Охорона і раціональне використання водних ресурсів

«Вода!.. Ти не просто необхідна

для життя, ти і є саме життя.

Ти – найбільше у світі багатство».

А. Сент-Екзюпері

Тема: Охорона і раціональне використання водних ресурсів

Мета: навчальна: систематизувати і поглибити знання за темою: «Охорона і раціональне використання водних ресурсів»

розвивальна: формувати вміння і навички роботи з додатковим матеріалом; удосконалювати вміння застосовувати теоретичні знання на практиці;

виховна: формувати відповідальне відношення до охорони навколишнього середовища; виховувати зацікавленість до екології, уважність, допитливість; моделювати позитивний погляд і поведінку в природі.

Обладнання: роздатковий матеріал, сигнальні картки зеленого, жовтого і червоного кольорів, плакати, ноут-бук, мультимедійний процесор.

Тип заняття: бінарне заняття.

Міжпредметні зв'язки: географія, біологія, хімія, мікробіологія.

План-схема заняття

Хід заняття

І. Організаційний етап

Звучить шум води.

Гра «Світлофор»

Викладач вітає студентів, бажає їм гарного настрою, позитивного спілкування й активної роботи. Пропонує визначити їхній емоційний стан за допомогою сигнальних карток зеленого, жовтого та червоного кольорів.

ІІ. Перевірка домашнього завдання

1) Вправа «Вірю-не вірю»:

1. Вода – це рідина без смаку, запаху, кольору, яка міститься в складі всіх живих істот. Є вона у грунті і в повітрі. Вода перебуває у трьох основних станах: рідкому, твердому, газоподібному. Стан води залежить від температури.                                                                                                  (Вірю)

2. Організм людини приблизно на 85% складається з води. З віком вміст води в організмі збільшується.                            (Не вірю. Організм людини приблизно на 65% складається з води. З віком вміст води в організмі зменшується.)

3.Природна вода має здатність до самоочищення під впливом природних факторів: сонячного світла, атмосферних газів, життєдіяльності організмів. (Вірю)

4. Поверхня земної кулі на 2/4 вкрита водою. (Не вірю. Поверхня земної кулі на 3/4 вкрита водою)

5.Вода – гігантський двигун у природі. Сонце випаровує на Землі за одну хвилину мільярд тонн води.                                                                      (Вірю)

2) Бліцопитування методом «ланцюжок»

1. Чим забруднюється вода?

Водойми забруднюються стічними водами промислових і комунальних підприємств, під час заготівлі, обробки і сплаву лісоматеріалів, водами шахт, копалень, нафтопромислів, викидами водного, залізничного і автомобільного транспорту.

2. Чим шкідливі солі важких металів, які потрапляють до водойми?

Іони важких металів спочатку поглинають водяні рослини. Далі по ланцюжку живлення вони надходять до рослиноїдних тварин, потім – до хижаків. Іноді концентрація цих металів у десятки разів перевищує їхню початкову концентрація у водоймищі.

3. Скільки води на нашій планеті?

Загальні світові запаси води в усіх її агрегатних станах величезні. Якщо розділити її порівну, то на кожного жителя планети припало б по 280 мільярдів літрів. 97% водних ресурсів припадає на океани. Океани постачають 425 000 млрд м³ прісної води щороку.

4. Що таке стічні води?

Це води, які утворюються після використання у виробничій та побутовій діяльності людини. До них належать дощові води, стоки. Всі вони мають видалятися за межі населених пунктів після обробки, очищення й знезаражування на спеціальних очисних спорудах.

5. Як працюють очисні споруди?

Для очищення рідких стоків застосовують спеціальні системи очисних споруд. Очищення здійснюється поетапно. І етап – механічне очищення. ІІ етап – обробка хімічними речовинами, перетворюють розчинні сполуки в нерозчинні. ІІІ етап – біологічне очищення здійснюється за допомогою мікроорганізмів у спеціально створених екологічних системах.

3) Вправа «Пінг-понг»

1. Назвіть найдовші ріки

Ріка Амазонка в Пвд Америці завдовжки 6400 км – найповноводніша річка у світі. Ніл – найдовша річка у світі, довжина 6671 км.

2. Назвіть найвищі водоспади

Водоспад Ігуасу на кордоні Аргентини і Бразилії. Ігаусу – бразильська річка, падаючи з висоти 72 м. вона формує багаторівневий водоспад, який утворює дугу завширшки 2700 м. Також є справжня вертикальна річка – водоспад Анхель. Ця водяна колода досягає 150 м завширшки і 980 м заввишки, що в 20 разів перевищує висоту Ніагарського водоспаду.

3. Що таке меандри?

Річки ніколи не течуть прямо. На їх шляху зустрічаються перешкоди, вони змінюють швидкість течії. У результаті русло буває звивистим, створюючи петлі або закрути або меандри.

4. Який вигляд має дельта?

Коли річка впадає в море на рівнинному узбережжі, її течія сповільнюється і русло розширюється. Якщо в гирлі відкладається багато осадового матеріалу, річка розгалужується на численні рукави і протоки, відділені невеличкими острівцями з мулу і піску. Такий вигляд має дельта.

5. Як на Землі утворилися океани, ріки, озера?

Гази, що виходили із надр вулканів, утворили повітряну оболонку Землі – атмосферу, насичену водяною парою. Пара конденсувалась у грозові хмари. Із хмар проливались на землю безкінечні дощі. Вода стікала по схилах гір і заповнювала заглиблення у земній корі, утворюючи океани, озера і ріки.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Розповідь викладача екології.

Міні-проект «Терези чистої води»

На плакаті з терезами над однією шалькою написано тезу «Життя зародилось у воді». Студенти пропонують і записують над іншою шалькою тезу для відновлення рівноваги. (наприклад, «Не скорочуй життя брудною водою», «Вживай необхідну для організму кількість води», «Оберігай малі річки, бо саме вони формують великі», «Не виливай нечистоти у річку», «Не викидай сміття у водойми», «Не мий машину на березі»)

ІV. Повідомлення теми і мети заняття

Розповідь викладача екології.

Гідросфера, або водяна оболонка Землі,— це її моря й океани, крижані шапки приполярних районів, ріки, озера й підземні води. Запаси води на Землі величезні—1,46-109 км3, тобто 0,025% усієї маси Землі. Проте абсолютна більшість цієї колосальної маси — це гірко-солона морська вода, непридатна для пиття та технологічного використання. Прісна вода на планеті становить лише 2 % від її загальної кількості, причому 85 % її зосереджено в льодовикових щитах Гренландії й Антарктиди, айсбергах і гірських льодовиках. Лише близько 1 % прісної води — це річки, прісноводні озера й деяка частина підземних вод; саме ці джерела й використовуються людством для своїх потреб.

Як свідчать космонавти, при погляді на Землю з висоти космічної орбіти око бачить в основному два кольори: білий колір хмар і льодових полярних шапок і блакитний колір Світового океану, що вкриває 71 % поверхні нашої планети; морська вода — найпоширеніша на Землі речовина.

Там, де криза найгостріша

 Мері живе у США, вона кожного дня вранці приймає душ, чистить зуби у той час, як з крана ллється вода, спускає воду в туалеті, а після цього миє руки. Ще до сніданку вона може використати стільки води, скільки потрібно, щоб наповнити ванну середнього розміру. За цілий день Мері, як і багато інших американців, використовує понад 350 літрів води – такою кількістю можна наповнити дві з половиною ванни. Щоб мати достатньо чистої води, їй треба лише підійти до найближчого крана. Вода завжди є.

 У Деде, яка живе в Західній Африці, все зовсім по-іншому. Вона встає удосвіта, вдягається, ставить на голову велику посудину для води та йде 8 кілометрів до найближчої річки. Там вона миється, наповнює водою посудину і вертається додому. На це в неї щодня йде приблизно чотири години. Наступну годину вона проціджує воду, щоб усунути паразитів, та розливає її в три посудини: перша містить воду для пиття, друга – для господарських потреб, а третя – для того, щоб самій помитись увечері. Усі речі треба прати в річці.

 «Брак води вбиває нас, - говорить Деде. – Якщо майже половина ранку йде на те, щоб дістати воду, то хіба вистачить часу для землеробства або для інших занять?»

 Такий стан справ, як у Деде, аж ніяк не є поодиноким випадком. Всесвітня організація охорони здоров'я  підрахувала, скільки часу багато жінок і дітей щорічно витрачають на те, щоб набрати і принести води з віддалених і часто забруднених джерел. За даними ВООЗ, загальна кількість цього часу становить понад десять мільйонів років.

V. Вивчення нового матеріалу (випереджальне навчання).

Повідомлення студентів за темами:

1). Гідросфера, або водяна оболонка Землі.

Вода виконує дуже важливі екологічні функції:

1) це головна складова частина всіх живих організмів (тіло людини, наприклад, на 70 % складається з води, а деякі організми, такі, як медуза чи огірок, містять у собі від 98 до 99 % води);

2) основний механізм здійснення взаємозв'язків усіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси);

3) головний агент-переносник глобальних біоенергетичних екологічних циклів;

4) води Світового океану є основним кліматоутворюючим фактором, основним акумулятором сонячної енергії і «кухнею» погоди для всієї планети;

5) один із найважливіших видів мінеральної сировини, головний природний ресурс споживання людства (людство використовує її в тисячу разів більше, ніж нафти чи вугілля).

Величезну роль відіграє гідросфера в формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у розвитку екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, ерозії, карсту тощо), в переносі хімічних речовин, забруднювачів довкілля.

Для багатьох організмів вода є середовищем їхнього життя. Хімічний склад морської води дуже схожий на склад людської крові — містить ті ж хімічні елементи й приблизно в тих же пропорціях. Це — один з доказів того, що предки людей, як і інших ссавців, колись жили в морі.

Солоність океанічних вод становить 35 0/00 (тобто в 1 л океанічної води міститься 35 г солей). Найсолоніша вода в Мертвому морі — 2600/00 (людина вільно лежить на поверхні цієї води, не занурюючись в неї), у Чорному морі — 18 0/00, Азовському — 12 0/00.

Хімічний склад підземних вод дуже різноманітний. За мінералізацією вони змінюються від прісних, що використовуються для пиття й водопостачання, до мінералізованих і навіть до ропи з солоністю 6000/00 ; деякі мінералізовані підземні води мають лікувальні властивості.

