Антропогенное воздействие на озеро Красное

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Отделение: химико-

биологическое

Секция: химия

Антропогенное воздействие на озеро Красное

Работы выполнила:

Литвиненко Елизавета

Александровна,

обучающаяся 10 класса МБОУ

СОШ №3.

обучающаяся кружка

«Экспериментальная химия»

МБОУ ДОД «ЦДЮТ»

г.Красноперекопска.

Научный руководитель:

Тхир Ольга Степановна,

педагог дополнительного образования

МБОУ ДОД «ЦДЮТ»

г. Красноперекопск

г. Красноперекопск – 2022г

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………....2

Раздел 1 Соляные водоемы Крыма……………………………………………..…...3

1.1. Перекопская группа соляных озер…………………………………. .…...4

1.2. Озеро Красное(Ас)………………………………………………….… .5

1.3. Гидрохимический режим озера. Водный баланс озера Красное

1.4. Роль Северо-Крымского канала в водном балансе озера Красное…………………………………………………………………………….....10

Раздел 2 Комплексное исследования озера…………………………………...........12

2.1 Факторы, влияющие на химический состав озер……………………….12

2.2. Химический состав исследуемых озера Красное ……………………...16

2.3. Лечебные свойства рапы…………………………………………………18

Раздел 3 Практический анализ исследований

3.1. Определение цветности воды озера Красное ………………………....20

3.2. Определение сухого остатка…………………………………………….20

3.3. Качественное определение солей в воде озера Красное ………………21

Заключение………………………………………………………………………..…24

Список литературы………………………………………………………….………26

Интернет-ресурсы…………………………………………………………………...26

Приложение………………………………………………………………………….27

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы: Красноперекопск расположен в степной зоне с востока, омытой солеными водами Сиваша, а западное побережье – водами Каркатинского залива. Перекопская группа включает в себя восемь соленых озер. Вода озер – уникальна. В ее состав входит множество химических веществ. Озеро Красное раньше не только украшало перекопскую землю и служили местом отдыха для горожан. Сейчас его состояние - это заброшенная и заваленная мусором бесхозная территория , а уменьшение уровня воды в озере не только не позволяет полноценного отдыха, но и может привести к его исчезновению.

Цель работы:Изучить антропогенное влияние на состояние озера Красное.

Задачи:

Теоретические:

1. Ознакомиться с Перекопской группой соляных озер.

2. Изучить солевой состав воды.

3. Ознакомиться с лечебными свойствами рапы озера.

Практические:

1. Провести комплексное исследование озера Красное.

2. Исследовать состояние и уровень воды озера.

3. Определить содержание хлоридов, сухого остатка в воде, провести анализ для определения степени загрязнения;

4. Изучить прибрежную зону, береговую и водную флору, выявить степень влияния на неё человека;

5. Провести сравнительный анализ состояния воды озера по годам.

6. Разработать мероприятия по охране водоёма.

Объект исследования: объектом исследования данной работы являются озеро Красное.

Метод исследования: при написании работы использовались литературные, архивные, графические данные экологического и мелиоративного центров

г. Красноперекопска, собственные наблюдения, проведённые опыты, сделанные по ним расчеты.

РАЗДЕЛ 1 СОЛЯНЫЕ ВОДОЕМЫ КРЫМА

От низовья Дуная до Забайкалья протянулась огромная по­лоса соляных озер. Наиболее крупным соляным водоемом является Сиваш. Он пред­ставляет собой обширный залив Азовского моря, и благодаря постоянной связи с морем запасы солей в нем практически не­исчерпаемы.

Существующие на Перекопском перешейке соленые озера относятся к так называемому Западному Сивашу, площадью около 800 квадратных километров и изолированы от основной части Сиваша. Практическми у всех озер Перекопской группы неправильные овально продолговатые контуры, вытянутые в меридианом направлении (приложение Карта1.1). Южные части озер совсем мелководны, северные контуры шире, котлованы озер здесь несколько глубже, Керллеутское и Айгульское озеро с множеством островков [2,с.7].

1.1. Перекопская группа соляных озер

Перекопская группа соляных озер расположена на Перекопском перешейке, который отделяет залив от Сиваша. В нее входят следующие озера: Красное, Айгульское (Кырское), Старое(Тузлы), Керелутское, Киятское, Янгул, Чайка, Круглое, Пусурман (приложение Карта1.1).

