Экологическое состояние реки Усолки

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

 «Тасеевская средняя общеобразовательная школа №1»

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕКИ УСОЛКИ

Исследовательский проект

Выполнил:

 Мутьев Никита Сергеевич,

МБОУ «Тасеевская СОШ №1», 11 класс.

Руководитель:

Граф Марина Геннадьевна, учитель биологии,

МБОУ «Тасеевская СОШ №1».

Красноярск, 2019

Оглавление

1.ВВЕДЕНИЕ        3

2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕКИ УСОЛКИ        5

2.1.ПОНЯТИЕ БИОИНДИКАЦИИ        5

2.2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕКИ УСОЛКИ        6

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ        6

3.1. ОТБОР ПРОБ МАКРОЗООБЕНТОСА        6

3.2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА БЕСПОЗВОНОЧНЫХ        7

3.3.МЕТОДИКА ВУДИВИССА        7

3.4.МЕТОДИКА МАЙЕРА        10

3.5.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ        11

3.6. ФАКТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕЧНЫХ ВОД        13

4.ЗАКЛЮЧЕНИЕ        14

5.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ        15

1.ВВЕДЕНИЕ

В нашем районе через центр села протекает река Усолка. Местные жители используют её как место для отдыха и ловли рыбы, а также многие берут воду для хозяйственных нужд. С каждым годом наша река постепенно мелеет и зарастает растительностью, при этом стало мало рыбы, а реку можно перейти уже вброд по колено. Экологические исследования реки не проводились, поэтому я решил изучить современное состояние реки собственными силами. Для оценки экологического состояния реки я использовал биологический метод, который позволяет обнаружить воздействия на водоем, а живые организмы всегда реагируют на эти воздействия. Биологические сообщества интегрируют в себе действия различных факторов в течение длительного времени и, таким образом свидетельствуют о долговременной ситуации водоема. Часто слежение за биологическими сообществами может быть единственным средством оценки деградации природной среды, особенно если источник загрязнения является рассеянным и не имеет точной локализации. В качестве объекта изучения я выбрал макрозообентос, который является индикатором чувствительным к биогенным и токсическим загрязнителям.

Цель работы: определить уровень загрязнения реки Усолки по макрозообентосу

Задачи:

1. Провести гидрологические исследования по определению экологического состояния реки
2. Дать характеристику факторам загрязнения речных вод
3. Изучить методики биоиндикации
4. Оценить уровень загрязнения водоема

Гипотеза: я предполагаю, что наша река Усолка загрязнена

Предмет исследования: экологическое состояние реки Усолки

Объект исследования: макрозообентос реки Усолки

В ходе проведенной работы я использовал следующие методы изучения выбранной темы:

1. Анализ литературы;
2. Наблюдение
3. Сравнение;
4. Анализ и выводы

Проведенные мной исследования могут носить информационный характер. Антропогенное воздействие на реку ухудшает с каждым годом ее экологическое состояние, многие организмы могут погибнуть, при этом нарушится не только трофическая структура водоема, но и снизится устойчивость экосистемы к самоочищению. В итоге мы будем наблюдать, как медленно на глазах исчезает наша река Усолка. Поэтому местным жителям нужно приложить все усилия, чтобы сохранить единственную реку в селе. Исходя из этого, я считаю, что моя работа будет очень актуальной и практически очень значимой.

2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕКИ УСОЛКИ

2.1.ПОНЯТИЕ БИОИНДИКАЦИИ

Под понятием биоиндикации понимается способ оценки антропогенной нагрузки по реакциям на нее живых организмов и их сообществ, а сами организмы - биоиндикаторами. Биоиндикаторы – группа особей одного вида или сообщество, по наличию или состоянию и поведению которых судят об естественных и антропогенных изменениях состояния среды, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей. Биологический мониторинг позволяет проанализировать сообщество перифитона и зообентоса, которые помогут  определить экологическое состояние реки. Методы биоиндикации основаны на том, что в природе существуют виды, приспособленные к разным условиям обитания. Одни виды могут жить в широком диапазоне экологических условий (эврибионты), другие живут только в строго определенных условиях (стенобионты). В начале двадцатого века немецкими ботаниками Р.Кольквицем и Марссоном  была создана первая система оценки степени загрязнения вод по индикаторным видам. Они установили четыре уровня загрязнения (сапробности) водоемов и определили списки видов индикаторов, характерных для каждого из них.

