Українська  English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Вступление

Актуальность темы. Биоресурсы - количественные показатели состояния животного и растительного мира для оценки которых используются понятия биомасса, биопродуктивность. Важнейший базовый показатель для оценки ресурсов животных это численность. Оценка численности животных неразрывно связана с инвентаризацией их местообитаний, в т.ч. для экстраполяции данных на неизучаемые территории. Для растений важнейший показатель - биомасса, также учитываются общий видовой состав и видовая насыщенность, доминанты и содоминанты, общее проективное покрытие травостоя и его высота, урожайность надземной фитомассы. Наиболее конкретизированная информация по биоресурсам складывается из систематизации ресурсно-экологической информации. Водные биоресурсы - это совокупность водных организмов, жизнь которых невозможна без пребывания в воде. К водным биоресурсов относятся пресноводные, морские, анадромные и катадромные рыбы на всех стадиях развития, круглоротые, водные беспозвоночные, в том числе моллюски, ракообразные, черви, иглокожие, губки, кишечнополостные, наземные беспозвоночные в водной стадии развития, водоросли и другие водные растения. Водное хозяйство является составной частью экономики. Главная его задача – обеспечить потребителей водой в необходимом количестве и необходимого качества. В условиях маловодного климата Донецкой степи стратегически важное значение имеет водоснабжение населения и предприятий. Особенное значение имеет проблема рационального использования и охраны водных ресурсов в условиях маловодного региона Донецкой Народной Республики. Все воды (водные объекты) на территории ДНР являются достоянием народа и могут передаваться только в пользование. Водоемы имеют большое значение не только для жизнеобеспечения населения, промышленности, сельского хозяйства, но и для отдыха, туризма, спорта. В условиях антропогенных нагрузок на природную среду существует необходимость разработки и соблюдения правил пользования водными ресурсами, рационального их использования и экологически направленной защиты. Цель и задачи исследований. Целью данной работы является исследования возможности использования водных биоресурсов водоемов Донбасса. Объект исследования: бассейн реки Кальмиус Балка Обеточная Предмет исследования: гидрохимический анализ воды для установления целесообразности использования, а также возможности разведения биоресурсов в водоеме. Методы исследований. При решении задач исследования использованы следующие методы: взятие проб воды и их консервация; приготовление к анализу; подготовка проб воды; проведение химического анализа воды; использование метода сравнительного анализа и расчетного метода; обработка полученных результатов; подведение итогов и разработка рекомендаций.

1 Значение реки Кальмиус в водообеспечении города

Основной рекой, протекающей через центр города, является Кальмиус. Большинство ученых связывает древнюю Калку, о которой упоминается в русских летописях «Слово о полку Игореве» (1185 г.) и «Велесова книга» (59 вв.), именно с Кальмиусом или его притоком Кальчиком. Многие народы проживали в древности на землях, через которые протекает река: киммерийцы, скифы, сарматы, гунны, готы, болгары, авары, хазары, печенеги, торки. Кальмиус является второй по значению рекой Донбасса с притоками Мокрая и Сухая Волноваха и Кальчик. Он берет начало близ Ясиноватой, в поселке Минеральное, на южном склоне Донецкого кряжа на высоте 240 метров над уровнем моря, пересекает Донецк и течет на юг, а в центре г. Мариуполя впадает в Азовское море. Длина Кальмиуса – 236 км. Ширина долины изменяется в пределах от 100 метров до 2,2 километра, поймы – от 150 метров до 3 километров, русла – от 1 до 80 метров. Длина реки в пределах г. Донецка 35 км, средняя ширина русла около 10 м. На реке сооружено Верхнекальмиусское водохранилище. Река Кальмиус глубоко врезается в плотные породы Азовского кристаллического массива, местами образует пороги и водопады. Долина реки асимметрична, с высоким, крутым правым склоном и низким – левым. Русло сильно извилистое. Питается Кальмиус за счет осадков, подземных и шахтных вод, шахтных стоков. Вода реки очень загрязнена сбросами промышленных вод и нуждается в тщательной очистке. Речная и балочная сеть Кальмиуса на территории Донецка зарегулирована водохранилищами и прудами, предназначенными для различных целей (техническое водоснабжение, рекреация). Основные левосторонние притоки реки в пределах города Донецка: балка Богодухова – протяженностью 16,8 км, берет начало в Макеевке и проходит по территории Калининского, Буденовского и Пролетарского районов; балка Обеточная – длина 11,8 км, проходит по Пролетарскому и Буденовскому районам и впадает в Кальмиус у пгт. Ларино; река Грузская – общая протяженность реки 47 км, а в пределах г. Моспино и Пролетарского района Донецка 13,4 км. Основные правосторонние притоки р. Кальмиус в пределах города Донецка: балка Безыменная – протяженностью 10,5 км, пересекает центральную часть города от Ветковских прудов до Первого городского пруда; балка Дурная – длина 9 км, проходит по Куйбышевскому и Ленинскому районам города и впадает в Кальмиус в районе Боссе; балка Широкая – протяженностью 12,2 км, пересекает южную часть города по Ленинскому и Петровскому районам до Донецкого водохранилища.

