Исследовательский проект «Экологические проблемы реки Кумы»

Введение

Обеспечение достаточным количеством качественной воды – серьезная проблема, над которой работают ученые во многих странах.

Нередко приходится слышать, что на протяжении жизни всего одного – двух поколений людей обмелела река, исчез ручей, высохло озеро.

Запасы пресной воды значительно сокращаются в связи с увеличением потребления воды промышленными и сельскохозяйственными предприятиями, вследствие обмеления рек и озер, загрязнения водоемов сточными водами, отходами производства.

Водные ресурсы, в частности ресурсы чистой пресной воды, являются важнейшим фактором, определяющим прогресс народного хозяйства. По мере развития научно-технического прогресса человек начал оказывать существенное влияние на гидросферу. Этому способствовали: строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов и систем переброски воды), увеличение площади орошаемых земель, обводнение засушливых территорий, урбанизация, загрязнение пресных вод промышленными, коммунальными стоками и др.

В наше время проблема сохранения воды стала проблемой, волнующей всех. Мы не можем больше полагаться на природу в деле снабжения чистой водой, поскольку расходуем и загрязняем ее в очень больших количествах. Беря воду у природы чистой, человек, в большинстве случаев, возвращает ее в меньших количествах, недостаточно или полностью не очищенной. Поэтому мы поставили перед собой цель – изучить экологические проблемы реки Кумы и найти пути их решения.

Задачи:

1. Разработать маршрут экологической тропы.

2. Изучить особенности реки.

3. Провести анализ химического свойства воды.

4. Разработать меры по охране реки.

Материал и методика

Паспорт на учебно-экологическую тропу:

Местонахождение – п. Терек, Буденовского района.

Проезд – от школы №12 по шоссе в сторону села Архангельского (примерно 4 км.) до моста, далее пешком – вниз к реке.

Сроки исследования с 25 сентября 2010г по 25 февраля 2011г.

Группой ребят из экологического отряда была разработана экологическая тропа вдоль реки Кумы, определены остановки и выполнение работ на них. На нашем маршруте мы выделили 4 остановки.

1 остановка — Знакомство с рекой

Краткая физико-географическая характеристика реки Кумы

В далеком прошлом, постепенно, с переменой климата в сторону засушливости, территория района обеднялась реками. Об этом в наше время свидетельствуют лишь многочисленные балки. Многие из современных балок имеют юго-восточное направление и протягиваются к долине реки Кумы. И такое направление их не случайно. Это древние долины притоков Кумы и направление их обусловлено также общим уклоном территории района на юго-восток, в сторону Каспийского моря. (см. рис. 1)

Река Кума заключает в себе особенности горной и степной реки, до города Георгиевска от истока, она имеет качество горной речки, а ниже до самого устья, Кума имеет все признаки степной реки. Берет она начало в Скалистом хребте Кавказа на высоте 2064м. над уровнем Мирового океана, из родника у северного склона горы Кумбаши.

При выходе из предгорий река поворачивает на юго-восток и направляет свои мутные воды в сторону Каспийского моря, не доходя до которого теряется в песках Прикаспийской полупустыни.

Долина Кумы, на территории Буденовского района широкая, левый, коренной берег ниже, правый достигает местами 50-100 метров относительной высоты. Общая длина реки от истока до устья составляет 328 км. Водосборная площадь реки составляет около 15500 км ².

Нами были проведены замеры реки на территории первой станции (у моста) и составлен профиль долины реки. (см. рис. 2)

В большей своей части река является по своему характеру степной и получает питание в основном за счет снегового таяния весной и меньше за счет дождей. Питание Кумы за счет грунтовых вод совершенно незначительное. И этой причиной только и можно объяснить весеннее половодье на реке, а летом и зимой наиболее малый сток. Иногда происходит повышение уровня воды в реке и осенью, за счет выпадения больших дождей в этот период года.

В среднем за сутки у Буденновска Кума проносит 32313,6м³ воды, что составляет около 15000 железнодорожных цистерн по 50 тонн каждая или примерно 300 поездов.

В тоже время средний расход воды в реке у с. Стародубского значительно больший и равен 5,07 м3 в секунду, так много воды не доходит до города Буденновска, расходуется на орошение.

Кума почти самая мутная река в Ставропольском крае, ее вода несет очень много почти невидимых глазами частиц глины. Величина этих глинистых частиц очень мала и достигает 0,05 мм, они придают воде бурый цвет.

По мутности река Кума даже превосходит реку Кубань. В одну секунду в русле Кумы вместе с водой проносится в среднем в году 5,91 кг глины.

А в 1 м3 воды в зависимости от времени года содержится глинистых частиц:

В январе – 1120 гр., в апреле – 3140 гр.,

В марте – 1000гр., в августе – 4180 гр.

Вместе с тем, вода реки кроме частиц глины, еще содержит и много различных растворенных солей. Подсчитано, что Кума у с. Стародубского за год проносит 300 тысяч тонн различных солей, или примерно по одному килограмму в каждом кубометре воды.

2 остановка – подготовка к химическому исследованию

Прежде чем проводить исследования воды в реке, мы познакомились с основными загрязнителями водных объектов.

Загрязнителями воды являются все химические вещества, так или иначе загрязняющие воду, делающие ее непригодной для питья. (рис.3)

Загрязнитель

Естественные (природные) Антропогенные

Первичные (непосредственно Вторичные (в ходе разложени

из источника загрязнения) я первичных или хим. реакций)

Нестойкие Стойкие

(быстро разлагающиеся) (неразлагающиеся)

Рис.3. Классификация загрязнителей

Загрязняющие вещества принято делить на три основные группы: органические нетоксичные; минеральные и органические токсичные; смешанные.(См. табл. №1)

Таблица №1

Группы загрязняющих веществ

Различные загрязнители сточных вод могут изменять кислотность воды, ее солевой состав, жесткость, запах, вкус, цвет, прозрачность. В итоги происходит коренное изменение гидрохимического режима реки.

Мы провели расследования по факту загрязнения реки Кумы, основной водной артерии Буденовского района. Но, к сожалению, она давно ассоциируется у местных жителей с канавой, помойкой, а не с чистой рекой, в которой можно без забот купаться. Еще вначале 60-х годов река являлась экологически чистой, хотя вода в ней не отличалась прозрачностью. Здесь водились крупные раки, усачи, караси. Воду можно было даже пить, если она отстоялась сутки.

Нами было выяснено, что источниками загрязнения реки Кумы в Буденновском районе являются:

1. Промышленность: поступают неочищенные отходы производства прилежащих заводов. Так, в августе 2007г Буденовским межрайонным прокурором возбуждено уголовное дело по факту загрязнения реки Кумы. По результатам проверки возбуждено уголовное дело по части 1 ст.250 УК РФ (загрязнение вод). Согласно акту проверки, установлено, что река была загрязнена в результате несанкционированного сброса ООО «Российская пивоваренная компания» загрязненных сточных вод. Объем сброса сточных вод составил 648 куб. метров. Общий размер ущерба составляет 180 700 рублей. Проверку проводило Управление Ростприроднадзора по Ставропольскому краю. В настоящее время уголовное дело находится в производстве Буденновской межрайонной прокуратуры. (по данным Интернет-сайта Буденновского района)

2. Через атмосферу. Так, на территории города Буденновска находится крупнейший в стране завод по производству полимерматериалов. В связи с этим загрязняется воздух, а затем через «кислотные» дожди попадают в реку такие вредные вещества как: аммиак, диаксид азота, диаксид серы, оксид углерода и др.

3. Сельское хозяйство. В сельской местности распашка земель производится до самого уреза воды, происходит вырубка прибрежной растительности, затапливаемые участки поймы обрабатываются пестицидами, загрязнение воды химическими удобрениями и навозной жижей, стекающей с территории близко расположенных к реке скотных дворов.

4. Автотранспортные предприятия. Сточные воды образуются при наружной мойке автомобилей. Стоки содержат нефтепродукты, сульфаты, хлориды, щелочи, краски, железо.

5. Канализационные сети. В сельской местности, да и на окраине г. Буденновска множество переполненных выгребных ям, разрушенных туалетов. Канализационные сети развиты крайне слабо или обветшали. Есть случаи, когда выгребные ямы не выкачиваются, а сток происходит в дренажную канаву. (см. фото 1)

6. Бытовые отходы. В долине Кумы большое количество свалок (особенно вдоль автотрассы), мусор с которых попадает в воду вместе с дождевой водой. (см. фото 2)

3 остановка – химическая лаборатория.

Химический анализ воды был проведен в лабораторных условиях школы. Нами были проведены опыты по обнаружению различных ионов.

Опыт №1 – обнаружение ионов аммония.

В пробирку поместили 10 мл. пробы. Прибавили 5 мл. реагента, через 2-3 мин. Выпал желтый осадок, это доказывает наличие ионов аммония.

Опыт №2 – обнаружение нитрат – ионов.

К 10 мл. пробы воды по каплям добавляли реагент, произошло окрашивание воды в голубой цвет, что говорит о наличии более 1 мг/л нитрат-ионов.

Опыт №3 – обнаружение катионов железа.

К 10 мл. пробы воды прибавляли 1 каплю азотной кислоты, затем 2-3 капли перекиси водорода и ввели 0,5 мл. тиоцината аммония. Произошло окрашивание в красный цвет, что говорит об избыточном содержании железа.

Опыт №4 – обнаружение сульфат-ионов.

К 10 мл. пробы воды прибавляли 2-3 капли соляной кислоты и приливали 0,5 мл. раствора хлорида бария, в результате реакции выпал белый осадок, что говорит о наличии сульфат-ионов.

Опыт №5 – обнаружение фосфат-ионов.

К 10 мл. подкисленной воды прибавляли 2,0 мл. молибдата аммония и по каплям вводили раствор хлорида олова. Реакция – бледно-голубая окраска.

