Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Кировская средняя общеобразовательная школа №2»

                                                                                               Проект

Ученицы 8 «а» класса

                                                                                                 Кировской средней школы №2  П. Вороново

                                                                                                     Целинского района Ростовской области

Бугаевой Екатерины Владимиров

Руководитель:

Коробкина Елена Геннадьевн

2005 год

«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 объяснить нашими чувствами... Ты самое большое богатство на свете...»  

Антуан де Сент-Экзюпери

Родные просторы…

Содержание.

I. Введение

II. Литературный обзор.

1.Строение и свойства воды.

2.Вода на Земле.

3.Качество и очистка воды.

III. Экспериментальная часть.                                                                                                                                     

 1. Характеристика объектов и районов исследования.

2.Методика исследования водоема.                                                                                                                 

А. Понятие «Мониторинг».      Б.Измерение ширины водоема, профиля и прозрачности.   

В.Гидрологические методы.                                      Г.Гидрохимические методы.    

Д.Гидробиологические методы.                                                  

  3.Полученные результаты и их обсуждение.                                                                                     

А.Общая характеристика исследуемой территории с элементами описания флоры поймы пруда. 

Б.Исследование фауны беспозвоночных животных.                                                          

В.Исследование видового состава ихтиофауны.                                                                   

IV. Заключение. Выводы. Рекомендации.

VКраткий словарь терминов

VI. Использованная литература.

VII. Приложения.

I. Введение

Вода имеет важное значение во всех природных процессах, совершающихся на Земле и играет большую роль в практической деятельности человека. Непрерывно совершающийся круговорот воды в природе обуславливает поступление воды на континенты.                                                                                             Вода растворяет и механически разрушает горные породы, осуществляет формирование облика земной поверхности.                                                                                                                                            Многообразие явлений и процессов, происходящих в гидросфере с далеко не всегда разумным и не продуманным использованием воды, привело к обострению водной проблемы. Вода, считавшаяся ранее совсем бесплатным даром природы, приобрела ранг "ресурсов".                                                                Сейчас человек столкнулся с проблемой получения чистой воды, безопасной для здоровья. Проблема состоит не в общем количестве ресурсов (воды в мире сейчас столько же, сколько было миллион лет назад), а в том, что 97% мировых запасов - соленая вода, а из оставшихся трех процентов воды 2/3 находится в виде льда, а 1/3 интенсивно растворяет загрязнение, которое дает человек.                                          Основные загрязнения природных вод - техногенные, бытовые и сельскохозяйственные.                                В Ростовской области имеется множество различных прудов и малых рек. Все они подвержены техногенному и бытовому влиянию, так как Ростовская область включает большое количество крупных промышленных центров и отходы различных производств сбрасываются в эти реки и пруды практически без очистки.                                                                                                                                                                  У нас в поселке Вороново Целинского района Ростовской области большое количество прудов, и практически все они испытывает очень сильные антропогенные влияния, так как по берегам развернулось широкое жилищное строительство и строительство хозяйственных построек. Бытовые загрязнения присутствуют в воде из-за того, что жители выбрасывают на берега реки различный бытовой мусор, стоки попадают в пруды. После сильных ливней воды грязевыми потоками устремляется в пруды, неся с собой всю грязь с дорог, взвешенные вещества, мусор, а если пруд проходит по территории полей, то сюда же попадают различные биогенные загрязнения.

Цели проекта:

§         Оценить роль воды в жизни растений, животных и человека и сформировать понятие  о необходимости бережного и экономного отношения к водным ресурсам;

§         Научиться разумно распределять время и силы для решения поставленных задач;

§         Научиться выделять главное, применять на практике знания, полученные в курсах химии и  биологии, географии, находить ответы на поставленные вопросы.

§         Дать оценку экологического состояния пруда; выявить основные источники загрязнения и разработать  предложения по проведению мероприятий по оздоровлению водоема.

Задачи проекта:

§         Познакомиться с основными параметрами качества,  загрязнителями воды и их действием на живые организмы;

§         Закрепить практические навыки работы  по очистке, качественному анализу и изучению свойств веществ;

§         Продолжить формирование навыков по  работе со справочными таблицами, графиками, диаграммами;

§         В целях экономии водных ресурсов найти реальные способы повторного использования воды в бытовых нуждах.

Этапы проведения учебного проекта:

1.       Обзор литературы по данной теме.

2.       Обсуждение с руководителем и распределение работы..

3.       Выполнение практической части проекта.

4.       Формулировка выводов.

II. Литературный обзор.

Вода обладает многими удивительными свойствами, резко отличающими ее от всех других жидкостей.

                                                  Строение воды.

 Молекула воды имеет угловую форму, и хотя в целом она нейтральна, внутри существует разделение зарядов (рис1), поэтому

атом кислорода одной молекулы воды способен притягивать к себе атом водорода другой. Скрепленные такой водородной связью молекулы воды образуют большую пространственную сетку - одну гигантскую   макромолекулу (рис.2). Подобное строение воды объясняет все ее особые свойства.

                                                                                           Рис. 2  Гигантская  молекула воды

                           Особые свойства воды.

1.      Плотность

Вещества в твердом виде обычно имеют более высокую плотность, чем в жидкой форме. Лед представляет собой  исключение. Вода при затвердевании расширяется и занимает больший объем. Эта особенность объясняется тем, что  при  замерзании молекулы воды образуют «ажурную» структуру, в которой, как в кружевах, много пустых мест (рис.3).  Плотность льда (ρ_льда = 0,92 г/см³) становится меньше плотности воды,  поэтому он не тонет, а плавает на поверхности. Такое необычное свойство воды имеет огромное значение для жизни.  [6] При охлаждении водоёмов  холодная  вода скапливается вверху, образуя "тёплое одеяло" для всех его обитателей. Но это же свойство воды способно вызывать эрозию почвы. Проникая в микроскопические трещинки на поверхности, после замерзания вода расширяется и увеличивает их.  Так измельчаются скалы и превращаются в почву. Подобным образом разрушаются и  автомобильные дороги. 

2.    Теплоемкость

Вода обладает исключительно большой теплоемкостью, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Это свойство воды определяет климат планеты: вода нагревается значительно медленнее суши, но полученное тепло она сохраняет дольше, выполняя при этом терморегулирующую функцию. На этом же свойстве воды основан и принцип обогрева жилых помещений.

3.     Поверхностное натяжение

У воды самое высокое поверхностное натяжение из всех жидкостей, кроме ртути. Это свойство вызывает образование сферических капель. Благодаря поверхностному натяжению, некоторые насекомые могут скользить  по поверхности водоемов, а сухая стальная игла лежать на водяной поверхности. Силы поверхностного натяжения заставляют воду подниматься из глубины почвы и питают растения.

4.      Агрегатное состояние

Вода – единственное вещество, существующее в природе одновременно в трех агрегатных состояниях: газообразном (пар), жидком (вода) и твердом

 (лед). Этим она обязана вращению Земли вокруг Солнца на среднем расстоянии 149,6 млн. км.

5.      Память

Последнее время в науке появилась теория о том, что вода имеет «память». Она способна «запомнить», какие вещества были в ней растворены. Эта гипотеза является центральной для гомеопатии, которая лечит пациентов растворами столь разбавленными, что на одну  дозу лекарства зачастую приходится всего несколько молекул действующего вещества. Причина такой «памяти»  –  в структуре воды. При попадании различных веществ или действии среды ее структура изменяется, вызывая изменение свойств. Даже после прекращения действия среды или удаления вещества вода долгое время не может вернуться в свое нормальное состояние.

Вода – одно из  самых распространенных веществ на Земле

Сколько воды на планете.

Из общего количества воды на Земле,  равного 1 млрд. 386 млн. км3, большая часть сосредоточена в океанах (1 млрд. 338 млн. км3), и только  35 млн. кубических километров приходится на долю пресных вод.

Если все запасы воды представить в виде 200 л бочки, то запасы океанской воды заполнят ее почти полностью, количество речной воды будет сопоставимо с каплей, а атмосферная влага – с  содержимым чайной ложки.  [15] Всю же остальную воду можно будет измерять литровыми  пакетами для молока (рис.5).

Использование воды.

Живые организмы постоянно потребляют воду для поддержания жизни, около 2 л в сутки. Но на бытовые нужды человек тратит в 200 раз больше. Ученые подсчитали, что принятие душа (5 мин.) уходит около 100 л воды, на принятие ванны- 150 л, на стирку белья затрачивается около 100 л, из плохо закрытого крана может убежать 500 л воды.

Кроме личных нужд, пресная вода используется в промышленных целях, так для производства  1кг сахара необходимо 440 л воды,  бумаги- 250 л, стали- 150 л, синтетического волокна- 4000 л.

Защита воды от загрязнения.

Наиболее эффективный путь защиты – безотходное производство, когда отходы одной ступени производства используются как сырье для другой. Однако сегодня еще не существует универсальной бессточной системы, пригодной для различных отраслей народного хозяйства.

Путешествие по водопроводу

По мнению геологов, общие мировые запасы воды остаются неизменными в течение миллиардов лет.  Но ведь люди ежедневно используют воду  в различных целях, почему же ее не становится меньше?  Ответ прост - вода находится на земле в постоянном движении (рис.2).

Рис.6    Круговорот воды

Загрязненная вода может погубить не только живущие в ней организмы, но и человека

Качество воды.

К качеству воды предъявляют особые требования. Вода должна быть совершенно безвредна и по своему химическому и биологическому составу, т.е. уровень загрязнения не должен превышать  предельно допустимую концентрацию (ПДК).  ПДК – концентрация химического вещества (мг/дм³), не оказывающая влияние на человека при неопределенно долгом контакте. [5] По своему внешнему виду питьевая вода должна быть совершенно прозрачна, бесцветна, без запаха и иметь пресный вкус. К воде используемой в технике предъявляются особые требования – низкая жесткость 0,17–0,64 мг/л, содержание кислорода не более 2 мг/л;                                                                      

Потребность в кислороде.

Важным качеством воды является количество растворенного в ней кислорода. Именно им дышат все обитатели водоемов (рис.7).  Недостаток кислорода в воде губителен для живых организмов. Но неблагоприятным может быть и избыток кислорода, например, некоторые виды рыб (сазаны, караси и др.) впадают в  "кислородный наркоз" и  погибают.                                                                                                                                                                             Кислород может попадать в воду:

1.        прямо из воздуха, находящегося над водной поверхностью;

2.        в результате аэрации, которая происходит, если вода  падает с плотин, протекает через валуны и другие препятствия, образуя в результате водо-воздушную «пену»;

3.        в результате фотосинтеза  водных растений и океанического планктона.

рН раствора.

Величина pH используется для характеристики кислотности раствора (Таблица 2). От ее величины зависит развитие и жизнедеятельность водных растений (рис.8), агрессивное действие воды на металлы и бетон. pH воды также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ.

Табл.2 Среда и рН растворов

Основные загрязнители воды.

Вся потребляемая вода, в конце концов, возвращается обратно, но в загрязненном виде.  [18] К основным загрязнителям воды относят:

1.        Лекгоокисляемые  вещества. Это биоразлагаемые соединения (мыла, минеральные удобрения). Они необходимы для роста растений, являются строительным материалом для бактерий. Попадая в водоемы, вызывают бурный всплеск развития бактерий и водорослей (этрофикацию), вследствие чего уменьшается количество кислорода в воде, выделяются токсичные вещества, снижается качество питьевой воды, затруднятся дыхание рыб. Например, в 1987 г в Гватемале попадание в воду биогенов привело  к отравлению 200 человек, из которых 26 погибли.

2.        Канализационные стоки (фекалии). Фекалии являются основным источником распространения инфекционных болезней, таких как тиф, холера, диарея, гепатит и пр. Поэтому лучше избегать купаться в водоемах, в которые сбрасывают канализационные стоки. Для определения опасности загрязнения воды болезнетворными бактериями используют тест на кишечную палочку (коли-индекс) в 1 л должно быть не более 3 клеток.

