Оценка качества воды рек Кундыш и Ольховая биотическими

«Солнечная средняя общеобразовательная школа»
Оценка качества воды рек Кундыш и Ольховая
биотическими методами.
Авторы: Михайлова Анастасия
Чешаева Анастасия
Руководитель:
Лобанова Лариса Борисовна
учитель биологии
Солнечный 2011
Введение
Загрязнения в водоемах могут быть не только химическими но и биологическими.
К биологическим загрязнениям относятся стоки с животноводческих предприятий.
Производство диетических продуктов питания – яиц и мяса птицы сконцентрировано, в
основном, на крупных специализированных предприятиях – птицефабриках, которые
функционируют практически во всех регионах России. Вполне естественно, что от
птицефабрик в определенных пропорциональных количествах поступают органические
отходы:
птичий
помет,
сточные
воды,
непищевые
продукты
мясопереработки.
Своевременное непринятие предупредительных мер по утилизации этих отходов привело
к тому, что многие птицефабрики около крупных городов и поселков стали оказывать
негативное действие на санитарно-экологическое состояние окружающей природной
среды, так стало происходить заметное загрязнение прилегающих к птицефабрикам
рельефа почв, водоемов, лесов и пастбищ. В конечном итоге наносится серьезный
экономический, экологический и социальный ущерб не только сельскохозяйственным
землям, но и жителям близлежащих населенных пунктов.
Актуальность
Раньше, когда в нашем поселке открыли птицефабрику, рыбаки заметили, что это
привело к сокращению видов рыб в реке, протекающей неподалеку с птицефабрикой.
Через несколько лет эту птицефабрику закрыли, в реке частично восстановились виды
рыб. В поселке Голубой в феврале 2011 года снова восстановили птицефабрику. В посёлке
Солнечный Птицефабрику восстановили на два года раньше. В связи с этим нас
заинтересовал вопрос: «А попадают ли отходы птицефабрики в реки, и как повлияет это
на биоценозы рек?». Мы решили провести исследование.
Цель: Определить чистоту рек Кундыш и Ольховая методами биоиндикации.
Задачи:
1. Выбрать методики определения чистоты водоёма.
2. Определить места сбора проб.
3. Собрать беспозвоночных в намеченных местах водоёмов.
4. Определить видовой состав беспозвоночных.
5. Подсчитать индекс загрязнения по выбранным методикам
6. Сделать выводы.
Обзор литературы
Применение всё более энергоёмких технологий в современном промышленном
птицеводстве сопровождается увеличением антропогенной нагрузки на окружающую
среду. Это влечёт повышение затрат на предотвращение негативных последствий от
загрязнений, поступающих от птицефабрик.
Что же необходимо предпринять для улучшения природы вблизи птицеводческих
предприятий?
Особенно важно выявить возможные негативные последствия и определить методы
их предупреждения. К таковым в соответствии с Федеральным законом от 10.01.2002 №7ФЗ (ст. 16) можно отнести выбросы в атмосферный воздух загрязняющих и иных веществ;
сбросы в водные и подземные объекты и водосборные площади; загрязнение почв;
накопление отходов производства и потребления.
Источники загрязнений, выделяемые птицеводческими предприятиями в окружающую
среду, делятся по видам на:
■газопылевые выбросы — продукты разложения или сжигания органических отходов:
микроорганизмы, пыль, органические соединения, окислы азота, серы, углерод;
■сточные воды, содержащие полидисперсную массу с твёрдыми включениями пыли, пуха,
остатков корма, а также азот, нитриты, нитраты, хлориды, сульфаты, фосфаты, патогенные
микробы, жиры, железо, бактериологические (БПК) и химические (ХПК) загрязняющие
вещества, нефтепродукты, СПАВы;
■органические отходы производства (птичий помёт) с множеством микроорганизмов;
■непищевые отходы птицепереработки: перо, ветеринарные конфискаты, малоценные
продукты, а также павшая птица.
Оценка каждого загрязнителя осуществляется экологической службой предприятия в
соответствии
с
действующими
нормативными
документами
по
регулированию
природоохранной деятельности и мониторингу окружающей среды и под контролем
соответствующих надзорных органов.
