Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Инновации в науке» № 1(62)

Рубрика журнала: Педагогика

Скачать книгу(-и): скачать журнал

Библиографическое описание:
Бондаренко К.В., Куркина М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ САНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМОВ, КАК ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ В РАМКАХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ // Инновации в науке: научный журнал. – № 1(62). – Новосибирск., Изд. АНС «СибАК», 2017. – С. 57-61.

ИССЛЕДОВАНИЕ САНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМОВ, КАК ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ В РАМКАХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Бондаренко Кристина Валерьевна

канд. биол. наук, доцент, Институт живых систем,

Балтийский федеральный университет им. И. Канта,

РФ, г. Калининград

Куркина Марина Викторовна

канд. биол. наук, доцент, Институт живых систем,

Балтийский федеральный университет им. И. Канта,

РФ, г. Калининград

RESEARCH OF WATER PONDS SANITARY CONDITION AS A STUDENTS PROJECT ACTIVITIES WITHIN THE ECOLOGICAL EDUCATION IN MIDDLE SCHOOL

Kristina Bondarenko

magistrate student, School of Life Sciences, Immanuel Kant Baltic Federal University,

Russia, Kaliningrad

Marina Kurkina

candidate of biological Sciences, associate professor, School of Life Sciences,

Immanuel Kant Baltic Federal University,

Russia, Kaliningrad

 

АННОТАЦИЯ

Целью статьи является описание выполнения научно-исследовательского проекта с учащимися средней школы. Исследовано санитарное состояние водоемов города Калининграда и определен их класс загрязненности. Из четырех исследуемых водоемов два относятся к категории «загрязненные» по показателям бактерий семейства Enterobacteriaceae, по показателям сульфитредуцирующих клостридий все водоемы относятся к категории «сильно загрязненные».

ABSTRACT

The main purpose of the article is to describe the fulfilling the research project with participation of middle school students. During the project realization it was explored and investigated the sanitary condition of some Kaliningrad water ponds. The level of there contamination was identified. Two of four researched water ponds belong to a «contaminated» category, by bacterial indicators of Enterobactericeae kind, using the sulfitereducing clostridium indicators all water ponds belong to a «heavily contaminated» kind.

 

Ключевые слова: Калининград, проектно-исследовательская деятельность, водоем, микроорганизмы, бактерии семейства Enterobacteriaceae, Clostridium perfringens.

Keywords: Kaliningrad, project and research activity, water, microorganisms, bacteria of the genus Enterobacteriaceae, Clostridium perfringens.

 

В настоящее время в учебный процесс средних общеобразовательных школ на основе Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) внедряется новое направление – проектно-исследовательская деятельность [7]. Ее целью является приобщение учащихся к активному обучению, развитие их учебно-познавательных умений и навыков, а также улучшение знаний по биологии и экологии. Проектная деятельность в экологическом образовании позволяет учащимся отвлечься от гаджетов и прочих технологий и насладиться природой. Но, обратив внимание на то, что их окружает, учащиеся понимают, что природа меняется не в лучшую сторону. В настоящее время актуальны такие экологические проблемы, как вырубка лесов, деградация почв, загрязнение воздушного и водного бассейнов [2, с. 72].

Калининград является самым западным областным центром России (рисунок 1).

Рисунок 1. Географическое положение города Калининграда на карте

 

Экологическая ситуация в городе Калининграде оставляет желать лучшего, так как существуют проблемы, связанные с повышенным загрязнением атмосферы, неудовлетворительным качеством питьевой воды, загрязнением поверхностных вод и почв, накоплением большого числа промышленных и бытовых отходов [2, с. 74].

В этой связи актуальным является экологическое воспитание школьников. Чем раньше начнется эта работа, тем выше будет ее результативность. Правильное экологическое воспитание позволит в дальнейшем предотвратить многие экологические проблемы человечества.

Целью работы является формирование ответственного и бережного отношения подрастающего поколения к компонентам окружающей среды через проектную деятельность. Одной из компонент являются водные объекты, находящиеся в рекреационных зонах города Калининграда.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

  1. ознакомить школьников с экологическими проблемами города Калининграда и Калининградской области и смотивировать их на выполнение проектной работы;
  2. исследовать с группой школьников санитарное состояние водоемов, находящихся в рекреационных зонах города;
  3. проанализировать полученные результаты и сделать аргументированные выводы.

Для выполнения поставленных задач была сформирована группа школьников для проведения научно-исследовательской работы в рамках экологического образования в общеобразовательном учреждении. Ребята проявили большой интерес к научному проекту и сами вызвались принять в нем участие. Возраст учащихся варьировал в пределах от 14 до 16 лет. Группа состояла из 4 человек.

Объектом исследования стали поверхностные водоемы, находящиеся в рекреационных зонах города (рисунок 2).

