XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке. Летняя площадка 2022

Экологические исследования состояния окружающей среды г. Сергиев Посад

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Силагадзе А.М. 1

---

1МБОУ СОШ №16

Краева Е.В. 1

---

1МБОУ СОШ №16

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

Среди современных проблем, стоящих перед мировым сообществом, особенно выделяется одна – ухудшение качества среды обитания человека. Она носит глобальный характер и волнует людей всех стран. Практически любая отрасль деятельности человека затрагивает эту проблему. Состояние среды обитания человека сильно влияет на его здоровье и на живые организмы.

Экологическая ситуация в Московской области сложная: загрязнены как районы, прилегающие к Москве, так и промышленные районы востока и юго-востока области. Наибольшую экологическую опасность представляют сточные воды промышленных и животноводческих предприятий, выбросы предприятий энергетики. Значительное влияние на экологическую ситуацию в области оказывают промышленность, транспорт и коммунальное хозяйство Москвы.

Исследования состояния окружающей среды с помощью анализа снегового покрова в нашей местности не проводились, поэтому подобные исследования актуальны и интересны для нас.

Выбор данной темы изучения был не случайным. Во-первых, выпавший на земную поверхность снег формирует снежный покров – уникальный слой, способный качественно и количественно характеризовать содержание загрязнителей в атмосферных осадках, накапливающихся в толще снега в течение зимнего периода.  В связи с этим он обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения почвы и воды. Во-вторых, изучение состава снежного покрова позволяет оценить степень загрязнения атмосферы для того чтобы принять меры, предупреждающие загрязнение.

Проанализировав качественные и физико-химические показатели обычного снега можно с уверенностью говорить о чистоте атмосферного воздуха и окружающей среды на исследуемой территории, так как снег аккумулирует все вредные вещества, поступающие из атмосферы в виде осадков.

Объект исследования: снежный покров в различных районах города.

Предмет исследования: химический состав снега в разных районах города.

Цель исследования: выявить степень химического загрязнения снежного покрова на разных участках территории города для оценки экологического состояния городской среды.

Гипотеза: предполагаем, что наиболее загрязнённый снег в центре города и в районе железной дороги.

Исходя из цели и гипотезы исследования, сформулированы следующие задачи:

Провести исследование снега

Изучить научную литературу

Провести эксперимент по выявлению наиболее загрязнённых мест города

Для решения поставленных задач были выбраны следующие методы исследования:

Теоретический – изучение и анализ литературы.

Практический – постановка опыта, эксперимент.

Практическая значимость: Отбор снежных проб производился в декабре на разных участках, которые оказываются в зоне воздействия вредных выбросов автотранспорта, железной дороги.

Основная часть.

Экономико-географическое положение города.

Сергиев Посад (ранее Загорск) – это городское поселение, расположенное в 55 км от Москвы, обладатель объекта всемирного наследия ЮНЕСКО. Он признан экологически чистым городом Подмосковья. Однако, исходя из следующих фактов, стоит в этом усомниться. Сергиево-Посадский район является самым большим захоронением радиоактивных отходов. Несмотря на то, что в самом Сергиевом Посаде нет активно загрязняющих среду промышленных предприятий, экологическая обстановка несколько нарушена.

В течение 50-70-х годов прошлого века город приобрел статус промышленного центра. Здесь появились НИИ птицеводства и резиновой промышленности, машиностроительный, химический, лакокрасочный заводы, комбинат железобетонных изделий. Большинство предприятий сохранились, к ним добавились и новые. Завод комбикормов, лакокрасочный и машиностроительный заводы концентрируются в районе Московского шоссе, в юго-восточной части города функционирует бетонный завод, в западной части – кирпичный завод. В городе располагается предприятие, специализирующееся на переработке радиоактивных отходов.

Сергиев Посад находится в южно-таёжной лесной зоне. “Коренными” считаются хвойные и широколиственные деревья. Развита болотная и луговая растительность, разнотравье. Лесные массивы составляют в основном ели, берёзы, сосны и осины. Лишь в период с 1988 по 1989 год было уничтожено 200 га северной лесной зоны. С каждым годом эта цифра растёт. Только расширение территории ГАЭС потребует вырубку 324 га деревьев. Западную часть лесной зоны города истребили и отнесли под садоводство. 58га было отведено для хранения радиоактивных отходов. Площадь земельного лесного фонда Сергиево-Посадского района – 1842 гектар.