Загрязнение окружающей среды птицеводческими и птицеперерабатывающими
предприятиями чаще всего происходит из-за несовершенства применяемых технологий и
технических средств, несоблюдения установленных экологических требований.
Наиболее простой способ снижения негативного воздействия на природу —
модернизация и обновление технологического оборудования в подразделениях, внесение
изменений в организацию хозяйственной деятельности, соответствующих современным
экологическим нормам.
Это возможно путём внедрения малоотходных и безотходных технологий,
основанных на включение в хозяйственный оборот всех сырьевых ресурсов, которые
постоянно образуются и накапливаются в хозяйствах. Уменьшая объёмы органических
отходов, газопылевых выбросов, потребления воды и сбрасывания сточных вод, можно
снижать негативное воздействие на окружающую среду.
Российскими научными работниками подсчитано, что птицефабрика на 400 тыс.
кур-несушек или на 6 млн цыплят-бройлеров вырабатывает ежегодно до 40 тыс. т последа,
500 тыс. м 3 сточных вод и 600 т продуктов технической переработки птиц. Для хранения
отходов занято большое количество пахотных земель. При этом последохранилища
является сильным источником неприятных запахов. Отходы сильно загрязняют
поверхностные
и
подземные
воды.
Самая большая проблема здесь в том, что оборудование для очищения питьевой
воды не приспособлено для удаления азотосодержащих соединений, которые в большом
количестве присутствующие в жидком последе. Вот почему поиск путей эффективной
утилизации последа составляет одну из основных проблем развития промышленного
птицеводства.
Как
показали
результаты обследования многих
птицефабрик
в
различных
регионах России, одной из главных причин возникновения экологической опасности от
накапливания помета является низкое качество выполнения технологических операций по
удалению помета из птицеводческих помещений, а также его неправильного хранения,
транспортирования и, самое главное. использования в качестве органического компонента
при производстве удобрений.
При
длительном
хранении помёта
на
грунтовых
площадках
происходит
загрязнение почвы, грунтовых и поверхностных вод. В поверхностном слое почвы таких
площадей по высоте 0,4 м содержится до 4950 кг/га минерального азота, в том числе 2500
кг/га нитратного, что в 17 раз выше по сравнению с незагрязнённой почвой.
В грунтовых водах на площадках хранения птичьего помета, где накапливаются
атмосферные осадки, содержание (мл/л) нитратного азота превышает содержание его в
дренажных водах с поля в 2 раза, аммиачного азота — в 8 раз, фосфора — в 11 раза, калия
— в 10 раз. Эрозия почв, смыв удобрений и органических отходов приводят к
сильнейшему загрязнению рек и озер.
Неудовлетворительное хранение и неудовлетворительное использование помета не
только наносит существенный вред окружающей среде, приводя прилегающие к
птицефабрикам территории в неудовлетворительное экологическое состояние, но и
приводит к потерям огромного количества необходимого для сельскохозяйственных
угодий качественного органического удобрения.
Методики работы:
Оценка качества воды по биотическому индексу Майера
О чистоте воды природного водоема можно судить по видовому разнообразию и обилию
животного населения.
Чистые водоемы заселяют пресноводные моллюски, личинки веснянок, поденок,
вислокрылок и ручейников. Они не выносят загрязнения и быстро исчезают из водоема,
как только в него попадают сточные воды.
Умеренно загрязненные водоемы заселяют водяные ослики, бокоплавы, личинки мошек
(мокрецов), двустворчатые моллюски-шаровки, битинии, лужанки, личинки стрекоз и
пиявки (большая ложноконская, малая ложноконская, клепсина).
Чрезмерно загрязненные водоемы заселяют малощетинковые кольчецы (трубочники),
личинки комара-звонца (мотыли) и ильной мухи (крыска).
Данная методика подходит для любых типов водоемов. Она более простая и имеет
большое преимущество — в ней не надо определять беспозвоночных с точностью до вида.
Метод основан на том, что различные группы водных беспозвоночных приурочены к
водоемам с определенной степенью загрязненности. При этом организмы-индикаторы
относят к одному из трех разделов, представленных в таблице.
Обитатели чистых вод, Организмы средней
Х
чувствительности, Y
Личинки веснянок
Бокоплав
Личинки поденок
Речной рак
Личинки ручейников
Личинки стрекоз
Личинки вислокрылок
Личинки
комаров-долгоДвустворчатые
ножек
моллюски
Моллюски-катушки,
моллюски-живородки
Обитатели
водоемов, Z
загрязненных
Личинки комаров-звонцов
Пиявки
Водяной ослик
Прудовики
Личинки мошки
Малощетинковые черви
Нужно отметить, какие из приведенных в таблице групп обнаружены в пробах.
Количество найденных групп из первого раздела необходимо умножить на 3, количество
групп из второго раздела — на 2, а из третьего — на 1. Получившиеся цифры складывают:
Х*3 + Y*2 + Z*1 = S
По значению суммы S (в баллах) оценивают степень загрязненности водоема:
·
более 22 баллов — водоем чистый и имеет 1 класс качества;
·
17-21 баллов — 2 класс качества;
·
11-16 баллов — умеренная загрязненность водоема, 3 класс качества;
·
менее 11 — водоем грязный, 4 -7 класс качества.
Если проводить исследования качества воды регулярно в течение какого-то времени и
сравнивать полученные результаты, то даже с использованием этих простых методов
можно уловить, в какую сторону изменяется состояние водоема.
Оценка качества воды по биотическому индексу Вудивисса
1.
Используя карту или схему реки, выбирают места отборов проб (станции). Для
оценки состояния экосистемы реки станции отбора проб должны закладываться в
одинаковых биотопах с учетом характера грунта (каменистая, песчаная литораль, риталь и
т.д.).
2.
В намеченных станциях с помощью различных орудий лова отбираются пробы
зообентоса. Затем в течение 15-20 минут на каждой станции осуществляется
дополнительный сбор всех бентических животных, которые попадут в поле зрения
исследователей. Проба промывается в промывальнике, выкладывается в кювету.
Животных выбирают из кюветы с помощью пинцетов или пипетки и определяют группы.
3.
Выясняют, какие индикаторные группы есть в водоеме. К индикаторным относятся:
личинки веснянок, поденок, ручейников, рачки бокоплавы, равноногие раки, трубочники,
личинки хирономид.
4.
Оценивают общее разнообразие донных беспозвоночных, подсчитывают число
групп, под группой понимают:
5.
1.
любой вид плоских червей,
2.
класс малощетинковых червей (кроме р. Nаis),
3.
р. Nais,
4.
любой вид моллюсков , пиявок , ракообразных, водных клещей,
5.
любой вид веснянок , перепончатокрылых жуков,
6.
любой вид поденок, кроме Baetis rodani,
7.
любое семейство ручейников,
8.
семейство комаров звонцов, кроме видов р. Chironomus sp.,
9.
Cheronomus sp.,
10.
личинки мошек Simuliidae,
11.
каждый известный вид личинок других летающих насекомых.
Находят индекс водоема по таблице 1 на пересечении значения общего количества
групп и индикаторной группы, начиная сверху с личинок веснянок.
6.
Определяют степень загрязнения водоема
Если водоем от
0-2 балла - очень сильное загрязнение (5-7 класс качества), водное сообщество находится в
сильно угнетенном состоянии.
3-5 баллов - значительное загрязнение (4-5 класс качества).
6-7 баллов - незначительное загрязнение водоема (3 класс качества).
8-10 баллов и выше - чистые реки (1-2 класс качества).
Таблица 1
Определительная таблица расчета индекса Вудивисса
>
1 Общее количество групп
Вида
11210-1 2-5 6-10
16-20
1 Вид
15
25
Plecopterg
>
1
7 8
9
10 11
Личинки
Вида
6 7
8
9
10
веснянок
1 Вид
>
1
Efimeroptera
6 7
8
9
10
Вида
Личинки поденок
5 6
7
8
9
1 Вид
Trechoptera
5 6
7
8
9
Личинки ручейников
4 4 5
6
7
8
Gammarus
3 4 5
6
7
8
Индикаторные
группы
26-30
3135
36-40 >40
12
13
13
12
14
13
15
14
11
10
12
11
13
12
14
13
10
9
9
11
10
10
12
11
11
13
12
12
Бокоплавы
Isopoda
2
Равноногие раки
Только
трубочник
(Tubifex)
1
или личинки комаров
(Chironomidae)
Все
данные
группы
0
отсутствуют
* кроме вида Baetis rhodani
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
-
-
-
-
-
-
-
Мини-определитель данных беспозвоночных для оценки качества воды методом
Вудивисса.
1.
2.
Основные индикаторные группы:
1.
Личинки веснянок
2.
Личинки поденок
3.
Личинки ручейников Trichoptera
4.
Бокоплавы род Gammarus
5.
Равноногие раки
6.
Малощетинковые черви p. Tubifex
7.
Личинки комаров-звонцев Chironomidae
Прочие группы
9-10 Молюсково-двустворчатые
16
Личинки
жуков.
Жуки
Corixidae
11-12б Моллюски легочные
17 Личинки мошек Similiidae
11-12в Пиявки Hirudinea
18 Личинки стрекоз Odonate
14 Водяные клещи
19 Водяной клоп Hemiptera
15
Личинки
сергатокрылые
Sialidal
Результаты исследований
Забор проб проводили в июне 2011 года. Места для сбора материала выбирали с учётом
рельефа. На реке Ольховой одну пробу взяли напротив птицефабрики, вторую на 200
метров выше по течению, третью на 200 метров ниже по течению. На реке Кундыш
действовали подобным образом. В результате на реке Кундыш, напротив птицефабрики
были обнаружены водяной скорпион, шаровка роговая, ручейник, прудовик ушковый,
катушка, пиявка, водомерка. Индекс по Майеру 8, по Вудивиссу 5.
Выше по течению были обнаружены прудовик ушковый, шаровка роговая, горошина
речная, личинка стрекозы, катушка. Индекс по Майеру 9, по Вудивиссу 7. Ниже по
течению-водяной скорпион, большой прудовик, прудовик ушковый, лужанка болотная,
шаровка роговая, пиявка ложноконская, личинка подёнки. Индекс по Майеру
10, по
Вудивиссу 7.
Исследования
на
реке
Ольховая
дали
следующие
результаты:
напротив
птицефабрики обнаружены: личинка жука плавунца, катушка, жук плавунец, личинка
стрекозы. Индекс по Майеру 4, по Вудивиссу 7. Выше по течению обнаружены: личинка
веснянки, личинка жука водолюба, пиявка. Индекс по Майеру 5, по Вудивиссу 7. Ниже по
течению: катушка роговая, битиния щупальцевая, личинка подёнки и личинка веснянки,
личинка стрекозы. Индекс по Майеру 7, по Вудивиссу 6.
Место сбора проб Индекс по Вудивиссу Индекс по Майеру
Кундыш №1
5
8
Кундыш №2
7
9
Кундыш №3
7
10
Ольховая №1
7
4
Ольховая №2
7
5
Ольховая №3
6
7
Таким образом, по биотическому индексу Вудивисса водоёмы имеют не
значительное загрязнение, только Кундыш, напротив птицефабрики имеет среднюю
степень загрязнения.
А по биотическому индексу Майера водоёмы значительно загрязнены.
Выводы: Благодаря проведённым исследованиям мы определили чистоту рек
Кундыш и Ольховая. Река Ольховая загрязнена несколько больше чем река Кундыш. Это
связано, по нашему мнению с более ранним восстановлением птицефабрики в посёлке
Солнечном и с меньшими размерами реки. Загрязнение рек значительное. Возможно,
загрязнение связано и с приусадебными участками, также расположенными вдоль обеих
рек. Мы намерены дальше следить за чистотой водоёмов и в будущем намерены
продолжить исследования с помощью химических методов.