3.        Ионы тяжелых металлов. Ионы металлов прочно связываются с белками и не выводятся из организма, поэтому длительное воздействие даже небольших концентраций может привести к накоплению до опасной дозы. Ионы металлов связываются с белками, вызывают их денатурацию, вследствие чего нарушаются функции белков.  Например, связываясь с ДНК, нарушается перенос генетической информации.

4.       Нефтепродукты. Попадая в воду, нефть и нефтепродукты частично окисляются, вследствие чего снижается концентрация кислорода в водоеме, это может вызывать гибель живых организмов. Часть нефтепродуктов растворяется в воде, поэтому в водоеме постепенно накапливаются вредные вещества. Нефтяное загрязнение на 60% уменьшает испарение воды с ее поверхности, температура водоемов повышается и нарушается биоравновесие водоемов.

5. Синтетические органические соединения (ксенобиотики). Это искусственно  получаемые человеком вещества, используемые при производстве пластмасс, волокон, лакокрасочных изделий, растворителей, пестицидов, моющих средств и пр. Многие из них при попадании в организм могут нарушать функционирование различных систем клетки. В определенных дозах ксенобиотики вызывают отравление и смерть. Наиболее опасны хлорпроизводные диоксина,  полихрорбифенилы и др. хлоруглеводороды, например ДДТ (n,n - дихлордифенилтрихлорэтан)   – вещество с высокой стабильностью, очень устойчивое в организме человека (рис.8). Такие вещества оказывают мутагенное и канцерогенное действие, способны накапливаться в  пищевой цепи. [7]

               Синтетические моющие средства (СМС), попадая в водоем, приводят к появлению пены, вызывают неприятный вкус и запах. СМС способны спровоцировать гибель рыбы, замедляют самоочищение водоема, а, попадая в грунтовые воды, увеличивают рН почвы.

Очистка воды.

Для того чтобы снабдить население чистой водой, приходится прибегать к ее очистке (рис.9) В большинстве случаев питьевую воду очищают фильтрованием и различными химическими методами. Совершенно очистить и получить химически чистую воду можно, как известно, перегонкой. Чистая дистиллированная вода представляет собой прозрачную жидкость без запаха и вкуса (привычным для нас приятным вкусом обладает только вода, содержащая надлежащее количество растворенных солей и газов). Дистиллированная вода не только неприятна на вкус, но и вредна. При продолжительном употреблении ее для питья она выщелачивает соли, содержащиеся в клеточном соке, что приводит к различным заболеваниям.

В настоящее время  очистка сточных вод с применением современных методов, позволяет удалить различные примеси на 95–96%. [9] Часто этого недостаточно, но для дальнейшей очистки воды необходимо строить дорогие очистные сооружения, что экономически невыгодно.

Природная вода обладает способностью к самоочищению – восстановлению первоначальных свойств, в результате естественных биологических, химических и физических процессов. К физическим процессам относится фильтрация, происходящая, в частности, в породах, слагающих речное дно.

( см. Приложение №11 «Общие принципы водоочистки»)

III. Экспериментальная часть.

3.1. Характеристика объектов и районов исследования.

Сбор материала проводили в течение 2-х сезонов (2004 и 2005 гг) на территории п. Вороново Целинского района Ростовской области. В качестве объекта исследования был выбран один из прудов поселка.

Наблюдения проводились  в двух точках:

1. Пруд на территории поселка  - центральная часть. (Эта территория подвержена общему антропогенному прессу)
2. Участок пруда в природоохранном районе.

В ходе исследования наблюдениям подверглись:

Ø      Экологическое состояние водоема;

Ø      Пруд и его обитатели – рассказывает об обитателях пруда и их экологических связях;

Ø      Структура поймы пруда – приводится информация сравнения «стандартной» структуры поймы равнинной реки и данного пруда;

Ø      Пойменный луг – рассказывает о структуре и обитателях лугов;

Ø      Поляна первоцветов – отмечает небольшой участок поймы, где сохранились раннецветущие растения.

Оценка экологического состояния проводилась на основе проведения химического анализа воды, описание прибрежной растительности, растительности и животного мира пруда, причем особое внимание уделялось видам растений и животных, которые являются индикаторами чистоты и загрязнения воды.

Современное состояние экосистемы пруда.

Искусственный водоем – пруд - является типичным представителем водных экосистем, поэтому прежде, чем приступить к описанию состояния пруда на данный момент, следует дать сведения об экосистемах.

Экосистема - это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т.д. ), в которых живые и косные компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии. Понятие экосистемы применяется к природным объектам различной сложности и размеров: океан или небольшой пруд, тайга или участок березовой рощи. Термин экосистемы ввел английский фитоцитолог Тенсли. При изучении биотической структуры экосистем становится очевидным, что к числу важнейших взаимоотношений между организмами относятся пищевые. Можно проследить бесчисленные пути движения вещества в экосистеме, при которых один организм поедается. Ряд таких звеньев называется пищевой цепью. При исчезновении одного из звеньев пищевая цепь разрушается, частично или полностью.

Обращаясь к исследуемому пруду, этим можно обосновать необходимость именно комплексного оздоровления пруда (ниже в работе будут рассмотрены другие доказательства этой необходимости).

Несмотря на активное антропогенное вмешательство на территории пруда сохранились природные объекты, достойные особого внимания и охраны.

В качестве основных компонентов экосистемы следует выделить, во-первых, химические соединения - воду, диоксид углерода, а также кислород и некоторые другие неорганические вещества, а во-вторых, живые организмы. В-третьих, для поддержания своего функционального состояния любой экосистемы необходим приток энергии, первичным источником которой является Солнце.

Естественно, в природной экосистеме пруда самым важным компонентом является вода. Вода- это вещество, обильнее прочих представленное на Земле. Пруд, образуя среду, менее богатую жизнью чем океаническая или среда крупных водоемов, но все же достаточно обширную, представленную в основном, автотрофами и гетеротрофами, которые будут перечислены после введения определения вышеназванных терминов.

Вернадский, подходя к классификации живого вещества с геохимических позиций, опираясь на деление организмов по способу питания, писал : "Мы будем называть автотрофными все организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы в современной биосфере из окружающей косной материи и не требуют для построения своего тела готовых органических соединений другого организма".

В данной экосистеме автотрофы представлены определенными разновидностями                                               (см. Приложение № 2 )                                                                                                                                  Фитопланктон пруда представлен в приложении №3.    

От автотрофов зависят гетеротрофы - разнообразные животные, грибы, микроорганизмы, которые используют в пищу органические вещества растений и животных, но не способны создавать сами органические вещества из неорганических. Это отражено в их названии "гетер" - другой, значит гетеротрофы - питающиеся другими.

Во время исследования экосистемы пруда были зафиксированы определенные гетеротрофные организмы (см. Приложение №4) Характеристики отдельных видов представлены в приложении №5.                   Зоопланктон пруда представлен в Приложении №6.

3.2. Методика исследования водоема.

3.2.А. Понятие «Мониторинг».

Что такое мониторинг вообще? В наиболее полном виде - это многоцелевая информационная система, основные задачи которой - наблюдение, оценка и прогноз состояния природной среды. По территориальному охвату мониторинг подразделяют на локальный, региональный и глобальный - биосферный, охватывающий биосферу в целом. Мониторинг за водными экосистемами состоит из нескольких составляющих, включая в себя:

1) Гидрологические, включают в себя слежение за динамикой уровня воды в водоемах, температурным режимом и различными ледовыми явлениями (ледоход, шугоход, образование заберегов и т.п.).

2) Гидрохимические, включают в себя слежение за качеством воды в водоемах, т. е. определение количества содержащихся в ней минеральных и органических веществ, определение их природы гидрохимическими методами.

3) Гидробиологические наблюдения. Наиболее важными, на наш взгляд, являются гидробиологические наблюдения на водоемах. Исходя из целей мониторинга следует прежде всего выявить наиболее показательные сообщества организмов-индикаторов состояния водных экосистем. В дальнейшем нужно будет организовать слежение за состоянием этих сообществ.

Организация наблюдений за водными объектами предполагает:

• работу с источниками информации (периодическая печать, книги, интервью со старожилами, музеи);
• проведение измерений (самостоятельные, в СЭС, лаборатории ВУЗов, станций экологического мониторинга);
• анализ результатов (построение графиков, таблиц, расчеты, сравнение с данными из других источников);
• выработку заключений, рекомендаций;
• оформление отчета;
• публикация результатов наблюдений для ознакомления общественности;
• рассылка материалов в природоохранные и властные структуры.         На основании мониторинга заводится паспорт водоема. Так, например:

Паспорт пруда.

• 1.Название.
• 2.Местоположение.
• 3.Размер озера и характер береговой линии (возвышенные или низменные, пологие или крутые, каменистые или песчаные берега, наличие заливов и т.д.).
• 4.Характеристика грунта на отмелях, мощность иловых отложений.
• 5.Температура воды на поверхности и на разных глубинах в различные сезоны.
• 6.Цвет, прозрачность и другие характеристики воды.
• 7.Промеры глубин с лодки.
• 8.Данные о пересыхании, промерзании, заморах, наибольших и наименьших уровнях воды.
• 9.Характер водной и прибрежной растительности.
• 10.Животный мир.
• 11.Наличие притоков, истоков, прилегающих болот, ключей. Количество воды, поступающей из притоков за сутки, и расход ее в реках и ручьях, вытекающих из пруда.
• 12.Наличие насосных станций, рыборазводных и других хозяйственных сооружений.
• 13.Источники загрязнения и меры защиты пруда.
• 14.Карта-схема пруда.

3.2.Б. Измерение ширины водоёма, профиля и прозрачности

Для измерения ширины реки необходимо, встав на берегу реки напротив хорошо заметного предмета на другом берегу, отмерить под прямым углом вдоль берега 10 м, отметить точку вехой (О), еще раз отмерить такое же расстояние и от этой точки (В) двигаться перпендикулярно руслу до тех пор, пока точки О и Г не окажутся на одной линии. Ширина реки будет равна стороне треугольника ВГ=АБ.

Определение поперечного профиля реки для расчета расхода воды

Обозначения: b₁, b₂, b₃ ..., b_n - отрезки реки, на которых измерялась глубина; h₁, h₂, h₃,..., h_n - глубина, w₁, w₂, w₃, … w_n - площадь сечения на отрезке

3.2.В. Гидрологические методы

·         Прозрачность воды

В речной воде находятся взвешенные вещества, которые уменьшают ее прозрачность. Существуют несколько методов определения прозрачности воды.

1. По диску Секки. (Обозначения: диск (из пенопласта) с черно-белыми секторами, снизу привязан камень, на веревке сделаны узелки с периодичностью 20 см для подсчета глубины) Чтобы измерить прозрачность речной воды, применяют диск Секки диаметром 30 см, который опускают на веревке в воду, прикрепив к нему груз, чтобы диск уходил вертикально вниз. Вместо диска Секки можно применять тарелку, крышку, миску, положенные в сетку. Диск опускается до тех пор, пока он не будет виден. Глубина, на которую вы опустили диск, и будет показателем прозрачности воды.

2. По кресту. Находят предельную высоту столба воды, через которую просматривается рисунок черного креста на белом фоне с толщиной линий равной 1 мм, и четырех черных кружочков диаметром равным 1 мм. Высота цилиндра, в котором проводится определение, должно быть не менее 350 см. На дне его расположена фарфоровая пластинка с крестом. Нижняя часть цилиндра должна быть освещена лампой в 300 Вт.

3. По шрифту. Под цилиндр высотой 60 см и диаметром 3-3,5 см подкладывают стандартный шрифт на расстоянии 4 см от дна, исследуемую пробу наливают в цилиндр, так чтобы можно было прочитать шрифт, и определяют предельную высоту столба воды.

