Влияние синтетических моющих средств на водные экосистемы

Министерство образования Российской Федерации
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Сонковская СОШ»
ТЕМА: «Влияние синтетических моющих средств на
экосистемы водоёмов»
Научно-исследовательская работа по экологии.
Учениц 9А класса:
Осинкиной Марии,
Мельниковой Анастасии
Научный руководитель:
Шкварцева В.А.
2010 год
Оглавление
Стр.
Введение
3
1.Влияние синтетических моющих средств на водные экосистемы.
5
2. Роль микроорганизмов в пресноводных экосистемах.
7
3. Методика выполнения работы.
9
4. Заключение.
10
5. Список литературы.
11
2
Введение
Вода – самая распространенное неорганическое соединение на нашей
планете.
Вода - основа всех жизненных процессов, единственный источник
кислорода в главном движущем процессе на земле - фотосинтезе. Вода
присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, почве,
живых организмах. Это среда обитания для животных , растений и
микроорганизмов. Фито – и зоопланктон помогают процессам
самоочищения водных экосистем.
Под загрязнением водоемов подразумевается снижение их биосферных
функций и экономического значения в результате поступления в них
вредных веществ. Одним из опасных загрязнителей воды являются
синтетические моющие средства и поверхностно - активные вещества.
Существует мнение, что современные моющие средства негативно влияют на
процессы в водных экосистемах. В лабораторных условиях мы решили
проверить это предположение.
Цели работы:
1) обнаружить и охарактеризовать изменения в экосистеме сенного
настоя в разных условиях освещения в течение определенного времени;
2) выяснить влияние синтетических моющих средств на экосистему
сенного настоя;
3) выяснить влияние моющих средств на экосистемы пресных водоемов.
Влияние различных экологических факторов на живые организмы в
работе рассматриваем на примере экосистемы сенного настоя. В
атмосферном воздухе содержится большое количество микроорганизмов ,
их спор и цист. Попадание в благоприятные условия, микроорганизмы
размножаются. В ходе работы велись наблюдения за динамикой
численности микроорганизмов под воздействием различных
экологических факторов (свет, температура).
Вторая часть работы помогла выяснить влияние синтетических
моющих средств на водные экосистемы. Попадание различных
химических веществ в природные водоемы - это влияние антропогенного
фактора. Под таким воздействием меняется видовой состав водоемов ,
3
уменьшается численность микроорганизмов, что и было доказано в ходе
наблюдения за опытными образцами.
4
Влияние синтетических моющих средств на водные экосистемы
Природные воды - очень важная часть биосферы. В них протекает
значительная часть химических реакций, они являются
транспортными путями для перераспределения химических элементов
между биогеоценозами . Но самая главная роль воды в биосфере состоит
в том, что она является средой и источником водорода для жизненных
процессов, происходящих внутри организмов и для создания тех
условий среды, которые обеспечивают возможность жизни на Земле.
В естественных условиях вода никогда не свободна от примесей . В ней
растворены различные газы и соли ,взвешены твёрдые частицы . Пресной
считается вода с содержанием солей до 1грамма в литре . Морская вода
содержит в среднем 35г\л солей .
Сброс неочищенных производственных или бытовых сточных вод в
водоёмы оказывает на них многообразное отрицательное воздействие .
Прежде всего, загрязнённая вода не может быть использована для
водоснабжения . Кроме того, содержащиеся в воде растворимые и
нерастворимые органические и неорганические вещества приводят к
образованию шламовых донных отложений , к загниванию и изменению
воды, гибели водной флоры и фауны . В каждом водоёме , куда
сбрасываются сточные воды, кроме рыб и водоплавающих птиц ,
находятся в толще воды планктон , состоящий из взвешенных в воде
мельчайших микроорганизмов . Планктон является пищей для рыб. На
дне водоёмов находятся донные организмы, составляющие бентос .
