Исследовательская работа «Как долго живут озера?»

автор: Калиман Екатерина Анатольевна, Бурка Ксения Александровна

учащиеся 10 класса МОУ «Владимировская ОШ- д\с» ПМР. Молдова. Слободзейский район с. Владимировка

Исследовательская работа «Как долго живут озера?»

 

 

Муниципальное учреждение

«Слободзейское управление народного образования»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

МОУ «Владимировская ОШ –д\с»

Секция Экология

Направление Естественно-биологическое

Исследовательская работа

Тема : «Как долго живут озера?»

Авторы : Калиман Ксения

Бурка Екатерина

Ученицы 10 класса

Руководитель:  Чернобай Людмила Михайловна

Учитель биологии І категории

2023 год.

 

  Оглавление

1.Введение……………………………………………………………………….3

2. Обзор литературы…………………………………………………………….4
3. Материалы и методика исследования……………………………………….5
4. Географическое положение, геологическое строение и рельеф(краткая характеристика и история происхождения)……………………………………6

5.Теоретическое обоснование…………………………………………………..7

6.Основная часть. (практическая)………………………………………………9

6.1.Органолептические свойства воды…………………………………………9

6.2.Минерализация воды……………………………………………………….11

7.Заключение……………………………………………………………………13

8.Литература…………………………………………………………………….14

 

Введение.

Человек и вода. «Жизнь — это одушевленная вода…» Это изречение принадлежит гениальному средневековому мыслителю и художнику Леонардо да Винчи, который совершенно справедливо считал, что без воды невозможно существование ни одного живого существа. Остается и будет объектом пристального внимания исследователей. Вода жизненно необходима. Она нужна везде – в быту, в сельском хозяйстве и промышленности. У нас возник вопрос, как долго живут озера?  почему в озерах вода стает соленой? При изучении научной литературы мы узнали что, соленые озера – результат отсутствия стоков, испарения воды, попадания минералов из грунтовых вод и многих других причин.  Также  узнали, что существует два типа озер: проточные и бессточные. Наполняются водой они примерно одинаково, питаясь реками, ручьями, подземными водами, атмосферными осадками, но вода из них выходит по-разному. Проточные озера имеют реки и ручьи, которые из них вытекают. Они несут воду из озер дальше, поэтому вода постоянно обновляется.  В бессточных озерах вода не уходит, а остается в водоеме. Она постепенно испаряется, и соли, оказавшиеся в ней, остаются в озере. В некоторых случаях их содержание настолько мало, что его сложно заметить. Но есть водоемы, которые питаются подземными источниками, а вода под землей может проходить через породы, насыщенные солями. Вода обогащается минералами, которые попадают в озеро и постепенно оседают в нем. Наше озеро находятся в жарком и засушливом климате с большим количеством солнечных дней, благодаря этому вода испаряется, а соль остается.  В 2019-2020 году мы начали работу по исследованию озера «Копань» или как его называют в народе «Любви», вокруг которого находится с.  Никольское. Тема нашей работы была «Как долго живут озера?» Мы познакомили слушателей откуда наше озеро взялось на нашей территории, с растительным и животным миром. Выяснили причины обмеления озера  за   30  лет как.  В этом году мы продолжили работу по исследованию озера, для получения более полной информации о природе озера,  так как обнаружили еще одну проблему изменились  органолептические и физико-химические свойства воды озера «Копань». Любое знакомство со свойствами воды, сознаем мы это или нет, начинается с определения органолептических показателей.  Проводили  наблюдения за изменениями уровня воды в озере, за период май-сентябрь 2021-22г.

 

2.Обзор литературы 

Эпиграф к нашей исследовательской работе, 

«Путь в тысячу  миль начинается с одного шага.»  Конфуций.

Изменение количества осадков и температуры воздуха приводит к тому, что имеют место колебания уровня воды в озерах относительно «нормы».  В. В. Зверинский еще в прошлом веке писал: «Днища многих озер поросли травой и превратились в луга, на которых ставилось сено, а иные возделывались под посев хлеба и льна, с 1854 г. все высохшие озера стали наполняться водой и в 1859 г. сделались настоящими озерами». Всего таких циклов с конца XVII в. до середины нашего столетия имелось семь. 

