Исследовательская работа Исследование степени загрязненности водоемов методом флуктуирующей асимметрии морфологических билатеральных органов плотвы обыкновенной

Исследовательская работа

Исследование степени загрязненности водоемов методом флуктуирующей асимметрии морфологических билатеральных органов

Руководитель Бокарева Е.А.

Оглавление

Введение                                                                                      1                                                                                  

Глава 1. Обзор литературы                                                     2                                                                       

Глава 2. Место и методы исследования                                3                             

2.1                Краткая характеристика района исследования      3     

2.2                Описание объектов исследования                              4                          

2.3                Методы исследования                                                  6                                                    

Глава 3. Результаты работы и их обсуждение                    8                       

Выводы по работе                                                                    10 

Заключение                                                                                 11 

Литература                                                                               12

Приложения                                                             

Приложение 1                                                                             13

Приложение 2                                                                             14          

Приложение 3                                                                             15   

Приложение 4                                                                             16   

Приложение 5                                                                             18  

Введение

Вследствие загрязнения и других видов антропогенного воздействия экологическое состояние окружающей среды нестабильно. Это касается, в том числе, и водных систем. Наш поселок находится в очень живописном месте. Вокруг много водоемов, в которых мы купаемся и ловим рыбу. В первую очередь интерес вызывает состояние тех природных объектов, рядом с которыми ты живешь. Целью нашей работы является исследование экологического состояния части водоемов поселка Ломовка, Арзамасского района, Нижегородской области и выявление степени антропогенной нагрузки на них в 2011 году.

Исходя из поставленной цели, мы выполняли следующие  задачи:

1. Познакомиться с имеющимися данными по теме исследования в   литературных  источниках.

2.                  Составить общее описание водоемов и карту, с указанием их местоположения.

3. Исследовать физические свойства воды выбранных водоемов.

4. Изучить методику оценки качества среды по уровню   асимметрии морфологических структур  плотвы обыкновенной.

5. Произвести отлов рыб для исследования.                                              

6. Провести математические расчеты показателя стабильности развития выборок плотвы.

7. Оценить степень антропогенной нагрузки  исследованных водоёмов в 2011 году.

   Актуальность данной работы  заключается в том, что, после изучения состояния водоемов поселка и степени антропогенной нагрузки на них, будет возможно предпринять какие-либо меры, направленные на сохранение и очистку водоемов, прибегнув к помощи поселковой администрации, жителей посёлка и в первую очередь учащихся нашей школы.

                                                                                                            1

Глава 1. Обзор литературы

Тема загрязнения водоемов достаточно хорошо освещена в литературе, часто поднимается в средствах массовой информации. Состояние водоемов нашего района на сегодняшний день по некоторым показателям не соответствует нормативным требованиям. Естественное качество природных вод практически всех водных объектов Нижегородской области подвержено значительной деградации под воздействием антропогенных факторов [1]. Происходит качественное истощение запасов поверхностных вод в результате их загрязнения. Суммарные химические нагрузки превышают потенциал самоочищения водных ресурсов Нижегородской области.

Ряд статей посвящены методике описания экологического состояния водоемов, водных биоценозов, которые широко используются на практике [2]. В последнее время возникла необходимость применения иных методологий для более тонкой оценки состояния здоровья среды, понимая под этим оценку ее благоприятности для живых существ [3]. А именно методика оценки стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур. Самая ранняя работа, посвященная методике оценки здоровья среды методом флуктуирующей асимметрии принадлежит Уэдингтону и издана в 1957г, а первая русская работа по ФА была издана в 1978г. [6].  В 1992-1994 годах проводились исследования Н.Г. Кряжевой и Е.К. Чистяковой по берёзе повислой с помощью морфологического подхода (оценка уровня стабильности развития) в Шумерлинском районе Чувашской Республики, а с 1992 по1996 год В.М. Захаров, Е.Ю. Крысанов, и ряд учёных, используя морфологический подход, выясняли последствия Чернобыльской катастрофы [3].  В последние годы метод ФА нашел широкое применение для оценки территорий с использованием разных биомаркеров.

                                                                                                     2

 Глава 2. Место и методы  исследования

2.1.  Краткая характеристика района исследования

Рис. 1 Карта Арзамасского района

Поселок Ломовка находится на территории Арзамасского района Нижегородской области в 16 км к северу от г.Арзамаса. В поселке имеются: промышленное предприятие ОАО «Арзамасспирт» и фермерское хозяйство. Население составляет около 1600  человек. Поселок расположен по правую сторону железнодорожной ветки Арзамас – Нижний Новгород, с юга и юго-запада окружен лесами. На его территории располагаются одиннадцать водоемов, три из них взяты для исследования .

