Урок «Оценка качества воды в реке Була Чувашской Республики»

Тема:

«Биоиндикационное исследование реки Була Батыревского района Чувашской республики»

 

Выполнила:

Быстрякова Мария – учащаяся 11 класса

Руководитель:

Петрова Людмила Витальевна

г. Чебоксары 2014 г.

 

Содержание:

Введение. Актуальность. …………………………………………….стр.1-2

Материалы и методика…………………………………………………стр.3-7

Описание места исследования……………………………………….стр.7-10

Результаты………………………………………………………………..стр.10-19

Выводы. Список литературы…………………………………………стр.19-20

-1-

Введение.

Малые водные объекты — речки, озера, пруды — важная часть нашей малой родины. Очевидно, в России нет ни одного города, поселка, деревни, где не было бы, по крайней мере, «малой воды». Это и понятно: с давних времен люди обязательно выбирали место для жилья вблизи воды — большой или малой. Вода была необходима человеку для питья, водопоя домашних животных, полива выращиваемых растений.

Малая река — важная часть водного фонда страны. Часто большие реки сравнивают с артериями. Если так, то малые реки — это капилляры. Действительно, их насчитывается в России более 200 тысяч! Это те реки, которые имеют протяженность не менее 30 км. Если нанести их все на карту, то мы увидим, что большая часть страны буквально пронизана этими водными капиллярами.

Однако наша водоносная система переживает не лучшие времена. В течение многих последних лет человек не заботился о малых реках и озерах. Вырубался лес по берегам и на поймах, осушались болота, питающие реки. Берега часто распахивали вплоть до уреза воды, на оставляя даже небольшой части долины реки в естественном состоянии, что ограждало бы воду от загрязнения.

Но самое страшное заключается в том, что человек перестал быть хранителем чистой воды. Что проще: вымыть машину на берегу, пустить коров на водопой, спустить во время паводка накопившийся на ферме навоз, выбросить мусор в воду, чтобы не портил место отдыха и т.д.

Наши бессловесные друзья — речки, пруды, озера — начинают болеть: вода становится грязной, мутной, летом она может зацвести. Постепенно угасает жизнь в воде. Сначала одни водные организмы сменяются другими, менее прихотливыми к условиям среды обитания, а потом и вовсе исчезают.

Актуальность

Река Була относится к большим малым рекам, т.к. ее длина составляет 127, 7 км и в месте исследования протекает через несколько населенных пунктов: с. Тойси, д. Старые Тойси и д. Тат. Тимяши. Из разговора с директором школы села Тойси Шашкиным Петром Геннадьевичем, мы узнали, что раньше, лет 30 назад река Була протекала по извилистому естественному руслу и была полноводной. Но люди решили выпрямить русло реки Була и в результате хозяйственной деятельности человека река Була обмелела. В данный момент на исследуемых участках река Була стала мелководной, и ее глубина составляет от 10 см. до 1 метра. Исключение составляет точка № 3,здесь берега сильно заиленные, труднодоступные, на этом участке много упавших деревьев, веток, коряг и других растительных остатков. В точке № 4 , которая находится на расстоянии около деревни Тат. Тимяши, на расстоянии 1 км от точки № 3, река Була снова становится мелководной и максимальная глубина в точках № 4 и 5 достигает от 10 см. до 1 метра. Глубину реки Була в точке № 3 мы связываем с тем, что дно на этом участке сильнее промывается, из-за бьющих на дне родников, т.к. вода именно на этом участке очень холодная, в воде много поваленных деревьев, берега сильно заросшие деревьями и растительностью. Мы решили выяснить, повлияло ли изменение русла реки Була на ее экологическое состояние и на качество воды в реке. В связи с вышеуказанным считаем нашу работу актуальной.

 

Цель исследования: Провести биоиндикационное исследование реки Була на основе анализа зообентоса.

Задачи:

Изучить фауну донных беспозвоночных реки Була Батыревского района Чувашской Республики.

Определить качество воды в реке Була с использованием методики Майера и методики Вудивисса.

Гипотеза исследования:

Вода в реке Була чистая, т.к. река на исследуемых участках не испытывает сильных антропогенных нагрузок.

