Отчет по практике: Гидробиологический анализ озер Окуневое и Ледовое Мурманской области РФ

Нитраты являются солями азотистой кислоты и обычно присутствуют в воде. Нитрат - анион содержит атом азота в максимальной степени «+5». Нитратобразующие бактерии превращают нитриты в аэробных условиях. Под влиянием солнечного излучения атмосферный азот (N2) превращается так же преимущественно в нитраты посредством образованием оксида азота.

Повышенное содержание нитратов в воде может служить индикатором загрязнения водоема в результате распространения фекальных либо химических загрязнений (с/х, промышленных). Богатыми нитратами водами сточные каналы ухудшают качество воды в водоеме, стимулируя массовое развитие водной растительности и ускоряя эвтрофикацию водоемов. Питьевая вода и продукты питания, содержащие повышенное количество нитратов, могут вызвать заболевание, и в первую очередь младенцев. Вследствие расстройства ухудшается траспортировки кислорода с клетками крови и возникает синдром «голубого младенца» (гипоксия). Вместе с тем растения не так чувствительны к увеличению содержанию в воде азота, как к повышению содержания фосфора.

ПДК нитратов в воде водоемов и питьевой воде составляет 45 мг/л (или 10 мг/л по азоту), лимитирующим показателем вредности - санитарно-токсикологический.

Оборудование и реактивы, материалы: градуированная пробирка, шпатель, пробка, склянка, пробирки; реактив на нитрат - анион, порошок восстановитель; материал - вода из водоема.

Ход работы: 1. Налейте в градуированную пробирку 6 мл анализируемой воды, прибавьте дистиллят до метки «11», перемещайте. 2. Добавьте в пробирку 2,0 мл свежеприготовленного реактива на нитрат- анион, закройте пробирку пробкой и перемещайте раствор. 3. Добавьте в пробирку около 0,2 г порошка восстановителя, используя шпатель (0,2 г порошка заполняют шпателем на 1/3 не образуя «горки»). 4. Оставьте пробирку на 5 минут для полного протекания реакции, периодически встряхивая пробирку. 5. В склянку для колориметрирования перелейте раствор из пробирки до метки «10», стараясь не допустить попадания осадка в склянку. 6. Проведите визуальное колориметрирование пробы.

Определение аммония - катиона.

Соединения аммония содержат атом азота в минимальной степени окисления «- 3». Катионы аммония являются продуктами микробиологического разложения белка животного и растительного происхождения. Образовавшиеся таким образом аммоний вновь вовлекается в процесс синтеза белков, участвуя в биологическом круговороте веществ (цикле азота). По этой причине аммоний и его соединения в небольших концентрациях обычно присутствуют в природных водах.

Существует два основных источника загрязнения окружающей среды аммонийными соединениями. Они в небольших количествах входят в состав минеральных и органических удобрений, избыточное и неправильное применение приводит к серьезным загрязнениям. Кроме того, аммонийные соединения в значительном количестве содержатся в нечистотах (фекалиях). Нечистоты могут проникать в грунтовые воды или смываться поверхностными стоками в водоемы.

ПДК аммиака и ионов аммония в воде водоемов составляет 2, 6 мг/л (или 2,0 мг/л по аммонийному азоту). Лимитирующий показатель вредности - общесанитарный.

Оборудование и реактивы, материалы: колориметрическая пробирка, шпатель, пипетка, пробка, контрольная шкала; реактив Несслера; материал - вода из водоема.

Ход работы: 1. Налейте анализируемую воду в колориметрическую пробирку до метки «5мл», предварительно ополоснув ее 2 - 3 раза анализируемой водой. 2. Добавьте в воду шпателем 0,1 г сегнетовой соли (на кончике шпателя) и туда же пипеткой - 1 мл реактива Несслера. Содержимое пробирки перемешайте встряхиванием. 3. Оставьте пробу на 1 - 2 мин. Для завершения реакции. 4. Окраску раствора в пробирке сравните с контрольной шкалой образцов окраски на белом фоне. За результат анализа принимайте значение концентрации катионов аммония в мг/л того образца шкалы, которой более всего соответствует окраске полученного раствора.

Определение ортофосфатов.

Ортофосфаты - соли ортофосфорной кислоты H3PO4. Органические соединения фосфора присутствуют в поверхностных водах в растворенном, взвешенном и коллоидном состоянии.

Соединения минерального фосфора поступают в природные воды в результате выветривания и растворения пород, содержащих ортофосфаты (апатиты и фосфориты) и поступления с поверхности водосбора в виде орто-, мета-, пиро- и полифосфат-ионов (удобрения, синтетические моющие средства, добавки, предупреждающие образование накипи в котлах и т.п.), а также образуются при биологической переработке остатков животных и растительных организмов.

Присутствие большого количества фосфатов в водоемах нарушает биологическое равновесие и приводит к эвтрофикации, т.е. к резкому повышению биологической продуктивности водоема. Фосфаты попадают в окружающую среду с удобрениями (суперфосфат и др.), неочищенными бытовыми и промышленными сточными водами. Фосфат-ион является важным индикатором антропогенного загрязнения водоемов.

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) фосфатов в питьевой воде - не более 3,5 мг/л, ПДК для рыбохозяйственного производства - 0,2 мг/л.

Оборудование и реактивы, материалы: мерная склянка, пипетка - капельница, пробка, контрольная шкала; раствор молибдата аммония, раствор восстановитель; материал - вода из водоема.

Ход работы: 1. Отберите в мерную склянку 20 мл анализируемой воды (пробы), предварительно ополоснув склянку 2 -3 раза анализируемой водой. 2. Добавьте к пробе пипеткой- капельницей 10 капель раствора для связывания нитритов и затем - другой пипеткой 1 мл раствора молибдата аммония. Склянку закройте пробкой и встряхните для перемешивания раствора. 3. Оставьте пробу на 5 мин. для полного протекания реакции. 4. Добавьте к пробе пипеткой- капельницей 2 - 3 капли раствора восстановителя. Склянку закройте пробкой и встряхните для перемешивания раствора. 5. Оставьте пробу на 5 мин. до полного протекания реакции. 6. Проведите визуальное колориметрирование пробы. Для этого колориметрическую склянку держите над белым полем контрольной шкалы на расстоянии 1- 2 см от поверхности, освещая склянку рассеянным белым светом достаточной интенсивности, наблюдайте окраску раствора сверху вниз. Определите ближайшее по окраске поле контрольной шкалы и соответствующее ему значение концентрации ортофосфатов в мг/л.

2.3 Гидробиологическое исследование

Взятые пробы с озер Окуневое и Ледовое, в дальнейшем были тщательно исследованы в лаборатории кафедры биоэкологии, на наличие различных организмов. Это, прежде всего необходимо, для оценки качества поверхностных и донных отложений.

Оборудование, материалы: камера Богорова (представляет собой толстую пластинку из стекла с выемкой в виде лабиринта для более удобна и точного просчета «густых» проб, содержащих много особей)); микроскоп МБС - 10; материал - вода из озера.

2.4 Сбор и лабораторная обработка растений для составления гербариев

Оборудование, материалы: писчая бумага, ножницы, линейка, весы торзионные или аптекарские с разновесами, листья древесных трав с простой и небольшой листовой пластинкой липы, клена полевого или американского, березы, тополя.

Ход работы: Срезаем по 20-25 листьев каждой древесной породы с деревьев, растущих в разных экологических условиях, складывают в пакеты, а затем засушивают между листами газетной бумаги в лабораторных условиях.

Установление переводного коэффициента основано на сравнении массы квадрата бумаги с массой листа, имеющего такую же длину и ширину. Для того берут бумагу и очерчивают квадрат, равный длине и ширине листа, а затем аккуратно обрисовывают его контур. Вычисляют площадь квадрата бумаги, вырезают и взвешивают его, затем вырезают контур листа и также взвешивают.

Из полученных данных вычисляют переводной коэффициент по формулам:

K = Sл/S кВ,

Sл = Sкв *Pл/Pкв.

где: К - переводный коэффициент, S - площадь листа(л) или квадрата (кв), P - масса квадрата бумаги или листа.

Вычисление коэффициента производится на основании измерения 7 -8 листьев. Таким же расчетом он устанавливается отдельно для каждого вида растений. Примерно он равен для березы - 0,64; для яблони - 0,71 -0,72; для тополей - 0,60 -0,66.

Затем измеряют длину (А) и ширину(В) каждого листа и умножают на переводной коэффициент(К):

S = A*B*K.

Получаем ряд значений изменчивости площади листьев для каждой древесной породы в разных экологических условиях. Для каждого ряда вычисляют среднеарифметические величины, сравнивают между собой. В случае большой выборки строят вариационные кривые встречаемости листьев определенной площади в разных условиях среды.

При этом все ряды по площади листьев разбивают на классы от самого маленького листа до самого большого с одинаковым шагом между классами. Соответственно по каждому классу производят определение встречаемости. Кривые сравнивают, делают выводы относительно различий в изменчивости площади листьев в зависимости от экологических условий. Устанавливают разницу в диапазоне изменчивости для маленьких и больших листьев.

Методика определения растения.

К собранным растениям необходимо составить гербарную этикетку, а для этого их определяют в следующем порядке: 1 - семейство, 2-род, 3- вид. Описание семейств, родов, видов представлены в форме дихотомических ключей, т.е. он построен на принципе расхождения по 2 - м направлениям. В процессе определения используют два параллельных, взаимоисключающих друг друга ряда признаков тезу(утверждение), которая обозначает цифрой, и антитезу(отрицание). Обе вместе они составляют одну ступень. Перед началом определения следует внимательно осмотреть растение, обращая внимание на строение цветков и плодов.

Определенные растения разложить по семействам, выявить характерные признаки. Зарисовать, цветки, составив к ним формулы, и плоды различных растений, составить их список с указанием места обитания. Для составления формулы цветков нужно использовать условные обозначения.

3. Результаты и обсуждения

3.1. Окунёвое озеро

Таблица 1. Химические показатели оз. Окуневое

Таблица 2. Гидробиологические показатели оз. Окуневое

В результате проведенных исследований, было выявлено следующие: химические показатели соответствую ПДК, биота - не разнообразная, в основном преобладаю простейшие (инфузории, различных фор, чаще хищные - дилептус), также черви(плоские, круглые), различные ракообразные.

3.2 Ледовое озеро

Таблица 3. Химические показатели оз. Ледовое