Антропогенная эвтрофикация реки Валуй в районе Раздолья и ее основные причины

Трудно переоценить хозяйственную, климатическую, целебную роль малых рек.

Они поят города и села, предприятия и поля. На их берегах мы получаем заряд бодрости и здоровья. Реки служат украшением ландшафтов.

Малые реки с их живописными берегами, заросшими деревьями и кустарниками- жемчужины природы. Но не только украшают землю, они неутомимо трудятся.

Развитая речная сеть поддерживает подземные водоносные горизонты, которые служат основными питьевыми источниками.

Малые реки – подчас единственный источник для орошения. Река способна втрое - четверо увеличить урожай овощей, трав, она «прокормит» тысячи животных. Всякая река – это кормилица. Но при одном условии : ее надо сохранять и охранять, а для этого нужны и труд, и средства, и понимание роли воды в нашей жизни.

Реки и родники, которым в России нет числа – это наше богатство, наша отрада.

Это емкий кусочек родной природы, о котором надо заботиться.

Такой малой рекой является река Валуй, которая находится на территории города Валуйки.

Цель данной работы : исследовать экологическое состояние реки Валуй, выяснить причины антропогенной эвтрофикации этого водоема.

ЗАДАЧИ:Изучить физико-химические свойства воды, состояние животного и растительного мира.

2. 1. Обзор литературы

В последние 20-30 лет отрицательное воздействие на состояние поверхности и подземных вод в очень резкой форме оказывается именно на малых реках. Внешнее состояние рек во многом зависит от человека.

В последние годы самое большое загрязнение производится стоками крупных животноводческих комплексов, промышленных и коммунально-бытовых предприятий. Вода загрязняется до такого состояния, что делается непригодной для использования ее в бытовых целях, купания, рыборазведения. Проще говоря, река становится мертвой и даже опасна для живого.

Такое состояние малых рек повсеместно вызвали тревогу и обеспокоенность. Начиная с 1970 года по инициативе Всероссийского общества охраны природы ежегодно проводились Всероссийские походы под девизом «Малым рекам – полноводность и чистоту!»

Еще ранее в Воронежском политехническом институте вопросами охраны рек и рационального использования пойменных угодий стали заниматься с 1950 года.

Проводились молодежные операции во многих областях России под девизом «Рекам - зеленый щит», «Малым рекам – нашу заботу».

В апреле 1982 года на совместном сходе граждан Воронежской, Липецкой и Тамбовской областей было принято обращение к сельским жителям страны по восстановлению и благоустройству малых рек.

В 1974 году были приняты «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». В 1985 году Голубев И. Р. отмечает, что загрязненность малых рек достигла опасной черты. В 1990 году вопрос о загрязнении рек стоками промышленной, сельскохозяйственной и бытовой деятельности людей поднимались Михеевым А. Ф. , Пашканг К. В. В 1990 году Присный А. Ф. поднимает вопросы изучения малых рек Белгородской области, их состояния и влияния хозяйственной деятельности на них.

Вопросы по малым рекам поднимались и на уровне Белгородской области. Было изучено состояние рек: Северского Донца, Оскола, Ворсклы, Тихой Сосны – самых крупных рек. Но в области много рек, состояние которых нужно изучить с точки зрения природных систем и влияния хозяйственной деятельности на их состояние.

2. 2. Материалы и методика:

1. Определение температуры и органолептических характеристик воды а\ определение температуры б\ определение запаха в\ определение цветности г\ определение мутности д\ обработка результатов и выводы

2. Определение минерального состава природных вод: а\ определение сульфат-анионов б\ определение нитрат-анионов в\ определение хлорид-анионов г\ оценка величины сухого остатка д\ определение фосфатов

3. Определение содержания в воде растворенного кислорода.

4. Определение кислотности воды

5. Комплексное исследование водоема

6. Изучение видового состава растительного мира водоема

7. Изучение видового состава животного мира водоема

8. Определение уровня сапробности

Методика:

1. а) Определение температуры воды: Погрузите термометр непосредственно в воду водоема не менее чем на одну треть шкалы и выдержите в погруженном состоянии не менее 5 минут. Не вынимая термометра из воды, произведите отсчет показаний.

Определите температуру воды \ о С\ в нескользких местах водоема, отстоящих друг от друга не менее чем на несколько сот метров.

Рассчитайте разницу в значениях температуры \ о С\.

б) Определение запаха воды: Заполните колбу водой на 1\3 водой объема и закройте пробкой.

Взболтайте содержимое колбы.

Откройте колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух, сразу же определите характер и интенсивность запаха. Если запах сразу не ощущаете или запах неотчетливый, испытание можно повторить. Нагрев воду в колбе до температуры 0 о С.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ВОД а) Определение сульфат – анионов:

Поместите в отверстия мутномера две пробирки. В одну из пробирок анализируемого раствора налейте воду до высоты 100мм. Добавьте пипетками 2 капли раствора соляной кислоты и 14-15 капель раствора нитрата бария.

