XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение уровня загрязнения атмосферы на основе биохимического анализа снега

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Коршунова М.С. 1

---

1МОУ "СОШ № 4"

Бредихина Е.В. 1

---

1МОУ "СОШ № 4"

Работа в формате PDF

1.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

Основными биологическими ресурсами нашей планеты являются воздух и вода, именно от их качества зависит жизнь человека. Однако потребительское отношение к планете привело к возникновению серьезных экологических угроз для здоровья населения. По данным ВОЗ в 2019 г 99% мирового населения проживало в районах, где уровень загрязнения воздуха превышал значения, установленные в рекомендациях по качеству этого ресурса. Загрязнение атмосферного воздуха как в городах, так и в сельской местности стало причиной 4,2 миллионов случаев преждевременной смерти во всем мире [17].

Одним из основных индикаторов состояния геохимического ландшафта является химический состав атмосферных осадков. Снег в течение длительного зимнего сезона аккумулирует значительную часть соединений и содержит не только растворенные частицы, но и принесенную ветром пыль местного природного и антропогенного происхождения. Оценка состояния атмосферы по степени загрязнения снежного покрова часто используется в качестве одного из методов геоэкологического мониторинга природных ландшафтов [10].

Цель работы: доказать зависимость уровня загрязнения атмосферы на территории Южноуральска с помощью биохимического анализа снега.

Предмет исследования: состояние атмосферы на территории города Южноуральска.

Объект исследования: пробы снега, отобранные на территории города Южноуральска.

Гипотеза исследования: с помощью биохимического анализа снежного покрова можно установить, что уровень загрязнения воздуха вредными веществами отличается в зависимости от района города.

На основании построенной цели, объекта, предмета исследования и гипотезы были сформулированы следующие задачи исследования:

1. изучить и проанализировать информационные материалы по теме экологической обстановки города Южноуральска.

2. определить основные источники загрязнения воздуха города.

3. провести исследование по определению уровня загрязнения атмосферы на территории г. Южноуральска на основе биохимического анализа снега.

4. составить интерактивную карту города с указанием уровня загрязнённости разных районов города и его окрестностей.

Методы исследования:

1. сбор и обработка данных

2. анализ информации, опубликованной в СМИ;

3. исследование снега лабораторными методами.

Планирование работы.

1. Выбор темы исследования, формулирование проблемы и актуальности проекта.

2. Определение предмета, объекта, задач и методов работы.

3. Подбор источников информации по выбранной тематике

4. Анализ теоретического материала

5. Подбор методов и проведение лабораторных исследований проб воды.

6. Обработка результатов проделанной работы, формулирование выводов.

7. Оформление работы.

9. Создание интерактивной карты

10. Подготовка к выступлению с результатами работы.

Практическое значение – использование данной тематики на классных часах, на конференциях и других мероприятиях, связанных с вопросами охраны окружающей среды.

-использование информации об экологически безопасных районах города его жителями с целью выбора места для постройки загородных домов или покупки квартиры, определения мест для прогулок с детьми и отдыха.

1. Теоретическая часть

1.1 Факторы антропогенного влияния на экологию города и района.

1.1.1 Основные предприятия, хозяйственная деятельность которых оказывает наиболее негативное влияние на окружающую среду.

Основой развития Южноуральска является энергетическая отрасль, которую представляют профильные предприятия, такие как АО «ЮМЭК», АО «ЮАИЗ», ГРЭС. Активную работу ведут: ОАО «Кристалл», ООО «Политранс», ЗАО «Барамист-Урал», АО «Эскон» и проч. [14].

Градообразующим предприятием является Южноуральская ГРЭС, и новая ГРЭС-2, работающие на буром угле, газе и мазуте.

Увельский район – это не только сельско-хозяйственные угодья и животноводство, но и горно-добывающие предприятия «Кварц», «Челябинское рудоуправление», мясокостный завод «ЭККРИД», пищевые комбинаты «Злак» и «Ресурс», агрофирма «Ариант». Крупный завод «ЭнерЪгия+21», изготавливающий полимерные изоляторы. [15].

1.1.2 Влияние ГРЭС на экологическую обстановку.

Технология производства электрической энергии на электростанциях связана с большим количеством отходов, выбрасываемых в окружающую среду. На сегодняшний день проблема влияния энергетики на природу становится особенно острой, так как загрязнение окружающей среды, атмосферы и гидросферы с каждым годом всё увеличивается. Если учесть, что масштабы энергопотребления постоянно увеличиваются, то, соответственно, увеличивается и отрицательное воздействие энергетики на природу. Загрязнение приземного слоя атмосферы большими количествами углекислого газа происходит в результате процесса горения. Кроме того, вблизи любых ГРЭС, работающих на угле, обычно превышен радиационный фон. Это объясняется присутствием в угле микропримесей радиоактивных изотопов. Угольная ГРЭС – это бензпирен, оксид азота, сернистый газ, свинец, мышьяк, кадмий, хром, ванадий и много других вредных веществ, которые содержатся в угле и выделяются в атмосферу при его горении (их состав зависит от месторождения угля). Угольные электростанции выбрасывают бензпирена в 100 раз больше, чем газовые. Серы в угле может быть до 5%. Все эти элементы при сгорании не просто загрязняют воздух, но и накапливаются в почве и воде.

