Исследовательская работа «Экологические проблемы Черного моря у г. Судака и поселка Песчаное»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДСКОГО ОКРУГА БАЛАШИХА «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 30» 143909, Московская область, г.Балашиха, мкр. Авиаторов, ул.Летная, д.7 тел.: [phone], e-mail: [e-mail]   ИНН 5001096382 КПП 500101001 ОГРН 1135001006238

Исследовательская работа

«Экологические проблемы Черного моря у г. Судака и поселка Песчаное»

                                                      Автор Деревянная Ирина,         

                                          ученица 9-в класса

                                   Руководители:

    Аксёнова В.П. – учитель географии

                                                             Фомина Е. Л. - учитель химии             

г. Балашиха, 2015г.

СОДЕРЖАНИЕ.

    Введение                                                                                         3 стр.

1.  Основные экологические проблемы Чёрного моря.                 4 стр.

1.1. Факторы, влияющие на экологию Чёрного моря.                    4 стр.

1.2.  Законодательная база по защите Чёрного моря.                     6 стр.

1.3. Санитарно-эпидемиологические требования к охране           7 стр.

прибрежных вод морей от загрязнения в местах

водопользования населения.

2. Практические опыты по определению состава прибрежных    8 стр.

вод Черного моря в районе г.Судака и поселка Песчаное.

Заключение                                                                                       12 стр.

Список литературы.                                                                         13 стр.

Приложения                                                                                      14 стр.

  Введение

     Наша страна богата природными источниками и водными ресурсами.  Каждое лето миллионы людей из разных регионов и стран приезжают  отдыхать  на курорты Чёрного моря.  А я  на всё лето уезжаю  к бабушке в Крым,  в поселок  Песчаное, расположенный  на  живописном берегу Черного моря.  Мы имеем право наслаждаться природной красотой моря, не подвергая риску свое здоровье из-за его загрязнения. Но к концу XX столетия экологическое состояние Черного моря учеными и специалистами было определено как кризисное. Естественно, это вызвало обеспокоенность мирового сообщества и, особенно, проживающих на его берегах народов.

     Целью моей работы является изучение химического состава и свойств воды Чёрного моря в районе г.Судака и поселка Песчаное.
     Исходя из этой цели я поставил перед собой следующие задачи:
1. На основании качественного и количественного анализа определить 
физические показатели качества воды из разных  источников в условиях школьной лаборатории;

2. Провести сравнительный анализ полученных результатов;
3. Расширить и углубить знания о качестве воды, оказывающей влияние на 
здоровье населения

  Актуальность выбранной мною темы в том, что вода является источником всего живого на Земле. Этой исследовательской работой я хотела расширить свои знания о составе и свойствах воды, в которой мы  купаемся каждое лето.
 Методы исследования:
- забор пробы из Чёрного моря;
- практические и лабораторные работы по определению физических 
показателей, качественных и количественных анализов воды.

1. Основные экологические проблемы Чёрного моря.

1.1. Факторы, влияющие на экологию Чёрного моря.

К основным экологическим проблемам Черного моря относятся:

·  эвтрофикация («цветение воды») из-за попадания в прибрежные акватории остатков химических удобрений и недостаточно очищенных сточных вод;

·  загрязнение воды нефтепродуктами и другими токсическими веществами;

·  биологическое загрязнение чужеродными видами (рапан, гребневик);

·  уменьшение биологического разнообразия, выраженное в снижении численности или полном исчезновении черноморских видов флоры и фауны;

·  сокращение площади природных ландшафтов, лесных и особо охраняемых территорий в прибрежных зонах;

·  накопление твердых бытовых отходов.

Рассмотрим вышеприведенные факторы подробнее.

  эвтрофикация

Наибольший урон морским сообществам наносят соединения азота и фосфора, поступающие с бытовыми и промышленными стоками, а также ливневыми водами, которые смывают с полей удобрения, пестициды, с пастбищ и животноводческих ферм — экскременты животных. Большая часть таких веществ поступает из рек. В последнее время возросли объемы поступающего фосфора, так как его соединения содержатся в моющих средствах.