Место исследования:

    Исследование реки Була Батыревского района проводилось с 19 июля 2014г. по 25 июля 2014г.от начала села Тойси до деревни Тат. Темяши Батыревского района.

Река Була  —  левый приток Свияги. Берёт начало в 3 км ЮЗ д. Липовка Ибресин. р-на, впадает в Свиягу в 50 км от её устья. Протекает по ЮВ Чуваш. Респ. в Ибресин., Батырев., Яльчик. р-нах и уходит на территорию Республику Татарстан. Длина от истока до устья 127,7 км, в пределах Чувашской Республики – 92 км. Основными притоками являются реки Малая Була, Ерыкла, Тоябинка, Кармала, Чесноковка, Черемшан. Площадь водосбора в устье 1582 км2, в пределах Чуваш. Респ. – 1230 км2. Продольное падение реки – 148,7 м. Поверхность бассейна равнинная, растительность степная, залесённость составляет порядка 10% и сохранилась в истоке реки, все безлесные пространства используются под сельхозугодья и пашни (ок. 70%). Режим уровня воды р. Б. и её притоков характеризуется чётко выраженным высоким весенним половодьем, низкой летне-осенней меженью, прерываемой дождевыми паводками и устойчивой зимней меженью. Тип внутригодового распределения стока восточноевропейский: большая часть стока проходит весной – 86%. Питание преимущественно снеговое (до 80%), остальная часть – дождевое и грунтовое. Общая минерализация вод бассейна в период летней межени колеблется от 100 до 800 мг/л, в бассейне Малой Булы повышается до 990 мг/л. Преобладающим типом руслового процесса Б. в пределах Чуваш. Респ. является ограниченное меандрирование. Централизованных систем водоподготовки, водоподачи и водоотведения в бассейне Б. нет. Водные объекты используются для орошения сельхозугодий, полива огородов и водопоя, в проти­вопожарных и рекреационных целях (в т. ч. и для любительского рыболовства).

 

Русло реки Була в месте исследования протекает по овражистой местности, местами края оврага обрывистые, местами пологие, а местами труднодоступные, склоны берегов реки крутые и низкие.

 

Материалы и методика изучения.

Практическая часть (отлов организмов и их частичное определение) во время выездов и экскурсий на реку Була Батыревского района Чувашской республики с 19 июля 2014г. по 25 июля 2014г. Для этого сачок опускался краем обруча в воду перпендикулярно к ее поверхности, велся по дну, не углубляясь сильно в грунт. Так сачок проводился на один метр в одну сторону, поворачивался на 1800 градусов, затем на один метр - в другую сторону, затем сачок вынимался, материал отбирался и помещался в отдельный флакон, в 40% спирт. На каждый флакон помещалась этикетка с указанием места, времени сбора проб.

При изучении экологического состояния реки Була за основу взят биоиндикационный метод исследования. Биоиндикация - метод оценки изменений в среде при помощи биологических объектов. Организмы или сообщества организмов по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде, называются биоиндикаторами. С помощью биоиндикаторов можно обнаруживать места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений, а также проследить скорость происходящих в окружающей среде изменений, чем мы и занимались.

Для определения качества воды использованы биоиндикационный метод Майера и биоиндикационный метод Вудивисса. Данные методики дают адекватную оценку качества воды реки Була и не требуют больших материальных затрат. Определение видов проводилось с помощью бинокуляров. Для этого необходимо рассмотреть каждое животное в бинокуляр, выделить отличительные признаки и определить отловленные организмы. Определение отловленных организмов мы проводили частично самостоятельно, но для определения незнакомых нам видов мы обращались к кандидату биологических наук Подшивалиной В.Н.

В своей работе мы руководствовались:
1. Рекомендации по организации полевых исследований состояния малых водных объектов с участием детей и подростков. Москва — Переславль-Залесский, 2001. Авторы: Е.А. Заика, Я.П. Молчанова, Е.П. Серенькая. Научный редактор: доктор физико-математических наук, академик РАЕН Е.В. Веницианов.

2. Определение качества воды в полевых условиях. Краткое руководство. Благотворительный фонд . Центр охраны дикой природы. Москва. Издательство Центра охраны дикой природы, 2013г.