Отдельно ученые рассматривают проблемы, связанные с наличием золоотвала, представляющего собой техногенную геохимическую аномалию, наносящую непоправимый вред близлежащим территориям.

1.1.3 Влияние автотранспорта на загрязнение атмосферы

Еще одним основным источником загрязнения атмосферного воздуха в промышленно развитых странах является автомобильный транспорт.

Автомобильный транспорт наиболее агрессивен в сравнении с другими видами транспорта по отношению к окружающей среде и является мощным источником химического, шумового и механического загрязнения.

Наибольшая доля химического загрязнения окружающей среды приходится на отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания.

Автотранспорт создает в городах обширные зоны с устойчивым превышением санитарно-гигиенических нормативов загрязнения воздуха [20].

1.2 Исследование загрязнения снежного покрова

Для выявления сути процессов, происходящих в атмосфере, необходимо проведение детальных мониторинговых исследований. Благодаря высокой сорбционной способности, снег накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу.

Снег – это твердые атмосферные осадки, состоящие из мелких ледяных кристалликов и их сростков, т.е. снежинок. Образование снежинок начинается в верхних слоях тропосферы при низких отрицательных температурах воздуха путем конденсации молекул водяного пара на так называемых ядрах конденсации, когда относительная влажность воздуха достигает 100 %.

Снежный покров – не просто сумма снежинок и других форм твердых атмосферных осадков, достигших поверхности земли. Это уже сложный агрегат из снега, льда, воздуха, минеральных включений и других примесей, образующая в холодное время года поверхностный слой земной коры. Этот слой обладает совершенно особыми физическими свойствами, которые непрерывно меняясь под воздействием внешних факторов, не остаются постоянными.

В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды.

Дело в том, что даже при постоянных объемах и составах промышленных и транспортных выбросов под влиянием метеоусловий уровни загрязнения в городе в разные временные периоды могут отличаться в несколько раз. Вредные примеси, попадая в атмосферу, подвергаются физико-химическим превращениям рассеиваются и вымываются из атмосферы [36]. Снег же, в силу своих адсорбирующих качеств, на протяжении длительного периода времени является источником данных о накопленных в нём веществах.

Главным загрязнителем атмосферного воздуха является транспорт, работающий на основе тепловых двигателей. Выхлопные газы автомашин дают основную массу свинца, оксид азота, оксид углерода и др.; износ шин – цинк; дизельные моторы – кадмий. Все эти вещества могут накапливаться в покрове снега (Приложение 1).

Одной из экологических проблем является повышение кислотности окружающей среды. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается около 200 млн. т. твердых частиц (пыль, сажа и др.), сернистого газа (SO₂), 700 млн. т. оксида углерода (II), 150 млн. т. оксидов азота, что в сумме составляет более 1 млрд. т. твердых веществ. Так, вблизи котельных, работающих на угле, железных дорог, сетей, обслуживающих тепловозами на мазутном топливе, большого потока автотранспорта, работающего на дизельном содержащим топливе, а также ряда специфических промышленных предприятий следует ожидать повышенное содержание серы. Антропогенные источники содержания соединений азота-, автотранспорт, теплоэнергетика, промышленные предприятия. Информативным является показатель величины pH снеговых вод. В обычном (незагрязненном) состоянии он изменяется от 5.5 до 5.8. Вблизи металлургических заводов, около ТЭЦ, котельных, как правило рН снега имеет более высокие значения, то есть означает слабощелочную или щелочную среду, что связано, по-видимому, с выпадением зольных частиц, содержащих соединения гидрокарбонатов калия, кальция, магния, повышающих рН снеговой воды. Вдоль автомобильных трасс, в местах выбросов промышленными предприятиями продуктов сгорания с преобладанием оксидов серы, азота, углерода, наблюдается повышенное содержание хлорид ионов.

1.3 Определение качества снега методом биоиндикации

Снег можно исследовать так же, как и воду. Для этого пробу снега растапливают, а затем проводят исследование. Исследуя пробы снега, собранного в разных местах, можно получить достаточно полное представление о степени и характере загрязнения территории, выявить причины и источники загрязнения [21].

Определить степень загрязненности снежного покрова можно с помощью биотестирования - установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Методы биотестирования и биоиндикации позволяют диагностировать состояние экосистемы по откликам на стрессовое воздействие извне отдельных компонентов биоты [22].

Экологическая диагностика на уровне биотестирования и биомониторинга дает оценку качества среды обитания любой биологической популяции, включая человека. Актуальность биоиндикации обусловлена также простотой, скоростью и дешевизной определения качества среды. Для этих целей применяется биотест на фитотоксичность (фитотест).

