Екологічний проект:
“Дослідження рівня забрудненості
річки Лючки методом біоіндикації.”
Роботу виконала:
Уруська Марія Іванівна
учениця 10 класу
Середньоберезівського ліцею
Керівник проекту:
Перцович Світлана Миколаївна
вчитель біології
Середньоберезівського ліцею
2021 рік
Тип проекту
Учасники проекту:
Актуальність обраної теми
3
їхньої забрудненості .Зниження чисельності макробезхребетних вказує на зміну біологічних процесів у річках .
Мета дослідницької роботи роботи:
Основні завдання роботи:
Термін виконання : вересень- листопад 2021 р.
Етапи реалізації проекту:
4
Очікувані результати
1.Зросте рівень теоретичних і практичних знань.
2.Покращаться навики роботи із науковою літературою,сучасними публікаціями і технологіями.
3. Покращиться рівень обізнаності щодо екологічного стану р.Лючки.
4.Результати проведених досліджень можна використовувати при екологічному прогнозуванні, розробці заходів з охорони,
збереження та відновлення багатства водойм України.
Ресурси
Людські,інформаційні,матеріальні.
Гіпотеза: на різних ділянках річки,обраних для експерименту з
різним рівнем антропогенного навантаження,видовий
склад макробезхребетних буде різний .
Наукова новизна роботи : полягає у визначенні якості води , веденні екологічного моніторингу за змінами її стану.
Об’єкт дослідження: екологічний стан річки Лючки у місцях антропогенного навантаження та відносно чистому місці.
Предмет дослідження: безхребетні тварини прісноводної водойми.
Методи дослідження: моніторинг, експеримент, аналіз, синтез.
5
РОЗДІЛ 1 . ВСТУП
Життя людини тісно пов’язане з водою, без неї неможливе існування всього живого на Землі. З розвитком цивілізації ставлення до водойм, на жаль, змінилося. Надмірне навантаження на водойми призвело до порушення природної рівноваги і спричинило кризовий стан багатьох з них. Значне погіршення якості води природних водойм є надзвичайно серйозною проблемою в Україні. У результаті діяльності людини у водойми разом із промисловими, комунальними стоками надходить та акумулюється велика кількість різноманітних забруднюючих речовин: важкі метали, пестициди, гербіциди, поверхнево-активні речовини. Саме тому дуже важливо знати, якою є якість води у наших водоймах.
В наш час оцінка впливу абіотичних, біотичних та антропогенних чинників на живі організми за допомогою біологічних об’єктів набуває все більшого значення у зв’язку з тим, що їх чутливість до змін, що відбуваються у ряді випадків значно вища ніж існуючих фізичних та хімічних методів.
Найбільш розповсюдженою є біоіндикація стану довкілля за зміною видового складу. Водні тварини у зв’язку з особливостями морфології та анатомії можуть бути біоіндикаторами стану водойм та слугувати об’єктами глобального моніторингу водних екосистем взагалі.
Малі та середні річки та їх водозбірні басейни несуть найбільше антропогенне навантаження за ступенем використання водних і земельних ресурсів.
Висока розораність земель, порушення агротехніки обробітку ґрунтів, недостатня лісистість водозборів посилюють ерозійні процеси. Ерозія ґрунтів призводить до замулення, забруднення та заростання річок і водойм, і є одним із основних дестабілізуючих чинників.
Оскільки екологічна ситуація постійно змінюється, що залежить від багатьох факторів, то слід постійно проводити моніторинг навколишнього середовища. 6
РОЗДІЛ 2
I . Підготовчо - діагностичний етап.
Цей етап розпочали з обговорення проблеми з учасниками проекту.
Перш за все визначили етапи проекту:
Визначили мету та завдання проектної роботи,термін виконання,етапи реалізації та очікувані результати Підготували обладнання для виконання дослідів.
Практична частина роботи була здійснена спільно із представниками НПП «Гуцульщина», оскільки дана річка знаходиться на їхній території. Також,щоб отримати підтримку з боку дирекції школи,вчителів природничого циклу ,учнів школи,провели лекцію для учнів і вчителів школи на тему « Джерела забруднення річок.».
ІІ. Моделюючий етап.
На цьому етапі я опрацювала літературу з даної теми:
2.1 Фізико- географічне положення річки Лючка.
Річка Лючка має загальну довжину 42 км.,у тому числі в межах Косівського району 28 км. Площа басейну -397 км.кв.Живлення змішане. Замерзає річка на початку грудня,скресає у березні.
7
Її витоки розташовані нижче сідловини між вершинами Рокита Мала і Рокита Велика. Основна течія відповідає Ославській міжгірській долині, що межує зі Слобода-Рунгурським структурним ерозійним низькогір'ям, а також пролягає по межі Пригорганського та Покутсько-Буковинського Передкарпаття. Складна будова території басейну Лючки вплинула на характер поздовжнього профілю днища її долини. Водночас, інтенсивне неотектонічне підняття спричинило врізання річки і формування відповідного русла практично вздовж усієї течії. Це ж впливає і на відносні висоти інших частин днища долини. Вона спрямована вздовж межі гір. Ширини її становлять 0,5-1 км. Є відносні звуження та розширення. На початку ділянки русло врізане і обмежене уступами з висотами 8-13 м. Але чітко виражений нахил місцевості вздовж течії річки і долини Дно долини також прорізують тимчасові невеликі водотоки, ускладнюючи його рельєф.. Наступна ділянка характеризується звуженим днищем долини. Його ширини становлять 300-230 м, а в нижній частині зверх 500 м. У верхній частині ділянки русло обмежене уступами висотою 4-5 м, деколи до 15 м, а у нижній частині розвивається більш вільно. Тут формуються відносно невеликі елементи заплави з відносними висотами орієнтовно 2 м. На ділянці спостерігається лівобічне притиснення русла, яке пом’якшується в нижній частині. Внутрішні відмінності в будові ділянки найбільше пов’язані з її розширенням у нижній частині. Назва ділянки – Середньо-Березівська.
Нижче за течією сформована невелика проте широка ділянка днища долини р. Лючка, що пов’язана із впадінням крупного правобічного допливу – р. Акра і поєднанням з її долиною. Ширини днища долини тут досягають 0,8 -1 км. Русло річки на даній ділянці частково обмежене уступами з висотами 1-3 м. На правобережжі переважають відносні висоти днища долини 3-8 м, а на лівобережжі до 15 м. Назва ділянки – Акринська.
8
Наступна ділянка достатньо широка, відносно прямолінійна. Основні елементи днища, це пологі схили з відносними висотами на початку ділянки 5-20 м, а в нижній частині 10-20 м. Ділянка характеризується переходом від правобічної до лівобічної асиметрії при переважанні першої у верхній і середній частині. З цим же пов’язані основні відмінності у будові ділянки. Відповідно, на правобережжі терасові масиви спочатку ділянки відносно невеликі, а більший масив сформований тільки в нижній частині. Назва ділянки – Нижньо-Березівська. Тільки у верхній частині ділянки відносні висоти від урізу річки швидко збільшуються до 5 м. У центральній та нижній частині лівий берег більш пологий. Так само дещо змінюються відносні висоти терас. У верхній частині ділянки 10- 15 м, у центральній та нижній 5-10 м. Там, де русло річки притискається до правого борту долини виникають урвища висотою від 15-35 м. Назва ділянки – Яблунівська.
У межах Косівського району найбільшими її притоками є:Мала Лючка, Ратунзява,Варатик,Лунга,Акра, Рушір,Кошелівка.Ширина заплави до с.Люча має 10-20 м.Нижче с.Люча її ширина досягає 150 м. Русло слабозвивисте,пересічна ширина складає 6-12 м.(найбільша 32 м.).Середня глибина -0,4 м,найбільша 1,0-1,5 м.
9
2.2 Причини забруднення річок.
Малі та середні річки та їх водозбірні басейни несуть найбільше антропогенне навантаження за ступенем використання водних і земельних ресурсів.
Висока розораність земель, порушення агротехніки обробітку ґрунтів, недостатня лісистість водозборів посилюють ерозійні процеси. Ерозія ґрунтів призводить до замулення, забруднення та заростання річок і водойм, і є одним із основних дестабілізуючих чинників.
Вкрай негативно на стан річок впливає забудова прибережних земель, особливо заплавних. При забудові зменшується пропускна спроможність річок внаслідок чого при проходженні повеней і паводків рівні води значно зростають, у зв'язку з чим постає проблема додаткового захисту населених пунктів та територій.
Санітарний стан річок (ступінь їх забруднення і якість води) залежать від природних чинників, господарської діяльності людини, благоустрою населених місць і ефективності водоохоронних заходів.
До природних чинників належать літня межень, коли у більшості малих річок і ставків підвищується інтенсивність цвітіння води, зневоднюються ставки і річки, коли у засушливі роки з цих водоймищ забирається велика кількість води для зрошення і частина її випаровується. Природні забруднення можуть надходити у малі річки з паводками і зливовими водами. При цьому у водоймище вносяться розчинні і нерозчинні забруднення: сміття, залишки рослинності (харчові відходи, гній, пестициди тощо).
Основною причиною забруднення водойм – скидання в них неочищених або недостатньо очищених стічних вод промисловими підприємствами, а також підприємствами комунального та сільського господарства .Джерел попадання забруднень у водойми (стоків) багато, і їх кількість все зростає. Ось деякі із стоків:
10
добрив й гербіцидів;
водоймах, що тягне за собою ряд наслідків.
11
2.3. Біотичні індекси в системі екологічного моніторингу водних об’єктів
Оцінка якості води є пріоритетним завданням екологічного моніторингу. На її основі здійснюють класифікацію за ступенем придатності води для основних видів водоспоживання та розробляють стратегії щодо можливого зниження антропогенних навантажень і мінімізації негативних впливів. Визначення якості середовища та антропогенних змін водних екосистем проводиться сьогодні за абіотичними параметрами, однак отримати за ними повну характеристику неможливо, оскільки основний критерій – реакція живих організмів, що проживають у водному середовищі, залишається неврахованим. Тому назріла потреба у використанні якісно нових підходів для оцінки чистоти води, особливо зважаючи на той факт, що для окремих елементів гранично допустимі концентрації (ГДК) взагалі не регламентовані, а показники ГДК давно переступили межу, що відділяє допустимий і небажаний рівні забруднення навколишнього середовища. Один із основних та визнаних методів оцінки якості водного середовища, за хімічними та біологічними показниками є метод біоіндикації. Живі організми завжди чітко реагують на негативні дії будь-якого походження, незалежно від їх врахованості та ступеня вивченості, тому використання індикаційних можливостей біологічних об’єктів набуває все більшого значення.
У системі екологічного моніторингу поверхневих вод існує ряд біологічних принципів і понять, використання яких дозволяє оцінити якість води, уніфікувати та обґрунтувати отримані результати і є необхідними при розробці й реалізації моніторингових програм незалежно від регіону, де проводиться біоіндикація. Біотичні індекси мають власну бальну градацію і, відповідно, можуть безпосередньо оцінювати якість води за видовим багатством або числом видів у певних таксономічних групах, структурними,
12
таксовими і віковими показниками угруповань, функціональними показниками (виділення груп за типом харчування) тощо. Гідробіологічі показники оцінки якості води вважаються найбільш чутливими, оскільки дозволяють зафіксувати як вплив попередніх умов на стан водних екосистем, так і передбачити майбутні зміни видового складу, що не можливо встановити жодними іншими методами.
Trent Biotic Index (ТВІ) був розроблений Woodiwiss для індикації води англійської річки Trent і є одним з найпоширеніших індексів, що використовуються у країнах ЄС, СНД і інших країнах світу. Індекс заснований на двох параметрах бентосного угруповання: загальне різноманіття безхребетних, що населяють водойму, та наявність у ній організмів, що належать до біоіндикаторних груп. Хоча багато організмів можна використовувати для моніторингу якості води, але оптимальними біоіндикаторами слугують лише ті, що володіють "ідеальними" характеристиками: таксономічною виразністю і можливістю легкого розпізнавання; поширеністю, щоб можна було співставити отримані результати; значною кількістю, що дозволить безперешкодно і багатократно відбирати зразки; достатньо великими розмірами для полегшення відбору зразків і класифікації; обмеженою рухливістю і відносно тривалим періодом життя; наявністю даних про екологію організму. Цим характеристикам повністю відповідають макробезхребетні, які є належними індикаторами локальних умов і специфіки місцевих впливів. Макробентос моментально реагує навіть на короткочасні зміни навколишнього середовища. Відібрати їх зразки можна без дорогого обладнання та з мінімальним втручанням у природне середовище водойми. Макробезхребетні широко представлені у більшості річок, потоків, крім того, різноманіття їх популяції зберігається навіть у малих струмках, де наявні лише кілька, або й відсутні взагалі, види риб. Цих безхребетних нескладно ідентифікувати.
13
Робочу шкалу для визначення індексу ТВІ подають у вигляді таблиці (таблиця 2.3.1). Орієнтуючись на послідовність розташування біоіндикаторних видів, проводять їх пошук у водоймі, починаючи із чутливих до забруднення груп організмів – веснянок, потім одноденок, волохокрильців і т.д. При підвищенні ступеня забруднення водойми представники біоіндикаторних груп зникають із угруповання в тому порядку, у якому вони розташовані у таблиці, тобто зі складу донних організмів спочатку зникають німфи веснянок. При найбільшій інтенсивності забруднення у водоймі залишаються лише деякі хірономіди та олігохети.
Також оцінюють загальну кількість груп тварин. Під групою розуміють: будь-який вид плоских червів; малощетинкових червів (крім р. Nаis); р. Nais; будь-який вид молюсок, п'явок, ракоподібних, водних кліщів; веснянок, перетинчастокрилих жуків; одноденок (крім Baetis rodani); будь-яку родину волохокрильців; родину комарів дзвінців (крім видів р. Chironomus sp.), рід Chironomus (личинки – мотиль); личинки мошок Simuliidae; кожен відомий вид личинок літаючих комах
Таблиця 2.3.1
Робоча шкала для визначення біотичного індексу ТВІ
Організми-біоіндикатори |
Видове різноманіття |
Загальна кількість присутніх груп бентосних організмів
|
|||||
0-1 |
2-5 |
6-10 |
11-15 |
16-20 |
>20 |
||
Личинки веснянок (Plecoptera) |
Більше 1 1 вид |
– – |
7 6 |
8 7 |
9 8 |
10 9 |
10 |
Личинки одноденок (Ephemeroptera) (крім Baetis rhodani) |
Більше 1 1 вид |
– – |
6 5 |
7 6 |
8 7 |
9 8 |
10 9 |
Личинки волохокрильців (Trichoptera) та/або Baetis rhodani |
Більше 1 1 вид |
– 4 |
5 4 |
6 5 |
7 6 |
8 7 |
9 8 |
Бокоплави (Gammarus) |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Водяний ослик (Asellus aquaticus) |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Олігохети (Tubificidae) та/або личинки дзвінців (Chironomidae) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Всі наведені групи відсутні |
0 |
1 |
2 |
– |
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
Можливі ступені забруднення води оцінюють, виходячи із отриманого біотичного індексу, що виміряється в балах від 0 до 10, та класифікують таким чином (таблиця 2.3.2):
Таблиця 2.3.2.
Класифікація якості води за біологічними показниками
Клас якості води |
Ступінь забруднення |
Біотичний індекс |
1 |
Дуже чиста |
10 |
2 |
Чиста |
8 – 9 |
3 |
Помірно забруднена |
6 – 7 |
4 |
забруднена |
5 |
5 |
Брудна |
3 – 4 |
6 |
Дуже брудна |
0 – 2 |
Отримані результати цінні і тим, що їх легко можна співставити із результатами, отриманими з використанням інших загальноприйнятих методик, зокрема досліджень хімічного складу води за органічними і неорганічними речовинами. Наприклад, якість води можна оцінювати за рівнем сапробності, тобто за ступенем насичення води органічними речовинами. Водні об'єкти або їх ділянки залежно від вмісту органічних речовин поділяють на полісапробні (за біотичним індексом це 0-2 бали, або 6 клас якості), ά-мезосапробні (3-5 балів – 4-5 клас якості), β-мезосапробні (6-7 балів – 3 клас якості) та олігосапробні (8-10 балів – 1-2 клас якості).
Таким чином, біоіндикація за індексом ТВІ займає належне місце в системі екологічного моніторингу водних об’єктів , та має надзвичайно велике значення в період загрози забруднення навколишнього середовища побутовими відходами. Результати таких досліджень будуть враховуватися при визначенні природоохоронної стратегії та ідентифікації негативних факторів навколишнього середовища, що стали причиною змін біооб’єктів.
15
РОЗДІЛ 3. Результати
Практичний етап
3.1 Встановлення гідропостів на річці Лючка.
Мною було встановлено три гідропости на річці Лючка , де ведуться систематичні спостереження за відгуками біоти на зміну стану забруднення довкілля.
Пункт №1 розміщений у с.Середній Березів. Потенційних забруднювачів води в межах 500м у обидві сторони від гідропосту не виявлено.
Пункт № 2 розміщений у с.Нижній Березів, 50 м нижче від виявлених джерел забруднень (нечистоти з прилеглих будівель, де утримуються свійські тварини).
16
Пункт №3 розміщений на межі с.Середній Березів і с.Нижній Березів, біля мосту, що з’єднує ці села у місці інтенсивного рекреаційного навантаження у літній період та нагромадження побутових і промислових відходів у зв’язку із близькістю розташування ринку с.Середній Березів
17
3.2 Визначення індексу ТВІ за наявними групами безхребетних тварин.
Таблиця 3.2.1
Індекс Вудівісса (ТВІ) та присутні групи безхребетних тварин
на гідропостах р.Лючки
Індикаторні групи безхребетних тварин |
№ Гідропосту |
||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
|
||||||||||||||
15 09 |
25 09 |
10 10 |
20 10 |
15 09 |
25 09 |
10 10 |
20 10 |
15 09 |
25 09 |
10 10 |
20 10 |
||||||
Малощетинкові черви |
2 |
3 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
- |
- |
- |
1 |
|||||
Р.Nais |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|||||
Молюски |
2 |
3 |
1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
- |
1 |
- |
- |
|
||||
П’явки |
2 |
- |
- |
- |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|||||
Ракоподібні |
2 |
3 |
2 |
2 |
2 |
3 |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
|||||
Водяні кліщі |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
2 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
2 |
|
||||
Личинки веснянок |
2 |
2 |
2 |
1 |
2 |
2 |
3 |
2 |
- |
- |
- |
- |
|
||||
Перетинчастокрилі |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
- |
- |
|
||||
Жуки (водяні) |
2 |
2 |
2 |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
|||||
Одноденки |
2 |
3 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
1 |
|||||
Волохокрильці |
3 |
3 |
4 |
2 |
3 |
3 |
2 |
1 |
4 |
5 |
2 |
1 |
|||||
Личинки комарів-дзвінців |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|||||
Р.Chiromonus sp. (мотиль) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|||||
Личинки мошок Simuliidae |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
||||
Комарі-кровососи |
- |
-
|
-
|
-
|
- |
-
|
-
|
-
|
- |
-
|
-- |
-
|
|||||
Молюски двостулкові |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|||||
Різнокрилі бабки |
1 |
1 |
1 |
1 |
- |
-
|
-
|
-
|
- |
-
|
1
|
-
|
|||||
Кожен інший відомий вид |
2 |
2 |
3 |
2 |
- |
- |
- |
- |
2 |
1 |
1 |
- |
|
||||
Індекс ТВІ |
9 |
8 |
8 |
7 |
8 |
8 |
8 |
8 |
6 |
6 |
6 |
5 |
|||||
Встановлено, що біотичні індекси цієї водойми коливаються в межах 8-9 балів,і 6 балів що, згідно класифікації якості води за біологічними показниками відповідає 2і 3 класу якості води та визначає її як чисту воду та помірно забруднену, згідно розподілів ступеня забруднення (таблиця 2.3.2). Характерно, що потенційні забруднювачі, розташовані у межах гідропостів 2, 3 незначно впливають на видове різноманіття макробезхребетних, що свідчить про високу наразі здатність до самоочищення річки Лючки, стабільно високий рекреаційний потенціал та достатню резервну ємність водойми у плані відновлення біотично значимих індикаторних видів.
