Учебный центр «Крисмас+»

Использования водорослей макрофитов в очистке воды
в Цемесской бухте и мониторинг изменения экосистемы Суджукской лагуны

Синьков Сергей ученик 11 «А» класса МАОУ СОШ №40

Вехов Дмитрий Вадимович, учитель биологии МАОУ СОШ №40

В настоящее время водоросли привлекают всё большее внимание исследователей, в связи с проблемой рационального использования морских экосостем и возделывание водорослей в морекультуре. Водоросли широко используются в различных областях фундаментальных биологических исследований, являются универсальными тест-обьектами. Многие ученые разрабатывают программу создания искусственных рифов, для увеличения снабжения воды кислородом, потому что свободный кислород окисляет и разрушает вещества загрязнители, что способствует естественному очищению воды, а его производители в воде водоросли макрофиты.

Все это привлекло мое внимание к проблеме приспособления водорослей к загрязнению, их росту и количеству, по территории бухты, изменению при увеличении степени и уровня загрязнения, использованию водорослей для уменьшения степени загрязнения воды и ее очистки, ведь водоросли макрофиты основные поставщики кислорода в водной среде.

Целью работы было узнать, какие вещества и как влияют на водоросли в Цемесской бухте от степени загрязнения и природных условий, возможность использования их для очистки ливневых вод.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

Определить динамику изменения биомассы водорослей на территории бухты и прилегающих районах открытого моря в течение года.

Выявить основные загрязняющие вещества, которые попадают в бухту, и их влияние на рост и развитие водорослей, параметры слоевища водорослей.

Изучить возможность использования водорослей для очистки ливневых вод.

Создать проект модернизации ливневых стоков и очистки ливневых вод.

Создать проект по культивированию красных водорослей на установках и оценка возможности получения с них агара

Негативные изменения пелагических экосистем особенно заметны в районах крупных портовых городов. В связи со стремительным ростом г. Новороссийска, как порта мирового значения, в структуре сообществ за последние 10 лет произошли существенные изменения. Порт является гиперэвтрофицированной зоной, испытывающей максимальную антропогенную нагрузку. В этой части бухты расположены стоки предприятий тяжелого машиностроения, цементной промышленности и торгового порта.

Методика проведения исследований на станциях основана на методике В. В. Громова. Места для сбора проб фитобентоса должны охватывать различные участки бухты, на всем ее протяжении. Методика опытов основывалась на методике Афанасьева Д.К., а система установки водорослей по культивированию была разработана совместно с КБН Березенко Н.С.

Для проведения опыта мы взяли два вида самых распространенных в Черном море и Цемесской бухте водорослей: Cystosiera barbata и Ulva rigida и проверяли на них действие различных загрязнителей и уровень загрязнения. Затем проводили наблюдения за изменениями массы водорослей, их цвета в течение одного месяца. Для проведения исследования изменения биомассы водорослей в бухте выбрали десять контрольных точек, с различными типами и уровнями загрязнения. В течение 6 месяцев, два раза в месяц брались пробы водорослей, для определения их прироста и пробы воды. Водоросли в первое время росли очень быстро, но через два месяца, с начала июля, рост водорослей заметно замедлился, и стали появляться эпифитные и нитчатые виды. В августе большая часть водорослей отмерла, но в конце октября были отмечены новые поросли. Для определения изменения химического состава водорослей, мы собрали водоросли в районе контрольных точек и отправили в Ростов для проведения анализа на содержание тяжелых металлов. В результате проведенных анализов обнаружилось, что содержание в них тяжелых металов, особенно у стоков канализации, превышают средние данные по бухте в 2-3 раза, особенно это заметно по меди, свинцу и стронцию.

Проведенные наблюдения за состоянием ливневых стоков и сброса вод, содержание тяжелых металлов и других загрязнителей, позволило нам изучить систему городской ливневой системы и предложить свою систему модернизации ливневых стоков и очистку морской и ливневой воды с помощью водорослей макрофитов. Предложенная нами система модернизация ливневых стоков, позволит проводить дополнительную очистку стоков от крупного мусора на стадии сбора и движения ливневых вод. Наше предложение заключается в том, чтобы в распределительном резервуаре проводить первую механическую очистку от крупного мусора, а в расширительном резервуаре вторая механическая очистка от более мелкого мусора. Сток ливневых вод закрыть в трубу и отдалить от берега на 8-10 метров, на выходе в воре установить искусственный риф, типа рифобола, с водорослями, которые будет очищать воду от тяжелых металлов и других загрязнений, накапливая загрязнение в себя. Проект заинтересовал природоохранные организации города, был найден инвестор для пробного рекоструирования ливневых стоков и создания искусственного рифа, но несогласование структур администрации не позволили воплотить его, его реализация отложена на следующий год. Проект по оценке специалистов даст дополнительные положительные функции. Проведенные исследования позволили сделать выводы.

1. Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в бухту, являются:

- Синтетические моющие вещества.

- Хлор и ему подобные химические реагенты.

- Нефть и нефтепродукты.

-Технические и бытовые воды, канализация, стоки дождевых вод.

2. Биомасса водорослей изменяется в течение года в два периода и зависит от загрязнения, количества отдыхающих, погодных условий. Наибольшая масса водорослей наблюдается в районе связанном с открытым морем, на скалистых и каменистых грунтах, искусственных рифах.

3. В зависимости от условий, изменяются параметры и размеры водорослей, наибольшие параметры имеют водоросли в районных умеренного волнения и рекреационной нагрузки, с небольшим уровнем загрязнения.

4. В бухте наблюдается тенденция к самоочищению воды, за счет выноса части загрязнения течением. Но необходима реконструкция водоочистных сооружений, ливневых стоков.

5. Создание искусственных рифов с водорослями макрофитами позволит проводить очистку стоков и вод бухты.

6. В районах сброса ливневых вод, биомасса водорослей макрофитов сначала быстро увеличивается, но к средине сезона происходит их вытеснение и замена другими, более приспособленными видами.

Литература

Лоция Черного моря. Москва издательство Наука 1994 . 340 с.

Ефимова О.В. Современное состояние гидрохимического режима акватории Новороссийского порта/ Ефимова О.В., Миронова О.П. Журнал Известия вузов. Северо-Кавказский регион 2000. №3.

Саут Р., Уитник А. Основы альгологии – М.: Мир, 1990. 450 с.

Громов В.В. Методика подводных фитоценотических исследований Монография. Ростов. Ростовский университет. 1973. 190 с.

Громов В.В. Поведение водорослей в условиях антропогенной нагрузки. Монография. Ростов Ростовский государственный университет 1994. 240 с.

Кутовая-Козинец Н.Н. Влияние нефтяного загрязнения на биоценоз цистозиры в Новороссийской бухте. Труды Новороссийской морской биологической станции 1982 год. 150 с.

Мартынов Я.И, Афанасьев Д.Ф., Березенко Н.С. Современное состояние фитобентоса Суджукской лагуны Новороссийской бухты и его многолетняя динамика // Сб. докл. Медунар. научно-практ. конф. «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины». – Ростов н/Дон, 22 – 25 октября 2011 г.

Отчет о НИР «Характер Суджукской лагуны - памятника природы - по материалам гидрохимических, гидробиологических и ботанических исследований». Новороссийск, НУНИМБЦ. – 1996. – 81 с.

Содержание тяжелых металлов в золе (документ microsoft word)

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для проведения комплексной оценки состояния окружающей среды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников VIII Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»