Курсовая работа: Методы мониторинга озер

Школьный мониторинг озер

Содержание

Введение

Глава 1. Мониторинг исследовательская деятельность школьников в системе экологического образования

Понятие о мониторинге

Школьный мониторинг его значение, виды.

Методы мониторинга водных объектов.

Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по изучению экологического состояния озера Ик - Крутинского района

2.1 Краткая характеристика озера Ик

2.2 Описание проведенных исследований

Заключение

Используемая литература

Введение

Для человека, как и для другого биологического вида, природа - среда жизни и источник существования. Как биологический вид, человек нуждается в определенном составе и давлении атмосферного воздуха, чистой природной воде с растворенными в ней солями, растениях и животных, земной температуре.

Оптимальная для человека окружающая среда – это то естественное состояние природы, которое поддерживается нормально протекающими процессами круговорота веществ и потоков энергии.

Как биологический вид, человек своей жизнедеятельностью влияет на природную среду не больше, чем другие живые организмы. Однако это влияет несравнимо с тем огромным воздействием, которое оказывает человечество на природу благодаря своему труду. Вносимые человеком изменения сейчас приобрели настолько крупные масштабы, что превратились в угрозу нарушения существующего в природе равновесия и препятствие для дальнейшего развития производительных сил.

Глобальная изменчивость в последние годы превратилась в основную проблему. Загрязнение озер происходит с нарастающей скоростью. Основными источниками загрязнения природных вод является: атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха загрязнителей промышленного происхождения, а так же городские и промышленные сточные воды.

С экологической точки зрения каждый крупный регион, представляющий собой территорию с определенными природными условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения. [3]

Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение ближайшего озера «ближе» человеку, нежели проблемы страны или планеты. Экологическое состояние регионов определяет и глобальное состояние природных компонентов.

Сегодня как никогда перед человечеством стоит вопрос о необходимости изменения своего отношения к природе и обеспечения соответствующего воспитания и образования нового поколения основной как национального, так и мирового развития общества должна стать гармония человека и природы. Каждый человек должен понимать, что только в гармонии с природой, возможно, его существование на планете земля.

Человечество подошло к порогу, за которым нужны и новая нравственность и новые знания, новая система ценностей. Безусловно, их нужно создавать и воспитывать, и поэтому создается школьный мониторинг. [3]

Мониторинг (от лат. Монитор – предостерегающий) – здесь: наблюдение, оценка и прогноз состояния различных параметров окружающей среды. За счет мониторинга мы получаем специальную систему наблюдений, анализа и прогноза состояния природной среды на своей территории. [16]

Я решила рассмотреть основные экологические проблемы на примере крупного озера Омской области, гордости Крутинского района- озера Ик.

Территория озера Ик – это красивейшее место Крутинского района. На территории Крутинского района насчитывается несколько десятков озер различной конфигурации и величины. Наиболее крупные озера Крутинского района это озеро Салтаим (146 км.2), Тенис (118км.2),Ик (71,4 км.2)

Общая площадь поверхности этих трех озер превышает 300 км.2, а водосборная площадь их составляет 400км.2

Озеро Салтаим расположено 40км. северо-западнее г. Тюкалинска и в 60 км. севернее железнодорожной станции г. Называевска. Площадь водосбора 5710 км.2 (вместе с озером Тенис). Наибольшая длина 18 км, ширина в северной части 15 км, в южной части 4 км, наибольшая глубина 2,5 м. В озера впадает река Китерьма, вытекающая из озера Ик, и река Горькая с её левым притоком реки Челдак. Балашовским проливом озеро Салтаим соединяется с озером Тенис.

Озеро Тенис расположено восточнее Салтаима. Длина озера 16,4 км, ширина 10,3 км, глубина 2,5м. Из озера выпадает река Оша с расходом воды 1,5 м/с, в озеро впадает река Карасук.

Озеро Ик - одно из значительных озер омской области. Площадь его 41,5 км.2 озеро протянулась на 9,1 км с севера на юг и на 11,8 км с запада на восток. Береговая линия составляет более 22км. озеро имеет округлую форму, слегка растянутую с севера на запад севера – восток. Каждый из нас понимает, что наше озеро является источником духовного богатства, так и источником материального богатства не только жителей Крутинского района, но и всей Омской области и региона.[8]

В ходе моей работы меня стали волновать два вопроса: Все ли так благополучно на озере? Не просит ли нас озеро о помощи? На эти основные вопросы я решила найти ответы в ходе выполнения данной исследовательской работы.

Актуальность темы мне видится в том, что мы живем рядом с уникальными сокровищами Омской области как озера. Мы должны знать, что же происходит нашей «жемчужиной» озером.

Объект исследования: Методика исследования экологического состояния Крутинских озер (на примере озера Ик)

Предмет исследования: Крутинские озера

Цель: используя методы школьного экологического мониторинга составить характеристику Крутинских озер, на примере озера Ик.