                                                                                                             3        

2.2  Описание объектов исследования

   Выбор водоемов для исследований определяется тем, что они находится на разных, по степени антропогенной нагрузки, территориях. Время исследования: июль 2011 года.

Рис.2  Водоем Заклубный поселка Ломовка

Водоем с пологими берегами, общей протяженностью 944м. располагается вблизи котельной. Дно илистое, средняя глубина 3,6м. по берегам обнаружены костровища, бытовой мусор (банки, металлолом, пленка) (приложение 2).

Рис. 3 Водоем Директорский поселка Ломовка

Водоем находится в жилой зоне. Жители берут из него воду на полив, купаются. Берега обрывистые, общей протяженностью 923м. Дно глинистое. Средняя глубина 2,9м. По берегам обнаружено одно костровище. Бытового мусора нет (приложение 3).

     Рис. 4  Водоем Армянское поселка Ломовка

Водоем с множеством небольших островков. Берега обрывистые, общей протяженностью 877м., но имеется один пологий участок, на котором осуществляется мойка автотранспорта. Дно илистое, средняя глубина 2,7м. По берегам водоема осуществляется выпас скота. Также было обнаружено четыре кострища, бытовой мусор: пластиковая и стеклянная тара, бумага, металл (приложение 5).

                                                                                                                 5

                2.3. Методы исследования

   При проведении исследований экологического состояния водоемов были использованы следующие  методы: описательный;  гидрохимический; биоиндикационный (флуктуирующая асимметрия билатеральных органов   плотвы Rutilus rutilus).

  В первую очередь исследовались физические свойства воды: цвет, прозрачность диском Секки, запах согласно общепринятой таблице (приложение 6).

       Следующим этапом работы стал гидрохимический анализ. Брали  пробы воды и определяли водородный показатель pH, наличие ионов железа, свободного хлора, нитрат – ионов [4, 5]. 

Заключительным этапом работы стала оценка стабильности развития плотвы по уровню асимметрии морфологических структур. Для адекватной оценки взято по 20-21 особи с каждого биотопа. Выборки состояли из особей сходного возраста, сеголеток, что позволило оценить ситуацию на момент формирования признаков, т.е. в 2011 году.. Для  оценки стабильности были использованы 6 меристических признаков:1 – число лучей в грудных плавниках; 2 - число лучей в брюшных плавниках; 3 -  число лучей в жаберной перепонке; 4 – число жаберных тычинок на первой жаберной дуге; 5 – число чешуй по боковой линии до конца чешуйчатого покрова; 6 - число чешуй боковой линии (прободенных сенсорными канальцами) (Рис.6).

Показатель стабильности развития вычисляли по формуле , где- ЧАПП, - число асимметричных признаков, - число признаков, - число особей [3].

Для подсчетов брали  свежепойманную рыбу. Для оценки экологического состояния водоемов по стабильности развития использовали пятибалльную шкалу и шкалу соответствия этим баллам состояния окружающей среды (таб. 1 и 2)

                                                                                                     6

                                                                                            Таблица 1

Пятибалльная шкала для плотвы

 Таблица 2

Соответствие баллов стабильности развития плотвы состоянию водной экосистемы

Рис.5 Схема морфологических признаков леща (Abramis brama) и плотвы (Rutilus rutilus)* для оценки стабильности развития. * У плотвы не учитывается признак 5 в связи с направленностью асимметрии этого признака.

Глава 3.   Результаты и их обсуждение

Результаты физико-химического анализа воды из водоемов представлены в таблице приложения 5. Анализ таблицы показал следующее.  

1.                      Физические и химические параметры воды в исследованных водоемах остаются относительно постоянными. В водоемах №1 «Заклубный» тест на нитрат - ионы положительный. Во всех водоемах тест на активный хлор положительный.  Количество бытового мусора в летнее время по берегам водоемов велико, несмотря на то, что проводились мероприятия по очистке прудов в поселке.

Результаты изучения стабильности развития выборок плотвы в водоемах представлены в таблице 3 и на рисунке 6.   Показатель стабильности развития в выборах плотвы резко не меняется, но прослеживается тенденция в сторону увеличения. В 3 исследованных водоемах он является показателем относительного благополучия водоема, и только в водоеме «Армянский» показывает среднюю степень отклонения от нормы.

                                                                                                                                         Таблица 3

Показатели стабильности развития плотвы обыкновенной водоемов поселка Ломовка

Рис.6 Сравнение интегральных показателей стабильности развития плотвы.

