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

Загрязнение воды в реке Красная в черте города Гусева Калининградской области

«Определение степени загрязнения воды в реке Красная в черте города Гусева Калининградской области»

Река Красная берёт своё начало на Мазурской возвышенности в Польше. В нижнем течении она протекает на территории Нестеровского и Гусевского районов и по границе Озёрского района. Это заповедная река области, долина её в пределах Красного леса объявлена природным парком. У истока вода реки Красной чистая. Здесь обитают радужная форель и европейский хариус, а также редкие виды речных раков. Порой река напоминает горную реку, особенно там, где в каменистом грунте выступают большие камни – валуны и вода, огибая их, дробится на множество быстрых потоков. Хозяйственное использование реки Красной велико: орошение, рыболовство, зона отдыха, поэтому вода в ней загрязняется.

Река Красная является крупнейшим притоком реки Писсы, на берегах которой расположен наш город Гусев. Река Красная протекает по территории городского Парка культуры и отдыха. В настоящее время купание в реке запрещено.

По данным лабораторных исследований воды река Красная и река Писса запрещены к использованию для купания постановлением главного государственного санитарного врача по Гусевскому району от 03. 06. 06 года.

По результатам лабораторных исследований вода имеет нестабильные показатели в тёплое время года; по результатам многолетних исследований не отвечает требованиям, предъявляемых к водоёмам, предназначенных для купания и отдыха населения.

Но, несмотря на этот запрет, многие гусевцы летом проводят свой отдых на берегах реки Красной, а при хорошей погоде и купаются в ней.

Некоторые предприятия сбрасывают в реки большое количество сточных вод, содержащих фенолы, ртуть и другие тяжелые металлы, которые убивают жизнь в водоёмах.

Вымываемые с орошаемых земель минеральные соли загрязняют водоёмы, Излишки химикатов отравляют животный и растительный мир водоёмов и к тому же химические вещества способны накапливаться в продукции, представляя тем самым немалую угрозу здоровью человека. Источники загрязнения в сельской местности – крупные животноводческие комплексы.

Увеличенное применение синтетических моющих средств в быту и промышленности приводит к увеличению их концентрации в сточных водах. Синтетические моющие средства практически не удаляются очистными сооружениями, поэтому они попадают в водоёмы, а затем в водопроводную воду.

При сжигании различного топлива (угля, газа, нефти, мазута) на теплоэлектростанциях, на других промышленных предприятиях в атмосферу поступают оксиды серы и азота. При взаимодействии с парами воды они образуют серную и азотную кислоты, которые вместе с атмосферными осадками поступают в водоёмы. Кислотные дожди вызывают закисление водоёмов. Водные организмы обладают различной устойчивостью к действию кислот, часть из них погибает. При рН воды менее 5,5 погибают практически все организмы, кроме простейших. Ещё более сложные проблемы возникают в связи с обеспечением водой ТЭС).

Различные виды загрязнения могут в разной степени воздействовать на водную экосистему, оказывая влияние на качество воды.

При оценке воды очень часто используют такой показатель, как сапробность, то есть степень насыщенности воды разлагающимися органическими веществами. По сапробности водоём или его часть можно отнести к одной из 4-х зон сапробности: полисапробная – много органических веществ, две мезосапробные зоны (альфа и бета), в которых содержание органических веществ можно определить как среднее, и олигосапробная – мало органических веществ. В настоящее время чаще используют классы качества воды – IV, III, II, I, примерно соответствующие поли-, мезо-, олигосапробным зонам.

Самоочищение в пресных водоёмах

В своей книге «Окружающая среда и её охрана» Голубев И. Р. сообщает: «Самоочищение в гидросфере связано с круговоротом веществ; напряжённость, направленность и полнота самоочищения регулируются географическими особенностями расположения водоёма, влиянием геофизических и антропогенных воздействий».

Самоочищение водоёма Алёкин О. А. (1970 г. ) определяет как совокупность всех процессов, направленных на восстановление первоначального химического состава воды, соответственно существовавшему ранее равновесию. Самоочищение трактуется как совокупность процессов смешивания, осаждения, распада и превращения веществ, загрязняющих водоёмы.

Синельников В. Е. в книге «Проблемы чистой воды» даёт другое определение: «Самоочищение – сложное многоплановое явление, в котором можно выделить несколько процессов, большей частью одновременных: 1) Распределение веществ. Процесс включает растворение, осаждение, эмульгирование, всплытие и концентрирование веществ в поверхностной плёнке и пене. 2) Использование веществ организмами, Этот процесс характерен не только для соединения, поступающих в водоём бытовых сточных вод, но и для промышленных сточных вод. Он составляет основу биологического самоочищения.

3) Абиогенное окисление, Процесс включает распад веществ в фотохимических и экзотермических химических реакциях, идущих с низкой энергией активации.

4) Превращение веществ – стадия образования новых соединений из промежуточных продуктов распада. В реакциях синтеза, конденсации и полимеризации участвуют ферменты и активные химические частицы».

Новиков Ю. В. пишет: «Каждый водоём – это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают. Если в водоём попадают бактерии или химические примеси, то в условиях природы процесс самоочищения протекают быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту».

Самоочищение в пресных водоёмах обеспечивается совокупной деятельностью живых организмов, живущих в водоёме: бактерий, водорослей, высших водных растений и различных беспозвоночных животных. Поэтому одна из природозащитных задач состоит в том, чтобы поддерживать эту способность.

Факторы самоочищения водоёмов различны. Условно их можно разделить на три группы: химические, физические и биологические.

Среди физических факторов, обслуживающих самоочищение водоёмов имеются: разбавление, растворение и перемешивание загрязняющих веществ. Оседание нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязнённых вод способствует быстрому самоочищению водоёмов. Увеличение интенсивности действия физических факторов способствует быстрому отмиранию загрязняющей микрофлоры. Важным физическим фактором самоочищения водоёмов является ультрафиолетовое излучение солнца. Под его влиянием происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы белковых клеток. Ультрафиолетовые лучи могут действовать на споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоёмов является окисление органических и неорганических веществ. Отмиранию микрофлоры могут способствовать некоторые химические вещества. При этом могут погибать организмы, участвующие в самоочищении водоёмов.

В процессе самоочищения принимают участие водоросли, плесневые и дрожжевые грибы. Однако фитопланктон не всегда хорошо влияет на процесс самоочищения. В отдельных случаях в процессе массового размножения сине-зелёных водорослей может произойти самозагрязнение. Кроме растений в процессе самоочищения могут участвовать и представители животного мира (двухстворчатые моллюски).

Неблагоприятное влияние на процессы самоочищения оказывает химическое загрязнение. Оно отрицательно действует на процессы самоочищения воды и отмирание микроорганизмов.

Самоочищение воды от нефти – многостадийный процесс, иногда растягивающийся на длительное время. Микроорганизмы окисляют ароматические углеводороды, тем самым, создавая ароматические кислоты и спирты. Часть органических веществ из нефти переходит в воду, а часть оседает на дно. Водорастворимые продукты долго сохраняются в воде, если они не претерпевают изменений под влиянием организмов водного биоценоза. В результате длительного эмульгирования сырой нефти до 25% её

6 превращается в продукты, не экстрагируемые бензолом. Таким образом, распад нефтепродуктов в водоёме может привести к изменению состава природных вод.

Как же происходит самоочищение в проточном водоёме?

