Поисково-исследовательская работа "Родник - источник жизни"

«Родник – источник жизни»

Номинация: исследовательская

Поисково-исследовательская работа

Автор: Суворов Андрей, 9класс

Научный руководитель: Калинина Лидия Сергеевна,

учитель биологии и химии

МОУ «Пашозерская ООШ», Тихвинский район,

Ленинградская область

Телефон: +7 921 753 35 06

Введение

Любой край, город, любая деревня неповторимы. Я живу в посёлке Пашозеро, Тихвинского района, Ленинградской области. В 7 километрах от моего посёлка есть деревня Лукино, в которой на ходится гидрогеологический памятник природы федерального значения карстовые родники Большой Каскад. В последнее время для нас жизненно важной проблемой является возвращение к истокам нашей культуры, возрождение идеи чуткого и бережного отношения к различным природным объектам, в том числе и к родникам.

Я считаю, что данная проблема актуальна, поскольку мировые запасы пресной воды не увеличиваются, а её потребление постоянно растёт. С каждым годом все острее ощущается нехватка воды на планете, а родники являются стратегическими объектами природы. При возникновении чрезвычайной ситуации они могут выступать как единственные источники питьевой воды для населения. В наше время изучение родников представляет большой научный и практический интерес. Родники являются важными источниками питания рек, участвуют в формировании рельефа, снабжают растения влагой. Родники увеличивают рекреационную ценность пейзажа, внося в него разнообразие. Подземные воды в природных условиях не загрязнены. Проходя через почву, вода обогащается углекислотой и минеральными веществами, поэтому нередко обладает целебными свойствами и применяется для лечения целого ряда заболеваний человека. Родники охотно используются для местного водоснабжения, а нередко, при достаточной их мощности и для питания водопроводов. С родниками в д. Лукино связано множество событий, важных для жизни не только деревни, но и всей Пашозерской волости.

Цель: комплексное изучение родников Большой каскад в д. Лукино

Задачи:

1. поиск и сбор исторических материалов о роднике;

2. изучить события, связанные с родниками

3. произвести отбор проб и физико-химический анализ воды;

4. дать оценку эколого-санитарного состояния территории вокруг источника;

5. составить экологический паспорт родника;

6. разработать и провести мероприятия по очистке и благоустройству.

Актуальность темы:

Если изучить родники, то это даст возможность расширить знания о водных ресурсах края.

Новизна состоит в том, что работа рассчитана на комплексное и многоплановое обучение на местном краеведческом материале.

Этапы работы:

1.Посещение родников, опрос местных жителей, забор воды для анализа, посещение рыбного хозяйства.

2.Анализ воды из родника.

3.Обобщение полученных результатов, оформление поисково-исследовательской работы «Родник – источник жизни».

Объект и методика исследования

1.Причины образования родников «Большой каскад»

Источники в д. Лукино имеют интересное происхождение. Они расположены на самом краю Карбонового уступа, который сложен легкорастворимыми известняками и доломитами. Поверх известняков карбонового возраста залегают четвертичные отложения, представленные водопроницаемыми песками и супесями. Атмосферные осадки, выпадающие на этой территории, легко просачиваются через четвертичные отложения и, в толще известняков, образуют пустоты и пещеры, в которых накапливается дождевая и талая вода, ищущая выход на поверхность. Карбоновое плато в районе деревни расположено под небольшим уклоном и поэтому из переполненных влагой карбонатов по трещинам и понорам вода под действием силы тяжести устремляется на край Карбонового плато и с силой вырывается на поверхность в виде 12 мощных карстовых источников. Мощный источник расположен на левом берегу реки Урья, на высоте 172 метров над уровнем моря. Местные жители называют водопад «Кипуны», а ручей, образованный ими, Угойя, что означает «холодная». Подобные источники являются уникальным явлением для Северо – Западного региона. Уникальность родников в их большом дебите, т.е. количестве воды вытекающей из всех источников за определённый промежуток времени. Суммарный дебит Угойи до 1,5куб.м/сек. Использовать силу и мощь родников люди стремились всегда.

2. Историко-культурные сведения об объекте исследования.

2.1 Водяные мельницы

В 19 веке на водах «Кипунов» стояли мельницы, на которых мололи зерно на муку и выжимали масло из семян льна.