Южные части озерных котловин несколько сужены, мелководны, северные – более расширены и местами глубоководные. На озерах Керлеутском и Айгульском много островов. Уровни всех озер ниже уровня Черного моря на различной отметке (озеро Янгул - на 0,1м, а озеро Керлеутское- на 4,28м.).Поверхностные воды, образуемые атмосферными осадками, устремляются в озера, попутно выщелачивая соль из засоленных почв. Грунтовые воды изливаются в озера посредством многочисленных мелких донных родников, расположенных в основном вдоль береговых обрывов и более крупных родников разбросанных по дну озер[1,с.14].

Изолированность этих озер от моря привела к тому, что концентрация солей в воде стала выше, чем океаническая. Некоторые из озёр этой группы самосадочные, в них почти ежегодно происходит естественная садка поваренной соли.

1.2. Озеро Красное (Ас)

Рас­полагается озеро Красное вблизи города Красноперекопск, на его восточной стороне (приложение Карта1.2).

Озеро Красное – самое крупное из Перекопской груп­пы соляных озер (приложение Фото1.1). Оно растянулось с севера на юг на 12 км, ширина его – около 2,5 км. Площадь 23 433 кв. км. Уровень озера Красное лежал ниже уровня моря на 3,2 м. Берега его на западной стороне обрывисты. На восточ­ной – более пологие.

Красное озеро очень обжито, особенно в юго-запад­ной стороне. Здесь расположен город Красноперекопск. В этом месте берега озера покрыты садами и зеленью дачных приусадебных участков. Здесь же располагался раньше городской пляж.

Ближайшими населенными пунктами к озеру Красное, кроме города, являются: на юге – село Танковое, на севе­ре – село Карпова Балка, на западе – село Пролетарка.

На озере много донных источников. Мелкие из них группируются в отдельных местах прибрежной аквато­рии, а покрупнееразбросаны по всему дну. Больше всего источников в северной и средней частях озера. Они выносят воду с большим со­держанием соли.

Раньше соль в озере Красное осаждалась на западной стороне и состояла из мелких кристаллов. Поэтому она была тяжеловесной, по внешнему виду про­зрачной, розового цвета, чем и отличалась от соли, до­бываемой в других озерах. Соледобыча на озере Красное просуществовала до конца 1950-х годов.

Озеро Красное на западной стороне близко соседству­ет с другим соляным озером – Старое.

Когда в 1967 году началось возведение заво­да по производству кальцинированной соды, возник вопрос о месте сброса дистиллерной жидкости – технологических отхо­дов завода. Тогда решили, что это будет озеро Красное. Его разделили широкой дамбой на два отсека – северный и юж­ный (приложение Фото1.2) [1,2]. Северный стал использоваться для отвода, накопления и испарения дисстелерных вод Крымского содового завода, а южный когда-то был любимым местом отдыха жителей города Красноперекопск. Здесь был оборудован и функционировал городской пляж, который собирал очень много желающих отдохнуть и оздоровиться водой приближающейся по составу к морской, наличием целебных грязей. Но это было до 2015 года, с перекрытием воды в канале в 2014году, произошли подземные изменения и уровень воды озера постепенно начал падать.

1.3. Гидрохимический режим озера. Водный баланс озера Красное.

Глубина воды в озере не постоянна, а зависит от ряда факторов:

• времени года,

• пприродных условий,

• количества выпавших осадков.

Анализ уровненного режима воды озер постоянно меняется и за 10-ти летний период наблюдений характеризуется следующими показателями:

Анализ уровневого режима воды в озере в разрезе года показывал, что снижение уровня в летний период за счет испарения воды часто характеризовалось поступлением сбросных вод с прилегающих территорий, что особенно заметно наблюдалось в годы интенсивного орошения земель водами Северо-Крымского канала.

Изменения общего содержания солей и отдельных химических элементов в водах озер носило сложный характер, нарушаемый во времени и по территории поступлением солоноватых грунтовых и пресных сбросных вод с полей орошения.

Водный баланс акватории озера Красное, состоял из следующих частей:

• атмосферные осадки, в том числе естественный поверхностный и подземный приток;

• поступление артезианских вод из скважин;

• естественный приток грунтовых вод;

• приток из СКК по аварийному сбросному каналу (озеро Красное), при наличии воды в канале.

Расход водного баланса – естественное испарение воды.

Уровень воды озерах Красное в 1955г. (до строительства СКК) располагался на абсолютной отметке -3,00м вода имела минерализацию 240г/л.

С вводом в эксплуатацию Северо-Крымского канала и развитием орошаемого земледелия в относительно стабильном водном балансе южного отсека озера произошли существенные изменения в сторону увеличения приходных частей баланса, которые привели к росту уровня воды.