Для рассмотрения этого процесса возьмём крайний случай, когда сбросы органического вещества в реку столь велики, что весь кислород, содержащийся в воде, будет потреблён массой размножившихся бактерий. Такой участок водотока соответствует полисапробной зоне или IV классу качества воды. Здесь кислород, поступающий через поверхность воды, сразу расходуется на дыхание бактерий. Ниже по течению, в альфа-мезосапробной зоне (III класс качества), большая часть органического вещества уже разложилось, в воде много минеральных веществ, начался фотосинтез. Ещё ниже по течению, в бета-мезосапробной зоне (II класс качества), вся органика подверглась разрушению, минеральные соединения железа и фосфора выпадают в осадок из-за обилия кислорода. Содержание кислорода в воде определяется процессом фотосинтеза.

В олигосапробной зоне (I класс качества) наступает полное восстановление качества воды. Содержание кислорода днём и ночью близко к 100%.

Такое самоочищение воды пройдёт до конца, если на реке только один источник загрязнения. В большинстве случаев таких источников много и полностью очиститься река не успевает. Например, в бета-мезосапробной зоне в неё может поступить новая порция загрязнителей из другого источника.

3. Методы определения качества воды в водоёме. Биоиндикация.

Существует много способов определения качества воды. Среди них выделяют химические, бактериологические и биологические методы.

Химическими методами определяют содержание в воде тех или иных химических веществ. Разработаны предельно допустимые концентрации содержания целого ряда веществ. Однако, нередко возникают большие трудности с определением всего спектра загрязнений, так как в водоёмы поступает великое множество разных химических соединений. Химические методы достаточно дороги, так как требуют определённого оборудования и реактивов, работы проводятся специалистами. Исследования должны проводиться круглый год, так как содержание загрязнителей зависит от количества воды в водоёме и других сезонных особенностей.

Бактериологические исследования могут проводиться только на базе специальных лабораторий.

Биологические методы дают возможность судить о последствиях загрязнения для населения водоёма, о степени и характере нарушения для населения водоёма, о степени и характере нарушения в экосистеме. Дело в том, что множество различных организмов распределены в водоёмах не случайно, а в соответствии с определёнными для каждого из них условиями существования. В разной по качеству воде обитают разные растения и животные. Одни живут лишь в чистой воде, другие любят воду, содержащую некоторые органические вещества, третьи любят загрязнённую воду. Одна и та же вода одних организмов может погубить, других ограничить в развитии, а третьим может дать возможность интенсивно размножаться. Эти свойства организмов, позволяющие с высокой точностью определить качество воды, широко используются в практике. Такой способ определения получил название биологическое тестирование, или биоиндикация. Биоиндикаторы реагируют на отдельные загрязнители, а не на весь комплекс и поэтому способны дать общую оценку загрязнения воды.

Наше исследование мы проводили с 20 июля по 23 сентября 2006 года.

За это время из реки Красной были взяты 31 проба для изучения качества воды. Исследование воды в реке Красной мы проводили на территории городского парка в месте впадения р. Красной в р. Писса, так как, во-первых, это место отдыха горожан, во-вторых, здесь проводились исследования СЭС.

Своё исследование мы проводили по трём методикам: макроиндекса(модификация метода Вудивисса), Наглшмидта и Николаева. Первые две основаны на определении качества воды по биотическому индексу. Биотический индекс – это число от 1 до 10, отражающее чистоту воды по разнообразию представленных в реке донных беспозвоночных. Чем чище река, тем больше видов беспозвоночных в ней обитает и тем выше биотический индекс. Чтобы найти биотический индекс, мы брали из реки Красной пробы донных животных. Делали это с помощью водного сачка. Беспозвоночных на месте и в лабораторных условиях выбирали из донного мусора и остатков растений. По определённым группам животных и ключевым видам организмов находили пересечения в таблицах, таким образом, определяли качество воды в реке.

Прибрежная зона в районе исследования была частично загрязнена бутылками, пенопластом, одноразовыми стаканчиками. На дне водоёма мы встретили бумагу, резину, бутылки и др. Около берега росли стрелолист, ряска. Во время взятия проб мы убирали мусор с берегов.