Основним джерелом водопостачання для людства є річковий стік. Перше місце за цим показником посідає Бразилія з її гігантською повноводою річкою Амазонкою. Річковий стік України складає в середньому 83,5 млрд м3, а в посушливі роки змен- шується до 48,8 млрд м3. Він розподіляється по території нашої держави нерівномірно: 70 % стоку припадає на Південно-Західний економічний район, де мешкає лише 40 % населення. А на Донецько-Придніпровський і Південний економічні райони, де живе 60 % населення й зосереджені найбільш водоємні галузі народного господарства, припадає лише ЗО % стоку. В зв'язку з цим у багатьох районах півдня України відчувається гострий дефіцит води, для ліквідації якого доводиться перекидати воду каналами, будувати водосховища тощо.

Головним постачальником води для України є Дніпро. Іншими річками, що забезпечують потреби у воді, є Дунай, Дністер, Південний Буг, Тиса, Прут та ін. Стан води й повноводдя цих водних артерій залежать головним чином від стану їх приток — малих річок, яких в Україні налічується близько 63 тис. Вони мають величезне значення — досить згадати, що 90 % населених пунктів республіки розташовані саме в долинах малих річок і користуються їхньою водою. А проте стан малих річок України викликає сьогодні велику тривогу. Понад 20 тис. їх вже зникло, пересохло. Це невідворотно веде до деградації великих річок, тому проблема їх збереження й оздоровлення — одна з найгостріших для нашої молодої держави.

Підземні води України мають не менше значення для забезпечення водою населення. Досить зазначити, що близько 70 % населення сіл і селищ міського типу задовольняє свої потреби в питній воді за рахунок ґрунтових вод (колодязі) чи глибших водоносних горизонтів (свердловини). Стан підземних вод України в цілому кращий, ніж поверхневого стоку, хоча місцями спостерігається забруднення їх стоками промислових підприємств, тваринницьких комплексів тощо. В деяких промислових районах (Донбас, Кривбас) розвиток шахт і кар'єрів негативно впливає на якість і запаси підземних вод. За рахунок багаторічної відкачки води з цих об'єктів їхній рівень дуже знизився, а з деяких водоносних горизонтів вода зникла зовсім.

2). Основні властивості води.

 Вода одночасно і проста, і складна. Молекула води складається з трьох атомів — двох атомів водню та одного атому кисню. Водночас, вода має такі особливості будови, які зумовлюють ряд її незвичайних, майже магічних властивостей.

Молекули води з’єднані між собою водневими зв’язками. Ці слабкі зв’язки між позитивно зарядженими атомами водню та від’ємним зарядом атомів кисню іншої молекули визначають фізичні, а також деякі хімічні властивості води. 

Вода — єдина речовина на Землі, яка зустрічається у трьох агрегатних станах: твердому, рідкому та газоподібному. За нормальних умов, температура замерзання чистої води дорівнює 0 градусів Цельсія, а кипіння - відповідно 100 градусів Цельсія, що покладено в основу температурної шкали Цельсія. В залежності від атмосферного тиску, наприклад, на висоті, де тиск нижчий, температура кипіння води теж знижується. Розчинення різних речовин у воді знижує її температуру замерзання. Це добре знають люди, які посипають узимку вулиці сіллю для запобігання утворенню льоду. 

Воду називають універсальним розчинником. Вона розчиняє майже всі тверді та газоподібні сполуки значно краще, ніж будь-який інший розчинник. Практично немає такої речовини, присутність якої не виявлено у воді. 

Молекули води зчіплюються водневими зв’язками між собою. Подібним же чином вони здатні «прилипати» до різних матеріалів, таких як скло, вата, поверхневий шар рослин або ґрунту. Ця властивість називається адгезією. 

Молекули води здатні, так би мовити, «підійматися» тонкими капілярами. Цей процес продовжується доти, доки сила притягання молекул не врівноважується силою їхньої ваги. Ця особливість води обумовлює дію капілярних сил. Вона дозволяє нам збирати розлиту воду губкою. Без капілярних сил поживні речовини, необхідні для життя рослин, лишилися б у ґрунті.

При переході від рідкого до твердого стану густина і вага майже всіх речовин збільшується. На відміну від них, вода збільшує свій об’єм і стає легшою при замерзанні. Ця властивість має велике значення для збереження життя у водних об’єктах узимку. Лід утворюється на поверхні водойми і захищає її від повного промерзання. 

Падаюча крапля дощу розчиняє різні гази, які знаходяться в атмосфері. Таким чином, дощ може змінити фізичні та хімічні властивості ґрунту або води річок та озер. 

Вода здатна зберігати велику кількість теплової енергії. Океани, моря і озера - це гігантські накопичувачі тепла. Така особливість води істотно впливає на клімат районів, близьких до великих водних об’єктів, перш за все морів та океанів. Завдяки цій властивості вода широко використовується як теплоносій в техніці і побуті для охолодження або підігріву. 

Поверхневий натяг води визначається силами зчеплення молекул води одна з одною. Сили притягання між молекулами води спричиняють появу плівки на її поверхні, яка по стійкості поступається тільки поверхневій плівці ртуті. Завдяки силам поверхневого натягу, предмети навіть важчі від води можуть плавати на її поверхні. Деякі водні організми, залежать від цієї властивості, яка дозволяє їм пересуватися на поверхні води, наприклад, водомірка. 

Вода – це життя, а чиста вода – це основа здоров'я.