Задачи: 1.изучить теоретический материал по данной теме

2.составить характеристику озера Ик на основе теоретического материала

3.составить программу полевых исследований

Гипотеза: методы школьного мониторинга помогут создать полную характеристику озер Крутинского района и дать оценку их экологического состояния

Методы: наблюдение, беседа, анализ научно-популярной литературы.

Глава 1. Мониторинг исследовательская деятельность школьников в системе экологического образования

1.1 Понятие о мониторинге

Существует несколько понятий о мониторинге. В соответствии с общественной необходимостью интенсификации процесса экологического образования и воспитания подрастающего поколения проблема разработки его инновационных технологий является достаточно актуальной с методологической и практической стороны.

Авторами заявлен оригинальный подход к реализации экологического воспитания через систему школьного мониторинга на уровне административного региона.

По Арустамову в настоящее время употребляется два основных термина, касающихся оценки качества окружающей природной среды: мониторинг и контроль. Мониторинг

- система наблюдения оценки и прогноза наблюдений состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия. Мониторинг не исключает задачи управления, качеством окружающей среды как контроль подразумевает не только наблюдение и получение информации, но и управление состоянием среды.

В структуре мониторинга можно выделить несколько основных блоков. Эти блоки тесно связаны между собой прямыми и обратными связями. Построение прогноза одной стороны возможно только при наличии объектных данных о состоянии окружающей среды. Которые можно получить при наличии организованной системы наблюдения (прямая связь). С другой стороны, направленность прогноза, должна определять структуру системы наблюдения (обратная связь). Информационная система мониторинга является составной частью регулирования качества окружающей среды, так как информация, полученная в процессе наблюдения оценки состояния природной среды и оценки прогнозируемого состояния, используется для принятия управленческих решений в сфере природопользования и охраны окружающей среды.

Система экологического мониторинга должна накапливать систематизировать и анализировать информацию.

О состоянии окружающей среды о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (об источниках и факторах воздействия).

О доступности изменений и нагрузок на среду в целом о существующих резервах биосферы, таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения. Сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой информации для принятия экологически значимых решений. [16]

А Трушин определяет мониторинг как экологическую систему наблюдения, оценки и прогноза изменения состояний окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности. Экологический мониторинг – мониторинг окружающей среды при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т.д.), а так же оценка состояния и функциональной ценности экосистемы.

Во-вторых, создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигается.

Система мониторинга включает несколько групп:

Первая группа наблюдений определяет источники и факторы воздействия на окружающую природную среду.

Наблюдение за естественными явлениями (вулканизмом, спонтанным выходом нефти, газа, лесными пожарами), антропогенными выбросами.

Вторая группа наблюдений связана с самим состоянием окружающей среды, т. е. с наблюдением за природными объектами, ресурсами, ландшафтами, народонаселением, урбанизацией, круговоротом веществ, физическим и химическим состоянием окружающей среды, источниками и путями антропогенного загрязнения биосферы.

Третья группа наблюдений связана с реакцией поведения крупных систем (погоды, климата, биосферы в целом).

Средствами мониторинга являются физические, химические, биологические, авиационные и космические методы исследования

В рамках современных представлений общий мониторинг должен состоять из трех составных ступеней.

1.Биологический мониторинг, представляющий собой обоснование связи между изменением окружающей природной среды и состоянием здоровья человека, учет канцерогенных и мутагенных факторов, влияющих на изменение окружающей среды и ее составляющих. При этом генетический мониторинг представляет процесс слежения за генетическими изменениями в живых организмах. На здоровье глобальных и локальных загрязнений биосферы выделяется интегральный мониторинг роста врожденных дефектов в популяции человека.

В настоящее время возникает необходимость создания глобальной генетической службы слежения за динамикой генетических изменений человека. Она должна дополняться мониторингом генофондов других животных. Службе генетического мониторинга подлежит реагировать на число мутаций, темпы их роста т.д.

2. Геологический (природно-хозяйственный) мониторинг обеспечивает наблюдение за природными экосистемами, агробиотой, индустриальными экосистемами.

3.Биосферный мониторинг - представляет собой отслеживание изменений в биосфере, вызванный антропогенным воздействием.

В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры:

- выделение (определение) объекта наблюдения

- обследование выделенного объекта наблюдения

-составление информационной модели для объекта наблюдения, планирование наблюдений

- оценка состояния объекта наблюдения и идентификация его информационной модели.

- прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения; представления информации в удобной для использования форме и доведения её до потребителя. [13]

Т.Я. Ашихмина рассматривает мониторинг, в основе которого лежит школьный экологический мониторинг.

Мониторинг окружающей природной среды представляет собой комплексную систему долгосрочных наблюдений с целью оценки и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных компонентов под влиянием антропогенных воздействий, предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных для здоровья людей, других живых организмов и их сообществ.