1.4 Влияние загрязнения снега на окружающую среду и здоровье человека

Биологическая активность тяжелых металлов выводит данную группу загрязнителей на приоритетное место в мониторинговых исследованиях окружающей среды. Загрязнения тяжёлыми металлами наносят значительный экологический ущерб. Тяжёлые металлы признаны одними из самых токсичных элементов [29]. Физиологическое действие тяжелых металлов на организм человека и животных различно и зависит от природы металла, типа соединения, в котором он существует в природной среде. Основа токсического действия тяжелых металлов лежит во взаимодействии с биологически активными макромолекулами, в результате которого происходит вытеснение необходимого металла токсическим.

Свинец. Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями
предприятиями промышленности определяется спецификой их производственной деятельности. Свинец влияет на нервную систему человека, что приводит к снижению интеллекта, вызывает изменение физической активности, координации слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеванию сердца. Это оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения и в первую очередь детей, которые наиболее восприимчивы к свинцовым отравлениям. Даже умеренные уровни могут привести к поражению почек и угнетению иммунной системы. Как показывают результаты социологических опросов, более всего жителей Челябинской области тревожат проблемы со здоровьем (35%) и состояние окружающей среды (50% опрошенных) [30]

Ртуть. Влияние этого металла на организм человека обусловливается тем фактом, что ртуть способна накапливаться, при этом многократно усиливается ее негативная роль. Ученые показали, что присутствие в организме ртути даже в весьма малом количестве способно отрицательно влиять на наследственность. Так, дозы соединений ртути,совершенно безвредные для будущей матери, отнюдь не безвредны для ее ребенка.

Хром и его соединения. Хроматы поражают верхние дыхательные пути. Появляются гиперемия, отечность слизистой оболочки носа, носовые кровотечения, изъязвления слизистой оболочки, при прогрессировании процесса –перфорация носовой перегородки. При длительном контакте с соединениями хрома, могут наблюдаться токсический бронхит, эмфизема легких с последующим развитием бронхолегочной болезни. Хром и его соединения, являясь производственным аллергеном, могут обусловить развитие астматического бронхита и профессиональной бронхиальной астмы. Часто отмечаются гастриты, язвенная болезнь. Канцерогенное действие приписывают преимущественно трехвалентному хрому. Наиболее часто наблюдается рак легких.

Уровень рН. Для всего живого в воде (за исключением некоторых кислотоустойчивых бактерий) минимально возможная величина pH=5; дождь, имеющий pH<5,5, считается кислотным дождем.

Величина pH снега обусловлена попаданием из атмосферы не только твёрдых частиц, но и газообразных загрязняющих веществ: SO2, CO, CO2, N2O, NO, NO2. Этот показатель очень важен, т. к. может сильно повлиять на реакцию среды почвы после таяния снега (подкислить или подщелочить). Чистый снег, как и чистая дождевая вода, имеет pH=5,6, что связано с наличием в воздухе CO2, образующим угольную кислоту, подкисляющую атмосферные осадки. Если в воздухе много оксидов азота, сернистого газа, диоксида серы и других кислотных оснований, то снег будет иметь величину pH < 5,6 (снег кислый). Если снег имеет значение pH выше 5,6, то он щелочной и загрязнён оксидами металлов, автомобильными выхлопами.

Хлориды и свободный хлор. Соленые воды пагубно влияют на рост растений, вызывают засоление почв. Использование соли, дешевого способа «растопить» снег, приводит к повышению содержания хлоридов в почве и грунтовых водах. Атмосферные осадки не вымывают рассыпанную зимой соль из лунок грунта, и она накапливается из года в год вокруг дорог, и со временем попадает в водоемы, что приводит к их засолению.  

Непосредственно с дорог брызги соли со снегом из-под колес машин попадают на газоны и засоляют почву, в то время как аэрозоль водно-солевой смеси разносится ветром на прилегающие территории и распространяется от 30 до 200 м. Механические барьеры (здания, деревья) уменьшают дальность переноса аэрозолей водно-солевой смеси, резко увеличивая ее концентрацию вблизи дороги. В процессе снегоочистки большая часть солей с дороги также попадает в почву.   

Деревья и кустарники задерживают соли на листьях и ветках, являясь механической преградой распространения водно-солевой смеси воздушным путем, что затрудняет транспирацию и дыхание растений. При засолении почвы отмечается высокое содержание солей в листьях деревьев и внешние признаки солевого отравления.

Карбонаты и гидрокарбонаты представляют собой компоненты, определяющие природную щелочность воды. Их содержание в воде обусловлено процессами растворения атмосферной CO2, взаимодействия воды с находящимися прилегающих грунтах известняками и, конечно, выхлопными газами автомобилей.

