Министерство просвещения и воспитания Ульяновской области

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Ульяновска «Средняя школа №56»

Мониторинг качества воды

в водоёмах города Ульяновска

Работу выполнилиученики 4 «А» класса:

Валеев Айдар,

Ибрагимов Тимур

Махмутова Камилла

Руководитель работы:

учитель начальных классов

Гафиятулина Елена Геннадьевна

                                                                2025 г.

Введение

Проблема исследования, актуальность и мотив выбора темы.

В настоящее время состояние рек, особенно в европейской части страны, в результате повышения уровня воздействия человека на них оценивается как катастрофическое. Значительно сократился сток малых рек. Велико число рек, прекративших существование . В последнее время, многие  реки оказываются на пороге исчезновения.

Вода – самое важное вещество на Земле, но она легко загрязняется. Многие вещества хорошо растворяются в воде, и среди них могут оказаться нежелательные и опасные для живых организмов соединения. Современно общество отрицательно влияет на жизнь водоемов: сброс в реку больших объемов бытовых и промышленных сточных вод, поступление смываемых с полей удобрений активизируют процессы эвтрофикации, вызывают «цветение», дефицит кислорода, резкое ухудшение качества воды, способности реки к самоочищению, губительно влияют на их флору и фауну. В итоге загрязнение ведет к обмелению реки и её уничтожению, а без воды, как известно, жизнь затухает.

Вот почему так важно и актуально решение проблемы чистой воды. Нельзя забывать о том, что мы зависим от окружающей среды и должны заботиться о чистоте и сохранности её богатств.

Гипотеза исследования. В следствии многолетнего воздействия человека водные объекты качество воды в них с каждым годом ухудшается.

Целью исследования стало изучение экологического состояния водоёмов города Ульяновска.

Для достижения цели перед нами встали следующие задачи исследования:

·        изучить литературу по теме;

·        описать водоёмы, которые находятся на территории города;

·        с помощью органолептического и инструментального методов изучить чистоту образцов воды из рек Свияга и Волга, а так же Маришкин родник;

·        составить рекомендации по улучшению экологической обстановки.

Таким образом, мы определили объект исследования – водоёмы города Ульяновска.

Предмет исследования – качество воды в реках Свияга и Волга, Маришкином роднике.

Методы и приёмы исследования: практическая работа, эксперимент, работа с литературными источниками и Интернет-ресурсами, анализ, сравнение, органолептический анализ, фотография.

Для решения задач нами был составлен план проведения исследования:

1. Теоретический этап – изучение теоретического материала по теме, разработка технологии работы.

2. Экспериментальный этап:

·                   забор образцов воды,

·                   проведение анализа образцов.

3. Аналитический этап:

Обсуждение результатов, составление выводов по исследованию,

4. Заключительный этап:

Оформление работы, создание презентации.

Раздел 1. Водоёмы города Ульяновска и их характеристики.

Река  Волга   «Волга-матушка», «Мать всех русских рек».

Она берет свое начало на Волдайской возвышенности на высоте 228 метров из родника в селе Волговерховье Тверской области.   Питание реки происходит за счет снега, грунтовых вод и ливневых потоков. У Волги очень много крупных притоков  , на территории Ульяновской области  это р. Сура , р. Черемшан , р. Свияга и  др. Река Волга делит Ульяновскую область на две неравные части. Бо́льшая часть территории находится на Приволжской возвышенности с выходящими к Волге Ундорскими, Кременскими и Сенгилеевскими горами; поверхность меньшей, Заволжской части, представляет собой относительно пологую равнину. По территории Ульяновской области Волга течет на расстоянии около 150 км, принимая многочисленные притоки.    В Волге обитает около 70 видов рыб. Из них 40 промысловых: вобла, сельдь, лещ, судак, сазан, сом, щука, осетр, стерлядь. Также в Волге водятся раки, моллюски, лягушки, бобры, ондатры, водоплавающие птицы – цапли, утки. Река судоходная, по ней ходят баржи и пассажирские теплоходы. По берегам Волги и в самой реке растет тростник, камыш, кубышка, рогоз.  Человек использует воду в промышленности  и сельском  хозяйстве, при работе атомных станции. Мощные гидроэлектростанции перегородили реку каскадом плотин.   