Под сапробностью какого-либо вида животных или растений понимают его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ. По нарастанию количества органических веществ различают водоемы олигосапробные (практически незагрязненные), бета – мезосапробные (слабо или умеренно загрязненные), альфа – мезосапробные (загрязненные) и полисапробные (сильно загрязненные органикой). В каждой из этих зон возможно интенсивное развитие определенных видов растительных и животных организмов, достигающих высокой численности. Они получили название индикаторов сапробности [9].

2.2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕКИ УСОЛКИ

Река Усолка берет начало на территории Нижнеингашского района, в небольшом болоте, расположенном примерно в шести километрах от поселка Сретенка. Протекает по юго-западной окраине Среднесибирского плоскогорья, река несет свои воды на северо-восток и протекает через несколько районов края - Абанский, Дзержинский, Тасеевский и Мотыгинский. Эти районы расположены в центральной части Красноярского края. Усолка является правым притоком реки Тасеева, протяженность ее водотока составляет 356 километров, площадь бассейна - 10 800 км². В реку впадает 53 реки и крупные ручьи, имеющие собственные названия, и множество малых безымянных ручьев. Реку питают зимние снега, воды таежных родников и болот. Берега реки песчано-глинистые, обрывистые, в верховьях и среднем течении чаще низкие и пологие. Дно обычно песчаное, реже галечное, местами из-за обилия ила топкое.

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. ОТБОР ПРОБ МАКРОЗООБЕНТОСА

В начале сентября проводился отбор проб макрозообентоса в различных участках реки Усолки. Две пробы были взяты в районе подвесного моста с двух разных берегов. Еще две пробы были взяты ниже по течению реки в районе бетонного моста, также по обе стороны реки. Сбор материала производился со дна, с камней и коряг, а также с водных растений. Для сбора материала я использовал плотный сачок размером в диаметре 25-30 см, длина матерчатого конуса - 70см и ручки - 1,5 см. Сачок ставил против течения и проводил им по дну, забирая часть грунта. Затем промывал грунт в воде до выявления различных организмов. Крупные камни и коряги вытаскивал и осматривал, всех найденных организмов собирал в лоток с водой для дальнейшего видового определения.

3.2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

После того, как были собраны пробы, я определял их видовую принадлежность.

Для этого крупные организмы я брал пинцетом и размещал в разные чашки Петри, чтобы они не смогли съесть друг друга. Затем рассматривал их через лупу, отмечая морфологические признаки, и сравнивал с определителями животных. А мелких животных отлавливал пипеткой, и рассматривал их под микроскопом. Затем я считал количество пойманных организмов для определения биотического индекса. После определения таксономической принадлежности всех животных отпускал в естественную среду. В пробах были такие животные как, улитковая пиявка, клоп гладыш, прудовик, личинки поденок, личинки мошки, личинки ручейников и равнокрылых стрекоз красотка и стрелка, а также бокоплавы и дафнии.

3.3.МЕТОДИКА ВУДИВИССА

Методика Вудивисса используется только при исследованиях рек умеренного пояса и дает оценку их экологического состояния по 15-балльной шкале. Для оценки качества вод озёр и прудов она не пригодна. При проведении оценки качества воды по методу Вудивисса определяют, какие индикаторные группы организмов имеются в исследуемом водоеме, а также учитывают общее количество бентосных (придонных) организмов. Большим достоинством этой методики также является то, что нет необходимости определять всех пойманных животных с точностью до вида. Достаточно определить принадлежность организма к той или иной группе бентосных (придонных) животных.

