Просмотр содержимого документа
«Методическая разработка: Numerals. Let's speak about ecology»
Комплексный метод борьбы с сине-зелеными водорослями (цианидные бактерии)
Длина исследуемого объекта реки - 200м и ширина - 3м 20см. Он расположен вдоль школы и стадиона МБОУ "СОШ № 31" МО ГОСРК.
Учащиеся каждый день проходят мимо реки Малый Салгир, и видят её плачевное состояние "здоровья".
Каждый год в одном и том же месте на реке Малый Салгир появляется "болевая" точка диаметром ~ 1 м. с цветением воды, со зловонным запахом, плёнкой, слизью, желто-зелёными пятнами на поверхности (это "симптомы" размножения цианидных бактерий, что описаны в справочнике "Химик 21" (Химия и химические технологии). [10]
Мы изучили как ученые определяют сине-зелёные водоросли (цианиды). В диссертации Н.В. Григорьевой - кандидата биологических наук (микробиология) "Деструкция цианидов и тиоцианатов ассоциацией гетеротрофных бактерий и её применение в биотехнологии" даётся определение сине-зелёным водорослям (цианидам) и исследуются их свойства: "Цианиды - это высокотоксичные соединения, которые встречаются в природе (цианогенные бактерии, грибы, растения), а так же в зонах антропогенного загрязнения". Сине-зелёные водоросли не имеют ядра и являются бактериями. Они чрезвычайно живучи, и их вред трудно переоценить. [11]
Аквариумисты знают, что если в аквариум попадают сине-зелёные водоросли, то нарушается экологический микро-баланс аквариума. Это серьёзный сигнал, что стеклянному домику нужна срочная помощь. Сине-зелёные водоросли способны создать невыносимые условия всем жителям аквариума: поглотить питательные вещества, кислород, выделить яды, которые в свою очередь отрицательно действуют на жителей аквариума, уничтожить всё живое в аквариуме. Сине-зелёные водоросли (цианиды) поражают камни, грунт, стенки, рыбок, улиток, растения, коряги. Появляется неприятный запах. Это - "аквариумная болезнь". Очень трудно избавиться от циано-бактерии как в аквариуме, так и в открытом водоёме реке, озере, роднике...
Наличие сине-зелёных водорослей (цианобактерий) легко определить по грунту аквариума или водоёма: "Если он стал скользким и покрылся сине-зеленоватой плёночкой, даже самой тонкой, речь идёт именно о таком бактериальном поражении". [12]
На занятии кружка дополнительного образования (тема "Экология"), было решено провести эксперименты и исследовать сине-зелёных обитателей реки Малый Салгир.
Была изучена информация об этих вредоносных жителях водоёмов и было решено оказать посильную помощь в решении этой экологической проблемы реки: попытаться "вылечить" и Малый Салгир тоже.
Как же можно помочь?
Одной таблеткой эритромицина, растворённой в воде аквариума, аквариумисты спасают рыбок, водоросли, экосистему аквариума от сине-зелёных водорослей (цианобактерий). Сине-зеленые водоросли темнеют и погибают.
Было решено прости эксперимент (18.03.2017) в борьбе с сине-зелёными водорослями, но в открытом водоёме реки Малый Салгир.
Нами было разработано 8 этапов борьбы с сине-зелёными водорослями:
1. Размять одну таблетку эритромицина в порошок;
2. Развести порошок из одной таблетки в ведре воды (7 литров);
3. Оградить зону заражения реки Малый Салгир сине-зелёными водорослями плёнкой, чтобы проточная вода не сразу вымыла "лекарство";
4. Вылить раствор эритромицина в это "болото", тщательно перемешивая;
5. В течении 5 минут перемешивать воду с эритромицином в ограждённом участке реки, чтобы растворённый эритромицин пропитал поселение бактерий;
6. На 3 дня оставить пленку и ограждение - ничего не трогать;
7. Через 3 дня: исчезли запах, слизь, налёт на поверхности воды. Вода стала более прозрачной. Убрать полиэтиленовые ограждения у "болота";
8. Проточная вода промоет дно и берега от погибших водорослей;
Эксперимент удался. Своими силами был уничтожен очаг опасной зоны участка с сине-зелёными водорослями в реке Малый Салгир. Ещё через 5 дней можно убедиться, что эксперимент завершен: уничтожен очаг с сине-зелёными водорослями. И экологический эксперимент удачно завершен. Вода в этом участке реки стала без запаха, без слизи, без желто-зелёных пятен на поверхности, не цветёт.
В 2018 году 15 сентября стартовали экорейды и экологические акции "Территория чистоты и экологические берега" которые направлены на привлечения внимания окружающих к проблемам охраны окружающей среды, на формирование экологической культуры личности. Акция призывает к бережному отношению к природе экологические акции прошли под девизом: "только вместе, только дружно, помогать природе нужно!" [14]
Мы повторно провели экологическую акцию по уничтожению очага сине-зелёных водорослей и уничтожили остаточное поселение цианидных бактерий. Мы определили площадь и математически вычислили очищенный от сине-зелёных бактерий участок реки Малый Салгир.
Мы вычислили площадь S водного участка реки Малый Салгир спасённой от сине-зелёных водорослей по математической формуле S=ПR2, где R примерный радиус зараженного сине-зелёными водорослями участка реки, а П число равное 3.14.
Произведём математические вычисления площади зараженного участка.
S=3.14*0.16 S=0.5м2
Вычислим длину окружности C "сине-зелёного болота" участка реки по математической формуле C= П*d, где d диаметр участка реки, зараженного сине-зелёными водорослями, П число равное 3.14.
С=3.14*80 С= 251.2 см.
Вывод : в результате экологического эксперимента (18.03.2017г) нам удалось уничтожить очаг сине-зелёных водорослей (цианобактерий) площадью 0.5 м2 и длиной окружности 251.2см на отрезке реки Малый Салгир.
Так же в процессе чистки русла реки Малый Салгир был проведен ряд экспериментов и измерений, которые доказали результативность эко-работы.
Так же одновременно проводился ещё одно исследование: был выбран очаг с сине-зелёными водорослями площадью ~ 1 м. кв., на нем были собраны водоросли, взвешены в мокром и засушенном состоянии.
Данные исследования зависимости чистоты реки, её полноводности и количества вредных сине-зелёных водорослей и ила были внесены в таблицу 2.1.1. до и после экорейда (18.03.2017).
Таблица 2.1.1
Изменение количества сине-зелёных водорослей (цианидных бактерий) и ила до и после экологического рейда (18.03.2017).
Дата забора водорослей и ила
Вес
Вес после сушки
10.03.2017 г.
5 гр 700 мг.
1 гр 200мг
30.03.2017 г.
2гр 300 мг.
850 мг
Из данных таблицы 2.1.1 видно, что сине-зелёные водоросли (цианидные бактерии) присутствовали в реке до экорейда. Опасность сине-зеленых водорослей было решено проверить с помощью метода биотестирования (индикатор - зёрна пшеницы). Известно, что проростки зёрен пшеницы очень чувствительны к экологически неблагоприятной среде прорастания. Зёрна пшеницы обычно используют в качестве тест-объектов при методе биотестирования, при этом всхожесть в среднем составляет 90% при благоприятных условиях.
Опыт №1 (10.02.2017). Этапы лабораторно-исследовательской работы:
1. Были взяты 50 зёрен пшеницы и промыты водой от грязи и мусора.
2. Для чистоты эксперимента зёрна были промыты 1% раствором марганцево-кислого калия. Потом зёрна опять были промыты водой.
3. В каждый из 5 стаканов с разными пробами жидкостей из реки Малый Салгир были помещены на дно чистые бумажные салфетки и по 10 подготовленных зёрен пшеницы.
Таблица 2.1.2
Пробы жидкостей для исследований, взятые из разных источников до и после экорейда. (18.03.2017.г.)
10.03.2017 г. до экологического рейда
30.03.2017г. после экологического рейда
Стакан №1
вода из крана
вода из крана
Стакан №2
вода из реки Малый Салгир
вода из реки Малый Салгир
Стакан №3
вода из выжимки сине-зеленых водорослей из реки Малый Салгир
вода из выжимки ила с места, где раньше была запруда с сине-зелеными водорослями
Стакан №4
вода из района реки Малый Салгир, где размножались сине-зелёные водоросли; с запахом и слизью
вода из района реки Малый Салгир, где раньше размножались сине-зелёные водоросли
Стакан №5
ил и сине-зеленые водоросли, которые были собраны в зоне заводи
ил, который был собран в зоне заводи
Результаты прорастания пшеницы были исследованы и записаны в таблицу 2.1.3. В пробах воды из реки Малый Салгир (10.03.2017 г.) в стаканах №3, №4 и №5 почти не проросли ростки и корни пшеницы в связи с неблагоприятными условиями. Из 30 зёрен проросли только 3 зерна.
Таблица 2.1.3
Степень всхожести проращивания пшеничных зерен в жидкостях взятых из реки Малый Салгир (до экологического рейда)
Ста-кан
10.03.2017г
15.03.2017г
24.03.2017г
30.03.2017г
04.04.2017г
ростки
корни
ростки
корни
ростки
корни
ростки
корни
ростки
корни
№1
2 мм
2мм
4 мм
7мм
4 мм
9мм
5 мм
17мм
7мм
20мм
№2
2 мм
2мм
2 мм
5мм
3 мм
7мм
3 мм
15мм
4мм
18мм
№3
0 мм
0мм
1 мм
1мм
2 мм
3мм
3 мм
3мм
4мм
5мм
№4
0 мм
0мм
0 мм
0мм
0 мм
1 мм
0 мм
1мм
1мм
3мм
№5
0 мм
0мм
0 мм
0мм
0 мм
1 мм
0 мм
2мм
1мм
3мм
Это доказывает, что в участке реки, из которого была взята проба воды и водорослей, нет благоприятных условий, сине-зелёные водоросли (цианидные бактерии) выделяют токсины и пшеничные зёрна не прорастают. Так, как в чистой воде.
