Учеба  ->  Науки  | Автор: | Добавлено: 2015-05-28

Экологическое состояние и качество воды реки Теша

На карте Теша – ниточка тонка.

Совсем незнаменитая река.

Течет река – природы светлый дар.

Здесь черпал вдохновение Гайдар.

(А. Плотников)

В связи с всё возрастающим антропогенным загрязнением окружающей среды со всей остротой встает проблема сохранения существующих водных ресурсов и оценки их состояния. К сожалению, в настоящий момент не уделяется должного внимания мониторингу малых рек. Недостаток информации приводит к тому, что развитие и нерациональное размещение хозяйственных объектов может оказать существенное негативное влияние на малые реки. В связи с этим изучение таких рек как Теша является актуальной проблемой на сегодняшний день.

Тёша — река в Нижегородской области России, правый приток Оки. Длина 311 км, площадь бассейна 7800 км².

Цель: оценка качества воды реки Теши около города Арзамаса с помощью методов биоиндикации.

Задачи:

1. изучить видовое разнообразие индикаторных организмов: высших водных растений и беспозвоночных,

2. дать оценку качества природных вод по высшим водным растениями и беспозвоночным на трех станциях реки Теши;

3. выявить возможные источники загрязнения

Гипотеза: Степень антропогенной нагрузки на реку Тешу превышает способность реки к самоочищению.

1. Литературный обзор

1. 1. Характеристика реки Теши.

Реки, текущие по Арзамасскому району, относятся к бассейну Волги. Реки извилистые неразветвленные, текут медленно от 0,2 до 0,4 м/сек. в межень и 1 до 1,5м/сек. во время весеннего половодья. Дно песчано-илистое, имеют смешанное питание: весной – за счет таяния снега, летом и осенью – дождевых вод, а зимой – грунтовых.

Река Теша берёт начало и протекает по Приволжской возвышенности, в низовьях — по Окско-Тёшской низине. Течёт с востока на запад, впадая в Оку ниже города Мурома. Крупнейшие притоки: Ельма, Акша, Иржа, Нуча, Леметь, Ломовка, Шилокша — левые; Серёжа, Шамка — правые. Географические координаты: исток — 55˚с. ш. , 43˚в. д. ; устье — 54˚с. ш. , 42˚в. д. Питание реки преимущественно снеговое. Средний расход воды в 230 км от устья около 4 м³/сек. Замерзает в ноябре — 1-й половине декабря, вскрывается во 2-й половине марта — 1-й половине апреля. (Косенкова, Шеманаев, 2000).

1. 2. Хозяйственная деятельность в бассейне реки Теши

Особенностью хозяйственного использования реки является расположение в ее бассейне нескольких населенных пунктов: города Арзамаса (численность населения составляет 100 тыс. человек), р. п. Выездное, п. Березовка, с. Кожино,с. Пешелань, с. Красное и др. В городе Арзамасе на берегу реки Теши находятся большие промышленные предприятия – ОАО «Арзамасская войлочная фабрика», ОАО «Арзамасский завод «ЛЕГМАШ». Для водоснабжения коммунально-бытового хозяйства и промышленных предприятий используются подземные воды.

Около 60% площади бассейна занимают сельскохозяйственные угодья, из них половина приходится на пашни. В связи с избыточным переувлажнением почв большая часть сельскохозяйственных угодий дренирована. Указанные обстоятельства свидетельствуют о большой антропогенной нагрузке на водосбор и значительном поступлении загрязняющих веществ в речную сеть от рассредоточенных источников (Великанов, Нелюбина, 2005).

1. 3. Очистка сточных вод

Очистка воды – это устранение посторонних примесей из вод (включая живые организмы) с помощью механических, физико-химических (хлорирование, озонирование и т. д. ) и биологических методов (Реймерс, 1990). Сам процесс очистки воды представляет собой подготовку воды для потребления в быту, в коммерческих предприятиях или на производстве. Безопасность воды достигается удалением из нее болезнетворных микроорганизмов, посторонних привкусов и запахов, а также от мути и других примесей (Ревелль, 1995).

Стандартные методы очистки сточных вод из крупных источников

Для очистки сточных вод из крупных источников применяются очистные сооружения. Как правило, сточные воды несут в себе различные вещества и мусор, поэтому, что бы качественно очистить воду от них, необходимо пройти несколько этапов очистки. Первый этап – предочистка. Здесь происходит отделение песка и мусора от воды. Затем начинается второй этап – первичная очистка, там вода попадает в отстойники, в которых биогены осаживаются на дно. Следующий этап – вторичная очистка, на этом этапе применяется метод активного ила. Метод активного ила основан на способности некоторых видов микроорганизмов в определённых условиях использовать загрязняющие вещества в качестве питания. Завершающий этап – третичная очистка, здесь происходит дезинфекция воды от оставшихся микроорганизмов (Небел, 1993).

Очистные сооружения такого типа имеют свои положительные и отрицательные стороны. Значительными недостатками является дороговизна и зачастую несоответствие качества очищенной воды установленным требованиям, положительными сторонами же является то, что такие станции достаточно контролируются, а очищенная вода вполне подходит для вторичного использования на различных типах предприятий.

Альтернативные методы очистки сточных вод из крупных источников

Одним из альтернативных методов очистки сточных вод является метод очистки с помощью корневой системы. Это биологический метод очистки сточных вод, при котором задействованы прежде всего микроорганизмы, живущие в корневой системы высших растений. Этот способ требует довольно значительных площадей: для очистки сточных вод 1 тыс. человек требуется от 2000 до 5000 м2. Степень очистки с помощью корневой системы довольно высока. Наряду с органическими компонентами сточных вод удаляются также соединения азота и фосфора. Эксплуатационные расходы по сравнению с традиционными методами весьма низки. Внешне система представляет собой поросший водоем камышом. Содержание тяжелых металлов в сточных водах не влияет на степень очистки, но они постепенно накапливаются в придонном слое (Окружающая среда, т. 2,1999).

Альтернативные методы очистки сточных вод из отдельно стоящих домов

Компостирующий туалет. Такая система рассчитана только на переработку человеческих фекалий и пищевых отходов, в ней не используется вода, кроме мочи. По мере разложения фекалии проходят через камеры, и спустя два-четыре года поступают в последнюю камеру в виде устойчивого, богатого биогенами гумуса, пригодного для удобрения садов, газонов и т. д. (Небел, 1993).

1. 4 Самоочищение водоемов

Самоочищение вод – совокупность всех природных процессов в загрязненных водах, ведущий к восстановлению первоначальных свойств и состава воды (Реймерс, 1990). Благодаря процессам самоочищения водоем может самостоятельно бороться с загрязнениями, но только при небольшом количестве загрязнений этот процесс будет эффективен.

Методы повышения эффективности самоочищения водоемов

Гидроботаническая площадка. Гидроботаническая площадка - это участок водоема с замедленным течением и высаженными высшими растениями. Метод достаточно эффективен. Он основывается на способности растений извлекать из воды органические вещества, нефтепродукты и т. д. Для создания такой площадки требуется высадить водные растения (тростник или камыш) на участке реки с замедленным течением (Руководство, 2003).

«Биопруды». Системы водоемов помогают увеличить биологическое разнообразие живущих в реке организмов и качество воды в ней. Такая система достаточно эффективна. Для создания такой системы водоемов требуется выкопать 6-7 соединенных прудов. Суть этой системы состоит в том, что каждый из цепочки водоемов несет определенные функции. Первые два водоема глубже, чем остальные. Здесь оседают переносимые водой частицы песка и глины, остатки органических веществ. Три следующих водоема неглубокие. Они подходят для густой растительности, которая освобождает воду от фосфора и азота. Эти водоемы хорошо насыщенны кислородом. Последние водоемы неглубокие, здесь процессы очищения воды происходят при малом количестве кислорода (Наблюдение за реками, 2007).

2. Материал и методика исследования

Качество вод может быть оценено благодаря различным биоиндикаторам. Биоиндикаторы – живые организмы, по наличию и состоянию которых можно судить о степени изменения компонентов окружающей среды, в том числе о загрязнении и эвтрофировании природных вод. В качестве биоиндикаторов используют отдельные виды микроорганизмов, низших и высших растений и животных.

Исследование и оценка качества воды реки Теши проведены с помощью методов: визуальная оценка, биологический метод с помощью индекса Вудивисса, биологический метод по индикаторным растениям, метод подсчета, химический анализ проб. Пробы воды и вылов беспозвоночных были взяты непосредственно из реки.

Метод Вудивисса. В российской системе мониторинга окружающей среды (в системе Росгидромета) для оценки качества воды по показателям зообентоса наибольшее распространение получил метод расчета Биотического индекса (БИ) для реки Трент, разработанный Ф. Вудивиссом в 1964 году. В основу метода положена закономерность упрощения таксономической структуры биоценоза по мере повышения уровня загрязнения вод одновременно со снижением общего разнообразия организмов, объединенных в так называемые группы Вудивисса. Чем Выше показатель БИ – тем относительно чище вода. Показатель БИ является относительным показателем и изменяется от 0 (очень грязная вода) до 10 (очень чистая вода).

Недостатком этого метода для работы со школьниками является сложность определения личинок ручейников до семейства, пиявок и плоских червей до вида. При определении количества групп Вудивисса надо знать, что каждое семейство ручейников, каждый вид пиявок, каждый вид плоских червей считается отдельной индикаторной группой (Уманский, Белякова, 2002).

Метод макроиндексации. Этот метод является одной из модификаций метода Вудивисса, адаптированной для неспециалистов, которым трудно определять организмы до мелких таксонов. С этим связано его главное отличие – выделение индикаторных групп. В отличие от метода Вудивисса, в методе макроиндексации принято несколько иное деление организмов на группы.

Рабочая шкала для определения Макроиндекса сходна с рабочей шкалой для определения БИ, определение качества воды производится аналогично (Уманский, Белякова, 2002).

Индекс Майера. Это 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 определенный степенью загрязненности. При этом организмы-индикаторы относят к одной из трех групп.

Простота и универсальность метода Майера дают возможность быстро оценить состояние исследуемого водоема. Конечно, точность этого метода невысока, особенно для более загрязненных водоемов. Тем не менее, если проводить исследования качества воды регулярно в течение какого-то периода времени и сравнивать результаты, то даже таким простым методом можно определить, в какую сторону изменяется состояние водоема (Уманский, Белякова, 2002).

3. Результаты исследований

В июне и в сентябре 2009 года была проведена экспедиция по трем станциям реки Теши. Это наиболее благоприятные периоды для обследования водной среды, когда вылет насекомых либо не начался, либо закончился, а их личинки уже достигли сравнительно крупных размеров. При выборе станций учитывались возможные источники загрязнения, оказывающие влияние на качество природных вод.

1 станция – расположена около п. Березовка, находится за городской чертой. Население использует воду для хозяйственных нужд и для купания.

2 станция – место рекреационной нагрузки – пляж на ивановских буграх в черте города, который пользуется спросом у местных жителей во время знойной жары. К тому же, у частных домов расположены пирсы для осуществления хозяйственных нужд, находящиеся на довольно большом расстоянии друг от друга.

3станция – расположена в черте города около ОАО « Арзамасская войлочная фабрика», в этом месте через реку Тешу проложен мост, по которому проходит большое количество автотранспорта.