1. Сначала необходимо определить, какие индикаторные группы присутствуют в водоеме. К индикаторным группам относятся: личинки веснянок, поденок, ручейников,рачки бокоплавы, равноногие раки,трубочники, личинки хирономид.
2.  Затем необходимо оценить общее разнообразие донных беспозвоночных путём простого подсчитывания числа групп (определения до вида не требуется), под группой понимается:

— любой вид плоских червей,

—класс малощетинковых червей(кроме рода Nаis),

— род Nais,

— любой вид моллюсков, пиявок, ракообразных, водных клещей,

— любой вид веснянок, перепончатокрылых жуков,

— любой вид поденок, кроме Baetisrodani,

— любое семейство ручейников,

— семейство комаров звонцов, кроме видов р. Chironomussp.,

— Cheronomussp.,

— личинки мошек Simuliidae,

— каждый известный вид личинок других летающих насекомых.

Затем с помощью нижеприведённой таблицы 1 на пересечении значения общего количества групп и индикаторной группы находим значение индекса водоёма[8].

Таблица 1

Для определения класса качества воды следует воспользоваться данными табл. 2.

Таблица 2

 Определение класса качества воды

по значению биотического индекса Вудивисса

3.4.МЕТОДИКА МАЙЕРА

Определение качества воды водоёма по методу Майера не требует определения живых организмов с точностью до вида. Достаточно только отметить наличие в водной среде живых организмов, представленных ниже в таблице 3.

Таблица 3

Для определения качества воды водоёма по методу Майера необходимо только отметить, какие из перечисленных в таблице групп живых организмов присутствуют в водной среде. Количество обнаруженных групп организмов из первой колонки таблицы необходимо умножить на 3, количество найденных групп живых организмов из второй колонки необходимо умножить на 2, а количество групп организмов из третьей колонки таблицы нужно умножить на 1. Все получившиеся цифры складываются, и в итоге получается число, характеризующее степень загрязнённости водоёма. При значении суммы большей 22-ух водоём можно отнести к 1 классу качества (очень чистый водоём). Значение суммы от 17 до 22 позволяет отнести водоём ко 2 классу качества (чистый водоём), Сумма от 11 до 18 баллов свидетельствует о принадлежности водоёма к 3 классу качества (умеренно-загрязнённый водоём). Значения суммы меньшие 11 характеризуют водоём, как грязный (4-7 классы качества)[8].

3.5.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Освоив методики исследования Вудивисса и Майера, а также методики отбора и определения макрозообентоса, я определил их видовую принадлежность, а также определил степень загрязнения нашей реки Усолки. Результаты работы представлены в таблице 4.

Таблица 4

Состав зообентоса в местах отбора проб

Изучив видовую принадлежность организмов, я увидел, что состав зообентоса в реке самый разнообразный, но из организмов больше преобладают обитатели загрязненных водоемов 4 таксона из индикаторных организмов. Из обитателей чистых вод выявлены только 3 таксона, из обитателей средней загрязненности 4 таксона. Следовательно, можно сделать вывод, что больше всего организмов, которые живут в загрязненной воде.

Используя методику Вудивиса, я посчитал биотический индекс, который позволяет судить об экологическом состоянии водоема и качестве воды. Для этого необходимо по таблице найти индексы встречающихся групп организмов, сложить их и разделить на число имеющихся групп. В нашей реке из индикаторных групп, я обнаружил 3 вида личинок поденок (роющая, уплощенная и плавающая), 1 вид личинок ручейников, 1 вид бокоплавов, 1 вид личинок комаров-звонцов.

Таким образом, биотический индекс нашего водоема составляет 15:4=3,75. Следовательно, по методике Вудивисса индекс составляет 4, что соответствует загрязненному водоему.

По методике Майера, я определил качество воды в водоеме, сумма баллов составила 16, что соответствует 3 классу качества – бета-мезосапробный водоем (умеренно-загрязнённый водоём). По двум методикам Вудивисса и Майера, используя индикаторные виды зообентоса, можно сделать вывод, что наша река Усолка загрязнена.

3.6. ФАКТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕЧНЫХ ВОД

Загрязнение речных вод бывает природное и антропогенное. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин - извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров.

