ТЕМА 10: ИЗМЕНЕНИЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДЫ ПРИ ЭВТРОФИРОВАНИИ И ЗАГРЯЗНЕНИИ

В результате процессов эвтрофирования и загрязнения водных экосистем происходит изменение не только биоценозов (исчезновение или сокращение численности одних видов и массовое развитие других), но и изменение физических и химических характеристик воды (изменяется цвет, уменьшается прозрачность, снижается содержание кислорода, особенно в придонных слоях, появляются различные запахи, увеличивается содержание взвешенных веществ). Изменение свойств воды при поступлении каких-либо загрязняющих веществ может происходить как очень быстро (например, вода приобретает запах характерных для поступивших веществ), так и по происшествии некоторого времени (например, вещество, попавшее в водоем, не обладает сильным запахом, но продукты его разложения придают воде резкие запахи).

1. Определить цвет, наличие взвешенных частиц, мутность, запах воды местного водоема в различное время (весна, начало и конец лета, осень). В периоды отбора проб отмечать, были ли какие-либо случаи загрязнения воды (попадание нефти, удобрений и т.д.), также отмечать, были ли перед отбором проб воды дожди.

2. В точках отбора проб отмечать наличие или отсутствие других признаков эвтрофирования –биотических ("цветение" воды и интенсивность(отдельные пятна с указанием примерных размеров или по всей поверхности), зарастание прибрежных мелководий и его интенсивность, массовое развитие нитчатых водорослей, засорение берегов остатками водной растительности).

*Желательно проводить определение сапробности и гидрохимических свойств воды в один и тот же период

Загрязнение водоема - привнесение в водную среду или возникновение в ней новых (нехарактерных для нее) физических, химических или биологических агентов, приводящее к нарушениям в функционировании экосистемы и ухудшению экономического значения водоемов.

Виды загрязнений:

1. 
   Загрязнение твердыми частицами, вымываемыми при эрозии почв
   Загрязнение бытовым мусором
   
2. 
   Тепловое загрязнение (поступление теплых вод с предприятий, использующих воду в качестве охладителя)
   
3. 
   Загрязнение болезнетворными микроорганизмами
   
4. 
   Загрязнение органическими соединениями
   

• 
  Промышленного происхождения
  
• 
  Биологического происхрождения (стоки с ферм)
  
• 
  Нефть и нефтепродукты
  
• 
  Повышение концентрации биогенных элементов (канализационный сток, смывы с полей)
  

5. 
   Загрязнение тяжелыми металлами (ртуть, свинец, кадмий, цинк и др.)
   
6. 
   Загрязнение радиоактивными отходами
   

На организменном уровне наблюдаются нарушение отдельных физиологических функций, изменение поведения, снижение темпа роста, увеличение смертности вследствие прямого отравления или уменьшения устойчивости к стрессовым состояниям внешней среды. Большое значение имеет повреждение генетического аппарата и трансформация исходного генофонда особей, что приводит к появлению уродливых и ослабленных форм.

На уровне популяций загрязнение может вызвать изменение их численности и биомассы, рождаемости и смертности, половой и размерной структуры (например, повышенное вымирание головастиков и сеголеток в популяции лягушек).

На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же загрязняющие вещества неодинаково влияют на разные компоненты биоценоза.

В конечном итоге происходит деградация экосистем - ухудшение их как элементов среды человека и снижение положительной роли в формировании биосферы.

Многие загрязняющие вещества, устойчивые к биологическому разложению, поступая в организм гидробионтов в небольших количествах, не вызывающих сразу отравления и гибель, постепенно накапливаются, вызывая различные заболевания. Кроме того, другие животные, питаясь такими организмами, получают загрязняющие вещества в еще более высоких дозах, то есть, происходит миграция загрязняющих веществ по трофической цепи. Следовательно, у гидробионтов высших трофических уровней концентрация таких веществ в организме выше, чем у организмов, стоящих в начале трофической цепи. Такой процесс называют биоконцентрированием.

Кроме прямого воздействия загрязняющих веществ на гидробионты, приводящего к вышеуказанным последствиям, необходимо учитывать и опосредованное воздействие. Так при поступлении в водоем большого количества органических веществ в процессе их биологического разрушения интенсивно расходуется кислород. Это может приводить к возникновению дефицита кислорода, что в свою очередь отражается на жизнедеятельности водных обитателей.
Порядок выполнения работы

На примере изучаемого водоема проанализировать и описать последствия загрязнения нефтью для биоценоза водоема как связанные с непосредственным воздействием загрязняющего вещества на живые организмы, так и с изменением свойств воды, проанализировать (с использованием литературных данных) возможность миграции загрязняющих веществ по трофическим цепям.

1. 
   Что такое загрязнение водоема?
   
2. 
   Что такое биоконцентрирование и в чем основная опасность данного явления?
   
3. 
   Почему при поступлении загрязняющих веществ в водоемах может наблюдаться дефицит кислорода?
   
4. 
   Почему загрязнение водоемов вызывает изменение структуры популяций водных животных?
   

1. 
   Коробкин В.И., Переделкин Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2005.
   
2. 
   Небел Б. Наука об окружающей среде. – М.: Мир, 1993.
   
3. 
   Рамад Ф. Основы прикладной экологии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981.
   
4. 
   Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1979.
   
5. 
   Internet-ресурсы: www.edu.greensail.ru
   

Здоровье человека тесно связано с качеством воды и состоянием водных экосистем. Если питьевая вода проходит систему водоподготовки и ее качество контролируется специальными нормами, то качество воды в водоемах, используемых в качестве зон отдыха, часто не соответствует нормам. Многие химические вещества, поступающие в водные экосистемы, вызывают при попадании в организм человека тяжелые отравления и нарушения нормального функционирования органов.

Например, высокие дозы марганца вызывают повреждение центральной нервной системы, синдром Паркинсона; мышьяка - утомляемость, исхудание, боли в конечностях, онемение пальцев рук и ног, затруднённое дыхание, отёк лица, сухость во рту, рак лёгких и кожи, нарушения в работе желудочно-кишечного тракта; нитратов - при поступлении внутрь в значительных количествах могут вызвать отёк лёгких, одышку, рвоту, боли в области сердца, резкое уменьшение мочеотделения, токсический нефрит и гепатит. При длительном употреблении питьевой воды ухудшаются функции крови, особенно у детей; ртути, являющейся ядом общего действия, - развитие параличей, психической неполноценности детей; свинца - поражения центральной нервной системы, печени, почек, мозга и половых органов.

Кроме того, целый ряд химических веществ, загрязняющих воду, относятся к канцерогенам – соединениям, способным вызывать образование опухолей. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид и особенно полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

Вода, кроме тяжёлых металлов и органических веществ, может содержать вредные для здоровья микроорганизмы, вызывающие заболевания: гастроэнтерит, гепатит, тиф, холера, злокачественные новообразования.

Канализационные стоки в совокупности с разнообразными отходами химической, металлургической и других отраслей промышленности вызывают появление и быстрое размножение болезнетворных микробов, которые вызывают гастроэнтерит (заболевание желудка), гепатит, миокардит, менингит, полиомиелит, а также более 80% форм кишечных расстройств.

Во многих случаях болезни вызывают воды, заражённые мочой, фекалиями человека и животных.
Порядок выполнения работы

1. Используя литературные данные, описать, какие химические вещества вызывают болезнь Миномата, болезнь Бери-Бери и источники поступления этих веществ в водную среду.

2. Какие болезнетворные микроорганизмы могут попадать в организм человека с водой (указать возникающие заболевания), описать, какие факторы способствуют активному развитию в воде возбудителей заболеваний.

3. Предложить меры, направленные на предотвращение возникновения различных заболеваний.

1. 
   Какие вещества называют канцерогенами? 
   
2. 
   Известно, что многие древние города были построены на берегах рек, объясните, почему в них случались вспышки таких заболеваний как тиф, холера, чума?
   

1. 
   Небел Б. Наука об окружающей среде. Том 1. – М.: Мир, 1993.
   
2. 
   Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.
   
3. 
   Internet-ресурсы:
   
   • 
     www.mirvod.ru (раздел «энциклопедия воды»)
     
   • 
     www.ecolife.org.ua (раздел «группы стран и Земля в целом»статьи «болезни, которые передаются через воду», «Влияние на здоровье токсичных водных загрязнений»)
     

сапробность - характеристика степени загрязненности водоема органическими веществами

Практическая работа. Описание пресноводного водоема, составление схемы…………………………………………………………..……………4

Практическая работа. Изучение основных гидрохимических свойств воды………………………………………………………………………....6

Практическая работа. Описание и определение экологических групп прибрежных и водных растений…………………………………….…….8

Практическая работа. Изучение водных организмов различных экологических групп……………………………………………………….9

Практическая работа. Составление пищевых связей для обитателей исследуемого водоема……………………………………………………11

Практическая работа. Составление схемы зон океана по вертикали. Составление сравнительной таблицы с характеристикой особенностей течений, температуры и концентрации солей в морской и пресной воде…………………………………………………………………….….12

Практическая работа. Описание особенностей внешнего и внутреннего строения водных растений……………………………………………….14

Практическая работа. Описание особенностей водных животных……15

Практическая работа. Описание вторичноводных животных (змеи, черепахи)…………………………………………………………….……16

Практическая работа. Описание животного, связанного с водной и наземно-воздушной средами жизни……………………………………..18

Практическая работа. Составление трофической цепи и анализ роли трофических отношений в функционировании водных экосистем…..18

Практическая работа. Описание признаков эвтрофирования водоемов.......................................................................................................19

Практическая работа. Определение сапробности воды………………..21

Практическая работа. Изучение гидрохимических свойств воды в различные сезоны…………………………………………………………23

Практическая работа. Анализ последствий антропогенного загрязнения………………………………………………………………..24

Практическая работа. Связь качества водной среды и здоровья человека……………………………………………………………………26

Словарь терминов………………………………………………….……..28

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ВОСЬМИ НАПРАВЛЕНИЯМ:

• 
  «Почвоведение»
  
• 
  «Экология и здоровье человека»
  
• 
  «Лесоведение»
  
• 
  «Водная экология»
  
• 
  «Экология животных»
  
• 
  «Общая и прикладная экология»
  
• 
  «Экология растений»
  
• 
  «Картография»
  

Главная задача издания учебного пособия – повысить уровень экологического образования и создать базу для повышения его качества в образовательных учреждениях края.

Ознакомиться с учебным пособием можно в районных (городских) филиалах КОЗЭШ.

По вопросу приобретения пособия обращаться по адресу: