 |
Материалы и методы исследования
|
|
|
|
Экологическое состояние реки Жемчужной в 2016 году
Работу выполнила: Вилкова Елизавета, 9 класс, 62 школа
Руководители: Петрова Ирина Владимировна, п.д.о. ДДЮТ Выб. р-на
Данилова Ирина Юрьевна, учитель ГБОУ СОШ №62
Санкт-Петербург
Содержание
Введение…………………………………………………………………………………...3
1. Характеристика малых рек северной части бассейна Финского залива……………3
2. Материалы и методы исследования…………………………………………………..4
3. Результаты исследований……………………………………………………………...6
3.1. Описание пунктов наблюдений……………………………………………………..6
3.2. Гидрохимическая характеристика………………………………………………….7
3.3. Гидробиологическая характеристика……………………………………………..10
Обсуждения...…………………………………………………………………………...14
Выводы…………………………………………………………………………………...14
Реализация проекта……………………………………………………………………...15
Список использованных источников…………………………………………………..15
Приложение.………………………………………………………………………….....16
Введение
Река Жемчужная сильно загрязненный северный приток Финского залива. По данным Роспотребнадзора она относится к наиболее загрязненным по бактериологическим показателям водотокам мегаполиса Санкт-Петербург [Нормативы…, 2012]. В устьевой части реки в 2013 и 2014 годах была отмечена бедность видового состава бентоса [Перфильев, 2014]. Кроме того, в 2014 году в прибрежной акватории Финского залива, подверженной влиянию вод реки Жемчужной наблюдалась повышенная смертность планктона [Поздняков, 2014]. Эти данные свидетельствуют о поступлении в реку загрязняющих токсических веществ.
|
|
|
Длина реки не превышает 10 км, ширина от 1,5 до 3 м. Течение сильное. Исток ручья расположен в районе поселка Решетниково. В него впадает небольшой ручей, вытекающий из озера Дружинное. В верхнем течении река течет по лесной местности. Далее водосбор включает крупный населенный пункт - город Зеленогорск, и НПО «Пухтолова гора», от которых река принимает, по-видимому, недостаточно очищенные сточные воды.
Чтобы выявить место поступления загрязняющих веществ, в 2016 году были исследованы участки верхнего, среднего и нижнего течения, а также приток реки – небольшой ручей, вытекающий из озера Дружинное.
Целью настоящего исследования было определить место поступления загрязнений в реку и предоставить эти данные в Роспотребнадзор г. Зеленогорска.
Задачи:
- оценить экологическое состояние реки по гидрохимическим показателям на всем протяжении реки;
- оценить экологическое состояние реки по макрозообентосу;
- выявить участок, принимающий загрязнения;
- написать письмо в администрацию района.
Характеристика малых рек северной части бассейна Финского залива
Данных о химическом составе воды и биоте реки Жемчужной, являющейся малой рекой северной части бассейна Финского залива, в литературных источниках очень мало. Эти сведения приведены во введении. Ниже приведены сведения о других реках бассейна, которые могут дать представление об общих проблемах малых рек региона.
Реки рассматриваемого бассейна являются объектами рыбохозяйственного назначения высшей и первой категорий. По данным ГГИ для этих водотоков 6 показателей химического состава воды определяют уровень загрязнённости водных объектов и лимитируют возможность их хозяйственного использования. Диапазон колебания этих показателей был следующим: БПК5 – от 3,13 до 4,4 мгО/л, ХПК от 32,9 до 46,1 мгО/л, азот нитритный– от 0,044 до 0,092 мгN/л, железо общее от 0,12 до 1,27 мг/л, медь – от 1,11 до 22,6 мг/л и марганец от 31,8 до 61,4 мг/л [Схема комплексного…, 2015]. Повышенное содержание меди, железа общего и марганца характерно для большинства рек бассейна Финского залива. Косвенно это свидетельствует о том, что в данном регионе значения фоновых концентраций этих показателей являются высокими [Схема комплексного…, 2015].
|
|
|
В период с 2002 по 2011 по показателям ИЗВ (индекс загрязнения воды) и УКИЗВ (универсальный комбинаторный индекс загрязнения воды) все исследованные реки находились в неудовлетворительном состоянии и были загрязненными, в том числе реки - Черная (Гладышевка), Черная (пос. Песочная), Сестра, Каменка. Качество воды в них оценивалось от III до VII класса, то есть от «умеренно загрязненной» до «чрезвычайно грязной» [Схема комплексного…, 2010]. Реки Малая Сестра и Черная (Курортный район) имели наихудшие характеристики воды – «очень грязная» и «чрезвычайно грязная», 6-7 классы качества по ИЗВ [Схема комплексного…, 2015].
В литературных источниках отмечается, что существующий уровень антропогенной нагрузки на водные объекты часто приводит к многократному превышению ПДК по аммонийному, нитритному азоту, нефтепродуктам, марганцу, меди и другими веществами, что, в свою очередь, нарушает их самоочищающую способность. Этому способствуют малая длина рек и их небольшие расходы. Многие реки имеют неудовлетворительный кислородный режим. Воды всех водоемов и водотоков содержат высокие концентрации фосфора и способствуют антропогенному эвтрофированию Финского залива [Схема комплексного…, 2015].
Реки водосбора северной части Финского залива относятся к высшей и первой категориям рыбохозяйственного водопользования, что является приоритетным для требований к качеству их воды. Используя статистический метод Государственный гидрологический институт (ГГИ) определил региональный фон для многих гидрохимических показателей водосбора, разбив его на 5 участков. Река Жемчужная относится к участку № 4 с границами от Черной речки до поселка Комарово. Здесь 57% сточных вод являются неочищенными или недостаточно очищенными. Основные виды использования поверхностных водных объектов: ООПТ, рекреация, сброс сточных и ливневых вод. Региональный фон для некоторых гидрохимических показателей 4-го участка был следующим:
|
|
|
Сульфаты - 8 мг/л
Хлориды – 12,7 мг/л
БПК5 – 1,95 мгО/л
Азот аммонийный – 0,490 мгN/л
Азот нитратный – 0,236 мгN/л
Азот нитритный – 0,016 мгN/л
Фосфор минеральный - 0,007 мгР/л
[Нормативы допустимого…, 2012].
Материалы и методы исследования
Пробы воды и бентоса были отобраны в 3-х пунктах речной системы реки Жемчужной и в истоке ручья впадающего в реку (рис.1).
Воду отобрали методом простого зачерпывания в прибрежной зоне ручья.
Для анализа воды использовали полевые экспресс методы [Алёкин и др., 1973]:
1. Нитриты (NO 
) определяли визуально-колориметрическим методом с реактивом Грисса.
2. Аммоний NH 
- с реактивом Несслера.
6. pH - с помощью универсальной индикаторной бумаги.
7. Цветность-по шкале цветности.
Компоненты солевого состава определяли титриметрическими методиками в лабораторных условиях:
1. Кальций (Ca2+) – титрование Трилоном-Б. В качестве индикатора использовали хром темно-синий;
2. Общая жесткость - ОЖ (Ca2+ + Mg2+) - титрование Трилоном-Б, индикатор мурексид;
3. Карбонаты (CO3-) и гидрокарбонаты (HCO3-) – титрование соляной кислотой с использованием индикаторов фенолфталеина и метилоранжа;
4. Хлориды(Cl-) - титрование нитратом серебра;
5. Сульфаты(SO42-) - титрование хлористым барием.
Помимо химико-аналитических, для определения главных ионов использовались расчетные методы:
6. Концентрацию магния (Mg2+) определяли по разности между общей жесткостью (ОЖ) и концентрацией кальция Ca2+, выраженными в ммоль-экв./л:
Mg2+ = ОЖ - Ca2+, моль экв./л
Для пересчета эквивалентной концентрации в мг/л, полученную разность умножали на массу эквивалента Mg2+, равную 12,16 мг/моль экв.
7. Концентрация суммы ионов натрия и калия (Na+ + K+) определена расчетным путем по разности между суммой анионов (∑ан), выраженной в ммольэкв./л и жесткостью (ОЖ):
Na+ + K+ = ∑ан – ОЖ, моль экв./л
Для пересчета в массовую концентрацию использовали эмпирический коэффициент 25, поскольку доля калия в этой сумме составляет всего 4 – 10%.
8. Сумма ионов (∑и) сложением концентраций всех главных ионов, выраженных в мг/л:
|
|
|
∑и = Ca2+ + Mg2+ + (Na+ + K+) + HCO3- + Cl- +SO42-
Рис. 1. Карта-схема реки Жемчужной, обозначены пункты отбора проб
Классификация вод по минерализации (по∑и) проведена по О.А. Алекину [Никаноров, 1989]. Речные воды подразделяются на:
o маломинерализованные< 200 мг/л
o среднеминерализованные - от 201 до 500 мг/л
o сильноминерализованные - от 501 до 1000 мг/л.
Одновременно с отбором проб воды измеряли температуру воды ртутным термометром и проводили визуальные наблюдения.
Пробы бентоса отбирали сачком качественно. Разбирали живые пробы. Некоторые виды фиксировали 4% формалином. Определение видов проводили по [Определитель…, 1977].
Биоиндикацию по макрозообентосу провели несколькими методами [Константинов, 1979; Безматерных, 2007]:
- методом Кольквитца-Марсона;
- по индексу Майера;
- по индексу Вудивисса.
Оценку качества воды проводили по таблице 1.
Таблица 1. Оценка качества воды водоемов и водотоков по гидробиологическим показателям по [Организация…, 1992] и [Безматерных, 2007].
| Класс вод | Степень загрязненности воды | Олигохетный индекс | Биотический индекс Вудивисса | Индекс Майера |
| I | Очень чистые | 1-20 | >21 | |
| II | Чистые | 21-35 | 7-9 | 17-21 |
| III | Умеренно загрязненные | 36-50 | 5-6 | 11-16 |
| IV | Загрязненные | 51-65 | 6-10 | |
| V | Грязные | 66-85 | 2-3 | 3-5 |
| VI | Очень грязные | 86-100 или отсутствие макрозообентоса | 0-1 | < 3 |
Определен также индекс разнообразия Шеннона по формуле [Константинов, 1979]:
где ni - плотность каждого таксона; N – суммарная плотность всех таксонов. Критерии загрязнения проб по показателю Н были следующими. Значение индекса разнообразия (Н) меньше 1 свидетельствовало о значительном загрязнении пункта. Если индекс Н был равен 3 и более, такой пункт считался чистым.
Результаты исследований
|
|
|