Первая проба была взята 20 июля 2006 года. В первой пробе были найдены 2 личинки стрекозы, 2 пиявки, 2 двустворчатых моллюска, 4 красные личинки хирономид, 1 личинка подёнки, 1 гладыш, 2 улитки, 1 маленькая личинка хирономид.

Вторая проба – 22 июля 2006 года; в ней найдены 1 пиявка, 3 улитки, 1 личинка стрекозы.

Третья проба – 23 июля 2006 года; в ней обнаружены 1 личинка подёнки, 3 пиявки, 1 личинка стрекозы, 2 гладыша, 2 улитки.

Четвёртая проба – 25 июля 2006 года; в ней найдены 2 личинки подёнки, 5 улиток, 2 личинки жуков.

Пятая проба – 27 июля 2006 года; в ней обнаружены 3 крупные личинки хирономид, 1 водяной ослик, 1 гладыш.

Шестая проба – 28 июля 2006 года; в ней обнаружены 3 пиявки, 1 личинка жука, 1 водяной ослик, 5 улиток, 1 личинка подёнки, 2 красные личинки хирономид.

Седьмая проба – 29 июля 2006 года; в ней найдены 5 улиток, 3 гладыша, 1 пиявка, 1 водомерка. Все пробы в июле были сделаны в солнечную погоду.

Восьмая проба – 1 августа 2006 года; в ней найдены 3 улитки, 1 водяной ослик, 1 гладыш, 1 личинка подёнки.

Девятая проба – 3 августа 2006 года; в ней найдены 3 личинки жуков, 1 водяной скорпион, 2 улитки, 2 личинки стрекоз.

Десятая проба – 4 августа 2006 года; в ней обнаружены 2 улитки, 2 личинки подёнки, 1 личинка жука.

Одиннадцатая проба – 6 августа 2006 года; в ней обнаружены 1 личинка хирономид, 1 личинка веснянки, 3 пиявки, 2 гладыша, 3 улитки.

Двенадцатая проба – 8 августа 2006 года; в ней обнаружены 6 улиток. 1 водяной ослик, 1 личинка стрекозы, 1 личинка подёнки, 2 клеща.

Тринадцатая проба – 9 августа 2006 года; в ней найдены 1 гладыш, 1 личинка подёнки, 1 водяной ослик. 8-я, 9-я, 10-я, 11-я, 12-я и 13-я пробы были взяты в дождливую погоду.

8 Четырнадцатая проба – 11 августа 2006 года; в ней найдены 1 личинка хирономид. 5 гладышей, 3 пиявки, 1 личинка веснянки, 3 улитки, 1 водомерка.

Пятнадцатая проба – 13 августа 2006 года; в ней обнаружены 2 пиявки, 3 водомерки, 3 гладыша, 2 личинки веснянки. 2 улитки.

Шестнадцатая проба – 15 августа 2006 года; там обнаружены 1 улитка, 1 личинка стрекозы, 3 жучка.

Семнадцатая проба – 16 августа 2006 года; там найдены 2 клеща. 2 водяных ослика, 2 улитки, 2 пиявки.

Восемнадцатая проба – 18 августа 2006 года; в ней найдены 2 гладыша, 1 пиявка, 2 личинки веснянки.

Девятнадцатая проба – 20 августа 2006 года; там найдены 2 водяных ослика, 1 пиявка, 1 улитка, 3 красных личинок хирономид.

Двадцатая проба – 21 августа 2006 года; там обнаружены 3 личинки подёнки, 1 пиявка, 2 улитки, 3 водомерки.

Двадцать первая проба – 23 августа 2006 года; в ней найдены 1 водяной клоп, 2 личинки ручейника,3 улитки,1 водяной жук.

Двадцать вторая проба – 25 августа 2006 года; в ней обнаружены 3 катушки, 2 личинки хирономид, 1 пиявка, 1 прудовик.

Двадцать третья проба – 28 августа 2006 года; в ней найдены 3 водомерки. 2 личинки ручейника, 3 маленькие личинки хирономид, 1 водяной жук.