2 Исследование экологического состояния реки Кальмиус

Экологическое состояние водных объектов города неразрывно связано с качеством воды в реке Кальмиус и ее притоках. Для Донецка река Кальмиус имеет важное историческое, народнохозяйственное и рекреационное значение, в связи с чем проблема охраны бассейна реки и рационального водопользования требует особого внимания. Длительное интенсивное водопотребление и сброс сточных вод существенно ухудшили состояние местных водотоков и бассейна реки Кальмиус. Питание реки происходит за счет весеннего снеготаяния, родников, сбрасываемых шахтных и промышленных вод и санитарных спусков воды из канала Северский Донец. В летнее время в Кальмиусе при снижении уровня воды резко уменьшается содержание кислорода и растет бактериальное загрязнение. Вода в водных объектах города по многим показателям не соответствует требованиям действующих норм. Общий сброс сточных вод в поверхностные водоемы города составляет 160 -175 млн. м3 в год. По данным статистической отчетности об использовании водных ресурсов, в настоящее время в г. Донецке насчитывается около 200 предприятий-водопользователей, из которых 40 предприятий сбрасывают возвратные воды в реки и водоемы города. Количество используемой пресной воды составляет в среднем 130 - 140 млн. м3 в год. Из 78 прудов и водохранилищ города 24 водоема предназначены для рекреации, 6 для рыборазведения, остальные применяются для технического водоснабжения и орошения или используются как отстойники. Анализ загрязнения воды в реке Кальмиус показывает, что отклонения показателей качества воды от принятых санитарных нормативов охраны поверхностных вод от загрязнения наблюдаются по нефтепродуктам, кобальту, магнию, сульфатам, взвешенным веществам и сухому остатку. В Кальмиусе за последние 10 лет зафиксировано постоянное обогащение вод минеральными формами азота. Что касается тяжелых металлов, то концентрация имеет тенденцию к снижению. Солевое загрязнение поверхностных вод связано со сбросом в речную сеть шахтных и промышленных вод, а также сельскохозяйственной деятельностью человека. Река Кальмиус играет важную роль в экологической жизни города Донецка. С точки зрения хозяйственной деятельности, Кальмиус является одной из важнейших рек нашего региона. Из реки Кальмиус производится забор воды для нужд промышленности и сельского хозяйства. Реки его бассейна принимают более 60 % сточных вод предприятий области. Для нашего региона бассейн Кальмиуса играет огромную роль и имеет важное экономическое, социальное, историческое, народнохозяйственное и рекреационное значение. В последнее время общественность Донецкой области тревожит экологически-кризисное состояние реки Кальмиус, а проблемы охраны бассейна реки Кальмиус и рационального использования приобретают все более острое и важное региональное значение. Вода реки Кальмиус на всем протяжении не соответствует требованиям стандарта на питьевую воду, а большинство загрязнителей превышают ПДК в несколько раз. Целью проведенного исследования было установление экологического состояния важной водной артерии региона и качественного экологического анализа нынешнего состояния реки и ее бассейна, что особенно актуально в условиях постоянной интенсификации промышленного производства в Донецком регионе. На реке организовано целых 4 водохранилища. Изначально некоторые из них создавались с тем, чтобы обеспечить питьевой водой близлежащие населенные пункты. Однако вода из водохранилищ использовалась не только для этого, а также и для получения электроэнергии. Здесь действует ГРЭС под названием Старобешевская. Она расположена на одноименном водохранилище. Таким образом, становится понятно, что река Кальмиус играет важную роль в народном хозяйстве и способствует водоснабжению многих населенных пунктов, а также является важным источником электроэнергии. Нужно отдельно поговорить и о фауне, населяющей водоем. Река Кальмиус не может похвастаться особым разнообразием рыб. В ее верхнем течении водятся только пескари. В среднем течении можно встретить гораздо больше различных рыб, например пескаря, уклею, голавля. Иногда здесь бывает карп, судак, окунь и другие виды рыб. В последнее время видовой состав водоема заметно уменьшился. В устье реки водится также пескарь, очень редко можно увидеть сазана.

3 Методы химического анализа

3.1 Определение концентрации ионов водорода (pH)

Потенциометрический (электрометрический) метод определения величины pH воды со стеклянным электродом более универсален и точен. Большинство серийных рН-метров позволяет производить измерения с точностью 0,05—0,02 единицы pH. Он пригоден для анализа вод с широким диапазоном минерализации и содержащих окрашенные и взвешенные вещества. Метод основан на измерении разности потенциалов, возникающих на границах между внешней поверхностью стеклянной мембраны электрода и исследуемым раствором, с одной стороны, и 27 внутренней поверхностью мембраны и стандартным раствором кислоты, с другой. Так как внутренний стандартный раствор стеклянного электрода имеет постоянную активность ионов водорода, потенциал на внутренней поверхности мембраны не изменяется и измеряемая разность потенциалов определяется потенциалом, возникающим на границе внешней поверхности электрода и исследуемого раствора. Измерения производят относительно потенциала другого, электрода, называемого электродом сравнения. В качестве последнего. выбирают такой электрод, потенциал которого практически не зависит от активности ионов водорода, например, каломельный, хлорсеребряный. Электродвижущая сила, возникающая в измерительных ячейках, составленных из индикаторного (стеклянного) электрода, электродов сравнения (каломельного, хлорсеребряного) - исследуемого раствора и растворов с постоянной активностью водородных ионов является функцией активности ионов водорода (pH) в исследуемом растворе (и температуры).

3.2 Определение двуокиси углерода (СО2)

Обычно угольную кислоту (Н2СО3) принято отождествлять с находящимся в растворенном состоянии угольным ангидридом (двуокисью углерода СО2), принимая их общее содержание за СО2.

3.3 Определение растворенного кислорода

Содержание кислорода в воде имеет большое значение при оценке качества поверхностных вод, некоторых сточных вод, при оценке и контроле работы станций биологической очистки, а также при исследовании коррозийных свойств воды. Содержание кислорода в воде колеблется от 6 до 10 мг/л, редко превышая 15 мг/л. Определение растворенного в воде кислорода производится по получившему широкое распространение иодометрическому методу Винклера. Этим методом можно определять кислород при концентрации его 0,05 мг/л и выше. Метод основан на способности гидрата закиси марганца окисляться в щелочной среде в соединения высшей валентности, количественно связывая растворенный в воде кислород, и затем снова переходить в кислой среде в двухвалентные соединения, окисляя при этом эквивалентное (связанному кислороду) количество иода. Выделившийся при этом иод определяется титрованием тиосульфатом.

3.4 Определение прозрачности воды

Прозрачность воды определяется в нефильтрованной, только что раскупоренной пробе. Прежде чем отмерить воду для определения, бутылку следует взболтать и тотчас же отобрать чистой и сухой мензуркой -необходимый объем воды. В случае, если вода взмучена выпавшей при стоянии гидроокисью железа или вообще содержит большое количество взвесей, ее следует брать после отстаивания в течение 1 мин, отметив это в примечании.