Герметично закройте пробирку пробкой и встряхните, чтобы перемещать содержимое. Пробирку с раствором оставьте на 5-7 минут для образования белого осадка. Закрытую пробирку снова встряхните, чтобы перемешать содержимое. Пипеткой переносите образовавшуюся суспензию во вторую пробирку до тех пор, пока в первой пробирке появится изображение рисунка на дне. Измерьте высоту столба в первой пробирке.

Поместите с помощью пипетки 1 мл анализируемой воды в стаканчик для выпаривания. Содержание стаканчика выпарьте на кипящей водяной бане. Охладите стаканчик до комнатной температуры в течение 5-10 минут. Добавьте в стаканчик пипеткой – капельницей 4-5 капель раствора салициловой кислоты так, чтобы смочить весь сухой остаток. Добавьте другой пипеткой 26-27 капель концентрированной серной кислоты. Сухой остаток смешайте с кислотой стеклянной палочкой и разотрите его по дну и стенкам стаканчика. Не вынимая палочку из стаканчика. Оставьте его содержимое на 5 минут. Добавьте пипеткой 3-4 мл дистиллированной воды таким образом. Чтобы отмыть изнутри стенки стаканчика. Добавьте к содержимому стаканчика 4-5 мл 20% раствора гидроксида натрия.

Содержимое стаканчика для выпаривания по стеклянной палочке сливают в склянку с меткой «10» мл, ополаскивают стаканчик и палочку небольшими порциями дистиллированной воды и доводят объем раствора в склянке до 10 мл. Раствор налейте в колориметрическую пробирку до отметки 5 мл и сравните его окраску с контрольной шкалой образцов окраски на белом фоне.

в) Определение хлорид – анионов

В склянку налейте 10 мл анализируемой воды. Добавьте в склянку пипеткой – капельницей 3 капли раствора хромата калия. Герметично закройте склянку пробкой и встряхните, чтобы перемешать содержимое. Постепенно титруйте содержимое склянки раствором нитрата серебра при перемешивании до появления неисчезающей бурой окраски.

Определите объем раствора, израсходованный на титрование. Рассчитайте массовую концентрацию хлорид - аниона по формуле.

г) Определение величины сухого остатка:

Величину сухого остатка оценивают расчетным методом:

Внесите результаты всех определенных Вами катионов и анионов, выраженных в мл/л. Полученный результат округлите до целых чисел и запишите в виде: «не менее мг\л».

д) Определение фосфатов:

Для определения фосфат ионов применяют молибденовую жидкость

. В пробирку наливают молибденовую жидкость, приливают стандартный раствор или исследуемую жидкость и слегка подогревают. В случае присутствия фосфат – ионов выпадает желтый кристаллический осадок.

е) Обработка результатов: занесите полученные результаты в таблицу:

№ пробы Показатели минерального состава природных вод

Взвешенные вещества Сухой остаток Азот нитратный Фосфаты Хлориды Сульфаты

3. Определение содержания в воде растворенного кислорода.

Пробу сточных вод обрабатывают горячим подкисленным раствором, далее избыток бихромата оттитровывают раствором железо - аммонийных квасцов. Количество израсходованного окислителя (бихромата калия) пересчитывают на эквивалентное количество кислорода.

4. Определение кислотности воды

Величину кислотности воды легко определить с помощью полоски специальной индикаторной бумаги по изменению ее цвета после погружения в исследуемый раствор в сравнение с прилагаемой к бумаге шкалой.

5. Комплексное исследование водоема

6. Определение видового состава растительного мира

Использовать таблицы для определения зонального и вертикального распределения растений и животных

Группы растений Названия растений

Наводной вегетации Рогоз, камыш, тростник, стрелолист, осока, ряска малая, частуха подорожная, белокрыльник, сусак зонтичный.

Укорененные на дне с плавающими листьями Кувшинка желтая, водяной лютик, рдест плавающий

Подводной вегетации Роголистник, водяная чума, ряска трехдольная, водокрас, турча болотная

7. Изучение видового состава животного мира.

Вертикальная зона водоема Видовой состав

Поверхность Жуки – вертячки, водяные клопы, водомерки, гладыши

Толща воды Простейшие, рачки, рыбы, жуки – плавунцы, - гладыши, водяные скорпионы, личинки плавунцов.

Дно водоема Личинки ручейника, личинки стрекоз, личинки комаров, куколки насекомых, двустворчатые моллюски

8. Определить средние уровни сапробности по таблице «Классы чистоты воды»

Класс Уровень Степень Степень

I 1,0- > 1,5 олигосапробная Не загрязненный – до очень слабого загрязнения

I-II 1,5 - <1,8 Слабо загрязненный

II 1,8 - < 2,3 В -мезосапробная Умеренно загрязненный

II-III 2,3 - < 2,7 Критически загрязненный

III ,7 - < 3,2 А - мезосапробная Сильно загрязненный

III-IY 3,2 - < 3,5 Очень сильно загрязненный

IY 3,5 – 4,0 полисапробная Чрезмерно сильно загрязненный

9. Приуроченность моллюсков к уровням сапробности воды в типичных местах обитания.

2. 3. Краткая технико-экономическая характеристика реки.

Гидрографическая сеть территории г. Валуйки включает: р. Валуй, являющуюся левым притоком р. Оскол. Общая длина реки Валуй равна 68 км, площадь водосбора составляет 1340 км. Русло реки извилистое, с изменчивой шириной и глубиной.

Река Валуй берет начало с маленького родничка у пригорка между селами Бирюч и Валуй. Давно появился Валуй на земле. Немного о нем написано в летописях, но кое-что все же встречается. Всем известно, что по Валую плыл на корабле Петр 1. Полноводной - значит река была. 50 лет назад говорят старожилы глубина в отдельных местах достигала 6-8 метров, вода была чистой, использовалась для питья, весной превращалась в море бурное, заливала все вокруг.

Валуй – жизненная артерия города. Её воды используют для полива, заводы – для своих нужд. Это место отдыха валуйчан.

Но в настоящее время она испытывает максимальное антропогенное воздействие. Берега усыпаны мусором, вода мутная, по ней плывут растительные останки, дно захламлено битой посудой. Берега заросли камышом, тростником, зеркало реки покрыто ряской, местами реку можно перейти в брод.

2. 4. Результаты исследований:

В ходе исследования установлено следующее: температура воды в р. Валуй колеблется от 10º мае до 21º в июле.

Разница в точках отбора колеблется + 2,3 º С. Запах у воды гнилостный и обращает на себя внимание. Вода слабо-желтоватая, слабо-мутная, не отвечает действующим параметрам и нормам.

В воде содержаться следующие вещества : нитраты, фосфаты, хлориды, сульфиты, большое количество сухого остатка и взвешенных веществ. Содержание хлоридов превышает норму в 2,5 раза, сульфаты – также далеки от нормальных значений, нитраты – близко и допустимым нормам. Воды в р. Валуй загрязнены минеральными веществами.

В ходе исследований установлено, что независимо от температуры воды содержание кислорода составляет от 10,7 мл/л до 10,9 мл/л, что не соответствует допустимым нормам. Это приводит к снижению жизнедеятельности организмов в водах реки.

рН вод р. Валуй в пределах нормы, что нормально влияет на жизнедеятельность простейших

Степень сапробности - мезосапробная и составляет уровень от 2,7 до 3,2, что соответствует сильной степени загрязнения. Эти показания относят реку Валуй к третьему классу чистоты.

III. В Ы В О Д Ы:

1. Причиной эвтрофикации реки является поступление наносов и биогенов. Источником всех наносов является почвенная эрозия \овраги, пашни \.

2. Овражная эрозия, вызванная неудачным размещением выходов ливнестоков, увеличивает снос материалов.

3. Воды увеличивающегося поверхностного стока сильно загрязнены: здесь встречаются:

- смытая в процессе эрозии почва

- биогены, входящие в состав удобрений

- помет домашних животных

- дорожная соль и др. химические вещества с дорожного покрытия

- мусор и растительный опад

4. В воде, богатой биогенами , фитопланктон разрастается довольно бурно, вызывая помутнение воды, образуя на отдельных участках сплошную пену, тем самым затеняя бентосную растительность и уменьшая количество кислорода, что в свою очередь лишает рыб и др животных убежища, пищи и растворенного кислорода.

5. Разложение отмирающих водорослей еще больше снижает содержание в воде кислорода и обитатели дна задыхаются.

6. Истощение запасов кислорода может увеличить опасность микробного заражения.

7. Можно рассматривать эвтрофикацию реки , как смену основной богатой экосистемы с бентосной растительностью на простую, основанную на фитопланктоне.

1У. РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. Довести результаты исследований до учащихся школы и местных жителей. Для этого нужно: а) провести радиолинейку в школе; б) выпустить стенгазету «Живи Валуй» в) выпустить молнии-листовки с результатами и призывами к местным жителям.

2. Предложить совету школы разработать план мероприятий по улучшению санитарного состояния поймы реки: укрепить берега реки посадкой деревьев, очистить от мусора.

3. Просить администрацию города продолжить финансирование очистных работ на реке Валуй.

4. Привлечь школьников к расчистке родников.

5. Просить администрацию запретить распашку земель вдоль реки под огороды.

6. Запретить дорожным службам в зимний период использовать минеральные удобрения.