Вода с волги состав

Научно — исследовательская работа «Качество воды в р.Волга»

Научно – исследовательская работа «Исследование качества воды в реке Волга»

Скачать:

Вложение	Размер
kachestvo_vody_v_volge_guskova_liza.docx	115.52 КБ

Предварительный просмотр:

Научно – исследовательская ( или исследовательская, или творческая) работа

«Исследование качества воды в реке Волга»

1. Физико-географическое описание реки Волга и исследуемого района……..

2. Оценка качества воды в реке Волга и результаты исследования……………

2.1.Определение температура воды……………..…………………………….

2.3. Определение мутности и прозрачности воды …………………………..

2.4. Определение цветности воды ……………………………………………..

2.5. Кислотно–щелочной баланс воды рН …………………………………….

Список использованной литературы и интернет источников ……………….

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты – сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами… Ты самое большое богатство на свете…». Созерцание удивительных по своей красоте фотографий речных просторов нашей республики еще раз подтверждают слова известного французского писателя и поэта Антуана де Сент-Экзюпери.

Вода является самым важным компонентом природы, она играет чрезвычайно важную роль в жизни человека, животного и растительного мира. Для человека вода имеет важное производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель и т.д. Особа ценна для человека пресная вода рек. Питьевая вода должна быть не только пресная, но еще и «чистая».

Республика Татарстан достаточно хорошо обеспечена водными ресурсами. Они слагаются из запасов воды в реках, озерах, прудах, а также включают верхние горизонты подземных вод [1].

Источниками водоснабжения г. Казани являются река Волга и подземные воды. За счёт поверхностных вод Волги обеспечивается 92% от общей потребности города в воде. Остальное приходится на долю подземных водных источников [4].

Принимая во внимание, что качество питьевой воды при централизованном водоснабжении зависит от трех основных факторов: качества воды в источнике, технологии водоподготовки и состояния водопроводной сети, в настоящей работе рассмотрено первое звено цепи – сезонные изменения поверхностных вод участка реки Волги по некоторым показателям качества и биологические свойства речной воды.

Состояние Великой реки Волга последнее время ухудшается, происходит катастрофическое снижение качества воды, в летние месяцы происходит ее активное «цветение». Поэтому проблема сохранения качества воды является на данный момент самой актуальной. Актуальность гидроэкологических исследований связана с обострением экологической обстановки в различных регионах России. В настоящее время масштабы антропогенного воздействия на природные системы возросли и достигли гигантских величин. Важность проблемы охраны окружающей природной среды подчеркивается в законе Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды».

Цель работы: исследование качества воды в реке Волге на выбранном участке, выявление факторов, влияющих на состояние речной воды.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи :

• изучить литературу по теме;
• составить физико-географическое описание реки Волга и исследуемого района;
• изучить особенности термического режима реки;
• определить параметры качества воды в реке на цветность, запах, прозрачность, мутность, кислотность.
• провести оценку речной воды;
• проанализировать полученные результаты.

Методика проведения исследования: Для изучения качества воды были выбраны органолептические исследования (с помощью органов чувств). Они дают возможность предварительно обследовать состояние реки и ее берегов, по виду, цвету или запаху воды увидеть тревожные симптомы, которые в дальнейшем требуют детального изучения.

Материалы и оборудование: чистые бутылки для отбора воды, универсальная индикаторная бумага со шкалой, цилиндры, фильтровальная бумага, воронка, химический стакан, лист белой бумаги (с текстом), пробирки, микроскоп.

1.Физико-географическое описание реки Волга и исследуемого района.