3. Хейсин, Е.М. Краткий определитель пресноводной фаун / Е.М. Хейсин. - 2-е изд., исп. и доп. – М.: Учпедгиз, 1977. - 148 с.

4. Цалолихин, С. Я. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий: в 6 т. Т. 6 / . С. Я. Цалолихин, – СПб., 2004. – 528 с.

После определения с помощью учебной литературы были составлены таблицы, в которых все отловленные виды распределяются на экологические группы.

Определить степень загрязнения водоема химическими методами было сложно, т.к. надо иметь специальную лабораторию, а также наличие реактивов, поэтому мы ограничились определением органолептических свойств воды: прозрачность, мягкость, жесткость, Ph.

1. Индекс Майера. Наиболее простая методика биоиндикации. Эта методика подходит для любых типов водоемов. Она более простая и имеет большое преимущество – в ней не надо определять беспозвоночных с точностью до вида. Метод основан на том, что различные группы водных беспозвоночных приурочены к водоемам с определенной степенью загрязненности. При этом организмы – индикаторы относят к одному из трех разделов, представленных в табл. 1.3. Таблица 1.3. [ 7 [

Индекс Майера

Нужно отметить, какие из приведенных в таблице групп обнаружены в пробах. Количество найденных групп из первого раздела необходимо умножить на 3, количество групп из второго раздела – на 2, а из третьего раздела – на 1. Получившиеся цифры складывают:

.                                                                                      

По значению суммы S (в баллах) оценивают степень загрязненности водоема: более 22 баллов – водоем чистый и имеет 1 класс качества; 17-21 баллов – 2 класс качества; 11-16 баллов – умеренная загрязненность, 3 класс качества; менее 11 – водоем грязный, 4-7 класс качества.

Простота и универсальность метода Майера дают возможность быстро оценить состояние исследуемого водоема. Точность метода невысока. Но если проводить исследования качества воды регулярно в течение какого-то времени и сравнивать полученные результаты, можно уловить, в какую сторону изменяется состояние водоема.

2. Оценка качества вод на основе биотического индекса Вудивисса

Для оценки экологического состояния водоема использовался метод расчета биотического индекса (БИ), разработанный Ф. Вудивиссом в 1964 г. С помощью специальной шкалы для определения биотического индекса, основанной на наличии в водоёме индикаторных групп организмов, по наличию или отсутствию той или иной индикаторной группы определяется биотический индекс водоема. Чем выше показатель БИ, тем благоприятнее условия обитания организмов в данном водоёме в целом или его отдельных биотопах в частности. По данному показателю можно судить об относительной чистоте воды применительно к водным обитателям. Показатель БИ может изменяться от 1 (наименее благоприятные экологические условия) до 10 (наиболее благоприятные экологические условия)

Описанный метод Вудивисса, имеет ряд преимуществ:

Классифицирует основные характеристики загрязненных вод.

Не требует строгого выполнения методики отбора проб, так как метод основан не на количественных, а на качественных показателях.

Не требует усилий на определение, так как определяются группы и организмы-индикаторы.

Значения индекса доступны для понимания людей не являющимися биологами.

Определение биотического индекса Вудивисса

Методика Вудивисса не требует определить всех пойманных животных с точностью до вида. Достаточно определить количество обнаруженных в пробах «групп» бентосных организмов. За «группу» принимается:

Все известные виды плоских червей ( тип Plathenohelmintes)

Все кольчатые черви, кроме рода Nais и пиявок

Все известные виды пиявок (класс Hirudinea)

Все известные виды моллюсков (тип Mollusca)

Все известные виды ракообразных (класс Crustacea)

Все известные виды веснянок (отряд Plecoptera)

Все известные роды поденок отряда Ephemeroptera, исключая Baetis rhodani

Все семейства ручейников (отряд Trichoptera)

Все виды сетчатокрылых (отряд Neuroptera) личинки -златоглазки

Семейство звонцы (Chironomidae)

Семейство мошек (Simuliidae)

Все известные виды других насекомых

Все известные виды жуков (отряд Coleoptera )

Все известные виды водных клещей (отряд Hidracarina)

Род Nais

Baetis rhodani

Chironomus thummi

Для определения класса качества воды использовались следующие данные (табл.Б.).

Величина индекса определяется по таблице, в левой части которой расположены индикаторные группы.(табл.А.) Табл.А.

 

Значение индекса Вудивисса для выборок

Комментарии к таблице № А (оценка экологического состояния водоёмов по биотическому индексу). Прежде, чем давать оценку экологического состояния водоёмов, необходимо пояснить суть данной методики. Исходя из того, что разные группы водных беспозвоночных организмов по-разному реагируют на изменения экологической обстановки в проточных водоёмах, английский учёный Вудивисс подобрал индикаторные группы организмов, реагирующих на изменения, происходящие в водной среде обитания. Каждой группе организмов было присвоено определённое количество баллов. Чем больше балл, тем благоприятнее условия, в которых находятся данные организмы. Чем больше индикаторных групп присутствует в обследуемом водоёме, и чем выше балл каждой из них, тем выше благоприятность условий обитания организмов в данном водоёме.

3.Описание места исследования.

Для изучения общего экологического состояния водоема было выбрано 5 точек отлова животных – биотопов на реке Була Батыревского района.

Точка 1. День – 20.07. 14г. Время: 14.00-16.00. Левый берег реки Була (300 метров выше ж/ б моста, в начале села Тойси). Данный биотоп представляет собой левый берег реки, глубина которой составляет 0,2 м. у берега. Размер биотопа составляет около 4 метра в ширину. В точке пробы - дно песчаное, слегка заиленное. Ширина речки на данном участке 5-6 метров. Скорость течения 0,3 м/с. Температура воздуха +24 градуса. Ветер северо-западный, облачно с прояснениями. Водная растительность: спирогира, роголистник, рдест гребенчатый. Прибрежная растительность: донник лекарственный, частуха подорожная, клевер луговой, дербенник иволистный, бешенный огурец, ромашка непахучая, мышиный горошек, ясень обыкновенный, горец узловатый, бодяк обыкновенный, клен американский, ива козья, горчак желтый ястребинковый . Слышны голоса птиц.

 

 

 

 

Рис. 1 Левый берег реки Була (300 метров выше ж/ б моста, в начале села Тойси)

Точка 2. День – 19.07.2014г. Время: 15-18.00. Правый берег реки Була ( под ж\б мостом, начало села Тойси). Данный биотоп представляет собой мелководный каменистый участок, а также небольшое количество прибрежной растительности. Глубины в этой зоне невелики колеблются от 0,3 до 1 м. Ширина речки на данном участке около 3-5 метров. Темпратура воздуха +24. Ветер - северо-западный, облачно с прояснениями. Дно илисто-каменистое. Скорость течения на перекате увеличивается и составляет 0,5 м\с. Растительность представлена такими видами: ива, ольха черная, дербенник иволистный, белокопытник ложный, пижма, вейник наземный, тростник, бодяк обыкновенный. Водная растительность: сусак зонтичный, ряска малая.

Рис. 2 Правый берег реки Була ( под ж\б мостом, начало села Тойси).

 

Точка 3. День – 20.07.2014г. Время: 11.00-13.00. Левый берег реки Була ( начало деревни Старые Тойси). Данный биотоп представляет собой левый берег реки, в воде много упавших деревьев, сучьев, коряг. Глубина реки на данном участке – 2 метра. Ширина реки - 10-11 метров. Скорость течения составляет 0, 2 м\с . Донные отложения представлены слоями песка и ила. Температура воздуха +20. Ветер северо-западный, облачно с прояснениями. Берега труднодоступные, правый берег – крутой склон, левый берег- пологий, заросший. По берегам растет ива, полынь, пижма, лопух паутинистый, мать-и-мачеха, бодяк обыкновенный, тысячелистник, американский клен, ромашка непахучая, бешенный огурец. Водная растительность - роголистник темно-зеленый.

Рис.3 Левый берег реки Була ( начало деревни Старые Тойси).