Двадцать четвёртая проба – 6 сентября 2006 года; в ней найдены 1 улитка. 2 клопа, 1 водяной скорпион, 1 малощетинковый червь, 1 рачок-бокоплав.

Двадцать пятая проба – 9 сентября 2006 года; в ней найдены 2 пиявки, 1 жучок, 2 беззубки.

Двадцать шестая проба – 14 сентября 2006 года; в ней найдены 3 личинки жуков, 2 личинки ручейников, 3 прудовика.

Двадцать седьмая проба – 15 сентября 2006 года; в ней найдены 2 личинки веснянки, 2 жука, 1 паучок, 2 красных малощетинковых червя, 1 пиявка.

Двадцать восьмая проба – 16 сентября 2006 года; в ней найдены 1 катушка, 8 водомерок, 2 пиявки, 1 личинка ручейника.

Двадцать девятая проба – 17 сентября 2006 года; в ней найдены 1 водяной жук, 2 личинки ручейника, 2 красных малощетинковых червя,3 личинки хирономид.

Тридцатая проба – 18 сентября 2006 года; в ней найдены 1 большая личинка хирономид, 2 паучка, 3 улитки, 1 водяной клещ.

Тридцать первая проба – 23 сентября 2006 года; в ней найдены 1 пиявка, 2 жучка, 2 прудовика, 2 маленькие личинки хирономид.

Во время взятия проб с 14-й по 31-у стояла ясная погода.

Экологическое Зона Экологическое качество Зона загрязнения Класс качество воды загрязнения воды качества воды

1 лето 5-средне, среднее загрязнение III Сильное загрязнение III-IV 3-умеренно загрязнённые

(бэта-мезосапробные)

2 1-чрезвычайно плохо, чрезвычайно IV Сильное загрязнение III-IV 4-загрязнённые сильное загрязнение (альфа-мезосапробные)

3 4-довольно плохо, довольно сильное III Сильное загрязнение III-IV 3-умеренно загрязнённые загрязнение (бэта-мезосапробные)

4 6-умерено, умеренное загрязнение II-III Среднее загрязнение III 3-умеренно зарязнённые

(бэта-мезосаробные)

5 3-плохо, сильное загрязнение III-IV Сильное загрязнение III-IV 5-грязные

(бэта-полисапробные)

6 5-средне, среднее загрязнение III Сильное загрязнение III-IV 4-загрязнённые

(альфа-мезосапробные)

7 1-чрезвычайно плохо, чрезвычайно IV Сильное загрязнение III-IV 4-загрязнённые сильное загрязнение (альфа-мезосапробные)

8 4-довольно плохо, довольно сильное III Сильное загрязнение III-IV 3-умеренно загрязнённые загрязнение (бэта-мезосапробные)

9 1-чрезвычайно плохо, чрезвычайно IV Очень сильное IV 4-загрязнённые сильное загрязнение загрязнение (альфа-мезосапробные)

10 6-умерено, умеренное загрязнение II-III Среднее загрязнение III 3-умеренно загрязнённые

(бэта-мезосапробные)

11 4-довольно плохо, довольно сильное III Умеренное загрязнение II-III 4-загрязнённые загрязнение (альфа-мезосапробные)

12 4-довольно плохо, довольно сильное III Среднее загрязнение III 3-умеренно загрязнённые (бэта загрязнение мезосапробные)

13 4-довольно плохо, довольно сильное III Среднее загрязнение III 4-загрязнённые загрязнение (альфа-мезосапробные)

14 5-средне, среднее загрязнение III Умеренное загрязнение II-III 3-умеренно загрязнённые

(бэта-мезосапробные)

15 7-сравнительно хорошо, сравнительно II Небольшое загрязнение II 2-чистые (олиго-сапробные)

небольшое загрязнение

16 1-чрезвычайно плохо, чрезвычайно IV Очень сильное IV 4-загрязнённые сильное загрязнение загрязнение (альфа-мезосапробные)