За период наблюдений Красноперекопским ГГМП (март 1986г) уровень воды в южном отсеке озера изменялся в пределах абсолютных отметок от -1,38 до +0,46м. Минерализация воды при этих отметках составляла 43-85г/л.

Сейчас уровневый режим озера Красное стал зависеть только от климатических условий.

За период 2012-2014гг. вследствие особенностей климатических условий и отсутствия поступления существенных объемов возвратных вод с прилегающих земель, произошло значительное снижение горизонтов воды до абсолютных отметок ниже -1,0м -1,6м [8, с42-56]. А начиная с 2015 г. уровень в озере упал до критического – озеро практически исчезает.

1.4. Роль Северо-Крымского канала в водном балансе озера Красное

Северо-Крымский канал, построенный в основном для нужд сельского хозяйства, существенно изменял водный баланс в Крыму. Северо-Крымский канал с одной стороны полезный, но с другой – вредный. Вода просачивается в почву, проходит через верхние слои соленой воды, и уже став более соленой, попадает в глубокие слои, где чистая артезианская вода, которая таким образом минерализуется и изменяет свои свойства. Сейчас нас вынудили по-другому посмотреть на отношение к воде. С апреля 2014г. была прекращена подача воды в Северо-Крымский канал. Прежде всего, это удар по жителям степного Крыма, их полям и садам. Канал восстанавливал оскудевающие запасы грунтовых вод,Проблемы питьевого водоснабжения городов также решалась за счет подачи воды из Северо-Крымского канала.

РАЗДЕЛ 2 КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОЗЕРА

2.1. Факторы влияющие на химический состав соляных водоемов

На состояние соляных озер сильно повлиял Северо-Крымский канал. С ним в регионе появилась новая сель­скохозяйственная отрасль – рисосеяние. Под него были отве­дены тысячи гектаров земли, на которых были устроены рисо­вые чеки – своеобразные мелководные озера пресной воды, поступающей по оросительной сети из канала. В связи с тем, что территория района сложена породами с низкими фильтрационными свойствами (суглинки, глины), произо­шел резкий подъем уровня грунтовых вод. За счет этого более глубоководными стали Перекопские озера. Нужно было учитывать и тот факт, что в некоторые из них по кана­лам, проведенным в основном в земляных руслах, отво­дились, так называемые, возвратные воды – дренажные и с рисовых чеков. Особое испытание в этом плане выпало на долю озера Красное. Когда на зимний период русла Северо-Крымского канала освобождали от воды, то в это озеро ее поступало до 100 млн. кубов.

Из-за избытка воды в озерах рапа стала более разжи­женной, и садка соли в них уже больше не происходила.

Сейчас ситуация в корне поменялась из-за отсутствия подачи воды Северо-Крымского канала, прекратились поливы почв, засушливое лето - все эти факторы произвели к понижению уровня воды в озерах и изменению ее состава [4, с23-38].

Из-за резкого снижения уровня воды озера, стало невозможным проведения отдыха и купания на озере. Пляж и прилегающая территория из-за бесхозного поведения жителей превратились в район свалки. При визуальном обследовании санитарного состояния береговой зоны, выявили, что она не пригодна для отдыха и проведения досуга. ( приложение фото. )

2.2. Химический состав исследуемого озера Красное

Перекопская группа соленых озер вытянута цепочкой вдоль морского побережья. Полная изоляция их от моря обусловила не только повышенную соленость рапы, но и повлияла на ее химический состав.

В озерах Перекопской группы мало присутствует сернокислый магний, который так характерен для Евпаторийской группы озер, зато есть хлористый кальций.

Озеро Красное относится ко второй группе - это озера всолевой массе рассолов, которых преобладают хлориды натрия, магния и кальция (хлоркальциевые воды). Из сернокислых солей в них присутствует только гипс. Абсолютное и относительное содержание кальция сульфата в рассолах озера Красного в несколько раз выше, чем в озере Киятское, что объясняется очень маленькой концентрацией кальция хлорида.

Химический состав рассолов озер Красное в % к сумме солей мы можем пронаблюдать в таблице (приложение Табл.2.1)

В солевом комплексе насыщенных рассолов Красного озера содержится (от общей суммы солей) около 78% натрия хлорида, 14% магния хлорида, и 5% кальция хлорида (приложение Диаграмма2.1).

Морской тип рассолов озера Красного не свидетельствует о связи его с морем, а указывает на то, что в питании этого озера большое значение имеют подземные воды, атмосферные осадки и поливы участков, которые приводят к выщелачиванию соли из засоленных почв.

