169350 (Экологическая характеристика поверхностных вод на территории Свердловской области на примере реки Чусовая)

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО Уралская ГСХА

Курсовая робота на тему: Экологическая характеристика поверхностных вод на территории Свердловской области на примере реки Чусовая

Выполнил студент 5 курса ФТЖ

Мансуров К.Н.

Проверил доцент кафедры частного

животноводства и экологии к.б.н.

Неверова О.П.

Екатеринбург 2010

Оглавление

Введение

1. Объекты и методы исследования

1.1 Объект исследований

1.2Методы исследования

2. Проблемы использования воды на территории Уральского региона

3. Первоуральско-Ревдинский животноводческий комплекс и его влияние на загрязнение реки

4. Результаты исследований

Заключение

Практические рекомендации

Библиографический список

Введение

Отходы животноводства оказывают влияние на состояние водоисточников (поверхностных и подземных). Следовательно, необходимо провести экологический мониторинг в зонах влияния отходов животноводства с применением биоиндикационных методов как более объективных.

Актуальность проблемы

В настоящее время принята программа по Свердловской области развития сельскохозяйственных предприятий животноводства. В области много животноводческих объектов и более 10 действующих птицефабрик. Проблема с утилизацией отходов этих комплексов до недавнего времени не были разработаны.

Поэтому для решения настоящей проблемы следует провести экологический мониторинг р. Чусовой в районе влияния Первоуральско – Ревдинского промузла и Певоуральско-Ревдинского животноводческого комплекса.

Цель данной работы - изучение качества воды реки Чусовой вблизи Первоуральско-Ревдинского животноводческого комплекса с целью ее экологической характеристики.

Пробы брали один раз в месяц вблизи предприятий животноводства. Все данные, занесенные в таблицу, усредненные.

Для комплексного получения данных следовало решить следующие задачи:

1. Дать оценку санитарно–гигиеническому качеству воды в водной экосистемы р. Чусовой вблизи Первоуральско-Ревдинского животноводческого комплекса.

2. Определить способность водных экосистем к самоочищению от кантоминантов.

1. Объекты и методы исследования

1.1 Объект исследований

Для экологического мониторинга был определен водоисточник реки Чусовая вблизи Первоуральского животноводческого комплекса относимого по остроте к району с катастрофической экологической ситуацией в Свердловской области.

Река Чусовая протекает на территории Свердловской и Пермской областей и является одним из крупных притоков р. Кама, площадь водосбора реки составляет 23000 км² , а длина 592 км.

В створе выше г. Первоуральск вода характеризуется как «грязная» - 4 класса разряда А с критическим показателем загрязнения марганца. В створе 1,7 км ниже г. Первоуральск качество воды значительно ухудшается за счет влияния «грязных» вод р. Ревда и сточных вод Первоуральско–Ревдинского промузла до 4 класса разряда Г – вода «очень грязная». В 2007 году воды в этом створе характеризовались как «экстремально грязная» - 5 класса. Не смотря на уменьшение среднегодовых концентраций фосфора фосфатов с 14,8 до 4,1 ПДК, марганца с 19,7 до 9,1 ПДК, меди с 13,9 до 11,5 ПДК, по сравнению с прошлым годом эти показатели остаются критическими.[5]

В целом по участку реки на территории Свердловской области в течении 5 лет качество воды р. Чусовая ухудшалось от «грязной» 4 класса разряда Б в 2004 и 2008 гг. до «очень грязной» 4 класса разряда «В» в 2005 году и до «экстремально грязной» в 2006 – 2007 гг.. Число критических показателей загрязненности воды (КПЗ) (медь, шестивалентный хром, железо, марганец) варьируется от «0» в 2008 году до 5 в 2006 году. Класс качества реки Чусовая на территории Свердловской области в основном определяется качеством воды в створах 1,7 и 17 км ниже г. Первоуральск.

От створа 17 км ниже г. Первоуральск, вода в котором «грязная» - 4 класса разряда Б, прослеживается улучшение качества воды.

В 2008г. в бассейне р. Чусовая на территории Свердловской области отмечена тенденция к улучшению качества воды за счет снижения содержания марганца, меди, железа, цинка, нитритов и фосфатов [6].

Характерными загрязняющими веществами р. Чусовая, независимо от гидрологических особенностей года, являются: органические вещества, железо, медь марганец. На содержание в воде реки фторидов, фосфатов, нефтепродуктов, фенолов, азота аммония и нитритов существенное влияние оказывают сбросы сточных вод, поэтому повторяемость превышений ПДК варьируется в различных пределах. Загрязненность фосфатами, органическими веществами и азотом нитридным – от неустойчивой до характерной; азотом аммонийным и фторидами – от единичной до характерной; нефтепродуктами от отсутствия в списке загрязняющих веществ до характерной загрязненности. В 2008 году отмечено уменьшение повторяемости превышений ПДК цинка до неустойчивой загрязненности по сравнения с 2004 – 2007 гг., когда загрязненность была характерной.[6]

1.2.Методы исследования

Анализ водопроводной воды и поверхностных водоисточников проводили по 18 показателям: нитраты, нитриты, аммиак, железо, фтор, фекальные загрязнения, жесткость и др. используя методическим указанияvм[19,20].