Выброс диоксидов серы в атмосферу превышает ПДК в 0,5-1 раз.

Экономико-географическое положение города довольно выгодное, а вот состояние окружающей среды нельзя назвать благоприятным.

Особенности климатических условий Сергиево-Посадского района Московской области.

Климат Сергиево-Посадского района Московской области умеренно континентальный. Район лежит в зоне комфортных для жизни и отдыха климатических условиях.

Среднесуточные температуры летом +15°С…. +20°С, зимой -5°С ...-15°С. Средняя температура января от -8,5°С до -10,5°С, июля от +17°С до +18°С. Количество осадков 550-750 мм в год.

Начало холодного зимнего периода приходится на ноябрь. Продолжительность зимнего холодного периода охватывает почти шесть месяцев. Конец зимы приходится на последние числа марта – начало апреля. Весна, как переходное время года, занимает два месяца: апрель и май, но иногда начинается и несколько раньше – в конце марта. Лето продолжается три месяца – июнь, июль, август. Основная особенность лета – установление умеренно-теплой влажной, но изменчивой погоды. Осень начинается, в зависимости от характера года, либо в конце августа, либо в сентябре.

Причины загрязнения снега.

Снег является хорошим индикатором распространения загрязнений вокруг населенных пунктов. Загрязняющие вещества выпадают из атмосферы в сухом виде и с осадками и накапливаются в снежном покрове на больших расстояниях от источников – промышленных предприятий, транспортных коммуникаций и т. п. В снежном покрове может находиться во много раз больше загрязняющих веществ, чем в атмосфере. Он загрязняется поэтапно. Отдельные снежинки вбирают в себя загрязняющие вещества из атмосферы, поэтому выпавший снег уже является не чистым, а токсичным. Особенно сильно загрязнен снег, который выпал в промышленных районах, а также рядом с автомобильными трассами, у котельных.

Основными источниками загрязнения снега в нашем районе является автомобильный транспорт и сажа, которая является продуктом горения топлива.

Особенно подвергается загрязнению снег, который расположен в промышленных зонах рядом с магистралями, шоссе, железными дорогами.

Содержание веществ в снеге очень разнообразно, от твердых бытовых отходов до ядовитых химических веществ.

Практическая часть.

Сбор материала (снега) для оценки уровня загрязнения среды по составу осадков.

Целью данной работы является исследование уровня загрязнения в разных районах нашего города. Перед нами ставится задача определить уровень загрязнения в пяти районах города и провести сравнительный анализ результатов. В качестве метода исследования мы выбрали эксперимент, в котором взяли для сравнения несколько городских объектов: улицы и детские площадки микрорайона Звёздочка, окрестности городского парка «Скитские пруды», городские улицы в центре Сергиева Посада, а также ж/д пути. Степень загрязнения в разных районах отличается.

Проведение лабораторных исследований.

Определение степени прозрачности воды (талого снега).

Определение рН осадков.

Определение жесткости воды.

Определение содержания минеральных солей в воде (нитратов и нитритов).

Рисунок 1, проведение опытов

Определение содержания минеральных солей в воде

(нитратов и нитритов).

Рисунок 2, пробы 1-4

Рисунок 3, проба 5 (обочина проспекта Красной Армии)

Больше всего нитратов и нитритов содержалось в 5 пробе (обочина проспекта Красной Армии), в остальных пробах – незначительно.

Плохие показатели проб снега, взятые с обочин дорог, обусловлены применением специальных смесей на дорогах. Как правило, противогололёдная смесь состоит на 60% из хлорида натрия. Вдобавок идут хлористый калий, хлористый кальций и другие соединения. В Сергиевом Посаде дороги посыпают технической солью (хлорид натрия или галит). Основное её преимущество в том, что она очень быстро растапливает лёд. Но такой реагент разъедает автомобильные кузовы, колёса, обувь пешеходов.

Определение жёсткости воды.

