Дослідження екологічного стану р. Либідь за методом біотестування

Національний педагогічний університет імені М.П. Драгоманова

Кафедра екології

Спеціальність 6.40 106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»

КУРСОВА РОБОТА

з економіки природокористування на тему:

Дослідження екологічного стану р. Либідь за методом біотестування Студентки 4 курсу 48 групи Октисюк Аліни Олександрівни Керівник доц., канд., с/г наук Компанець Е.В.

м. Київ — 2013 рік

ЗМІСТ

ВСТУП РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ МАЛИХ РІЧОК, ЇХ ЗНАЧЕННЯ, ВИКОРИСТАННЯ ТА ОХОРОНА

1.1 Характеристика екологічного стану малих річок України їх особливості і значення

1.2 Види та джерела забруднення поверхневих вод

1.3 Основні принципи охорони малих річок

1.4 Загальна характеристика р. Либідь та її екологічний стан РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

2.1 Характеристика приладу EZODO-7200

2.2 Методика біотестування по загибелі ракоподібних Daphnia magna

2.3 Загальні відомості про показники води, які досліджували РОЗДІЛ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД р. ЛИБІДЬ

3.1 Дослідження екологічного стану р. Либідь за фізико-хімічними показниками

3.2 Визначення рівня токсичності води за методикою біотестування по загибелі ракоподібних Daphnia magna

3.3 Рекомендації, що до поліпшення екологічного стану р. Либідь ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

Актуальність теми. Зростання антропогенного навантаження на навколишнє середовище значно погіршує його екологічний стан. Значних негативних змін зазнають і поверхневі води. Особливої уваги заслуговують малі річки зміни в режимі яких позначаються на гідрологічному ланцюгу основної річки. Виходячи з ситуації, що склалася з малими річками в Україні, дослідження іх екологічного стану є досить актуальним.

На території нашої країни велика кількість малих та великих річок і струмків. Загальне їх число перевищує 63 000, а сумарна протяжність — понад 206 тис. км. В Україні більше 22 тисячі малих річок, довжина яких більше 100 тис. км., 15 тис. малих річок впадають у Дніпро. Малі річки є джерелом водопостачання промислових, комунальних і сільськогосподарських підприємств. Особливістю малих річок є те, що вони являють собою первинну ланку річкової мережі, і всі зміни у їхньому режимі неминуче відбиватимуться на всій гідрографічній мережі. В Києві залишилось дуже мало річок, які протікають в своєму природному руслі. А їх води перебувають в дуже важких екологічних умовах, тому потребують досконалого дослідження і покращення.

Річки відіграють дуже важливу роль в житті кожної держави, та кожної людини в загалом. Проте, незважаючи на їх значну кількість, Україна посідає одне з останніх місць серед країн Європи за запасами та якістю води.

Води стають дедалі забрудненими різними господарсько-побутовими стоками, що містять значну кількість органічних та біогенних елементів, пестицидів, важких металів. Русла річок замулюються та міліють також внаслідок ерозії ґрунтів.

Інтенсифікація використання біоресурсів малих річок, їх зарегулювання, відбір вод на полив та господарсько-побутові потреби, а також перетворення їх на колектори стічних вод порушили природний стан водних ресурсів України в цілому.

Об'єкт дослідження: поверхневі води р. Либідь.

Предмет дослідження: фізико-хімічні показники поверхневих вод р. Либідь, та їх токсичність на тест об'єкт Daphnia magna

Мета дослідження: здійснити аналіз екологічного стану р. Либідь, та визначити рівень токсичності води.

Завдання дослідження:

1. Вивчити екологічний стан малих річок України їх значення, використання, стан та охорону.

2. Розглянути загальну характеристику р. Либідь.

3. Дослідити екологічний стан поверхневих вод р. Либідь як важливої складової міського середовища.

4. Розробити рекомендації щодо покращення екологічного стану поверхневих вод р. Либідь.

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ МАЛИХ РІЧОК, ЇХ ЗНАЧЕННЯ, ВИКОРИСТАННЯ ТА ОХОРОНА

1.1 Характеристика малих річок України, їх особливості і значення

Річкою, на відміну від струмка, балки, канави, прийнято називати постійно діючий водотік, первісно утворений природним шляхом, що має течію води протягом року (а якщо пересихає чи перемерзає, то на короткий час і не щороку). Оскільки в різних ландшафтних зонах розміри водотоків, що тимчасово пересихають чи перемерзають, дуже різняться між собою, різними будуть і розміри річки, яку за класифікацією відносять до малої.

Думки спеціалістів щодо вихідного розміру малої річки неоднакові. Одні пропонують класифікувати їх, виходячи з довжини, інші - з площі, з якої річка збирає воду, або залежно від витрат води, яку спроможне пропустити русло річки і т. д. У США, наприклад, до категорії «мала річка» відносять водотоки з площею водозбору від 400−600 км² у гірських і до 2000;4000 км² у рівнинних районах.

До малих річок на Україні відносять водотоки довжиною до 200 км. Вони містять у собі основну масу запасів прісних вод країни і відіграють величезну роль в економіці населення, яке проживає в їх басейнах. За останні десятиріччя внаслідок інтенсивної діяльності людини — зарегулювання стоку меліоративними роботами, забруднення, тощо — малі річки зазнали значного негативного антропогенного впливу. Це призвело до іх обміління, пригнічення в них корисної флори і фауни, погіршення якості вод і т. ін.

Відмінність малих річок від великих полягає не тільки в їх довжині чи площі басейну. Вони відрізняються передусім ступенем залежності властивих їм біопроцесів від навколишнього водозбору. Чим могутніша річка, тим більше позначаються на розвитку її гідробіології процеси, що відбуваються в ній самій. Практично всі великі річки, що протікають по кількох природних зонах, є азональними елементами ландшафту. Наприклад, біоценози Дніпра, русло якого перетинає лісову, поліську, лісостепову і степову зони, мають практично однаковий характер, у той час як біоценози суходолу цих зон — різні.

Інше явище спостерігаємо на малих річках. Їх гідрологія, гідрохімія, склад біоценозів, процеси біопродуктивності і самоочищення, якості їх вод залежать від стану водозбірної площі, від процесів, що переважають на суходолі в зонах їх басейнів. Значення цих процесів досить часто буває важливішим, ніж кліматичні та погоді умови, через що гідрологічні, гідрохімічні й гідробіологічні показники малих річок можуть значно відрізнятися від середньостатисчних зональних чи місцевих. Внаслідок цього всі основні характеристики водозбору малої річки — лісистість, заболоченість, зволоження території, процент орної площі, наявність факторів забруднення, меліоративні роботи — як правило, беруть до уваги при гідрологічних розрахунках і санітарно — гідробіологічних прогнозах, а також при плануванні різних природоохоронних заходів.

Важко переоцінити значення малих річок. Здавна малі річки були джерелом гідравлічної енергії - на них будували млини, гідросилові установки промислових підприємств. Про масштаби використання малих річок на початку XX ст. можна судити за басейнами Дніпра та Дністра, де налічувалося відповідно 5044 і 1563 гідравлічні установки.

Кількість малих річок чимала, а всі зміни в режимі обов’язково відбиваються на гідрологічному ланцюгу основної річки. Цим відрізняються води малих річок від інших природних відновлюваних ресурсів, нераціональне використання яких справляє в більшості випадків локальний вплив. Розвиток економічного потенціалу тих чи інших районів України здебільшого пов’язаний з перспективою інтенсивного використання ресурсів малих річок, що в деяких місцевостях є основними, а то й єдиними джерелами водопостачання. Адже близько 90% водних ресурсів України формуються саме за рахунок малих річок. Тому проблема їх охорони і раціонального використання набуває нині особливого державного значення.

Діяльність людини і постійно зростаюче використання нею природних ресурсів виснажує водний баланс. Із року в рік збільшується кількість районів, де водних ресурсів уже не вистачає. В міру реконструкції тієї чи іншої річки чи групи річок фонд природних витоків в Україні зменшується, а кількість трансформованих річок, з докорінно зміненим режимом, зростає. Змінюється не тільки гідрографія самої річкової мережі, а весь рельєф прилеглих територій.

Якщо раніше техногенні перетворення входили в життя річок поступово, то тепер ці зміни відбуваються дуже швидко і позначаються на всіх сторонах її життя. Передусім змінюється величина річкового стоку, його сезонний розподіл, перебудовуються русло, заплава, дельта, схили терас, режим течії. Так, в результаті інтенсивних агромеліоративних робіт спостерігається скорочення стоку річок у лісостеповій зоні та на Поліссі на 5%, Степу — на 10%. На окремих ділянках степової зони обсяг стоку скоротився аж на 40, а в Поліссі — на 15—20%.

Значення й особливості малих річок

Перед тим як розглядати проблеми використання малих річок, необхідно з’ясувати поняття «мала річка». Існує декілька підходів до поділу річок на великі, середні та малі. При цьому враховують такі показники, як довжина водотоку, площа водозбору, середній річний стік, глибина і ширина потоку тощо. Так, В. М. Родевич (1931) до малих відносив річки довжиною до 400 км і з меженною витратою менше 10 м³/с, а до середніх — довжиною 400−1000км. та меженною витратою 10−100 м³/с. А.В. Огієвський (1936)запропонував свою класифікацію річок за їхньою довжиною, площею басейну і середньорічною витратою води (табл. 1.1) [11,18].

Таблиця 1.1

Класифікація річок за А.З. Огієвським [11]

Дещо інший підхід до класифікації річок у К. П. Воскресенського (1962). До великих він пропонує відносити річки, які течуть у межах кількох географічних зон. Стік великих річок є транзитним в окремих зонах і часто за величиною їм не властивий. Прикладом великої річки може бути Дніпро, який перетинає три географічні зони: лісову, лісостепову і степову. Більша частина його басейну розташована в лісовій зоні, де модулі стоку становлять 6−4 л/с-км²; у лісостеповій зоні-модулі стоку дорівнюють 3,0…1,5, а з степовій — 1,0…0,2 л/с-км² [11,18].

До середніх річок він відносить річки, басейни яких розташовані в межах однієї географічної зони. Стік їх формується у відносно однорідних умовах і дорівнює зональній або кліматичній нормі. Причому величина річкового басейну не враховується. Наприклад, до середніх річок можна віднести р. Прип’ять, яка тече в одній географічній зоні й не має значних відмінностей величин стоку в межах свого басейну (довжина її 748 км, а площа водозбору 114 300 км²) [11,18].

До малих річок К. П. Воскресенський пропонує відносити невеликі річки, струмки та тимчасові водотоки, річний стік яких під впливом місцевих факторів може значно відрізнятися від зональної кліматичної його величини. Відносні розміри малих річок за довжиною, площею водозбору і середньорічною витратою води в різних географічних зонах і районах можуть бути різними.

О.І. Чеботарьов (1970) також дотримується такого підходу до поділу річок на великі, середні та малі, проте пропонує враховувати площі водозборів. Так, до великих річок він відносить рівнинні з площею водозбору понад 50 тис. км, до середніх — у межах 2…50, а до малих — з площею водозбору 1…2 тис. км. За М. Паламарчуком і О.3. Реверою (1991), до малих належать річки довжиною менш як 100 км, до середніх — 101…500, а до великих — понад 500 км.

Нині користуються двома кількісними критеріями щодо поділу річок на великі, середні та малі — площа водозбору і довжина річки. До малих відносяться річки, басейни яких розташовані в одній географічній зоні і гідрологічний режим їх під впливом місцевих факторів може бути не властивим для річок цієї зони; площі басейнів таких річок становлять не більш як 2 тис. км².

Середніми є рівнинні річки, басейни яких розташовані в одній географічній зоні, а гідрологічний режим їх типовий для річок цієї зони; площі басейнів таких річок становлять від 2 до 50 тис. км².

Велика — це рівнинна ріка, басейн якої розташований у кількох географічних зонах і гідрологічний режим її не властивий для річок кожної географічної зони окремо; площа басейну великої ріки перевищує 50 тис. км.

Обидва критерії, особливо другий, дуже умовні. Наприклад, для півдня України річку довжиною 50−100 км навряд чи можна вважати малою, тоді як для лісової зони річки довжиною понад 200 км вважаються малими.

Поверхня території України порізана густою мережею річок. Всього за різними оцінками їх налічується 63−73 тис., але більшість становлять малі річки.

Малі річки — один із важливих компонентів природного середовища, вони мають велике значення у житті та господарській діяльності людей. їхні водні ресурси є складовою частиною загальних водних ресурсів і часто бувають основним, а подекуди єдиним джерелом місцевого водо забезпечення, що визначає розвиток і розміщення місцевих водокористувачів. Малим річкам властиві особливості, які необхідно враховувати при розробці заходів щодо їх раціонального використання.

Одна із важливих особливостей малих річок — тісна залежність водності, гідрологічного режиму та якості їх води від стану поверхні басейнів, значення яких часто буває більшим, ніж значення кліматичних і метеорологічних факторів.

Важливою особливістю малих річок є також і те, що вони являють собою первинну ланку річкової мережі, і всі зміни у їхньому режимі неминуче відбиватимуться в усій гідрографічній мережі. Тому локалізація негативних змін водності або гідрологічних і гідрохімічних характеристик таких річок неможлива.

Стан і майбутнє малих річок давно привертали увагу широкої громадськості, оскільки від цього залежить кількість і якість усіх водних ресурсів країни. Проблеми малих річок широко досліджувалися вже в 30-х роках XX ст. у зв’язку з індустріалізацією країни і розвитком інших галузей народного господарства. Особлива увага цій проблемі приділялась у перші повоєнні роки, що було зумовлено необхідністю відбудови і розвитку народного господарства та підвищенню продуктивності сільськогосподарського виробництва, особливо в лісостеповій, в степовій зонах. Водні ресурси малих річок планувалось широко використовувати в інтересах водного транспорту, лісосплаву, гідроенергетики, промислового водопостачання, рибного господарства, зрошення, оводнення та санітарного благоустрою.

Проте наприкінці 70-х років підходи до використання малих річок різко змінилися, оскільки в результаті господарської діяльності значно погіршилась якість води в них і змінився гідрологічний режим. Малі річки стали використовувати для скидання промислових і господарсько-побутових стічних вод. Вони забруднювались нафтопродуктами від річкового флоту, в річки змивалися нечистоти із промислових майданчиків, вулиць і доріг, добрива й отрутохімікати з полів; русла почали інтенсивно замулюватися внаслідок розорювання схилів долин і заплав. Гідрологічний режим малих річок поступово змінювався у зв’язку з проведенням водних меліорацій (зрошення, обводнення, осушення).

Інтенсивна господарська діяльність у басейнах малих річок у деяких регіонах призвела до їх зникнення. Стан малих річок викликав занепокоєння не тільки місцевого населення, а й адміністративних органів і наукових установ. Нарешті всі зрозуміли, що без збереження малих річок неможливе збереження і підтримання належної якості та кількості води у середніх і великих річках, тобто взагалі неможливо відвернути катастрофічне виснаження водних ресурсів. Вирішення проблеми малих річок можливе лише при здійсненні заходів щодо раціонального використання й охорони їх вод у взаємозв'язку з раціоналізацією природокористування в їх басейнах.

1.2 Види та джерела забруднення поверхневих вод

В процесі своєї життєдіяльності людина скидає у поверхневі води значну кількість мало очищених або взагалі неочищених стічних вод. Вони надходять з населених пунктів, промислових та сільськогосподарських підприємств. Значну частку серед забруднювачів складають промислові токсиканти, пестициди, мінеральні добрива, а також побутові стічні води, стоки підприємств, лікарських закладів, ферм тощо. Так, в Україні до основних причин забруднення поверхневих вод слід віднести наступні:

1. Скиди неочищених стічних вод у водойми;

2. Надходження до поверхневих вод екотоксикантів з територій забудови, об'єктів промисловості та сільського господарства;

3. Ерозія грунтів на водозабірній площі.

Існує декілька достатньо розповсюджених видів забруднень поверхневих вод. Найбільш небезпечними вважаються хімічні, бактеріальні, теплові й радіаційні забруднення.

Хімічні забруднення мають ознаки підвищення рівня загальної мінералізації і концентрації макрой мікрокомпонентів. У водоймах з’являються невластиві їм мінеральні сполуки (ксенобіотики). Забруднення води токсикантами часто супроводжуються появою специфічного запаху, зміною забарвлення, підвищенням каламутності та температури води. Внаслідок надходження у водойми важких металів, пестицидів, нафтопродуків виникає пряма загроза здоров’ю людини. Більшість з цих забруднювачів здатні не тільки акумулюватись в організмі при вживанні питної води або контактуванні з водою, але й викликати онко — захворювання, оскільки належать до канцерогенів. Крім хімічних неорганічних забруднень природних вод особливу турботу викликають забруднення їх органічними так званими біогенними речовинами. Цей вид забруднень викликає евтрофікацію («цвітіння») водойм. Збільшення у воді біогенних елементів, зокрема таких, що містять азот та фосфор, порушує нормальний кругообіг, викликає процеси гниття, зменшення вмісту кисню, і як насліок — загибель водних організмів.

При бактеріальних (мікробіологічних) забрудненнях у воді підвищується концентрація патогенних організмів. Зокрема бактерії групи кишкові палички, які можуть викликати кишкові інфекції або паразитарні захворювання. Збудники амебіазу, бруцельозу, різноманітних гельмінтозів являють собою не меншу загрозу здоров’ю людини, ніж збудники бактеріальних та вірусних інфекцій.

Теплові забруднення пов’язані з підвищенням температури води внаслідок порушення екологічної рівноваги. Основна їх причина обумовлена будівництвом гідрологічних споруд або інтенсивним використанням природних вод людиною для господарських та побутових потреб. Забруднення супроводжується зміною хімічного та газового режиму водойм, зменшенням концентрації розчиненого кисню, швидким розмноженням водоростей та збільшенням колонії мікроорганізмів.

Радіаційне забруднення водойм є більш небезпечним в порівнянні з подібними наземними забрудненнями. Поверхня водойм являє собою більш «ефективний колектор» для радіоактивних аерозолів, ніж суходіл. Проте, концентрація радіоактивних речовин в грунті у десятки, а іноді в сотні разів, перевищує їх концентрацію у водній частині водойм.

Отже, природна вода містить продукти залишків гідробіонтів і різноманітних речовини аллохтонного та автохтонного походження. Серед них можуть знаходитись екотоксиканти, біогенні елементи, біологічно активні речовини. Вода є середовищем, сприятливим для розмноження деяких видів мікрофлори, в тому числі патогенної, яка може стати причиною виникнення інфекцій та інвазій водного походження. Небезпеку являє собою також термофікація водойм, оскільки суттєво змінює гідрологічний режим та порушує умови існування гідробіонтів. Навіть не значне погіршення органолептичних якостей води (лише запаху або смаку) може іноді несприятливо впливати на організм людини та інших живих істот. Причина цього полягає у виникненні рефлекторно негативних реакцій на рівні багатьох фізіологічних функцій — порушень шлункової секреції, серцевої діяльності, чутливості ахроматичного зору тощо.

Вказані особливості вимагають ретельного дослідження складу води та нормування факторів, які можуть мати негативний вплив на довкілля та організм людини.

Природна та питна вода повинна бути безпечними у санітарному та епідеміологічному відношенні. Це досягається за рахунок регламентації ряду показників (органолептичних, хімічних, радіологічних, мікробіологічних, паразитарних, рибогосподарських та ін.) які мають відповідати сучасним вимогам санітарного законодавства. Гігієнічна регламентація дає змогу визначити граничні значення їх вмісту, за яких ці речовини не справляють негативного впливу на організм людини, рослин, тварин, на ландшафти та інші складові довкілля. В основу такої регламентації покладена система нормування рівнів концентрації забруднювачів з використанням наступних видів стандартних показників:

— Гранично допустимих концентрацій (ГДК);

— Орієнтовно безпечних рівнів впливу (ОБРВ);

— Максимально допустимих рівнів (МДР);

— Допустимих залишкових кількостей (ДЗК);

— Гранично допустимих рівнів (ГДР).

ГДК забруднюючої речовини у водоймах (річках, озерах, морях, підземних водах) відповідають рівню забруднення, який виключає шкідливий вплив на організм людини та можливість обмеження або порушення нормальних умов господарсько-питного, культурно-побутового та інших видів водокористування. При перебільшенні ГДК вода стає непридатною для одного чи декількох видів водокористування. Для водойм також встановлено роздільне нормування величин ГДК в залежності від категорії водокористування. Найбільш жорсткими є ГДК для цілей рибного господарства. В зв’язку з поліфункціональним використанням водойм та різноманітністю впливу на організм вводять лімітуючий показник швидкості, який відображає пріорітетність вимог до якості води.

Вплив промислових підприємств та міських конгломератів на стан малих річок

Найбільше забруднення малих річок спричиняє житлово-комунальне господарство і промислові підприємства. В середньому місто з мільйонним населенням споживає за добу близько 625 тис. т води, 2 тис. т продуктів харчування, 9,5 тис. т пального. При цьому у навколишнє середовище викидається без належної очистки і обробки до 500 тис. т рідких, 2 тис. т твердих і 950 т газоподібних відходів. Усі вони забруднюють навколишнє середовище. Але найбільшого негативного впливу зазнають річкові системи, до яких у великих містах часто надходять забруднені стоки. їх обсяг часто перевищує обсяг природного стоку. Населення великих міст зростає з такою швидкістю, що комунальне господарство не встигає забезпечувати будівництво очисних споруд потрібної потужності. Внаслідок антропогенного впливу на екосистеми малих річок порушується їх природня рівновага.

Не набула достатніх масштабів на Україні і переробка твердих відходів, тому сміттєзвалища є характерною ознакою пейзажів приміських зон. Під час дощів або танення снігу з них стікають потоки брудних вод, які потрапляють до річкових систем або інфільтруються в ґрунтові води.

Стічні води промислових підприємств, що переповнюють ставкивідстійники, несуть постійну загрозу забруднення ґрунтових вод важкими металами і радіонуклідами.

З цього можна зробити висновки, що водозбірна площа річкових систем постійно знаходиться під впливом рідких, газоподібних і твердих відходів. Промислові підприємства зосереджені у великих містах. Саме зони, поряд із комунально-побутовими підприємствами, визначають ступінь навантаження на водотоки міських конгломератів.

Практично у кожному великому місті України протікає одна, а то і більше малих річок. Так, у Києві до таких річок належать Либідь, Сирець, Віта, Нивка, Горенка. їх екологічний стан вкрай критичний.

Вихід України на європейські і світові ринки потребує орієнтації на сучасні стандарти «зелених» технологій і екологічного менеджменту. Мова йде, перш за все, про необхідність проведення екологічної інвентаризації або перевірки (аудиту) кожного галузевого підприємства, кожного водокористувача і водозабруднювача з тим, щоб визначити пріоритети у впровадженні водоохоронних заходів. Екологічний аудит може виконати роль багатоцільового управлінського заходу не тільки для вибору ефективних методів очищення.

1.3 Основні принципи охорони малих річок

Суть охорони малої річки полягає, насамперед, у створенні певних умов, що зберігають природне або наближене до природного функціонування збалансованої екологічної системи конкретного водотоку. Річка існує не сама по собі, особливо мала. Якість її вод залежить від стану заплави, долини і всього водозбору в цілому, і чим ближче прилягає до урізу води та чи інша територія, тим більше її значення для процесів, що проходять у самому водотоці.

Було вже зазначено, що українські малі річки в силу клімату, літології та грунтового покриву, значних величин сонячної радіації, історії формування біоти й інших причин мають величезний біофонд цінних тварин і рослин, містять величезні запаси води, є колекторами поверхневого стоку, тобто об'єктами, де завдяки значній самоочисній здатності відбувається очищення від всіляких забруднень, що потрапляють сюди з навколишнього водозбору.

Основними негативними моментами, що нині впливають на малі річки, є замулення, тісно пов’язане з ерозією на водозборі, забруднення, зарегулювання і спрямлення, погіршення самоочисної здатності, збіднення генофонду корисних тварин і рослин, меліоративні роботи.

Тому природоохоронні заходи в інтересах малих річок обов’язково мають ураховувати вищезазначені моменти. У залежності від особливостей конкретного об'єкта необхідно запобігати негативним впливам на дану річку, або подбати про комплекс заходів, що протидіяли б шкідливим факторам.

Один з найважливіших способів боротьби за збереження малої річки полягає в недопущенні її замулення. Раніше, ще на початку XX сторіччя, цієї проблеми практично не існувало. Коли території водозборів малих річок України були в Поліській зоні в основному, в лісостеповій — майже наполовину, а в степовій — частково заліснені, при тому, що тут чималі їх площі були задерновані багаторічною трав’янистою рослинністю, під лісом та на цілинних степових ділянках сніг танув поступово. Велика частина води вбиралася грунтом і проникала вглиб, поповнюючи підґрунтові води. Інша частина розталої поверхневої води надходила до русел малих річок більшменш рівномірно, не викликаючи помітних поверхневих змивів грунту. Величезне значення відігравало й те, що заплава річок в умовах природного їх стану періодично заливалася повенями і через це практично не зорювалася, отже, мала могутню чагарниково-деревну та лучно-заплавну рослинність, яка відігравала роль водоохоронної зони.

В природі все взаємопов'язано, порушення в одному місці викликають зміни в іншому. Є й певні межі можливостей річкової екосистеми, яка в процесі свого історичного розвитку виробила засоби пристосування до певного діапазону коливань факторів зовнішнього середовища. Природно, має певну межу і допустимий вплив діяльності людини на нормальне функціонування екосистеми малої річки.

Другим моментом є забруднення річок. Розмаїття його на Україні величезне. Не спиняючись на стоках підприємств металургійної та інших галузей важкої промисловості, спуску шахтних вод, коли основою боротьби за збереження річок від забруднення є введення водозворотних заходів, при яких стічні води після певної очистки повинні знову надходити у виробничий цикл, приділяти основну увагу побутовим, органічним, сільськогосподарським стокам та відходам легкої і харчової промисловості. Особливо великої шкоди річкам завдають масло-молочні, спиртові, цукрові та деякі інші заводи подібного профілю. Пануюча, на жаль, практика побудови відстійників цих підприємств безпосередньо на малих річках абсолютно недопустима. Перегороджуючи річку дамбою і створюючи відстійник, проектувальники, звичайно, дещо здешевлюють проект будівництва заводу та його служб. Проте в кінцевому підсумку така споруда завдає більше шкоди, і не тільки з точки зору охорони певної річки. Бо в проточному відстійнику вода не очищається і зливається в нижній б'єф з різними шкідливими домішками, забруднюючи і розташовану нижче ділянку річки. Більш того, приток у водойму завислих часточок піднімає її дно, призводить до заболочування прилеглих територій і, врешті-решт, робить відстійник непридатним для подальшого використання. Отже, виникає потреба побудови нового відстійника, і так — без кінця. Вихід із цього становища може бути лише один — побудова відстійників у балках поза заплавою річки, спорудження невеликих проміжних відстійників, де б відпрацьована вода продовжувала самоочищатися й лише потім спускалася в річку.

Буквально отруюють річки побутові, господарсько-фекальні та всілякі інші стоки міст і сіл, розташованих на берегах. Щодо міст і більш-менш значних за розміром населених пунктів, то тут повинна існувати комунальна служба, каналізація, система ставків біологічної очистки та відстійників, які доводять стічні води до певних кондицій, за яких можна дозволити потім їх спуск у річкову систему.

Потрібно виходити з чіткого розуміння того, що у водоймах— відстійниках, ставках біологічної очистки, буферних водоймах, канавах, каналах, струмках і, нарешті, в річках безперервно йдуть процеси очищення води, нейтралізації шкідливих домішок — тобто фізичне та біологічне самоочищення. Процеси ці нерівномірні: інтенсивні в теплі пори року, в періоди максимального надходження сонячної радіації, і пригнічені взимку.

Фізичне самоочищення полягає в осіданні завислих часток і збільшенні прозорості води, розкладі під впливом сонячного світла певної частини шкідливих сполук. Водночас відбувається і гідрохімічне самоочищення шляхом хімічних перетворень, що знешкоджують шкідливі елементи стоків, та могутнього «перегорання» за допомогою кисню органічних решток, якими так насичені побутові і, зокрема, господарсько-фекальні стоки.

Основним фактором фізичного самоочищення річок є надзвичайно важливий процес «захоронения» донних відкладів, багатих на отрутохімікати, добрива, важкі метали та інші токсичні елементи, новітніми наносами, що досить часто є більш-менш надійним бар'єром, який відділяє товщу води від шкідливих елементів, нанесених сюди в період максимальних забруднень даної території.

Основна роль покращення екологічного стану належить біологічним процесам самоочищення

Бактерії, нижчі гриби, водорості розчинюють і поглинають масу органіки та біогенів, виключаючи їх тим самим із складу стічних вод. Група протеолітичних бактерій живе за рахунок розщеплення білків, амілолітичні бактерії розщеплюють цукор. Є бактерії, що існують за рахунок розщеплення фенолів, інші живляться нафтопродуктами, причому є такі, що спеціалізуються на споживанні солярового чи машинного масел і т. д. Водорості, а також вищі рослини забирають на свій розвиток масу органіки та біогенів, вони збагачують водойму киснем, різко прискорюючи інші процеси біологічної та хімічно-фізичної очистки. Інфузорії, амеби, коловертки, гіллястовусі рачки, черви, м’якуни та інші водяні тварини в процесі життєдіяльності пропускають крізь себе, або фільтрують, стічну та забруднену воду, трансформуючи її у своєму тілі, й виділяють назад у водойму в якісно новому стані, близькому до того, що потрібен людині.

Оцінюючи сучасний чи очікуваний стан малих річок, необхідно враховувати такі їх особливості:

1. малі річки є основним джерелом живлення великих рік, тому збереження їх має найважливіше значення для захисту водних ресурсів від виснаження;

2. на водозборах малих річок розміщується значна кількість населення, промислових об'єктів, сільськогосподарських земель, що визначає велике народногосподарське значення цієї категорії річок;

3. внаслідок малої величини ці річки дуже чутливі до певних видів господарської діяльності, що особливо гостро позначається на водному режимі території. В їх числі:

· вилучення з річок значної кількості води, а також вся інша господарська діяльність, яка зумовлює зміни (насамперед зменшення) річкового стоку за рік в цілому і в меженні періоди;

· інтенсивний відбір підземних вод, що призводить до осушення великих територій та зменшення підземного живлення річок, аж до його повного зникнення;

· випрямлення річищ, що супроводжується збільшенням швидкості течії води, зниженням глибини і живого перерізу, тобто призводить до видимого зменшення параметрів річки;

· скидання стічних вод та інші види забруднень, які помітно погіршують якість води через її нестачу для розведення.

Збереження річок як об'єктів природи вимагає підтримання в них течії води, достатньої для забезпечення водозабору та заповнення річищ у меженний період (з урахуванням проведеного відбору води). Цього можна досягти або обмеженням забору води, або компенсацією стоку за допомогою водоймищ. Існують й інші причини зміни водності, зумовлені впливом діяльності людини на формування стоку — осушення земель, збільшення врожайності сільськогосподарських культур та ін. Зменшення стоку малих річок може спричинити також відчленування частини водозбірної площі у зв’язку із прокладанням осушувальної мережі, коли стік річок-водоприймачів одержує своєрідну добавку.

Малі річки особливо чутливі до однобічного зниження рівня підземних вод, яке відбувається, як правило, при осушувальній меліорації, а також на локальних ділянках при водозаборі на різні потреби. Це пояснюється неглибоким врізом річищ малих водотоків і часто неповним дренуванням підземних водоносних горизонтів. Вплив водопониження на водний режим залежно від проведених заходів та умов формування стоку неоднаковий. Змінюються малі річки і при створенні водопідпірних споруд — гребель водоймищ та ставків, шлюзів та ін.

Внаслідок осушення земель і перетворення малих річок на водоприймачі їхні водні ресурси або не змінюються, або дещо збільшуються при поглибленні річищ. Але при цьому змінюються гідравліко-морфометричні характеристики потоку, що не завжди корисно з точки зору охорони природи і традиційного використання річок. В інших випадках, коли зниження рівнів ґрунтового потоку відбувається поблизу малих водотоків, річища яких залишаються у природному стані, можливі перехоплювання потоку меліоративними каналами та зміна водного режиму в небажаному напрямі.

При осушувальній меліорації малі водотоки часто використовують як водоприймачі меліоративної мережі. Так, на Українському Поліссі, де проводили масові осушувальні роботи, змінені характеристики річищ більшості малих річок. Прокладена також значна мережа осушувальних каналів.

Основним законодавчим актом, що регламентує використання, охорону вод, державне управління і контроль у галузі використання й охорони вод та відтворення водних ресурсів, є Водний кодекс України, введений в дію Постановою Верховної Ради України від 6 червня 1995 року.

Згідно з ним (Преамбула): «Усі води (водні об'єкти) на території України є національним надбанням народу України, однією з природних основ його економічного розвитку і соціального добробуту» .

Згідно зі статтею 2 Водного кодексу України: «Завданням водного законодавства є регулювання правових відносин з метою забезпечення збереження, науково обґрунтованого, раціонального використання вод для потреб населення і галузей економіки, відтворення водних ресурсів, охорони вод від забруднення, засмічення та вичерпання, запобігання шкідливим діям вод та ліквідації їх наслідків, поліпшення стану водних об'єктів, а також охорони прав підприємств, установ, організацій і громадян на водокористування. Водні відносини в Україні регулюються цим Кодексом, Законом України „Про охорону навколишнього природного середовища“ та іншими актами законодавства» .

Користування малими річками має особливості, відмічені у Водному кодексі.

Згідно зі статтею 80 Водного кодексу України: «З метою охорони водності малих річок забороняється:

1. змінювати рельєф басейну річки;

2. руйнувати русла пересихаючих річок, струмки та водотоки;

3. випрямляти русла річок та поглиблювати їх дно нижче природного рівня або перекривати їх без улаштування водостоків, перепусків чи акведуків;

4. зменшувати природний рослинний покрив і лісистість басейну річки;

5. розорювати заплавні землі та застосовувати на них засоби хімізації;

6. проводити осушні меліоративні роботи на заболочених ділянках та урочищах у верхів'ях річок;

7. надавати земельні ділянки у заплавах річок під будь-яке будівництво (крім гідротехнічних, гідрометричних та лінійних споруд), а також для садівництва та городництва;

8. здійснювати інші роботи, що можуть негативно вплинути чи впливають на водність річки і якість води в ній.

Водокористувачі та землекористувачі, землі яких знаходяться в басейні річки, забезпечують здійснення комплексних заходів щодо збереження водності річок та охорони їх від забруднення і засмічення" .

1.4 Загальна характеристика р. Либідь та її екологічний стан

Річка Либідь є найвідомішою поміж київських річок. Особливість цієї річки в тому, що вона протікає в центральній частині міста. Її довжина становить 16,0 км, площа водозбору — 66,2 км, висота витоку над рівнем моря — 105 м, гирла — 91,5 м. таким чином, перепад висот між витоком і гирлом складає 93,5 м. Цей перепад є навіть більшим, ніж у Дніпра від Києва до Чорного моря. Щоправда, при підвищенні рівня води у Дніпрі на 2 м (а це трапляється майже щороку), падіння у ньому стає більшим, ніж у Либіді. Початок бере з джерел на Караваєвих дачах. Найбільша притока — Скоморох — в падає у Либідь на площі Перемоги. В XIX ст. він був взятий у колектор.

Така ж доля рано чи пізно спіткала і інші струмки, що впадають у Либідь — Китаївський, Старик, Хрещатик, Кадетський Гай, Відрадний, Шулявка, Поньківський, Кловський, Звіринецький, Протасів Яр, Совський, Горіховський. Ріка Либідь наполовину взята у колектор. Довжина її - 16,0 км, і тільки шість з них тече під відкритим небом.

Либідь має кілька витоків, розташованих у Солом’янському районі Києва. Власне, усі вони тепер під землею — вода тече колекторами. Один бере початок біля вулиці Радищева і далі тягнеться під бульваром Івана Лепсе, другий — від вулиці Каблукова, неподалік від залізничної станції «Борщагівка». Далі річка тече під проспектом Комарова і опиняється у Відрадненському парку. Тут у річку з правого берега впадає струмок, який у минулому називали Відрадний. Прийнявши цю притоку, Либідь стає повноводнішою. Відповідно значним (1500 міліметрів) стає діаметр колектора, в який закуто річку. Далі Либідь тече під вулицею Лебедєва-Кумача і перетинає Індустріальну. Ще порівняно недавно тут в улоговині був підземний перехід, який після чергової зливи повністю затопило, отож відновлювати вже не стали — спорудили пішохідний місток над проїжджою частиною. Далі Либідь протікає Нижньоключовою вулицею повз спорткомплекс Національного технічного університету «КПІ». Тут у річку з лівого боку впадає колектор, який починається на хуторі Грушки. Тепер у ньому схований Волочаєвський струмок.

На поверхню Либідь вперше виходить після перетину Залізничної вулиці, поряд з меблевою фабрикою «Лагода». З цього місця річка переважно тече у бетонному руслі. За кілька метрів після виходу з колектора у Либідь впадає права притока — Вершинка, що перед цим через водопропускну трубу перетинає залізницю. Далі шлях ріки проходить між залізницею та Борщагівською вулицею (близькість до залізниці невипадкова — її свідомо проклали вздовж Либеді, оминаючи київські пагорби). На жаль, на багатьох сучасних картах Либідь на цьому відтинку помилково показують не з північного боку залізниці, а з південного — там, де річка текла колись.

Біля Палацу урочистих подій у Либідь впадає ліва притока — струмок Піщаний, що іде з перехрестя вулиць Олександра Довженка і Дегтярівської, а далі, зачіпаючи край Пушкінського парку, протікає під територію зоопарку. Поблизу Повітрофлотського проспекту Либідь ховається під землю. Неподалік, а точніше біля місця розвороту швидкісного трамваю, у Либідь впадає її ліва притока Скоморох (тепер ця річка тече у колекторі, що бере початок від вулиці Овруцької). На поверхню Либідь виходить біля залізничного вокзалу і далі тече територією ТЕЦ-3. Під мостом, на якому закінчується вулиця Льва Толстого, річка приймає з лівого боку струмок Ботанічний. З цього місця ширина бетонного русла Либеді істотно зростає — з 1,6 до 2,4 метра. За 100 метрів нижче згаданого мосту річка приймає досить велику притоку справа. Назва цієї річечки (або ж струмка) — Мокра або Мокрий (бере початок біля Солом’янської вулиці і далі тече Кучминим яром). За 300 метрів перед перетином Либеді мостом, на якому закінчується вулиця Федорова, у річку впадає найбільша ліва притока — Клов. Про її розміри свідчать розміри колектора на кінцевій ділянці: ширина — 5 метрів, висота — 1,6 метра. У цьому колекторі (його назва — Прозорівський) сходяться ще два: Кловський (у ньому тече річка Клов) і Хрещатицький (у ньому тече річка Хрещатик). Наступна притока Либеді — права. Вона тече під вулицею Протасів Яр. Ще за кількасот метрів у річку впадає ліва притока Ямка, що починається на південному схилі Черепанової гори і тече у колекторі під Володимиро-Либідською вулицею. За 100 метрів перед бульваром Дружби народів Либідь приймає свою найбільшу праву притоку Совку. Саму річку можна побачити лише в кількох місцях. Значно відоміші Совські ставки. Неподалік від маргаринового заводу до Либеді приєднується остання велика права притока — Оріхуватка. На цьому струмку у Голосіївському парку влаштовано Оріхуватські ставки. Останній — поблизу Голосіївської площі. Після них річка зникає у колекторі.

За кілька метрів після впадіння Оріхуватки Либідь ховається під землю, перетинає вулицю Саперно-Слобідську і далі тече вздовж її південної сторони до розв’язки з вулицею Кіквідзе. Саме тут у Либідь впадає її остання ліва притока — Буслівка (Бусівка). Вона бере початок неподалік від Печерського мосту і далі тече під вулицею Кіквідзе. Побачити річку на відрізку лише 20 метрів можна перед місцем її проходження під залізницею.

Перед перетином Наддніпрянського шосе розташована єдина ділянка Либеді з природним руслом. Її довжина — 350 метрів. Ширина русла тут становить 9−10 метрів, максимальна глибина — 0,5 метра. За шосе Либідь знов закута у бетонні береги. Ширина бетонного жолоба, в якому тече річка, становить 3,5 метра, висота — метр. Щоправда глибина води, як правило, менша — близько 0,5 метра. Проте після злив її рівень може піднятися ще на метр.

Місце впадіння Либеді у Дніпро розташоване трохи нижче ТЕЦ-5— за 100 метрів вище високовольтної лінії електропередач.

Загалом водозбір Либеді відзначається дуже значним господарським освоєнням — він охоплює майже всю центральну частину міста разом із Хрещатиком включно. У межах водозбору мешкає понад мільйон киян. Звісно, це позначається на умовах живлення річки та на якості річкової води. Дощові і талі води, що стікають вулицями, забруднені нафтопродуктами, важкими металами, органічними речовинами. Досить часто річка несе сміття. На жаль, забруднені і береги. На водозборі Либеді розташовано залізничний вокзал (враховуючи Південний, то навіть два), автовокзал, багато промислових підприємств: ТЕЦ-3, Перший київський міськмолокозавод, завод «Київгума», кондитерську фабрику, маргариновий завод, ТЕЦ-5.

Особливістю Либеді є також її перетин великою кількістю мостів і трубопроводів (останні важко перелічити). До того ж, деякі трубопроводи тягнуться вздовж берегів. Водночас на водозборі річки є чимало цінних об'єктів природи. Поміж них — Ботанічний сад імені академіка О. Фоміна, зоопарк, кілька парків. Межі водозбірного басейну р. Либідь на рисунку 1.1.

Річка Либідь стік нафтопродуктів, таку статтю було «Зелений світ» опубліковано у газеті Перевірка, яку проведено Державною екологічною інспекцією Києва, показала, що вміст небезпечних нафтопродуктів у річці Либідь у кілька разів перевищує норму, «Проби води з річки брали на чотирьох стулках — на вулицях Ушинського, Жилянській, у Протасовому Яру та на Видубичах. На всіх показники аналізу у півтора-два рази перевищували допустиму концентрацію нафтопродуктів.

Рис. 1.1 Межі водозбірного басейну р. Либідь

За результатами гідрохімічних визначень у І кварталі у всіх створах спостерігається незначне підвищення рівня загально-органічного забруднення (ХСК) з перевищеннями нормативів в межах похибки методики визначення. Інші показники, що визначались, відповідають встановленим нормативам.

У створах № 2 та № 4 спостерігається перевищення норм ГДК по ХСК (до 1,4 ГДК). Також зафіксовано перевищення норм ГДК у створах № 2−4 по нафтопродуктам (від перевищень в межах похибки методики визначення до 1,3 ГДК).

У ІІ кварталі за результатами хімічних визначень у всіх створах спостерігається підвищення рівня загально-органічного забруднення (ХСК) з перевищеннями нормативів по ХСК 2,6−2,2 ГДК, перевищення по нафтопродуктам та залізу загальному — в межах похибки методики визначення. Інші показники, що визначались, відповідають встановленим нормативам.

ІІІ квартал: за результатами хімічних аналізів у створах № 1 (вул. Ушинського) виявлено перевищення норм ГДК для водойм культурно-побутового водокористування по ХСК-2,4 ГДК та вмісту нафтопродуктів — в межах похибки методики визначення.

У створі № 2 (вул. Жилянська, нижче скиду СТ-1) виявлено перевищення норм ГДК для водойм культурно-побутового водокористування по ХСК-2,6 ГДК та по вмісту нафтопродуктів — в межах похибки методики визначення.

У створі № 3 (Протасів Яр) виявлено перевищення норм ГДК для водойм культурно-побутового водокористування по ХСК-2,3 ГДК та вмісту нафтопродуктів — в межах похибки методики визначення.

У створі № 4 (гирло, Видубичі) виявлено перевищення норм ГДК для водойм культурно-побутового водокористування по ХСК-2,2 ГДК та по залізу загальному — в межах похибки методики визначення. Якість води у контрольних створах по іншим показникам, що визначались, відповідає вимогам СанПиН № 4630−88 «Охрана поверхностных вод от загрязнений».

Основне джерело забруднення Либіді нафтовмісними речовинами — автомийки, розташовані вздовж русла річки. За законом, всі мийки повинні бути обладнані стоками, які містять спецфільтри — тільки в цьому випадку вони можуть отримати дозвіл на експлуатацію. Тому держуправління закликає представників громадських екологічних організацій столиці активно підключитися до виявлення фактів подібного роду порушень, на підставі яких Держуправління екології буде ініціювати перевірку вказаних об'єктів інспекцією" [12, с. 5.]

Згідно данх, що наведенні у паспорті Либеді, водність річки у гирлі становить 3,8 млн м3, або 0,12 м3/с. наприкладі водність річки є значно більшою. При ширені річки у 3,5 м і середній глибені в 0,5 м площа водного перерізу становить 1,75 м². Оскільки швидкість течії сягає 0,8−1,0 м/с, то витрата води приблизно становить 1 м3/с. Досить велика водність Либеді пояснюється кількома факторами: значною кількістю скидів, великою площею, що вкрита асфальтом, а також досит значною крутизною схилів. Це позначається на умовах живлення річки та на якості річкової води. Дощові і талі води, що стікають вулицями, забруднені нафтопродуктами, важкими металами, органічними речовинами. Досить часто річка несе сміття. Нажаль забруднені і її бреги. На водозборі розташовано залізничнй вокзал (враховуючи Південий, то навіть два), автовокзал, кілька промисловх підприємств.

річка забруднення екологічний біотестування

РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

2.1 Характеристики приладу EZODO-7200

Під час проведення дослідження нами було відібрано п’ять різних проб води, за проміжок часу з 23.10.2011 р. по 19.03.2013 р. Визначали такі показники, як: температура, рН, солоність та електропровідність. За допомогою приладу EZODO-7200 (рН-, ОВП-метр, кондуктометр, солемір, термометр водонепроникний тестер). В таблиці 2.1 наведені його характеристики.

Таблиця 2.1

Характеристики приладу EZODO-7200

Технічні характеристики та особливості моделі:

· Великий рідкокристалічний може одночасно показувати рН, ОВП, питому електропровідність і температуру.

· Водонепроникний стандарт ІР-57 та компактна конструкція додають зручностей у користуванні, включаючи здатність триматися на воді.

· Автоматична температурна компенсація (АТС) та вибір температурної шкали

· Дисплей автоматично вказує на функціональний режим при зміні сенсору.

· Значки PH, ORP, COND, TDS, SALT та одиниці вимірювання рН, mV, pV, ms, ppm, ppt, C, F допоможуть швидко впізнати функціональний режим.

· Показує максимальні та мінімальні значення та збережені дані.

· Містить індикатори рівня заряду та затрат батареї. Автоматично вимикається після десятихвилинного простою.

· Легко замінюються електроди для вимірювання електропровідності, рН, ОВП.

Рис. 2.1 Загальний вигляд приладу EZODO-7200

Приготування приладу до роботи:

1. Зняти захисний ковпачок і/або відкрутити ємкість для змочування (лише для рН, ОВП) з приладу. Промити електрод чистою водою і витерти насухо. Слід не допускайте пролиття розчину зі змочувальної ємкості. Не можна замінювати розчин під час використання приладу.

2. Натиснути кнопку CAL для ввімкнення приладу.

Калібрування «рН»

1. ПереконаТИСЯ, що під'єднаний датчик — це рН-електрод. На дисплеї з’явиться РН.

2. Опустити електрод в ємкість з розчином рН 7. Обережно струсити і чекати, поки не встановиться вимірне значення.

Натиснути та утримувати кнопку CAL для входу в режим калібрування. На дисплеї з’явиться CAL і блимаючий показник 7. Калібрування закінчиться, коли дисплей перестане блимати і вказуватиме «SA», потім «ЕND» і повернеться в режим вимірювання.