Рисунок 2. Местоположение тестовых участков для анализа санитарно-показательных микроорганизмов на территории Калининграда: 1 – пруд Нижний; 2- пруд Верхний; 3- пруд Поплавок; 4 – озеро Лесное

 

В настоящее время существенные экологические изменения санитарного состояния водных объектов по большей мере вызваны антропогенными факторами. В частности, это выделение продуктов жизнедеятельности домашними питомцами. С ливневыми стоками фекалии попадают в воду. Наличие в поверхностных водоемах кишечных палочек свидетельствует о загрязнении воды фекальными стоками и поэтому дает основание предполагать возможность заражения воды болезнетворными микроорганизмами.

Так как проект направлен на исследование санитарного состояния водоемов, в первую очередь учащиеся познакомились с методами определения санитарно-показательных микроорганизмов. Затем рассмотрели их классификацию и выяснили, что существуют две основные группы микроорганизмов, влияющих на фекальное загрязнение водных объектов. К ним относят такие виды бактерий, как кишечная палочка (лат. Escherichia coli) – показатель свежего фекального загрязнения – и сульфитредуцирующие колстридии (лат. Clostridium perfringens) – показатель давнего фекального загрязнения. Также необходимо было познакомить школьников с понятием общего микробного числа, которое является показателем для оценки общей бактериальной обсемененности.

Так как одной из задач проекта являлась самостоятельная деятельность учащихся, то в первую очередь было подготовлено к стерилизации лабораторное оборудование и приготовлены питательные среды для микробиологического посева:

  • мясопептонный агар, который необходим для определения общего микробного числа;
  • среда Эндо – для определения патогенных бактерий группы кишечная палочка;
  • среда Вильсона-Блера или железосульфитный агар для определения в воде сульфитредуцирующих клостридий, преимущественно Clostridium perfringens.

Группа школьников была ознакомлена с правилами отбора проб воды для микробиологического исследования согласно ГОСТ 31942-2012 «Вода. Отбор проб для микробиологического анализа».

Отбор проб проводили с 3-х контрольных точек водоемов на глубине 15-20 см от поверхности воды, убирая поверхностную пленку.

Пробы помещали в стерильные емкости с указанием даты, места сбора, номера пробы и транспортировали в лабораторию микробиологии и биотехнологии Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта. Для предотвращения биологических изменений пробы хранили в холодильнике.

Выполнение анализа и учет результатов проводился в соответствии с МУК 4.2.1884-04 «Санитарно-микробиологический и санитарно-паразитологи­ческий анализ воды поверхностных водных объектов».

Для исследования санитарно-показательных микроорганизмов воды классическим методом определяли общее число культивируемых организмов и показатели фекального загрязнения (бактерии семейства Enterobacteriaceae и споры сульфитредуцирующих клостридий – Clostridium perfringens).

Для определения бактерий семейства Enterobacteriaceae и общего микробного числа в чашки Петри вносили по 1 мл хорошо перемешанной анализируемой воды и заливали 6-8 мл расплавленной и остуженной до 45˚С питательный среды. Посев проводили в трех повторностях для наиболее достоверных результатов. После застывания питательной среды чашки Петри помещали в термостат на 24 часа и инкубировали при температуре 37˚С.

Для определения сульфитредуцирующих клостридий к анализируемым пробам воды добавляли по 5 мл железосульфитного агара. Опыт проводили в четырех повторностях. Пробирки помещали в термостат на 24 часа и инкубировали при температуре 44˚С.

По истечении 24 часов проводили количественный учет микроорганизмов. Результаты общего микробного числа выражали числом колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл воды. Бактерии семейства Enterobacteriaceae с характерным красным металлическим блеском выражали числом КОЕ в 100 мл воды. Проросшие колонии на среде Вильсона-Блера выражали числом КОЕ в 20 мл воды.

Полученные результаты сравнивали с таблицей 1.

 

Таблица 1.

Оценка загрязненности воды поверхностных водоемов по микробиологическим показателям

Показатель

Значение

Общее микробное число

Не более 1000 микроорганизмов

Бактерии сем. Enterobacteriaceae

Не более 500 КОЕ/1 мл

Споры Clostridium perfringens

Не должны быть обнаружены

 

Полученные результаты были обработаны статистически с применением программ Microsoft Excel и представлены в виде средних арифметических значений с указанием стандартного отклонения.

Содержание общей численности микроорганизмов в водоемах города Калининграда в 2016 году представлено на рисунке 3.

Рисунок 3. Среднее количество общей бактериальной обсемененности в поверхностных водоемах города Калининграда в 2016 году

 

Показатели общей численности микроорганизмов в воде прудов Верхнее и Нижнее оказались в разы выше, чем в пруду Поплавок и озере Лесном за все исследуемые сезоны. Вероятнее всего, это связано с месторасположением данных прудов. Чем ближе водоемы расположены к центральной части города, тем сильнее оказывается на них антропогенная нагрузка. Так как общее микробное число не должно превышать 1000 КОЕ/мл (см. табл. 1), то водоемы по показателям общей численности микроорганизмов отнесены к категории «чистые».