В зависимости от территории, охватываемой наблюдениями, мониторинг подразделяется на три уровня: глобальный, региональный и локальный. Главной задачей глобального мониторинга является слежение за общемировыми процессами и явлениями, включая антропогенные воздействия на биосферу. Региональный мониторинг включает в себя слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы. Локальный мониторинг-это слежение за естественными природными явлениями и антропогенными воздействиями на небольших территориях. [3]

Кроме того, в зависимости от объекта наблюдения различают мониторинг базовый (фоновый) и импактный. Целью базового мониторинга является слежение за общебиосферными явлениями природной среде, не подверженной региональным антропогенным воздействиям. Импактный мониторинг-это мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особе опасных зонах и точках (3,4).

По методам ведения различают мониторинг дистанционный и наземный. Дистанционный мониторинг-это совокупность авиационных и космических методов наблюдения. Наземный мониторинг осуществляет физико-химическими и биологическими методами исследования компонентов природной среды (атмосферный воздух, недра, почвы, поверхностные и подземные воды, растительность, животный мир, наземные и водные экосистемы в целом), на которые распространяется антропогенное воздействие.

Вся территория микрорайона школы из-за обширности не может быть детально исследована, и поэтому на ней в качестве объекта полевых исследований выбираются небольшие площадки (ключевые участки) для постоянного наблюдения за состоянием биоты и почвы, отдельные водоемы, экосистемы, памятники природы и другие объекты.

1.2 Школьный мониторинг его значение, виды

Важным звеном современного образования в последние годы все в большей степени является экологическое образование и воспитание.

Экологическое образование должно охватывать все возрасты, оно должно стать приоритетным, опережающим все другие области хозяйственной деятельности, характера учебы и работы. Поэтому на базе школы создается часть системы «экологического» образования, предназначенная для формирования экологических знаний, умений, навыков и мировоззрения на базе практической деятельности, включающей программные наблюдения за состоянием окружающей среды своей местности. [3]

Содержательным ядром экологического образования является три взаимосвязанные его части:

-знание экологических законов, правил, теорий, научных фактов; осознание единства в системе «природа-человек»;

- эмоционально-эстетическое и нравственное восприятие природы, художественные образы ее выражения и отношение к ней человека;

-деятельность в реальных социоприродных ситуациях, связанных с решением экологических проблем.

Задача общеобразовательной школы состоит не только в том, чтобы сформировать определенный объем знаний по экологии, но и способствовать приобретению навыков научного анализа явлений природы, осмыслению взаимодействия общества и природы, осознанию значимости своей практической помощи природе.

Формирование таких качеств у школьников особенно эффективно происходит в процессе самостоятельной поисково-исследовательской деятельности. Исследовательская деятельность – один из методов проблемного обучения.

Исследовательский характер деятельности способствует воспитанию у школьников инициативы, активного, добросовестного отношения к научному эксперименту, увеличивает интерес к изучению экологического состояния своей местности, экологических проблем родного края. Экологическая исследовательская работа должна стать одной из наиболее массовых и перспективных форм практической деятельности школьников в рамках образовательного процесса. Большое значение при этом имеет практическая направленность проводимых исследований. Исследовательский эксперимент, воздействуя на учащихся, возбуждает интерес к решению экологических проблем и, в особенности к изучению проблем своей местности, вызывает чувство удовлетворения полученными результатами; возникают чувство сопричастности за судьбу природных объектов, осознание значимости практической помощи природе родного края. В связи с этим в основу экологического образования следует положить методологические подходы, активизирующие данный вид деятельности учащихся. В педагогической практике многие годы складывается целенаправленная работа по организации системы различных форм и видов деятельности по приобщению школьников к природе и ее исследованию. В учреждениях образования развивается достаточно большое разнообразие видов учебно-исследовательской деятельности учащихся по изучению и охране окружающей среды. Это различные виды поисково-исследовательской работы, эколого-краеведческой работы, историко-этнографической, теоретико-исследовательской, опытнической, экспериментальной и др.

Основными формами экологической работы, в которых реализуются эти виды деятельности, является: школьные экологические кружки, научно-исследовательские группы, лаборатории, экологические отряды, клубы, центры. Дома творчества, экологические летние лагеря, практики, экспедиции, школьные научные общества, научно-практические конференции и многое другое. Данные формы экологической работы действуют не только в учебных учреждениях, но и в условиях системы учреждений дополнительного образования.

Из всего многообразия видов исследовательской деятельности учащихся по экологии можно выделить три основных:

- теоретические исследования;

- прикладные, опытно-проблемные;

-системные, комплексные исследования по единой программе школьного экологического мониторинга.

Теоретико-исследовательская работа, прежде всего, направлена на изучение литературы, подготовку докладов, статей, тематических конференций по проблемам экологии. Сюда входит эколого-краеведческая деятельность, способствующая выявлению особенностей отношений природы, истории и культуры родного края.

Большинство прикладных, опытно-проблемных исследований проводится в виде индивидуальных экспериментальных заданий и самостоятельных исследований по прикладной региональной, проблемной тематике, например, по изучению и описанию озера Ик, Крутинского района.