Азот и фосфор называют еще биогенами, так как они являются питательными веществами для растений. Перенасыщенность воды этими элементами вызывает процесс, названный эвтрофикацией (в буквальном переводе «перекармливание»). В такой воде начинают интенсивно размножаться водоросли, как одноклеточные, так и многоклеточные. Это приводит к тому, что растения используют практически весь растворимый в воде кислород для собственного дыхания и не успевают покрыть дефицит за счет фотосинтеза. Животные, оставшись без кислорода, просто задыхаются. Таким образом, эвтрофикация водоемов приводит не только к ухудшению рекреационных качеств акватории, но и приводит к деградации природных сообществ.

Научные исследования, проводимые в рамках Черноморской экологической программы, выявили, что из всех отраслей экономики на территории европейских стран наибольший удар по экосистеме Черного моря наносит свиноводство, поскольку свиные экскременты плохо утилизируются и долго перерабатываются естественным путем.

На представленной спутниковой фотографии хорошо видно, что Черное море буквально «цветет» по сравнению со Средиземным.

 Загрязнение нефтепродуктами и другими токсичными веществами.

Согласно отчетам Международной ассоциации владельцев танкеров в начале XXI века Черное море занимало первое место по уровню загрязнения нефтепродуктами. Если в открытой части Черного моря уровень загрязнения нефтепродуктами сравнительно невелик, то в прибрежных акваториях, особенно вблизи портов, он часто превышает предельно допустимые нормы. Нефть поступает в окружающую среду в результате плановых или аварийных сбросов с судов, а также из наземных источников.

Аварийные разливы сравнительно невелики. В среднем они составляют 110 тонн в год. Однако возрастающие объемы транспортировки нефти и нефтепродуктов, строительство новых нефтяных терминалов увеличивают угрозу крупных аварий. В случае же такой аварии чувствительная экосистема моря может долгие десятилетия не прийти в норму.

Загрязнение Черного моря тяжелыми металлами пока несущественно. Однако вблизи берегов встречаются локальные аномалии. Например, в районах виноградарства при обработке плантаций препаратами меди с дождевыми водами может поступать избыток токсичных ионов меди. С промышленных предприятий с речными стоками попадают в море кадмий, хром и особенно свинец, источником которого являются выхлопные газы автомобильного транспорта.

Биологическое загрязнение чужеродными видами

Наиболее значительным для биоты Черного моря стало вселение в1947 году моллюска рапана  из Японского моря, и в 1982 году гребневика мнемиопсиса из  Атлантического океан . Эти два вида попали в Черное море с балластными водами танкеров, которые выливаются в море, когда судно приходит в порт назначения. Вместе с ними в море попадают и чужестранцы, как правило — это личинки. Не имея в Черном море естественных врагов, рапан стал молниеносно размножаться. Уничтожив практически полностью популяцию устриц, и мидий у российских берегов. Съев корма, предназначенные для черноморских обитателей, гребневик подорвал естественную кормовую базу биоты, а это привело к резкому падению численности рыб и других обитателей.

Кроме этих видов, следует отметить и других случайных вселенцев Черного моря: гидромедузу блакфордию, бурую водоросль десмарестию, песчаную ракушку мию, моллюска скафарку, голландского и голубого крабов и др.

Уменьшение биологического разнообразия

В уменьшении биологического разнообразия черноморских видов флоры и фауны можно выделить несколько причин. Это биологическое загрязнение чужеродными видами, и деятельность человека по бесконтрольному вылову рыбы, и деградация прибрежных донных сообществ.

Донные сообщества являются наиболее важными для экосистемы моря. Они являются биологическими очистителями воды. Именно здесь, в зарослях прикрепленных ко дну водорослей сосредоточено основное разнообразие жизни, или биоразнообразие. Здесь происходит размножение и нагул молоди почти всех видов черноморской фауны.

Разрушение донных сообществ происходит по ряду причин. Главные из них: донное траление и наибольшая загрязненность прибрежных акваторий. Уменьшение рыбных запасов заставляет рыбаков опускать тралы на дно, хотя такой способ лова запрещен. После прохода одного трала на дне остается полоса шириной около 30 метров и длиной несколько километров, с которой снято все живое. Прекратить эту губительную практику может только установка на дне железобетонных ежей. Однако эта установка также не лучшим способом скажется на донных сообществах, хотя и в значительно меньшей степени, чем варварские способы лова.