Точка 4. День 21 июля 2014г. Время- 10.00-12.00. Левый берег ( 200 метров после моста в деревне Тат. Темяши). Ширина реки – 5 метров. Глубина реки на данном участке -0,2 м. Скорость течения- 0,3 м\с. Дно- песчаное, местами у берегов – заиленное. Температура воздуха+23, ветер восточный, облачно с прояснениями, на воде легкая рябь. Данный участок наиболее подвержен антропогенному влиянию, т.к. мы обнаружили в воде бытовые предметы, наблюдали выпас и водопой скота и гусей. Вдоль берега растет: ива, дербенник иволистный, ольха, клен американский, кипрей, лох, бешеный огурец, ромашка непахучая, мать и мачеха.

Рис.4 Левый берег ( 200 метров после моста в деревне Тат. Темяши).

Точка 5. День – 22июля 2014г. Время -11.00. Правый берег (1 км. после моста деревни Тат. Темяши). Ширина реки -4-5 метров, глубина - от 10см. до 1 метра. Дно - песчаное, местами заиленное. Температура воздуха +27. Водная растительность- спирогира, рдест гребенчатый. Прибрежная растительность- тростник, ива, клен американский, лопух паутинистый, мать и мачеха, ромашка непахучая. В воде местами встречаются бытовые предметы.

Рис. 5 . Правый берег (1 км. после моста деревни Тат. Темяши).

РЕЗУЛЬТАТЫ.

Наши исследования и экскурсии по реке Була в окрестностях села Тойси, деревни Старые Тойси и деревни Тат. Темяши показали, что поблизости нет фабрик, заводов, животноводческих комплексов, ферм, слива сточных вод, хотя по берегам реки и в реке встречается бытовой мусор, осуществляется водопой и выпас скота, гусей. В точке № 5 мы видели шланг для забора воды с реки для полива огорода.

Самыми обычными для реки Була на исследуемых участках донными биотопами являются: каменистое или песчаное дно, местами немного заиленное, особенно в точке № 3 с погруженными в воду деревьями. Участки реки, в различной степени заросшие водной и околоводной растительностью.

Каждый биотоп реки Була населяет своеобразный комплекс донных обитателей. Это крупные, хорошо различимые невооруженным глазом организмы: моллюски, пиявки, личинки комаров, стрекоз, ручейников, клопов, поденок и других насекомых.

Численность видов организмов в реке Була отраженна в таблицах. (Мы проводили ооценку качества воды по Вудивиссу). Водных растений в самой реке немного. Нам встретились такие водные растения, как: ряска малая, спирогира, роголистник темно- зеленый, рдест гребенчатый. Течение реки Була самое быстрое в точке №2, под мостом, на перекате. Здесь река бурлит, лучше насыщается кислородом. Самое медленное течение в точке №3, т.к. поваленные деревья создают естественную преграду течению реки и способствуют заиливанию дна реки. Однако глубина реки в точке № 3 около 2 метров.

Анализ зообентоса реки Була по методу Майера нам показал, что исследуемые участки № 1,2, 3 реки Була относятся к олиго-сапрообным и и № 4,5 к бета-мезосапробным, что характеризует их, как чистые и умеренно загрязненные. Наибольший индекс сапробности воды (21) получен в точке №2, это мы связываем с тем, что это участок находиться на перекате, вода там бурлит, насыщается кислородом, скорость течения ускоряется, что способствует увеличению групп водных организмов. В целом, среднее показание индекса для всех исследуемых участков составляет 21 балл, что позволяет определить данный водоём как олиго - сапробный, имеющий 2 класс качества воды, т.е., чистый тип водоема. Воды 2 класса экологически полноценные, имеют питьевое значение, могут использоваться для рекреации, рыбоводства и орошения

Анализ зообентоса реки Була по методу Майера.

 Таблица 1. Распределение индикаторных групп животных по участкам

 

Таблица 2. Сводная таблица  индексов Майера по участкам 

Как видно из таблицы №2, участки № 1,2,3 относятся к олиго-сапробной зоне, а это говорит о том, что вода на этих участках чистая, участки № 4 и 5 относятся к бета-сапробной зоне, что позволяет отнести их к умеренной загрязненности.

Таблица 3. Индекс сапробности по Майеру для всего исследуемого участка реки Була.

