XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Снег – индикатор загрязнения окружающей среды

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Новиков А.М. 1

---

1МБУДО "Амгинская станция юных натуралистов"

Никифорова Г.А. 1

---

1МБУДО "Амгинская станция юных натуралистов"

Работа в формате PDF

101.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. 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.

Данную тему мы выбрали, потому что в настоящее время в современном мире остро стоит проблема загрязнения окружающей среды, в частности воздуха. Состояние среды обитания человека сильно влияет на его здоровье и на другие живые организмы.

Цель работы: изучить экологическое состояние снежного покрова

Задачи:

1.Изучить различные источники информации по данной теме.

2. Провести исследование степени загрязнения снежного покрова на разных участках территории села.

3. Провести исследование степени загрязнения снежного покрова на разных участках территории села путем органолептического, химического анализа и методом биотестирования проб снега.

4. Сделать сравнительный анализ полученных результатов и сформулировать выводы об экологическом состоянии снежного покрова, сделать анализ загрязнителей по характеру происхождения (природные или антропогенные).

5. На основании полученных данных выработать рекомендации по уменьшению загрязнения снега.

Объект исследования: снежный покров определённых территорий села Амга.

Предмет исследования: степень загрязнения снежного покрова на разных участках территории села.

Гипотеза: мы полагаем, что в нашем селе в целом атмосфера благоприятная, но около автомобильной дороги, котельной воздух загрязнён, так как именно автотранспорт и теплоэнергетика являются основными источниками загрязнения воздуха.

Актуальность: охрана атмосферного воздуха представляет собой приоритетную экологическую проблему, которой уделяется пристальное внимание во всех развитых странах. Сейчас в связи с ухудшением экологической ситуации, данная тема становиться всё более актуальной.

Методы исследования:

1. Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач, выдвижение гипотез).

2. Экспериментальный (отбор проб снега, проведение органолептического, химического анализа и биотестирования проб снега)

3. Эмпирический (наблюдение, описание и объяснение результатов исследований).

Практическая часть.

2.1. Описание внешнего состояния снежного покрова.

Цель: изучить состояние снежного покрова на пробных площадках, сделать описание внешнего состояния снега, определить его физические характеристики.

Методика: выбирать пробную площадку размером 1,5 Х 1,5 м. Внимательно рассмотреть внешний вид снега (цвет, вид, влажность, твёрдость). Вид и цвет устанавливаю визуально.

Градации цвета снега: белый, беловато-серый, серый, голубовато-серый.

Категории вида: свежевыпавший, ледяная корка, мелкозернистый, крупнозернистый.

По влажности снег подразделяют на сухой (образует непрочные комья, ссыпается с лопаты, большей частью рыхлый и рассыпчатый) и влажный (очень липкий, хорошо лепится в снежок, может образовывать крупные шары и глыбы). Под твёрдостью снега понимают его сопротивление вдавливание очень мягкий (проникает четыре пальца), мягкий (проникает один палец), твёрдый (проникает карандаш), очень твёрдый (проникает линейка или лезвие ножа).

Результаты: Для изучения снежного покрова были определены экспериментальные площадки. Всего заложили 4 площадки для наблюдений и взятия проб снега. При закладке учитывались близость к источникам загрязнения (котельная, дорога).

Площадки заложили размером 1,5 Х 1,5 м:

Площадка №1 – с. Промкобинат, двор на ул. Новая, 29 (верхний слой снежного покрова)

Площадка №2 - с. Промкобинат, ул. Новая, 29 (нижний слой снежного покрова)

Площадка №3 – центральная дорога с. Амга (ул. Ленина)

Площадка №4 - река Амга (спуск «Кыыс Амма»)

Сначала мы рассмотрели внешний вид и состояние снега. Сразу обратили внимание на цвет и вид, твёрдость снега. Самый чистый снег оказался на площадке №4, он был белый, мелкозернистым, рыхлым и рассыпчатым. По твёрдости снег был довольно мягким (проникает четыре пальца).