Накопление твердых бытовых отходов

Водолазные исследования показывают, что дно прибрежных акваторий буквально завалено бытовым мусором. Это бутылки, банки, пластиковые отходы, обрывки рыболовных сетей и многое другое. То же мусор присутствует повсеместно и на берегу. Твердые бытовые отходы (ТБО) в последние годы становятся настоящим бичом побережья. Можно выделить следующие основные источники твердых бытовых отходов:

·  Их сбрасывают в море с судов;

·  Часто свалки ТБО делают по берегам рек, во время паводком отходы смываются и попадают в море;

·  В курортный сезон на берегах моря накапливается большой объем ТБО, так как коммунальные службы не справляются с уборкой и, к тому же, не развита в должной мере система переработки ТБО.

В морской воде бытовой мусор может разлагаться годами, десятилетиями, а пластиковые отходы — столетиями. При этом в воду попадают токсические продукты распада. Плавающий пластиковый мусор морскими животными может ошибочно восприниматься как пища и заглатываться, что зачастую приводит к смерти животного.

1.2. Законодательная база, принятая странами черноморского бассейна для защиты экологии Черного моря

  Основным международным документом, регулирующим вопросы охраны Чёрного моря, является Конвенция о защите Чёрного моря от загрязнения, подписанная шестью черноморскими странами — Болгарией, Грузией, Россией, Румынией, Турцией и Украиной в 1992 в Бухаресте (Бухарестская конвенция). Также в июне 1994 года представителями Австрии, Болгарии, Хорватии, Чешской Республики, Германии, Венгрии, Молдавии, Румынии, Словакии, Словении, Украины и Европейского союза в Софии была подписана Конвенция о сотрудничестве по защите и устойчивому развитию реки Дунай. Как результат указанных соглашений, были созданы Черноморская комиссия (Стамбул), и Международная комиссия по охране реки Дунай (Вена). Данные органы выполняют функцию координации природоохранных программ, осуществляемых в рамках конвенций. Ежегодно 31 октября во всех странах Черноморского региона отмечается Международный день Чёрного моря.

1.3. "Санитарно-эпидемиологические требования к охране прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения". Требования к составу и свойствам прибрежных вод морей.

Состав и свойства морской воды в охраняемом районе должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1 (Приложение №1) (по санитарно-химическим, физико-химическим и радиологическим показателям) и таблице 2 (по санитарно-микробиологическим и паразитологическим показателям) настоящих санитарных правил, которыми установлены гигиенические нормативы для двух категорий морского водопользования.

3.1.1. К первой категории морского водопользования относится использование прибрежных вод морей или их участков в качестве источника хозяйственно-питьевого водопользования и мест водозабора для плавательных бассейнов, водолечебниц.

3.1.2. Ко второй категории морского водопользования относится использование прибрежных вод морей или их участков для рекреационного водопользования (купание, занятие водными видами спорта). Требования к качеству воды, установленные для второй категории водопользования, распространяются также на все участки прибрежных вод морей, находящихся в черте населенных мест.

3.2. При обнаружении в морской воде охраняемого района возбудителей инфекционных заболеваний и/или превышении допустимого содержания одного или более из обязательных микробиологических показателей в 5 и более раз, водопользование в качестве источника хозяйственно-питьевого водопользования и мест водозабора для плавательных бассейнов, водолечебниц, а также для рекреационного водопользования (купание, занятие водными видами спорта) в данном участке моря не допускается.

2. Практические опыты по определению химического состава прибрежных вод Черного моря в районе г.Судака и поселка Песчаное.

Формирование химического состава природных вод определяют в основном две группы факторов:

· Прямые факторы, непосредственно воздействующие на воду: состав горных пород, живые организмы, хозяйственная деятельность человека;

· Косвенные факторы, определяющие условия, в которых протекает взаимодействие веществ с водой: климат, рельеф, гидрологический режим, растительность, гидрогеологические и гидродинамические условия.

