XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование экологического состояния пришкольной территории МБОУ СОШ №16 с. Молдаванского Крымского района Краснодарского края
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Объект исследования – пришкольная территория МБОУ СОШ №16. Это типовая школа на 400 учащихся, построена 50 лет назад. Она находится на территории Крымского района. В непосредственной близости к школе расположены жилые дома. Вблизи школьной территории проходит дорога.
Цель исследования — изучение экологического состояния пришкольной территории, выявление экологических проблем, связанных с месторасположением школы. Я поставил перед собой следующие задачи:
—изучить санитарно – гигиенические нормы относительно расположения школ, выяснить какой вред приносят выхлопные газы автомобилей и как зеленые насаждения чистят воздух от загазованности.
— выяснить есть ли нарушения экологического состояния пришкольной территории, и разработать мероприятия по ее охране;
— ознакомиться с методами проведения социологических исследований;
Реализация исследовательской работы, как и решение любой проблемы, осуществлялась в несколько этапов. Наше исследование состояло из следующих моментов:
— выявление проблемы (поиск противоречий — в чем проблема?);
— анализ её (выяснение причин и прогнозирование — что происходит?);
— выявление вариантов решения (формулировались различные способы решения проблемы — что и каким образом можно и нужно изменить);
— выбор решения (что нужно сделать?)
Заключительными этапами моего исследования после реализации выбранных способов улучшения экологической обстановки будут следующие:
— реализация решений;
Гипотеза - По моему мнению, основным источником загрязнения пришкольной территории является дорога.
Ведь по гигиеническим требованиям общеобразовательные учреждения размещаются от дорог с регулярным движением транспорта на расстоянии 100 – 170 метров. А наша школа находится на расстоянии менее 5 метров от дороги, я решил исследовать уровень загазованности воздуха, которым дышат ученики и работники нашей школы.
2. Основная часть 2.1 Влияние автомобильного транспорта на экологическое состояние окружающей среды
Автомобиль – не роскошь, а средство передвижения. Это известно всем. Но то, что машина из блага цивилизации может превратиться в ее бич, человечество стало понимать сравнительно недавно. Чем больше машин выходит на улицы, тем труднее жителям мирно сосуществовать с их стальным гудящим и чадящим потоком. В выхлопных газах содержатся: окись углерода, окислы азота, углеводороды, альдегиды, сажа, бензапирен, диоксид, формальдегид, бензол и т.п. (всего около 300 различных веществ.) Окись углерода, например, попадая в кровь, так действует на красные кровяные шарики – эритроциты, что они теряют способность транспортировать кислород. В результате наступает кислородное голодание организма, что, прежде всего, сказывается на центральной нервной системе. Когда мы вдыхаем окислы азота, они в дыхательных путях соединяются с водой и образуют азотную и азотистую кислоты. В результате возникает не только раздражение слизистых оболочек, но и весьма тяжелые заболевания. Считается, что окислы азота в 10 раз опаснее для организма, чем окись углерода.[1] Типичным представителем канцерогенных веществ, то есть веществ, способствующих возникновению раковых опухолей, является бензопирен. ( Приложение 1)
Именно в развитии автотранспорта и стало быть все в большем засорении атмосферного воздуха многие ученые видят главную причину смертности от рака легких. Ведь при истирании шин об асфальт атмосфера загрязняется резиновой пылью.
К факторам, оказывающим неблагоприятное влияние на организм, относятся также соединения свинца, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта. В атмосферном воздухе свинец содержится почти исключительно в виде неорганических соединений. Количество свинца в крови человека возрастает пропорционально с увеличением его содержания в воздухе. Последнее ведет к снижению активности ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом, и, следовательно, к нарушению обменных процессов в организме.[2] В настоящее время в мире насчитывается более 1миллиарда автомобилей, в том числе 100 млн. грузовых автомобилей и примерно 1млн. городских автобусов. В России автомобиль имеет каждый четвертый житель, а в больших городах — каждый третий. Противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чем не выявляются так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил человеку жизнь, с другой стороны – отравляет ее в самом прямом смысле слова. Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы 4 т. кислорода, выбрасывая с отработанными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Если помножить эти цифры на 1 000000000 млн. единиц, можно представить степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации.[6]
Выхлопные газы являются причиной фотохимического тумана. Фотохимический туман возникает в загрязненном воздухе в результате фотохимических реакций, протекающих под действием солнечного излучения. К веществам, участвующим в фотохимических реакциях, относятся альдегиды, раздражающие глаза и вызывающие боль в горле уже при сравнительно малой концентрации. Однако эти вещества влияют на функции легких и органов кровообращения, начиная с такой малой концентрации, когда человек еще не замечает, что ему щиплет глаза.[3]
2.2 Роль зеленых насаждений в улучшении экологического состояния окружающей среды.
