Учебно-исследовательская работа "В мире воды" для 9 класса

Петропольский филиал МБОУ Заревская  ООШ

      Хиславичский район Смоленская область









                      Учебно-исследовательская работа



                     В мире воды



 



Выполнила: Афанасенкова Елена 9класс.

Руководитель: учитель биологии Баринова А.А.



















                                                  Петрополье 2013г

                                                        Оглавление.



Введение 



Основная часть.

-Географическое положение

-Характеристика р.Березина

-Экологическая проблема реки Березина

-Методика исследования



 Выводы 1 и 2. 

Рекомендации .Заключение

Список литературы

Приложение

























































                                                              Введение



     Важнейшую роль в жизнедеятельности растений, животных и человека играет вода. В результате деятельности человек загрязняет окружающие его водоемы.  

Нас заинтересовало, каково качество воды в водоемах нашего населённого пункта. Чтобы ответить на этот вопрос, было проведено исследование.

Предметом исследования является качество воды водоемов Хиславичского района  р. Березина, протекающей через д. Петрополье и озеро  в  д. Болотово .

 Цель исследования: Влияние молочного цеха на качество воды в реке Березина.

Для достижения поставленной цели мы  решали следующие задачи:

- изучили  литературу по данной теме;

- отбирали пробы воды для анализа;

- осуществляли анализ качества воды по органолептическим показателям. Анализ проводили в школьной химической лаборатории и на месте исследования.Использовали гидрологические методы оценки экологического состояния водоёмов Маршрут составил 2км (от школы в д. Петрополье до озера д. Болотово).



Гипотеза.

Предположение влияния сливания сыворотки молочного цеха в д.Петрополье в реку Березина и сельскохозяйственного влияния на качество речной воды и зарастание реки.

Актуальность.

В настоящее время проблема загрязнения пресноводных рек и озёр особенно актуальна, т.к. они являются одними из источников чистой воды. Малые реки питают крупные реки, поддерживают их полноводность. Изучение экологического состояния малых рек в условиях возрастающей антропогенной нагрузки занимает важное место в сохранении естественных свойств экосистем. 

Обоснование.

Мы  выбрали  эту тему так, как от состояния реки зависит жизнедеятельность растительных  и живых  организмов. Ткани живых организмов на 70 %  состоят из воды, и по этому люди определяют жизнь как живую воду. 















Основная часть.

Географическое положение.

Река Березина протекает в пределах д.Петрополье Хиславичского района Смоленской области. Деревня расположена в юго-западной части области в 19 км к юго-востоку от пгт. Хиславичи, в 22 км западнее автодороги А141 Орёл — Витебск, на берегу реки Березина. В 22 км восточнее деревни расположена железнодорожная станция Крапивенская на линии Смоленск — Рославль.

Площадь	-1,5 км²

Тип климата - умеренно-континентальный.

Высшая отметка д.Моисеевка  200 м над уровнем моря в 2 км от д. Петрополье  на юго-запад.

Хиславичский район расположен в Сожско-Остёрской низине, лишь на юго-западе есть отрог Рославльско-Шумячской возвышенности. Крупная река Сож. Много болот.

Река Сож — второй по величине и водности левый приток Днепра 

                                                      Характеристика р.Березина.

Длина	31 км

Площадь бассейна	354 км²

Бассейн	Чёрное море

Бассейн рек	Сож, Днепр

Исток-	болото у д. Долгий Мост Хиславичского района

Устье-	Сож

    Водный режим связан тесно с особенностью питания. Река Березина относится к типу равнинных с преобладанием снегового питания. Годовой режим её стока характеризуется высоким весенним половодьем. Половодье начинается в конце марта или начале апреля. Характеризуется оно быстрым подъёмом и медленным спадом воды. Сток реки зарегулирован плотиной ( д Болотово). Воды реки широко используются местным населением для питья скоту,полива огородов.ловли рыбы (щука,окунь,ротоны и тд.)

Экологическая проблема реки Березина.

Качество воды с открытием местного молочного цеха стало хуже. Раньше (1993г)речной водой мыли даже посуду местные жители. В настоящее время река всё больше заростает. На левом берегу стоит животноводческий  комплекс.