Волга — великая русская река длиной 3530 км. Река Волга берёт начало на Валдайской возвышенности (на высоте 229 м), впадает в Каспийское море. Волга— крупнейшая в мире река внутреннего стока, то есть не впадающая в мировой океан. Речная система бассейна Волги включает 151 тыс. водотоков (реки, ручьи и временные водотоки) общей протяжённостью 574 тыс. км. Бассейн реки Волга занимает около 1/3 Европейской территории России и простирается от Валдайской и Среднерусской возвышенностей на западе до Урала на востоке. Основная, питающая часть водосборной площади Волги, от истока до городов Нижнего Новгорода и Казани, расположена в лесной зоне, средняя часть бассейна до городов Самары и Саратова — в лесостепной зоне, нижняя часть — в степной зоне до Волгограда, а южнее — в полупустынной зоне. Волгу принято делить на 3 части: верхняя Волга — от истока до устья Оки, средняя Волга — от впадения Оки до устья Камы и нижняя Волга — от впадения Камы до устья. Протяженность Волги в пределах республики Татарстан составляет 230 км.

Огромный бассейн реки Волги (1360 тыс.кв.км) составляет около 8% территории России. Здесь проживает свыше 42% всего населения страны, производится свыше 20% промышленной и сельскохозяйственной продукции страны. Средний расход воды 7710 куб. м/сек. Волга — самая крупная и полноводная река Европы. Первое упоминание о ней встречается в трудах древнегреческого историка Геродота (5 век до нашей эры). В письменных древнеримских источниках 2-4 веков Волга географически идентифицировалась как река Ра — “щедрая”. В арабских источниках именуется Ателью — рекой рек, великой рекой. Русское название Волга (ст.-слав. Вольга) произошло от праславянского Vьlga, волглый — волога — влага. [6]

Для изучения состояние водной экосистемы был выбран участок реки Волга в 60 км от города Казани Лаишевского района Республики Татарстан, на базе отдыха «Голубой залив», координаты: 55°29’36», 49°5’38.84″. Климат исследуемого участка характеризуется как умеренно континентальный с теплым летом и умеренно холодной зимой. Самым теплым месяцем является июль, средняя температура его равна +20°С, январь наиболее холодный месяц со средней температурой -13°С. Рельеф равнинный. Природная зона – лесная, преобладают хвойные деревья (сосны). В лесу замечены зайцы, белки, лисы, ежи, лягушки, ужи, ящерицы, дятлы, кукушка.

Для оценки состояния водоема проводилось предварительное обследование местности. Для регистрации данных заполнялся бланк записи результатов описания[2]. Первичное наблюдение проводилось 8 мая 2016 года. Береговая линия ровная. Пляж песчаный. На берегу прорастают отдельные деревья тополь и сосны. Исследуемое дно песчаное. Вблизи берега в воде прорастает рогоз узколистый (камыш) небольшой участок и элодея канадская в большом количестве. В реке обитает рыба: лещ, сом, щука. Само побережье чистое, но обнаружены единичные пластиковые бутылки, стеклянные бутылки и брошенный мангал. На исследуемом участке расположено большое место для разведения костра.

2. Оценка качества воды в реке Волга и результаты исследования.

Отбор проб осуществлялся каждые две недели с мая 2016 года по сентябрь 2016 года. Каждая проба нумеровалась, записывались температура воздуха и воды, пробы хранились в темном помещении. Описывалось качество воды по показателям: температура, запах, прозрачность, мутность, цветность и рН. Результаты занесены в таблицу (приложение 1), по которым сделаны соответствующие выводы.

2.1. Определение температура воды.

Температуру воды определяют с помощью специального термометра или обычным термометром, непосредственно у водоисточника при взятии пробы воды. Термометр опускают в воду на 10-15 минут и его показания отмечают немедленно по извлечении его из воды, после установления постоянной температуры.

Колебания температуры оказывают разное влияние на растения и водных животных. От температуры воды зависит развитие фито- зоопланктона. Например, бактерии гниения могут развиваться только при температуре выше 10 градусов [2].

Температура очень важна для поддержания высокого качества воды. От нее зависят многие физические, химические и биологические свойства воды.

• количество кислорода, которое может раствориться в воде (в холодной воде может содержаться больше кислорода, чем в теплой, потому что газы легче растворяются в холодной воде);
• фотосинтетическую деятельность водорослей и растений-макрофитов;
• скорость метаболических процессов у водных организмов;
• чувствительность организмов к ядовитым отходам, паразитам и болезням[7].

Результаты исследования. Анализ измерения температуры воды показал, повышение температуры отмечается в июле и августе, что характерно для этих месяцев в нашей полосе. Однако лето 2016 года было аномальным из-за высоких температур воздуха в июле и августе. Результаты измерений показывают прямую зависимость повышения температуры воды от повышения температуры воздуха. Температура воды в реке на исследуемом участке 27 июля составила 26 градусов.

Высокие температуры вызывают рост организмов, которые неблагоприятно влияют на рыб и здоровье людей. Самой благоприятной для жизни рыбы считается температура +15-20°С. Подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб — вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию [8]. Дальнейшее повышение температуры приводит к гибели рыбы. В этом году на берег было выброшено много мертвой рыбы. Возможно, были и другие факторы, предшествующие гибели рыбы.

Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов[9].

Летом в реке идеальные условия для развития сине-зеленых водорослей, повышение температуры ускоряет процесс. Во время цветения они значительно снижают содержание кислорода в воде и способствуют появлению мертвых зон, где из-за нехватки кислорода гибнет флора и фауна. Сине-зеленые токсичны, представляют серьезную угрозу для здоровья людей. Купание в такой воде чревато сыпью, астмой, рвотой, нарушением работы печени.

Распространение сине-зеленых водорослей летом – это серьезная экологическая проблема Волги. Они активно разрастаются вдоль берегов. Эти водоросли покрывают до 20-30% водохранилищ и стали настоящим бедствием для Волги. Опасность их активного появления в том, что эти растения выделяют до 300 видов органических веществ, большая часть из которых ядовита. 200 видов этих веществ до сих пор остаются неизвестными. Отмершие водоросли попадают на дно и увеличивают содержание фосфора, азота и создают идеальную среду для собственного самовоспроизведения. В результате происходит вторичное загрязнение. Вода, которая берется для водоснабжения не очищается от токсинов сине-зеленых.

Повышение температуры воды в реке обусловлено не только климатическими изменениями, характерными для этого сезона.

Деятельность человека может быстро изменить температуру воды. Вырубка деревьев по берегам реки может привести к повышению температуры. Наиболее крупные проблемы термального загрязнения связаны с тепловыми электростанциями.

Тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоём органических и минеральных веществ (смыв удобрений с полей, навоза с ферм, бытовых стоков), происходит процесс эвтрофикации, то есть резкого повышения продуктивности водоёма. Азот и фосфор, служат питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяет последним резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу свет, в результате чего идёт процесс их массового отмирания и гниения, сопровождающийся ускоренным потреблением кислорода, вплоть до полного его исчерпания.

Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека [10].

2.2. Определение запаха воды

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ. Они могут возникать в воде естественным образом с развитием в водоеме водорослей, плесеней, актиномицетов и других водных организмов, а также появиться при их отмирании. В таком случае запах характеризуют как землистый, гнилостный, болотный, сероводородный и т.д. Кроме характера запаха определяют его интенсивность. В колбу с притёртой пробкой наливают исследуемую воду (2/3 объёма) и сильно встряхивают в закрытом состоянии. Затем открывают и сразу же отмечают характер и интенсивность запаха. Запах воды определяют сразу по извлечению воды.

По характеру запахи делят на две группы:

• естественного происхождения (живущие и отмершие в воде организмы, загнивающие растительные остатки и др.)
• искусственного происхождения (примеси промышленных и сельскохозяйственных сточных вод) [11].

На запах воды оказывают влияние состав содержащихся в ней веществ, температура, значения рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая обстановка.

Нежелательно, чтобы вода имела запах, если она используется для питьевых и некоторых технических целей.

Источник

Независимые экологи впервые изучили содержание микропластика в Волге

Основные выводы

Фонд «Без рек как без рук» занимается экологической оценкой качества воды во внутренних водоемах России, и первым в нашей стране разработал комплексную программу изучения микропластика в российских реках. Ранее фонд проводил комплексные исследования, включающие количественную оценку содержания микропластика, на Дону, в Цимлянском и Можайском водохранилищах, в реке Оке. В этом году специалистами фонда впервые проведены исследования по содержанию микропластика в крупнейшей реке Европы — Волге.

Среднее содержание микропластика во всем верхнем течении Волги составляет около 1 частицы или 0,3 мг на кубометр воды. А его вынос с территории Тверской области при пересчете на среднегодовой расход реки и при условии равномерного распределения частиц составляет 3 кг в сутки или 1,1 т в год. В целом загрязнение Верхней Волги микропластиком можно оценить как «выше среднего», а на отдельных участках — «тревожное».

Много это или мало по сравнению с другими реками? Рейн ежегодно выносит в Северное море 10 т микропластика, в нижнем течении протекая через индустриальные агломерации Кельна, Дюссельдорфа и Рурской области. По расчетам австрийских специалистов, объем микропластика, выносимого Дунаем с территории Австрии, должен составлять около 17 т в год. Экспедиция фонда «Без рек как без рук» на Оке в 2019 году показала, что Ока выносит в Волгу в среднем 2,5 т микропластика в год: его количество достигает высоких значений ниже впадения в Оку Москва-реки — до 10 т в год. Конечно, объемы тверского микропластика потом значительно разбавляются речными водами ниже по течению, но это по-прежнему довольно значимые цифры

«Это говорит о том, что Волга не здорова с истока. Нездоровьем оказались охвачены даже ее верховья с самым высоким потенциалом для отдыха и туризма. Когда особенно актуальным для нашей страны стал внутренний туризм. Не начать решать проблемы Волги сейчас, значит переложить их на будущие поколения», — считает директор фонда «Без рек как без рук» Олег Ломаков.

Самая вероятная причина загрязнения — прошедшие проливные дожди, повышение уровня реки и усиленный смыв мусора с берегов. И если изначально основу микропластикового загрязнения составляли синтетические волокна, то на подступах к Ржеву в пробах появились частицы разных видов микропластика, что можно объяснить множеством различных источников загрязнения. Частицы были в основном бытового характера: пенопластовые шарики, осколки цветного пластика и кусочки полимерных пленок.

Пик загрязнения микропластиком — у выпуска очистных сооружений Твери — до 4 частиц или 1 мг на кубометр воды. С потенциалом выноса между Бортниковским ручьем и пристанью для сыпучих грузов больше 6 т в год. А на отрезке от СНТ ниже Твери до села Городня — свыше 4 т.

Содержание органики в Верхней Волге

Интегральный показатель содержания органических загрязнений в речной воде «химическое потребление кислорода» (ХПК), который может говорить об антропогенном или техногенном загрязнении воды, два раза подскакивал вверх до 70-80 мг/л у села Новоалексеевское, что до Ржева и чуть ниже Твери (при нормативе для водоемов питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения на уровне 15 мг/л, для водоемов рекреационного водопользования и находящихся в черте населенных пунктов — 30 мг/л). А перед Тверью показатель еще дважды взлетел до 250 мг/л, в 15 раз выше рекомендуемых значений, в месте впадения реки Тьмы и ниже аэродрома Мигалово, что соответствовало скорее сточным, нежели речным водам.

Крупных производств в этих местах нет. Это значит, что высокие значения ХПК, возможно, были вызваны смывом дождевыми водами органических удобрений или почвенного покрова с полей, либо же неудовлетворительной работой очистных сооружений.

Нитритный азот ниже Твери тоже подскочил до 20 ПДК. Причина такого превышения по азоту — только попадание в Волгу неочищенных или плохо очищенных хозяйственно-фекальных стоков.