·         Мутность воды

Повышенную мутность вода имеет за счет содержания в ней грубодисперсных неорганических и органических примесей. Определяют мутность воды весовым методом, и фотоэлектрическим колориметром. Весовой метод заключается в том, что 500-1000 мл мутной воды профильтровывают через плотный фильтр диаметром 9-11 см. Фильтр предварительно высушивается и взвешивается на аналитических весах. После фильтрования фильтр с осадком высушивают при температуре 105- 110 градусов в течение 1,5 - 2 часов, охлаждают и вновь взвешивают. По разности масс фильтра до и после фильтрования рассчитывают количество взвешенных веществ в исследуемой воде.

·         Определение запаха воды

Запахи в воде могут быть связаны с жизнедеятельностью водных организмов или появляться при их отмирании - это естественные запахи.

Запах воды в водоеме может обуславливаться также попадающими в него стоками канализации, промышленными стоками - это искусственные запахи.

Сначала дают качественную оценку запаха по соответствующим признакам: болотный, землистый, рыбный, гнилостный, ароматический, нефтяной и т.д. Силу запаха оценивают по 5 балльной шкале.

Колбу с притертой пробкой заполняют на 2/3 водой и тотчас закрывают, интенсивно встряхивают, открывают и тотчас отмечают интенсивность и характер запаха.

·         Определение цветности воды

Качественную оценку цветности производят, сравнивая образец с дистиллированной водой. Для этого в стаканы из бесцветного стекла наливают отдельно исследуемую и дистиллированную воду, на фоне белого листа при дневном освещении рассматривают сверху и сбоку, оценивают цветность как наблюдаемый цвет, при отсутствии окраски вода считается бесцветной.

3.2.Г. Гидрохимические методы

Большинство известных элементов, входящих в состав вод в сравнительно больших количествах, существуют в виде ионов. Их можно разделить на три группы.
1. группа - ионы, составляющие основную часть природных вод:
катионы: K, Na, Ca, Mg
анионы: Cl, SO4, CO3, HCO3
2. группа - ионы, находящиеся в малых количествах в водах специального состава:
катионы: Ba, Pb, Zn, Cu, Mn, Fe, Fe, Al
анионы: Br, I, PO4
3. группа - ионы, находящиеся в загрязненных водах:
NO2, NO3, S, PO4 Химические методы анализа воды

Анализ воды на ее химический состав можно проводить как в лабораторных, так и в полевых условиях. В химической лаборатории необходим следующий минимальный набор материалов:

• Набор индикаторных бумажек
• Мерные цилиндры или мерные колбы на 100 мл
• Дистиллированная вода
• Штатив для пробирок
• Пробирки (не менее 10 штук)
• Ершики для мытья пробирок
• Набор необходимых химреактивов
• Бюретки на 10 мл
• Фильтровальная бумага
• Весы

"Химический анализ воды".

1. Анализ катионов.                                                                                                                                                  1.1. Определение NН₄⁺. В питьевой воде допускаются следы NН₄⁺ /не более 0,5 мг/л /.                     К 10 мл воды прибавляют 4-6 капель 50%-ного раствора C₄H₄O₆KNa и 4 капли реактива Несслера. Образуется [NH₂HgO] желтовато-бурого цвета. По интенсивности окраски определяют примерное содержание NН₄⁺. (см.Приложение № 8 «Шкала приближенного содержания NН₄⁺»)

1.2. Определение Са²⁺ . К 10 мл воды добавляют равный объем насыщенного раствора оксалата аммония (NH₄)₂C₂O₄ и немного 10%-ного раствора NH₄Cl. В присутствии солей кальция образуется CaC₂O₄ в виде белой мути.

1.3. Определение Мg²⁺. Раствор после определения Са²⁺ фильтруют и определяют Мg²⁺ действием на фильтрат 10%-ного раствора NH₄OH и насыщенным раствором Na₂HPO₄. В присутствии Мg²⁺ образуется MgNH₄PO₄ в виде белой мути.

1.4. Определение Fe²⁺. В водопроводной воде допустимое содержание Fe²⁺ не более 0,1 мг/л.                         К 10 мл воды прибавляют стеклянной лопаточкой KHSO₄ и столько же K₃[Fe(CN₆)]. Встряхивают и наблюдают полученную oкраску. В присутствии Fe²⁺ образуется Fe₃[Fe(CN₆)]₂ синего цвета.

1.5. Определение Fe³⁺. Общее содержание Fe³⁺ в воде допускается на более 0,3 мг/л.                        К 10 мл воды прибавляют 2-3 капли концентрированного раствора НСl и 4 капли 50%-ного раствора NH₄CNS, затем перемешивают. В присутствии Fe²⁺ образуется [Fe(CNS)]Cl₂ красного цвета. По интенсивности окрашивания определяют примерное содержание Fe³⁺. (см.Приложение № 8 « Шкала приближенного содержания Fe³⁺»)

2. Анализ анионов.

2.1. Определение SO₄^2- . Допустимое содержание SO₄^2- в воде составляет 80 мг/л.                             К 10 мл воды прибавляют 6 капель раствора НСl - /1:1/ и 10-15 капель 2,5%-ного раствора BaCl₂. В присутствии SO₄^2- образуется белый осадок BaSO₄ (см.Приложение № 8 «Шкала приближенного содержания SO₄^2-»)

2.2. Определение CO₃^2-. К 10 мл воды добавляют 5-6 капель раствора НСl /1:1/. В присутствии CO₃^2- наблюдается выделение пузырьков СО₂.

2.3. Определение Сl^-. В питьевой воде допустимое содержание Сl^- до 50 мг/л.                                   К 10 мл вода прибавляют 6 капель 10%-ного раствора AgNO₃ , подкисленного НNO₃ и по образовавшемуся осадку судят о содержании Cl-ионов. (см.Приложение № 8 «Шкала приближенного содержания Cl^-.»)

 2.4. Определение S^2-. В питьевой воде присутствия S^2- не допускается. Наличие S^2- может быть грубо определено по потемнению индикаторной свинцовой бумажки, смоченной исследуемой водой.

2.5. Определение NО^-₂. Допускается в воде NО^-₂, не более 0,002 мг/л. К 10 мл воды прибавляет на кончике лопаточки немного сухого реактива Грисса, перемешивают и оставляют на 5-7 минут /для ускорения реакции пробирку можно немного нагреть/. Пользуясь таблицей, определяют примерное содержание NО^-₂ (см.Приложение № 8 «Шкала приближенного содержания NО^-₂.»)

3.2.Д. Гидробиологические методы.

Биоиндикация качества воды

При интерпретации результатов измерений качества воды надо иметь в виду, что результаты измерений верны только по отношению к определенному времени. Днем позднее или ранее результаты измерений могут существенно отличаться. Например, вы можете отметить очень низкую концентрацию нитратов в пруду в один из дней. Однако, придя на другой день, вы можете отметить чрезвычайно высокое содержание нитратов, так как находящееся неподалеку сельскохозяйственное предприятие вывалило навоз в реку. Таким образом, физико-химические измерения позволяют оценить качество воды только на данный момент. Присутствие индикаторных видов растений или животных позволяет более глубоко судить о качестве воды в водоеме.                                                                                                                            Биологическое исследование стоячих водоемов, как правило, интерпретируется более легко. Здесь, прежде всего, необходимо проведение комплексных исследований с тем, чтобы иметь более полное представление о состоянии водоема. Чем крупнее исследуемый водоем, тем большее количество разнообразных станций надо выбирать по его периметру.                                                                                                                        Почти любое использование воды влияет на ее качество. Использованная вода обычно возвращается в реки или отстойники для восстановления. Это может оказать нежелательное влияние на жизнь, если использованная вода будет сильно отличаться от естественной.                                                                       (см. Приложение №9 «Примеси, содержащиеся в воде»)

Различные виды живых существ показывают, чем загрязнена окружающая среда. Какой бы совершенной ни была современная аппаратура, она не может сравниться с "живыми приборами", реагирующими на те или иные изменения, отражающие воздействие всего комплекса факторов, включая сложные соединения различных ингредиентов.                                                                                                                                   Бурное развитие сине-зеленых водорослей - хороший индикатор опасного загрязнения воды органическими соединениями.                                                                                                                                                         Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающиеся на поверхностных предметах у кромки воды. В чистых водоемах эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок. Для загрязненных водоемов характерны белые хлопьевидные образования. При избытке в воде органических веществ и повышения общей минерализации обрастания приобретают сине-зеленый цвет, так как состоят в основном из сине-зеленых водорослей. При плохой очистке фекально-бытовых сточных вод обрастания бывают белыми или сероватыми. Как правило, они состоят из прикрепленных инфузорий (сувойки, кархезиум и др.) Стоки с избытками сернистых соединений могут сопровождаться хлопьевидными налетами нитчатых серобактерий-теотриксов.                                                            Биоиндикация - способ оценки антропогенной нагрузки по реакции на нее живых организмов и их сообществ.                                                                                                                                                  Биотестирование - использование в контролируемых условиях биологических объектов (тест-объектов) для выявления и оценки действия факторов (в том числе и токсических) окружающей среды на организм, его отдельную функцию или систему организмов. Хорошие результаты дает анализ бентосных (придонных) беспозвоночных. Оценка чистоты водоемов делается по преобладанию, либо отсутствию тех или иных таксонов. (см. Приложение №10 «Шкала загрязнений по индикаторным таксонам»)

Более подробно о биоиндикаторах см. в Приложении №7.

3.3.Полученные результаты и их обсуждение.

3.3.А. Общая характеристика исследуемой территории с элементами описания флоры поймы  пруда.

Анализируя состав изученных сообществ, нужно отметить, что большая их часть подверглась сильным антропогенным изменениям, особенно в точке №1. Сельское благоустройство истощило разнообразие видов. Отсыпка грунта, выравнивание русла, укрепление берегов бетонными конструкциями – также нанесли сильный ущерб природным сообществам, нарушив их структуру. Посадка в прилегающих жилых массивах, бульварах и скверах видов – интродуцентов, таких как клён ясенелистный (Acer negundo), тополь бальзамический (Populus balsamifera), привело к их массовому размножению и вселению в естественные сообщества поймы, с последующим вытеснением аборигенных видов южной полосы.

Луговые сообщества также подверглись сильным изменениям. Обилие автодорожных путей, проходящих по границам исследованных участков, обусловили внесение семян различных видов травянистых растений, характерных, как для более северных, так и для более южных флор. Например, на пойменных лугах можно одновременно встретить несколько видов шалфеев, мордовник шароголовый (Echinops sphaerocephalus), зопник клубненосный (Phlomis tuberosa), ксерофитные степные злаки - характерные для более южных районов и многие различные виды, нехарактерные для нашего района.

Значительное влияние на состав травянистой растительности оказывают такие факторы, как вытаптывание, землекопные работы, отсыпка неплодородного грунта, образование свалок строительного и бытового мусора, что ведёт к преобладанию на многих участках рудеральной растительности, среди которой массово распространены следующие: марь (Chenopodium), лебеда (Atriplex), мать-и-мачеха (Tussilago farfara), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale) и др.

Кроме этого, на некоторых участках исследуемой территории размещались садовые и огородные участки, которые в настоящее время заброшены. Здесь сохранилось значительное количество культурной флоры, виды которой также интегрируются в состав пойменных сообществ. Это такие виды, как культурные сорта земляники, девичий виноград пятилисточковый (Parthenocissus quinquefolia), эхиноцистис дольчатый (Echinocystis lobata), вишня обыкновенная (Cerasus vulgaris), слива домашняя (Prunus domestica), облепиха крушиновая (Hippophae rhamnoides), ягодные кустарники и т.д.

Но, несмотря на все вышеперечисленные негативные воздействия, оказывающие значительное влияние на структуру фитоценозов, на некоторых участках ещё сохранились локальные элементы естественных сообществ, таких как: элементы пойменного луга; элементы суходольного луга и некоторые другие фитоценозы, спорадически расположенные на различных участках исследуемой территории.