Рисунок 4, пробы 1-4

Рисунок 5, проба 5 (обочина проспекта Красной Армии)

Результаты показали, что вода 3 и 5 проб (проезжая часть микрорайона Звёздочка и обочина проспекта Красной Армии) средней жесткости, в остальных случаях вода мягкая.

Сравнительный анализ состояния окружающей среды на примере загрязнения снега.

 Мутность воды вызвана присутствием мелкодисперсных примесей – нерастворимых или коллоидных частиц различного происхождения, например, двууглеродистых солей железа, делающих воду мутной вследствие выпадения ржавого осадка гидрата окиси железа.

Мутность воды обусловливают также:

– взвешенные вещества или грубодисперсные примеси, – определяются после фильтрования пробы. Воду пропускают через бумажный фильтр и визуально оценивают количество примесей, осевших на нём

Самой мутной, с песчинками и осадком на дне оказалась вода в пробах 5 (обочина проспекта Красной Армии) и 2 (ж/д пути), самой прозрачной – в 1 (парк «Скитские пруды»).

Рисунок 6, проба 1-4

Определение pH талой воды показывает кислотность жидкости за счёт выявления в ней ионов водорода. Величина pH определяется в отфильтрованных пробах талой воды с помощью бумажного индикатора. Чистый снег имеет pH=6,5, т.к. в воздухе присутствует CO2, образующий угольную кислоту, которая подкисляет атмосферные осадки. В кислотной среде pH меньше 6,5, и чем меньше эта величина, тем выше кислотность воды. В щёлочной среде pH больше 6,5. На обочине проспекта Красной Армии, ж/д путях и детской площадке показатели ниже нормы, значит, в воздухе много оксидов азота, сернистого газа, диоксидов серы и кислотных оксидов. В остальных пробах pH близок к норме.

Рисунок 7, пробы 1-4

Рисунок 8, проба 5 (обочина проспекта Красной Армии)

Жёсткость воды обуславливается наличием в воде ионов кальция, магния, стронция, бария, железа, марганца.Вода называется жёсткой при соотношении цветов, соответствующем показателю 14°d и выше. Вода называется мягкой при соотношении цветов, соответствующем показателю 7°d и менее. Изменения цвета отдельных зон тестового стержня после погружения его в талую воду наблюдались в пробах 3 (проезжая часть мкрн Звёздочка) и 5 (обочина проспекта Красной Армии) со средней жёсткостью. Смягчить воду можно с помощью кипячения, с помощью добавления смягчающих средств или с помощью специальных фильтров с ионообменными веществами.

Рисунок 9, пробы 1-4

Определение содержания минеральных солей в воде (нитратов и нитритов).

Наиболее заметное изменение цвета отдельных зон тестового стержня после погружения его в воду наблюдалось в пробе 5 (обочина проспекта Красной Армии). В остальных пробах содержание нитратов и нитритов незначительное в связи с наличием оксидов азота в атмосферных осадках, что также говорит о несколько повышенном уровне атмосферного загрязнения в городе.

Выводы:

Исходя из результатов исследования, мы можем сделать следующие выводы:

Состояние окружающей среды в Сергиево-Посадском районе не соответствует нормативам, но серьёзных отклонений от норм по исследуемым показателям нет.

Парк «Скитские пруды» и детская площадка в микрорайоне Звёздочка являются слабо загрязнёнными.

Самой неблагоприятной территорией является обочина проспекта Красной Армии, так как выхлопные газы, все загрязняющие вещества, попадая в воздух, постепенно оседают на поверхности снежного покрова.

Основным источником загрязнения является автотранспорт и промышленные предприятия.

Пути решения проблемы:

Уменьшение транспортной нагрузки на центр города за счёт введения в эксплуатацию объездной дороги.

Использование гранитной крошки вместо солевых антигололедных реагентов.

Использование более современных технологий при установке воздушных и водных фильтров на промышленных предприятиях в черте города.

Формирование экологического мышления и поведения.

Список литературы и Интернет-ресурсов

«Вещества в повседневной жизни» Издательство «Просвещение», Москва, 2012. – 63с.

https://betosteel.ru/ecology/sergiev-posad-6.html

https://eko-pushkin.ru/voprosy-i-problemy/vrednye-proizvodstva-v-moskve.html

http://greenologia.ru/eko-problemy/goroda/sergiev-posad/html