Химический состав воды, исследуемого озера, в сравнении с естественными условиями претерпел существенные изменения, отразившиеся в снижении (повышении) степени общей минерализации и содержании отдельных элементов. Изменения имеют сложный малоизученный характер, протекающий под влиянием вод Северо-крымского канала и сброса дистиллерной жидкости (промстоков) Крымского содового завода.

Экологическим центром были проведены химические анализы воды в северном и южном отсеках озере Красном за 2005-2013г. Результаты следующие, мг/л. [6]. (приложение Таблица2.2).

2.3.Лечебные свойства рапы

В составе воды озера Красное присутствуют катионы: натрия, калия, магния, кальция; анионы: сульфаты, хлориды, гидрокарбонаты; микроэлементы: бром, фосфор, мышьяк, цинк, медь, свинец, никель, серебро; а также кремнистая кислота, витамины, гормоны, биогенные стимуляторы, аминокислоты, жирные кислоты, полисахариды. В ней присутствуют микроорганизмы, благодаря которым вода обладает бактерицидными свойствами. В рассоле озера Красное имеются микроскопические красные водоросли, которые содержат большое количество каротина, придающего малиновый цвет озеру [5, с.65].

Лечебное воздействие воды обусловлено в первую очередь ее большей теплопроводностью по сравнению с обычной водой. Купания в воде озера стимулируют деятельность сердца и сосудов, обменные процессы, повышают мышечный тонус. Стимулирующее влияние оказывается и на центральную нервную систему. Все это в конечном итоге заметно укрепляет защитные силы организма [10].

Вследствие высокой минерализации плотность рапы значительно выше плотности морской воды. Это обстоятельство существенно облегчает плавание в озерах и выполнение водной гимнастики, поэтому купания очень полезны больным с заболеваниями опорно-двигательного аппарата. Положительное влияние оказывают температура рапы и растворенные в ней соли. Во время купания на кожные покровы оседают мельчайшие кристаллики солей, образуя своеобразный «соляной плащ». Помимо купания в водах озера можно также было применять грязевые ванны. Высокая минерализация дает ощущение хорошего массажа, а высокое содержание брома в воде — состояние сонливости. Поскольку купания в рапе— сильнодействующая процедура, обязательно надо советоваться с врачом.

РАЗДЕЛ 3 ПРАКТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ

Всолевой массе рассолов озера Красное преобладают хлориды натрия, магния и кальция. Из сернокислых солей в них присутствует гипс. Концентрация и состав рапы могут колебаться в зависимости от гидрометеорологических условий в различные времена года и на протяжении многих лет.

Объектом исследования моей работы являются озеро Красное. Мною был изучен солевой состав рапы, определена цветность, исследованы уровни содержания хлоридов, сухого остатка в воде озера. А также проведен качественный анализ на хлор-,сульфат-, и карбонат- ионы. (приложение Фото3.1)

3.1Определение цветности воды озера Красное

Заполнить пробирку водой до высоты 10 – 12 см. Определить цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном или искусственном). Цвет исследуемой воды имеет зеленоватый оттенок.

Вывод: Это значит, что в исследуемой воде присутствуют микроводоросли. Микроскопические водоросли служат основной пищей Артемии. Соленая артемия (рачки), которые, отмирая, формирует целебные грязи. Рачок выделяет сильнодействующие биологически активные вещества, из-за которых, рапа и лечебная грязь обладают целебными свойствами.

3.2. Определение сухого остатка

Описание методики определения сухого остатка

250-500мл воды выпаривают в предварительно высушенной до постоянной массы фарфоровой чашке. Выпаривание ведут на водяной бане с дистиллированной водой. Затем чашку с сухим остатком помещают в термостат при 110^оС и сушат до постоянной массы.

Сухой остаток (Х) в мг/л вычисляют по формуле:

где g- масса чашки с сухим остатком, мг;

g₁- масса пустой чашки , мг;

V-объем воды, взятый для определения, мг.

Данный метод определения сухого остатка дает несколько завышенные результаты вследствие гидролиза и гигроскопичности хлоридов магния и кальция и трудной отдачи кристаллизационной воды сульфатами кальция и магния. Эти недостатки устраняются добавлением к выпариваемой воде химически чистого карбоната натрия. При этом хлориды, сульфаты кальция и магния переходят в безводные карбонаты, а из натриевых солей лишь сульфат натрия обладает кристаллизационной водой, но она полностью удаляется высушиванием остатка при 150-180 ^оС.

Анализ результатов исследования

Для анализа отбираем 200 мл воды из озера. Выпариваем ее в предварительно высушенной чашке. Сначала взвесив пустую чашу.