На площадке № 3 снег грязно-серого цвета с частицами угольной пыли и копоти, крупнозернистый, в снежки не лепится. Наличие такого цвета связано, с тем, что по этой дороге очень оживлённое движение автотранспорта. В атмосферу выбрасывается большое количество выхлопных газов, содержащих различные примеси (оксид серы, диоксид азота, угарный газ, триэтилацетат свинца и др.). Кроме автомобилей с бензиновыми двигателями здесь очень часто встречаются машины, работающие на дизельном топливе. А они ещё, кроме вышеперечисленных веществ, выбрасывают в воздух сажу, которая сама не токсична, но может переносить частицы ядохимикатов. Большегрузные автомобили перевозят строительные материалы. Мы обратили внимание на наличие мусора, который большей частью был антропогенного происхождения (конфетные обёртки, кусочки пластмассы).

Площадках №1 и 2 снега белый, но с частицами угольной пыли и копоти. Снежки не лепятся, но твёрдость хорошая (проникает карандаш).

Обобщили результаты и занесли их в таблицу№1 и №2

Таблица №1

Описание внешнего состояния снежного покрова (от 24 января 2022г)

Таблица №2

Описание внешнего состояния снежного покрова (от 31 марта 2022г)

2.2 . Определение органолептических показателей талой воды.

Цель: провести качественный анализ снежного покрова, определить цвет, запах, мутность, прозрачность, наличие твёрдых загрязнителей.

Методика. Для выполнения работы необходимо заранее сделать пробы снега на выбранных экспериментальных площадках.

Пробы снега необходимо отбирать химическими стаканами (не руками).

Пробы талой воды помещают в пронумерованные колбы. Дальнейшее изучение проводят в лаборатории. Во время таяния снега вода находится в двух агрегатных состояниях. Рассмотреть талую воду; отметить цвет, прозрачность и наличие взвесей. Затем талую воду профильтровать, описать загрязняющие вещества, которые можно обнаружить на фильтровальной бумаге.

Определение цвета талой воды.

Цель: определить цветность талой воды.

Оборудование: лист белой бумаги, стеклянный мерный цилиндр. Цвет воды определяют в пробирке, сравнивая с образцом чистой воды при дневном освещении. Единицей цветности служат особые градусы. Цвет чистой воды не должен превышать 40* по шкале цветности. При отсутствии видимой окраски вода считается бесцветной. Это не означает, что в ней нет примесей и загрязнений, просто они не оказывают влияния на окраску воды. Определение цвета воды

Мутность: это содержание взвешенных частиц. Её определяют при помощи фильтрования. Объём воды пропускают через бумажный фильтр и визуально оценивают количество примесей осевших на нём. Затем фильтр высушивают. Разница в весе фильтра до фильтрования и после показывает величину мутности воды в мг/л. Допустимая мутность 2 мг/л.

Определение запаха: для определения запаха следует налить исследуемую жидкость в пробирку, закрыть отверстие пальцем, энергично взболтать и, открыв, сразу понюхать. Запах может ощущаться как болотный, землистый, рыбный, огуречный, аммиачный и т.д. По интенсивности он может быть сильным, отчётливым, слабым, очень слабым.

Для чистой воды допустим слабый и очень слабый запах.

Результаты определения органолептических показателей талой воды.

С каждого участка взяли по 2 л снега. Принесли снег в помещение, на всех пробах сделали этикетки. После того как содержимое в емкостях растаяло (объем талой воды составил примерно 1 л). Визуальный осмотр талой воды и фильтрование показали, что все собранные пробы снега в своем составе содержали взвешенные вещества. Наиболее грязной оказалась вода, полученная из снега, взятого рядом с центральной дороги с. Амга (ул. Ленина) (проба №3), в ней – самый большой осадок. Проба № 1 (с. Промкобинат, двор ул. Новая, 29, верхний слой снежного покрова) выглядит чистой, но с примесью сажи. Проба №2 имеет небольшой осадок (наличие взвешенных частиц в пробе снега с самого нижнего слоя связано с попаданием в пробу частичек почвы и травы). Проба №4 (река Амга) чистая без осадка.