Из двух участков, наиболее интересным и значимым для поддержания биологического разнообразия природных сообществ поймы пруда является участок №2. На данном участке рельеф и почвы сравнительно мало подверглись антропогенному воздействию, не проводились мероприятия сельского благоустройства, поэтому до настоящего времени в малонарушенном состоянии сохранилось русло пруда с прибрежной частью, элементы пойменных сообществ, что естественно положительно отразилось на составе флоры и фауны этого участка.

Всего на участке было зарегистрировано 75 видов высших сосудистых растений, 6 видов грибов, 39 видов животных.

Кроме того, на рассматриваемой территории произрастают старовозрастные деревья следующих видов: тополь бальзамический, ива ломкая, все они имеют диаметры стволов более 40 см. и могут быть причисленными к ценным дендрологическим объектам.

Общие результаты флористических исследований.

В результате работы, на исследуемых участках поймы пруда было зарегистрировано 87 видов, из 30 семейств сосудистых растений. По количеству видов наиболее многочисленными семействами являются следующие:

Распределение видов по господствующим семействам

Наибольшее количество видов растений зарегистрировано на участке №2,

наименьшее– на участке №1

Луговые фитоценозы

Оценивая сообщества этого типа, обследованные на данной территории, необходимо, прежде всего, сказать о том, что ненарушенных лугов в пойме пруда не сохранилось. Но, небольшие фрагменты, травянистых сообществ, сформировавшиеся на брошенных огородах, пустырях всё же представляют определённый интерес и заслуживают пристального изучения из-за достаточного видового разнообразия, а некоторые – из-за необычности своего состава.

Наиболее разнообразны луговые фрагменты на участке №2. Здесь можно найти все аналоги пойменных, мезофитных и суходольных сообществ, но все они имеют или слишком небольшие размеры, или слишком нехарактерный для местной флоры состав.

На участке 2 расположены очень небольшие пятна высокотравного пойменного луга, где господствуют осоки, рыхлокустовые злаки, с примесью многолетних трав, многие из которых являются украшением местной флоры.

На этом же участке, но несколько дальше от пруда, высокотравные луговинки с влаголюбивыми растениями сменяются умеренно увлажнёнными луговыми сообществами, сформировавшимися на месте заброшенных огородов. Здесь преобладает мезофитная растительность, представленная клеверами (Trifolium hybridum, Trifolium incarnatum), донником белым (Melilotus albus), люцерной серповидной (Medicago falcata) и хмелевой (Medicago lupulina), с примесью некоторых злаков, таких как ежа сборная (Dactylis glomerata), вейник наземный (Calamagrostis epigeios), тимофеевка луговая (Phleum pratense) и цветущих многолетних трав (смолёвка белая (Silene alba) и обыкновенная (Silene vulgaris).  Так выглядят эти луговые фрагменты летом, а весной здесь бурно цветет ландыш майский (Convallaria majalis) и гусиный лук (Muscari negletum).

На участке 1 сформировался суходольный луг с элементами степной ксерофитной растительности. Здесь преобладают бобовые, среди которых доминируют такие виды, как чина клубненосная (Lathyrus tuberosus). Из злаков многочисленны ежа сборная (Dactylis glomerata), местами большими пятнами вклиниваются "степные гости" шалфей мутовчатый (Salvia verticillata ) и сухостепной (Salvia tesquicola) и полыни. Красивым дополнением смотрятся отдельные высокорослые, красивоцветущие растения, такие как василёк шероховатый (Centaurea scabiosa), коровяк обыкновенный (Verbascum thapsus) и др. Всего на этом участке отмечено 41 вид растений.

Выводы.

Подводя итоги, необходимо отметить следующее:

     несмотря на сильное вмешательство человека в структуру пруда и поймы, загрязнение её бытовым мусором, здесь сохранился достаточно богатый состав флоры;

     наиболее значимым участком в сохранении биологического разнообразия поймы пруда является участок №42 где сохранились некоторые элементы малонарушенных природных растительных сообществ и как следствие - значительное видовое разнообразие деревьев, кустарников и травянистых растений, что на мой взгляд, играет заметную роль в сохранении биологического разнообразия поймы всего  пруда.

3.3.В. Исследование видового состава ихтиофауны.

Исследования видового состава рыб проводились с мая по сентябрь 2004 года.

Основной целью настоящей работы является выявление видового состава рыб изучаемого участка пруда, выявление пространственного распределения видов по руслу.

Для сбора материала применялся подъёмник с площадью сетки 1 м², проводился лов на удочку, на мелководных участках рыбу вылавливали сачком. Кроме того, был произведён опрос рыбаков, рыбачащих на этом участке (более 50 опрошенных), для чего была разработана опросная карточка, позволяющая проводить изучение состава улова, как в очной, так и заочной форме. При очной форме весь улов регистрировался по стандартной методике (измерения, оценка рыбы по основным морфологическим показателям). Кроме того, карточка для заочного опроса была распространена через электронные средства информации, что дало ещё 12 участников опроса. Все эти методы позволили получить достаточную начальную информацию, способную отразить видовое многообразие рыб, обитающих в пруду на данный момент.

Всего за время исследования на участке пруда, протяжённостью 4,8 км по нашим и опросным данным было обнаружено 16 видов рыб, относящихся к 5 семействам и 3 отрядам, что составляет 45,7% от количества видов рыб, известных для поселка. Наибольшее видовое разнообразие по данным лова отмечено на участке № 2 на этих же участках расположены традиционные места рыбной ловли жителей окрестных микрорайонов.

Диаграмма 1 «Сравнение количества видов и семейств пруда поселка и реки Дон»

            пруд поселка                  р. Дон

Подводя итоги, необходимо заметить, что наиболее значимым участком, в отношении сохранения разнообразия видов рыб пруда является участок №2.

IV. Заключение. Выводы. Рекомендации.

Подытоживая свои наблюдения, можно заключить, во-первых, что ландшафт пруда в значительной степени испытывает на себе антропогенное воздействие человека. Различные виды хозяйственной деятельности (строительство, сельское хозяйство, промышленность, рекреация) привили к возникновению таких типов ландшафтов, как селитебные, луговые лесопосадки, массивы коллективных садов.

Кроме этого, наблюдается повсеместное загрязнение ландшафтов бытовым мусором, а водоема - бытовыми стоками.

Все это ведет к значительной пестроте ландшафтов.

Пестрота ландшафтов обусловлена и взаимопроникновением различных типов ландшафтов "друг в друга".

Однако, есть места, где сохранились, пусть и на небольшой территории и в измененном состоянии флористические комплексы и растительные сообщества, характерные для мало нарушенных луговых и степных ландшафтов этого же района, а также редкие растения и редкие флористические комплексы; существование этих последних, на мой    взгляд, объясняется, опять-таки воздействием человека.

В целом, поскольку все типы естественных ландшафтов обнаруживают способность к самовосстановлению, а антропогенные ландшафты сохраняются в своей основе неизменными, и кроме того, возможна оптимизация ландшафтов, следует заключить, что экологическое состояние пруда удовлетворительно.

Если же оценить экономико-экологическую ситуацию, то я должна ввести в рассмотрение еще один показатель - стабильность хозяйственной деятельности.

О стабилизации хозяйственной деятельности, достижении некоторого "равновесия с природой" свидетельствует и наличие искусственных  лесопосадок, в т.ч. по пологим склонам, удобным для сельскохозяйственного освоения, но все же пощаженных.

Таким образом:

1. На всем протяжении в черте поселка пруд и его берега интенсивно загрязняются бытовым мусором в виде пищевых отходов, шин, кузовов легковых автомобилей, отработанных аккумуляторов и т.п.
2. В пруд попадает стоки с хозяйственного сектора в результате дождей.

3.      Анализ результатов химических измерений и описаний растительного и животного мира позволяет заключить, что пруд обладает хорошей способностью к самоочищению, что по видимому объясняется с одной стороны влиянием мощной родниковой зоны. Живописный ландшафт, достаточно богатый растительный и животный мир и хорошая способность к самоочищению позволяют рассматривать пруд в качестве экологического каркаса поселка Вороново, дающего возможность воплотить при формировании генерального плана развития поселка ландшафтно-экологический подход.

Считаю, что для оздоровления поселковой среды в бассейне пруда необходимо:

- провести полную экологическую и гидрологическую экспертизу пруда - для прекращения в ней любого строительства, определения оптимального режима жизнедеятельности данной экосистемы с целью поэтапного превращения ее в экологический каркас;

 - развернуть самую широкую пропагандистскую и просветительскую компанию по воспитанию бытовой экологической культуры населения;

 - предложить сельской администрации определить порядок вывоза бытового мусора в зоне домов частного сектора;

 - Разработать экономический механизм, обязывающий граждан сохранять территорию, прилегающую к пруду, в чистоте;

- благоустроить родники;

 - на берегу оборудовать места отдыха.

Предложения по улучшению состояния пруда.

1. Учитывая, что покров льда играет и отрицательную роль (оказывает затемняющее действие, которое замедляет и даже приостанавливает жизненные процессы у многих водных организмов, прямо или косвенно имеющих для рыб пищевое значение, а также резко снижает возможность пополнения воды кислородом из воздуха), следует регулярно пробивать полыньи в пруду в зимнее время .
2.  Провести террасирование склонов берегов пруда для предотвращения смыва и попадания в пруд поверхностно - активных веществ и синтетических моющих веществ, широко применяемых в быту. Террасирование будет препятствовать также смыву удобрений с огородов и полей, расположенных на берегу пруда.
3. Для защиты пруда проводить плановую посадку низкорослых пород деревьев с развитой корневой системой с водоохранной целью, для защиты от заплывания.
4. Населить пруд мезосапробными организмами, которые будут служить биологическими индикаторами качество воды.
5. Для ограничения попадания вредных веществ выхлопных газов автомобилей (свинца, сажи, оксидов азота, альдегидов, ароматических углеводородов и др.) необходимо установить на греблях механические щиты - ограничители, высотой до 3 метров, а пруд в местах пересечения с дорогами пустить в бетонных трубах.
6. Координировать усилия экологических кружков, активистов природоохранного движения с целью создания единого Паспорта пруда, где суммировать гидрологическую, санитарную, экологическую характеристику пруда, с принятием программы минимум и программы максимум.
7. Запретить складирование мусора, свалки на расстоянии 500 метров от пруда.
8. Ввести как обязательный, учебный предмет "Экология. Природопользование. Охрана окружающей среды) в программу средней школы.
9. Усилить административную ответственность за нарушения в сфере природопользования.
10. Для улучшения кормовой базы рыб выпустить в пруд рачков - мизид.

Малые реки, пруды и озера - наша боль и надежда
 Как же нам вас не любить.
Летом вы тихи, весною же звонки.
Стараетесь нас напоить.
Люди же вас загрязняют ужасно:
Валят весь мусор и топчут скотом.
Это для вас смертельно опасно:
Можете вы погибнуть потом.
Малые реки, пруды и озера встречаем все реже
Сохнут они! На них больно смотреть!
Люди, поймите всю боль и надежду!
Их сохраним, не дадим умереть!

V.    Краткий словарь терминов.

Аэрация (от греч. аэр –воздух)-  насыщение различных сред воздухом для окисления содержащихся в них органических веществ.

Водородная  связь – один из типов взаимодействия между двумя электроотрицательными атомами одной или разных молекул посредством атомов водорода

Гидролиз солей – взаимодействие ионов соли с водой, в результате, которого образуются слабые электролиты

Денатурация – разрушение третичной и вторичной структур белковых молекул

Ксенобиотики – вещества, чужеродные по отношению к живым организмам и не входящие в естественный биологический цикл

рН  (водородный показатель) – отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода

Фотосинтез – превращение зелеными растениями энергии Солнца в энергию химических связей органических соединений

Этрофикация – обогащение водоемов питательными веществами, приводящие к чрезмерному развитию планктона, а затем уменьшению содержания кислорода в воде, при разложении возросших количеств мертвых водорослей

VI. Использованная литература.

1.Беличенко Ю.П., Швецов М.М. Человек и вода. М., 1979

                  2.Веселов Е.А. Определитель пресноводных рыб фауны СССР. М.: Просвещение, 1977.

