Исследование обрастания днища крейсера « Аврора

В оргкомитет Сетевого фестиваля экологического воспитания - 2013
II направление - конкурс ученических проектов
«Разработка и внедрение моделей сетевого взаимодействия образовательных
учреждений в сфере экологического воспитания, совершенствование
информационного обмена и распространение эффективных решений»
Заявка
Прошу Вас принять для участия в конкурсе ученических проектов авторский
исследовательский проект «Исследование обрастания днища крейсера
«Аврора» нахимовца 10 класса ФГКОУ «Нахимовское военно-морское
училище МО РФ».
Научный руководитель: Одерова С.А.
09.09.2013 г.
ФИО педагога, руководителя
ученического проекта
ФИ участника
Регион
Полное название ОУ
преподаватель биологии НВМУ
Одерова Светлана Александровна
Подвигин Сергей
Санкт-Петербург
ФГКОУ «Нахимовского военноморского училища» МО РФ
ФИО руководителя ОУ
Почтовый адрес (с индексом)
педагога, руководителя проекта
Электронный адрес педагога,
руководителя проекта (e-mail)
Название номинации
Тема проекта
Суров Алексей Борисович
194291, Санкт-Петербург пр.
Культуры д.6, к. 1, кВ.238.
[email protected]
номинация «Биосфера»
Исследование обрастания днища
крейсера « Аврора»
Аннотация к проекту.
Данный проект является актуальным т.к. виды водорослей, вызывающие
обрастание днища крейсера «Аврора», являются биоиндикаторами уровня
загрязнённости воды в реке Большая Невка.
Новизна исследования заключается в том, что водоросли, образующие
обрастание днища крейсера «Аврора» практически не изучены.
1
Исследовательская позиция участника проекта заключается в том, что
жители Санкт-Петербурга должны знать о классе качества вод рек города т.к.
вода используется для питья, приготовления пищи и в других целях.
Для осуществления проекта используются ИКТ. Практическая значимость
проекта: данные исследования, полученные при осуществлении проекта
можно использовать для дальнейшего изучения альгофлоры, для сохранения
биоразнообрзия акватории реки Большая Невка и определения
экологического регресса за счёт антропогенной нагрузки.
2
Исследование обрастания днища крейсера « Аврора»
Подвигин Сергей, воспитанник 10 класса
ФГКОУ «Нахимовского военно-морского училища» МО РФ
Научный руководитель:
преподаватель биологии ФГКОУ
«Нахимовского военно-морского училища» МО РФ
Одерова Светлана Александровна.
Символом Санкт-Петербурга и его гордостью является крейсер «Аврора»участник русско-японской и Первой мировой войн. На сегодняшний день в
России больше не сохранилось ни одного корабля с такой удивительной и
долгой судьбой.16 июля 2013 года исполнится 110 лет, как крейсер вошёл в
состав военно-морского флота России. Возможно, крейсеру суждено второе
рождение?! Министр обороны С.Г. Шойгу решил вернуть крейсер в состав
российского ВМФ, отреставрировать «Аврору» и сделать его базой обучения
и воспитания юных моряков.
Последний ремонт "Аврора" прошла в середине 80-х годов прошлого века,
у крейсера полностью заменили днище. У руководства крейсера мы узнали,
что днище корабля не красили с 1987 года, т.е. 26 лет, следовательно, на
днище корабля присутствует своя альгофлора, которая разрушает
поверхность днища крейсера и будет уменьшать скорость движения
крейсера.
Актуальность: мы выбрали данную тему для своего исследования, так как
наше училище НВМУ им. Нахимова, в котором мы учимся, находится рядом
с одной из основных достопримечательностей Санкт-Петербурга, и нам
стало интересно какие виды водорослей, ведущие прикрепленный образ
жизни, вызывают обрастание днища крейсера «Аврора» и с их помощью
можно определить уровень загрязнённости воды в реке Большая Невка.
Новизна исследования заключается в том, что водоросли, образующие
обрастание днища крейсера «Аврора» практически не изучены.
Цель исследования: изучить видовой состав водорослей, обитающих на
днище крейсера «Аврора» и определить класс уровня экологического
регресса поверхностных вод реки Большой Невки.с помощью
биоиндикации.
Задачи:
1. изучить органолептические показатели проб воды, взятой у истоков реки
Большая Невка рядом с крейсером «Аврора»;
3
2. осуществить сбор образцов пресноводных водорослей с днища крейсера
«Аврора»;
3.определить видовой состав водорослей с помощью определителей
пресноводных водорослей;
4.определить класс уровня экологического регресса с помощью
биоиндикации.
Объекты исследования:
1. пробы воды, взятые у истоков реки Большая Невка;
2. днище крейсера «Аврора».
Предметы исследования: видовой состав водорослей, обитающих на днище
крейсера «Аврора», экологическое состояние проб воды .
В качестве гипотезы было выдвинуто предположение, что поверхностные
воды Большой Невки умеренно загрязнённые, на днище крейсера «Аврора»
образуют обрастание водоросли, которые способны обитать в данных
условиях акватории.