Практика показала, что достаточно эффективным средством борьбы с вредными выбросами автомобильного транспорта являются зеленые насаждения. Зеленые насаждения играют большую роль в очистке атмосферного воздуха. Дерево средней величины за 24 ч. восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек. За один теплый солнечный день гектар леса поглощает из воздуха 220-280 кг углекислого газа и выделяет 180-220 кг кислорода.[4]
Крупные лесопарковые полосы могут быть активными проводниками чистого воздуха. Древесно-кустарниковая растительность обладает избирательной способностью по отношению к вредным примесям и в связи с этим обладает различной устойчивостью к ним. Исследования ученых показали, что тополь бальзамический является лучшим «санитаром» в зоне сильной постоянной загазованности.
Лучшими поглотительными качествами обладают липа мелколистная, ясень, сирень и жимолость. В зоне слабой периодической загазованности большое количество вредных веществ поглощают листья тополя, ясеня, сирени, липы, меньше – листья вяза, черемухи, клена.
Приведем список растений, способных активно очищать воздух от вредных веществ:
— наибольшей газопоглотительной способностью обладают липа и клен;
— поглотители сернистого газа: тополь, ясень, вяз гладкий, липа
широколиственная, ива белая;
— поглотители окисленного азота: яблоня обыкновенная;
— поглотители свинца: каштан конский, липа сердцевидная, тополь
черный;
— поглотители радиоактивности: брусника, дубы.[7]
Растения по-разному задерживают пыль. К примеру, 1 га пихтового леса задерживает 32 т, еловый лес- 30 т, сосновый- 35 т, дубовый-54 тонны пылевидных веществ. Запыленность воздуха снижается летом на 42%, по сравнению с неозелененными участками территории, а в зимнее время – до 37%. Хвойные растения являются вечнозелеными растениями, поэтому они имеют важное значение для очистки воздуха от пыли и вредных газов в течение всего года. . Один гектар хвойных деревьев задерживает за год до 40 тонн пыли, а лиственных – около 100 тонн.
Хвойные деревья являются также наилучшими стражами тишины, жаль, что не все они выдерживают воздействия городского воздуха.
Каштаны очищают от выхлопных газов автомобильных пространство высотой до 10 метров, шириной до 20 метров и длиной до 100 метров. Причем они расщепляют ядовитые вещества почти без ущерба своему здоровью, в отличии от многих других деревьев.[10]
Устойчив к загрязнению и тополь, а по количеству поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода 25-летний тополь превосходит ель в 7 раз, по степени увлажнения воздуха почти в 10 раз. Тополя хорошо улавливают пыль. Один тополь по нескольким показателем равен 3 липами или 4 соснам или 7 елям. ( Приложение 2)
Запылённость жилого микрорайона на озеленённых участках на 40% ниже, чем на открытых площадках. Зелёные массивы улавливают 70 – 80% аэрозолей и пыли. На листовой поверхности взрослого растения вяза шершавого осаждается за летний период до 23 кг пыли, на вязе перисто-ветвистом – до 18 кг, на иве – до 36 кг, на иве – до 38 кг, на клёне – до33 кг, на тополе канадском – до34 кг, на ясене – до 27 кг, на сирени – до 1,6 кг, на акации – до 0,2 кг, на лохе узколистном – до 2 кг.[5]
Велика роль газонной травы. С 1 м2 испаряется до 200 г/ч воды, что значительно увлажняет воздух. В жаркие летние дни на дорожке у газона температура воздуха на уровне роста человека почти на 2,50C ниже, чем на асфальтированной мостовой. Газон задерживает заносимую ветром пыль и обладает фитоцидным действием. Вблизи зеленого ковра легко дышится. Не случайно в последнее время в практике озеленения все чаще отдается предпочтение ландшафтному или свободному стилю проектирования, при котором 60% благоустроенной территории и более отводится под газон. Зелень способствует ионизации воздуха[11]
Растения позволяют узнать, насколько сильно загрязнён воздух, а также каким именно веществом.