Самые загрязненные органикой точки — выпуски очистных сооружений Ржева и Твери, и тверской речной порт. У первых двух были отмечены резкие пики хлорофилла. А у двух последних аммонийный азот показал 2,5 ПДК. Там же наблюдались и небольшие превышения фосфатов.

Воды озера Волго и Верхней Волги имели повышенную цветность от 50 и даже выше 100 единиц. А колебания цветности почти совпадали с содержанием хлорофилла, что свидетельствует о ее органической природе. Из положительного: сине-зеленых водорослей, способных выделять токсины и при цветении активно потребляющих кислород, из-за чего в водоеме может страдать флора и фауна, в Верхней Волге экспедиция не нашла.

Можно ли пить верхневолжскую воду?

На всем протяжении верхнего течения Волги показатели по марганцу, железу и алюминию в несколько раз превышали не только предельно допустимые концентрации (ПДК) для водных объектов рыбохозяйственного назначения, но даже гораздо менее строгие гигиенические нормы. Содержание меди в большинстве проб было выше ПДК в три раза, и примерно в половине случаев отмечалось превышение ПДК по ванадию и цинку в полтора раза. Превышение по цинку обнаружили прямо в центре тихого городка Старица, и не в одном месте, а на довольно большом протяжении русла ниже моста через Волгу. В Ржеве и Твери эксперты обнаружили повышенные концентрации тяжелых металлов. Вольфрам в речном порту Твери оказался выше фонового в 20 раз. После впадения реки Вазузы в маленьком городке Зубцове содержания марганца, железа и алюминия только увеличились. А ведь Вазуза выносит в Верхнюю Волгу воды из обширного Вазузского водохранилища, входящего в резервную Москворецкую систему водоснабжения Москвы. Так что тем, кто любит прямо у реки сварить уху или набрать воду для чайника, стоит задуматься.

Как проходило исследование?

Измерения различных показателей проводились в 59 точках выше и ниже по течению всех притоков, населенных пунктов и городов Верхней Волги, чтобы оценить роль каждого в загрязнении реки. Пробы на микропластик отбирались на 13 участках особым буксируемым устройством «Манта» с рукавами для фильтрации частиц размером 300 мкм и 100 мкм.

Зачем изучать микропластик?

Пластик окружает нас повсюду: в виде гранул, волокон и порошка его добавляют в ткани и бытовую химию, средства гигиены и косметику, строительные материалы и автомобильные покрышки. Пластик улучшает их потребительские свойства. При истирании и под действием солнечных лучей и воды пластик постепенно превращается в микропластик — мелкие частицы размером от 5 мм до тысячных долей миллиметра. Почти невесомые частицы микропластика попадают в окружающую среду — их легко переносит ветер и смывают в реки дожди. Больше всего микропластика в окружающей среде накапливается в воде.

Какой вред наносит микропластик природе?

В воде частицы микропластика наносят вред речным жителям и сорбируют тяжелые металлы. Они покрываются биопленкой и служат транспортом для болезнетворных бактерий, накапливаются в донных отложениях и распадаются на ядовитые составляющие — бисфенол А и фталаты.

Микропластик уже вошел в пищевые цепи всех живых организмов, включая человека. А его частицы размером до 50 мкм свободно проходят сквозь стенки кровеносных сосудов и внутренних органов человека. Хотя напрямую вред микропластика для человеческого организма пока не доказан, его уже подозревают во многих серьезных заболеваниях — вплоть до некоторых видов рака и образовании тромбов.

Почему фонд решил начать именно с Верхней Волги?

Отрезок реки от озера Волго до села Городня ниже Твери длиной 370 км — это сохранившееся естественное проточное русло Волги после перекрытия ее плотинами и устройства водохранилищ. Верхняя Волга — идеальный участок для начала крупномасштабного исследования всей реки. По течению Верхней Волги находятся только два крупных города — Ржев и Тверь, но ожидалось, что они не оказывают особого влияния на экологию.

В будущем фонд «Без рек как без рук» планирует исследовать воды Волги в местах ее протекания уже через промышленно освоенные районы России.

Источник