                  3.Второв П.П., Дроздов Н.Н. Определитель птиц фауны СССР. – М.:   

                     "Просвещение",1980.

4.Губанов И.А. и др. Определитель сосудистых растений центра Европейской России. -  

   М.: "Аргус", 1995.

5.Гудков В.М. и др. Наблюдения за развитием природы.– М.: Изд-во ООО "НПЭЦ   

   "Пасьва", 2002.

6.Еленевский А.Г. Введение в изучение флор. - М.: изд-во МГПИ им. В.И. Ленина, 1995.

                  7.Ильичев В.Д., Бутьев В.Т., Константинов В.М. Человек и окружающая среда. – М:     

                 Наука, 1987.

8.Львович А.И. Защита вод от загрязнения. Л., 1977
 9.Львович М.И. Вода и жизнь: Водные ресурсы, их преобразование и охрана. М., 1986
10.Маевский А.П. Флора средней полосы Европейской части СССР. - М.: "Колос", 1964.

                  11.Мамаев В.М. Определитель насекомых по личинкам. М.: Просвещение. 1972.

12.Методы гидробиологических исследований: проведение измерений и описание рек.

     М.: Экосистема. 1996.

13.Мягков Н.А. Атлас-определитель рыб. М.: Просвещение, 1994.

                  14. Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых. М.: Топикал, 1994.

15.Рысин Л.П.Природа Земли - М.: Биоинформсервис, 1998.

16.Скворцов В.Э. Атлас-определитель сосудистых растений.– М.: Гринпис России,2000.

                     17.Флинт В.Е. и др. Птицы Европейской России. – М.: "Алгоритм",2000.

                18. Фюрон Р. Проблема воды на земном шаре. Л., 1966
                  19.Черняев А., Белова Л., Прохорова Н., Пупова Е. Кратко о водах России.

                       Изд. "Виктор",  Екатеринбург, 1997.
 

VII. Приложения.

Приложение №1 «Классы качества речных вод».

Шестиклассная система оценки качества вод принята в зарубежных странах и положена в основу ГОСТ 17.12.04.77 и ГОСТ 17.13.07.02.

Воды 1 класса экологически полноценные, могут использоваться для питья, рекреации, рыбоводства и орошения.

Воды 2 класса экологически полноценные, имеют питьевое значение, могут использоваться для рекреации, рыбоводства и орошения.

Воды 3 класса экологически полноценные, могут использоваться для питья с предварительной очисткой, а также рыбоводства и орошения.

Воды 4 класса экологически неблагополучны, имееют ограниченное применение в рыбоводстве и орошении, пригодны для технических целей.

Воды 5 класса экологически неблагополучны, имеют техническое значение.

Воды 6 класса экологически неблагополучные, применяются для технических целей с предварительной очисткой. Макробеспозвоночных не встречается.

Приложение №1 «Проникновение загрязняющих веществ в круговорот воды».

Три важных стадии круговорота воды: испарение (А), конденсация (Б) и атмосферные осадки (В). Если в него вовлечено слишком много природных или искусственных загрязняющих веществ из перечисленных ниже источников, естественная система не справляется с очисткой воды.

1. Радиоактивные частицы, пыль и газы поступают из атмосферы вместе со снегом, выпадающим и накапливающимся в высокогорьях.
2. Талые ледниковые воды с растворенными загрязняющими веществами стекают вниз с высокогорий, формируя истоки рек, которые на своем пути к морю увлекают частицы грунта и горных пород, размывая поверхности, по которым они текут.
3. Воды, дренирующие горные выработки, содержат кислоты и другие неорганические вещества.
4. Вырубка лесов способствует развитию эрозии. Многие загрязняющие вещества сбрасываются в реки предприятиями целлюлозно-бумажной промышленности, на которых обрабатывается древесина.
5. Дождевые воды вымывают химические вещества из почвы и разлагающихся растений, транспортируют их в грунтовые воды, а также смывают со склонов в реки почвенно-грунтовые частицы.
6. Промышленные газы попадают в атмосферу, а оттуда вместе с дождем или снегом – на землю. Промышленные стоки поступают непосредственно в реки. В зависимости от отрасли промышленности сильно различается состав газов и сточных вод.
7. Органические инсектициды, фунгициды, гербициды и удобрения, растворенные в водах, дренирующих сельскохозяйственные угодья, поступают в реки.
8. Опыливание полей пестицидами загрязняет воздушную и водную среду.
9. Коровий навоз и другие остатки животного происхождения – основные загрязнители мест больших скоплений животных на пастбищах и скотных дворах.
10. При откачке пресных грунтовых вод может произойти засоление в результате подтягивания к их зеркалу минерализованных вод из эстуариев и морских бассейнов.
11. Метан продуцируется бактериями как в естественных болотах, так и в стоячих водоемах при избытке органических загрязнителей антропогенного генезиса.
12. Тепловое загрязнение рек происходит из-за поступления от электростанций нагретых вод.
13. Города являются источниками разных отходов, включая как органические, так и неорганические.
14. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания – основные источники загрязнения воздушной среды. Углеводороды адсорбируются содержащейся в воздухе влагой.
15. Крупные предметы и частицы удаляются из коммунально-бытовых сточных вод на станциях предварительной очистки, органика – на станциях вторичной очистки. От многих веществ, поступающих с промышленными стоками, невозможно избавиться.
16. Разливы нефти от морских нефтяных скважин и из танкеров загрязняют воды и пляжи.

Приложение №2 «Разновидности автотрофов».

Водоросли /Algae/

Characeae /Харовые/

1.                  Chara fragilis Desv. /Хара ломкая/

Грибы /Fungi/

Clavicipitales /Спорыньёвые/

             2.Cordyceps (Fr.) Link /Кордицепс военный/

Coprinaceae /Навозниковые/

3.Coprinus atramentarius (Bull.) Fr. /Навозник серый/

4.Coprinus comatus (Mull.) Pers. /Навозник белый/

Ganodermataceae /Ганодермовые/

5.Ganoderma applanatum (Pers.) Pat. /Трутовик плоский/

Хвощевидные /Equisetophyta/

Equisetaceae /Хвощёвые/

6.Equisetu arvense L. /Хвощ полевой/

Магнолиофиты /Magnoliophyta/

Aceraceae /Кленовые/

7.Acer negundo L. /Клён ясенелистный/

Alismataceae /Частуховые/

8.Sagittaria sagittifolia L. /Стрелолист обыкновенный/

Amaranthaceae /Амарантовые/

9.Amaranthus retroflexus L. /Амарант запрокинутый (Щирица обыкновенная)/

Betulaceae /Берёзовые/

10. Betula alba L. (B. pubescens Ehrh.) /Берёза белая, или пушистая/

Boraginaceae /Бурачниковые/

11.Myosotis arvensis (L.) Hill. /Незабудка полевая/

Campanulaceae /Колокольчиковые/

12.Campanula persicifolia L. /Колокольчик персиколистный/

Caprifoliaceae /Жимолостные/

13.Sambucus racmosa L. /Бузина кистевидная, или красная/

14.Viburnum opulus L. /Калина обыкновенная/

Celastraceae /Бересклетовые/

15.Euonymus verrucosa Scop. /Бересклет бородавчатый/

Ceratophyllaceae /Роголистниковые/

16.Ceratophilium demersum L. /Роголистник погруженный/

Chenopodiaceae /Маревые/

17.Atriplex nitens Schkuhr /Лебеда лоснящаяся/

18.Atriplex patula L. /Лебеда раскидистая/

Compositae /Сложноцветные/

19.  Achillea millefolium L. /Тысячелистник обыкновенный/

20.              Arctium minus (Hill) Bernh. /Лопух малый/

21.              Arctium tomentosum Mill. /Лопух паутинистый/

22.              Artemisia absinthium L. /Полынь горькая/

23.              Artemisia campestris L. s. l. /Полынь равнинная, или полевая/

24.              Artemisia vulgaris L. /Полынь чёрная (чернобыльник)/

25.              Bidens frondosa L. /Череда олиственная/

26.              Bidens tripartita L. /Череда трёхраздельная/

27.              Carduus crispus L. /Чертополох курчавый/

28.              Centaurea jacea L. /Василёк луговой/

29.              Chamomilla recutita (L.) Rausch. /Ромашка лекарственная/

30.              Cichorium intybus L. /Цикорий обыкновенный/

31.              Cirsium arvense (L.) Scop. s. l. /Бодяк полевой/

32.              Cirsium heterophyllum (L.) Hill /Бодяк разнолистный/

33.              Cirsium vulgare (Savi) Ten. /Бодяк обыкновенный/

34.              Inula salicina L. /Девясил иволистный/

35.              Matricaria perforata Merat /Ромашник непахучий/

36.              Sonchus arvensis L. /Осот полевой/

37.              Sonchus oleraceus L. /Осот огородный/

38.              Sonchus palustris L. /Осот болотный/

39.              Tanacetum vulgare L. /Пижма обыкновенная/

40.              Taraxacum officinale Wigg. s. l. /Одуванчик лекарственный/

41.              Tussilago farfara L. /Мать-и-мачеха обыкновенная/

Convolvulaceae /Вьюнковые/

42.Convolvulus arvensis L. /Вьюнок полевой/

Cruciferae /Крестоцветные/

43.  Capsella bursa-pastoris (L.) Medik. /Сумочник пастуший/

44.              Raphanus raphanistrum L. /Редька дикая/

45.              Sinapis arvensis L. /Горчица полевая/

46.              Thlaspi arvense L. /Ярутка полевая/

Cyperaceae /Осоковые/

47.Scirpus lacustris L. /Камыш озёрный/

Fabaceae /Бобовые/

48.  Lathyrus pratnsis L. /Чина луговая/

49.              Lathyrus sativus L. /Чина посевная/

50.              Medicago sativa L. /Люцерна посевная/

51.              Melilotus officinalis (L.) Pall. /Донник лекарственный/

52.              Trifolium pratense L. /Клевер луговой/

53.              Trifolium repens L. /Клевер ползучий/

54.              Vicia cracca L. /Горошек мышиный/

Gramineae /Злаковые/

55.  Bromopsis inermis (Leyss.) Holub /Кострец безостый/

56.              Calamagrostis epigeios (L.) Roth /Вейник наземный/

57.              Dactylis glomerata L. /Ежа сборная/

58.              Deschampsia cespitosa (L.) Beauv. /Луговик дернистый, или Щучка/

59.              Elytrigia repens (L.) Nevski /Пырей ползучий/

60.              Phleum pratense L. /Тимофеевка луговая/

61.              Poa annua L. /Мятлик однолетний/

62.              Poa pratensis L. /Мятлик луговой/

Grossulariaceae /Крыжовниковые/

63.  Ribes nigrum L. /Смородина чёрная/

64.              Ribes rubrum L. /Смородина красная/

Hydrocharitaceae /Водокрасовые/

65.Elodea canadensis Michx. /Элодея канадская/

Labiatae /Губоцветные/

66.  Mentha arvensis L.s.l. /Мята полевая/

67.              Mentha piperila L. /Мята перечная/

68.              Origanum vulgare L. /Душица обыкновенная/

69.              Salvia tesquicola Klok. et Pobed. /Шалфей сухостепной/

Liliaceae /Лилейные/

70.  Allium sativum L. /Чеснок/

71.              Allium schoenoprasum L. /Лук скорода/

72.              Convallaria majalis L. /Ландыш майский/

Papaveraceae /Маковые/

73. Chelidonium majus L. /Чистотел большой/

Plantaginaceae /Подорожниковые/

74.  Plantago major L. s. I. /Подорожник большой/

75.              Plantago media L. /Подорожник средний/

Polygonaceae /Гречишные/

76.Rumex confertus Willd. /Щавель конский/

Ranunculaceae /Лютиковые/

77.  Ranunculus polyanthemos L. /Лютик многоцветковый/

78.              Ranunculus repens L. /Лютик ползучий/

79.              Thalictrum simplex L. /Василисник простой/

Rosaceae /Розоцветные/

80.  Potentilla anserina L. /Лапчатка гусиная/

81.              Potentilla erecta (L.) Rausch. /Лапчатка прямостоячая/

82.              Prunus spinosa L. /Слива колючая, или Тёрн/

83.              Rosa canina L. /Роза собачья/

Solanaceae /Паслёновые/

84.Solanum nigrum L. /Паслён чёрный/

Typhaceae /Рогозовые/

85.Typha latifolia L. /Рогоз широколистный/

Urticaceae /Крапивные/

86.Urtica dioica L. /Крапива двудомная/

Valerianaceae /Валериановые/

87.Valeriana officinalis L. /Валериана лекарственная/

Приложение №3 «Фитопланктон пруда».