Природа имеет громадные резервы и способность регулировать или
поглощать дополнительные дозы веществ. Однако когда количество
накопленного вещества превышает его расход , данный компонент
становится загрязнением и уровень его содержания называется пороговым уровнем . Ниже этого уровня система приспосабливается к
введённому веществу за счёт естественных процессов . Выше этого
уровня естественные процессы оказываются не в состоянии
регулировать систему .
Водоёмы способны к самоочищению, так как поступающие загрязнения в
большинстве случаев разрушаются, меняются их физико-химических
свойства , структура , концентрация . Органические вещества разлагаются
под действием организмов . Бактерии , попадающие в сточные воды ,
погибают под действием УФ-излучения , изменения температуры .
5
Самоочищение - это важное явление, здесь сам водоём выполняет
функции очистного сооружения .
Обычно под ПАВ подразумевается продукт , который входит в состав
моющих веществ . ПАВ как правило , содержит одну или более групп
поверхностно- активных агентов и несколько связывающих
компонентов . Группы выполняют две функции :а)уменьшают натяжение
жидкости , б)снижают жёсткость воды . Кроме того , моющие средства
содержат отбеливающие , придающие блеск вещества .
Фосфатные компоненты легко гидролизуются:
Р3О-510 + Н2О = 2НРО2-4 + Н 2РО-4
Образующиеся продукты гидролиза не опасны для человека и животных;
однако необходимо учитывать воздействие фосфатов на растения. Фосфаты
являются питательной средой для растений и могут вызвать их интенсивный
рост, что создаёт серьёзные проблемы. По мере отмирания растений
начинается их гниение, и вода обедняется кислородом, что ухудшает условия
существования других форм жизни в воде. Этот процесс называется
эвтрофикацией – накопление органических веществ в воде и зарастание
водоемов.
6
Роль микроорганизмов в пресноводных экосистемах
Простейшие обладают тончайшими морфофизиологическими
приспособлениями к обитанию в различных экологических условиях. Как
правило, микроскопических размеров, обитают в воде, влажной почве или в
теле различных животных и человека. Простейшие способны передвигаться с
помощью ложноножек, жгутиков или ресничек, реагируют на различные
раздражители. Питаются простейшие другими микроорганизмами,
одноклеточными водорослями и гниющими органическими веществами.
Паразитические формы обитают на поверхности тела, в полостях тела или
тканях организмов своих хозяев. Поступившую пищу, они переваривают в
пищеварительных вакуолях, заполненных пищеварительными ферментами.
Некоторые из них, имеющие фотосинтезирующих внутриклеточных
симбионтов — хлорелл или хлоропласты (например, эвглены) способны
синтезировать органическое вещество из неорганических веществ с
помощью фотосинтеза.
Простейшие расселены по всей поверхности Земли. Их можно найти на дне
морей и океанов, в песках пустынь. Но особенно много простейших в почве и
пресных водоёмах. Если условия жизни становятся совсем невыносимыми,
простейшее может замедлять процессы жизнедеятельности, покрывшись
плотной оболочкой. Такое состояние называется цистой. Зато в
благоприятной среде простейшее способно размножаться с большой
скоростью, уступая в этом только бактериям. За сутки у простейшего может
появиться более 500 потомков. Эти микроорганизмы могут серьёзно влиять
на жизнь планеты. За всю историю Земли в её океанах появилось и погибло
множество простейших. Их микроскопические скелеты опускались на дно. За
десятки миллионов лет наслоились, образовав мощные отложения – мел,
известняки, возможно и залежи нефти.
Зелёные водоросли обитают в пресных водоёмах, встречаются морские
формы. Некоторые приспособились к жизни в почве и на её поверхности, на
коре деревьев, на скалах и даже в воздухе. Они обладают высокой скоростью
размножения и интенсивным фотосинтезом. Водоросли создают
органическое вещество, за счёт которого существует всё живое в водоёме. Их
сообщество называется фитопланктоном.
