Озеро Маслеево Дзержинского района

Таким образом, растения этой группы обеспечивают фитофильтрацию, под влиянием которой увеличивается прозрачность воды, снижается ее минерализация[13].

Учитывая положительное влияние  растений на минерализацию органического  вещества в водоемах, некоторые исследователи  предлагают культивировать их с целью повышения очистительной способности водоемов различного назначения, борьбы с «цветением» вод и размывом берегов. Однако, признается рациональным их культивирование в водоеме или в системе очистки загрязненных вод с последующим удалением (выкашиванием). Удаление и дальнейшая переработка растений позволит утилизировать многие токсичные и радиоактивные соединения [13].

1.4. Оценка экологического состояния водоема и интенсивности процессов самоочищение по величине продукции и деструкции органического вещества

Процессы жизнедеятельности водных организмов связанны с образованием и разрушением сложных органических веществ и сопровождаются изменением качественного состава воды по содержанию таких соединений, как О₂ и СО₂, минеральных, биогенных (нитратов, нитритов, аммонийных ионов, фосфатов, микроэлементов, токсичных веществ, а также С-орг, N-opг, P-oрг и отдельных групп и классов органических веществ.

        Содержание  вышеперечисленных соединений может  увеличиваться и уменьшатся в  зависимости от преобладания  процессов продукции или деструкции. Валовая продукция – это  суммарное количество органического вещества в  определенный момент в воде. «Чистая» продукция-это прирост органического вещества за сутки. Величина валовой продукции и «чистой» продукции характеризует интенсивность фотосинтеза:  CO₂+H₂O-CH₂O+O₂                 

Деструкция - это распад органического  вещества под воздействием гетеротрофных  организмов главным образом  бактерий. Величина деструкции характеризует интенсивность распада органических веществ CH₂O+O₂-CO₂+H₂O

Величины их концентрации служат критерием  для ориентировочной оценки гидрохимической  обстановки в водоеме и используются как показатели эвтрофикации и загрязненности вод.

    В зависимости от трофии  водоема продукция может колебаться от 0,05 до 18,8 мгО₂/л. В зависимости от величины продукции водоемы делятся по трофии:

• Евтрофные (2-18,8 мг O₂/л)
• Мезотрофные (1-2)
• Олиготрофные (0,05-0,08)
• Дистрофные (менее 0,05)

   Таким образом, наибольшие величины продукции наблюдаются в евтрофных водоемах, наименьшие в олиготрофных и дистрофных водоемах. Величина деструкции должна быть меньше величины продукции и составлять от 0,05 до 9,8 мг О₂/л.

       Основным методом определения первичной продукции органических веществ в природных водоемах и деструкции является кислородный метод. Принцип кислородного метода заключается в измерении содержания О₂ выделенного в процессе фотосинтеза. Выделение кислорода сопровождается усвоением СО₂, необходимым для синтеза органических веществ. Поэтому по количеству выделяемого О₂ можно определить количество вновь образованного органического вещества.

1.4.1. Методика определении продукции и деструкции  органического вещества по изменению содержания О₂

Сущность метода заключается в изменении содержания кислорода через 24 часа в замкнутом объеме воды.

Принцип метода. Для определения продукционно-деструкционных характеристик применяют метод  Винберга, который основан на измерении  фотосинтеза фитопланктона по разнице  кислорода, образованного в результате фотосинтеза за определенный отрезок времени. Кислородная модификация скляночного метода основана на уравнении фотосинтеза:

↓CO₂ +H₂O ↔ (CH₂O)+O₂↑

Количество потребленной углекислоты или  количество выделившегося при фотосинтезе кислорода пропорционально количеству образованного органического вещества. В темноте реакция идет в обратном направлении – процесс дыхания (деструкции) разложения органического вещества с потреблением кислорода и выделением углекислоты.

Подготовка, отбор, экспонирование и фиксация проб.

       Для определения первичной продукции используют химические склянки с притертыми пробками объемом 100-200 см³, для определения деструкции склянки помещают в мешочки из черной материи.

     Отбор проб проводят с подповерхностного горизонта и далее через каждый метр. На одном горизонте обычно ставят на экспонирование 2-.3 светлых склянки и одну темную. Экспонировать склянки рекомендуется в первую или во вторую половину дня на 6 часов. После того, как склянки поставлены на экспонирование, фиксируют пробы для определения начальной концентрации кислорода. Расчет первичной продукции проводят по следующим формулам

Валовая продукция

P_вал=V_c – V_m

              T

Читая продукция

P_чис=V_c – V_c^h

             T

Деструкция

D= V_c^h-V_m   

           T

Где V_c^h- начальное содержание кислорода в склянке перед экспонированием V_c  - количества кислорода в светлой склянке после экспонирования V_m – количества кислорода в темной склянке после экспонирования t- время экспозиции, час.

Данные по интенсивности  продукционно-деструкционных процессов можно также использовать для вычисления индекса самоочищения, который представляет собой отношение валовой и первичной  продукции к суммарной деструкции планктона.

Индекс самоочищения. Отношение валовой продукции к суммарной деструкции планктона за сутки является функциональным гидробиологическим показателем. Низкие значения индекса (менее 1) свидетельствуют о превышении потребления кислорода над его продуцированием, в результате чего создается неблагоприятный для переработки загрязнений кислородный режим. Значения выше 1 характеризуют интенсивно идущие процессы окисления органического вещества. Вместе с тем при регулярном превышении продукции над деструкцией (A/R>1) происходит биологическое загрязнение за счет первично продуцированного остаточного органического вещества [18].