Например, индикаторами присутствия сернистого газа являются: лишайники, хвойные деревья — ель, пихта, сосна. Из злаковых трав — мятлик.
Индикаторы присутствия тяжелых металлов: на медь – табак, на никель – томаты, на свинец – сфагновые мхи, лишайники.
Индикаторы выхлопных газов автомобилей – многие растения.
Индикаторы радиоактивности -водоросли.
Реакция растений на все эти вещества в основном сводится к отмиранию тканей, появлению уродливых форм, изменению окраски листьев, цвета плодов, задержке роста.[9]
3. Практическая часть. Исследование экологического состояния пришкольной территории МБОУ «СОШ №16»
Я определил, на каком расстоянии находиться автомобильная дорога от школьной территории.По санитарно-гигиеническим нормам коммунальные предприятия должны отстоять от границ школы не менее чем на 50м, жилые дома-не менее чем на 10 м, автострада — не менее чем на 25 м. Следовательно, расположение жилых домов не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям. А близость автомобильной дороги отрицательно сказывается на экологическом состоянии пришкольной территории.
Известно, что один легковой автомобиль в течении суток выбрасывает до 1 кг выхлопных газов, в состав которых входит около 30 г угарного газа, 6 г оксидов азота, соединения свинца, сера и другие загрязняющие вещества. В нашем селе большая часть загрязняющих веществ поступает в атмосферу из выхлопных труб автомобилей. Я подсчитал, какое количество автомобилей проходит по дороге за 1 час. Оно составило в среднем 4 грузовых и 102 легковых автомобилей. ( Приложение 3)
Этого количества больше чем достаточно для ухудшения экологической обстановки пришкольной территории, хотя санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток машин в жилой зоне интенсивностью не более 200 автомобилей в час. Зеленые насаждения играют большую роль в создании микроклимата, условии для отдыха на открытом воздухе, предохраняют от чрезвычайного перенагревания почву, стены зданий, тротуары.
Согласно санитарно-гигиеническим правилам защитная зеленая полоса должна состоять из деревьев и кустарников шириной не менее 1,5 м, а со стороны улицы — не менее 6 м. По данным Всемирной организации здравоохранения, на 1 жителя должно приходиться 50 кв. м. зеленых насаждений. Я подсчитал количество деревьев, и определили площадь кустарников. На территории школы произрастает 133 лиственных деревьев и 30 хвойных деревьев и кустарников. Площадь кустарников составляет 80 квадратных метров. ( Приложение 4)
Было проведено определение видового состава деревьев, используемых в озеленении школьной территории, оценено жизненное состояние деревьев визуальным методом по наличию различных повреждений. В видовом составе защитной полосы преобладают лиственные деревья.
Автомобили загрязняют почву. Если используется бензин с добавлением свинца, то они загрязняют почву этим тяжёлым металлом вдоль автодороги в полосе шириной 50 – 100 метров. Я провел опрос местных автолюбителей и выяснили, что многие пользуются низкокачественным топливом. Из 22 опрошенных владельцев автомобилей 83% заливают в бензобаки своих машин бензин АИ -92; 17% -АИ -95%; и 0% -АИ -98 ( Приложение 5)
Значит, почва около школы со стороны трассы загрязнена свинцом как минимум на 50 метров. То, что автомобильная дорога является сильнейшим источником загрязнения, подтверждает, проведенный мною эксперимент. Я сравнил листья деревьев, растущих у дороги и листья деревьев, растущих вдали от дороги на заднем дворе школы. На листьях деревьев у дороги, видим больше пыли, чем на листьях деревьев, которые находятся вдали от дороги. Если протереть эти листья влажными салфетками, то видно, что салфетка, которой протирали листок с дерева у дороги – грязнее. Это еще раз подтверждает гипотезу, что дорога является сильнейшим источником пришкольной территории. ( Приложение 6) Я уже отмечал, какую большую роль играет травянистая растительность в улучшении экологии. Определил, какую площадь могут занимать газоны вокруг школы. Она составила 2058 квадратных метров. Это значит, что за один час с поверхности пришкольной территории испарится 41.16 кг воды, что составит в сутки 987.84 кг. По нашему мнению, это количество значительно увлажняет воздух в районе школы, что в какой-то мере компенсирует вред, наносимый близким расположением автотрассы. Но компенсации эта будет в том случае, если засадить эту площадь газонной травой.