Для определения химического состава воды мы провели ряд опытов и представили их в таблице

Опыт                       Образец воды	PH	Прозрачность	Интенсивность запахов	SO4	Cl
1.Дистиллированная вода	5,5	10см	Запах отсутствует	Следов не обнаружено	Контрольный образец не содержит ионов хлора, вода прозрачная
2.Судак(буйок)	5,5	6см	Легкий запах йода(моря)	Легкое помутнение показывает наличие сульфат ионов	В контрольном образце присутствуют ионы хлора в довольно большом кол-ве
3.Судак (берег)	5,5	5,3 см	Запах сероводород	Легкое помутнение показывает наличие сульфат ионов	Интенсивность выпадения осадка ниже чем в образце №2
4.Песчаное(буйок)	5,5	5,3 см	Запах йода(моря) более интенсивный	Легкое помутнение показывает наличие сульфат ионов	Как видим интенсивность выпадения осада большая

Опыт №1: Опыт на PH (Концентрация ионов водорода).

Для определения PH раствора, берем исследуемый образец и универсальную индикаторную бумагу. Опускаем листок бумаги в каждый. Образец, сравниваем результат с эталоном.

Вывод:

Водородный показатель (pH) природной воды показывает количественное содержание в ней угольной кислоты и ее ионов.

Величина pH имеет решающее значение при протекании многочисленных химических и биологических процессов в воде. Именно от величины pH зависит очень многое.

В зависимости от уровня рН воды можно условно разделить на несколько групп:

•        сильнокислые воды < 3

•        кислые воды 3 - 5

•        слабокислые воды 5 - 6.5

•        нейтральные воды 6.5 - 7.5

•        слабощелочные воды 7.5 - 8.5

•        щелочные воды 8.5 - 9.5

•        сильнощелочные воды > 9.5

Опыт №2: Прозрачность воды.

Наливаем воду в стеклянный цилиндр высотой 30 см и диаметром 2,5 см. Устанавливаем лист на печатный текст, после доливаем воду следя за тем, что бы текст можно было хорошо читать. Измеряем высоту воды в цилиндре, линейкой.

Дистиллированная вода(Образец №1)	Судак (буйок) (Образец №2)	Судак (берег) (Образец №3)	Песчаное (буйок) (Образец №4)
10 см	6 см	5,3см	5,3 см

Вывод:

Лучшая прозрачность у образца№1.У Образца №2 прозрачность хуже, но для морской воды, я считаю, что очень даже не плохая. У Образца №3 и №4 прозрачность одинаковая, но если сравнить все образцы, то самая худшая прозрачность в Образце №4, т.к. там вода взята у буйка, а в образце №3 у берега, из этого следует, что если бы мы брали воду с берега она бы была еще менее прозрачной. Это можно объяснить тем, что дно моря песчаное и когда в море заходят люди, то поднимается муть.

Опыт №3: Интенсивность запахов.

Для определения запаха, поднесем каждый из образцов к носу и понюхаем.

Дистиллированная вода	Судак(буйок)	Судак(берег)	Песчаное(буйок)
Запах отсутствует	Легкий запах йода(моря)	Запах сероводорода	Запах моря более интенсивный

Вывод:

У дистиллированной воды запаха нет. В образце №2 и №4 запах йода(моря). А вот в образце №3 запах сероводорода. В анаэробных условиях в воде может накапливаться сероводород — например, в Черном море на глубине более 200 метров. Но тут у нас запах на берегу, объясняется тем, что в близи море люди пользуются сероводородной водой.

Опыт №4: На хлорид ионы.

Дистиллированная вода №1	Судак(буйок) №2	Судак(берег) №3	Песчаное(буйок) №4
Контрольный образец не содержит ионов хлора, вода прозрачная	Контрольный образец содержит ионы хлора, они присутствуют довольно в больших количествах	Интенсивность выпадения осадка ниже, чем в образце №2	Как видим интенсивность выпадения осадков большая

Вывод:

Хлор относится к важнейшим биогенным элементам и входит в состав всех живых организмов в виде соединений.