19
Личинки веснянок і дорослі веснянки.(Piecoptera)
Личинки одноденок і дорослі одноденки.(Ephemeroptera)
20
Личинки волохокрильців та дорослі волохокрильці.(Trichoptera)
Бокоплав (Gammarus)
21
РОЗДІЛ ІV. Висновки. Впровадження.
Заключно-аналітичний етап
1. Опрацювання літератури з даної проблеми та ряд проведених дослідів дають змогу проаналізували процеси природних та антропогенних змін природного водного об’єкту – річки Лючка.
2. Провели комплексну екологічну оцінку поверхневих вод.
3. Антропогенне навантаження річки за походженням можна розділити на: побутове, сільськогосподарське, технічне
4. Проведено дослідження видового складу макробезхребетних – індикаторів. На ділянці №1 виявлено 11 видів макробезхребетних, на ділянці №2 – 8 видів і на ділянці 3№ - 5 видів гідробіонтів
5.За допомогою макробезхребетних був визначений індекс Вудівісса . Індекс ТВІ на ділянці №1 становить 8-9. Таке значення індексу вказує, що вода другого класу якості, тобто (водойма чиста).
На ділянці№ 2 індекс Вудівіса – 8, вода другого класу якості, тобто (водойма чиста).
На ділянці№ 3 індекс ТВІ становить -6, що означає, що вода третього класу якості(водойма помірно забруднена) .
6. За допомогою методів біоіндикації по макробезхребетним встановлено, що рівень забруднення річки Лючки в межах сіл Середній Березів і Нижній Березів має різний ступінь забруднення,але знаходиться в межах другого і третього класу якості чистоти водойм.
На цьому етапі :
І. Отримані дані досліджень під час роботи над проектом використані для створення інформаційних бюлетенів « Збережімо річки ! », які було роздано класним колективам . 22
ІІ.Налаштовано співпрацю із НПП «Гуцульщина» з метою подальшого моніторингу екологічного стану річки і опрацювання отриманих результатів.
ІІІ. Провела разом із керівником проекту тематичну лінійку в школі, стосовно причин забруднення нашої річки та його впливу на живі організми.
ІV.Виготовила плакат- постер із описом мого дослідження ,взяла участь в олімпіаді з екології.
23
Список використаних джерел.
1.Мальцев В.І.,Карпова Г.О.,ЗубЛ.М. Визначення якості води методами біоіндикації.-Київ 2011.112с.
2.Карпова Г.,Зуб Л.,Мельничук В.,Проців Г.,Оцінка екологічного стану водойм методом біоіндикації.,Бережани-2010. 32с.
3.Пророчук В.В.,Стефурак Ю.П.,Держипільський Л.М.,Національний природний парк «Гуцульщина» Львів-Косів .2013.408с.
4.Кузнєцов Р. Біоіндикація.,Надвірна .2015.-141 с.
5.НикифороВ.В.,ДігтярО.В.МазницькаО.В. Біоіндикіція та біотестування Кременчук 2016-76 с.
6.Запольський А.К. Основи екології.-Київ:Вища школа 2004.-382 с.
7.https://www.google.naurok.com.ua,viznachennya-stanu-navkolishnogo-seredovischa-za-dopomogoyu-bioindikatoriv-15516.
8. https://www.google.com.ua/url.wikipedia org.
24