Приложение №4 «Гетеротрофные организмы».

Беспозвоночные (разные)

1.                 Glossiphonia complanata /Пиявка сплющенная/

2.                 Glossiphonia complanata L. /Пиявка улиточная/

3.                 Lumbricus terrestris L. /Дождевой червь обыкновенный/

4.                 Tubifex tubifex Muller /Трубочник обыкновенный/

Моллюски /Mollusca/

5.               Anisus contortus Linne /Катушка завитая/

6.                 Deroceras agreste L. /Слизень полевой/

7.                 Deroceras reticulatum O.F.Muller /Слизень сетчатый/

8.                 Limnea aurcularia Linne /Прудовик ушковый/

9.                 Limnea stagnalis L. /Прудовик обыкновенный/

10.             Planorbiss planorbiss Linne /Катушка обыкновенная/

Ракообразные /Crustacea/

11.   Astacus leptosdactulus leptodactylus Eschholz. / Рак узкопалый/

12.             Porcellio scaber L. /Мокрица шероховатая/

Насекомые /Insecta/

13.   Apis mellifera L. /Пчела медоносная/

14.             Bombus agronum L. /Шмель полевой/

15.             Cantharis fusca L. /Мягкотелка бурая/

16.             Coccinella quatuordecimpustulata L. /Божья коровка

17.             Coccinella septempunctata L. /Божья коровка

18.             Culex pipiens L. /Комар обыкновенный/

19.             Decticus verrucivorus L. /Кузнечик серый/

20.             Eurygaster integriceps Put. /Черепашка вредная/

21.             Gerris lacusris L. /Водомерка прудовая/

22.             Lasius niger L. /Муравей чёрный/

23.             Orthetrum cancellatum L. /Стрекоза решетчатая/

24.             Pieris brassicae L. /Капустница/

Костные рыбы /Osteichthyes/

26.   Carassius auratus gibelio Bloch /Карась серебряный/

27.             Cuprinus carpio carpio L. /Сазан обыкновенный/

28.             Esox lucius L. /Щука/

29.             Gobio gobio L. /Пескарь обыкновенный/

30.             Perca fluviatilis L. /Окунь речной/

31.             Scardinius erythophthalmus L. /Краснопёрка/

Земноводные /Amphybia/

32.Rana ridibunda Pall. /Лягушка озёрная/

Пресмыкающиеся /Reptilia/

33.Natrix natrix L. /Уж обыкновенный/

Птицы /Aves/

34.   Aegithalos caudatus L. /Синица длиннохвостая/

35.             Apus apus L. /Стриж черный/

36.             Ardea cinerea L. /Цапля серая/

37.             Carduelis carduelis L. /Щегол/

38.             Columba livia Gm. /Голубь сизый/

39.             Corvus corax L. /Ворон/

40.             Corvus corone L. /Ворона серая/

41.             Corvus frugilegus L. /Грач/

42.             Corvus monedula L. /Галка/

43.             Delichon rustica L. /Ласточка городская/

44.             Hirundo rustica L. /Ласточка деревенская (касатка)/

45.             Larus ridibundus L. /Чайка обыкновенная (озерная)/

46.             Passer domesticus L. /Воробей домовый/

47.             Passer montanus L. /Воробей полевой/

48.             Pica pica L. /Сорока/

49.             Sturnus vulgaris L. /Скворец/

Млекопитающие /Mammalia/

50.  Microtus arvalis /Полёвка обыкновенная/

51.             Rattus norvegicus Berkenhout /Крыса серая (пасюк)/

52.             Talpa europaea L. /Крот европейский/

Приложение № 5 «Характеристика отдельных видов животных».
 

Брюхоногие моллюски

Прудовик обыкновенный, Limnaea stagnalis

Раковина высотой до 6 см, шириной до 3 см. Внешний вид очень изменчив: в зависимости от условий существования варьируют окраска, толщина, форма устья и завитка раковины, размеры. Окраска ноги и туловища от сине-черной до песчано-желтой. Глаза у основания щупалец. Богатые растительностью пруды, озера, затоны рек. Растения, животные, трупы. Дышит воздухом, запасы которого обновляет, поднимаясь на поверхность. Обычно ползает среди зарослей, соскабливая водоросли и мелких животных с нижней стороны листьев. Может подвешиваться подошвой ноги к поверхностной пленке воды и скользить по ней. Гермафродит: при спаривании обе улитки оплодотворяют друг друга. Икру в толстеньких студенистых колбасках приклеивает под водой на различные предметы и растения. Развитие из икринки около 20 дней. При высыхании водоема запечатывает устье раковины плотной пленкой. Может вмерзать в лед и затем оживать при оттаивании.

Лужанки, Viviparus sp.

Раковина спирально завитая, в виде тупого конуса. Цвет ее желтовато-бурый, по завиткам идут три темно-коричневые полосы. Высота раковины у живородящей лужанки Viviparus contechis до 40 мм, у речной лужанки Viviparus viviparus до 25 мм. Тело темное с мелким желтым крапом. На ноге роговая крышечка, которая может плотно запирать устье раковины. Пойменные водоемы с илистым дном, речная — в реках. Водоросли, растительные остатки. Дыхание жаберное. Ползают по дну, не поднимаясь на поверхность. Раздельнополы. Яйца развиваются в яйцеводе самки (одновременно 12—20 зародышей) — выходят уже сформировавшиеся улитки. Размножаются в течение круглого года. Устойчивы к низким температурам - переносят вмерзание в лед.

Стрекозы
Отряд Odonata

Стрекозы - воздушные хищники с длинным брюшком, четырьмя крыльями и большими фасеточными глазами. Разделяются на два подотряда: равнокрылые (например, красотки) — передние и задние крылья одинаковы, глаза разделены широким промежутком, и разнокрылые (напимер, коромысло) — задние крылья сильно отличаются от передних.

Личинки равнокрылых стрекоз имеют длинное вытянутое тонкое тело с тремя листообразными жаберными пластинками на заднем конце. Плавают с помощью колебательных движений тела.

У личинок разнокрылых стрекоз тело коренастое, широкое, толстое, хвостовых жабер нет. Плавают они, выталкивая воду из задней кишки — как ракета. В любых стоячих и медленно текучих водоемах.

Все личинки стрекоз — хищники. Поедают мелких рачков, личинок комаров, жуков, поденок, мальков рыб. Личинки неподвижно караулят добычу, которую молниеносно хватают своей маской (видоизмененной нижней губой). Развитие может занимать от нескольких месяцев до 2—3 лет.

Двукрылые
Отряд Diptera

Комары обыкновенные
Culex sp., Aedes sp., Theobaldia sp.
Комары малярийные
Anopheles sp.

Комары — мелкие насекомые (5-7 мм). Самцы питаются соком растений, самки - кровью животных, протыкая кожу хоботком. Яйца откладывают на воду в мелкие стоячие водоемы. Личинки дышат воздухом, поэтому обычно висят на поверхностной пленке воды, при опасности прячутся на дне. Комары обыкновенные сидят, держа тело параллельно субстрату, малярийные придают телу более или менее перпендикулярное положение.

Самцы комаров-дергунов с перистыми усиками роятся над водой, издавая тихий мелодичный звон. Взрослые особи не питаются. Личинки, так называемый мотыль (до 2 см длиной), живут в паутинных трубочках в иле различных, в том числе сильно загрязненных водоемов. Они карминно-красного цвета. Питаются донными микроорганизмами.

Комары-долгоножки (размеры до 2 см и более) лениво летают по лугам и полянам с мая по август. Ножки ломкие, легко отпадающие — защитное приспособление (автотомия). Грязно-серые червеобразные личинки длиной 2-3 см живут на дне илистых ручьев, в канавах, прудах. Питаются разлагающимися растительными остатками.

Мошки - горбатые комарики темного цвета не длиннее 5 мм.

Крылья в покое складывают горизонтально одно над другим. Самки, назойливые кровососы, откладывают яйца кучкой на камни и листья, омываемые водой. Темные личинки крупными колониями живут в водах с быстрым течением, прикрепляясь к подводным предметам присоской с множеством шипиков на заднем конце тела. Длина личинок 7-10 мм. Они выделяют паутинную сеть, по которой ползают шагающими движениями, цепляясь сначала передними выростами и подтягивая задний конец тела. Иногда, сорванные течением, висят на длинной паутинке (до 2 м) в струях потока, потом возвращаются по ней на прежнее место. Питаются, захватывая ресничатыми «веерами» взвешенные в воде водоросли и мелкие организмы. Для окукливания прядут домик в виде колпачка, из которого взрослые мошки выходят на поверхность в пузырьке воздуха. Пузырек лопается, и мошки вылетают из воды совершенно сухие.

Слепни
Семейство Tabanidae

Коренастые мухи с огромными радужными с металлическим отливом глазами. Обладают сильным и смелым полетом. Самки с гудением нападают на животных, чтобы напиться крови, необходимой для развития яиц. Дождевка охотно и бесшумно нападает на людей. Кладки яиц — многослойными бляшками на растениях. Личинки падают в водоем, где и обитают в береговой зоне в иле, песке или плавающей растительности. Пища — моллюски, насекомые, черви, кроме личинок златоглазика: эти питаются детритом.

Взрослая львинка — муха длиной до 15 мм, с широким желтым брюшком, по которому проходят черные перевязи: подражание в окраске осам. Встречается на цветущих растениях около водоемов. Черные продолговатые яйца откладывает на листья и стебли прибрежных растений. Личинка серо-бурого цвета, веретенообразной формы, длиной 4-5 см. На заднем конце тела расположен пучок волос в виде розетки.

Мелководье заросших неглубоких водоемов. Растительные и другие органические остатки. Личинка висит, распластав по поверхностной пленке воды розетку волос, в центре которой находится дыхательное отверстие. Головным концом роется в иле, значительно растягивая при этом тело. Потревоженная, погружается на дно. Плавает, змееобразно изгибаясь. Окукливается внутри личиночной оболочки, которая становится негибкой и лежит на дне. При выходе имаго оболочка лопается, и молодая львинка с брызгами стартует в воздух.

Ильница цепкая (мухи иловые, пчеловидки) Eristalis tenax

Ильница цепкая - темно-бурая муха с желтыми пятнами на брюшке. Длина 13—16 мм. С громким жужжанием зависает над цветущими растениями. Личинка темно-серая, с цилиндрическим телом (10-20 мм). Хвостовой отросток - дыхательная трубка, которая может вытягиваться до 10 см в длину. Это важное приспособление, так как личинка дышит воздухом, а живет, погруженная в зловонную жижу загрязненных водоемов, сточных канав, навозных луж, помойных и выгребных ям, бочек с загнившей водой.

В покое сидят на листьях и стволах головой вниз, приподнявшись на передних ногах. Личинка длиной 15—20 мм, буровато-зеленая. Передний конец заострен, на заднем два выроста, покрытые длинными волосками-жабрами. Встречаются повсеместно в чистых медленно текучих водоемах на подводных корягах, сваях, стволах, упавших в воду.

Муха бекасница Rhagio sp.