2.2 Лукинская ГЭС

В 20-30 годах было принято решение о строительстве на водах родников Лукинской ГЭС. В 1934 году началось строительство. ГЭС вырабатывала 100кВТ. Обслуживали 4 человека. Свет давали до 12 часов ночи. ГЭС обслуживала и близлежащие деревни: Пашозеро, Лаврово, Пялью. В 1973 году она была закрыта, так как появляются крупные ГЭС, более перспективные и современные.

Лукинская ГЭС

Долгое время на месте Лукинской ГЭС был «рукотворный фонтан». После демонтажа оборудования ГЭС остался подводящий трубопровод с дисковым затвором или дросселем, который проблематично разбирать: воды хлынут в любой момент. Резина является быстро стареющим материалом, особенно под давлением и при промерзании. Произошло растрескивание резины, вода втекает в образовавшиеся поры. Возникает щелевой эффект, давление возрастает почти в 100 раз по сравнению с имеющимся в трубопроводе. К тому же надо добавить расширение воды при замерзании. Произошла разгерметизация сосуда, вода выходит под давлением наружу, как фонтан. Со временем металл износился и труба развалилась. Очень жаль! Фонтан был очень красивый. Этот рукотворный фонтан назвали «Бегемот», так как его основание похоже на туловище бегемота, и создаётся впечатление, что животное купается в грязи.

Фонтана не стало!

2.3 Деревообрабатывающий завод

Недалеко от ГЭС был построен небольшой деревообрабатывающий завод, на котором делали из дерева солонки, скалки, толкушки, ложки, табуретки. Продукцию вывозили в Тихвин и в Ленинград. У многих жителей до сих пор имеются эти предметы дома. Завод работал от электричества Лукинской ГЭС и был закрыт после войны. Станки все вывезли в Тихвин, а в здании была конюшня.

2.4 Молочня

Внизу ручья «Угойя» была построена молочня. Здесь молоко сепарировали. Молока приносили много, так как в деревне было 3 стада коров. Пасли на пригорках.

2.5 Форелевое хозяйство

Было основано в 1974году рыбколхозом им. Калинина, а именно председателем – Сухановым Алексеем Николаевичем. Вода из источников имеет все свойства для выращивания радужной форели. В Лукино находится рыбопитомник, который включает в себя инкубационный цех, здание фильтров для очистки воды, каскадные пруды, зимовальные бассейны для выдержки производителей. Выростной участок находится в Пашозеро.

2.6 Родники – туристический объект

В течение года данный природный объект посещают туристы из Санкт- Петербурга, Тихвина и других мест нашей страны. Зимой возле родника обитают птички-оляпки. Это птицы, которые могут нырять в воду и долго в ней находится. Родник зимой не замерзает, и поэтому оляпки находят корм в его водах.

3. Гидрологическое исследование родника

Водопад представляет собой мощный поток воды, с яростью врезающийся в камни. Преодолев одно препятствие, вода встречает другое. Вода бурлит и пенится.

Но после тяжёлого испытания разъярённые струи, наконец – то, соединяются с водами тихого, спокойного бассейна. Дебит родника 1,5 куб.м/сек

4Физико-химический анализ воды (см. Приложение)

Цвет (окраска).

Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10 см.

Для определения цветности воды исследуемую воду налили в стеклянный цилиндр и рассмотрели ее на фоне белого листа бумаги при дневном освещении сверху и сбоку.

Прозрачность.

Для определения прозрачности воды использовали прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который налили воду, а под него подкладывали стандартный шрифт. По нахождению максимальной высоты столбцы столбца, при которой можно прочитать шрифт, оценивали прозрачность. Если прозрачность воды меньше 31 см, то она непригодна для питья.

Запах.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды хозяйственно-питьевого назначения не должен превышать 2 баллов.

Для определения запаха воды налили ее в колбу на 2/3 объема с притертой пробкой и сильно встряхнули в закрытом состоянии. Открыли быстро колбу и сразу отметили отсутствие интенсивности запаха, используя таблицу 2.

Определение рН воды

pH воды определяли с помощью универсальной индикаторной бумаги. Сравнили окраску со шкалой.

Определение жесткости воды.

Жесткая вода отличается наличием в ней солей кальция и магния. Эта вода нежелательна как для употребления внутрь, так и для наружного применения. Она плохо усваивается организмом, откладывается в различных органах и тканях (суставы, сосуды) человека, затрудняя их нормальное функционирование.

Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена главным образом присутствием растворимых соединений кальция и магния в воде.

Временная жесткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния.

Определение карбонатной жесткости воды.

Подействовали на небольшую часть сухого остатка раствором соляной кислоты.

Определение хлорид - иона.

Концентрация хлоридов в источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л.

Качественное определение хлоридов с приближенной количественной оценкой проводили следующим образом.

В пробирку отобрали 5 мл исследуемой воды и добавили 3 капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяли по осадку или помутнению по таблице 3. (прилож.2).

Предельно допустимая концентрация (ПКД) нитритов (NO₂ ^–) в питьевой воде составляет 3,3 мг/л, нитратов (NO₃ ^–) – 45 мг/л.

На предметное стекло положили 3 капли раствора дифениламина, приготовленного на концентрированной серной кислоте и 2 капли исследуемой воды. В присутствии нитрат - и нитрит- ионов появляется синее окрашивание, интенсивность которого зависит от их концентрации.

Качественное определение катионов тяжелых металлов.

Обнаружение меди.

ПДК меди составляет 0,1 мг/л.

В фарфоровую чашку поместили 3-5 мл исследуемой воды, осторожно выпарили досуха и нанесли на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии Cu²⁺.

Cu²⁺+4NH₄OH → [Cu (NH₃)₄]²⁺+4H₂0

Обнаружение железа.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в питьевой воде 0,3 мг/л.

Обнаружение общего железа

В пробирку поместили 10 мл исследуемой воды, прибавили 1 каплю концентрированной азотной кислоты, 0,5 мл раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.

Выводы:

Родниковая вода благополучна по температуре и органолептическим показателям. Вода прозрачная, запах не ощущается, без особого вкуса.

Хорошие органолептические характеристики воды свидетельствуют об отсутствии гнилостных процессов, «зацветании» и затухании воды. Для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9 (СанПиН). рН водной среды, которую мы исследовали, равна 7, среда приближена к нейтральной, что говорит о хороших питьевых качествах воды.

Содержание минеральных веществ и ионов мы могли определить только на их наличие, это связано с возможностями школьной химической лаборатории.

Я исследовал воду на содержание в ней меди, свинца, железа, хлоридов, нитрат – ионов.

Как показывают данные представленные в таблице средние значения обобщенных показателей (рН, сухой остаток, общая жесткость) не превышают нормативные. Тип воды гидрокарбонатно – кальциево – магниевая.

5.Эколого-санитарное состояние территории вокруг родника

Обследовав родник, можно отметить, что территория, прилегающая к нему относительно благополучна.

Люди, живущие в деревне Лукино, не берут воду из источника, так как у каждого дома есть колодец. Родники посещают туристы, но для них оборудовано место складирования мусора.

Больше всего этот природный объект страдает от расположенного рядом форелевого хозяйства, старые проржавевшие трубы которого портят замечательный вид. Понятно, что для выращивания мальков форели необходима проточная вода, но уже неиспользуемый металлолом, захламляющий источники, можно было бы и убрать.

По результатам исследований был составлен экологический паспорт родника

6. Экологический паспорт родника

Название источника – «Большой каскад»

Район – Тихвинский

Населенный пункт – деревня Лукино

Вид родника – карстовый родник.

Элемент рельефа – край Карбонового уступа

Геологические условия выхода воды - выход воды из переполненных влагой карбонатов под действием силы тяжести

Участие родника в питании инкубационного цеха, здания фильтров для очистки воды, каскадных прудов, зимовальных бассейнов для выдержки производителей радужной форели.

Влияние родника на окружающую местность (размывы, заболачивание, провалы, оседания): ручей от родника способствует переувлажнению и кое-где заболачиванию местности вокруг места выхода подземных вод на земную поверхность.

Физические показатели воды

температура - +4-5 º С 

1. Органолептические показатели воды

   1. прозрачность - прозрачная

   2. характер и интенсивность запаха – без запаха

   3. вкус и привкус – без вкуса

   4. цветность – бесцветная

2. Химические показатели воды

   1. рН – 7

   2. общее количество растворенных солей – 170мг/л, мягкая

3. Дебит источника -1,5куб/сек

4. Хозяйственное использование источника – используется для выращивания форели и как туристический объект.