17 3-плохо, сильное загрязнение III-IV Сильное загрязнение III-IV 4-загрязнённые

(альфа-мезосапробные)

18 7-сравнительно хорошо, сравнительно II Небольшое загрязнение II 1-очень чистые небольшое загрязнение (ксено-сапробные)

19 3-плохо, сильное загрязнение III-IV Сильное загрязнение III-IV 5-грязные

(бэта-полисапробные)

20 6-умерено, умеренное загрязнение II-III Умеренное загрязнение II-III 3-умеренно загрязнённые

(бэта-мезосапробные)

21 5-средне, среднее загрязнение III Среднее загрязнение III 3-умеренно загрязнённые

(бэта-мезосапробные)

22 2-очень плохо, очень сильное IV Сильное загрязнение III-IV 4-загрязнённые загрязнение (альфа-мезосапробные)

23 5-средне, среднее загрязнение III Среднее загрязнение III 4-загрязнённые

(альфа-мезосапробные)

24 осень 4-довольно плохо, довольно сильное III Сильное загрязнение III-IV 5-грязные загрязнение (бэта-полисапробные)

25 1-чрезвычайно плохо, чрезвычайно IV Сильное загрязнение III-IV 4-загрязнённые сильное загрязнение (альфа-мезосапробные)

26 5-средне, среднее загрязнение III Среднее загрязнение III 3-умеренно загрязнённые

(бэта-мезосапробные)

27 7-сравнительно хорошо, сравнительно II Небольшое загрязнение II 1-очень чистые небольшое загрязнение (ксено-сапробные)

28 4-довольно плохо, довольно сильное III Среднее загрязнение III 4-загрязнённые загрязнение (альфа-мезосапробные)

29 5-средне, среднее загрязнение III Среднее загрязнение III 3-умеренно загрязнённые

(бэта-мезосапробные)

30 2-очень плохо, очень сильное IV Очень сильное IV 5-грязные загрязнение загрязнение (бэта-полисапробные)

31 2-очень плохо, очень сильное IV Очень сильное IV 4-загрязнённые загрязнение загрязнение (альфа-полисапробные)

Сравнив полученные результаты по всем трём методикам, мы пришли к следующему выводу: на протяжении всего исследования биотический индекс относительно постоянный – III(среднее загрязнение). Качество воды по методике Николаева – переходное от умеренно загрязнённой к загрязнённой. Наши исследования показали, что в реке есть участки с разной сапробностью (от ксеносапробных до бэта-полисапробных).

Это можно объяснить и естественными свойствами водоёма, и антропогенным влиянием. Чаще всего естественное загрязнение наблюдается в осенние месяцы, когда начинает отмирать водная растительность, что видно из таблицы. Исходя из полученного биотического индекса, можно сказать, что в реке протекают процессы самоочищения. Но достаточно низкое качество воды указывает на то, что человек сильно загрязняет воду в реке. Река загрязнена бытовым мусором, в неё попадают стоки с дачных участков и сельскохозяйственных угодий (навоз, удобрения, ядохимикаты). Поэтому, чтобы сохранить самоочищающие свойства реки, надо не допускать антропогенного загрязнения.

Мы определили степень загрязнения воды в реке Красная методами биоиндикации. Результат – среднее загрязнение воды. Основные источники загрязнения: бытовой мусор, стоки с дачных участков и сельскохозяйственных угодий.

В результате наших исследований можно сделать вывод, что вода в реке не пригодна для купания, что не расходиться с данными СЭС. По данным СЭС в воде реки Красной увеличено предельно допустимое значение ЛПК.

Для того чтобы вода была пригодна для купания, надо проводить очистные мероприятия, которые, к сожалению, не проводятся, но администрация города обещает начать строительство очистных сооружений уже в марте 2007 года. Также жителям города Гусева необходимо бережно и сознательно относиться к реке, не загрязнять её.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)