Полученные результаты показывают, что исследуемые участки № 1,2, 3 реки Була относятся к олиго-сапрообным и и № 4,5 к бета-мезосапробным, что характеризует их, как чистые и умеренно загрязненные. Наибольший индекс сапробности воды (21) получен в точке №2, это мы связываем с тем, что это участок находиться на перекате, вода там бурлит, насыщается кислородом, скорость течения ускоряется, что способствует увеличению групп водных организмов. В целом, среднее показание индекса для всех исследуемых участков составляет 21 балл, что позволяет определить данный водоём как олиго - сапробный, имеющий 2 класс качества воды, т.е., чистый тип водоема. Воды 2 класса экологически полноценные, имеют питьевое значение, могут использоваться для рекреации, рыбоводства и орошения.

Диаграмма № 1 река Була.

Анализ зообентоса реки Була по методу Вудивисса.

Река Була. (с 19 по 25 июля 2014г.) Таблица 4

 

Количественная характеристика групп в точках реки Булы

 

 

Определение класса качества по значениям БИВ реки Булы

 

Выводы.

Таким образом, наша гипотеза подтвердилась и класс качества воды в реке Була является высоким по индексу Вудивисса, а по индексу Майера в точках № 1, 2, 3 класс качества воды в реке высокий, а в точках № 4,5 - умеренно-загрязненной

Вода в реке Була слегка отдает запахом тины, прозрачность воды -10-12 см., скорость течения примерно 35-40 см. в секунду, на перекате скорость до 50 см. в сек.

Река Була испытывает определенную антропогенную нагрузку, хотя мы не видели свалок, но в точке № 4 и 5 осуществляется выпас и водопой скота, гуси практически были на всех точках, кроме точки № 3, там очень труднодоступные берега. В реке и по берегам мы иногда встречали бытовой мусор. Однако река Була осуществляет самоочистительные процессы и это подтверждается количеством и разнообразием встреченных видов и родниками, которые бьют со дна и стекают с берегов реки. В точке № 3 дно реки сильно промыто и глубина достигает до 2 метров и вода очень холодная по сравнению с другими точками. Мы также обнаружили моллюски, которые живут только в чистой воде и способствуют очищению воды - это беззубка.

В целом, вода в реке Була на исследуемых участках благоприятна для обитания водных организмов (включая индикаторные группы). Нами обнаружено достаточное разнообразие зообентоса, что является одним из основных показателей устойчивости естественных экосистем.

В ходе исследования выявлено три типа:

- Тип членистоногие Arthrapoda (8 отрядов): отряд Heteroptera( клопы), отряд Coleoptera (жуки), отряд Diptera (двукрылые), отряд Odonata (стрекозы), отряд Меgaloptera (вислокрылки).

Кроме этого обнаруженные представители индикаторных групп: личинки Ephemeroptera (поденки), личинки Trichoptera (ручейника), личинки Chironomidae (звонцы).

 

- тип Кольчатые черви Annelides: класс пиявки (Hirudinea)

- тип Mollusca: класс Gastropoda (брюхоногие моллюски):  Planorbidae (катушки), Bulinidae

(Булиниды), Lymnaeidae (прудовики), Bithyniidae (Битинии).

и класс Bivalvia (двухстворчатые моллюски): (Шаровки) Sphaeriidae, Pisidiidae

(горошинки), Anodontinae (беззубки)

 

Благодарности:

Мы хотим выразить свою признательность

своему руководителю Петровой Людмила Витальевне

Ефейкину Дмитрию Павловичу

 

 

Список использованной литературы

1. Рекомендации по организации полевых исследований состояния малых водных объектов с участием детей и подростков. Москва — Переславль-Залесский, 2001. Авторы: Е.А. Заика, Я.П. Молчанова, Е.П. Серенькая. Научный редактор: доктор физико-математических наук, академик РАЕН Е.В. Веницианов.

2. Определение качества воды в полевых условиях. Краткое руководство. Благотворительный фонд . Центр охраны дикой природы. Москва. Издательство Центра охраны дикой природы, 2013г.

3. Хейсин, Е.М. Краткий определитель пресноводной фаун / Е.М. Хейсин. - 2-е изд., исп. и доп. – М.: Учпедгиз, 1977. - 148 с.

4. Цалолихин, С. Я. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий: в 6 т. Т. 6 / . С. Я. Цалолихин, – СПб., 2004. – 528 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биоиндикация
PPT / 3.19 Мб