1.4.2. Методика определения концентрации  РК в воде [14, 16].

Последовательность определения  РК в воде природных водоемов

А) ввести в склянку с пробой определенного объема разными пипетками 1 мл раствора соли марганца, затем 1 мл раствора йодида калия и 1-2 капли раствора сульфаминовой кислоты, после чего закрыть склянку пробкой [15].

Б) соль Мп (2) в щелочной среде реагирует  с растворенным кислородом с образованием нерастворимого дегидратированного гидроксида Мп (4) по уравнению: [15, 32].

2 Мп +  О₂ + 4ОН = 2МпО (ОН₂)

таким образом, производятся фиксация, т.е. количественное связывание, кислорода в пробе.

В) ввести в склянку пипеткой 2 мл раствора серной кислоты, погружать  пипетку до осадка (не взмучивать!) и постепенно поднимать ее, вверх по мере опорожнения.

Г) склянку закрыть пробкой и  содержимое перемешать до растворения осадка. В результате чего протекает химическая реакция с образованием свободного йода и произошло растворение осадка по уравнению:

МnО (ОН)₂ + 2S + 4H = Mn + S₂ + 3H₂O 

Д) Содержимое склянки полностью  перенести в коническую колбу  на 250 мл 

Е) В бюретку (пипетку), закрепленную в штативе, набрать 10 мл тиосульфата  и титровать пробу до слабо  желтой окраски. Затем добавить пипеткой 1 мл раствора крахмала (раствор в колбе синеет) и продолжать титровать до полного обесцвечивания раствора.

Реакции описываются уравнениями:

S₂ + 2S₂O₃ = 2S + S₄O₆

S₂  + крахмал = синее окрашивание .

О завершении титрования судят по исчезновению синей окраски  (обесцвечиванию) раствора в точке эквивалентности.

Ж) Определить общий объем раствора тиосульфата, израсходованный на титрование (как до, так и после добавления раствора крахмала). Количество раствора тиосульфата натрия, израсходованное  на титрование, пропорционально концентрации растворенного кислорода .

З) Массовую концентрацию РК в анализируемой  пробе воды (Срк) в мг/л рассчитать по формуле:

Срк = _8 х Ст х Vт х 1000   ,

             V - V₁

Где:  8 - эквивалентная масса атомарного кислорода;

Ст - концентрация титрованного стандартного раствора тиосульфата, г - ЭКВ/л

Vт - общий объем раствора тиосульфата, израсходованного на титрование (до и после добавления раствора крахмала), мл;

1000 - коэффициент пересчета единиц  измерения из г/л в мг/л

V - внутренний объем калиброванной кислородной склянки с закрытой пробкой (определяется заранее для каждой склянки отдельно), мл,

V1 - суммарный объем растворов хлорида марганца и йодида калия, добавленных в склянку при фиксации РК, а также мешалки.

Глава 2. Основная часть

 

 

Озеро Маслеево расположено в Дзержинском районе Красноярского края (координаты +57° 0' 31.76", +95° 13' 10.59") в 120 км от города Канска. Восточная береговая часть озера песчаная, окружена густым сосновым бором, с западной стороны – болотистая местность. В 300 м от озера Маслеево протекает река Абан (возможно озеро и образовалось благодаря ей), следовательно, в период половодья возможно переселение животных. То есть, в случае создания благоприятных условий для обитания живых организмов, чувствительных к загрязнению, в озере Маслеево возможно появление «новых», речных видов.

 

2.1. Оценка  экологического состояния озера Маслеево с помощью беспозвоночных животных, 2010, 2011 гг.

Сбор водных беспозвоночных животных.

Сбор животных мы производили 2 способами:

1) Ручной сбор: с погруженных в воду предметов: коряг, веток водных растений, камней, поднимая их на поверхность, мы снимали животных и помещали их в лоток или в стеклянную банку.

2) Ловля сочком: водных беспозвоночных можно добывать с помощью сачка, которым можно собирать материал с глубины до 2 м. Сачок опускали в воду на глубину, в сторону, а затем вытаскивали на поверхность пойманных животных, помещали в лоток или в стеклянную банку.

     В течение нескольких  дней в июле 2010, 2011 гг я собирал в озере Маслеево  беспозвоночных  животных. Перечень видов приведен в таблице 1.

 

 

Таблица 1

             Беспозвоночные животные-обитатели  озера Маслеево, 2010, 2011 гг.

2010 г.

2011 г.

Личинки поденки Личинка ручейника Моланида Бокоплав Личинки стрекозы Личинки мошки Катушка Пиявка большая ложноконская Малая ложноконская пиявка Прудовик обыкновенный Прудовик яйцевидный Улитковая пиявка Личинка комара-звонца Водяной паук Белая планария

Личинка поденки Паук-серебрянка Личинка ручейника анаболия Личинка ручейника Халесус Личинка ручейника Фриганеиды Личинка ручейника Моланида Личинка ручейника Стенофилакс ротундиперус Бокоплав Циклоп Личинка стрекозы Катушки Двустворчатые (шаровка) Малая ложноконская пиявка Большая ложноконская пиявка Улитковая пиявка личинка комара-звонца Личинка мухи-львинки Яйцевидный прудовик Жук-плавунец Водяной клещ

 

Далее, среди обнаруженных видов беспозвоночных животных, согласно методике Майера, были отобраны виды-биоиндикаторы, и распределены в экологические группы. Данные занесены в таблицу 2.

Таблица 2