4. Обсуждение результатов

В исследованиях от 20. 06. 2009 г. на всех трёх станциях биотический индекс Вудивисса равен 6, что позволяет судить о незначительном загрязнении водоёма. В исследованиях от 22. 09. 2009 г. на всех трёх станциях биотический индекс равен 5, что говорит о средней степени загрязнения реки. Химический анализ показал, что в пробах воды не содержится хлора, сульфатов, и железа в воде – незначительное количество – от 0,1 до 0,3 мг/л. В пробах воды на станции № 3 запах воды был очень неприятный, вода на этом участке имела большое количество взвешенных частиц и, по-видимому, непригодна для питья. Во всех остальных пробах вода без запаха, свежая, довольно прозрачная, без частиц и взвеси. Наличие в воде мазутной пленки связано с близким расположением реки с автомобильной трассой и наличием у дачников большого количества личных автомобилей, которые расположены близи водоема. Наличие мусора на станции № 2, расположенной в черте города, говорит о безответственном отношении горожан и автомобилистов, которые бросают использованную тару от прохладительных напитков, а это в основном были пластиковые бутылки. Мусора на других станциях мы не обнаружили, так как берега реки расположены близко с частными домами, и жители стараются сохранить чистоту и порядок у своих прибрежных мест. На станциях № 1 и 2 вдоль берега у каждого частного дома имеются пирсы, которые используются жителями для полоскания белья, забора воды для бань и других хозяйственных нужд, полива огородов. На исследуемых станциях мы не обнаружили ни одного растения – индикатора чистой воды. Бедный видовой состав – на этих участках произрастали только кубышка желтая, частуха подорожниковая, осоковые – является признаком наличия антропогенного загрязнения на водную экосистему. Кроме того, присутствие именно этих растений также свидетельствует о загрязнении. Таким образом, видно, что осенью водоём испытывает более сильное загрязнение, что, по всей видимости, связано с увеличением ливневого стока в период дождей, т. е. осенью транспорт и сельское хозяйство в большей степени вносят вклад в загрязнение водоёма.

Изучение биологического качества воды в реке Теша методом биоиндикации позволило сделать следующие выводы:

1. Река Теша испытывает сильное антропогенное загрязнение, как в черте города, так и за его пределами;

2. изучение растительных биоиндикаторов показывает о постоянном систематическом антропогенном загрязнении;

3. исследования животных показали, что вода в летнее время испытывает незначительное загрязнение, а осенью характеризуется средней степенью загрязнённости;

4. основными источниками загрязнения являются ОАО «Арзамасская войлочная фабрика», хозяйственно-бытовая деятельность человека, транспорт, ливневые стоки с сельскохозяйственных полей.

Выдвинутая гипотеза о том, что степень антропогенной нагрузки на р. Тешу в черте города превышает способность реки к самоочищению частично подтвердилась. В тоже время в верхней части реки действует процесс самоочищения, где экологическое качество воды по сравнению с предыдущими участками восстанавливается.

Заключение

На протяжении двух лет учащимися нашей школы ведется контроль над качеством воды в реке Теше. Результаты исследований радуют тем, что на протяжении этих лет вода в реке не стала хуже, живут в реке личинки поденок – вторая индикаторная группа по чувствительности к загрязнению – и их очень много. Полученные в процессе данные можно использовать для информирования населения о проблемах загрязнения водоемов и пропаганды охраны водных ресурсов.

17 октября 2009 года в школе были проведены экологические уроки «Вода – чудо природы» в 5-7 классах и экологический десант по уборке берегов реки Теши от бытового мусора.

Проектные предложения

Для улучшения ситуации на реке Теше необходимо провести мероприятия по улучшению качества воды посредством уменьшения нагрузки на реку со стороны основных источников загрязнения.

Для уменьшения нагрузки со стороны сельскохозяйственных угодий необходимо высаживание защитной полосы растений вдоль водотока. Полученные в процессе данные можно использовать для информирования населения о проблемах загрязнения водоемов и пропаганды охраны водных ресурсов. Это можно делать различными способами, например, с помощью радио, телевидения, газет, листовок, лекций и т. п.

Школы могут организовывать экскурсионные занятия для учащихся о животном и растительном мире реки, проблемах её загрязнения и способах их решения.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)