3.5 Определение нитритов

Для определения нитритов в водах используется колориметрический метод с сульфаниловой кислотой и альфа-нафтил-амином. Этот метод основан на способности первичных ароматических аминов в присутствии азотистой кислоты давать интенсивно окрашенные диазосоединения.

3.6 Определение нитратов

Метод основан на восстановлении нитратов до нитритов металлическим кадмием

NO3- + Н2О + 2е- = NO2- + 2ОН-,

Cd0 - 2е = Cd2+

и дальнейшем определении нитритов с реактивом Грисса-Илосвая. Эффективность кадмия как восстановителя значительно возрастает, если он предварительно обработан раствором соли меди. Восстановленная при этом медь садится на поверхность кадмия и образует с ним гальваническую пару.

3.7 Определение ионов аммония и аммиака

Для определения аммиака в питьевых и поверхностных водах применяют колориметрический метод, основанный на способности их образовывать с щелочным раствором иодистой ртути окрашенные в желтый цвет соединения иодистого меркураммония.

4 Результаты гидрохимического анализа воды

Для установления целесообразности использования, а также возможности разведения биоресурсов в водоеме, был проведен гидрохимический анализ воды (рис.1). Величина рН определялась потенциометрическим методом, фосфаты, нитриты и нитраты определялись колориметрическим методом, аммоний, сероводород и ортофосфаты – фотоколориметрическим методом, растворенный кислород – йодометрическим методом, свободную углекислоту – титриметрическим методом.

4.1 Гидрохимические показатели воды

<
Рисунок 1

Выводы

В результате гидрохимического анализа мы выяснили, что показатель нитрат-ион превышает допустимую концентрацию из-за возможного вымыва удобрений с полей. Нитраты образуются из нитритов в результате процесса нитрификации, либо попадают в водоемы в результате смыва удобрений с полей, с атмосферными осадками, различными стоками. Повышенный уровень нитратов свидетельствует о том, что в водоеме имело место в недалеком прошлом органическое загрязнение. Нитраты значительно менее токсичны, чем нитриты. В рыбоводных прудах допустимо содержание нитратов до 3мг/дм3, а норма - до 2 мг/дм3.

Список литературы

1. Доклад о состоянии окружающей среды в Донецкой области. /Под редакцией С. Третьякова, Г. Аверина, Донецк, 2007. – 116 с.

2. Коршикова И.А., Состояние водных ресурсов Донецкой области и их диагностика. //Економический весник Донбасса № 1 (23), 2011. – С.27-30

3. Оценка экологического состояния реки кальмиус города Донецка. В.А. Зубков, С.А. Игнатенко, К.А. Сауткин //Перспективные направления развития экологии и химической технологии. – Д: ДНТУ – С. 160 – 163

4. Алекин, О.А. Руководство по химическому анализу вод суши. Гидрохимический институт / О. А. Алекин, А. Д. Семенов, Б. А. Скопинцев. – Ленинград – Глав. упр. гидрометеор. служб. при сов. Мин. СССР., 1973.- 270 с.

5. Бобылёв С.Н. Экономика сохранения биоразнообразия. – М., 1995 – C. 138 – 143

6. Дегтярева Т.С. Состояние и перспективы развития водопроводно-канализационного хозяйства донецкого региона на примере коммунального предприятия «компания «Вода Донбасса». Донецкий институт городского хозяйства Государственной академии жилищно-коммунального хозяйства.

7. Доклад о состоянии окружающей природной среды города Донецка в 2004-2005 годах. /Под общей редакцией Донецкого городского головы А.А. Лукьянченко. – Донецк, 2006. – 70с.

8. Земля тревоги нашей. По материалам доклада о состоянии окружающей природной среды в Донецкой области в 2006 году. /Под ред. С.В. Третякова. – Донецк: «ЦЭПИ «Эпицентр ЛТД», 2006. – 108с.