XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологическая оценка осадков города Славгорода и Славгородского района

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Бугрова В.В. 1

---

1МБОУ "СОШ №10"

Шаламова Е.И. 1Тиллиман А.В. 1

---

1МБОУ "СОШ №10"

Работа в формате PDF

1.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Аннотация

Актуальность темы: Среди современных проблем, стоящих перед мировым сообществом, особенно выделяется одна – ухудшение качества среды обитания человека. Это сильно влияет на его здоровье и на живые организмы.

Объект исследования: осадки, собранные на территории города Славгорода в период с 10.12.2022 по 28.08.2023.

Предмет исследования: качественный состав осадков, выпавших на территории города Славгорода.

Гипотеза: антропогенные факторы влияют на качество осадков и экологическое состояние воздуха города Славгорода.

Цель: качественный анализ осадков в определенные периоды времени.

Задачи:

• Выяснить на основе анализа специальной научной литературы возможный химический состав осадков;

• Изучить методику качественного анализа осадков;

• Определить состав осадков на территории города Славгорода в период с 10.12.2022 по 28.08.2023.

Методы исследования: эксперимент, наблюдение, сравнение, описание.

Введение

• Особенности географического положения города Славгорода и возможные экологические проблемы

• Осадки - индикатор состояния окружающей среды

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.

Вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автомобильные выхлопы и др., накапливаются в снегу и с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы, загрязняя их. При образовании снежного покрова из-за процессов сухого и влажного выпадения примесей концентрация загрязняющих веществ в снегу оказывается на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе.

Зимний период характерен замедлением многих процессов в природе. Поэтому основными источниками загрязнения в это время является деятельность человека. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими газами. Из них 30% оседает на снегу сразу, а 40% остаётся в атмосфере и оседает постепенно. Один грузовой автомобиль средней грузоподъёмности выделяет 2,5-3 кг свинца в год. Однако не только двигатель и топливная система автомобиля являются источниками загрязнения атмосферы. Каждый легковой автомобиль до полного износа рисунка протектора шин выбрасывает в окружающую среду в среднем 14,2 кг резиновой пыли, а грузовой автомобиль или автобус—92,2 кг. В состав такой резиновой пыли входят вредные вещества, которые распространяются в почве и атмосфере. Все эти примеси сохраняются с толще снега в течение холодного времени.

С наступлением теплого периода, температура воздуха повышается, вода из твёрдого состояния переходит в жидкое. Часть токсичных веществ растворяется в воде, и становятся менее ядовитыми, а те примеси, которые не взаимодействуют с водой, оседают на поверхности почвы. С потоками воды данные вещества частично поступают в верхние слои почвы, а часть вымывается стоками и попадает в водоёмы и грунтовые воды. Таким образом, происходит загрязнение почвы тяжёлыми металлами и другими вредными выбросами от автомобилей и деятельности человека. Из почвы по корневым системам загрязняющие вещества попадают в надземные части растений (частично накапливаются в тканях растений и грибов), которые употребляют в пищу травоядные животные. Хищники питаются травоядными организмами, тем самым получая свою долю токсичных веществ по пищевой цепи. Так как соли тяжёлых металлов обычно накапливаются в организме, это может привести к постепенному отравлению и даже к летальному исходу живого организма, в том числе и человека.

Примеси органического происхождения вызывают «цветение» воды, увеличивают окислительные процессы, тем самым уменьшая количество кислорода в воде. Что плохо отражается на водных обитателях. Загрязнение воды тяжёлыми металлами так же приводит к негативным последствиям. По цепям питания ядовитые вещества могут, в конечном итоге, попасть в организм человека.

В нормальных условиях вода не имеет цвета, вкуса и запаха. Показатель pH атмосферных осадков составляет 5,6.

Проведение исследования в условиях школьной лаборатории

Физические свойства:

• Определение прозрачности

• Определение цвета

• Определение запаха и его интенсивности

• Определение наличия осадка после суточного отстаивания

• Определение реакции среды

Определение (качественное) содержания в воде катионов и анионов:

• каждое определение проводится с тремя различными образцами;

• раствор сравнения (в нем должен присутствовать интересующий ион);

• исследуемая вода (может содержать или не содержать тот или иной ион);

• контроль (дистиллированная вода, не содержащая ион)

Практическая часть

Были заложены экспериментальные площадки размером 1,5 х 1,5 метра для взятия проб снега. Площадка №1 (пробы 1, 4, 7) – обочина дороги [Приложение 2 фото 1, 2]. Площадка №2 (пробы 2, 5, 8) – открытое поле (за городской чертой) [Приложение 2 фото 3, 4]. Площадка №3 (пробы 3, 6, 9) – вблизи котельной [Приложение 2 фото5, 6]. [Приложение 2 фото 7]

Пробы снега отбирались в контейнеры объёмом в 1 л и нумеровались. Взятие проб на площадках производились с интервалом в две недели на протяжении шести недель (10.12.2022., 24.12.2022., 07.01.2023.).

На экспериментальных площадках проводилось изучение внешнего вида снежного покрова с определением: цвета, вида, влажности, твёрдости снега. Результаты анализа внешнего вида снежного покрова заносились в сводную таблицу [Приложение 1 таблица 1].

Результаты измерения физико-химических показателей заносились в сводную таблицу [Приложение 1 таблица 2] [Приложение 2 фото 17].

Мощность снежного слоя в первый день взятия проб составляла 9, 8, 7 см, во второй день – 10, 9, 8 см, в третий день – 15, 13, 12 см.