                                            Методика исследования.



Прежде, чем оценить экологическое состояние реки необходимо составить план. Поэтому нами была выполнена глазомерная съёмка местности (см приложение 1).

А чтобы избежать неприятностей и опасных ситуаций при исследовании реки мы придерживались следующих правил безопастности.

  • Никогда не отправляйтесь к реке в одиночку без сопровождения взрослых. 
  • Нельзя проводить исследовательские работы у реки во время половодья! Дождитесь спада воды. 

  • Никогда не пейте воду из рек или ручьев, какой бы чистой она не казалась! 

  • Хорошо подготовьтесь к походу на реку. Продумайте свою экипировку. Подберите удобную одежду  и обувь. 
  • Не забудьте походную аптечку,  в которой должны быть йод,  зеленка,  бинт, лейкопластырь. 
  • Находясь на природе, всегда помните, что рядом с вами животные и растения, которые нуждаются в вашей помощи и охране. 
  • Не срывайте растения для гербария, лучше зарисуйте, сфотографируйте, опишите их. 
  • Не срывайте и не пробуйте на вкус незнакомые плоды и грибы.  Они могут быть ядовитыми. 
  • Прежде чем приступить к исследованиям,  внимательно ознакомьтесь с методикой проведения работ, внимательно выслушайте объяснения учителя. 
  • Обязательно возьмите с собой мешок для мусора, что бы по окончании работ унести с  собой все чуждые природе предметы.

 
     Для проведения исследования мы взяли оборудование:

Термометр, телефон с секундомером, чистые пластиковые бутылки для отбора проб воды,карта местности,компас,блокнот для записей,карандаши,ластик,фотоаппарат

Для измерения глубины использовали лот.Его изготовили из верёвки,а на конце привязали груз,кирпич.

    На месте исследования мы проводили такие работы.

• Обозначали  место наблюдения на карте. 
    • Записывали  дату и время наблюдения

    • Измеряли температуру воздуха. При  измерении держали термометр на вытянутой руке над водой в течение 3 минут.  Следили,  чтобы на термометр не попадали  прямые солнечные лучи. 
    • Записывали значение температуры . 
    • Измеряли температуру воды.  Термометр держали на глубине 10  см в течение 3 минут. Записывали значение. После этого, сопоставляли температуру воды и воздуха. Определяли есть ли различия? Если температура воды выше , чем температура воздуха, то существует угроза термального загрязнения природных вод. 


Благоприятны температуры для жизнедеятельности водных экосистем является t = 5 o-15oС 
    • Отмечали характер русла реки (прямолинейное, умеренно извилистое, сильно извилистое;  имеются рукава,  острова,  притоки,  излучины,  отмели,  косы,  пляжи;  русло чистое, закоряжено, завалено ветками, листьями, мусором). 
    • Определяли из чего сложено дно реки (ил,  глина, песок, гравий, камни) и цвет грунта.



    • Характеризовали берега реки (левый:  пологий,  крутой,  обрывистый; правый:  пологий,  крутой, обрывистый ) и также  грунт левого и правого берега (каменистый,  глинистый,  песчаный,  торфяной,  известковый со следами эрозии, заболоченный). 

• Измеряли глубину реки,  опустив на дно лот в доступном месте (с моста), т.к местами берега сильно заросши и не проходимы.

    • Записывали полученное значение в метрах .

    • Определяли ширину реки. Для этого,  на противоположном берегу реки подмечали  два близко расположенных друг к другу объекта.  Подходили к берегу реки.  На расстоянии вытянутой руки закрывали промежуток между этими объектами карандашом. Далее ломали карандаш на две равные части. Вновь вытягивали руку  и отходили назад до тех пор, пока расстояние между объектами вновь не станет закрытым одной из частей карандаша.Далее замеряли расстояние от первоначального места наблюдения до конечного. 

Полученное расстояние и есть ширина реки.   Записывали  это  значение в м. 


    • Измеряли скорость течения реки.  Для этого отмеряли рулеткой отрезок вдоль  берега длиной  20   м. Ставили на его концах двух наблюдателей. Первый наблюдатель,  находящийся выше по течению реки, бросал на середину реки палочку и засекал время. Когда этот предмет равнялся со вторым наблюдателем, снималось второе показание времени. По разнице двух  показаний определяется время, за которое предмет проплыл 20 м . Если поделить 20 м на это время,то получим скорость течения реки в м\с. 



          Проводили анализ воды, для этого делали отбор проб. 


Отбор проб воды проводили с пологого берега.

• Для обычного анализа берут, как правило,  пробу, объёмом  1,5  л. 

• Каждую пробу маркировали (см приложение 3 )

• Наряду с этим подробно записывали в блокнот описания места взятия проб 
   • Параллельно наносили на карту место взятия проб, чтобы иметь возможность более точно определить в любое время место исследования. 
   • Определяли цвет воды, сравнивая цвет воды из водоёма с цветом такого же объёма дистиллированной воды или на белом фоне по шкале цветности (см. приложение 2 и 3).

• Определяли прозрачность воды.  Для этого  наливали воду в цилиндр и устанавливали, через какой слой в см. можно прочитать текст учебника. 
             Для питьевой воды этот слой должен быть не менее 30 см. 
   • Определяли мутность воды. Содержание нерастворимых примесей  определяли на глаз:  сильно мутная, мутная, прозрачная, рассматривая воду в пробирке на фоне белого экрана.  

   • Определяли запах воды путём интенсивного встряхивания воды в пробирке, 
      закрытой пробкой.

Указывали запах: болотный, тинистый, гнилостный, плесневелый, рыбный, 


      огуречный, аммиачный, либо без запаха. 


   • Определяли интенсивность запаха: сильный, слабый, очень слабый, не ощущается. 


   • Определяли жёсткость воды. Для этого к 100 мл. пробы, постепенно добавляли по 


      каплям концентрированный раствор карбоната натрия (соды).



  Визуально отмечали количество выпавшего осадка.    

Делали  вывод о жесткости речной воды:     много осадка-жесткая,   мало-  умеренно жесткая, 
практически нет осадка- мягкая. 


   • Определяли визуально количество нерастворимых органических добавок

а также нахождение  загрязняющих веществ.    

   • Определяли минерализацию воды. Для определения величины общей 


      минерализации выпаривали 1  л. воды в фарфоровой чашке и высушивали осадок  до постоянной массы, а затем взвешивали на аналитических весах. Цвет сухого 


      остатка может быть белый, светло-серый. Жёлтый цвет  –  свидетельствует о 


      присутствии в пробе оксидов железа или марганца. 


   • Определяли рН при помощи универсального индикатора, шкала рН  =  1-10. 


      Водородный  показатель природных вод должен находиться в интервале 6,5-8,5. 


      Реакция среды зависит от величины гидролиза растворимых солей,  входящих в 


      состав природных вод. 
    • Определяли качественный состав растворённых в речной воде веществ. 
       

Выполнение исследования частично показано на фотографиях в приложении 4 и презентации.

	Результаты анализа проб воды заносили в таблицу (см приложении 2 таблица 2).

	Вывод 1.

	                        В результате проведённых исследований выяснили:

	1.Температура благоприятна для жизнедеятельности водных экосистем, т.к. составила значение от 13-160С.

	2.Русло реки умеренно извилистое. Имеются небольшие притоки. Оно частично закоряжено, завалено ветками, листьями, мусором. Русло заростает кубышкой жёлтой, тростником, рогозом, ряской и др. водными растениями.

	3.Дно реки сложено из ила, песка.

	4.Берега реки пологие. Грунт по правому берегу большую часть заболоченный,а левый песчаный.

	5.Глубина реки местами от 1,5-4м. Глубина озера составляет в разных местах от 2-6м.

	6.Ширина реки от 2-3,5м.

	7.Скорость течения примерно 0,5 м/с.

	8.Взятые пробы воды показали

	-цвет воды водоёма 40-60 градусов (см. приложение 2 таблица 3), но визуально вода в реке буро-коричневая; этот цвет могут придавать воде соли железа и гуминовые кислоты;

	-вода относительно прозрачная (пробы №1,4,5) до мутной с живыми организмами (проба №2 и №3);

	-запах воды тинистый, сильно ощущаемый;

	-вода мягкая;

	-после выпаривания 1л воды оставался бурый осадок ( проба №1 – 50мг, проба №2 – 55мг; проба 3№ - 30мг,проба 4 – 250мг, проба 5 – 140мг);

	-значение рН в пробах 1,4,5 равно 5,5 ,а в пробах 2,3 равно 6.Среднее значение величины РН в пробах равно 5,7.

	     Водоём можно отнести к эвтрофным.

	Используя определительные карточки, описывали пойменную и прибрежную растительность.  Незнакомые растения  фотографировали. 
Таблица 1.

                  Левый берег

Правый берег 

Древесно-кустарниковая растительность: встречается редко береза, а ива, ольха местами сплошная 

Древесно-кустарниковая растительность: местам редкая, а местами сплошная(ива, ольха, черемуха). 

Травянистая растительность: 

 обильная, сплошная (осока, рогоз, тростник, камыш, стрелолист, сусак,  частуха,  хвощ,   калужница,   череда, цикута )

Травянистая растительность: 
 редкая, обильная, сплошная  (осока, рогоз, тростник, камыш, стрелолист, сусак,  частуха,  хвощ,  калужница,    череда, 

 )

Многие водные организмы являются хорошими индикаторами условий обитания, поэтому изучив такие виды-индикаторы мы оценили качество воды, её экологическое состояние. Сделали вывод 2.

    Массовое развитие рясковых указывает на неблагополучие в экосистеме.

Мы определили такие виды ряски Ряска малая (L. minor)  и Ряска трехдольная (L. trisulca), Ряска многокоренниковая, или многокоренник обыкновенный - Lemna роlуrhyza = Spirodela роlуrhyza .Развитие ряски маленькой и многокоренника, помимо эвтрофирования, свидетельствует о сельскохозяйственном загрязнениии. Многокоренник способен развиваться на концентрированных стоках животноводческих комплексов. Локальное развитие рясковых указывает на места поступления биогенных веществ в водоёмы. Мы обнаружили наибольшее развитие рясковых не далеко от молочного цеха. Ведь сыворотка сливалась прямо в землю и ручейком та ,что не просачивалась вытекала в реку. В местах попадания сыворотки в реку на поверхности видна жирная плёнка и обнаружено большое скопление дафний.

                                                          Рекомендации 

Полностью избавиться от ряски сложно, но ее численность можно ограничивать, сгоняя растения к одному месту сачком или струей воды из садового шланга, а затем вылавливая тем же сачком. Извлеченную массу можно использовать для получения компоста и в качестве корма для птиц. 

    Обязать директора молочного цеха поставить очистные сооружения..т.к. на данный момент цех является основным загрязнителем реки.

    Поставить контейнеры-накопители ТБО по берегам реки. Довести до сведения жителей д.Петрополье информацию о системе штрафов за экологические нарушения: повреждение деревьев, нарушение почвенного покрова, устройство несанкционированных свалок мусора. Установить на берегу озера в д.Болотово красочный информационный щит с правилами поведения вблизи водоёмов. 

Очистить пляжную зону и само озеро.





                                                            Заключение.

В результате проведённых исследовательских работ мы пришли к выводу, что река Березина очень сильно заростает, чему способствуют сельскохозяйственные отходы и слив сыворотки, уменьшается способность к самоочищению.

    Необходимо сохранение реки для культурно-бытового назначения, что требует вмешательства государственных, общественных организаций, населения. В реке процессы, которые могут стать необратимыми, протекают на фоне ухудшения общей экологической обстановки







































                                             Приложения



Приложение 1.

План местности.









 

Приложение 2.

                                           Таблица 2.        Анализ качества воды.

Пробы взяты в реке Березина  сентябрь-октябрь 2011г.

Показатели качества воды

Проба №1в 100м от школы

Проба №2 в 20м от молочного цеха

Проба №3 у моста через реку

Проба 

№4 

Проба

 №5 у озера

д.Болотово 

        Цвет

60

40

40

60

60

Прозрачность/

мутность

относительнопрозрачная

мутная с микроорганизмами

мутная с микроорганизмами

относительно прозрачная

отностельнопрозрачная

Запах

слегка тинистый

тинистый

тинистый

слегка тинистый

слегка тинистый

Жёсткость

мягкая

мягкая

мягкая

мягкая

мягкая

Значение рН

5,5

6

6

5,5

5,5



Таблица 3. Шкала цветности. 


    Цвет сбоку 

Цвет сверху

Градусы

Не отмечен

Не отмечен

0

Не отмечен

Очень слабый желтоватый

20

Слабый бледно-жёлтый

Желтоватый

40

Бледно-жёлтый

Слабо-жёлтый

60

Бледно-жёлтый

Жёлтый

150

Бледно-жёлтый

Интенсивно-жёлтый

300











                                              Приложение 3



         



         

Сыворотка из канализации завода 



         Сыворотка стекает в реку

Взятие пробы №2.



      

Взятие пробы №1 в 100м от школы р Березина (перед молочным цехом).



                                                         Определение мутности воды.                             Фильтрование проба №1.





           

Определение жёсткости воды                                   Ряска.Многокоренник.



              

Проба №3.                                                                   Результат добавления серной кислоты.

     

Пресноводная губка.

                                                     Литература



1.Аргунова М.В., Плюснина Т.А. «Социально-экологические проекты на особо

охраняемых природных территориях г. Москвы» (на примере природно-исторического парка «Москворецкий»Москва 2005 г



2.Красная книга Смоленской области,Смоленск:Смол.гос.пед.ин-т,1997.



3.Габриелян О.С.,М.:Дрофа,2007.



4.Геграфия.Начальный курс.6кл.М.:Дрофа,2002г.



5.География Смоленской области.Смоленск.:СГУ,1997г











































































                                                                Анкета 

1. Проект «В мире воды».

2. О конкурсе узнали от директора МУДОД  ДДТ Дольниковой А.Ф.

3. Данные об авторе(ах) проекта

3.1.Афанасенкова Елена Николаевна, 3 июня 1997г, 9 класс.







3.2.Родилась в д.Петрополье Хиславичского района Смоленской области.Мама-Афанасенкова Алла Леонидовна и папа Афанасенков Николай Николаевич.Учусь в  Петропольском филиале МБОУ Заревской ООШ .Хобби-бисероплетение и лепка.

3.3. Участвую во внутришкольных олимпиадах и занимаю призовые места по географии,истории,биологии,а также в районных олимпиадах по географии -1место 2012г.Участвую с 2009 по 2013г во Всероссийском конкурсе Кенгуру (1-2места), выполнен проект «В мире воде».

3.4. Планы на будущее.Хочу поступить в Базовый медицинский колледж в г.Смоленске .

3.5. 216644 Смоленская обл., Хиславичский район, д.Петрополье.сотовый телефон:89517188371

3.6. Заграничного паспорта не имею.

3.7.  Английский язык не изучала, изучаю немецкий язык.

4. Проект выпонялся на базе МБОУ Петропольской  ООШ  216644 в рамках кружка «Юные исследователи» от Дома творчества в 2011-2012г

 

5. Руководитель проекта Баринова Анжела Александровна ,учитель биологии на данный момент Петропольского филиала МБОУ Заревской ООШ.

 Контактные телефоны:рабочий 42-62-45,сотовые 89203257326 и  эл.почта: anzhela.barinova@mail.ru

6. Рекомендации по сохранению воды в семье, в школе, на

предприятии :

-Использование барьерных фильтров.

-Использование водосберегающей сантехники.

-Пропаганда экономии воды в семье и школе. 

-В местах общественного пользования водой установить дозаторы на кранах или ограничить струю воды. Следить за исправностью кранов.

-Росприроднадзору усилить требования по выполнению законодательства по охране водных ресурсов.