Вывод: Наиболее загрязненной пробой является проба, взятая вблизи центральной дороги. В этих местах основным источником загрязнения снега является транспорт и стоящие на этой территории центральные котельные. Темная окраска снега на обочинах дорог и соответственно талой воды обусловлена несколькими причинами. Это вынос частиц (сажи, частиц каучука, кремния и др.), содержащихся в выхлопных газах, также из состава автопокрышек, истираемость которых в зимнее время резко возрастает. Ещё одним источником темной окраски служит химический и механический вынос битумных, масляных и других минерально-органических соединений с днищ автомобилей. Результаты органолептического исследование отобразили в таблице №3 и №4

Таблица№3.

Органолептические показатели проб снега(от 24 января 2022 г)

Таблица №4

Органолептические показатели проб снега(от 31 марта 2022 г)

2.3. Выявление химических загрязнителей в снеге

Центральное котельное, транспорт выбрасывают в атмосферу разные химические соединения. Используя специальные методики, можно выявить в пробе конкретные химические вещества, которые попадают на снег из атмосферы.

Цель: определить наличие в талой воде химических соединений загрязняющего характера.

Оборудование: пробы снега, пробирки, химические стаканы, реактивы: хлорид бария, соляная кислота, раствор перманганата калия, раствор уксусной кислоты, раствора дихромата.

Обнаружение сульфат – ионов (SO4). В пробирку внести 10 мл пробы, 0,5мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5% раствора хлорида бария. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфат - ионов. При отсутствии мути концентрация сульфат - ионов менее 5 мг/л, При слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут - 5-10мг/л. При концентрации сульфат - ионов более10мг/л выпадает белый осадок.

Результаты: сульфат – ионы не обнаружены ни в одной из образцов.

Обнаружение сульфит – ионов (SO32-). В пробирку внесли 10 мл пробы, добавили 3 мл слабого раствора перманганата калия. При содержании сульфит – иона розовый цвет раствора исчезает

Результаты: в пробе №3, взятой от 24 февраля наблюдается исчезновение окраски.

Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов. Обнаружение катионов свинца (Pb2+). В пробирку с пробой внести 1мл 50% раствора уксусной кислоты, перемешать. Добавить 0.5мл 10% раствора дихромата выпадает желтый осадок свинца. Содержание катионов свинца более 100мг/л. Если 24 наблюдается помутнение раствора то концентрация катионов более 20мг/л, а при опалесценции - желтый осадок

Результаты: сомнительный результат дали пробы №5 и №6 раствор окрасился в желтый цвет.

Таблица№5

Выявление химических загрязнителей в снеге (от 24 февраля 2022г)

Таблица №6

Выявление химических загрязнителей в снеге (от 31 марта 2022г)

Выводы: Наиболее загрязнённой является пробы №3 (участок возле центральной дороги С.Амга ул.Ленина). Самые чистые участки №1 и №2 (с. Промкобинат, двор ул. Новая, 29).

Анализ снега на выявление химических загрязнителей показал присутствие в одной пробе сульфит-ионов, а также катионов тяжелых металлов свинца и железа. Это может быть связано с выбросами автомобилей, поток которых по данному участку в течение зимы интенсивный.

2.4. Исследование общей химической токсичности снега методом биотестирования по проросткам растений – индикаторов.

Мы провели исследование проб снега с использованием метода биотестирования, т.е. определения качества окружающей среды с помощью живых организмов. В качестве организма-индикатора мы выбрали семяна базилика. В качестве показателей учитывали всхожесть семян и скорость роста корней проростков.

Сравнительная оценка показателей их роста и развития позволяет оценивать степень воздействия токсичности снега.

Цель работы: исследование общей химической токсичности снега в селе методом биотестирования по проросткам растений - индикаторам.

Использованная методика: Мы использовали методику, составленную на основе научной работы «Исследование снега методом биотестирования» (Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. – 112с.).