Искусственное (антропогенное) загрязнение водоемов является, главным образом, результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Поступающие в водоем загрязнения в зависимости от их объема и состава могут оказывать на него различное влияние:

1) изменяются физические свойства воды (изменяется прозрачность и окраска, появляются запахи и привкусы);

2) появляются плавающие вещества на поверхности водоема и образуются отложения (осадок на дне);

3) изменяется химический состав воды (изменяется реакция, содержание органических и неорганических веществ, появляются вредные вещества);

4) уменьшается в воде содержание растворенного кислорода вследствие его потребления на окисление поступивших органических веществ;

5) изменяются число и виды бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со сточными водами. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба.

К природным факторам загрязнения нашей реки являются – весенние наводнения, пожары и дожди, которые смывают органические остатки в воду.

К антропогенным факторам загрязнения относятся: вырубка и сплав леса, попадание продуктов нефтепереработки (бензин, солярка), бытовые отходы, синтетические моющие вещества, несанкционированные свалки.

4.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работе над данной темой были изучены различные источники информации, проведено гидрологическое исследование экологического состояния реки Усолки, изучены методики биоиндикации, произведены отборы проб макрозообентоса и определен видовой состав водных беспозвоночных, а также проанализированы факторы загрязнения реки Усолки.

По результатам исследования сделал вывод, что моя гипотеза подтвердилась, наша река действительно загрязнена, и требует бережного отношения к ней. По методике Вудивисса наш водоем относится к загрязненному, по методике Майера к умеренно-загрязненному. В результате антропогенной нагрузки она очень обмелела и стала зарастать тростником, осокой и камышом. Так как раньше не проводилось такое изучение, предлагаю продолжить исследование  и при длительном мониторинге отслеживать экологическое состояние нашей реки. Нашей администрации села и жителям посоветую, бережнее относится к нашей единственной водной артерии, протекающей через наше село, иначе мы можем уже в скором будущем остаться без нее.

Рекомендации по снижению уровня загрязнения нашей реки Усолки:

1. Создать экологический отряд и очистить берега от мусора
2. Проводить субботники с привлечением населения
3. Расставить по берегам щиты с текстом «Не мусорить»
4. Ввести штраф за выброс мусора на берег реки, стирку ковровых изделий и мытье автотранспорта
5. Через СМИ привлечь общественность к проблеме загрязнения реки и ее последствиям. 

5.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баянова О.В., Максимова С.Л. Методики исследовательской деятельности по экологии (для руководителей объединений эколого-биологической и естественнонаучной направленности). - Тюмень.: ГАУ ДОД ТО «ОЦДОДМ», 2013.
2.  Березина Н.А. Практикум по гидробиологии воды. - М.: Агропромиздат, 1989.
3. Изучаем реки и озера: практическое пособие для детей и учителей//журнал «Вестник АСЭКО»,№2, г.Обнинск, 2001.
4.  Кузнецова М. А. и др. Методы биоиндикации водных экосистем // Экологический мониторинг. Методы биомониторинга. В 2-х ч. Ч. 1. - Н.Новгород: Изд. НГГУ, 1995.
5.  Малым рекам – нашу заботу: практическое пособие для школьных экологических клубов / под ред. В.Н. Зуева, 2014.
6.  Наблюдение рек: пособие для проведения общественного экологического мониторинга. – СПб.: Друзья Балтики / Коалиция Чистая Балтика, 2015. — 32 с.
7. Полоскин А., Хаитов В. WWF Полевой определитель пресноводных беспозвоночных – М., 2006. – 16 с.
8. Полякова Т.Н. Рекомендации по оценке состояния экосистем малых водоёмов по организмам макрозообентоса – Режим доступа: http://resources.krc.karelia.ru/krc/doc/publ2007/rekom_poljakova_2007.pdf 
9. Сапробность и биоиндикация качества воды, - Режим доступа: http://lomonosov-fund.ru 
10.  Хейсин Е. М. Определитель пресноводной фауны, 1951.