Исследование экологического состояния водоемов Кадомского района

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Рязанский  государственный университет имени  С.А.Есенина» 

Естественно-географический факультет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исследование  экологического состояния водоемов Кадомского района 

Выпускная квалификационная (дипломная) работа 
 
 
 
 

Выполнил: студент 5 курса ОЗО

естественно-географического  факультета

по  специальности биология

Малышев А.А.  
 
 
 
 

Рязань 2007 
 
 

Оглавление.

1. Введение.                                                                                                             3

2. Глава  1. Современное состояние водных  экосистем Рязанской области.

2.1. Раздел 1. Загрязнение водных ресурсов.                                                       7

2.2. Раздел 2. Сокращение видового разнообразия  рыб.                                    16

2.3. Раздел 3. Необходимость контроля качества  воды и состояния водных экосистем.                                                                                                               21

3. Глава  2. Степень изученности рыб как  объектов для мониторинга состояния водоемов.

3.1. Традиционные  и современные методы контроля  качества воды.              22

3.2. Метод  изучения стабильности развития  в биоиндикации состояния водоемов.                                                                                                                         25

3.3. Карп  как объект биоиндикационных  исследований.                                   29

4. Глава  3. Материал и методика.                                                                         31

5. Глава  4. Место обследованных нами водоемов  в структуре поверхностных вод  Рязанской области и Кадомского  района.                                                    33

6. Глава  5. Результаты изученных морфологических  показателей карпа.       41

7. Глава  6. Результаты изучения стабильности  развития карпа.                       56

8. Заключение.                                                                                                        67

9. Выводы.                                                                                                               70

10. Литература.                                                                                                       71 
 
 
 
 
 
 
 

                                                  Введение 

      В последние годы мы часто слышим и  употребляем слово «экология», но вряд ли можно считать, что все понимают под ним одно и то же. О том, какой смысл следует вкладывать в это понятие, спорят даже специалисты. А пока они спорят, неспециалисты уже поняли, что такое экологический минимум: это значит – дышать чистым воздухом, пить чистую воду, есть пищу без нитратов и не светиться в темноте. Экология – наука об окружающей среде (с точки зрения ее взаимодействие с живыми организмами и, прежде всего с людьми). Ее питает не только биология, но и почти все науки о Земле – метеорология, гидрология, океанология, климатология, география, геология с необходимыми для них физико-математическими и химическими методами, а также социология, психология и экономика.

      В последние годы мы начали осознавать единство и конечность биосферы и  всей окружающей среды, ответственность  человечества за свою собственную судьбу, судьбу биосферы, судьбу всей планеты. Пока же в дополнение к возрастающим экологическим проблемам люди продолжают создавать все новые трудности, которые неизбежно придется преодолевать, затрачивая большие усилия и средства. Представляется, что все экологические проблемы можно отнести, прежде всего, к двум связанным друг с другом главным факторам: изменениям климата и загрязнению окружающей среды. Хотя изменения климата, естественные или вызванные деятельностью человека (так называемые антропогенные), происходят сравнительно медленно, они охватывают огромные регионы и потому могут представлять  серьезную проблему для человечества. При значительных изменениях  климата произойдут смещения климатических зон, в результате чего людям  придется или частично перестраивать в этих зонах свою хозяйственную деятельность.                                                                                         Загрязнение окружающей среды также принимает глобальный  характер, так как оно не знает национальных границ. Нарастание загрязнения превращается в опасность для самого существования биосферы, и в том числе всего человечества.

      Вода  – одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является составной частью биосферы, и обладают целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в экосистемах физико-химические и биологические процессы. К таким свойствам относятся теплоемкость, испарение, поверхностное натяжение, диэлектрическая проницаемость и прозрачность. Кроме того, для воды характерны повышенная миграционная способность, имеющая важное значение для ее взаимодействия с определенными природными средами.

      Вышеуказанные свойства воды определяют потенциальную возможность накопления в ней очень высокого количества самых разнообразных  загрязняющих веществ. В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод подземные воды становятся практически единственным источником хозяйственно – питьевого водоснабжения населения. Поэтому их охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют стратегическое значение.

      Наиболее  важным антропогенными процессами загрязнения  воды являются стоки с промышленно – урбанизированных и сельскохозяйственных территорий. Эти процессы загрязняют не только поверхностные воды (бессточные водоемы и внутренние моря, водотоки), но и подземную гидросферу (артезианские бассейны, гидрогеологические массивы), Мировой океан (в особенности акватории и шельфы). На континентах наибольшему воздействию подвергаются верхние водоносные горизонты (грунтовые и напорные), которые используются для хозяйственно – питьевого водоснабжения.

      Аварии  нефтяных танкеров, нефтепроводов могут  быть существенным фактором резкого ухудшения экологической обстановки морских побережьях и акваториях, во внутриконтинентальных водных системах.

      На  территории Российской Федерации проблема загрязнения поверхностных и подземных вод соединениями азота становиться все более актуальной. Эколого-геохимическое картирование центральных областей Европейской России показало, что поверхностные и грунтовые воды этой территории во многих случаях характеризуются высокими концентрациями нитратов и нитритов. Режимные же наблюдения свидетельствуют об увеличении этих концентраций во времени. (Научно-методический журнал «Биология в школе», 2003г. №5.)

      Любое негативное воздействие на окружающую среду: загрязнение воздуха, почв, растительности, выпадение радиоактивных осадков, сброс сточных вод на рельеф и др., в силу замкнутости биотических процессов – неизбежно проявиться в виде изменения качества поверхностных вод и, прежде всего, малых рек.

      В свою очередь, загрязнители благодаря  совершенной гидрологической связи могут вовлекаться в верхние слои водоносных горизонтов и через гидрологические окна – в напорные водоносные комплексы. На малых реках и их водосборе проживает значительная часть населения страны. Неизбежный контакт с загрязненными водами малых рек и хозяйственное использование их, во многих случаях составляет угрозу здоровью людей и вызывает опасение за благополучие последующих поколений. Общество буквально «наэлектризовано» сообщениями о том, что все наши болезни происходят от загрязнения водоемов. Медиками загрязнение подземных вод рассматривается как «бомба замедленного действия».

        В связи с этим, отслеживание  уровня загрязнения водоемов  является настоятельной необходимостью. Однако, при всей очевидности последнего, контролю качества воды не уделяется должного внимания, ввиду громадности речной сети России и трудностей экономического характера.

 

Глава 1. Современное  состояние водных экосистем

Рязанской области. 

Раздел 1. Загрязнение водных ресурсов

      Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ. Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связанные с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья. (Рис. 1.). 

Рис. 1. Схема современных  процессов загрязнения  водоемов 

      Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5 – 15 мг/л при ПДК – 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоемах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1 – 2 мг/л.

      Из  других загрязнителей необходимо назвать  металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные  элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Наибольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

      Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранения и частично с атмосферными осадками.

      Наряду  с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

      Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащего в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

      Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.

      В загрязненной воде с повышением температуры  начинают бурно размножаться болезнетворные организмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

      В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды  также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

      Человечество  потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности – горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды – сельское хозяйство: на его нужды уходит 60 – 80% всей пресной воды.