Работа выполнялась в лаборатории кафедры «Экология и зоогигиена» Уральской ГСХА.

1.2.1 Определение жесткости воды

Степень жесткости воды определяется градусами. За 1 градус жесткости принимается содержание 10 мг CaO.

В колбу берут 100 мл исследуемой воды, 2 капли метилоранжа и титруют до слабо–розового окрашивания. Принято считать, что 1 мл 0,1н раствора HCl соответствует 2,8 мг CaO. Поэтому количество 0,1н HCl, пошедшего на титрование, умножают на 2,8 и получают градусы карбонатной жесткости.

После определения карбонатной жесткости в эту же колбу добавляют 20 мл щелочной смеси и кипятят 3 мин, затем охлаждают и добавляют дистиллированную воду до объема 200 мл, фильтруют. Для опыта берут 100 мл фильтрата, 2 капли метилоранжа и титруют 0,1н раствором HCl до слабо-розового цвета. Полученное количество мл, пошедшее на титрование, вычисляют из 20 и разницу умножают на коэффициент равный 2,8, что будет соответствовать градусам общей жесткости.

1.2.2 Определение общего железа в воде

Метод определения общего железа с радонистым аммонием основан на взаимодействии в сильнокислой среде окисного железа и радонита с образованием окрашенного в красный цвет комплексного соединения радонового железа. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации железа.

Приближенный метод. В пробирку наливают 10 мл воды, 1-3 капли концентрированной HCl, 2 капли 3% H2O2 и 4 капли 50% роданистого аммония. По интенсивности окрашивания раствора определяют содержание железа.

1.2.3 Определение нитратов

Приближенный метод. В пробирку наливают 1 мл исследуемой воды, прибавляют 1 мл сульфафенолового раствора так, чтобы его капли падали на поверхность воды. Параллельно ставят пробу с дистиллированной водой (контроль). Смесь в пробирках взбалтывают, оставляют в покое на 10 мин и определяют содержимое нитратов.

1.2.4 Определение азота нитритов

Приближенный метод. В пробирку наливают 10 мл исследуемой воды и добавляют 0,5 мл реактива Грисса, , а без нагрева при комнатной температуре определение производит через 20 мин после добавления реактива Грисса. И определяют содержание нитритов.

Определение степени загрязненности воды аммиачными соединениями.

Приближенный метод. В пробирку наливают 10 мл воды, 0,2 мл 50% раствора сегнетовой соли, 0,8 мл раствора Несслера. Количественное содержание определяют по изменению окраски раствора.

1.2.5 Определение меди

В колбу наливают 20 мл исследуемой воды и приливают последовательно 0,2 мл 50% раствора сегнетовой соли, 1 мл раствора 5% NH3, 0,1 мл 1% раствора крахмала и 1 мл 1% раствора диэтилдитиокарбоната натрия. Содержимое перемешивают. В присутствии меди раствор окрашивается в желтый цвет.

1.2.6 Определение фекального загрязнения воды

В пробирку наливают 10 мл воды. 3 капли 10% NaOH. Признаком фекального загрязнения является желтое окрашивание.

1.2.7 Определение синильной кислоты

В колбу наливают 15 мл воды, 5 мл 10% винной кислоты. Колбу закрывают предметным стеклом, на нижнюю поверхность которого наносят висячую каплю 1% AgNO3. при наличии синильной кислоты капля мутнеет.

1.2.8 Определение сульфатов

Источником растворенных в воде сульфатов являются различные осадочные породы, в состав которых входит гипс. Наличие сульфатов в воде может быть связанно с попаданием в водоем хозяйственно – бытовых и промышленных сточных вод.

Комплекснометрический метод основан на осаживании иона сульфата хромовокислого Na барием.

Методика исследования. 200 мл исследуемой воды нагревают до кипения, добавляют 5 мл суспензии ( 0,5 г хромовокислого бария и 1 мл 2,5н HCl), кипятят 3 минуты, затем добавляют 3 капли 5% NH3. Доводят объем до 250 мл дистиллированной водой, фильтруют. Для опыта берут 100 мл фильтрата, добавляют к нему 10 мл 10% KI, 10 мл 2,5н раствора HCl. Колбу ставят в холодную воду на 20 мин. Затем добавляют 1 мл 1% крахмала и титруют 0,05н Na2S2O3 до обесцвечивания. Расчет производят по формуле.

X=( 2,5 * н *1,6 * 1000)/в

Где:

н – нормальность Na₂S₂O₃

в – количество Na₂S₂O_3, пошедшего на титрование.

1.2.9 Определение хлоридов

Приближенный метод. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, добавляют 3 капли азотной кислоты (1:3) и прибавляют 3 капли 10% раствора нитрата серебра. Раствор встряхивают и по объему выпавшего осадка определяют наличие хлоридов.

1.2.10 Прямое определение фтора по методу С.М. Драчеву

В мерной колбе емкостью 1 л растворяют 0,3 г оксихлорида циркония. Отдельно растворяют 0,07 г ализаринмонофосфата натрия в 50 мл дистиллированной воды и медленно вливают раствор циркония при постоянном перемешивании.

Приготавливают смесь кислот:

• разводят 112 мл концентрированной соляной кислоты до 500 мл дистиллированной водой;

• прибавляют 37 мл крепкой серной кислоты к 400 мл дистиллированной воды и доводят по охлаждении до 500 мл.

К анализируемому раствору в литровой колбе приливают смесь кислот до метки и перемешивают. Через час реактив, изменивший свой цвет, готов к употреблению. Хранят его на холоде не более 60 дней.

Готовят стандартный раствор фтористого натрия, растворяя 0,221 г NaF в дистиллированной воде, доводя до 1 л. Рабочий раствор, содержит 0,11 мг фтора в 1 мл, приготавливают, разводя 100 мл запасного раствора до 1 л дистиллированной водой. Стандартный (запасной) раствор NaF, 1 мл которого содержит 0,01 мг фтора рассчитывается так:

NaF → F

42 19

как видно, 42 весовые части NaF соответствует 19 весовым частям фтора. Следовательно, 1 г. F будет соответствовать 42:19=2,21г. NaF. Если растворить в 1 л. дистиллированной воды 0,221 г фтористого натрия, то в нем будет содержаться 0,1 г. фтора, а в 1 мл. – 0,1 мг. Из этого раствора (запасного) берут 100 мл и разводят дистиллированной водой до 1 л. Таким образом, получают рабочий стандартный раствор, содержащий в 1 мл. 0,01 мг фтора.

Шкалу образцовых растворов готовят разделением 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 и 14 мл рабочего стандартного раствора до 100 мл дистиллированной водой, что соответствует содержанию фтора от 0,1; 0,2; 0,3; и т.д. до 1,4 мг в 1 л.

Методика исследования. В цилиндр из бесцветного стекла с отметкой 100 мл наливают испытуемую воду и прибавляют к ней и в цилиндры с образцовыми растворами точно по 5 мл ализаринцирконевой смеси из пипетки. Перемешивают и сравнивают испытуемую воду с образцовыми растворами.

При содержании фтора больше 1,4 мг/л испытуемую воду разбавляют. Необходимо стремиться, чтобы испытуемая вода и шкала были одинаковой температуры (в пределах 2^оС), так как усиление окраски зависит от
температуры. [7, 16 20, 21]

2. Проблемы использования воды на территории Уральского региона

Вода постоянно находится в движении, перемешиваясь с движением рек и морей, а также испаряясь с поверхности водоемов и выпадая затем в виде атмосферных осадков. Она аккумулирует тепло, влияет на распределение солнечной энергии на земле и образование различных по климатическим особенностям районов. Вода водоемов способна самоочищаться и обеззараживаться. Это сложный физико-химический процесс.[4]

Вода жизненно необходима. Она нужна везде – в быту, в сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода.

Живой клетке вода требуется как для сохранения своей структуры, так и для нормального функционирования; она составляет 2/3 массы тела. Вода помогает регулировать температуру тела, служит в качестве смазки, облегчающей движение суставов. Она играет важную роль в построении и восстановлении тканей тела.

При резком сокращении потребления воды человек заболевает или его организм начинает хуже функционировать. Вода нужна не только для питья, она помогает также содержать человеку в хорошем гигиеническом состоянии свое тело, жилище и среду обитания.

Вода, которую мы потребляем, должна быть чистой. Болезни, передаваемые через загрязненную воду, вызывают ухудшение состояния здоровья, инвалидность и гибель огромного числа людей, особенно детей. Такие болезни, как брюшной тиф, дизентерия, холера, анкилостомоз, передаются, прежде всего, человеку в результате загрязнения водоисточников экскрементами, выделяемыми из организма больных.

Через воду могут передаваться инфекционная желтуха, туляремия, водная лихорадка, бруцеллез, полиомиелит. Вода подчас становится источником заражения человека животными паразитами – глистами. С загрязненной фекалиями водой в организм человека могут попадать яйца некоторых паразитических червей. В кишечнике они превращаются в паразитов (таковы аскариды, острицы). Наконец, через воду иногда происходит заражение лямблиями, которые поражают тонкий кишечник и печень.

Присутствие железа в воде не угрожает нашему здоровью. Однако повышение содержание солей железа в воде придает ей неприятный болотистый вкус. Если в такой воде постирать белье, на нем останутся ржавые пятна. Подобные же пятна появляются на посуде, раковинах и ваннах.