Бекасницы - хищные мухи, в покое сидят на листьях и стволах головой вниз, приподнявшись на передних ногах. Личинка длиной 15—20 мм, буровато-зеленая. Передний конец заострен, на заднем два выроста, покрытые длинными волосками-жабрами. Встречаются повсеместно в чистых медленно текучих водоемах на подводных корягах, сваях, стволах, упавших в воду.

Вилохвостка - личинка мухи-бекасницы. Длина 15-20 мм. Обитают в проточной воде на поверхности погруженных в воду свай или упавших стволов деревьев.

Крыска (эриталис) - это личинка мухи-пчеловидки из семейства журчалок. Длина тела 20 мм, длина "хвоста" до 100-120 мм. Крыска обитает в загрязненных органическим веществом водоемах с черным илом и сильным запахом сероводорода.

Земноводные

Чесночница обыкновенная
Pelobates fuscus

Длина тела 4—6 см. Сверху буроватая, с темными пятнами в красных точках. Снизу - темные пятнало желтоватому фону. Зрачок вертикальный. На задних лапах - большой твердый пяточный бугор. Кожа гладкая. Выделения кожных желез пахнут чесноком - для человека безвредны. Обитает в смешанных и широколиственные лесах, пойменных лугах, садах, огородах. Пищей служат жуки, муравьи, пауки, гусеницы, черви. Ведет роющий образ жизни: разгребая мягкий грунт задними ногами, закапывается на день. Кормится ночью. Икрометание в апреле-мае в неглубоких водоемах (50-70 см). Брачная песня самца - негромкие булькающие звуки под водой - “кок, кок, кок...”. Спаривание под водой. Зимует с сентября по апрель (около 200 дней) в глубоких норах грызунов, кротов или зарывшись в землю на 30-50 см (до 1,5 м).

Жерлянка краснобрюхая
Bombina bombina

Размеры до 5 см. Верх буроватый, с темными или грязно-зелеными пятнами, с бугорками. Низ оранжевый или красный с синевато-черными неровными пятнами и разводами. Кожные выделения едкие: у человека могут вызывать раздражение слизистых, легкий озноб и головную боль. Обитают в канавах, старицах, мелких прудах, болотах в зоне смешанных и широколиственных лесов. Пищей служат жуки, мухи, комары, водные беспозвоночные и их личинки. Активны днем и вечером. Держатся в хорошо прогреваемых водоемах без течения и песчаных берегов. Могут переходить из водоема в водоем на расстояние до 1 км. Икрометание продолжается с апреля до июня-июля. Во время брачного тока самец раздувается, увеличиваясь раза в три, и, распластавшись, лежит на воде, издавая меланхоличные заунывные звуки - “ука, ука, ука...”. На зимовку в норы грызунов, ямы, погреба, подвалы уходит в октябре-ноябре. Спячка продолжается 150 дней до марта—апреля.

Жаба серая, или обыкновенная
Bufo viridis

Размеры от 6 до15 см. Самки крупнее самцов. Окраска верха от грязно-бурого до оливково-зеленого, брюхо - грязно-белое, кожа в крупных бугорках. Кожные железы выделяют ядовитый секрет, для человека безвредный. Леса, сады, парки. Пищей служат пауки, гусеницы, слизни, черви, кивсяки, муравьи. Для икрометания выбирает стоячие или малопроточные водоемы. Во время спаривания самец передними лапами охватывает самку впереди основания ее задних ног и издает хрюкающие трели и всхлипы. Период размножения короткий - до 10 дней в апреле-мае. Все остальное время проводит на суше: днем в укрытии (в норах, под корягами, камнями), в сумерки охотится. Прыгать не может, поэтому редко ловит летающих насекомых. Самая холодостойкая из жаб: зимует с октября по конец марта в норах, под лесной подстилкой, в подвалах, погребах, склепах.

Лягушка остромордая
Rana terrestris

Размеры 5-7 см. Сверху коричневая, с темными пятнами, брюхо светлое без пятен. В брачный период самец серебристо-голубой, с рыхлой и отечной кожей. От глаза через барабанную перепонку до плеча - темное пятно. Места обитания: лиственные леса, боры, луга, болота. Пищей служат жуки, пауки, кобылки, гусеницы, клопы, комары. Ведут наземный образ жизни. Активность сумеречно-ночная. Зимует с октября по апрель под кучами листьев, хвороста, в норах, редко в незамерзающих ручьях. В нерестовые водоемы приходит с расстояния до 1 км за 3-4 суток. Самец остается в водоеме до 25 дней и токует в больших скоплениях - брачный хор похож на отдаленный собачий лай или журчание ручья. Самка, отметав икру, сразу уходит, иногда с сорванной на груди кожей от крепких объятий самца, у которого на первых пальцах передних лап весной есть шероховатые, слитные, темные брачные мозоли. После нереста живет далеко от воды на участке площадью до 0,3 га, а если пищи не достаточно, совершает кормовые миграции со скоростью до 20 м в сутки.

Лягушка травяная
Rana temporaria

Окраской и височным пятном похожа на лягушку остромордую, но размеры крупнее (до 10 см), брюхо с темным мраморным рисунком и морда тупая. В брачный период у самца голубеет только горло. Места обитания как у остромордой лягушки, но более влажные. Пища состоит из жуков, мух, комаров, слизней, кузнечиков. Активность сумеречно-ночная, но после обильной росы или дождя охотится и днем. Холодостойкий вид -зимняя спячка с ноября по апрель (меньше спят только тритоны и жерлянки). В октябре совершает массовые миграции к местам зимовки. Зимует в воде (около ключей, незамерзающих стоков и полыней), сидя на дне и накрыв голову передними лапами с вывернутыми наружу ярко-розовыми ладонями. Брачный период — с апреля по май. Спаривание иногда начинается еще в пути - самец охватывает самку позади передних лап и так “едет” к местам нереста, даже по суше, одновременно отталкиваясь при прыжках задними лапами. Песня — хриплое урчание “ру, ру, ру...”. После икрометания на прибрежных мелководных отмелях покидает водоем и расселяется по окрестностям.

Лягушка озерная
Rana ridibunda

Самый крупный вид земноводных, рекорд длины - 17 см (обычно 8-11 см). Самки всегда крупнее самцов. Сверху оливково-зеленая или коричневая, с темными пятнами. Снизу желтоватая, с грязноватыми разводами. Самые разные типы стоячих и текучих водоемов. Пищей служат жуки, двукрылые, птенцы, лягушки, головастики. ” Живет постоянно в воде - хорошо плавает, при опасности затаивается на дне. Активность круглосуточная: дважды в сутки выходит в прибрежные заросли на охоту. Зимует, как правило, в тех же водоемах с сентября-октября, зарывшись в ил. Просыпается в апреле-мае. Размножение начинается при температуре воды 14-16°С; самцы активно передвигаются на поверхности воды большими скоплениями и громко кричат, начиная скрипучим “уор, уорр, уорр... руу” и продолжая резким прерывистым “бре-ке-ке-ке”. Во время пения раздуваются парные серые или черные резонаторы - полости в углах рта. Период икрометания длится месяц или чуть больше — до конца июня. Икра откладывается партиями, среди водных растений по всему водоему, на глубине до полуметра. Часто мотки икры всплывают на поверхность.

Приложении №6 «Зоопланктон пруда».

Приложение №7 «Биоиндикаторы».

Хорошим биоиндикатором является водоросль Ностак сливовидный. Наличие этого вида говорит о чистой воде. Первый признак тревоги - измельчение и нарушение правильной округлой формы изумрудных "шаров" этой водоросли.

Бурное развитие других сине-зеленых водорослей, например, осциллятории - хороший индикатор опасного загрязнения воды органическими соединениями.

Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающиеся на поверхностных предметах у кромки воды. В чистых водоемах эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок. Для загрязненных водоемов характерны белые хлопьевидные образования. При избытке в воде органических веществ и повышения общей минерализации обрастания приобретают сине-зеленый цвет, так как состоят в основном из сине-зеленых водорослей. При плохой с избытками сернистых соединений могут сопровождаться хлопьевидными налетами нитчатых серобактерий - теотриксов.

Хорошие результаты дает анализ бентосных (придонных) беспозвоночных. Оценка чистоты водоемов делается по преобладанию, либо отсутствию тех или иных таксонов.

Трубочник образует огромные скопления в илу сильно загрязненных рек, в незначительных количествах встречаются также на песчаных и каменистых грунтах более чистых рек.

Мотыль образует большие скопления в илу сильно загрязненных органическим веществом рек.

Крыска (эриталис) - это личинка мухи - пчеловидки из семейства журчалок. Крыска обитает в загрязненных органическим веществом водоемах с черным илом и сильным запахом сероводорода.

Фитопланктон

Животные и растения, обитающие в водоемах, в результате обмена веществ оказывают сильное влияние на состояние водоема и свойств воды.

Фитопланктон наиболее распространенная и хорошо изученная из всех экологических групп водорослей. Состав фитопланктона имеет большую видовую насыщенность. Анализ видового состава, обилия и количественного развития видов фитопланктона входят во все программы экологического мониторинга водоемов.

Изучение фитопланктона водоемов производится путем сбора проб на установленных станциях.

Для определения видового состава фитопланктона из пробы на предметное стекло наносится капля материала, закрывается покровным стеклом и анализируется под микроскопом. Идентификация видов осуществляется с помощью определителя.

Сине-зеленые водоросли - прокариотические организмы, встречаются повсеместно и могут обитать в таких экстремальных биотопах, как горячие источники и каменистые пустыни. Некоторые виды сине-зеленых водорослей могут вызвать токсичное "цветение" в эвтрофированных метообитаниях, представляющие опасность для человека и домашнего скота.

Диатомовые водоросли - микроскопические организмы, встречаются во всех видах вод. Образуют основную массу состава продуцентов в водоеме, они являются началом пищевой цепи. Их поедают беспозвоночные животные, некоторые рыбы и молодь. Массовое развитие некоторых диатомовых водорослей может иметь и отрицательные последствия (влияют на качество воды, вызывают гибель личинок рыб, забивая им жабры). Многие диатомеи можно использовать как индикаторы качества воды водоема.

Зеленые водоросли - один из самых обширных отделов водорослей, в котором имеются все известные у водорослей структуры, кроме амебоидной и тканевой.

Эвгленовые водоросли - Распространены исключительно в пресных водоемах, богаты органическими веществами, в клетках содержит многочисленные кроваво-красные гранулы. Пи массовом развитии эти виды образуют на поверхности воды налет: красный - на солнечном свету, зеленый в тени или после захода солнца, некоторые виды вызывают "цветение" воды, окрашивая ее в коричневый цвет.

Золотистые водоросли - преимущественно пресноводные водоросли, чаще всего встречаются в чистых водоемах. Обычно они развиваются в холодное время года.

Криптофитовые водоросли - наиболее обширные порядок криптомонодальные включает водоросли, распространенные в пресных водах и морях. Среди бесцветных криптомонадовых наиболее известен часто встречающийся в загнивающей воде род Хиломонас.

Динофитовые водоросли - существуют в пресных водах и в морях. Среди них существуют паразиты которые уничтожают личинок устриц, есть виды вырабатывающие яд, смертельный для рыб. Кроме, того разлагаясь после своего массового развития, так называемых "красных приливов" , они могут отравлять воду на многие километры вредными продуктами распада, взывая замор рыбы и других водных животных.

Желто-зеленые водоросли - большинство видов пресноводные, широко распространены в различных местообитаниях.

Количественный анализ фитопланктона

В реках и на мелководьях воду зачерпывают с поверхности в объеме 0,5-1,0 л.

Наиболее распространенным методом концентрирования фитопланктона является осаждение, а также метод фильтрации через мелкопористые мембранные фильтры. При осадочном методе сгущение фитопланктона проводят: пробу воды помещают в 0,5 - 1,0 литровые бутылки и консервируют их фиксатором. Через 3-4 дня отстаивания пробы в темноте воду над осевшим осадком осторожно по каплям сливают сифоном до 100 см³ пробы. За 2-3 дня до количественной обработки пробы разливают в мерные цилиндры и после отстаивания их в темноте доводят объем до 5-10 см³. Затем пробу переносят без потерь в пенициллиновые склянки и фиксируют 1-2 каплями 40% формалина.