Река Свияга

Берет начало в Кузоватовском районе Ульяновской области на высоте более 300 м. Исток Свияги поначалу течет в слабо заметном русле, затем его начинают питать многочисленные родники, и ручей становится полноводной рекой длиной 375 км. Река Свияга  имеет 79 притоков. Более крупными среди которых являются: Тимерсянка, Цильна, Карла, Була, Улема, Кубня, Аря, Тоша, Бирля.   По территории Ульяновской области река течет на протяжении 216,4 км. Она является правым притоком Волги, текущим в противоположном направлении. В пределах города Ульяновска их русла сближаются до 2-х километров. Воды Свияги издавна использовались для питья, полива и получения электроэнергии (вода вращала турбины небольших ТЭЦ и жернова мельниц). В настоящее время в черте Ульяновска вода Свияги сильно загрязнена и не пригодна для использования. Исток реки Свияги — памятник природы. В Свияге обитают 12 видов рыб, среди которых: щука, окунь, судак, карась, лещ, густера, плотва, красноперка, уклея, сом, сазан.

Маришкин родник

В Ленинском районе Ульяновска есть маленький, но очень ценный природный объект — Маришкин родник. Этот родник был признан природным памятником Ульяновской области ещё в 1996 году и находится под охраной региона. Его особенность в том, что он является одним из истоков реки Симбирки, давшей своё имя нашему городу. Геологический состав территории вокруг родника поражает: здесь множество меловых отложений, присутствует чёрная глина и суглинки, что делает водоносный слой особенным. Подпитка родника происходит благодаря атмосферным осадкам, проходящим через землю и накапливающимся в природном подземном резервуаре.

Раздел 2. Основные источники загрязнения водоёмов города Ульяновска реки Волга и реки Свияга .

·        Большое  количество неочищенных сточных вод .  

·        При разложении сине-зеленые водоросли выделяют органические вещества, что способствует гибели флоры и фауны и приводит к вторичному загрязнению водоема.

·        Выбросы сточных вод, содержащих примеси, активизирующие рост водорослей.

·        Изменение ландшафта. Из-за замедления течения вод водохранилища медленно превращаются в болота.

·        Усугубляют проблему затонувшие суда, выделяющие горюче-смазочные материалы, ядовитые и опасные вещества.

·        Мутация живых организмов.

·        Строительство каскадных ГЭС.

Причины загрязнения  Маришкиного родника:    

·          Обильные дожди.

·         Водопропускной канал засыпан мусором.

·         Пережатие водоносных слоёв новостройками ниже по течению Симбирки.

·         Отсутствие гидрогеологических изысканий при планировании строительства около родника.

Раздел 3. Исследование экологического состояния воды из рек Свияга и Волга, Маришкин родник.

Для нашего исследования мы отобрали пробы воды из трёх источников – река Свияга, река Волга и Маришкин родник. (фото 1)

Для исследования чистоты наших проб мы выбрали органолептический анализ воды и инструментальное исследование воды приборами pH-метр и TDS-метр.

Вода отбиралась утром. Температура воздуха была - +7С, температура воды тоже +7С. Пробы были доставлены в школу и проанализированы.

Первым методом исследования стал органолептический анализ воды. Это метод оценки качества воды с помощью органов чувств: зрения, обоняния, вкуса, осязания и слуха. Позволяет определить наличие и уровень загрязнения, а также оценить пригодность воды для питья или использования в бытовых целях. (приложение 1)

Данный анализ провести в условиях школы проще всего. Для него нужно всего лишь мерный цилиндр, лабораторный стакан и текст с шрифтом высотой 3,5 мм и шириной линии 0,35 мм.

Первым критерием оценки стала прозрачность воды. Мерный цилиндр мы установили на лист бумаги с текстом. (фото 2)

Мутность мы определяли так же визуально. Направив цилиндр на источник света, мы посмотрели сквозь воду. Если в воде не наблюдалось никаких мелких частиц, мы писали, что она прозрачная. Цвет воды так же определялся визуальным осмотром.

Последними критериями был запах, вкус и осадок. Запах можно было определить совершенно просто, понюхав воду. (фото 3) Чтобы определить наличие осадка, мы оставили воду на сутки отстаиваться. Вкус нами не определялся, так как вода была взята из открытого источника.

Таблица 1

Органолептический анализ проб воды

 Из таблицы следует, что наиболее чистой вода оказалась в Маришкином роднике. Это объясняется тем, что вода фильтруется естественным путём, проходя через различные по составу слои.

Вторым по чистоте оказался образец воды из реки Свияга. А третьей по чистоте оказалась вода из реки Волга. Это объясняется тем, что река Волга более крупная водная артерия, поэтому больше загрязняющих факторов, влияющих на качество воды.

