Колонии отсутствуют |
Как видно из таблиц 2 и 3, в описании колоний, образовавшихся в результате посевов воды из р. Чапаевки 3-х разных населенных пунктов, наблюдалось большое разнообразие форм, цветов и размеров колоний, выросших на МПА. В 1 мл проб воды исследуемых участков, отобранные в августе и сентябре 2021 года, содержание микроорганизмов соответствовало α-мезосапробной зоне, т.е. загрязненной воде. В ходе окраске по Граму в мазках проб, полученных в августе и сентябре 2021 года в р. Чапаевке на территории с. Богдановка, Дмитриевка и Подъём-Михайловка преимущественно были обнаружены грамположительные и грамотрицательные бактерии: шаровидные кокки и палочковидные (неспорообразующие (кишечная палочка) и спорообразующие стрептобациллы). Коли-титр проб воды р. Чапаевки территорий 3-х исследуемых населенных пунктов соответствовал 150-250 мл., что значительно превышало норму (330 мл). Коли-индекс проб воды реки Чапаевка на территории с. Богдановка и Дмитриевка соответствовал 7 кишечным палочкам в 1 л. воды, что значительно превышало норму, а на территории с. Подъём-Михайловка – 4 кишечным палочкам в 1 л. воды, что при норме не более 3 кишечных палочек в 1 л. воды, также превышало допустимые показатели от 1,3 до 2,3 раза. Учитывая, что кишечные палочки живут только в кишечнике теплокровных позвоночных, соответственно, их наличие в реке отражает загрязнение воды патогенными микроорганизмами [22].
Таким образом, пробы воды, взятые в августе и сентябре 2021 года 6-ти исследуемых участков трех населенных пунктов по микробиологическим характеристикам не соответствовали нормам ПДК по микробиологическим показателям. Причиной этого является, возможно, то, что по берегам реки расположено большое число населенных пунктов с довольно развитой сетью сельскохозяйственных предприятий. Основная часть бытовых и сельскохозяйственных сточных вод сбрасывается в реку. Бытовые сточные воды - это канализационные стоки, стоки
туалетов, огородов, скотных дворов. Они могут содержать разложившиеся органические вещества, фекалии, моющие средства. Сельскохозяйственные сточные воды подразделяются на сточные воды от животноводческих комплексов и поверхностные стоки с полей. Сточные воды от животноводческих комплексов характеризуется большим количеством органических загрязнителей, высоким содержанием азота, содержанием фосфора, содержат тяжелые металлы и фториды. Поверхностные стоки с полей содержат вещества, используемые в качестве удобрений и средств защиты растений от вредителей (соединения азота, фосфора, калия, пестициды, гербициды). Источником загрязнения воды в реке могут быть нефтепродукты со стоками заправочных станций и гаражей, от лодочных моторов, от переправляющихся вброд автомобилей и тракторов, несанкционированные свалки в прибрежных зонах.
ВЫВОДЫ:
1. По гидрохимическим показателям пробы воды в р. Чапаевке имеют повышенное содержание фосфат-, хлорид-, нитрат-, нитрит, фторид–ионов, ионов стронция и аммония, что приводит к качественной деградации реки, ее эвтрофированию. Степень загрязненности воды в реке Чапаевке соответствует α-мезосапробному типу. Основными источниками азота и фосфора в реке являются стоки с сельскохозяйственных полей, животноводческих ферм и отсутствие централизованной канализационной системы некоторых частных владений. Повышенное содержание ионов стронция свидетельствует о радиационном загрязнении р. Чапаевки. 2. По микробиологическим показателям пробы воды в реке Чапаевке не соответствуют нормам ПДК ввиду значительного отклонения от норм по коли-титру и коли-индексу, а также превышению содержания кишечной палочки в пробах воды, свидетельствующие о присутствии в воде патогенной микрофлоры, причиной чего является смыв загрязняющих веществ с прилегающих территорий.
3. С целью улучшения экологического состояния реки Чапаевки на всех ее участках рекомендуем централизованный сбор бытового мусора, сучьев и поломанных деревьев по берегам реки, механизированную очистку донных отложений реки от илистых наносов для улучшения питания реки грунтовыми водами, привести в порядок родники, служащие для питания реки. В целях предотвращения эвтрофикации реки в летне-осенний период необходимо скашивать тростник и рогоз. Определить водоохранные зоны с установкой соответствующих знаков и ограничить хозяйственную деятельность в пределах водоохранной зоны. Не допускать смыва в
реку органических и неорганических загрязнителей. Не допускать свалок мусора и других отходов по берегам рек, являющихся источниками загрязнения грунтовых вод. Силами школьников проводить акции, беседы, разъяснительные работы среди населения с целью привлечения их внимания к экологическим проблемам реки и возможностью их решения. Направить в адрес Администрации Нефтегорского района Самарской области письмо о рекомендуемых мероприятиях по улучшению экологического состояния реки Чапаевка.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Алексеев С.В. Практикум по экологии. –4-е изд., перераб. и доп. -М.: АО МДС, 2012
Анализ и улучшение качества природных вод. В 2-х частях. Часть 1. Анализ и оценка качества природных вод: Учебное пособие / Зарубина Р.Ф., Копылова Ю.Г. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007
Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг: учебно-методическое пособие /Т.Я.Ашихмина – М.: Агар,Рандеву –АМ, 2000
Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 № 74-ФЗ.
Воды производственные тепловых электростанций. Методы определения фосфатов. РД 34.37.523.9-88. /утв. Минэнерго СССР 15.12.1988/.-М.: 1988
Выхристюк Л.А., Варламова О.Е. Химический состав воды и донных отложений // Экологическое состояние бассейна реки Чапаевка в условиях антропогенного воздействия: (Биологическая индикация). Экологическая безопасность и устойчивое развитие Самарской области. Вып. 3. Тольятти, 1997
Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.5.980-00
ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков
ГОСТ 33045-2014. Вода питьевая. Методы определения нитратов. М.: ИПК Издательство стандартов, 2014
Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсов Самарской области за 2020 год. –Самара, 2021
Государственный контроль качества воды –М.: ИПК Издательство стандартов, 2001
Д.М. Жилин Организация полевой аналитической лаборатории для дополнительной сети экологического мониторинга. -/Сост. Башкинова Е.В., Егорова Г.Ф., Заусаев А.А.- Самара, СамГТУ, 2011
Дружинин С.В. «Исследование воды и водоемов в условиях школы» М., Чистые пруды, 2008
Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации сульфат-ионов в пробах природных и сточных вод. - ПНД Ф 14.1:2.159-2000. М.: 2005
Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология.-М.:Дрофа, 2014
Методически указания. Охрана природы. Гидросфера организация и функционирование подсистемы мониторинга антропогенного эвтрофирования пресноводных экосистем РД 52.24.620-2000
Методы контроля за состоянием окружающей среды // Под ред. Кавеленова Л.М. – Издательство «Самарский университет» – 1994
Новиков Ю.В. и др. Методы исследования качества воды водоемов.-Под ред. Шицковой А.П.-М.: Медицина, 2010
Областная целевая программа «Развитие водохозяйственного комплекса Самарской области в 2013- 2020 годах» (утв. постановлением Правительства Самарской области от 17.10. 2012 г. № 530 )
Орлов Е.В., Шустов С.Б., Орлова К.А. Методические рекомендации по обследованию водоемов. – Нижний Новгород: Экологический центр «Дронт», 1994
ПНД Ф 14.1; 2.50-96. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом. М.: 2004
Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. СПб: Гидрометеоиздат, // Под ред. Абакумова В.А. – Ленинград: Гидрометеоиздат. 1992
Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений // Под ред. Абакумова В.А. – Ленинград: Гидрометеоиздат. – 1983.
Унифицированные методы анализа вод. Методика определения нитритов с реактивом Грисса.- Под ред. Ю.Ю. Лурье.-М.: Химия, 2003
Федеральная целевая программа «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах» утверждена постановлением Правительства РФ от 19 апреля 2012 г. № 350 с изменениями от 30 декабря 2012 г. № 1497
Цыкало, В.А., Слободчиков, Н.Б., Червовенко Ю.Д., Никитенков А.Ф., Шаронов Ю.Н. Физико-географическая характеристика р. Чапаевка // Экологическое состояние бассейна реки Чапаевки в условиях антропогенного воздействия. Тольятти, 1997
Приложение 1
2