 На Землі не існує жодного живого організму, в якому немає води, навіть найпростішого! Відомо, що рослини на 80-99% складаються з води, тварини – на 60-75%, а місячний ембріон людини аж на 97%. Коли народжується дитина, то вода – це 75-80% від її загальної маси. У дорослої людини процентне співвідношення води від її загальної маси тіла – близько 65%, а в людей похилого віку – 55-60%. Отож, можна зробити висновок, що старість – це не що інше, як сухість організму. Печінка дорослої людини щодня прокачує через себе близько двохсот літрів рідини.

Протягом життя людина в середньому випиває і відповідно виділяє приблизно 75 тонн води. У рідкому середовищі відбуваються процеси травлення і засвоєння організмом поживних речовин. Завдяки воді з організму виводяться шкідливі продукти обміну – сеча, піт. Як стверджують спеціалісти, без їжі людина може прожити два місяці, а без води не проживе і п'яти днів. При втраті 2% води людина відчуває спрагу, при втраті 6-8% знепритомніє, а при 10% - з'являються галюцинації, людина не може нічого ковтати. Втрата 10-20% води для людини – небезпечна для життя.

Таким чином, ми бачимо, що вода – це найважливіша на нашій планеті рідина. У воді зароджується життя. Без неї неможливе існування рослин і тварин. Життя є лише там, де є вода і, навпаки, де знаходиться вода, там є життя.

Тому не можна оминути тему значення води для здоров'я. Передусім відмітимо, що вода це те, що ми п'ємо. За висновками Всесвітньої організації охорони здоров'я більше 80% відомих сьогодні хвороб пов'язано з незадовільною якістю питної води.

У той же час вода, яку ми випиваємо, може стати найкращими і найефективнішими ліками.

Водні процедури, баня, лікування на морі – це наше здоров'я.

3). Споживання прісної води.

Всі галузі господарства стосовно водних ресурсів поділяються на споживачів і користувачів. Споживачі забирають воду з джерела водопостачання, використовують її для виготовлення продукції, а потім повертають, але вже в меншій кількості й іншої якості. Користувачі воду не забирають, а використовують її як середовище (водний транспорт, рибальство, спорт тощо) або як джерело енергії (ГЕС). Проте й вони можуть змінювати якість води (наприклад, водний транспорт забруднює воду).

Промисловість використовує близько 20 % води, споживаної людством. Кількість води, що споживається підприємством, залежить від того, яку продукцію воно випускає, від системи водопостачання (прямоточна чи оборотна) та від інших причин.

За прямоточної системи вода з джерела надходить на промисловий об'єкт, використовується в процесі виготовлення продукції, потім піддається очищенню й після цього скидається у водостік чи водойму. За оборотної системи відпрацьована вода після очищення не повертається у водойму, а знову використовується в процесі виробництва. Витрата води за такої системи набагато нижча. Наприклад, ТЕС потужністю 1 млн. кВт у разі прямого водопостачання (для охолодження агрегатів) споживає 1,5 км3 води щорічно, а за оборотної системи — лише 0,12 км3, тобто в 13 разів менше.

Кількість води (м3), необхідної для виробництва 1 т продукції, називають водоємкістю виробництва. За цим показником різні виробництва дуже відмінні. Наприклад, для виробництва 1 т металопрокату потрібно 10—15 м3 води, а 1 т хімволокна — 2000— 5000 м3. До найбільших споживачів води в промисловості належать атомні електростанції. Так, Хмельницька АЕС, розташована у верхів'ях річки Горинь, «випиває» всю воду з цієї річки, яка колись була основним джерелом водопостачання населення й промисловості Рівненської області.

Основний же споживач води — сільське господарство (70 % її загального використання). Це зумовлено передусім збільшенням площ зрошуваного землеробства. Зрошувані землі набагато продуктивніші від незрошуваних. Сьогодні в світі площа зрошуваних земель становить 15 % загальної площі сільськогосподарських угідь, а дають ці землі понад 50 % усієї продукції.

Питоме водоспоживання під час зрошення залежить від виду вирощуваних сільськогосподарських культур, клімату, технічного стану зрошувальних систем і способів поливу. Так, норми поливу для зернових культур становлять 1500—3500 м3/га, для цукрового буряку — 2500–6000, а для рису — 8000—15 000 м3/га.

Більша частина води (20—60 %), що використовується для зрошення, безповоротно втрачається (випаровується), певна її кількість повертається назад у водойми у вигляді так званих поворотних вод, сильно забруднених солями. Водопостачання населення (близько 10 % усієї споживаної людством води) задовольняє потреби в питній воді й комунально-побутові (робота підприємств побутового обслуговування, поливання вулиць і зелених насаджень, протипожежні заходи тощо). Є поняття питоме водоспоживання, тобто добовий об'єм води (л), необхідний для задоволення потреб одного жителя міста або села. У великих містах світу питоме водоспоживання сьогодні таке (л/добу): Нью-Йорк — 600, Париж — 500, Москва — 400, Київ — 333, Лондон — 263. Для порівняння: в країнах, що розвиваються (Центральна Африка, Близький Схід), цей показник становить лише 10—15 л/добу.

4). Забруднення води.

В результаті діяльності людей гідросфера змінюється: кількісно (зменшення кількості води, придатної для використання) та якісно (забруднення). Серед забруднень розрізняють фізичне, хімічне, біологічне й теплове.