Сине-зеленые водоросли ( цианобактерии) самые древние выделяющие
кислород организмы на Земле, им более 2,5 млрд.лет. Именно они, выделяя
кислород, сделали возможным существование на планете грибов, растений и
животных, нуждающихся в кислороде для поддержания жизни. Учёным
известно около 2 тыс. видов сине-зеленых, которые живут преимущественно
в пресных водоёмах, но встречаются и на суше. Эти организмы способны
превращать в органические вещества атмосферный азот, могут жить на
7
скалах, первыми заселять вулканические острова. Ареал обитания
цианобактерий очень широкий: от горячих источников с температурой 85°С
до льдов Антарктиды; известны виды, которые обитают в симбиозе с
другими организмами.
Однако сине-зеленые могут приносить большой вред, когда интенсивно
размножаясь, вызывают «цветение воды». Вода приобретает зеленоватый
цвет и болотный запах. При массовом отмирании цианобактерий в воду
попадают ядовитые вещества, которые приводят к гибели рыб. Эти вещества
вызывают раздражение слизистых оболочек у человека и животных.
Все микроорганизмы играют важную роль в экосистемах. Они поддерживают
круговорот вещества, редуцируют мёртвое органическое вещество, являются
звеньями пищевых цепей, поддерживают устойчивость всей биосферы.
8
Методика выполнения работы.
Три баночки с мелко нарезанным сеном заливаем кипяченой
водой и ставим при различной освещенности : на освещенное окно, в
полутени, в темном шкафу. В течение 3-х недель ведем наблюдение за
сенным настоем. Наблюдаем при интенсивном потоке света размножение
одноклеточных зеленых водорослей, «цветение воды». Через несколько
дней размножаются гнилостные бактерии: вода приобретает гнилостный
запах. Эти бактерии являются пищей для инфузорий, поэтому вода
самоочищается. После интенсивного размножения инфузории гибнут изза недостатка пищи. Наибольшее количество микроорганизмов мы
наблюдали в сенном растворе, который находился под постоянным
воздействием солнечного света. В других образцах количество
организмов было меньше. ( См. презентацию)
Затем мы добавили синтетическое моющее средство в один из
опытных образцов. Через некоторое время повторили наблюдения. В
сенном растворе с моющим средством резко сократилось число
микроорганизмов, что доказывает подавляющее действие синтетических
моющих средств на флору и фауну природных водоемов. Реки, озера,
пруды теряют способность к самоочищению, в результате увеличивается
скорость эвтрофикации водоемов. ( См. презентацию)
9
Заключение
Анализируя результаты опытов с экосистемой сенного раствора, можно
сделать следующие выводы:
1) наибольшее количество микроорганизмов мы наблюдали в сенном
растворе, который находился под постоянным воздействием
солнечного света, в других образцах количество организмов было
меньше;
2) свет – это главный источник энергии для любой экосистемы;
3) синтетические моющие средства оказывают подавляющее действие на
экосистему сенного раствора;
4) аналогичное действие моющие средства оказывают на флору и
фауну природных водоемов: реки, озера, пруды теряют
способность к самоочищению, в результате чего увеличивается
скорость эвтрофикации водоемов.
10
Список литературы
1.Балина Т.К. Охрана природы( химическая экология): Учеб.пособие. Тверь,
1995г, 83 с.
2.Криксунов Е.А., Пасечник В.В.Экология. 10(11) класс: учеб. Для
общеобразоват. Учеб. Заведений.- М.: Дрофа, 2001.-256с.
3.Ратанова М.П., Сиротин В.И. Рациональное природопользование и охрана
окружающей среды: Пособие для учащихся.- М.: Мнемозина, 1995г.-144с.
4.Энциклопедия для детей.Т.2.Биология. – 5-е изд., Э68 перераб. И доп./
Глав. Ред. М.Д. Аксёнова.2003. – 704 с.
11