7. Мероприятия по охране родника

Присматривают за санитарным состоянием родника сотрудники природного парка «Вепсский лес». Они очищают его от мусора, прокладывают мостки, окашивают тропинки летом, а зимой расчищают их от снега. В этом году возле родников была построена беседка.

В школе мы провели мероприятия, на которых школьникам показали значимость родников.

Мне кажется, что если человек, придёт за чистой родниковой водой и увидит благоустроенный, художественно-оформленный родник, то на душе его станет гораздо теплее.

8. Выводы

По результатам исследований можно сделать выводы:

1. Родник играл важную роль в жизни жителей деревни Лукино, так как его водой пользовались многие хозяйства, и можно сказать, что этот родник – источник жизни.

2. Показатели физико-химических свойств исследуемой воды данного источника соответствуют санитарно-гигиеническим нормативам.

3.Эколого-санитарное состояние территории вокруг родника относительно благополучное.

9. Заключение

Выполняя эту работу, я многому научился, многое узнал. Я надеюсь, что эта работа станет еще одним источником познания родного края, побудительным мотивом бережного отношения к природе.

В целом я думаю о том, что сделал очень важное и для природы, и людей дело. Родники открывают для нас красоту воды, именно они обладают сразу быстротой рек, волей океанов и очарованием озер. И именно они, как никакой другой водный объект, нуждаются в нашей заботе и бережной охране. На свете нет ничего драгоценного, чем самая обыкновенная чистая вода. Без неё нет, и не будет жизни. Поэтому важно следить, чтобы вода в исследуемых родниках была всегда чистой! Сохранение природных источников воды – задача всего человечества. Помочь роднику - значит, помочь своему здоровью, помочь родной земле сохранить свои природные богатства, наши богатства!

..Родники вы мои, родники,

Цвет небесный, серебряно-синий.

Если будут звенеть родники,

Будет биться и сердце России.

Олег Газманов

Литература

1. Богдановский А.В. Химическая экология: Учеб.пособие. – М.: Изд-во МГУ, 1994.

2. . Боголюбов А.С., Засько Д.Н. Методика рекогносцировочного обследования малых водоемов. – Москва, 1998

3. Дронов В.П., Баринова И. И., Ромм В.Я., Лобжанидзе А.А. География России: Учебник для 8-9 классов общеобразовательных учреждений: в 2-х книгах. Книга 1: Природа, население, хозяйство. 8 класс/ М.: Дрофа 2004.

4. Мухин В. Пульсирующее чудо. – Спас-Клепики: ГУП РО «Клепиковская типография», 2003. – 152 с.

5. Овчинников Ю.И., Никольская А.Н. География Тульской области. Т: Приокское книжное изд-во, 1976.

6. Речкалова Н. И., Сысоева Л. И.: Какую воду мы пьём. - Журнал. Химия в школе, 2004

7. Чаус Б.Ю. Чаус З. А. Изучаем родник. Географические наблюдения. Стерлитамак-2005.

8. http://slovari.yandex.ru

9. Информатор: Крылов Иван Васильевич,1942г.р..Уроженец д.Лукино

Приложение

Интенсивность запаха воды

Балл	Интенсивность запаха	Качественная характеристика
0	–	Отсутствие ощутимого запаха
1	Очень слабая	Запах, неподдающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследованием.

2	Слабая	Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание.
3	Заметная	Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением.
4	Отчетливая	Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду не пригодной для питья.
5	Очень сильная	Вода непригодна для питья

Определение содержания хлоридов.

Осадок или помутнение	Концентрация хлоридов, мг/л
Слабая муть	1-10
Сильная муть	10-50
Образуются хлопья, но осаждаются не сразу	50-100
Белый объемистый осадок	Более 100

Физико – химический анализ воды

Категория воды	Физические качества
	Цветность	Интенсивность запаха	Прозрачность	Температура
Родниковая вода	Бесцветная	Отсутствует	Больше 30 см	+ 50С

Нормативный показатель (ПДК)		Характеристика		Родник
6,0-9,0 ед	Водородный показатель рН		7 Нейтральная среда
350 мг/дм3	Определение хлорид-ионов		1-10
0,03 мг/дм3	Определение ионов свинца
45 мг/дм3	Определение нитратов-ионов
0,3 мг/дм3	Определение ионов железа
0,1 мг/дм3	Определение ионов меди