Фізичне забруднення води відбувається внаслідок: накопичення в ній нерозчинних домішок — піску, глини, мулу в результаті змивання дощовими водами з розораних ділянок (полів); надходження суспензій з підприємств гірничорудної промисловості; потрапляння пилу, що переноситься вітром за сухої погоди, тощо. Тверді частинки знижують прозорість води, пригнічують розвиток водяних рослин, забивають зябра риб та інших водяних тварин, погіршують смакові якості води, а іноді роблять її взагалі непридатною для споживання.

Хімічне забруднення відбувається через надходження у водойми зі стічними водами різних шкідливих домішок неорганічного (кислоти, луги, мінеральні солі) та органічного (нафта й нафтопродукти, мийні засоби, пестициди тощо) складу. Шкідлива дія токсичних речовин, що потрапляють у водойми, посилюється за рахунок так званого кумулятивного ефекту (прогресуюче збільшення вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці трофічного ланцюга). Так, у фітопланктоні концентрація шкідливої сполуки часто виявляється в десятки разів вищою, ніж у воді, у зоопланктоні (личинки, дрібні рачки тощо) — в десятки разів вищою, ніж у фітопланктоні, в рибі, яка харчується зоопланктоном, — ще в десятки разів вищою. А в організмі хижих риб (таких, як щука чи судак) концентрація отрути збільшується ще в десять разів і, отже, буде в десять тисяч разів вищою, ніж у воді.

Особливої шкоди водоймам завдають нафта й нафтопродукти, які утворюють на поверхні води плівку, що перешкоджає газообмінові між водою та атмосферою й знижує вміст у воді кисню. В результаті розливу 1 т нафти плівкою покриється 12 км2 води. Згустки мазуту, осідаючи на дно, вбивають донні мікроорганізми, які беруть участь у процесі самоочищення води. Внаслідок гниття донних осадів, забруднених органічними речовинами, виділяються шкідливі сполуки, зокрема сірководень, що отруюють усю воду в річці чи в озері.

До основних забруднювачів води належать хімічні, нафтопереробні й целюлозно-паперові комбінати, великі тваринницькі комплекси, гірничорудна промисловість. Серед забруднювачів води особливе місце посідають синтетичні мийні засоби. Ці речовини надзвичайно стійкі, зберігаються у воді роками.

Забруднення води речовинами, що містять фосфор, сприяє бурхливому розмноженню синьо-зелених водоростей і «цвітінню» водойм, яке супроводжується різким зниженням у воді вмісту кисню, «заморами» риби, загибеллю інших водяних тварин. Під час «цвітіння» Каховського та інших «рукотворних» морів на Дніпрі стоїть сморід, а хвилі викидають на берег трупи риби, що задихнулася.

Біологічне забруднення водойм полягає в надходженні до них зі стічними водами різних мікроорганізмів (бактерій, вірусів), спор грибів, яєць гельмінтів і т. д., багато з яких є хвороботворними для людей, тварин і рослин. Серед біологічних забруднювачів перше місце посідають комунально-побутові стоки (особливо, якщо вони не очищені або очищені недостатньо), а також стоки цукрових заводів, м'ясокомбінатів, підприємств з обробки шкір, деревообробних комбінатів. Особливо небезпечне біологічне забруднення водойм у місцях масового відпочинку людей (курортні зони на узбережжях морів). Через поганий стан каналізаційних систем та очисних споруд останніми роками нерідко закривалися пляжі в Одесі, Маріуполі та інших містах на узбережжях Чорного й Азовського морів, оскільки в морській воді було виявлено збудників таких небезпечних захворювань, як холера, дизентерія, вірусний гепатит та ін.

Теплове забруднення води відбувається внаслідок спускання у водойми підігрітих вод від ТЕС, АЕС та інших енергетичних об'єктів. Тепла вода змінює термічний і біологічний режими водойм і шкідливо впливає на їхніх мешканців. Як показали дослідження гідробіологів, вода, нагріта до температури 26—30 °С, діє на риб та інших мешканців водойм пригнічувано, а якщо температура води піднімається до 36 °С, риба гине. Найбільшу кількість теплої води скидають у водойми атомні електростанції.

5).  Презентація дослідницької роботи викладачем біології  по темі: «Мікробіологічне дослідження води м. Немирова»

Метою нашої роботи є вивчення впливу забрудненого довкілля на стан питної води, а також води відкритих водойм, що використовуються для народно-господарських потреб та на санітарний режим водойм. Вивчення стану та властивості води підкріплюється лабораторним дослідженням – це є невід’ємною частиною наукового обґрунтування забруднення водойм мікроорганізмами. Для досягнення поставленої мети необхідно дослідити зміни показників ( мікробне число, колі-індекс, колі-титр та ін..), а також ріст сапрофітної мікрофлори в воді водоймищ внаслідок самоочищення.

Наукова новизна роботи полягає в тому, що одночасно було проведено обстеження джерел забруднення з послідуючим лабораторним дослідженням цієї води та передача матеріалів на контроль громадським та державним установам.

Результати дослідження дозволять уточнити характеристики джерел забруднення водопровідної, криничної та відкритих водойм утворених  р. Устя у Немирові і мають практичне значення для вдосконалення системи державного і громадського контролю за джерелами забруднення.

 Вода річок, озер, ставків і морів являє собою природне середовище для мікроорганізмів. Вода різних водойм містить достатню кількість поживних речовин, що є головним фактором, сприяючи розвитку мікроорганізмів. Чим більше органічних речовин міститься у воді, тим більше в ній мікроорганізмів. Особливо багато бактерій містять стічні води. Ріки, протікаючи біля великих міст, завжди багаті бактеріями.

 Певна закономірність в розподілі бактерій спостерігається у водоймах із стічною водою (ставки, озера). В прибережній зоні, яка безпосередньо стикається з грунтом, кількість мікроорганізмів завжди більше, ніж у місцях віддалених від берега. Найбільша кількість мікроорганізмів припадає на глибину від 5 до 20 м. найбільша кількість бактерій припадає на період з травня по липень, хоч вміст поживних речовин в ці місяці не є максимальним. Очевидно, це явище пов’язано з температурними змінами води.

Досліди пов'язані  з мікробіологічними дослідженням від­критих водойм, водопровідної води і води із артезіанської сверд­ловини м. Немирова проводила на  обладнанні баклабораторії ДП УГК «Nemiroff»  завбаклабораторією, ліка­рем 1 категорії Тищенко Ніни Іванівни.

Об'єктами досліджень були проби води криничної, відіб­раної з криниць спільного користування, що знаходяться на вул. 50 років ВЛКСМ та вул. Леонтовича,   та водопровідної води кому­нального міського водопроводу, а також відомчого водопроводу ПТУ-ІО. Джерелом  проб води відкритих водойм були водойми став­ків м. Немирова та р. Устя. Проби води відбирались та досліджувались згідно вимог ГОСТ 18963-73  "Вода  питтева. Методи санітарно-бак­теріологічного аналізу" та "Методичні вказівки по санітарно-мік­робіологічному аналізу води поверхневих водойм".

У воді водопроводу визначалися слідуючі показники:

1.  Загальне мікробне число - це кількість мікроорганізмів в

1 см^З води.

2.  Колі-індекс - кількість кишкових паличок в Іл води.

У воді криниць - один показник:

І. Колі-титр - та найменша кількість води, в якій виявлено 1 кишкову паличку.

У воді відкритих водойм:

1.  Визначалось число сапрофітних мікроорганізмів в 1 см^З води.

2. Число лактозопозитивних кишкових паличок - індекс лактозопо-зитивних кишкових паличок.

На основі проведених дослідів та обстеження водопровід­ної системи виявлено: наше місто Немирів постачається водопровідною водою з артезіанських свердловин (які розміщені за 3 км вІд Немирова на території колишнього скіфського городища). Це чиста, глибинна вода, яка не підлягає ніяким методам очистки, так як лежить між кам'яними пластами на дуже великій глибині. Але в зв'язку з тим, що водопровідна мережа в м. Немирові часто руйнується,  бувають підсоси ґрунтових вод разом з нечистотами і тоді стан питної во­ди значно погіршується. Така вода не відповідає мікробіологічним показникам.

Водопровідна вода. Таблиця 1.Як показали наші досліди, особливо погана вода навесні, коли  з талими водами нечистоти попадають у негерметичний водо­носний горизонт, а  то і у водопровід. Весною майже 20%  проб води не відповідає нормам при наявності проривів на водопровідній сіт­ці.  І має такі показники:

мікробне число   - від 100 до 300
колі-індекс - від 23  до 1100

          Кринична вода. Таблиця 2. Як показали обстеження і проведені аналізи якість кринич­ної води залежить від екології та санітарного стану оточуючої території. Біля криниці, де ми брали воду на проби, поблизу є вигрібні ями та нечистоти,  які просочуються з ґрунтовими водами, особливо весною. Але крім кишечної палички до криниці можуть по­пасти і збудники інфекційних хвороб і  тоді така вода є небезпечною для людей.

Вода із відкритих водойм. Таблиця 3. Наше місто Немирів,  якому виповнилось 600 років, приваб­лює своєю неповторною красою.

Його з трьох сторін омиває невеличка річка Устя з кіль­кома греблями,  що утворюють каскад ставків.  Так як всі ставки спо­лучені між собою,  тому воду для обстеження я брала  з одного із них.

Потенційними забруднювачами річки Устя і ставків які вона утворює є:

-  Немирівський спирткомбінат ; Санаторій «Авангард» ; Районна лікарня ;   Стоки із с/господарських угідь, землі яких прилягають до річки; об'єкти житлово-комунальних підприємств, власники будинків є найбільш потенційними забруднювачами річки. Не дотримуючись санітарного режиму, викидаючи сміття, бруд, нечистоти - які з дощовими і талими водами безпосередньо пливуть у річку, забруд­нюючи її.

Так ставок, в якому ми брали воду для дослідження є влас­ним приймачем стоків нечистот, дощових і талих вод, місцем ку­пання. В ці водойми можуть попадати збудники холери, черевного тифу, дизентирії, бруцельозу, поліомієліту.

Стан якості води відкритих водойм найбільше залежить від екологічного середовища. Весною, а також під чає дощового літа, якість такої води значно погіршується.

Мікробіологічне дослідження відкритої водойми проводили згідно «Методичних вказівок по санмікробіологічному аналізу води відкритих водойм»- 1981р. за двома показниками: мікробне число і індекс лактозопозитивної кишкової палички.