Актуальность

В последнее время важной проблемой является возвращение к истокам нашей культуры, возрождение идеи бережного отношения к природным объектам,  в том числе и к озеру в нашей степной зоне, так как у нас нет рядом реки.

Практическая значимость 

Заключается в том, что в качестве ведущей причины снижения уровня и состава  воды выступает комплекс экстремальных воздействий природного характера, в первую очередь засуха, пониженная влажность воздуха, повышенная испаряемость, истощенные запасы почвенной влаги, деятельность человека.  Материалы, изученные в работе, вносят существенный вклад в экологиюи  рекреационное природопользование. 

Цель работы: 

Изучить органолептические и физико-химические свойства воды в озере «Копань», причины иссушения.

Задачи работы: 

• — определить цвет, запах, осадок, прозрачность (мутность) воды;
• — определить РН среду, соленость воды, жесткость воды, а так же минеральный состав воды озера; 
• – изучить географические объекты родного края, воспитывать любовь и бережное отношения к родной природе. 

Рабочая гипотеза, согласно которой исследование нашего озера должно привести  к своевременному выявлению изменений, которые происходят в озере.

3.Материал и методика. 

Исследование проводилось в Слободзейском районе селе Никольское, членами экологического отряда «ЗЭП» под руководством учителя биологии. В качестве объекта выбрали озеро  «Копань»  в с. Никольское. Осенью 2018 года мы произвели заборы воды  из озера «Копань, а затем в школьном кабинете химии изучали органолептические и физико-химические свойства воды. Так же мы проанализировали физическую, почвенную, климатическую карты, изучили научную литературу. 

Методы исследования: 

• -эксперимент 
• -интервью
• -наблюдение
• изучение
• -анализ
• -сравнение.
• визуальный метод

 

4. Географическое положение, геологическое строение и рельеф.

Важной характеристикой озера является его географическое положение, что позволяет составить общее представление об основных чертах режима озера и в определенной мере отражает общие климатические особенности района. Территория района расположена в пределах юго-западного склона Восточно-Европейской платформы, так называемой Молдавской плиты в районе Причерноморской впадины. Рельеф представлен плоской равниной, слабонаклонённой с севера на юг. Рельеф территории можно подразделить на две части. Левобережная часть района расположена на Нижнеднестровской равнине, для которой характерны равнинный слабоволнистый рельеф с редкими балками. Площадь склоновых земель не превышает 12 %. Плоскостной смыв выражен слабо, овраги почти отсутствуют.

Климатические особенности.

Территория Слободзейского района расположена в умеренном поясе, что и определяет черты его климата — умеренно-континентальный с мягкой и малоснежной зимой, продолжительным жарким летом и небольшим количеством осадков.  Озеро «Копань»  Слободзейского района по нашим ранее исследованиям,  со слов местных жителей, было образовано в 1988 году.  Его так назвали потому,  что его копали сами жители, а в народе его называют  озеро «Любви», потому что с высоты птичьего полета его форма напоминает сердце. На месте где сейчас оно находится была низина,  где располагались 12 родников,  в зарослях камыша и терновника. По предложению председателя кооператива  «Ливадия» Носкова В.Ф. выкопать на месте где находились родники озеро, откликнулись члены кооператива уже находящиеся на заслуженном пенсионном отдыхе , бывшие военнослужащие вооруженных сил Российской армии: Ю.А.Блумберг, И.Ф.Данилов, В.А.Гречушкин, Ф.И.Сергенчук, Н.И.Завалицин, С.А.Шемяков,  Ю.И.Кляшко, А.И.Булычев.  Эти люди своими силами начали копать  озеро, расчистили родники, установили 2 бетонные лестницы по берегам с двух сторон, опустили бетонный колодец для перелива воды из озера, чтобы не затопило дачные участки, облогородили, завезли речной песок, установили карусель для детей. Искусственно выкопаное зеро начало наполняться водой. В центре озера была глубина примерно 10 метров. Дно озера песок в близи 5-10м, на глубине ил и глина.  Длина примерно 50 метров а ширина 40 метров. Помощь оказала Российская армия, а также лично Ю.А.Блумберг завез 5 тысяч мольков карпа, толстолоба и карася. Этот житель очень любит природу, у себя дома он открыл маленький зоопарк  для детей и жителей нашего села. Всегда приглашает наших детей посетиь зоопарк.