18.03.2017 г. был проведён экологический рейд по чистке 200 метрового участка реки от следов жизнедеятельности человека и уничтожению очага сине-зелёных водорослей.
30.03.2017 г. после эко-рейда были повторно взяты пробы воды.
Опыт №2. Этапы лабораторно-исследовательской работы были повторены по последовательности опыта №1 (см. опыт №1). Была проведена подготовка зёрен к проращиванию. Произведено проращивание зёрен пшеницы в 5 стаканах с различными пробами жидкостей.
Таблица2.1.4
Степень всхожести проращивания пшеничных зерен в жидкостях взятых из реки Малый Салгир (после экологического рейда 18.03.2017.г.)
30.03.2017
04.04.2017
09.04.2017
14.04.2017
19.04.2017
Стакан
ростки
корни
ростки
корни
ростки
корни
ростки
корни
ростки
корни
№1
3 мм
3 мм
4мм
4мм
8мм
9мм
14мм
16мм
15мм
17мм
№2
2 мм
2 мм
4мм
4мм
8мм
8мм
13мм
15мм
14мм
16мм
№3
3 мм
3 мм
5мм
5мм
9мм
10мм
15мм
16мм
17мм
19мм
№4
2 мм
2 мм
4мм
4мм
9мм
10мм
14мм
14мм
16мм
18мм
№5
2мм
2 мм
4мм
4мм
8мм
8мм
13мм
15мм
15мм
16мм
Можно отметить положительное влияние удобрения ила на прорастание семян пшеницы в отсутствие сине-зелёных водорослей (цианидных бактерий). Это свидетельствует об отсутствии в жидкостях вредных веществ, замедляющих прорастание корней и побегов растений в иловых массах.
После проведения эксперимента № 2 с проращиванием зёрен пшеницы в растворах проб, взятых в реке Малый Салгир, было обнаружено, что в стаканах №4, №5 произошли значительные улучшения в прорастании зёрен пшеницы. Длина ростков и корней опыта №2 значительно превысила результаты опыта №1 по прорастанию зёрен в стаканах №3 - №5.
Вывод: в результате экорейда 18.03.2017.г. сине-зелёные водоросли погибли и ил без сине-зелёных водорослей превратился в удобрение для зёрен. Донные осадки стали более безопасными, превратившись в удобрения, т.к. ил способствовал активному росту корней и ростков зёрен пшеницы.
Таблица 2.1.5
Исследования соотношения веса свежесобранных и высушенных водорослей и ила.
До экологического рейда
После экологического рейда
10.03.17
Свежесобранные
20.03.17
Высушенные
30.03.17
Свежесобранные
10.04.17
Высушенные
Водоросли и ил
5гр 700мг
= 5700мг
1гр 200мг
=1200мг
2гр 300мг
=2300мг
850 мг
=850мг
Были подведены итоги и выяснено: во сколько раз уменьшился вес сине-зеленых водорослей и ила после экологического рейда.
Свежесобранные образцы: 5700 / 2300 = 2.5
Вывод: в 2.5 раза уменьшился вес свежесобранных сине-зелёных водорослей и ила в исследуемом участке Малого Салгира после эко-рейда.
Теперь узнаем во сколько раз уменьшился вес высушенных сине-зелёных водорослей и ила после экологического рейда .
1200 / 850 = 1.4
Вывод: в 1.4 раза уменьшился вес высушенных водорослей и ила в исследуемом участке реки Малый Салгир.
Это экологическая победа.
Сейчас река самостоятельно вымывает с корней, дна налёт грязи, вредных веществ, остатков погибших цианидных бактерий. Река сама отчистила себя силой потока воды от остатков мелкого мусора, отходов. Может быть это счастливое совпадение, но в сентябре 2017 года мы увидели мальков в нашей речке. Около реки Малый Салгир рыбаки показали нам свой улов, есть счастливые фотографии рыбаков. Нам, конечно, было жаль пойманных рыбок. Но наличие мальков и рыбок в реке Малый Салгир доказывает чистоту и безопасность водных ресурсов. Доказывает существование жизни в реке.
Убирая груды полиэтиленовых пакетов, продуктов жизнедеятельности человека 15.09.2018г. во время эко-рейда, мы решили математически вычислить какую площадь поверхности и периметр поверхности земли или воды в природе экологически загрязняют порванные пакеты.
Пакеты имеют форму прямоугольника. И по формуле S=a*b мы вычислим площадь. По формуле P=2(a+b) мы вычислим периметр площади занимаемой пакетом.
Мы собрали 6 пакетов со сторонами 58 и 39 см,S6=13.572 см2 P6=11м64см
11 пакетов со сторонами 63 и 30 см, S11=20.790 см2, P11=20м46см
4 пакета со сторонами 78 и 44см, S4=13.728см2 P4=9м76см
2 пакета со сторонами 76 и 32см, S2=4864см2 P2=4м32см
Вывод : Мы вычислили и определили площадь и периметр поверхности земли или суши, которую экологически засорят полиэтиленовые кульки