Результаты исследования водоемов на наличие бактерий сем. Enterobacteriaceae города Калининграда в 2016 году представлены на рисунке 4.

Рисунок 4. Среднее содержание бактерий сем. Enterobacteriaceae в поверхностных водоемах города Калининграда в 2016 году

 

Наибольшее количество бактерий сем. Enterobacteriaceae обнаружено в воде пруда Верхнего во все исследуемые сезоны. Данные показатели за весну и лето оказались в 8-10 раз выше нормы. Очевидно, это связано с большой проходимостью людей вблизи данного пруда. В зимний период во всех водоемах значения не превышают норму. Однако в весенний и летний периоды в пруду Нижнем показатели завышены в 4-5 раз соответственно, в пруду Поплавок показатели ненамного превышают норму в летний период. Следовательно, в водоемах Верхнее, Нижнее и Поплавок полученные данные превышают нормированные показатели СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» и свидетельствуют о недавнем фекальном загрязнении. По данным исследования только озеро Лесное можно отнести к категории «чистое» по показателям содержания бактерий сем. Enterobacteriaceae.

Данные о содержании бактерий Clostridium perfringens в водоемах города Калининграда в 2016 году представлены на рисунке 5.

 

Рисунок 5. Количественное содержание спор сульфитредуцирующих клостридий (Clostridium perfringens) в исследуемых водоемах города Калининграда в 2016 году

 

Данные рисунка позволяют оценить содержание сульфитредуцирующих клостридий в воде исследуемых водоемов. Согласно действующему нормативу (СанПиН 2.1.4.1074-01), споры клостридий должны отсутствовать в 20 мл воды. По результатам исследования в пруду Верхнем бактерий Clostridium perfringens обнаружено больше, чем о всех остальных водных объектах. Наибольшее содержание бактерий выявлено в летний период. В зимний период в исследуемых пробах воды пруда Поплавок и озера Лесное мы не обнаружили сульфитредуцирующих клостридий, что свидетельствует об отсутствии давнего фекального загрязнения.

По результатам проведенного проекта стало известно, что наибольшая численность микроорганизмов сохраняется в летний период, когда температура воды достаточно комфортная для благоприятного развития бактерий. Наименьшее содержание санитарно-показательных микроорганизмов отмечено в зимний период и, вероятнее всего, связано с низкой температурой воды, что негативно сказывается на размножении бактерий.

 По окончании научно-исследовательского проекта и на основании полученных результатов группа школьников сделала заключение, что практически все водоемы города Калининграда находятся в критическом экологическом состоянии и сильно загрязнены конечными продуктами жизнедеятельности животных. Во избежание загрязнения поверхностных водоемов или заражения человека патогенными микроорганизмами школьниками были предложены следующие рекомендации:

  1. Запретить выгул домашних животных в городских зонах отдыха;
  2. Запретить купание в водоемах как животных, так и людей;
  3. При несоблюдении правил применять систему крупных штрафов;
  4. С детства прививать подрастающему поколению основы экологического воспитания.

Таким образом, в ходе научно-исследо­вательского проекта группа школьников была ознакомлена с основными экологическими проблемами Калининграда и акцентирована на изучение санитарного состояния водоемов рекреационных зон города. Полученные в рамках проекта результаты и сформулированные на их основе рекомендации позволяют оценить экологическое состояние городских водоемов и мотивируют школьников на бережное отношение к водным объектам городской среды.

 

Список литературы:

  1. ГОСТ 31942-2012 «Вода. Отбор проб для микробиологического анализа» от 3 декабря 2012 г.
  2. Дедков В. П., Куркина М. В. Актуальные проблемы изучения микрофлоры почв города Калининграда / Вестник Российского государственного университета им. Иммануила Канта. Вып. 7: Сер. Естественные науки. – Калининград: Изд-во РГУ им. И. Канта, 2009. – 109 с.
  3. Никишов А. И. Теория и методика обучения биологии – М.: КолосС, 2007. – 304 с.: ил. – (Учебники и учеб. Пособия для студентов высш. учеб. заведений).
  4. МУК 4.2.1884-04 «Санитарно-микробиологический и санитарно-паразитологический анализ воды поверхностных водных объектов» от 3 марта 2004 г.
  5. Пономарева И. Н. Общая методика обучения биологии: Учебное пособие для студ. пед. вузов / И. Н. Пономарева, В. П. Соломин, Г. Д Сидельникова; Под ред. И. Н. Пономаревой. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. –272 с.
  6. СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод», от 01 января 2001 г.
  7. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего (полного) общего образования (утвержден приказом Минобрнауки России от 17 мая 2012 г. № 413).

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом