Изучение значения родника в решении проблемы питьевой воды

Областной конкурс водных проектов

Номинация «Охрана и восстановление водных ресурсов бассейна реки Волги»

Учебно-исследовательский проект

«Изучение значения родника

в решении проблемы питьевой воды »

Авторы: Елисеева Анастасия,

Филиппова Ольга,

Кучарина Екатерина,

Соков Антон

Руководитель:

учитель биологии

высшей кв. категории;

педагог дополнительного

образования

Таланова Ирина

Борисовна

Ростов, 2011

Аннотация

Экологический проект «Изучение значения родника в решении проблемы питьевой воды» реализуется учащимися 8 и 7 классов МОУ Судинская ООШ Ростовского района под руководством учителя биологии - с октября 2010 года по июнь 2011 года. Основной целью проекта является реализация исследовательско-творческого потенциала школьников в решении проблемы чистой воды.

При выполнении проекта использовались методы:поисковый, исследовательский, аналитический, сравнительный, социологический. Для проведения наблюдений за водой применялась методикаМуравьева исследования - родник в д. Шулец. Предмет исследования: вода из родника, водопроводная вода д. Судино. Сроки выполнения проекта: октябрь - июнь 2010-2011 года.

Реализация проекта преследует и другие немаловажные цели: привлечение внимания людей к решению охраняемых территорий, расположенных в местах их проживания, и объединение усилий по сохранению природных объектов. Работа ориентирована на оздоровление среды обитания людей и экосистем, на решение муниципальной водной проблемы, поэтому является актуальной.

Отличительной особенностью данного проекта является его практическая направленность и личностно-значимое содержание.

В результате работы над проектом:

1.Определено значение родника в жизни населения д. Судино и близлежащих населенных пунктов.

2.Проведено независимое экологическое исследование родника и водопроводной воды д. Судино.

3.Изысканы возможности проведения лабораторного анализа воды и благоустройства родника.

4.Разработан план по благоустройству родника.

5. Разработаны рекомендации по очистке и сбережению питьевой воды.

Основной вывод: родниковая вода – это альтернатива неочищенной водопроводной воде. Данная работа позволяет частично решить проблему качества воды.

Содержание

Стр.

Введение4

Цели и задачи---3-5

Основная часть6-13

1. Что такое родник--6

2. Значение родника в жизни населения деревни Судино и близлежащих населенных пунктов

3. Современное экологическое состояние родника и прилегающей к нему территории

3.1 Географические наблюдения---7-6

3.2 Биологические наблюдения------8

3.3 Физико-химические наблюдения0

4. Возможности проведения лабораторного анализа воды и благоустройства родника--10

5. План благоустройства родника--10-13

5.1 Каптажи родника

5.2 Благоустройство прилегающей территории

5.3 Экономическая характеристика проекта3

Выводы13

Заключение

Литература

Приложения:

Приложение 1 «Экспертное санитарно - эпидемиологическое заключение к протоколу лабораторных исследований воды».

Приложение 2 «Анкета для социологического опроса»

Приложение 3 «Фотографии родника»

Приложение 4 «Паспорт источника»

Приложение 5 «Эскизы благоустройства родника»

Приложение 6 «Этапы выполнения проекта»

Приложение 7 «Рекомендации по решению проблемы, связанной с качеством питьевой воды»

Введение

Качество питьевой воды является одной из главных глобальных проблем XXI века. Согласно действующим стандартам питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу. Экологическое состояние региона, грунта, качество коммуникаций - все эти проблемы влияют на качество нашей воды. Экологически чистая питьевая вода — наиболее важный продукт питания, так как она прямым образом влияет на здоровье человека. Важно знать какую воду мы пьем.

В дома деревни Судино, в которой расположена наша школа, вода поступает по водопроводу с водонапорной станции, забирающей ее из грунтовых вод. Она очень неприятно пахнет и невкусная. Изучив протокол лабораторных исследований питьевой воды от 01.01.2001 (приложение 1)мы узнали, что мутность превышает нормативный показатель в 57 раз, а железо – в 82 раза! Длительное употребление такой воды приводит к заболеваниям печени, увеличивает риск инфарктов, серьезных хронических заболеваний, особенно у детей. Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций.Никаких очистных водных сооружений в деревне нет. Поэтому, многие жители предпочитают пользоваться родниковой водой, за которой ездят в соседний Борисоглебский район, выстаивая иногда за нею длинные очереди. У нас возник вопрос: а нет ли поблизости родника, который можно было бы благоустроить, чтобы пользоваться его водой?

Мы выдвинули гипотезу: можно ли решить проблему чистой воды в деревне Судино?

2. Цели и задачи

Целью проекта является реализация исследовательско-творческого потенциала школьников в решении проблемы чистой воды

Задачи:

1. Определить значение родника в жизни населения деревни Судино и близлежащих населенных пунктов.

2. Провести независимое экологическое исследование.

3. Изыскать возможностипроведения лабораторного анализа воды и

благоустройства родника.

4. Разработать план по благоустройству родника.

5. Привлечь внимание к должной проблеме различных групп населения и получить помощь в ее решении.

6. Разработать рекомендации по очистке и сбережению питьевой воды.

Методыисследования:поисковый, исследовательский, аналитический, сравнительный, социологический.

Методика проведения наблюдений за водой взята из пособия «Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами» Издание 3-е. — СПб: “Крисмас+”, 2004.

Объекты исследования: родник в деревне Шулец

Предмет исследования: вода из родника, водопроводная вода д. Судино

Сроки выполнения проекта: октябрь - июнь года

Основная часть

1. Что такое родник

В одном из словарей русского языка роднику дано следующее определение: «Место, где родится вода». Изучив историю, можно говорить о том, что родникам издавна уделяется большое внимание. С ними связывали различные легенды и обычаи местного населения, им отводился свой день календаря, их упоминали в литературных произведения, а люди считали их источником живительной силы. В настоящее время культ родников не исчез. Родниковую воду продолжают пить и верить в ее полезную и чудотворную силу.

Если же говорить научным языком, родником называется естественный выход верховых, грунтовых или же артезианских вод на поверхность. Верховодкой называется наиболее ближний к поверхности земли водоносный горизонт, залегающий на глубине от 2 до 6 метров. В свою очередь, грунтовые воды в отличие от верховодки являются первым, постоянно существующим водоносным горизонтом, залегающим на глубине от 2 до 30 метров. Грунтовые воды можно считать более чистыми, но и они зависят от осадков, характеристик водоносного горизонта и слоев, через которые они просачиваются. Артезианскими водами называются напорные воды, залегающие на глубине от 01.01.01 метров и имеющие долгую историю. В зависимости от месторасположения водоносного горизонта, вода может содержать повышенные концентрации макроэлементов (кальций, магний, натрий, калий, фосфор, сера), микроэлементов (железо, цинк, йод, фтор, медь, марганец) и высокую жесткость, обусловленную контактом с известняком. Кроме предполагаемых источников загрязнения на качество воды могут влиять и единовременные, неконтролируемые факторы: несанкционированные сбросы и выбросы промышленных предприятий, вездесущие прорывы канализации, несанкционированные свалки, автотранспорт и жизнедеятельность животных.

2. Значение родника в жизни населения деревни Судино и близлежащих населенных пунктов

В трех километрах от нашей деревни есть село Шулец, бывшего Ростовского уезда. «Название села Шулец мерянское, но по Хлебниковскому летописцу оно происходит от имени когда-то жившей здесь княгини Шулы, жены ростовского князя Печегда» [12]. Расположено оно на реке Шула, может быть названной в честь княгини. В настоящее время она является одним из основных притоков реки Устье, протяженность ее всего 25 км.

По рассказам жительницы д. Юрьевской Слободы , ее прабабушка - уроженка села Шулец, описывала Шулу как глубокую и чистую реку, в которую «пастухи загоняли коров на водопой, а сом выпивал у них молоко, а уж раков-то и рыбы разной в ней водилось огромное количество». Ее дед – ездил в Шулец в гости к и пил там из большого самовара чай приговаривая: - «пока семь чашек чая не выпью и покуда плешь не вспотеет – не уеду». А вот водичку для самовара набирали местные жители из родника, выходившего из берега Шулы и питавшего ее своей ключевой прохладой.

По проведенному нами социологическому опросу (приложение 2) 60% респондентов слышали об этом роднике, но не знают, где он находится, 30 %- знают, но не посещали ни разу, 10 % - вообще не знают о его существовании. На вопрос «Если вода в роднике пригодна для питья, и он был бы благоустроен, вы стали бы его посещать?» «да» ответило 45 % опрошенных, «наверное» - 30%, «не знаю» – 25 %. «Кто же должен заняться благоустройством родника?»- 65 % респондентов ответили – администрация поселения, 35 % - все вместе.

Нынешние жители поселка Ишня, супруги и Н. А., рассказали нам о том, что посещали этот родничок в течение 10 лет «и вода там очень мягкая и вкусная, ничем не хуже Красновского родника (с. Красново Борисоглебского района), а может даже и лучше. Мы конечно бы стали ездить на него, если бы он был благоустроен».

Этот - то родник нам и захотелось разыскать и оценить его сегодняшнее состояние.

3. Современное экологическое состояние родникаи прилегающей к нему территории

3.1 Географические наблюдения

Родник на территории бывшего Борисоглебского крахмало - сушильного завода является государственным памятником природы и представляет ценность для изучения естественных процессов земли[8]. Площадь памятника – 0,01 га. Ширина охранной зоны 50 метров. Находиться в 430 м на юго-запад от пересечения автодороги Ростов – Борисоглебский с веткой от этой дороги на дер. Шулец, в 150 м на северо-запад от бывшего здания картофелетё­роч­но­го завода на правой стороне р. Шулы. Ширина оврага в районе выхода родника – 30 метров, глубина 25 метров. Имеет один выход грунтовых вод – нижняя часть речной долины. Видимая мощь песчаного пласта – 0,5 м. водоупорные слои – суглинистые. Вода вытекает спокойно, высота источника над уровнем воды в реке составляет 1 метр.

На вершине оврага находится жилой дом, хозяин которого живет здесь с 1968 года. Он рассказал нам о том, что всегда пользуется водой этого родника, любит его и старается сохранить его. «Два-три года назад практически каждый час приезжали люди за чистой водой, а вот теперь нет. Очень жалко». А ведь когда –то на берегу реки Шула, недалеко от родника стоял картофеле - терочный завод, занимавшийся переработкой картофеля и даже варкой шугорского варенья [4]. На момент исследования родник был оборудован самодельным резервуаром (выполненным ) – металлической бочкой и водоотводной трубкой, но из - за неправильной установки выход заилился и родник нашел другой выход - ниже прежнего, поэтому можно сказать, что родник и подход к нему неблагоустроенны (приложение 3). Весной, во время таяния снега, вода заливает и родник, и, практически, половину оврага, поэтому спуститься за водой нельзя. Затухает родник, мелеет речка…

3.2 Биологические наблюдения

Древесно- кустарниковая растительность по берегам и оврагу представлена в основном ольхой, ивняком, березой и черемухой. Прилегающая к роднику территория покрыта разнообразными осоками, камышом; склоны самого оврага заросли крапивой, пижмой, и луговыми травами, которые на момент исследования определить было невозможно. На западном, противоположном от родника склоне оврага расположен поле, а на восточном – деревня - Шулец.

В момент наблюдений из животных нам встретились только птицы-воробьи, которые прилетели попить воды из речки. На ветвях деревьев мы заметили гнезда грачей.

3.3Физические и химические наблюдения

Для наблюдения за водой родника мы взяли такие характеристики воды, как: температура, цветность, мутность, прозрачность, осадок, запах, вкус и привкус. Наблюдения были проведены два раза –осенью и зимой.

Температура играет важную роль в оценке качества воды. Большое количество физических, биологических, химических характеристик воды зависит от ее температуры. Например:количество растворённого в воде кислорода, продуктивность фотосинтеза водных растений, скорость обмена веществ у водных обитателей, чувствительность организмов к отправляющим веществам, болезнетворныммикроорганизмам. Общий анализ значений температур показывает, что вода в роднике имеет положительное значение и изменяется в пределах от +7°С до +11°С. Цвет природной воды обусловлен наличием в ней гуминовых кислот, загрязнений промышленных предприятий, соединений железа, цветущих водорослей. Наблюдение за водой родника показало, что в течение разных сезонов года она является прозрачной. Это свидетельствует о хорошем фильтрационном качестве грунта. Мутность воды - мера содержания в ней взвешенных частиц, различных по происхождению. Это могут быть частицы глины, ила, промышленных и сельскохозяйственных стоков, планктонные организмы. Анализ полученных результатов показывает, что данная родниковая вода имеет слабую мутность, что является показателем ее хорошего качества. Суммарное количество взвешенных частиц в воде определяет её прозрачность. Определяется она путем чтения стандартного хорошо освещенного шрифта через столб воды. Исследуемая вода за весь период наблюдения являлась прозрачной, поскольку газетный текст хорошо читался на высоте 40 – 50 см. Осадок воды обусловлен оседанием взвеси, которая имелась в воде. Вода нашего родника имеет ничтожный осадок, который по своей природе является аморфным.Запах воды определяется при комнатной температуре и при нагревании до 50-60°С и характеризуется качественно и количественно. На протяжении всего исследования запаха в воде обнаружено не было.

Поскольку вода из нашего родника прозрачная, бесцветная и без запаха, то мы определили и ее вкуси привкус. Для этого подержали глоток воды во рту 20 сек, а затем выплюнули. Вода не имела никакого привкуса. Нам она показалась мягкой и вкусной, очень сильно отличающейся от водопроводной в деревне Судино.

Растворенный кислород - важный фактор, говорящий о благополучном состоянии водоема. В нашей родниковой воде содержание кислорода в течение испытательного срока приблизительно одинаково и равно 6-7 мг/л, (раствор бледно-лилово-розового цвета). Постоянство содержания кислорода в воде можно объяснить постоянством ее температуры, поскольку в течение всего года температура воды в роднике +7 - +11°С.

Механический состав почвы, т. е. содержание в ней частиц разной величины – важнейшее физическое свойство почвы. От механического состава зависит плотность, водопроницаемость почвы, влагоемкость, аэрация, теплоемкость, теплопроводность. В целом, чем меньше частицы почвы, тем больше их способность удерживать воду и химические вещества, и наоборот. Опыты, проведенные с почвой вблизи родника, показали, что по механическому составу она является тяжелой суглинистой, т. к. когда берешь ее в руки, она скатывается в колбаску с тонким кончиком и при изгибе не ломается.

4. Возможности проведения лабораторного анализа воды и благоустройства родника

Вопрос об использовании воды для питьядолжен решаться после проведения анализа в СЭС. Для проведения такого анализа мы обратились за помощью различные структуры: 1) в ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ярославской области и Ростовском муниципальном районе», где нам ответили, что такое исследование стоит порядка 2000 рублей; 2) в «Комитет экологии и охраны природы г. Ростова и РМР», в котором помочь нам любезно отказались, сославшись на отсутствие финансирования; 3) в Администрацию сельского поселения Ишня, Глава которой выслушав нас внимательно, с большим желанием откликнулся на все наши предложения и обещал выделить деньги, как на лабораторный анализ родниковой воды, так и на его благоустройство.

5. План благоустройства родника

5.1 Каптажи родников

Прежде, чем разработать эскизы благоустройства родника, мы попытались выяснить, что такое каптаж родника[13]. Каптаж родника представляет собой создание сооружений, улучшающих выход воды. Мы узнали, что подземные воды делятся на напорные (артезианские) и безнапорные. Они могут выходить на дневную поверхность. В таком случае их называют родниками. Выход безнапорных вод именуют нисходящим ключом, а выход напорных вод – восходящим ключом.

Исходя из этих видов каптажа, наш родник нуждается во втором виде каптажа (рис. 1), поскольку его вода выбивается на поверхность рассеянно. Таким образом, оформив правильно выход воды из родника, мы сохраним ее качество.

Каптаж нисходящего родника: 1 - водоотводной желоб; 2 - гидроизоляция; 3 - плита перекрытия; 4 - дренаж; 5 - водоносный слой; 6 - гравийный фильтр; 7 - бетонное основание; 8 - водозаборная труба; 9 - переливная труба; 10 - скобы; 11 - вентиляционная труба; 12 - фильтр водозабора

Рис. 1

Правила проведения каптажа родника

1. Если родник бьет из одной точки, надо сначала отвести воду, чтобы она не мешала земляным работам, а затем – расчистить родник, выкопав яму глубиной 1 – 1,5 метра и диаметром 2 – 3 метра.

2. Если вода выбивается на поверхность рассеянно – рядом в нескольких местах, необходимо выкопать канаву, откосы ямы или канавы покрыть так называемым «обратным фильтром», т. е. сначала кладут слой песка, а потом – более крупный фильтрующий материал – песчано-гравийную смесь и щебень. На него устанавливают железобетонное кольцо – колодец, деревянный сруб или просто

плетеную корзину.

3. На дно колодца фильтра укладывают слой камня – булыжника. Вокруг колодца – слой глины, ее хорошо утрамбовывают.

4. Для глубоких, водообильных родников, после расчистки оплывшей земли в грунт забивают металлическую трубу длиной 2 – 3 метра, диаметром 25 – 30 см. В нижней части трубы должны быть прорези – перфорация. Грунт из трубы выбирают, а перфорированную часть засыпают песчано-гравийной смесью.

5.2 Благоустройство прилегающей территории

Поскольку наш родник находится на дне глубокого оврага, необходимо предусмотреть лестницу. Мы предлагаем сделать ее деревянную, отражающую большую близость к природе, ее красоте, с перилами и большой ширины, чтобы по ней свободно могли проходить люди с канистрами в различных направлениях.

Так же хотелось бы, чтобы люди, пришедшие на родник или путник, зашедший напиться родниковой водицы, могли отдохнуть, полюбоваться красотой родной природы, или укрыться от случайного дождя. С этой целью можно поставить несколько лавочек: одну- вблизи родника с навесом, а другую - наверху оврага.

Необходимо выполнить ряд рейдов по очистке оврага от старых и сломанных деревьев, сухой травы, мусора. Можно создать и небольшую клумбу, засадив ее яркими цветами, укрепив бока камнями.

Можно сделать специальные экологические знаки, которые помогут людям правильно организовать свое поведение в охранной зоне родника. Например, установить знаки, запрещающие сброс мусора на территорию родника, на них можно указать ширину водоохраной зоны и перечень запрещённых и разрешённых в зоне работ. Можно также поставить знак на автомагистрали, указывающий местоположение родника и расстояние до него.

Нам кажется, что если человек, придёт за чистой родниковой водой и увидит ухоженный и благоустроенный родник, то на душе его станет гораздо теплее. Но не надо забывать и о мероприятиях по регулярной охране и профилактических действиях, таких, как очистка родника от загрязнений и уборка прилегающей территории. Обнаружив нарушение, необходимо указать на них руководству, непосредственно отвечающему за этот родник.

5.3 Экономическая характеристика проекта.

Мы определились с эскизами будущего проекта родника (приложение). Теперь нам нужно выбрать материал для его осуществления. Рассмотрим несколько вариантов.

Металлпо своим физическим свойствам, конечно, очень прочен, но наряду с достоинствами имеет и недостатки - способностькоррозировать. К тому же, это дорогой материал.

Деревов отличие от металла более дешевый материал, теплый материал, легкий. Его можно использовать для изготовления лавочек и лестницы, а вот для защитного сооружения родника он не подойдет, так как имеет недостатки. Например, в нашем случае он будет недолговечным, так как будет гнить, потому что весной бывает сильный паводок.

Бетонобладает водонепроницаемостью, морозожаростойкостью, коррозионной стойкостью, кислотостойкостью и другими свойствами. В последнее время из этого материала делают различные по форме плиты. Нам кажется, что этот материал подойдет лучше всего.

Следующий вопрос еще более актуален: где взять деньги на реализацию данного проекта? Здесь можно предусмотреть несколько вариантов.

Во-первых, это привлечение средств спонсоров. На первый взгляд этот вариант может показаться нереальным, но на самом деле, спонсоров найти можно, нужно только суметь правильно и грамотно обосновать необходимость реконструкции родника.

Во - вторых, это пожертвования простых жителей, в основном часто посещающих этот родник и проживающих в данном микрорайоне.

И, в-третьих, это привлечение средств из бюджетов. Областного и городского – потому, что родник официально является памятником природы областного значения, местного - поскольку он находится на территории сельского поселения Ишня и Администрация обязана своевременно принимать должные меры по его сохранению.

С последнего варианта мы и начали поиск средств. Обратившись к Главе Администрации сельского поселения , обсудив план мероприятий по благоустройству с зам. главы по ЖКХ , было принято решение выделить деньги и начать работу в мае 2011 года.

Выводы

1. В ходе выполнения данного проекта нами было выяснено, что исследуемый родник существует очень давно. Жители использую его воду для хозяйственных и бытовых нужд. Он является местом обитания многих животных, растений, его воды питают речку Шула.

2. Проведенное независимое экологическое исследование показало, что по органолептическим показателям природная вода, взятая из родника, отвечает нормативам. Ее можно использовать для питья, но предварительно необходимо прокипятить. Сам родник и прилегающая к нему территория требуют благоустройства и ухода. Водопроводная вода не соответствует гигиеническим нормам, ее необходимо очищать.

3. Мы составили паспорт родника (приложение 4), план его благоустройства и прилегающей к нему территории. Совместно с Администрацией сельского поселения Ишня решили вопрос о финансировании необходимых работ и определили сроки их выполнения.

4. Провели в школе цикл мероприятий (беседы, презентации, игры, конкурс рисунков), показывающих роль воды в жизни человека и всех организмов; провели анкетирование среди населения с целью изучения отношения к роднику, тем самым мы привлекли внимание к должной проблеме различных групп населения, чтобы получить помощь в ее решении. Планируем и в дальнейшем продолжать это делать: выпустить листовки, написать статью в газету.

5. Разработали рекомендации по очистке и сбережению питьевой воды (приложение 7).

Итак, можно ли решить проблему чистой воды в деревне Судино? Мы считаем, что частично можно. Ведь многое зависит именно от нас - школьников, специалистов, местного населения, той «рабочей силы», совместными усилиями которой можно спасти и сохранить наш родник и сделать его одним из красивых и полезных природных уголков нашей местности. Это особенно важно и актуально для жителей еще и потому, что чистая родниковая вода – это альтернатива неочищенной водопроводной воде, которой нам приходиться пользоваться.

Заключение

Посещение родников – это не только использование альтернативных источников чистой питьевой воды. Исследования российских, немецких и швейцарских ученых свидетельствуют о благоприятном влиянии родников на человека. Частое посещение родников и длительное (не менее 30 минут) пребывание возле родника способствует снятию психического напряжения, нормализации артериального давления, стабилизации деятельности вегетативной нервной системы. Это связано с благоприятной шумовой гаммой родника, окружающим ландшафтом и аурой, которую создает родник в месте своего выхода из-под земли.

Литература

1. , Лукина природные объекты./ Биология в школе.2003.№3

2. , Биоиндикация качества природных вод. «Биология в школе », 2002, №6.

3. газета «Ростовский гражданин», N 34, 16.10.1992.

4. Муравьев по определению показателей качества воды полевыми методами. Издание 3-е. — СПб: “Крисмас+”, 2004. — 248 с.

5. Новенко работы на местности, Школьный практикум, М., «Дрофа», 1997.

6. Попова в школе. Мониторинг природной среды. М.: ТЦ Сфера, 2005

7. Постановление Правительства ЯО от 01.01.2001 N 460-п"Об утверждении Перечня особо охраняемых природных территорий Ярославской области и о признании утратившими силу отдельных постановлений»

8. , Мониторинг родников на межпредметной основе, « Химия в школе », 2000, № 5 .

9. Школьный экологический мониторинг: Учебно - методическое пособие/ под ред. . М., АГАР, 2005.

10. Этимологический словарь русского языка Макса Фасмера

11. http://sudar-mb. *****/page/book2/page3.htm

12. http://*****/index. htmlСтатья 28. Требования к каптажам родников