Твёрдые загрязняющие частицы загрязняют снег преимущественно за счёт технического фактора через осаждение пыли, золы, сажи (агломераты углеродных частиц), дыма. Источниками твёрдых веществ являются автомобильный транспорт и тепловые станции, работающие на угле и мазуте. В зимний период времени масса сжигаемого топлива данного вида достигает максимума, и твёрдые вещества в результате гравитационного осаждения загрязняют снег. Попадание таких компонентов в снег, а затем в почву вызывает подкисление или подщелачивание среды. В твёрдых загрязняющих веществах могут содержаться наиболее токсичные для живых организмов свинец, ртуть, кадмий, цинк, силикатная пыль, сажа. В процессе выгорания твёрдых частиц, на заключительной стадии образуется сажа. Затем на поверхности её частиц формируются твёрдые формы углеводородов (ПАУ) в том числе бензапирен. В связи с этим частицы сажи обладают канцерогенным действием и представляют серьёзную опасность для населения города. Газопылевые техногенные выбросы, часть тяжёлых металлов и токсичных элементов содержат в газообразной форме, а часть – в пылевой фракции (сульфиды, сульфаты, оксиды). При оседании их на снеговой покров и в дальнейшем при таянии снега происходит образование растворимых форм некоторых металлов, и миграция их в верхние слои почвы. В верхнем гумусовом горизонте почв удерживается основная масса поступивших из снега загрязняющих тяжёлых металлов и неметаллов.

Сухой остаток (степень минерализации) свидетельствует о солёности воды.

Полностью исключить поступление химических веществ во внешнюю среду практически невозможно. Неизбежность этого явления и его неблагоприятное воздействие на организм человека вынуждают общество принимать меры по ограничению содержания токсических веществ в окружающей среде. Первые предельно допустимые концентрации для содержания химикатов в воздухе рабочих помещений были введены в Англии в 1896 году. В СССР первые ПДК трех самых токсичных веществ были приняты в 1922 годы. На сегодняшний день действует белее 1000 ПДК токсических веществ в почве, воде, воздухе и продуктах питания [31].

Как уже было сказано выше, токсичные вещества, которые весной в период таяния «городского» снега, попадают в реку, опасны для всего живого в воде: для всех животных, растений, микроорганизмов. Например, в такой воде обитает рыба, и вместе с рыбой эти токсичные вещества попадают к человеку [34].

2. Практическая часть

2.1. Исследование качества воды химическими методами

1. Место проведения эксперимента. Исследование было проведено на базе МОУ «СОШ №4» г. Южноуральска в январе-феврале 2023 года.

2. Выбор объекта исследования. Материалом для проведения исследования стали пробы снега, отобранные на территории города.

3. Отбор проб. Отбор проб для анализа проводился с помощью самодельного пробоотборника 15 января 2023 года. Всего было отобрано 11 проб. (Приложение 2). Перед проведением лабораторных испытаний в месте проведения анализа снег был растоплен. Для контроля использовалась бутилированная вода.

4. Методы исследования. В ходе исследования были проведены качественный и количественный анализы. Для исследования было отобрано 200 мл каждой пробы. Для сравнения использовались показатели чистой воды.

4.1 Исследование органолептических свойств проб (Приложение 3) На первом этапе исследования определялись органолептические показатели воды. Запах. При наличии несвойственного воде запаха устанавливается степень его интенсивности. Оценку ведут по шкале от 0 до 5. (от отсутствия запаха до резкого запаха воды) [23].

Мутность. Мутность также определяется концентрацией и размером твердых частиц. Определяют визуально по шрифту. Под цилиндр высотой 60 см и диаметром 3-3,5 см подкладывают стандартный шрифт на расстоянии 4 см от дна, исследуемую пробу наливают в цилиндр, так чтобы можно было прочитать шрифт, и определяют предельную высоту столба воды. Чистая вода (ПВ) должна иметь прозрачность не ниже 30 см. При прозрачности 20-30 см высоты водного столба признаётся слабо мутной (СМ), 10-20 см — мутной (М), менее 10 см – очень мутной (ОМ) [24].

Проба №1 («Въезд в город») показала неудовлетворительные результаты по запаху и мутности. Пробы 4 (ГСК №2) и 11 (Территория школы №4) показали неудовлетворительные результаты по мутности.

4.2 Определение количества грубодисперсных примесей (Приложение 4)

Пробы были профильтрованы через фильтр «Белая лента». Фильтр с осадком помещен в герметичный пакет. На пакете проставили номер пробы. Анализ проводили на базе аналитической лаборатории АО «Ю.М.Э.К.». Фильтры с осадком были помещены в фарфоровые тигли, затем были поставлены в муфельную печь при комнатной температуре и выдержаны в течение 1 часа при температуре 1000 градусов. Тигли охлаждались в эксикаторе, затем взвешивались тигли с осадком и пустые для расчета процентного содержания грубодисперсных примесей [25].

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водных объектов содержание взвешенных веществ в чистой воде не должно увеличиваться более чем на 0,25% [26].

Анализ полученных результатов показал наибольшее количество нерастворимого остатка в пробе 1 («Въезд в город»), превышение отмечалось так же в пробах 4 (ГСК №2) и 6 (ул Советская). Проба 7 (ул Заводская) имела незначительное превышение нормы.

4.3. Качественный анализ перманганатной окисляемости воды

Окисляемость воды – это показатель содержания в воде органических и минеральных веществ, параметр, позволяющий судить о загрязнении воды в целом. Чем выше окисляемость воды, тем больше в ней находится продуктов разложения живой и неживой природы.