Второй частью исследования стало исследованbе образцов с помощью pH-метра и TDS-метра.

pH-метр — это прибор, который помогает определить уровень кислотности в различных средах. Если pH-метр показывает значение 7, то среда нейтральная, например, как в дистиллированной воде. Если показатель меньше 7, то среда кислая, а если больше 7 — щелочная. В природе нормой считается для воды считается от 6 до 8 pH. (фото 4)

Фото 4. Определение pH воды

Результаты исследования мы отразили в таблице 2.

Таблица 2

Образцы воды из реки Свияги и Маришкиного родника оказались в норме. Образец из реки Волги показал значение чуть больше нормы.

Следующим прибором был TDS-метр. Это портативный прибор, который погружается в воду и показывает концентрацию растворённых твёрдых частиц, в том числе солей и минералов. От 50 до 170 ppm – это норма. Меньше 50 ppm – мягкая вода, а выше 170 ppm – жёсткая вода. (фото 5)

Результаты исследования мы отразили в таблице 3.

Таблица 3.

Из таблицы видно, что вода из рек Свияга и Волга оказалась в пределах нормы (из Свияги ближе к верхней границе). А вот вода из Маришкиного родника оказалась очень жёсткой, так как она проходит много слоёв, в которых содержится большое количество минеральных солей.

              Заключение 

Воздействие человека на реки привело к катастрофической ситуации. Вредные вещества  растворяются в воде,  образуя соединения опасные  для   живых организмов. Загрязнение рек ведет  к обмелению и как  , вследствие,  к  уничтожению реки. Важно решать проблемы чистой воды. Без воды жизнь затухает. Мы изучили  литературу  по данной теме.  Описали  водоемы города Ульяновска.  с помощью органолептического и инструментального методов изучить чистоту образцов воды из рек Свияга и Волга, а так же Маришкин родник. Составили рекомендации  по улучшению  экологической обстановки (Приложение 2).

Список использованной литературы:

1.   http://www.wanders-k.ru/

2.   http://lovchyclub.ru/topic/

3.   http://www.samaragid.ru/nature/river/reka-sviyaga.html

4.   Географический энциклопедический словарь: Понятия и термины. – М., 1988. — 432 с. с илл.

5.   География России: Энциклопедический словарь. — М., 1998.

6. Здоровье населения Ульяновской области и среда обитания: мед.-экол. атлас / С. В. Ермолаева; ИМЭиФК УлГУ. - Ульяновск : УлГУ, 2007.
7. akva.prprel.ru

8.      https://rcycle.net/ekologiya/gidrosfera/zagryaznenie-reki-volgi-prichiny-uhudsheniya-sostoyaniya-vod-i-puti-resheniya-problemy);

9.        cyberleninka.ruul.aif.ru

Приложение 1

Определение органолептических показателей воды

Органолептическими называются те свойства, которые могут быть восприняты органами чувств человека: привкус, запах, окраска, мутность и т. д. Безусловно, несоответствие органолептических свойств нормам – повод для отказа от использования воды в качестве питьевой и для скорейшей ее фильтрации.

Прозрачность. Вода прозрачна в том случае, если она пропускает свет и оставляет видимыми предметы, находящиеся на определенной глубине. Прозрачность может быть снижена из-за содержания в воде механических примесей. Питьевая вода считается прозрачной, если сквозь ее 30-сантиметровый слой можно прочитать определенный стандартами шрифт.

Определение производят в хорошо освещенном помещении на расстоянии 1 м от окна, не на прямом свету. Прозрачность воды выражается в сантиметрах высоты столба с точностью до 0,5 см. Шрифт используется стандартный (ГОСТ 3351-46).

Прозрачность питьевой воды должна быть не менее 30 см, а воды плавательных бассейнов – 20 см.

Мутность. Мутная вода содержит тонкодисперсные взвеси размером больше 100 нм. Это может быть органика  и неорганика. Взвеси могут попадать в воду разными путями. Безусловно, мутность не только портит внешний вид воды, но и негативно влияет на процесс обеззараживания в случае использования ультрафиолета, поскольку взвеси защищают бактерии от излучения.

Мутность может быть определена визуально по степени мутности столба высотой 10-12 см в мутномерной пробирке. В последнем случае пробу описывают качественно следующим образом: прозрачная; слабо опалесцирующая; опалесцирующая; слабо мутная; мутная; очень мутная (ГОСТ).

Цветность. Наличие оттенка у воды зависит от примесей в ее составе, а также от объема и характера растворенных в ней веществ. Артезианская вода не имеет оттенка (в большинстве случаев). А водопроводная вода зачастую имеет рыжевато-бурую окраску, обусловленную повышенным содержанием железа. Иногда можно наблюдать и зеленоватый оттенок в долго стоящей в емкости воде, он сигнализирует о росте микроводорослей, которые размножаются при наличии избытка азотистых соединений.