5.Теоретичекое обоснование.

Органолептические свойства воды — это именно те ее признаки, которые воспринимают органы чувств человека. Данные свойства оцениваются по интенсивности восприятия. В определении таких свойств участвуют обонятельные, вкусовые и зрительные, органы чувств. Получаемые ими ощущения обусловлены как физическими характеристиками воды, так и наличием в ней каких-либо посторонних химических веществ. К ним относятся запах, вкус, цвет и прозрачность, т. е. те свойства, которые могут быть определены органами чувств человека.

Прозрачность. Это важный показатель чистоты воды. Под прозрачностью воды понимается ее способность пропускать свет и делать видимыми предметы, находящиеся на определенной глубине. Прозрачность воды определяется количеством содержащихся в ней механических и химических примесей.

Цвет. Окраска воды, как и ее мутность, делает воду неприятной для питья. Совершенно бесцветная вода встречается редко, например в подземных водоносных слоях. В открытых водоемах вода обычно имеет тот или иной оттенок. Желтоватый оттенок чаще всего свидетельствует о наличии в воде солей железа или гуминовых веществ, образующихся в процессе гниения или разложения растительных остатков. Он характерен для воды болот. Зеленоватый цвет воде придают микроводоросли.

Запах. Любой запах указывает на присутствие в воде либо продуктов биологического распада растительных или животных организмов, либо каких-либо химических соединений.

Вкус. Вкус воды зависит от ее минерального состава, температуры, концентрации растворенных в ней газов (кислорода и углекислого газа). Изменения вкуса воды или появление неприятного вкуса свидетельствуют о возможном наличии в ней органических веществ, продуктов распада различных органических веществ животного или растительного происхождения.

Вода, представляя собой «всеобщий растворитель», никогда не бывает в природе химически чистой, всегда содержит в растворе те или иные газы и минеральные вещества (соли). 

Химический состав воды в озере определяется тремя группами факторов: 

1) составом поступающей в озеро воды (осадки, притоки); 

2) изменениями, происходящими с водой за время пребывания в самом озере, — разбавление дождевой водой, выпадение химических осадков, действие биологических процессов (выделение кислорода растениями, углекислоты и аммиачных солей животными; поглощение кислорода.

3) расходом воды путем испарения (повышение концентрации солей) и стока, 

Рельеф местности косвенно влияет на состав воды, способствуя вымыванию солей из толщи пород.

Климат же, создает общий фон, на котором происходит большинство процессов, влияющих на формирование химическою состава природных вод. Климат прежде всего определяет баланс тепла и влаги, от которого зависит увлажненность местности и объем водного стока. Огромное влияние на химический состав воды и его изменение с течением времени оказывают источники питания озер и их соотношение. В период таяния снега или во время обильных осадков вода в озерах имеет более низкую минерализацию. 

 

6.Основная часть  (практическая)

6.1.Органолептические свойства воды.

Из рассказа местных жителей, летом во время купания жители и дети по вкусу и запаху обнаружили изменение состава воды, она стала соленоватой, при высыхании на коже оставался белый налет. Воду в ведра так-же набирали с озера для полива на приусадебных участках,  через некоторое время жители села увидели белый осадок на грунте,  Узнав о такой причине, мы решили изучить органолептические и физико-химические свойства воды, в нашем озере. Свои опыты и наблюдения  мы попросили помочь нам провести учителя химии Константинову Валерию Сергеевну.

1). Прозрачность воды. 

Опыт №1. Определение цвета воды

       Чистая вода бесцветная, а если вода имеет оттенок, то это значит, что вода загрязнена. Берём пробирку и наливаем в неё воду с озера,  с обратной стороны прикладываем  к ней лист бумаги. Мы увидели, что вода имеет  слабо- заметный оттенок.

2. Мутность воды

Мутность мы определяли таким же образом. Мы увидели,  что мутность воды отсутствует.

3.Цветность.

Озерная вода имеет слабо-желтоватую окраску, что обусловлено вымывающимися из почвы гумусовыми кислотами.

4.Осадок.

Мы отстояли пробу озерной воды и на дне увидели осадок, который образовался за счет осаждения механических примесей. Осадок заметный, илистый, желтовато-бурого цвета, с остатками гниющих растений и раковин моллюсков.

5.Запах воды.

Определение запаха воды. Запахи в воде могут быть связаны с жизнедеятельностью водных организмов (высших водных растений, водорослей и др.), а также появиться при их отмирании. Это естественные запахи. Качественную характеристику запаха дают по соответствующим признакам (болотный, землистый, гнилостный, рыбный, ароматический  и т.п)

     В колбу с притертой пробкой налили исследуемую воду (2/3 объема) и сильно встряхивали в закрытом состоянии. Затем открыли и сразу же отметили характер и интенсивность запаха по соответсвующему признаку болотный и гнилостный.

6.Вкус и привкус.

В лабораторных условиях мы подогрели озерную воду примерно до 30 °С, набрали в рот около 15 мл и держали во рту несколько секунд; не проглатывая. Вкус воды- слабо соленый с болотным привкусом.

7. Определение кислорода  в воде

      Определение кислорода в воде. Мы  взяли  пробирку, налили в нее воду из озера и оставил на сутки. На стенках ёмкости появились пузырьки, что означает наличие кислорода в воде, чем больше кислорода в воде, тем больше пузырьков.  Понаблюдав,  мы увидели, что пузырьков мало, а это значит и кислорода мало, так ка он расходуется на жизнедеятельность организмов и их разложение, при разложении образуется ил.

8.Наличие в воде органических примесей

      Определение в воде органических веществ. В пробирку с водой  нужно добавить раствор перманганата калия (марганцовки), и если окраска изменилась, это указывает на присутствие в воде органических веществ. Исчезновение окраски перманганата калия подтвердила, что в воде присутствуют органические примеси.

 

                            

6.2.Минерализация воды.

1.Соленость воды. 

Мы произвели забор воды из озера «Копань» и выпарили из воды соль в фарфоровой чашке. Взвесив чашку до выпаривания и после выпаривания, мы получили  3.900 грамм соли на литр воды, таким образом, соленость воды составила примерно 4 промиле на 1 литр воды. Масса сухого остатка примерно 4гр, и много органических веществ, что превышает предельно допустимой концентрации для вод культурно- бытового значения. Мы решили еще раз растворить этот состав и отфильтровать повторно. Выпарили, взвесили и получили чистую соль без примесей  примерно 2.900гр, это 3 %, что характеризует воду, как солоноватые воды.

2. Определение РН среды. 

Мы определяли РН среду озерной воды. Мы воспользовались тест –системой для экспресс-анализа воды. Отрезали индикаторную полоску и опустили ее в пробирку с озерной водой.  Когда цвет изменился, мы сравнили его с контрольной шкалой и определили показатель РН. Для водоема культурно- бытового использования РН должен быть в пределах 6,5-8,5. По результатам исследования мы получили РН-6,0. Данное значение заниженно за счет содержания в воде гуминовых кислот. Для питья вода не годна. 

3.Химический состав воды. 

Проанализировав литературу по водоемам нашего района, мы предположили, что озеро «Копаь»  относится к хлоридно-натриевым водоемам. Для подтверждения нашего предположения, мы провели следующие эксперименты с водой озера.

1.Взяли медную проволочку и обожгли ее в пламени спиртовки. После того, как она покрылась черным налетом, опускали ее в озерную воду и затем снова внесли в пламя. По мере испарения вещества наблюдали изменение окраски пламени, которое приобретет ярко-желтый цвет. Это подтверждает наличие иона натрия в воде озера.

2.Для определения наличия иона хлора мы провели следующий опыт . Взяли раствор нитрата серебра и  прилили в озерную воду. На дне пробирки появилось небольшое количество белого творожистого осадка. Эта реакция свидетельствует о наличии в растворе ионов хлора. Таким образом, мы доказали, что ионы натрия и хлора имеются в воде исследуемого озера и оно относится к водоемам хлоридно-натриевого класса.

4.Жесткость воды.

Из жизненного опыта мы знаем, что вода бывает мягкой и жесткой. В мягкой воде мыло хорошо пенится, а в жесткой нет. Почему? Проанализировав литературу, мы узнали, что в жесткой воде содержатся ионы магния и кальция, именно они не дают мылу пениться. Мы определили жесткость озерной воды методом размыливания. В озерной воде мы растворили кусочек мыла и хорошо размешали. Также взяли воду из крана и тоже добавили мыла. На поверхности воды из крана  появилось большое количество мыльной пены, а в воде из озера  оказалось совсем мало пены, это доказывает, что жесткость воды из озера обусловлена присутствием растворимых и мало- растворимых солей минералов( хлорид натрия, карбонаты кальция и магния. Таким образом вода в озере жесткая.

 

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе нашей исследовательской работы нами была освоена методика органолептического и физико-химического анализа воды. Мы научились определять соленость воды, причина- нет водообмена из-за илового слоя, малое выпадения осадков, высокая температура воздуха приводит к  выпариванию воды и засаливанию,   доказали зависимость изменение солености от притока грунтовых вод, узнали, что вода в озере жесткая, доказали принадлежность озера «Копань» к водоемам хлоридно-натриевого класса. Научились проводить простейшие химические эксперименты.  Наши исследования позволили больше узнать о природе нашего озера. Дополнили паспорт водоема, разработанный в 2017 году и можем на его основании правильно оценивать роль озера в экосистеме.   Уровень воды примерно  изменился на 10 см,  и изменилась минерализация воды, она стала слабо-соленой. Таким образом, мы пришли к выводу, что озеро в основном имеет питание от выпавших осадков, и слабых  притоков грунтовых вод. 

Выводы. 

Сделан анализ гидрологической особенности, экологического состояния озера села Никольское. Выяснены причины снижения уровня и состава воды в данном водоеме. Задачи решены, цель доказана, гипотеза оправдана.

Рекомендации 

Мы можем предложить рекомендации лишь для уменьшения антропогенной нагрузки на озера и улучшения качества воды:

• — Запретить мойку машин возле озера. Поставить запрещающие знаки, нарушителей штрафовать, обратиться в Госадминистарцию села.
• -Предложить  биологический метод борьбы с омелением озера – разведение травоядных рыб (карп, карась, толстолоб), разведение в прибрежной зоне рогоза узколистного, высадка  ив. 
• -Простым способом оздоровления малых водоемов является очистка их от илов.
• -Соблюдать режим использования водоохранных зон
  -Вести мониторинг качества воды озера.
• -Необходимо провести с жителями села разъяснительные работы, почему так важно соблюдать определенные правила, для чего необходимо беречь природу,  с целью формирования экологической культуры населения; создание волонтёрских отрядов из числа отдыхающих детей и взрослых чтобы сохранить наше озеро.

 Литература 

1.Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология: учебник для вузов. — М. 2005 г. — С. 176.

2. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 528 с.
3. Орлова Л. Тайный код воды. – Минск: Современный литератор, 2006.

4.Алексеев А.И. Химия воды. — СПб: СЗТУ, 2001, стр. 23.

5.ГОСТ 3351-74. Вода. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности стр 1-42.

6.( сайт proufu.ru› ). 

7.сайт ›tolbazi-i-aurgazinskiy-rayo)