Пробы №1, 2, 3 были взяты с нижнего слоя снега. Пробы №4, 5, 6 – со срединного слоя. Пробы №7, 8, 9 – с верхнего слоя.

У проб №1, 2, 3, 5 наблюдается сильная мутность и выпадение большого количества осадка (мелкие крупицы) после отстаивания [Приложение 2 фото 8, 9, 10, 12]. У проб №4, 6, 7,8 наблюдается малое количество осадка (мелкие крупицы) [Приложение 2 фото 13, 14, 15]. У пробы №9 наблюдается малое количество осадка (крупные крупицы) [Приложение 2 фото 16].

Были заложены экспериментальные площадки размером 1,5 х 1,5 метра для взятия проб дождевой воды. Площадка №1 (пробы 1) – обочина дороги. Площадка №2 (пробы 2) – открытое поле (за городской чертой). Площадка №3 (пробы 3) – вблизи котельной.

Пробы дождевой воды отбирались в контейнеры объёмом в 100мл и нумеровались. Взятие проб на площадках производились на протяжении трех недель (4.08.2023., 24.08.2023.,28.08.2023.).

Результаты анализа дождевой воды заносились в сводную таблицу (Приложение 1 таблица3).

У проб 1,2,3 наблюдаются осадки в виде мелких частиц, отсутствие запаха ,мутности, цвет отсутствует.

Показатель pH у всех образцов повышен, что указывает на щелочную среду

[Приложение 2 фото 18].

Цель : Определить химический состав дождевой и талой воды (проба №1, 2).

Проводился химический опыт по обнаружение Cl^- SO^2- ₄

Обнаруженияиона SO^2- ₄

2Na⁺+ SO^2-₄+Ba⁺+2Cl^- = 2Na⁺+2Cl^-+BaSO₄

Вывод: проба №1 и№2 не содержат иона SO^2- ₄ осадок не выпадает.

Обнаружения иона Cl^-

AgNO₃+FeCl₃ = AgCl+Fe₂(SO₄)₃

Вывод: проба №1 и№2 не содержат иона Cl^- осадок не обнаружен .

[Приложение 2 фото18,19,].

Вывод: Исследуя пробы образцов №1(дождевой воды),№2( талой воды ), можно сделать вывод, что не один из образцов не содержит ионы Cl^- SO^2- ₄ .

Вывод

1.В ходе исследования определили физика-химические свойства талой и дождевой воды в разные периоды времени (10.12.2022 по 28.08.2023.). В пробах талой воды №3 (вблизи котельной) наблюдается наибольшее содержание сажи, которые оказывает негативное влияние на близ растущие растения.

2. Провели исследование на наличие ионов Cl^- SO^2- _4. Эти соединения могут оказывать негативное влияние и на здоровье человека и всех живых организмов.

3.Провиден качественней химический анализ проб (талой и дождевой воды) на наличия ионов (Cl^- SO^2-). Ионы (Cl^- SO^2-). В пробах не обнаружены .

В дальнейшем планируется провести химический анализ на выявления тяжелых металлов в пробах талой и дождевой воды.

Список литературы

1. ИА Амител. Данные исследований загрязнения атмосферного воздуха в Славгороде. 2001. с. 1

2. Химический состав воды.2010. С. 3-

3. Трошина А.С. Оценка экологического состояния среды по снегу. 2013. С. 17-

4. Нормирование качества воды. 2016. 5 с.

5. Карлина А.И. Анализ современных и перспективных способов воздействия на природные и сточные воды. 2014. С. 1-

6. Симонян Г.С., Арутюнян Н.М. Представление об нормальных и специфических свойствах воды. 2018. С. 1-

7. Петров М.Н., Михилев Л.А., Кукущкин Ю.Н. Неорганическая химия. Л. : Химия, 1976. 480 с.

8. Нестерова О.Ю. Качественная оценка состава дождевой воды как один из способов определения степени загрязнения атмосферы. 2013. 4 с.

9. Драчев С.М. К методике более быстрого и доступного химического анализа воды в полевых условиях. 1943. С. 33-

10. Гаглоева Д.И., Неёлова О.В. Исследование химического состава столовых минеральных вод Ставропольского края. 2015. 3 с.

Приложение 1

Результаты измерений снега

(таблица 1) Внешний вид снежного покрова.

(таблица 2) Физико-химический анализ талой воды.

( Таблица 3) Физико- химический анализ дождевой воды

Приложение 2

(фото 1, 2) Взятие проб снега (обочина дороги).

(фото 3, 4) Взятие проб снега (за городской чертой).

(фото 5, 6) Взятие проб снега (вблизи котельной).

(фото 7) Пробы талой воды.

(фото 8) Измерение цвета и мутности талой воды (проба №1).

(фото 9) Измерение цвета и мутности талой воды (проба №2).

(фото 10) Измерение цвета и мутности талой воды (проба №3).

(фото 11) Измерение цвета и мутности талой воды (проба №4).

(фото 12) Измерение цвета и мутности талой воды (пробыа№5).

(фото 13) Измерение цвета и мутности талой воды (проба №6).

(фото 14) Измерение цвета и мутности талой воды (проба №7).

(фото 15) Измерение цвета и мутности талой воды (проба №8).

(фото 16) Измерение цвета и мутности талой воды (проба №9).

Фото 18 Обнаружения иона SO^2- ₄

Фото 19 Обнаружения иона Cl^-