Проведение анализа:

1. Приготовление насыщенного раствора перманганата калия: для этого чайная ложка перманганата калия, приобретенного в аптеке, была растворена в 25 мл воды. Потом понемногу добавлялись небольшие порции кристалликов перманганата калия до тех пор, пока они не перестали растворяться.

2. Тестирование проб воды на окисляемость проводилось в пластиковых стаканах. С помощью мерного цилиндра в них было отобрано 50 мл воды. В пробу вносилось по 1 капле насыщенного раствора марганцовки с помощью пипетки. Через 30 – 40 минут проводилась качественная оценка окрашивания раствора.

3.Оценка окрашивания раствора проводилась по шкале, используемой аквариумистами (Приложение 5).

 Если насыщенный малиновый цвет пробы не изменился, то можно окисляемость пробы оценить, как очень малую. При среднем уровне малиновый оттенок пропадает, цвет пробы становится розовым. При повышенным уровне проба воды бледнеет, становится желтовато-розоватой, на дне стаканчика может образоваться темный осадок. Высокий уровень окисляемости сделает пробу желтой или коричневатой, иногда она полностью обесцвечивается, а на дне образуется обильный осадок [18]. В пробе 1 («Въезд в город») и 4 (ГСК №2) обнаружен высокий уровень окисляемости, что говорит о сильном органическом загрязнении воды.

4.4 Количественный показатель основных параметров воды.

Определение рН проб (Приложение 6).

Водородный показатель (рН) позволяет оценить чистоту жидкости, даже когда визуально она не имеет примесей. По СанПиНу (санитарные правила и нормы 2.1.4.1074-01) допустимы колебания от 6 до 9 баллов.

Определение рН проводилось с помощью цифровой лаборатории по биологии Releon. Закисления снеговой воды в обследуемых пробах не обнаружено.

Определение нитратов, нитритов, железа (Приложение 7)

Определение нитратов, нитритов, железа в пробах снега проводилось с помощью мини-лаборатории «NILPA PRO Plus». Согласно санитарным правилам и нормам в чистой воде содержание нитратов не должно превышать 45 мг/л, нитритов — 3 мг/л. ПДК железа в питьевой воде 0,3 мг/дм³.

Превышение ПДК по нитратам и нитритам не обнаружено. По содержанию железа ПДК превышено в Пробе №2 (рынок на ул. Московская), Проба №1 («Въезд в город») показала пограничное значение.

Определение тяжелых металлов и прочих компонентов (Приложение 8)

Определение тяжелых металлов и прочих компонентов проводилось с использованием тестовых полосок для питьевой воды. Проба воды помещалась в мерный цилиндр, при помощи пинцета в пробу опускалась полоска на 30 секунд, затем проводилось оценивание результата по шкале, представленной на тубе с полосками.

Были получены следующие результаты: превышение хлора отмечалось в пробах 2 (территория рынка на ул. Московская), 3 (ул. Мира, 27), 11 (территории школы 4). Существенное превышение нормы по содержанию свинца отмечалось в пробе 1 («Въезд в город»), 2 (ГСК №2). Практически все пробы показали превышение по содержанию фтора. Сделан вывод о высокой степени загрязнения проб в районах с большим количеством автомобилей. Загрязнение связано с выделением в атмосферу продуктов сгорания топлива.

2.2. Исследование общей химической токсичности снега методом
биотестирования

Биотестирование – это исследование окружающей среды с помощью живых организмов. В качестве организма-индикатора были выбраны черенки Руэллии Девоса с 3-4 междоузлиями (3 черенка для каждой пробы). В качестве показателей учитывали скорость корнеобразования. Сравнительная оценка показателей их развития позволяет оценивать степень токсичности снега.

Опытные черенки были опущены в соответствующие пробы и подписаны (Приложение 9). Сильное загрязнение показала проба 1. Корешки так и не появились за весь период наблюдений.

2.3 Создание интерактивной карты города

С целью практического использования результатов исследования жителями города при выборе места проживания и приоритетных локаций для прогулок и отдыха при помощи программы POWER POINT разработана карта в интерактивном формате с применением гиперссылок на описание отдельных объектов и территорий. Карта может быть дополнена и расширена по мере дополнительных исследований и публикаций. С картой можно ознакомиться по ссылке https://disk.yandex.ru/d/dVHL4TlA-BLrLQ

Заключение

В ходе эксперимента было выявлено, что показатели проб снега, взятых в разных районах города, оказались различными и позволили определить уровень загрязнения снежного покрова, а также доказать его зависимость от местонахождения.

Так, например, проба № 1 (Въезд в город) стала анти-лидером по содержанию тяжёлых металлов и других веществ. Это неудивительно, ведь рядом находится федеральная трасса и промышленная зона.

Кроме того, высокое содержание вредных веществ было выявлено и в других пробах, взятых в непосредственной близости от дороги или парковок (даже во дворе жилого дома по ул. Мира, 27, где сугроб выглядел белоснежным, состав химических веществ «порадовал» своим разнообразием).