У животных и человека, ионы хлора участвуют в поддержании осмотического равновесия, хлорид-ион имеет оптимальный радиус для проникновения через мембрану клеток. Именно этим объясняется его совместное участие с ионами натрия и калия в создании постоянного осмотического давления и регуляции водно-солевого обмена. Ион хлора присутствует почти во всех природных водоемах, причем его содержание меняется в очень широких пределах. Сульфат - ион также распространен повсеместно. Присутствие хлоридов объясняется присутствием в породах наиболее распространенной на Земле соли – хлорида натрия. Повышенное содержание хлоридов объясняется загрязнением водоема сточными водами.

Опыт №5: На сульфат ион.

Дистиллированная вода	Судак (буйок)	Судак(берег)	Песчаное (буйок)
Следов не обнаружено	Легкое помутнение показывает наличие сульфат ионов	Легкое помутнение показывает наличие сульфат ионов	Легкое помутнение показывает наличие сульфат ионов

В образцах 2,3,4 содержится примерно одинаковое количество сульфата ионов.

Вывод:

Повышенные содержания сульфатов ухудшают органолептические свойства воды и оказывают физиологическое воздействие на организм человека – они обладают слабительными свойствами.

Заключение.

  Мы остались  довольны результатами своих исследований, потому что в ходе исследования было установлено, что  вода из прибрежных вод Черного моря в районе г.Судака и поселка Песчаное оказалась не такой уж загрязненной и в ней можно купаться без вреда для здоровья.

Что могу сделать я для защиты Чёрного моря?

1.  Каждый раз, после посещения пляжа и берега моря, я буду забирать с собой весь мусор и, по крайней мере, небольшую часть мусора, который не принадлежит мне.

2.  Стараться беречь воду, чтобы не перегружать очистные системы.

3.  Не выливать на землю и в канализацию масло, краски или химикалии, а утилизировать их безопасным для окружающей среды способом.

4.  Высаживать деревья, кустарники и цветы вокруг своего дома и в общественных местах.

5.  Ограничить использование полиэтиленовых пакетов и выбирать изделия с безопасной в экологическом отношении упаковкой.

6.  Соблюдать правила утилизации твёрдых бытовых отходов.

7.  Требовать от руководства населённых пунктов по месту проживания уделять первоочередное внимание экологическим проблемам.

8.  Требовать от государственных муниципальных органов, ответственных за экологию, добросовестного выполнения своих обязанностей.

9.  Интересоваться ведущимся на берегу моря и рядом с местом проживания строительством с целью контроля над воздействием на состояние окружающей среды.

Только при активной позиции жителей побережья можно предотвратить разрастание экологических проблем и спасти Чёрное море. Защита окружающей среды – долг каждого гражданина.

Рекомендации.

Мы будем продолжать мониторинговые исследования качества воды из разных  источников;

провести сравнительный анализ полученных результатов;

исследовать пробы воды по методикам количественного анализа;

продолжать исследование в условиях школьной лаборатории.

6.  Список литературы:

1. Вершинин А. О «Жизнь Чёрного моря» - Москва, «МАК-ЦЕНТР. Издательство», 2003.

2. Панькова С. А., Логвиненко И. А., Паньков С. Л. «Путеводитель по подводному миру Чёрного моря» - Краснодар, 2000.

3. Ми Лоренс Д. Как спасти Чёрное море: ваше руководство к стратегическому плану действий для Чёрного моря – Стамбул, 1999.

Список сайтов:

1.  http://www. oneblacksea. org

2.  http://www. rus-green. ru

3.  http://www. ecoindustry. ru

4.  http://www. mnr. gov. ru

Приложение №1

Рис.1. Водные ресурсы Черного моря.