Третий вид деятельности, включающий системные, комплексные исследования, вводится в практику работы школ лишь в последние годы. Он предусматривает организацию экологических исследований по единой программе школьного экологического мониторинга с участием учителей и школьников среднего и старшего звена. Это коллективная экспериментальная работа, проводимая по определенным пространственным, параметрическим и временным показателям с целью оценки, изучения состояния и слежениям изменениями окружающей среды своей местности, одновременно выполняющая образовательную и воспитательную функцию.

Исследовательская деятельность по экологии предполагает наличие нескольких основных этапов:

Этап 1. Подготовительный.

Учащиеся изучают литературу, занимаются сбором предварительных данных об объекте изучения, подбирают методику и необходимое оборудование, заводят дневники.

Этап 2. Экспериментальный.

В процессе полевых исследований, экспедиций, экологических практик, лагерей и других видах экологической деятельности учащиеся проводят системные наблюдения, сбор информации, закладывают опытные ключевые участки, делают их описание.

Этап 3. Камеральный.

Осуществляется обработка образцов экспедиционных материалов, определяется видовой состав, создаются коллекции и гербарии, составляются таблицы, проводится математическая обработка результатов, построение карт, диаграмм, графиков.

Этап 4. Аналитический.

Проводится работа по выявлению причинно-следственных связей, закономерностей, экологических проблем, составляются рекомендации и предложения.

Этап 5. Отчётный.

Составляется отчёт об исследовательской работе по следующим разделам:

- актуальность темы;

- цель и задачи исследования;

- литературный обзор;

- экспериментальная часть (описание методик исследования, постановка экспериментов, использование комментарий к чертежам, диаграммам, таблицам, фотографиям);

- выводы и предложения по работе;

- список литературы.

Результаты исследования вносятся в экопаспорт школьного мониторинга. Заполненный экопаспорт микрораена школы направляется в районную опорную по экологической работе школу, а оттуда - в региональный эколого-биологический центр школьников.

На основе полученных материалов готовятся доклады на конференции, оформляются творческие работы на конкурсы.

Этап 6. Информационный.

Этот этап деятельности предусматривает ознакомление коллектива школы, население микрорайона, органов власти, ведомства и службы, печати и полученными результатами, предложениями и рекомендациями.

Этап 7.Практический

Личное участие школьников в практической работе по охране природы. Важными видами природоохранной работы учащихся, к которой побуждает исследовательская деятельность, является:

- участие в реализации высказанных в работе предложений и рекомендаций;

- участие с докладами на научно-практических конференциях школьников, в конкурсах, олимпиадах, выставках;

- пропаганда экологических знаний (подготовка лекций, бесед, устных журналов, проведение экскурсий. Разработка листовок, плакатов, издание стенных и печатных газет, оформление выставок, проведение тематических вечеров, праздников: посвященных Дню окружающей среды, Дню здоровья, и другое);

-участие в практических делах по озеленению улиц, парков, восстановлению и охране родников, зон отдыха и т.д.;

- сохранение и использование эстетических ценностей природы;

- пропаганда здорового образа жизни, предупреждение дурных поступков по отношению к природе;

- овладение знаниями основных законов по охране природы.

По изучению природной среды своей местности в школьной практике доступны простейшие варианты наземных методов экологических исследований.

Рассмотрим наземные методы на примере: «Школьный мониторинг Крутинских озер».[3]

1.3 Метод мониторинга водных объектов

Методика изучение и описания озера.

Полевые работы на озере нужно начинать с рекогносцировочного обследования водоема, в результате которого составляется его краткая характеристика: особенности водосборного бассейна с указанием форм рельефа, характера грунта, облесенности и, приуроченность озера к той или иной форме рельефа, заболоченности.

Ознакомление с прилегающей к водоему местностью позволит оценить условие формирования озерной котловины и поверхностного стока в озеро, при изучении котлована и путем опроса местных жителей устанавливается граница колебания уровня воды в озере.

Съемка озера.

После визуального обследования производится гидрографическая съемка озера. Съемка осуществляется с помощью буссоли или мензулы путем обхода или посредствам графических засечек. Съемку способом засечек целесообразно применять при вытянутой, сравнительной узкой форме озера. В этом случаи съемочный ход достаточно проложить только на одном берегу в виде незамкнутой магистрали, а противоположный берег снимает засечками. Определяется отметка уровня воды в озере относительно условного рейтера методом нивелирования. При ограниченности во времени можно применять глазомерную съемку.

Промеры глубин.

Измерение глубин озера начинают с разбивки на нем промерных профилей или створов. Количество профилей и их расположение зависит от размера и формы водоема. При округлой фигуре и равном дне достаточно наметить два взаимно перпендикулярных профиля или же промерные профили разбивать из единой береговой точки в разных направлениях. Промерных глубин производятся с лодки с помощью ручного лота или наметки. Расстояние между промерными точками определяется по скорости движение лодки. Скорость хода лодки рассчитывается заранее. Для этого на берегу намечаются 2 точки на расстоянии 100-200 метров. В намеченных точках ставят вехи. Зная расстояние и время, за которое лодка проходит это расстояние, определяют ее скорость.