Оборудование и реактивы: семена базилика (одинаковые по размеру, одного урожая), одноразовые контейнеры, пробы снега, миллиметровая бумага или линейка, фильтровальная бумага или ватный диск.

Ход работы: Для исследования использовали растаявший снег и в качестве контрольных образцов использовали дистиллированную воду, не содержащую токсические вещества. Взяли одноразовые контейнеры и налили на дно талую воду. Пометили их номерами. В контейнеры с талой водой поместили на влажные салфетки по 10 семян базилика. Наблюдали прорастание семян и рост корешков растений в течение 11 дней, добавляя, по мере высыхания, талую воду, полученную из снега с тех же участков (в одинаковых объемах).

В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения (Ашихмина Т.Я., 2000 г.).

1. Загрязнение отсутствует. Всхожесть семян достигает 90-100%, всходы дружные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует сравнивать опытные образцы.

2. Слабое загрязнение. Всхожесть 60-90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение. Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению с контролем короче тоньше. Некоторые проростки имеют уродства,

4. Сильное загрязнение. Всхожесть семян очень слабая (менее 20%), проростки мелкие и уродливые.

Результаты: Мы исследовали степень прорастания семян в образцах талой воды с выбранных экспериментальных площадок. На седьмой день эксперимента начали прорастать ростки во всех пробах, но всхожесть была слабая. Результаты наблюдений по каждой пробе мы занесли в таблицу№7.

Таблица№7

Результаты биотестирования проб снега по проросткам семян базилика

Выводы: Анализируя данные таблицы, мы сделали вывод: самая высокая всхожесть семян была отмечена в пробе № 1 и №2 (с. Промкобинат, ул. Новая, 29) - загрязнение отсутствует, самая низкая - в пробе №3 (центральная дорога с. Амга ул.Ленина) и №4 (река Амга).

Полученные результаты доказывают, что снег на территории села загрязняется вредными веществами, выбрасываемыми автотранспортом, но в целом степень загрязнения не столь высока.

Вывод

Снег является хорошим показателем чистоты атмосферного воздуха в зимний период.

Выполнив исследования, на основе полученных результатов мы сделали вывод, что на территории села Амга снеговой покров сильно загрязнён возле автодороги, центральной котельной, которое топится углем. Участки «с. Промкомбинат, ул.Новая, 29», «р. Амга (спуск «Кыыс Амма»)» и «с. Промкомбинат, ул.Новая, 29» являются слабо загрязнёнными. Район «дороги (ул.Ленина)» сильно загрязнен угольной пылью, автомобильными выбросами.

Основным источником загрязнения в селе является автомобильный транспорт и центральная котельная.

Для того чтобы улучшить экологическую обстановку в селе необходимо: озеленение села, экологически безопасное топливо, больше ходить пешком.

Использованная литература

1. Артемов А.В. Сравнительный анализ антропогенного загрязнения снежного покрова и гидросферы урбанизированных ландшафтов. //Экология человека – 2003 г. - № 4. – с. 35

2. Гринпис в России. Гринтим. Руководство к действию. М., АО МДС, Юнисам, 1995.

3.Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум. – М.: Гуманит. Изд.центр ВЛАДОС, 2001.- 112 с.:ил.

4.Пахомова Т.Н., Пахомов В.И. Эколого-краеведческая работа с учащимися в природе – Первое сентября – 2004 г. - № 16-18

5.Федорова М.З., Кучменко В.С., Воронина Г.А. Экология человека: культура здоровья. – М.: Вентана-Граф, 2007 г.

6.Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000.

7.Экология 7-8 классы. Практикум. /авт. Н.А. Степанчук. – Волгоград: Изд-во «Учитель», 2008 г.

8.Экология Москвы и устойчивое развитие: Уч. пособие для 10-11 кл. – М.: МИОО, Интеллект-Центр, 2008 г.

9.Экологический мониторинг / под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: Академический проект, 2006. – 416с;