Самыми «чистыми» оказались пробы с ГСК2 и с улицы Советская. Это территории, до которых не долетают индустриальные и автомобильные выбросы.

Доказав гипотезу о том, что уровень загрязнения воздуха вредными веществами и состав этих веществ отличается в зависимости от района города, и это легко установить с помощью биохимического анализа растопленного снега, а также учитывая данные Министерства экологии Челябинской области, свидетельствующие о загрязнении воды марганцем и азотом аммония в створе реки Увелька на 1,0 км ниже города Южноуральска [33], можно сделать вывод о том, что мониторинг экологического состояния города – очень актуальное направление.

И поскольку снег – это накопитель, отличный материал для изучения экологической ситуации в городе [34] и своеобразная информационная система, то его исследования крайне перспективны. Для этого нужно определить локации и составить график исследований.

В дальнейшем можно системно изучать все элементы, которые скапливаются в снеге на конкретном месте и готовы поступить в почву, воду и воздух. Это даст возможность определить, какие загрязняющие элементы поступают в атмосферу вследствие хозяйственной деятельности предприятий, и как на окружающую среду воздействует автотранспорт. Проводя ежегодные исследования, можно выявить объект постоянного загрязнения. Также результатом данных исследований может стать информация о самых экологически чистых районах города, что позволит горожанам выбирать места для прогулок и отдыха, а также для проживания.

В ходе подготовки проектной работы я научилась работать с различными источниками информации, искать, систематизировать и анализировать материалы средств массовой информации и периодических изданий, также я приобрела практические навыки забора проб снега снегозаборником, научилась определять степень загрязненность воздуха с помощью биохимического анализа снега и выявлять наличие тяжелых металлов и вредных примесей в воде, полученной из талого снега. Полученные в ходе лабораторных исследований результаты позволили мне создать интерактивную карту, имеющую полезное практическое значение.

В дальнейшем я планирую развивать эту тему, поскольку я бы хотела продолжить работу над картой, а во-вторых, исследования, проведенные в рамках данного проекта, натолкнули меня на идеи новых экспериментов, которые хотелось бы реализовать в ближайшем будущем.

Список информационных источников:

1. Особенности воздействия ГРЭС на гидросферу [электронный ресурс]/ Особенности воздействия ГРЭС на гидросферу // Строительный портал.

Режим доступа: https://industryportal24.ru/raznoe/5202-osobennosti-vozdeystviya-gres-na-gidrosferu.html (дата публикации 08.10.2019)

2. Бекетова, Д. Десять причин, почему крупные ГЭС опасны для экологии и общества [электронный ресурс]/Д. Бекетова. Десять причин, почему крупные ГЭС опасны для экологии и общества//Плотина.нет

Режим доступа: https://www.plotina.net/10-prichin (дата публикации 06.04.2020)

3. Воздействие энергетических объектов на окружающую водную среду [электронный ресурс]/Особенности воздействия ГРЭС на гидросферу// Еcoportal. Вся экология. Режим доступа: https://ecoportal.su/public/geo/view/1123.html (дата публикации 16.02.2021)

4. Новицкий, И. Промышленное свиноводство и окружающая среда [электронный ресурс]/И. Новицкий. Промышленное свиноводство и окружающая среда//Сельхозпортал. Режим доступа:

https://сельхозпортал.рф/articles/promyshlennoe-svinovodstvo-i-okruzhayu/
(дата публикации 04.07.2016)

5. Оценка экологического состояния водных экосистем [электронный ресурс] /Оценка экологического состояния водных экосистем//STUDWOOD Режим доступа:

https://studwood.net/1155445/ekologiya/vliyanie_zhivotnovodcheskih_obektov_zagryaznenie_vodnyh_ekosistem

6. Прокуратура предупредила: Южноуральск на грани экологической катастрофы [электронный ресурс]/Прокуратура предупредила: Южноуральск на грани экологической катастрофы//Научно-практический портал. Экология производства. Режим доступа:

http://www.ecoindustry.ru/news/view/20374.html (дата публикации 25.08.2008)

7. Леонов, С. Вода в главном питьевом источнике Челябинской области станет прозрачнее [электронный ресурс]/С. Леонов. Вода в главном питьевом источнике Челябинской области станет прозрачнее//Российская газета\режим доступа:

https://rg.ru/2008/08/28/reg-ygural/ygnouralsk.html (дата публикации19.05.2008)

8. Абросимов, И., Чащин, П. Экологическая катастрофа в Увельском районе. Без чистой воды рискуют остаться почти 40 тысяч южноуральцев [электронный ресурс]/ И.Абросимов, П. Чащин //31 канал. Режим доступа:

https://31tv.ru/novosti/211739/ (дата публикации 08.04.2021)

9. Загрязнение воды, ухудшение экологической обстановки в Южноуральске и других городах: в чем причина? [электронный ресурс]/ Загрязнение воды, ухудшение экологической обстановки в Южноуральске и других городах//Вся округа. Режим доступа: http://вся-округа.рф/archives/56800 (дата публикации 20.12.2016)

10. Салтан, Н.В., Шлапак, Е.П., Жиров, В.К., Гонтарь О.Ю., Святковская, Е.А. «Химический состав снега на урабнизированных территориях в увловиях КрайнегоСевера / Н.В.Салтан, Е.П. Шлапак, В.К. Жиров, О.Ю. Гонтарь Е.А. Святковская // Вестник МГТУ – 2015. №2 (том 18) С.328

11. Крылов, Д.А. «Токсичность» угольной тепло-электрогенерации / Д.А. Крылов // Горная промышленность. – 2016. - №5 (129). – С. 66

12. Гуськов, А. «Интер РАО» помогла «Арианту» добить челябинский питьевой водоем. В зону заражения попали 40 тысяч человек [электронный ресурс]/ А. Гуськов //Правда УРФО. Режим доступа:

https://pravdaurfo.ru/polnotekst/405861-inter-rao-pomogla-ariantu-dobit-pitevoj-vodoem-v-chelyabinskoj-oblasti-v-zonu-zarazheniya-popali-40-tys-chelovek/ 

(дата публикации 20.09.2022)

13. Понетайкина, М. Ученые Южного Урала разработали материал для очистки водоемов от тяжелых металлов [электронный ресурс]/ М. Понетайкина //Губерния.Челябинская область. Режим доступа:

https://gubernia74.ru/articles/news/1107937/ (дата публикации 01.02.2022)

14. О городе [электронный ресурс]/ О городе //Сайт администрации города Южноуральска. Режим доступа:

https://u-uralsk.eps74.ru/htmlpages/Show/our_city/about_city (дата публикации 19.11.2015)

15. Район - общая информация [электронный ресурс]/ Район - общая информация//сайт администрации Увельского района. Режим доступа:

https://www.admuvelka.ru/city/

16. Аникиенко, Е. В минэкологии объяснили бурые пятна на поверхности южноуральских озер [электронный ресурс]/ Е.В. Аникиенко//Южноуральская панорама. Режим доступа:
https://up74.ru/articles/news/130665 /(дата публикации 18.05.2021)

17. Загрязнение атмосферного воздуха [электронный ресурс] / информационный бюллетень // сайт Всемирной организации здравоохранения.

Режим доступа: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health (дата публикации 20.09.2021)

18. Перманганатная окисляемость воды в аквариуме. [электронный ресурс]/ Перманганатная окисляемость воды в аквариуме //Аквариумок.

Режим доступа: https://aquariumok.ru/content/okislyaemost_vody

19. Южноуральское водохранилище [электронный ресурс]/ Россия. Водохранилища и пруды Урала//сайт издания Chelindustry

Режим доступа: https://chelindustry.ru/view2.php?idd=884&rr=8

20. Ковригин, А.А., Маршалкович, А.С. «Оценка воздействия от выбросов движущегося автотранспорта для обеспечения экологической безопасности жизнедеятельности горожан»/ А.А. Ковригин, А.С. Маршалкович //Строительство: наука и образование.- 2016. - №3 - С.8

21. Бокова, А. В. «О чём молчит снег (исследование загрязнения снежного покрова путём биотестирования)» / А. В. Бокова // Молодой ученый. — 2016. — № 9.1 (113.1). — С. 11

22. Багдасарян, А.С. «Эффективность использования тест-систем при оценке токсичности природных сред»/ А.С. Багдасарян//Экология и промышленность России. – 2007.- №8. – С.44

23. Как правильно провести органолептический анализ воды и для чего это нужно? [электронный ресурс]/ Как правильно провести органолептический анализ воды и для чего это нужно?//портал О воде.net. Режим доступа:

https://o-vode.net/vodosnabzhenie/analiz/vidy-i-metody/organolepticheskij

24. Определение органолептических свойств воды. [электронный ресурс]/ Определение органолептических свойств воды.//Файловый архив студентов. Режим доступа:

https://studfile.net/preview/6172045/page:4/

25. Основные показатели состава и качества воды [электронный ресурс]/ Основные показатели состава и качества воды.//сайт кампании «Воданова». Режим доступа:

https://vodanova.ru/osnovnye-pokazateli-vody/

26.Показатели качества воды [электронный ресурс]/Показатели качества воды//сайт компании АО «РТС». Режим доступа:

http://аортс.рф/news/2013-10-04/pokazateli-kachestva-vody /(дата публикации 04.10.2013)

27. Ph питьевой воды — норма для человека, СанПиН 2.1.4.1074-01 [электронный ресурс] /Ph питьевой воды — норма для человека, СанПиН 2.1.4.1074-01//информационный портал «Обустройство дома». Режим доступа:

https://domverhdnom.ru/ph-pitevoy-vody /(дата публикации 23.11.2022)

28.Нитриты и нитраты в сточной и питьевой воде: нормы, определение, классы опасности [электронный ресурс] /Нитриты и нитраты в сточной и питьевой воде: нормы, определение, классы опасности// сайт ООО «Вистарос». Режим доступа:

https://vistaros.ru/stati/analizatory/soderzhanie-nitratov-v-vode.html

29.Семёнова, О.В. Промышленная экология: учебное пособие для студентов высших учебных заведений/ О.В. Семёнова. – Москва: издательский центр «Академия», 2009. -528 с. ISBN 978-5-7695-4903-8

30. Пацула, А.В., Софьин, С.П., Марченко Т.А. Экологическая политика в Уралськом регионе: социально-психологический климат на территориях Уральского региона, подвергшихся радиационному воздействию/А.В. Пацула, С.П.Софьин, Т.А,Марченко. – Челябинск, 2004. -134 с. ISBN 5-89851-081-8

31. Большаков, В.Н., Безель, В.С., Таршис, Г.И., Таршис, Л.Г. Региональная экология: пособие для учителя/ В.Н. Большаков, В.С. Безель, Г.И. Таршис, Л.Г. Таршис. – Екатеринбург: издательство «Сократ», 1998. -176 с. ISBN 5-88664-018-5

32. Снежный покров как индикатор загрязнения природной среды/ Снежный покров как индикатор загрязнения природной среды //портал murman.ru. Режим доступа:

https://www.murman.ru/ecology/krep/snow2.html#:~:text=Снежный%20покров%20является%20эффективным%20накопителем,выше%2C%20чем%20в%20атмосферном%20воздухе

33. ДОКЛАД об экологической ситуации в Челябинской области в 2021 году [электронный ресурс] / ДОКЛАД об экологической ситуации в Челябинской области в 2021 году // Официальный сайт Министерства экологии Челябинской области. Режим доступа: https://mineco.gov74.ru/mineco/other/protectingthepublic.htm

34. Панкова, И. «Токсичный снег». [электронный ресурс] /И. Панкова//Аргументы и факты.Челябинск. Режим доступа:

https://chel.aif.ru/society/sneg_v_bolshom_gorode_vse_vybrosy_nakaplivayutsya_v_snezhnom_pokrove /(дата публикации 19.12.2018)

35. Грей, Д.М., Мэйл, Д.Х., СНЕГ: справочник/ Д.М.Грэй, Д.Х.Мэйл, - Ленинград: Гидрометеоиздат, - 1986, - 602с.

36. Иваницкая, М.В. «Организация мониторинга загрязнения атмосферного воздуха в городах области» /М.В. Иваницкая//Охрана природы Южного Урала: областной экологический альманах, 2007, -С.11

37. «Чем нас убивают дороги» //Охрана природы Южного Урала: областной экологический альманах, 2007, -С.29

38. Василенко, В.Н., Назаров, Н.М., Мониторинг загрязнения снежного покрова/ В.Н. Василенко, Н.М. Назаров, - Ленинград: Гидрометеоиздат, - 1985, - 256 с.

39. Дьяченко, Г.И. Мониторинг окружающей среды/ Г.И. Дьяченко, - Новосибирск, 2003 – 146с.

40. Тарасенко, И.Н. «К вопросу о биотестировании»/ И.Н. Тарасенко //Экология и охрана окружающей среды, - 1999. - № 5, С.56

41. Трешоу, М. Загрязнение воздуха и жизнь растений, / М. Трешоу, - Ленинград: Гидрометеоиздат, - 1988, - 534 с.

42. Усков, А.В. Накопление различных вредных веществ в осадках / А.В. Усков, - Ленинград: Гидрометеоиздат, - 1982, - 168 с.

43. Шуберт, Р. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем: перевод с немецкого/ Р.Шуберт, - Москва: Мир,1988, - 350 с.

Приложение 1

Таблица 1 Чем нас убивают дороги

Приложение 2.

Отбор проб снега

Таблица 2. Место отбора проб

Приложение 3.

Исследование органолептических свойств проб

Таблица 3. Результаты исследования органолептических свойств проб

Приложение 4

Определение количества грубодисперсных примесей

ф ильтрование проб

проведение исследования в аналитической лаборатории

Таблица 4 Результаты определения грубодисперсных примесей

Приложение 5

Цветовая шкала для качественной оценки перманганатной окисляемости воды.

Проведение анализа по качественной оценке перманганатной окисляемости воды.

Полученный результат качественной оценки перманганатной окисляемости воды.

Приложение 6

Определение рН проб

Определение рН растворов с использованием цифровой лаборатории Releon

Таблица 5 Результаты определения рН проб

Приложение 7

Определение нитратов, нитритов, железа

о борудование для исследования NILPAPROPlus тестирование проб

Таблица 6. Результаты определения нитратов, нитритов, железа

Приложение 8

Определение тяжелых металлов и других веществ

проведение исследования

Таблица 7. Результаты определения тяжелых металлов и других веществ

Приложение 9

Исследование общей химической токсичности снега методом биотестирования

Таблица 8. Показатели количества длины корешков в черенке в пробах

Таблица 9. Показатели количества корешков в черенке в пробах