Точки промеров более точно можно установить методом засечек с берега. Количество промерных точек зависит от площади, конфигурации озера и рельефа дна. При плавном очертании дна расстояние между промерными точками могут составлять 20-25 метров. Во время промеров глубин ведется опробование донных и изучение водной растительности при исследовании водной определяется видовой состав и распространение ее по поверхности дна. На озерах с пологими берегами водно-болотные растения надвигаются на озеро с берегов. В прибрежной части озер выделяют несколько зон, со своеобразной растительностью, описание производится по этим зонам.

Температурный режим озер определяется в основном метеорологическими условиями. Но в различных частях водоема температурные условия неодинаковы, что определяется его размерами, глубиной и формой озерной котловины. Измерение температуры воды, поверхностного слоя, ведется одновременно с промерами глубины. Водный термометр погружается на глубину 10 сантиметров и выдерживается 3-5 минут. Для измерения температуры воды на различных глубинах используются глубоководный опрокидывающийся термометр. Глубоководный термометр в отличие от обычных, позволяет определить температуру глубинных слоев воды через любое время, после извлечение его на поверхность, так как температура воды на заданной глубине фиксируется опрокидыванием термометра. Опрокидывающийся термометр состоит из двух термометров: основного и вспомогательного, заключенных в стеклянную трубку, предохраняющую. Определение прозрачности и цвета воды производиться одновременно с измерением воды. Прозрачность воды определяется с помощью белого диска сведенья о годовом ходе температуры воды, сороках ледовых явлений, толщине льда можно получить из соответствующих справочников или расспросов местных жителей.

Описание гидрологического режима озер составляют по данным наблюдений. Собираются, прежде всего, сведенья об уровненном режиме озера, годовом ходе уровня воды, высоте и сроках наступления наивысшего и низшего уровней. Для характеристики ледового термического режима используются материалы стационарных и полевых исследований. В процессе проведения полевой практики собираются сведенья о хозяйственном использовании водоемов путем личных наблюдений, опроса местных жителей. Изучается качество воды и влияние на него антропогенных факторов. Выявление негативного со стороны воздействия.[11]

Биоиндикация качества воды по животному населению.

Одним из эффективных методов исследования качества воды является биоиндикация – определение по наличию организмов – биоиндикаторов.

Биоиндикаторы - организмы, присутствие, количество или интенсивность которых служит показателем каких - либо естественных процессов или условий окружающей среды, наличие определенных веществ в воде или почве, степени загрязнения. Методы биоиндикации применимы только к водоемам, имеющим собственную биоту. Они учитывают реакцию на загрязнение целых сообществ водных организмов или же отдельных систематических групп. Основными показателями является уменьшение видового разнообразия (в 2, в 4, а иногда и в десятки раз) и изменения обилия водных организмов. Причем обилие может, как снижаться (при очень высоком уровне загрязнения), так и расти по сравнению с нормальным состоянием. Этот рост объясняется тем, что в водоемах, особенно при их загрязнении органическими веществами, могут выжить немногие, но устойчивые к загрязнению, виды животных. Например, некоторые виды рачков, сине-зеленые водоросли.

Именно эти закономерности применяются во многих методах биоиндикации. Учитывается так же способность определенных организмов обитать в водоемах с тем или иным уровнем загрязнения. Следует так же учесть то, что представители любой подвидовой систематической группы (рода, семейства, отряда) практически никогда не обладают одинаковыми экологическими потребностями. В состав таких групп могут входить совершенно разные по степени выживаемости виды: устойчивые к загрязнителям, не устойчивые, виды универсалы.

Считаются индикаторами очень чистой воды – ручейники, пресноводные моллюски, личинки веснянок, поденок, вислокрылок.

Некоторые виды способны жить в умеренно загрязненных водоемах – это бокоплавы, водяные ослики, личинки мошек, двустворчатые моллюски – шаровки, битини, лужанки, личинки стрекоз и пиявки, большая ложноконская клипсина, водяные скорпионы и др. Личинки комаров – звонцов, личинки иловой мухи, малощетинковые кольчецы (трубочники), используются как организмы – индикаторы сильного органического загрязнения. но среди этого семейства есть немало видов, обитающих только в чистой воде. [11]

Физико-химические методы исследования качества воды.

Для проведения физико-химического анализа воды необходимо правильно провести пробоотбор. В зависимости от цели исследования, проба воды для анализа может быть получена несколькими способами:

- путем однократного отбора всего количества воды, нужного для анализа, путем смешанных проб, отобранных одновременно в разных местах исследования водоема.

При отборе проб воды используют посуду из бесцветного стекла или полиэтилена – марок, разрешенных для контакта с питьевой водой. На практике удобно пользоваться банкой или бутылью. В местах с затрудненным доступом к воде, банку или бутылью можно прикрепить к месту.