В системе Гидромета концентрируют пробы методом мембранной фильтрации. Фильтрация проб осуществляется под слабым вакуумом в специальной воронке, укрепленной на колбе Бунзена, которая соединяется с насосом Камовского. Для фильтрации применяют мембранные фильтры 5 и 6 номера с диаметром пор 1,2 и 2,5 мкм соответственно. Фильтры перед применением кипятят в дистиллированной воде в течении 20-30 минут. Предназначенная для фильтрации проба в объеме 0,5-1,0 л не менее чем за 30 минут до фильтрации консервируется 5-10 каплями формалина или фиксатором, состоящим из двух растворов, до слабо-желтого цвета

Раствор 1: йодистый калий 10 г, вода дистиллированная 50см³, йод кристаллический 5 г

Раствор 2: хромовая кислота 5см³ , ледяная уксусная кислота 10см³, формалин 40% 80см

Оба раствора готовят отдельно, затем сливают и хранят в темной склянке. Фильтр, вставленный в воронку, смачивают несколькими каплями дистиллированной воды. Пробу тщательно встряхивают и фильтруют через фильтр, при минимальном разрежении. Фильтрацию прекращают, когда воды над осадком уже нет, но поверхность фильтра еще влажная. Фильтр с осадком помещают в склянки из-под пенициллина, куда добавляют пипеткой 5-10см³ фильтрата. Затем осадок с фильтра счищают мягкой кисточкой и проба консервируется.

При подсчете численности водорослей используют счетные камеры Нажотта и др. Перед счетом одну каплю пробы тщательно перемешивают и одну каплю переносят в камеру. Равномерное перемешивание пробы проводят продуванием воздуха через пипетку с отпиленным концом. Камеру закрывают покровным стеклом и после оседания водорослей на дно проводят определение и подсчет всех обнаруженных видов водорослей, проводят измерение размеров их клеток для последующего вычисления биомассы. Для статистической обработки и установления биомассы доминирующих видов нужно, чтобы каждый из них был встречен не менее 100 раз.

Вычисление биомассы фитопланктона проводят методом суммирования биомасс популяций отдельных видов. Для этого надо установить среднюю массу клеток водорослей, составляющих популяцию в пробе. Для вычисления биомассы измеряют не менее 30 экземпляров водорослей каждого вида в каждой пробе с определением средних значений для популяции каждого вида. Найденный для каждой клетки объем (в мкм³) умножают на ее численность (в тысячах клеток на литр) и получают значение биомассы в мг/л или г/м³ воды.

Зоопланктон

Совокупность животных, населяющих толщу морских и континентальных водоемов и не способных противостоять переносу течениями. Зоопланктонное сообщество, как и другое сообщество водной экосистемы, характеризуется относительным постоянством видового состава, динамической устойчивостью, определенной присущей ему организацией. Изменение условий существования организмов отражается на видовом составе, количественных показателях, соотношении отдельных токсономических групп. Таким образом, заапланктон может служить хорошим показателем условий среды и качества воды водоемов.

Все разнообразие методов сбора зоопланктона сводится к двум вариантам:

1) методы, представляющие комбинацию водозачерпывания и одновременного отделения планктона от воды в самом водоеме, что осуществляется с помощью планктонных сетей и планктоночерпателей;

2) методы, представляющие комбинацию раздельного водозачерпывания и последующего отделения планктона от воды, что осуществляется или с помощью фильтрации, доставленной на поверхность воды через сетку, или посредством отстаивания.

Оценка численности и биомассы зоопланктона.

При камеральной обработке собранного материала следует пользоваться счетно-весовым методом. При этом в камере Богорова просчитываются все особи каждого вида. Мелкие организмы просчитываются в части пробы, отбираемой особыми штемпель-пипетками (объемом 0,1-5мл). Для этого пробу необходимо довести до определенного объема в зависимости от обилия планктона. Объем просчитываемой части пробы зависит от ее плотности. Достоверные результаты получают, если в каждой просчитываемой порции число особей одного вида насчитывает не менее 50. Минимальное количество порций должно быть не меньше трех. Количество животных в пробе определяют как среднеарифметическое из всех просчетов. Для учета крупных или малочисленных организмов вся проба просчитывается под бинокуляром.

От определения числа организмов в пробе переходят к определению численности. Данные по численности должны бать представлены как количество организмов в единице объема или в столбе воды, сечение которого соответствует выбранной единице площади. Как правило, при сравнении численности зоопланктона в различных водоемах используются данные по числу экземпляров в единице объема, при сопоставлении результатов определения численности зоопланктона и фитопланктона, количество рыбы и так далее применяются величины средней численности под квадратным метром поверхности.

Биомасса зоопланктона определяется умножением числа организмов каждого вида на их индивидуальную массу.

Приложение № 8

Шкала приближенного содержания NН₄⁺.

Шкала приближенного содержания Fe³⁺

Шкала приближенного содержания SO₄^2- .

Шкала приближенного содержания Cl^-.

Шкала приближенного содержания NО^-₂.

• Определение растворенного в воде кислорода (по методу Винклера)

Определение концентрации растворенного кислорода является простым и очень существенным анализом, по которому судят о присутствии в воде растворенных органических соединений. Содержание кислорода в воде зависит от ее температуры. Чем холоднее вода, тем больше в ней растворенного кислорода. Прослеживается зависимость содержания растворенного кислорода в воде и от процессов фотосинтеза. Чем больше растений в воде, тем выше содержание кислорода в светлое время суток и тем меньше в темное время, то есть наблюдаются значительные суточные колебания содержания кислорода.                                                                                             Европейская комиссия по охране окружающей среды установила минимально допустимое содержание растворенного кислорода в воде 4 мг/л. Показания ниже этого значения свидетельствуют о загрязнении водоема. Данный метод позволяет выполнить анализы в лаборатории и в полевых условиях.                                                                                               Сущность метода. Сначала к исследуемой пробе прибавляют раствор MnCl2 и затем раствор KI в щелочи, которая с MnCl2 дает осадок Mn(OH)2 - соединение почти бесцветное, быстроокисляющееся растворенным в воде кислородом до буро-коричневого Mn(OH)3. Эта реакция заканчивается, когда использован весь растворенный кислород (дается время для этого 10 минут). Затем добавляют соляную кислоту и в кислой среде Mn3+ окисляет два иона до свободного йода, а сам снова восстанавливается до Mn2+.                                                                                        Выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия. Количество выделившегося свободного йода эквивалентно количеству растворенного кислорода. Поэтому по формуле легко высчитывается концентрация кислорода в воде.

• Жесткость воды                                                                                                                       Жесткость воды обуславливается присутствием в ней солей кальция и магния. Это общая жесткость. Общая жесткость складывается из карбонатной и некарбонатной, или остаточной. Карбонатная жесткость в свою очередь делится на устранимую (временную), которая может быть удалена кипячением воды и неустранимую. Оставшиеся в растворе после кипячения соли обуславливают постоянную жесткость воды.
  Общая жесткость воды определяется следующим образом. В коническую колбу на 250 мл вносят 100 мл исследуемой воды, прибавляют 5 мл буферного раствора и 7-8 капель индикатора (эриохрома черного). Раствор перемешивают и медленно титруют 0,05 н раствором трилона "Б" до изменения окраски индикатора от вишневой до синей. Расчет общей жесткость производят по формуле:

Xмг.экв/л = (Vмл*Nг.экв/л*1000мг.экв/г.экв) / V1мл.

где: V - объем раствора трилона "Б", пошедшего на титрование, мл.
N - нормальность раствора трилона "Б" г.экв\л.
V1- объем исследуемого раствора, взятого для титрования, мл.

Приложение №9

Примеси, содержащиеся в воде

Приложение №10

Шкала загрязнений по индикаторным таксонам

Приложение №11

Общие принципы водоочистки                                                                                               Дезинфекция

Главная цель водоочистки - производство бактериально безопасной воды. [19] Наиболее распространенный способ дезинфекции воды - ввод в нее хлора - сильного окислителя, который добавляется к воде в виде газа или концентрированного водного раствора. Эффективность обработки хлором зависит от ряда факторов, в том числе рН (меры кислотности или щелочности воды), времени обработки, температуры и наличия взаимодействующих с хлором органических веществ. Небольшое количество свободного хлора оставляется в воде на случай попадания загрязнений в потребительскую водопроводную сеть. Поскольку при бытовом использовании воды в водосток сбрасывается много колиформных бактерий, обнаружение этих бактерий служит показателем бытового загрязнения (коли-индекс).

Мутность

Мутность и цветность устраняются добавлением к воде химически активного вещества и ее последующим отстаиванием. Добавляемое вещество способствует росту малых частиц и превращением их в более крупные, пока под действием собственного веса они не начнут оседать. Такой вынужденный процесс оседания занимает 1-2 ч. Этот процесс образования осадка называется химической коагуляцией. В качестве химически активных веществ используются главным образом соединения, образующие в водном растворе ионы алюминия и трехвалентного железа (сульфат алюминия и хлорид или сульфат трехвалентного железа).

Вода и запах

Типичные источники вкуса и запаха природных, бытовых и промышленных вод - микроорганизмы, например водоросли, в поверхностных водах и сульфиды в подземных водах, бедных кислородом. Соединения, имеющие неприятный вкус и запах, обычно удаляются путем добавления к воде активированного угля и последующей седиментации. Можно также подвергнуть такие соединения окислению, например хлором или озоном.

Фильтрование

На водоочистной станции, где к воде добавляются химически активные вещества и она отстаивается для удаления примесей, вода также пропускается через песок для фильтрования. Вода и химреактивы-коагулянты тщательно и интенсивно перемешиваются. Через примерно 30 мин вода с укрупненными частицами примесей запускается в седиментационную установку, где большая часть примесей осаждается и удаляется из воды; этот процесс занимает около 2 ч. Осветленная вода направляется в отстойники, где фильтруется через слои песка и гравия и проходит через донную основу. Донная основа не только служит опорой для слоев гравия и песка, но также пропускает воду, периодически используемую для промывки фильтровальных слоев от осадков, оставленных очищаемой водой. Фильтрованная вода хранится в резервуарах или закачивается в водопроводную сеть после заключительного хлорирования.

Жесткость

Проблема уменьшения жесткости воды частично может быть решена путем использования синтетических моющих средств. С помощью химической коагуляции или ионного обмена частично или полностью удаляются создающие жесткость примеси (главным образом бикарбонаты кальция и магния). Этот процесс называется мягчением воды.

В системах химической коагуляции к воде для ее мягчения добавляется известь, которая реагирует с бикарбонатами, превращая их в карбонаты, выпадающие в осадок. Осадок удаляется седиментацией и последующим фильтрованием через песок.

Ионный (точнее, катионный) обмен для мягчения заключается в замещении ионов жесткости, кальция и магния, на ион нежесткости, натрий. На этом принципе основаны домашние системы мягчения воды. С помощью ионного обмена можно, в принципе, заменить все катионы в воде водородом, а все анионы - кислородом. В итоге получится H2O, т.е. чистая вода. Такой процесс называется обессоливанием.

Аэрация

В воде могут быть растворены или взвешены и другие химические элементы или соединения, влияющие на ее качество. Железо извлекается путем окисления кислородом воздуха и удаления нерастворимого соединения седиментацией или фильтрованием. Для магния наряду с аэрацией требуется контакт с адсорбентом. Если железо или магний присутствуют в воде в форме органических комплексов, следует использовать окисление и химическую коагуляцию.

Фторирование

Часто к водопроводной воде добавляется фтор по причине, не связанной с соблюдением основных стандартов безопасности и чистоты питьевой воды. Наличие в воде фтора в очень малой концентрации замедляет образование кариеса зубов, особенно у детей.