   Исследования показали, что самая неблагоприятная обстановка на водоеме № 3 «Армянское» как по физическо-химическим, так и по биологическим показателям. Мы предполагаем, что это связано с мытьем автотранспорта на берегу водоема, а также обычным загрязнением бытовым мусором. Более благоприятная картина складывается в водоеме №1 «Заклубный», где физические, химические параметры стабильны, показатели стабильности развития соответствуют 2 баллу. Возможно,  находящаяся вблизи  водоема котельная особого воздействия не оказывает, а загрязнение происходит бытовым мусором, также жители близлежащих домов в летнее время стирают на берегу водоема, сливая ПАВ в воду.

   Самым чистым, в нашем случае взятым за условную норму, является водоем №2 - «Директорский», физические и химические параметры стабильны, показатель стабильности развития соответствует 1 баллу. Этот водоем считается достаточно чистым, так как жители частного сектора следят за чистотой берегов и регулярно самостоятельно чистят водоем.

9

                             Выводы

Наши исследования экологического состояния трех водоемов поселка Ломовка, испытывающих разную степень антропогенного воздействия, показали следующее.

1.    В исследованных водоемах произведена оценка физических и химических параметров воды, которые находятся в границах нормы.

2.    Во всех водоемах обнаружен хлор и относительно небольшая прозрачность воды.

3.    Произведена оценка здоровья среды по уровню асимметрии морфологических структур.

4.    Интегральные показатели стабильности развития выборок плотвы 3-х водоемов находятся в пределах условной нормы или небольших отклонений от неё.

5.    Только один водоем села оказался более сильно загрязненным, и показатель стабильности развития плотвы из него  маркирует среднюю степень загрязнения экосистемы и её относительную нестабильность.

6.    Степень антропогенной нагрузки на водоемы различна, и наиболее сильная на третий водоем «Армянское».

                                                                                                                  10

Заключение

   Проблема загрязнения водоемов сейчас актуальна, и обсуждается на мировом уровне, но все большое начинается с малого. Если люди в первую очередь будут заботиться и охранять то, что находится рядом с ними, тогда проблем загрязнения водных ресурсов в мировом масштабе не будет. Очистив пруд и речку в своем населенном пункте - ты уже внесешь свою лепту в дело охраны окружающей среды, сохранишь красоту и чистоту природы.

   С этого лета при содействии поселковой администрации  мы проводим акцию «Чистые пруды», в ходе которой очищаем водоемы, берега и близлежащие территории. Надеемся, что эта акция станет традиционной. В следующем году планируем   продолжить мониторинг экологического состояния водоёмов с целью дальнейшего изучения   влияния  антропогенного воздействия и оказания посильной помощи по сохранению и очистке  водоёмов родного поселка.

                                                                                                                  11

Литература

1.                 Баринова М. Водоемы. - Биология 2.// Еженедельное приложение к газете первое сентября.- 1994.- №24.- С.-1.

2.                 Большая  энциклопедия природы.- М.: Гриф-фонд, 2000.- С.218-246

3.                 Захаров В.М. Здоровье среды: практика оценки.- М.: Центр экологической политики России, 2000.-320с.

4.                 Кручинина Н.Е., Александрова М.М., Кручинина Е.Ю.Химический анализ качества водных сред в центрах школьного экологического мониторинга. – М., 2003

5.                 Марина А.В., Мохова Е.А. Лабораторный практикум по экспериментальному изучению экологии. – Арзамас: АГПИ, 1995.

6.                  Мокров И.В. Изучение пространственно-временной динамики стабильности развития популяции березы повислой произрастающей в рекреационных зонах крупного промышленного центра и на особо охраняемой территории. // Популяции в пространстве и времени. Сборник материалов докладов 8 Всероссийского популяционного семинара, 11-15 апреля 2005, Нижний Новгород.- Н.Новгород, 2005. – с 245-248.

7.                 Общая характеристика экологической ситуации в регионе, 2007.// www.ппоvpvrav.ru 

8.                 Чернова Н.М., Галушин В.М., Константинов В.М. Основы экологии.- М: Дрофа, 2005.

Приложение 4

Таблица 1

Качественная характеристика запаха воды

Таблица 2

Сила и характер запаха по пятибалльной шкале

Таблица 3

Физические и химические показатели воды в водоемах п.Ломовка Арзамасского района

Приложение 5

         Рабочие таблицы подсчета асимметричных признаков плотвы

Таблица 1

Выборка плотвы из водоема «Заклубный» 

2011 г.

Таблица 2

Выборка плотвы из водоема «Директорский» 

2011 г.

Таблица 3

Выборка плотвы из водоема «Армянское» 

2011 г.