Приложение №2

Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 27 февраля 2010 г. № 15 "Об утверждении СанПиН 2.1.5.2582-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к охране прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения"

Требования к составу и свойствам морской воды в контрольных пунктах и местах водопользования населения по санитарно-химическим, физико-химическим и радиологическим показателям

№	Показатели	Категории морского водопользования
		Первая категория: для хозяйственно-питьевого водоснабжения, мест водозабора для плавательных бассейнов, водолечебниц	Вторая категория: для рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест
1	2	3	4
1	Прозрачность*	Не менее 30 см по шрифту Снеллена	Не менее 30 см по шрифту Снеллена
2	Плавающие примеси	Отсутствие необычных для морской воды плавающих веществ на поверхности и в верхнем слое воды (в т.ч. пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление других примесей)
3	Окраска*	Не должна обнаруживаться в столбике морской воды
		10 см	10 см
4	Запахи	Вода не должна приобретать необычные для морской воды запахи интенсивностью более 2 баллов
5	Температура	Летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3 °С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет
6	Водородный показатель (рН)	6,5 - 8,5 (отклонения от фона не более ±1)
7	Растворенный кислород	Не должен быть менее 4 мг/дм3 в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня
8	Биохимическое потребление кислорода (БПК5)	Не должно превышать при температуре 20 °С
		2 мг О2/дм3	4 мг О2/дм3
9	Химическое потребление кислорода (ХПК)	Не должно превышать:
		15 мг О2/дм3	30 мг О2/дм3
10	Хлор остаточный суммарный	Отсутствие
11	Химические вещества	Не должны превышать ПДК или ОДУ для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (кроме веществ природного происхождения, содержащихся в морской воде в количествах, превышающих нормативы)
12	Вещества природного происхождения, содержащиеся в морской воде в количествах, превышающих нормативы	Увеличение или уменьшение фоновых концентраций не более чем на 0,5 ПДК
13	Суммарная удельная активность радионуклидов при совместном присутствии	В соответствии с требованиями СанПиН 2.6.1.2523-09 "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)" (Зарегистрированы Минюстом России 14.08.2009, регистрационный номер 14534)

Примечание:

* при оценке необходимо учитывать влияние местных гидрологических условий и природно-климатических факторов, которые могут обуславливать снижение прозрачности и окраску.

Таблица 2

Требования к составу морской воды по санитарно-микробиологическим и паразитологическим показателям в контрольных створах и местах водопользования населения

№ п/п	Показатели	Единицы измерения	Категории морского водопользования
			Для хозяйственно-питьевого водопользования	В местах водозабора для плавательных бассейнов и водолечебниц	Купание	Занятия водным спортом, и в черте населенных мест
1.	Общие колиформные бактерии*	КОЕ/100 мл	< 100	< 10	< 500	< 1000
2.	E.coli*	КОЕ/100 мл	< 10	< 10	< 10	< 100
3.	Колифаги*	КОЕ/100 мл	< 10	< 10	< 10	< 10
4.	Энтерококки*	КОЕ/100 мл	< 10	< 10	< 10	< 10
5.	Стафилококки*	КОЕ/100 мл	-	0	0	10
6.	Возбудители инфекционных заболеваний:**
	Сальмонеллы	КОЕ/100 мл	Не должны содержаться в 1 л воды
	Шигеллы	КОЕ/100 мл	Не должны содержаться в 1 л воды
9.	Вирусы (энтеровирусы, ротавирусы, вирусы гепатита А)**	вир/10 л	Не должны содержаться в 10 л воды
10.	Ps.aeruginosae, Legionella pneumophila, Campilobacter jejuni и др.**	КОЕ/1 л	Не должны содержаться в 10 л воды
11.	Жизнеспособные яйца гельминтов (аскарид, власоглавов, токсокар, фасциол), цисты патогенных кишечных простейших, ооцисты криптоспоридий***	кл/25 л	Не должны содержаться в 25 л воды

Примечания:

* показатели, обязательные для лабораторного, в том числе производственного контроля морской воды;

** дополнительные показатели, определяемые в случае превышения допустимых уровней загрязнения по обязательным микробиологическим показателям (не менее чем в 2-х последовательно отобранных пробах), а также с учетом эпидемической ситуации;

*** показатели, определяемые в периоды начала купального сезона, максимальной антропогенной нагрузки, а также с учетом эпидемической ситуации.

Опыт №1: Опыт на PH (Концентрация ионов водорода).