4. Заключение
Я пришел к выводу, что на территории школы достаточно деревьев и кустарников для очистки воздуха от выхлопных газов, выделяемых автомобилями, но многие деревья недавно посажены и не достигли зрелого возраста, поэтому за ними нужен уход и мы, учащиеся школы, должны сохранить их. А открытые участки земли можно засадить газонной травой, которая будет в достаточной мере увлажнять и чистить воздух.
В школьном дворе на дереве птичка свила гнездо. Это ещё одно подтверждение, что несмотря на близость трассы, экологическое состояние пришкольной территории удовлетворительное. Проанализировав большое количество литературы, связанной с данной проблемой, и пришел к выводу, что автомобильный транспорт – сильнейший источник загрязнения окружающей среды. Через некоторое время после проведения намеченных мероприятий(Приложение 7) я планирую вернуться к теме моего исследования, произвести необходимые замеры и подсчёты и проверить, изменилась ли экологическая обстановка на около школьной территории и каким образом.
Думаю, что данная работа вызовет большой интерес у школьников и их родителей, поскольку речь идет о здоровье подрастающего поколения.
5. Список литературных источников
1. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV (V-VIII) групп: Справ. изд. / А.Л.Бандман, Н.В. Волкова, Т.Д. Грехова и др.; Под ред. В.А. Филова и др., — Л.: Изд-во «Химия», 1989 г.
2. Вредные химические вещества. Природные органические соединения. Изд. Справ. – энциклопедического типа. Т. 7/Под ред. В. А. Филова. — СПб.: СПХФА, НПО «Мир и семья-95», 1998 г.
3. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том III. Неорганические и элементорганические соединения. Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной, — Л.: Изд-во «Химия», -1977 г.
4. ГОСТ 17.2.2.03-87. Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями.
5. ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. – М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России, 2003. — /Гигиенические нормативы/.
6. Экологический мониторинг в школе. / Под ред. Коробейниковой Л.А. – Вологда: Русь, 1998. — 212 с.
7. Следим за окружающей средой нашего города.9-11 кл, школьный практикум. М.Владос, Под ред .Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. 2001.
8. СанПиН 2.1.6.1032-01 «Атмосферный воздух и воздух закрытых помещений. Санитарная охрана воздуха. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».
9. Федеральный Закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ. Об охране окружающей среды: Статья 11. Права и обязанности граждан в области охраны окружающей среды. Статья 52. Требования в области охраны окружающей среды при установлении защитных и охранных зон.
10. http://biomodul.ru/ekologiya-gorod
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Деревья и кустарники, растущие на пришкольной территории
|
№п/п |
Наименование вида |
Количество |
|
1 |
Деревья лиственные |
133 шт. |
|
2 |
Деревья хвойные |
30 шт. |
|
3 |
Кустарники |
80 кв. м. |
Приложение 5
Социологический опрос
- Каким бензином заправляете автомобиль?
Количество опрошенных - 22 человека.
Бензин АИ-92 – 18 человек – 83%
Бензин АИ -95 – 4 человека - 17 %
Бензин АИ -98 - 0 человек
Приложение 6
Приложение 7
План улучшения экологического состояния пришкольной территории
МБОУ СОШ №16
Для улучшения экологического состояния пришкольной территории школы необходимо:-
— создать штаб по сохранности зеленых насаждений на территории школы
— использовать для озеленения не только саженцы деревьев, но и кустарники; (сирень очень хорошо очищает воздух и поглощает вредные вещества)
— обратиться к учащимся и жителям села с призывом бережно относиться к окружающей их природе;
— обратиться к владельцам автомобилей с просьбой по возможности использовать более качественный бензин;
— засадить свободную территорию вокруг школы газонной травой;
--- создать благоприятные условия для саженцев, которые уже были высажены этой осенью на территории школы.