Опыт №6 – обнаружение хлорид-ионов.

К 10 мл. пробы воды прибавили 3-4 капли азотной кислоты и прибавили 0,5 мл. раствора нитрата серебра. Выпал белый осадок.

Вывод: В результате опытов мы выяснили, что в воде содержатся различные ионы.

По данным исследований управления Ростприроднадзора по Ставропольскому краю мы выяснили в каких количествах содержатся эти примеси: см. табл. 2

Таблица №2

Определяемые ингредиенты

По данным таблицы мы видим, что содержание нитрат-ионов и фосфат-ионов находятся в допустимой норме, остальные превышают допустимые нормы.

Экологические заметки

-Так как нефть легче воды, то при попадании в водоем она растекается, при этом 50-70% испаряется с поверхности, а до 5% (в основном наиболее токсичные ароматические углеводороды) растворяются. Тяжелые фракции нефти с температурой кипения выше 370 С остаются на поверхности и, постепенно уплотняясь, со временем оседают на дно.

-Для загрязнения воды хватает совершенно незначительных количеств нефти, ведь уже при содержании нефтепродуктов от 0,001 до 1 мг/л вода приобретает специфический запах и привкус.

4 остановка – знакомство с оросительной системой хозяйства п. Терек

ВЫЯСНИЛИ:

• Буденновский район относится к числу развитых в сельскохозяйственном отношении районов. В условиях недостаточного увлажнения для искусственного орошения используют воды реки Кумы, уже в 1886г, как говорит геолог Иванов Г.А., воды Кумы использовались для орошения. В 1927г началось строительство Терской обводнительной, оросительной системы. В 1960г вошел в строй Терско-Кумский канал, а в 1964г Кумско-Маныческий. В настоящее время железо-бетонное покрытие каналов обветшало (см. фото3), наблюдается большое скопление мусора в русле канала.

• Все орошаемые земли обустроены дренажом. Весь объем дренажных вод отводится в естественную гидрографическую сеть без предварительной очистки, что приводит к изменению гидрохимического состояния реки, загрязнению воды взвешанными веществами, остаточными количествами минеральных удобрений, пестицидов, применяемых на орошаемых землях.

Вывод: Забор воды на орошение сельхозугодий производится из реки Кумы, и сброс неиспользованной воды тоже происходит в реку. Нынешнее состояние ирригационной системы не улучшает качество воды в реке, а наоборот усиливает экологические проблемы.

Еще одной основной проблемой считается проблема эксплуатации водных ресурсов. Основным источником питьевого водоснабжения и водных ресурсов Российской Федерации является речной сток. В Ставропольском крае процент экономии свежей воды за счет оборотного водоснабжения края остался на прежнем уровне – 23%. Но, по прежнему, велики потери воды при транспортировке. Велик процент износа труб.

Заключение

Воды реки Кумы содержат в себе вредные, а то и ядовитые примеси, которые попадают сюда от промышленных предприятий, попадают воды, загрязненные отходами со свалок, ядохимикатами, удобрениями сельскохозяйственных культур. Эти загрязнения не безвредны. Попадая в воду, они снижают урожайность сельскохозяйственных культур, вызывают гибель планктона, накапливают и вызывают отравление организма человека.

Воды реки загрязнены и требуют охраны.

Предлагаем мероприятия по охране и защите реки на Федеральном уровне:

• Строительство предприятий с замкнутой системой водооборота

• Строительство очистных сооружений

• Производить физико-химическую очистку – осаждение с помощью реагентов в нерастворимое состояние, разбавление растворов, хлорирование, озонирование.

• Применять биологические методы – использование микроорганизмов, потребляющие эти вредные примеси.

• Замена стальных труб на трубы из пластмассы, которые не корродируют.

• Ответственность в законодательном порядке за нарушение правил водопользования.

Мероприятия по охране и защите реки на местном уровне:

• Сельской администрации провести инвентаризацию отходов производства и потребления воды.

• Осуществить проектирование и канализирование частного сектора города Буденновска и населенных пунктов района.

• Главам хозяйств провести реконструкцию оросительной системы.

• Всем гражданам:

— вовремя расчищать те или иные участки русла реки;

— провести работы, связанные с берегоукреплением, посадкой на берегах деревьев;

— строительство водопойных площадок для скота;

— повышение культуры пользования реками, озерами и другими водоемами;

— усилить экологическую пропаганду и непрерывность экологического образования.

Вода!

У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха.

Тебя невозможно описать.

Тобою наслаждаются не ведая, что ты такое

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни.

Ты – есть сама жизнь!

Ты – самое большое богатство на свете!

Вода – живая кровь, без которой нет жизни!

Используемая литература:

-И.Т. Суравегина В.М. Сенкевич «Как учить экологии» «Просвещение» 1995

-В.Ф. Вишнякова «Экология Ставропольского края» Ставрополь 2000

— Интернет – сайт Ставропольского края и Буденновского района

— материалы дипломной работы