Высокая цветность воды свидетельствует о ее неблагополучном состоянии. При этом обязательно необходимо точно установить причину высокой цветности воды, поскольку методы ее очистки от органических соединений и, например, соединений железа, различаются. Поэтому при интенсивной окраске питьевой воды необходим ее химический анализ.

Осадок. Когда проба воды долго стоит, образуется осадок. Это свидетельствует о наличии механических примесей. Осадок различается по качеству и цвету и всегда является причиной для использования фильтров механической очистки.

Осадок по количеству может быть незначительный, заметный, большой. По качеству различают осадок кристаллический, хлопьевидный, илистый, песчаный и др., указывают также его цвет: бурый, желтый, черный и т. д. Отмечают изменения при стоянии: выпадение осадка, образование кристаллов на внутренней поверхности бутылки, образование мути, осветление и т. п.

Для определения осадка необходимо дать отстоятся жидкости не менее суток.

Запах. Вода может пахнуть, если в ней идет процесс разложения органических веществ или присутствуют загрязняющие химические элементы. Запах может быть сероводородным, фенольным, смоляным, хлорным, болотным, гнилостным и т.д. Его выявляют при нагревании и оценивают по пятибалльной шкале. Если вода не имеет запаха (хотя он может и присутствовать, просто его не чуют), ее можно считать качественной.

Шкала оценки характера запахов

Оценка интенсивности запаха

Определение запаха при комнатной температуре. Колбу с притертой пробкой вместимостью 200-300 см3 наполняют до 2/3 объема исследуемой водой и сильно встряхивают, затем открывают пробку и вдыхают ее запах.

Вкус и привкус

Вкус воды может быть соленым, горьким, кислым, сладким, а привкус – металлическим, болотным, щелочным и т. д. Наличие ярко выраженного вкуса или привкуса говорит о неблагоприятном состоянии воды, связанном с содержанием в ней загрязнений. Оценивают качество воды по этим показателям при помощи пятибалльной шкалы. Качественной считается та вода, которая не имеет вкуса и привкуса. Это почти всегда вода с показателем 0 или даже 1 балл. А вот 2 балла не являются основанием для негативной оценки, так как большинство потребителей не чувствуют такой приглушенный вкус.

Определение вкуса и привкуса производится в заведомо безопасной воде при температуре 20о С. В сомнительных случаях воду кипятят в течение 5 мин и охлаждают.

Ход определения. Различают четыре основных вкусовых ощущения: соленое, кислое, сладкое, горькое. Все другие вкусовые ощущения называются привкусами (щелочной, металлический, хлорный, вяжущий и т.д.). Исследуемую воду набирают в рот небольшими порциями, не проглатывая, и задерживают 3-5 сек. Отмечают наличие вкуса (соленый, горький, кислый, сладкий) или привкуса (щелочной, железистый, металлический, вяжущий и т.д.) и определяют их интенсивность по 5-ти балльной системе аналогичной для определения запаха (табл.7): 0 баллов - нет привкуса; 1 балл - очень слабый; 2 балла - слабый; 3 балла - заметный; 4 балла - отчетливый; 5 баллов - очень сильный.

Привкус питьевой воды не должен превышать 2 баллов

Все перечисленные органолептические свойства воды, имеющие интенсивное проявление, являются поводом для проведения анализа и установки фильтра воды на скважину.

Приложение 2

Как предотвратить загрязнение рек.  Рекомендации

На индивидуальном уровне:

1.     Правильное обращение с отходами.

2.     Бережное использование химикатов.

3.     Экономия воды.

4.     Поддерживайте компании, которые заботятся об окружающей среде и используют устойчивые методы производства.

5.      Образование: Учитесь больше о проблеме загрязнения рек и способах ее предотвращения.

На общественном уровне:

1.      Активное участие в общественных инициативах.

2.     Обращайтесь к местным властям с просьбами о принятии мер по предотвращению загрязнения рек. 

3.      Просвещение: Организуйте образовательные кампании и мероприятия для повышения осведомленности общественности о проблеме загрязнения рек.

На государственном уровне:

1.     Строгие экологические нормы и правила.

2.     Инвестиции в очистные сооружения.

3.     Мониторинг качества воды.

4.     Международное сотрудничество с другими странами для решения трансграничных проблем загрязнения рек.

5.     Жесткие штрафы за нарушение экологического законодательства.

6.     Строгие нормативы на выбросы, внедрение технологий очистки сточных вод, экологический аудит предприятий.

7.     Применение методов устойчивого земледелия, ограничение использования удобрений и пестицидов, создание буферных зон вдоль рек.