Затем взвешиваем чашку, в которой находится сухой остаток, и производим расчет. Результаты исследования следующие:

Озеро Красное:

g₁(пустой чашки) = 33200 мг.

g(чашка с сухим остатком)= 60913,6 мг

Х=(60913,6– 33200)*1000/200=128568 мг/л

Вывод: В результате проведенного анализа можно отметить, что солевой состав оз.Красное значительно повысился по сравнению, солевого состава оз. Красное сделанных лабораторией в 2010г ???(приложение График 3.1).

3.3. Качественное определение солей в воде озера Красное

Основная соль, содержащаяся и в воде озера Красное, и в морской воде - поваренная соль (хлорид натрия).

Насколько много соли в воде, определяется таким показателем, как солёность. Солёность озерной воды меняется в зависимости от времени года: она меньше весной во время таяния снега и максимальна летом. Если сравнивать с морской водой, то солёность морской воды существенно ниже, чем солёность воды озера Красное (опыт сравнение солености воды морской и озера)

Определение хлор – ионов.

К

5мл воды добавили раствор нитрата серебра (AgNO₃). Появление белого осадка или творожистых хлопьев свидетельствует о наличии хлор - ионов.

Вывод: Пробирка №1 – морская вода, пробирка №2 – вода озера Красное. Наблюдать образование белого осадка Ag⁺ + CL^- = Ag CL↓ Чем интенсивнее осадок, тем больше концентрация ионов хлора в воде.

Определение сульфат – ионов.

К 5 мл воды добавили раствор ВаCL₂. Если образуется белый молочный осадок, то в воде присутствуют сульфат - ионы Ва²⁺+ SO₄^2- = ВaSO₄↓

Вывод: Пробирка №1 – морская вода, пробирка №2 – вода озера Красное. Наблюдать образование молочного осадка ВaSO₄↓. Чем интенсивнее осадок, тем больше концентрация ионов сульфат-ионов. в воде.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Каждое озеро на перекопской земле – украшение степного пейзажа. Но если раньше озера были не только украшением, но и играли весьма важную роль в экономи­ке Крыма, то теперь, из-за деятельности человека их дальнейшая судьба может остаться под угрозой.

Результаты исследования. Проведённые исследования показали, что химический состав рапы озера «Красное» достаточно стабилен: доминирует хлорид натрия, содержание которого изменяется в незначительном диапазоне – 178 - 180 г/л (применяется при заболеваниях кожи). Большое преимущество озера «Красное» в том, что высокая концентрация соли в воде даже при самой высокой антропогенной нагрузке исключает вероятность заражения какими-либо инфекциями, поскольку доказана способность озера к самоочищению – вода освобождается от посторонней микрофлоры за 10-12 часов. В небольшом количестве присутствуют сульфаты - 2 – 4 г/л и кальций – 1 – 2 г/л. Из микрокомпонентов лечебного значения выявлено повышенное содержание брома – 55 - 80 мг/л.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Понизовский А.М. Соляные ресурсы Крыма. -Симферополь. «Крым», 1965.

2. Кружко Л.П. О соли, соляных озерах, Сиваше, купцах, чумакахи многом другом. – Симферополь: Бизнес-Информ, 2006.

3. Комплексное использование соляных ресурсов Сиваша и Перекопских озер.-К., Изд-во АН УССР, 1958; Давыдов Г., Овчаренко Ф. Минераль­ные ресурсы Украины – на службу народному хозяйству. – Коммунист. 1956.

4. Беляев Л.И. О выносе морских солей в атмосферу. Тр. морского гидрофизического ин-та, т.3АН Киев 1965.

5. Дзенис –Литовский А.И. Соляные озера Азово-Черноморского побережья и степного Крыма. Госгортехиздат, М. 1962.

6. Пашковская Л. Такой соли больше нигде нет // «Крымская правда».2002 6. сентября.

7. Сараева З.Озеро Красное. Купальный сезон начался // «Перекоп»2001, 30 июня.

1. Материалы мелиоративного и экологического центра г. Красноперекопска.

ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ

1. http://ukraina-krym.com/index/0-18

1. http://www.dermatolog.com.ru/index.php?op=shownews&nid=96

ПРИЛОЖЕНИЕ

Карта 1.1

Карта - схема расположения соляных озер Красноперекопского района

Карта 1.2

Расположение озера Красное

Фото 1.1

Озеро Красное( южная часть)

Фото1.2

Северная часть озера Красное (накопитель отходов КСЗ)

Фото 1.2.

Таблица2.1

Химический анализ воды в северном и южном отсеках озера Красное за 2010-2019г.(мг/л)

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/525058-antropogennoe-vozdejstvie-na-ozero-krasnoe