В озерах, водохранилищах, прудах, где течение воды резко замедленно, качество воды может быть неоднородным на различных участках (здесь возможно возникновение вторичных источников загрязнения) поэтому в этих водоемах обычно берут серию проб по глубине. Для получения достоверных результатов следует проводить как можно быстрее. В воде происходят процессы окисления – восстановления, физика – химические, биохимические, вызванные деятельностью микроорганизмов.

Биохимические процессы в воде можно замедлить, охладив ее до 4 град.С. В этих условиях медленнее разрушается и многие органические вещества. [11]

Органические показатели воды.

Содержание взвешенных частиц – это показатель качества воды через бумажный фильтр и последующего высушивания осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы. Для анализа берут 500-1000мл. воды. Фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтра высушивают до постоянной массы при 150 град. С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы. Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяют по формуле:

(М1- М2)*1000,

где М1 – масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частей, г;

М2 – масса фильтра до опыта, г;

V- объем воды для анализа, л;

Ценность воды определяют визуально, сравнивая с раствором, имитирующим ценность природных вод.

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений трехвалентного железа, цвет (окраска).

При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий, вода может иметь окраску не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения может иметь окраску в столбике высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10см.

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц или, тины, песка, микроорганизмов, от содержания химических веществ.

Измеряют прозрачность воды различных водоемов с помощью диска. Секи (можно взять фанерку размером 20*20см. с белой поверхностью, к которой прикреплен груз и веревка с метками на ней для определения глубины). Мерой прозрачности может служить так же высота столба воды (в см.), при которой можно различить на белой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3,5 см и дном из плоского отшлифованного стекла. Цилиндр устанавливают неподвижно над стандартным шрифтом на высоте 4см. Просматривая шрифт сверху через столб воды, и доливая, ее в цилиндр находят высоту столба воды, позволяющей читать шрифт. Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов не должен превышать 2 баллов обнаруживаемых непосредственно в воде (для водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после ее хлорирования.

100мл. исследуемой воды при комнатной температуре наливают в колбу вместимостью 150-200 мл. с широким горлом, накрывают часовым стеклом или притертой пробкой, стряхивают вращательным движением, открывают пробку или сдвигают часовое стекло и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают до 60 град. С. на водяной бане итак же оценивают запах.

По характеру запахи делятся на две группы: запахи естественного происхождения (от живущих в воде и отмерших организмов, от влияния почв и т.п.) находят по классификации, приведенной в таблице (приложение). Вторая группа запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды, реагентами на водопроводных сооружениях) называются по соответствующим веществам: хлорофенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п. Интенсивность запаха так же оценивается при 20 и 60 град.С. По 5 бальной системе согласно таблице 2 (приложение). Запах воды следует определять в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей. [11]

Химические показатели воды. Водный показатель (рН). Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН около 7). Величина рН воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно - бытового назначения регламентируется 6,5-8,5. В результате происходящих в воде химических и биологических процессов и потерь углекислоты рН воды может быстро изменяется, поэтому его следует определять сразу же после отбора пробы, желательно на водоеме. Оценивать величину рН можно оценивать разными способами:

Приближенное значение рН. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и окраске раствора оценивают величину рН:

-розово-оранжевая - рН около 5

-светло-желтая - рН 6

-светло-зеленая - рН 7

-зеленовато-голубая - рН 8

рН можно определить с помощью универсальной индикаторной бумаги,

сравнивая окраску со шкалой. Свинец является одним из основных загрязнителей окружающей среды. Большая концентрация свинца тормозит биологическую очистку сточных вод. Основными источниками загрязнения свинцом является выхлопные газы автотранспорта и сточные воды различных производств. Допустимая концентрация свинца в воде- 0,03 мг/.л. качественное определение родизонатом натрия. На лист фильтровальной бумаги нанесите несколько капель исследуемого

раствора, и добавить 1 каплю свежеприготовленного 0,2%- наго раствора родизоната натрия. В присутствии ионов свинца образуется синее пятно или кольцо. При добавлении 1 капли буферного раствора синий цвет превращается в красный. Реакция очень чувствительная: обнаруживаемый минимум 0,1 мкг. Таким образом, важнейшее значение в современных условиях придается изучению экологического состояния водных ресурсов, связанного с антропогенным загрязнением.

Одним из эффективных методов исследования качества воды является биоиндикации – определение по наличию организмов – биоиндикаторов.

Методы биоиндикации применимы только к водоемам, имеющим биоту, каковым является озеро Ик.

Выявленные теоретические основы легли в основу исследований экологического состояния озера Ик. [9,11]

Рассмотрев несколько источников, раскрывающих понятие мониторинг, было выяснено что, все понятия о мониторинге взаимосвязаны.

Выявлен оригинальный подход авторами в том, что реализация экологического воспитания должна происходить через систему школьного мониторинга т.к. мониторинг – это наблюдение, оценка, прогноз изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия. То мы можем с уверенностью сказать, что для современной школы наибольшее значение имеет школьный мониторинг, который осуществляется такими методами как: физические, химические, биологические, авиационные и космические.