Для подтверждения гипотезы мы использовали следующие методы:
гидрохимические: исследование проб воды с помощью портативныех
комплектов производства НПО «Кристмас+»; визуальные: сбор образцов и
определение видов водорослей с помощью микроскопов: бинокулярyного
микроскопа «Микромед» и цифрового микроскопа Bresser Junior DM 400;
зарисовка и фотографирование водорослей, метод биотестирования.
Место проведения исследования.
Крейсер "Аврора" находится в Петроградском районе Санкт-Петербурга, у
истока реки Большая Невка, рядом с Петровской набережной и
Петроградской набережной, напротив НВМУ им. Нахимова. Крейсер стоит
у истока Большой Невки с 1956 года.
Характеристика реки Большая Невка
Длина реки около 8 км.
Ширина - 50-350 м.
Глубина - от 3,4 м до 8,3 м.
Расход воды в истоке 480 м3/с.
Скорость течения составляет в среднем 0,24-0,28 м/с.
Река Большая Невка судоходна.
4
Материалы и методы.
Наши исследования проводились в октябре 2012 года. Пробы воды в
Большой Невке брались рядом с крейсером «Аврора» со стороны
Петроградской набережной.
Для органолептических исследований воды использовались портативные
комплекты производства НПО «Кристмас+». В ходе производимых
экспериментов использовались следующие методы определения показателей:
Определение рН
Кислотность воды измеряли на приборе Алямовского. Для этого в пробирку
наливали 10 мл анализируемой воды. Затем добавляли 2-3 капель
универсального индикатора и сравнивали с цветовой шкалой, выбирая
ближайший по характеру окраски образец шкалы.
Определение интенсивности и характера запаха
Колба заполнялась анализируемой водой на 1/3 и закрывалась пробкой.
Затем колба взбалтывалась, пробка открывалась, и воздух их нее легко
вдыхался. Сразу определялся характер запаха и его интенсивность по
пятибалльной шкале.
Определение мутности
Цилиндр заполняли анализируемыми пробами воды и устанавливали его
на рисунок шкалы. Определяли интенсивность видимости по шкале с
обозначениями ЕМФ (единица мутности по формазину).
Определение цветности
Пробирка заполнялась водой до высоты 10-12 см. Определялась
цветность воды, рассматриванием пробирки сверху на белом фоне при
достаточном боковом освещении.
Определение растворенного кислорода
Пробу воды отбирали в склянку с мешалкой. Затем в склянку вводили 1 мл
соли марганца, 1 мл раствора йодида калия и 1-2 капли раствора
сульфаминовой кислоты и закрывали склянку пробкой. Далее в склянку
вводили пипеткой 2 мл раствора серной кислоты. Содержимое склянки
перемешивали. В колбу на 100 мл переносили 50 мл пробы с растворенным
осадком. Пробу титровали раствором тиосульфата до слабо-желтой окраски.
Затем добавляли 1 мл раствора крахмала (раствор в колбе синеет) и
продолжали титровать до полного обесцвечивания раствора. Результаты
анализа вычисляли по формуле:
СРК = 8 СТ VТ 1000 , где 8 эквивалентная масса атомарного кислорода; СТ концентрация 50 (V – V1) титрованного стандартного раствора тиосульфата,
моль/л экв.; VТ – общий объем раствора тиосульфата, израсходованного на
5
титрование (до и после добавления крахмала), мл; V – внутренний объем
калиброванной кислородной склянки с закрытой пробкой, мл; V1 –
суммарный объем растворов хлорида марганца и йодида калия, добавленных
в склянку при фиксации растворенного кислорода, а также мешалки; 1000 –
коэффициент пересчета единиц измерения из г/л в мг/л.
Результаты и обсуждения
Таблица 1. Органолептические показатели пробы воды, взятые в реке
Большая Невка 04. октября 2012 года и 0.9 октября 2012 года.
Вариант
t
Характер
запаха
Интенсивность
Цветность
Мутность,
(рн)
мг/л
запаха,
баллы
раств
ор.
кисло
род
мг/л
04.10
+9С
гнилостный
очень
сильная,
балла
09.10
+8 С
гнилостный
отчётливая,
3 балла
ПДК
--------------
Менее
баллов
зеленовато4 жёлтая
светлозеленая
мутная, 60
6.6
8
слабо
6.8
8
6,58,5
Более
4
мутная, 50
2 не
2,6
обнаруживается
на
столбике
20 см
По проведённым исследованиям можно сделать следующий вывод: рН воды
исследованных проб соответствует ПДК, цветность, мутность, характер и
интенсивность запаха превышает ПДК, что косвенно свидетельствует о
загрязненности воды. Кислородный режим вод в истоках Большой Невки
характеризуется большим содержанием кислорода, 8 мг/л.
Изучив обрастание днища крейсера «Аврора» с помощью определителей
пресноводных видов водорослей
под редакцией Гуревича А.А и
Храмцова А. К. и следущего оборудования: стеклянные банки с широким
горлом и хорошопригнанными пробками, чашки Петри, предметные и
покровные стекла, пипетки капельные, препаровальные иглы, пинцет,
ручка, карандаш, фотоаппарат Canon Power Shot A 720 IS микроскопов:
бинокулярyного микроскопа «Микромед» и цифрового микроскопа Bresser
Junior DM 400, мы определили следующие водоросли:
 Кладофора - Cladophora fracta,
6






Кладофора сборная - Cladophora glomerata,
Улотрикс опоясанный - Ulotrix zonata,
Формидиум - Phormidium ,
Спирогира - Spirogyra,
Осциллятория - Oscillatoria,
Диатома – Diatoma vuIgare
Таблица 2. Исследование обрастания днища крейсера «Аврора» по
уровню экологического регресса изученной альгофлоры.
N/п
Вид водорослей
Отдел водорослей
1.
Кладофора сборная
Отдел
водоросли
зелёные
I , II класс
Cladophora glomerata,
Уровень
экологического
регресса
2.
Cladophora fracta
Отдел
водоросли
зелёные
I , II класс
3.
Улотрикс опоясанный
Отдел
водоросли
зелёные
I , II класс
Ulotrix zonata
4.
Формидиум - Phormidium
Отдел Сине-зелёные
водоросли
---
5.
Спирогира - Spirogyra
Отдел Харофиты
---
6.
Осциллятория - Oscillatoria
Отдел Сине-Зеленые
водоросли
III класс
7.
Диатома – Diatoma vuIgare
ОтделДиатомовые
II класс
Выводы:
1. По проведённым органолептическим исследованиям проб поверхностных вод
реки Большая Невка мы получили следующие результаты: рН воды
исследованных проб соответствует ПДК, цветность, мутность, характер и
интенсивность запаха превышает ПДК, что косвенно свидетельствует о
загрязненности воды. Кислородный режим вод в истоках Большой Невки
характеризуется большим содержанием кислорода, 8 мг/л.
7
2. Из изученных видов водорослей 1 вид относится к одноклеточным
водорослям, 6 видов – к многоклеточным водорослям;
3. Доминирует отдел зелёных водорослей -3 вида: Cladophora glomerata.
Cladophora fracta, Ulotrix zonata; 2 вида - сине-зелёных водорослей:
Phormidium, Oscillatoria, один вид-отдел харофиты - Spirogyra, один вид –
Diatoma vuIgare - диатомовые водоросли.
4. Используя классификацию водных экосистем по уровню экологического
регресса можно сделать вывод о том, что водоросли, формирующие
обрастание на днище крейсера «Аврора» свидетельствуют о том, что уровень
загрязнения вод в реке Большая Невка находится на уровне II, III класса т.е.
имеется экологический регресс за счёт антропогенной нагрузки.
Предложения:
1. Данные исследования можно использовать для дальнейшего изучения
альгофлоры и для сохранения биоразнообрзия акватории реки Большая
Невка.
2. Дальнейшие исследования видового состава водорослей поможет установить
доминирующие виды и изучать их в качестве биоиндикаторов качества воды.
Список литературы
1. А б а к у м о в В.А. Основные направления изменения водных биоценозов в
условиях загрязнения окружающей среды // Проблемы экологического
мониторинга и моделирования экосистемы. Т. 2. - Л., 1979. - С. 34-47.
2. Ашихмина Т.Я. и др. Биоиндикация и биотестирование – методы познания
экологического состояния окружающей среды. – Киров, 2005.
3. Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П.
Горкин; М.: Росмэн, 2006.
4. Гуревич А.А. Пресноводные водоросли (определитель)- М: Просвещение,
1966.
5. Дьяченко Г.И. Мониторинг окружающей среды (Экологический мониторинг)
Новосибирск. – 2003.
6. Краткое руководство по определению родов пресноводных водорослей/ Сост.
А. К. Храмцов — Мн.: БГУ, 2004 — 49с.: ил.
7. Крестьянинов В. Я. Крейсера Российского Императорского флота 1856 - 1917.
Часть I. — Спб. Галея Принт, 2003. — 500 с.
8
8. Крестьянинов В. Я. Цусимское сражение 14—15 мая 1905 года. — 2-е изд. —
СПб.: Остров, 2003. — 272 с.
9. Муравьёв А.Г. Руководство по определению показателей качества воды
полевыми методами. 2-е изд., перераб. и дополн. - Спб.: Крисмас+, 1999.-232
с.
10. Поленов Лев Львович Крейсер «Аврора», Л.:Судостроение,1987,264 с.
11. Р у к о в о д с т в о по гидробиологическому мониторингу пресноводных
экосистем / под ред. В.А. Абакумова. - СПб: Гид - росметеоиздат, 1992. - 318
12. P 52.24.566-94 Рекомендации. Методы
загрязнения пресноводных экосистем
токсикологической
оценки
13. Телянер Б.Е., Турмов Г.П., Финкель Г.Н. Технология ремонта корпуса судна.
Л., Судостроение, 1984.- 288 с.
14. Толковый Военно-морской Словарь, 2010
9
10