Як показали спостереження і мікробіологічне дослідження за  останні роки:

• мікробна популяція не є стійкою, а  зростає в негативну сторону. Під впливом певних факторів виникли мутації, які сприяють появі нових мікроорганізмів, невідомих до нині (холереподібний віб­ріон);
•     за науковими літературними даними мікроорганізми стали рези-

стентними до токисчних речовин, які попадають у водойми, тому для їх знищення потрібні більш високі концентрації деззасобів знешкодження;

• в останні два роки,  якість води поліпшилась, але санепіднагляд
  пов'язує це не із поліпшенням екологічного стану, а  із тим,  що
  частина підприємств якщо не повністю припинила свою діяльність,
  то частково.

ЗАХОДИ НАПРАВЛЕНІ НА ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ВОДИ

На основі санітарного нагляду за прилеглою територією р.Устя та утворених нею відкритих водойм, а також мікробіологічного дослідження цих водойм запропоновано ряд міроприємств по покращенню якості води відкритих водойм м. Немирова, а саме:

1. Кожне промислове підприємство повинне мати власні очисні споруди, які б задовольняли б їх потреби.
2. Створення замкнутих безвідхідних виробництв.
3. Створення на підприємствах біофільтрів, аеротенків, йоржових систем.
4. Дотримання с/господарськими підприємствами витримування гною в гноєсховищах не менше 2-3 роки.
5. Дотримання всіма службами, а також всіма жителями міста санітарних вимог щодо чистоти території.
6. Створення і дотримання водоохоронної зони – для річки Устя 20м, де заборонено проводити будь-яку господарську діяльність.

ВИСНОВКИ

 Під час проведення мікробіологічного дослідження води м.Немирова був проведений моніторинг відкритої водойми, водопровідної та криничної води.

 Мікробне число водойм свідчить про забруднення їх води мікроорганізмами.

 У досліджених водах відмічається наявність кишечної палички, що свідчить про фекальне забруднення води і не виключена можливість наявності інфекційного збудника.

 Як видно із дослідів, проведених в різні пори року, санітарно-гігієнічний стан території міста нестійкий і мають місце порушення з боку забруднення нечистотами, смітниками, переповненими вигрібними ямами.

 Мікробіологічне дослідження останніх років, показали, що при забрудненні води відбувається зміщення в мікробній популяції в бік росту, що активні мікроорганізми в незабрудненому середовищі переходять в неактивний стан і відбувається розвиток нетипових для екосистеми мікробних форм резистентних до тієї чи іншої токсичної речовини.

 Спроба використати мікроорганізми, як найбільш чутливі форми живого для локалізації забруднення оточуючого середовища відходами виробництво тільки починається.

 Досліджена вода відкритої водойми відноситься до зони середньої забрудненості (мезосапробна). В ній живуть деякі гриби й бактерії, личинки двокрилих, молюски, жаби, риби, різні рослини, що сприяють мінералізації органічної речовини до оксиду вуглецю. Така вода ще здатна до самоочищення, в ній протягом доби гине 50% збудників інфекційних хвороб, а через 95 годин їх залишається лише 0,5%.

Як показали дослідження взятої води на різних відстанях ріки, то самоочищення протікає активно і вже через 5 км вода стає чистішою у два рази.

 Вода кринична із водопровідної мережі часто не відповідає ДСТУ (державний стандарт України) як по мікробному числу так і по колі-титру і колі-індексу. Тому така вода вимагає постійного контролю з боку санепідемстанції та громадських організацій.

 За матеріалами проведеної роботи зроблені пропозиції комунальному відділу Немирівської санепідемстанції про необхідність вдосконалення контролю за станом питної води та води з відкритих водойм.

6). Очищення стічних вод.

Усі природні водойми здатні самоочищатися. Самоочищення води — це нейтралізація стінних вод, випадіння в осад твердих забруднювачів, хімічні, біологічні та інші природні процеси, що сприяють видаленню з водойми забруднювачів і поверненню води до її первісного стану.

Одначе здатність водойми до самоочищення має свої межі. Сьогодні у водойми надходить така величезна кількість стічних вод, настільки забруднених різними токсичними для їхніх мешканців речовинами, що багато водойм почали деградувати. Тому людство, якщо воно хоче мати майбутнє, мусить негайно вжити спеціальних заходів для очищення забруднених вод і повернення джерел водопостачання до такого стану, за якого вони стали б придатними для використання.

Здатність природних водойм до самоочищення (періодичність природного очищення):
– Світовий океан — 2500 років;
– підземні води — 1400 років;
– полярні льодовики — 9700 років;
– гірські льодовики — 1600 років;
– підземний лід районів вічної мерзлоти — 10 000 років;
– фунтова волога — 1 рік;
– води озер — 17 років;
– води боліт — 5 років;
– води в руслах річок — 16 днів;
– волога в атмосфері — 8—10 днів;
– вода в живих організмах — кілька годин.

До заходів, що мають забезпечити нормальний стан водних об'єктів, належать:
– нормування якості води, тобто розробка критеріїв її придатності для різних видів водокористування;
– скорочення обсягів скидання забруднювачів у водойми вдосконаленням – технологічних процесів;
– очищення стічних вод.

Чинними законами України передбачається, що для різних господарських потреб має використовуватися вода певної якості. Недопустимо, наприклад, використовувати питну воду для охолодження блоків ТЕС, забороняється скидати у водойми стічні води, які містять цінні відходи, що можуть бути вилучені із застосуванням раціональної технології. Основний напрям захисту водного середовища — перехід підприємств до роботи за схемою замкненого циклу водопостачання, коли вони після очищення власних стічних вод повторно використовують їх у технологічному циклі, й забруднені стічні води взагалі не потрапляють у водойми.

У сільському господарстві (основний споживач води) слід запровадити сувору економію води, раціональне її використання. Так, заміна суцільного поверхневого поливу на зрошуваних землях дощуванням або краплинним поливом дає змогу збирати ті самі врожаї з меншими (в 5—7 разів) витратами води. Скоротити кількість пестицидів, фосфатів, нітратів, що потрапляють у водойми, можна частковою заміною хімізації сільського господарства біологічними методами боротьби зі шкідниками й хворобами рослин, чітким дотримуванням сівозмін, уведенням більш продуктивних і стійких до хвороб та шкідників рослин.

Очищення стічних вод — це руйнування або видалення з них забруднювачів і знищення в них хвороботворних мікробів (стерилізація). Сьогодні застосовуються два методи очищення стічних вод: у штучних умовах (у спеціально створених спорудах) і в природних (на полях зрошення, в біологічних ставках тощо). Забруднені стічні води послідовно піддають механічному, хімічному й біологічному очищенню.

Механічне очищення полягає у видаленні зі стічних вод нерозчинних речовин (піску, глини, мулу), а також жирів і смол. Для цього використовуються відстійники, сита, фільтри, центрифуги тощо. Сучасні передові методи із застосуванням найкращих зарубіжних установок дають змогу видаляти зі стічних вод до 95 % твердих нерозчинних забруднювачів.

Хімічне очищення стічних вод здійснюється після їх механічного очищення. В забруднену різними сполуками воду додають спеціальні речовини-реагенти. Ці речовини, вступаючи в реакцію із забруднювачами, утворюють нешкідливі речовини, які випадають в осад і видаляються.

Біологічне очищення стічних вод, як правило, — завершальний етап. Органічна речовина, що міститься у стічній воді, окислюється аеробними бактеріями до вуглекислого газу й води, а також споживається гетеротрофами-консументами (передусім найпростішими). Чим більше в очищуваній воді є гідробіонтів-гетеротрофів і чим вища їхня біологічна активність, тим інтенсивніше відбувається процес очищення. Крім того, організми-фільтратори, поглинаючи й згодом осаджуючи різні суспензії, сприяють їх похованню на дні та освітлюють воду. Біологічне очищення здійснюють у спеціальних гідротехнічних спорудах і установках — на так званих полях зрошення, на полях фільтрації, на біофільтрах, в аеротенках. Іноді ці споруди й установки штучно заселяють спеціально дібраними або виведеними штамами бактерій і культурами найпростіших та водоростей. Комплекс організмів, які беруть участь у процесах біологічного очищення, називають активним мулом.

Деякі особливо токсичні стічні води хімічних підприємств узагалі не піддаються очищенню ніякими сучасними методами. їх доводиться закачувати в підземні сховища, наприклад у відпрацьовані нафтові родовища. Таким чином створюються небезпечні об'єкти, оскільки ніхто не може дати стовідсоткової гарантії, що отруйні води не потраплять колись у підземні водоносні горизонти. Іноді надотруйні стічні води піддають випаровуванню у відстійниках, щоб зменшити масу та об'єм відходів, які необхідно поховати.

VІ. Узагальнення і систематизація знань

1). Вправа «Розв'яжи задачу»

Розв'язування задач екологічного змісту сприяє кращому засвоєнню навчального матеріалу, осмисленню хімічної суті явищ, умінню застосовувати знання в конкретних ситуаціях.

Для знезаражування води від залізобактерій використовують хлор із концентрацією 25 мл/л. Скільки хлору необхідно витратити для такої операції на ділянці довжиною 20 км, якщо діаметр труби 40 см?

Відповідь:

Вірш «Вода»

А вода це справжнє диво!

Як прожити без води?

Знею ми завжди щасливі.

З нею в нас нема біди.

 Є вода – ростуть рослини:

 Ліс, сади, рясні поля.

 Це чудово для людини

 І радіє вся Земля.

Плавають в водичці діти.

Риби у воді живуть.

Розцвітають в лузі квіти.

І рясні дощі ідуть.

 Кругообіг повсякчасно

На Землі вода веде.

Тож з водою всім прекрасно

І біди нема ніде!

VІІ. Підбиття підсумків заняття

1). Вправа «Мої враження від заняття»

Студенти діляться своїми враженнями про заняття:

• Сьогодні я дізнався …
• Я здивувався, що …
• Мені сподобалося …

2) Оцінювання студентів

VІІІ. Повідомлення домашнього завдання

1. Виписати терміни з додаткової літератури.

2. Підбір статей із науково-популярної літератури на обрану тему.

Використана література:

1. Екологія.- 2012.- №2.- с.16-21; №4.- с. 30-32; №7.- с. 43-49

2. Мусієнко М.М., Серебряков В.В., Брайон О.В. Екологія. Охорона природи: Словник-довідник.- К.: Знання, КОО, 2002.- 55 с.

3. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю. Основи екологічних знань.- К.: Либідь, 2000.

4. Екологія: Підр. для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл./ Л.П.Царик, П.Л.Царик.- К.: Генеза, 2011

5. Білявський Г.О., Бутченко Л.І. Основи екології: теорія та практикум: навч.посібник.- К.: Лібра, 2006.