Для составления характеристики Крутинских озер целесообразно использовать методы мониторинга водных объектов по методикам Ашихминой Т. Я., Близняк Е.В.

Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по изучению экологического состояния озера Ик - Крутинского района

2.1 Краткая характеристика озера Ик

Общая площадь поверхности этих трех озер превышает 300 км.2, а водосборная площадь их составляет 400км.2

Озеро Ик расположено в междуречье Ишима и Иртыша у рабочего поселка Крутинка, в 62 км севернее железно дорожной станции Называевской и в 48 км западнее Тюкалинска. Площадь водосбора – 1190 км2, площадь зеркало – 71,4 км2 озеро имеет округлую форму, слегка растянутое – запада на севера – восток.

Длинна озера 11,8 км., ширина – 9,1 км, средняя глубина – 3,7 м., наибольшая – 4,7 м., озерная котловина немного вытянутая с севера – восточного направления (приурочено к общему межгривному понижению). Склоны котловины выпуклые, круглые, местами обрывистые. Высота их 4-5 м. и только у деревни Китерьма до 6 м. Берега озера обрывистые, обнаженные.

Вследствие преобладания юга – западных ветров восточнее и севера – восточные берега подвергаются постоянному подмыву. Озерная ванна блюдцеобразная форма имеет ясно выраженную прибрежную мелководную и глубоководную часть. Прозрачность воды 0,75м. цветение воды незначительную и наблюдается только во второй половине июля. Берега хорошо дренируются, поэтому заросли камыша незначительны, большая часть их приурочена к юго-восточной окраине озера. [8]

Особенность питания сказывается на уровне водности озер. Подъем уровня воды озер начинается во время весеннего снеготаяния. Максимум наблюдается в апреле – июне, затем уровень понижается, достигая минимума к концу лета.

В сухие годы озера сокращают поверхность зеркала воды и сильно понижают свой уровень – «мелеют» или «усыхают», по выражению местных жителей.

По степени минерализации воды озера области делятся на пресные и соленые. В северной и центральной частях области преобладают пресные озера, в южной части – соленые, причем местами здесь соленые озера чередуются с пресными водоемами. По химическому составу воды соленые озера довольно разнообразны.

Пресные озера имеют большое народнохозяйственное значение. Пресные озера используют как источник водоснабжения для питьевых и промышленных целей (водопой скота, полив земель сельскохозяйственного пользования и др.)

В пресных озерах области встречаются около 20 различных видов рыб, из которых промысловое значение имеют щука, налим, язь, карась, окунь и другие. Эти озера широко могут использоваться для рыболовства и акклиматизации новых ценных видов рыб. Опыт зарыбления пресных озер мальками, личинками пеляди, белого амура, толстолобика, карпа дал достаточно хороший эффект по размножению этих рыб. Выяснилось, что выращивание ценных быстрорастущих видов рыб в условиях озер нашей области возможно только при аэрации воды в период ледостава.

Рыболовство в основном базируется на Крутинских озерах.

В настоящее время наиболее продуктивным является озеро Ик. Сравнительно небольшой рыбозавод действует в Крутинке. Наибольшее промысловое значение имеют такие виды рыб, как карась, окунь, пелядь, язь, карп, щука, толстолобик, лещ. В озере иногда случаются заморы рыбы. Происходит это в конце зимы из-за нехватки кислорода. Самый крупный замор был в 1991 году, тогда было выброшено на берег около 120 тонн рыбы.

Животное население озера представлено так же прудовиками обыкновенными, катушкой килевой, жуками – плавунцами, личинками стрекоз, которые является индикаторами чистой воды и умеренно загрязненной воды, что свидетельствуют о чистоте воды в озере, но есть предпосылки, вызывающие тревожность дальнейшего загрязнения водоема. Из млекопитающих наиболее распространена ондатра. Из птиц – дикие утки, серый гусь, кулик.

2.2 Описание проведенных исследований

Основное правило: встал по утру, умылся, привел себя в порядок – и сразу же приведи в порядок свою планету.

Антуан де Сант – Экзюпери.

Теоретические исследования экологического состояния озер были проведены по материалам газеты Крутинского района «Сельская трибуна»

Основная форма антропогенных воздействий на озеро - сток. Неочищенных вод прибрежной территории рабочего поселка Крутинка, выпас крупного рогатого скота в районе села Китерьма, захламление бытовыми отходами, жителями населенных пунктов, расположенными у озера Ик.

Основной сток происходит весной, во время таянья снега. Коммунальные. Стоки дренажных вод попадают в озеро и через речку Крутиха.

На берегах в черте поселка попадается мусор: в основном – пластиковые бутылки, разбитое стекло. Много мусора оставленного рыбаками, после зимы.

В помойке жить не запретишь!

День ото дня растет мусорная гора в районе, что напротив впадения реки Крутиха в озеро Ик. Уже не первый год жители окрестных домов валят здесь мусор, бытовые отходы. В результате такой «жизнедеятельности» зловонные запахи, дикие псы, крысы, мухи и тому подобное создает особенный «колорит» в округе, эта клоака занимает почти 20 м., 2 т. продолжает разрастаться. О загрязнении также свидетельствует и изменение некоторых органических показателей – прозрачности цвета воды. По сравнению с прошлыми годами изменился цвет и прозрачность воды. Увеличился водорослей в озере, происходит незначительное зарастание прибрежной части озера камышом в районе трассы Крутинка – Китерьма.

Много загрязнителей дают различные отрасли промышленности, такие как хлебопекарни частных предпринимателей, рыбная, маслосыродельная т.к. происходит несанкционированный вывоз и выброс органических веществ в озеро Ик и прилегающей к озеру реки Крутиха.

В таких случаях необходимо прибегать к крайним мерам: приостанавливать (производство) или закрывать их, выводить в безопасные для населения в безопасные для населения территории

Экологический вред устраняется путем восстановления природных свойств, но для этого необходимо длительное время и прекращение вредного воздействия. Если вредное воздействие не уменьшается, природа не успевает само восстановиться и постепенно деградирует.

Для того чтобы устранить экологический вред на озере Ик необходимо выполнить ряд мер такие как: отведение стоянки для машин, установка дорожных знаков, запрещающие стоянку автотранспорта на прибрежных участках внутрипоселковых дорог, установление контейнеров для мусора. Так же нужно переговорить со всеми жителями прилегающих улиц к озеру Ик, о том, что будет выдаваться штраф за вывоз мусора в озеро и на берег озера Ик. Каждый день должен проходить рейд осмотра береговой линии озера Ик (следить за санитарным состоянием озера).

На основании изученных источников была составлена краткая характеристика озер и выявлена их экологическое состояние. Для более полного изучения данного вопроса необходимо провести полевые исследования:

- промеры глубин озера.

- исследовать качество воды.

- провести биоиндикационные качества воды по животному населению.

- изучить растительный мир озера.

- составить гербарий типичных представителей флоры.

Заключение

человек всегда использовал окружающую среду как источник ресурсов, однако до последнего времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в ХХ веке изменения природы под влиянием хозяйственной деятельности человечества обратили на себя внимание ученых. Мониторинг за окружающей средой становится нормой жизни. Велика роль, в становлении этого процесса принадлежит школе через привлечение детей к простейшим навыкам наблюдений, исследованиям и практической деятельности по формированию нового отношения и природе, изучение ближайшего окружения (на примере родной реки, озера, рощи – всего того, что называют «малой» Родиной).

Способствует формированию экологической культуры, Крутинские озера является жемчужиной Омской области. Изучение их методами школьного мониторинга поможет не только созданию более полной их характеристики, но и привлечь подрастающее поколение и поисковой и исследовательской деятельности, глубже узнать и полюбить свой край, осознать свою меру ответственности за состоянием окружающей среды. Осознание этой ответственности – одна из составляющих качеств экологически культурного человека.

Список литературы:

1. Андреев М.А. Полевая практика по общему земледелию для студентов

I – II курсов географического факультета педагогических институтов. – М.: Просвещение, 1991-112с.

2. Атлас Омской области. / под. ред. Зинченко А.Г., Кожухаря А.А. – Омск, 2001г.

3. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. М., Агар, 2000г.

4. Близняк Е.В. Водные исследования. – М., 1992г.

5. Богословский Б.Б. Основы гидрологии суши. – Минск, 1974г.

6. Газета Крутинского района Омской области «Сельская трибуна» - июнь 2006г.

7. Газета Крутинского района Омской области «Сельская трибуна» - апрель 2007г.

8. География Омской области. / под. ред. Зинченко А.Г., Кожухаря А.А. – Омск, 2001г.

9. Кожухарь А.А. использование природных ресурсов Омской области – г. Омск «Омская правда» - 1976г. - 187с.

10. Орлова В.В. Гидрометрия. – Л, 1974г.

11. Полевая практика по географическим дисциплинам. – М., 1980г.

12. Тессман Н.Ф. Учебно – полевая практика по основам общего землеведения. – М., 1975г.

13. Трушина Т. П. Экологические основы природопользования средне профессиональное образование. Изд. 2-е. Ростов н/Д: «Феникс», 2003 -384с.

14. Чащин В.П. Природопользование и охрана природы на территории Омской области Омск., 1999г.

15. Чащин В.П. «Природопользование» 2-е изд. 1997г. – 203с.

16. Экологические основы природопользования: Учебное пособие / под ред. проф. Э.П. Арустамова. -2-е изд. – М.: Издательский Дом «Дашков и Ко», 2002г. – 236с.

17. Экологическая оценка природных ресурсов Омской области и их использование – г. Омск 79 с.

18. Экологическое состояние территории России / под ред. Ушакова С.А., Каца Я.Г. – М., Академия, 2001г.

Курсовая работа: Методы мониторинга озер

Похожие работы: