Загрязнения тяжёлыми металлами придорожной растительности вдоль автомагистралей в Республике Дагестан

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Загрязнения тяжёлыми металлами придорожной растительности вдоль автомагистралей в Республике Дагестан

Магомедов Д.Д. 1
1МБОУ "Гимназия №56"
Ахмедова С.К. 1
1МБОУ "Гимназия №56"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Давно известно, что живой организм содержит в своем составе большинство известных химических элементов. Возникает вопрос –какие количествах тех или иных химических элементов способствуют нормальной жизнедеятельности организма, как избежать накопления некоторых элементов в организме, чтобы функции организма не нарушались?

Антропогенная деятельность несет непоправимый вред живым организмам и народному хозяйству. Многие бытовые и отходы промышленной деятельности человека содержат тяжелые металлы. Все это зачастую, губительно сказывается на живых организмах. За последние годы, мы наблюдаем как развивается овощеводство и плодоводство в нашей республике. Фрукты и овощи с дагестанских садов и теплиц можно увидеть в магазинах многих городов России. Очень много туристов приезжающих в Дагестан восхищаются не только природой нашего края, но и вкусными плодами и ягодами. Но все ли дары наших садов одинаково полезны? В своей работе мы попытались изучить влияние ионов тяжелых металлов на плоды растений, почву и животный белок, чтобы лучше понимать роль металлов в жизнедеятельности организмов, здоровье человека и животных и последствия загрязнения биосферы.

Цель: определить наличие тяжелых металлов в составе плодов растений и зеленой массы, произрастающих вблизи от автотрассы. Подтвердить гипотезу о вредном воздействии тяжелых металлов на живые организмы. Задачи:

1. Собрать материал для эксперимента-листья салата с приусадебного участка, находящегося вблизи автомагистрали, плоды яблок из сада возле автотрассы Махачкала – Дербент, образцы почвы возле автотрассы и школьной клумбы. 2. Обнаружить, практическим путём наличие тяжёлых металлов в плодах яблок и зелени салата выращенных на участках расположенных близко к автомагистрали, так же в образцах почвы у автотрассы и школьной клумбы. 3. Изучить литературу о влиянии тяжелых металлов на живые организмы. 4. Провести эксперимент с вытяжкой из мяса и яичным белком, доказывающим вредное воздействие тяжелых металлов на живые системы.

Объект исследования: плоды дерева яблони из придорожного сада, листья зеленого салата, образцы почвы, куриный белок, вытяжка из мяса. Предмет исследования: воздействие ионов тяжелых металлов на живые организмы.

Гипотеза: я считаю, что как почва, так и растительность, произрастающая вблизи трассы, содержат повышенное количество ионов тяжелых металлов из-за большого количества автотранспорта и соответственно выхлопных газов.

Актуальность исследования рассматриваемой нами темы заключается в том, что многие километры, вдоль федеральной трассы М29, не считая других дорог, протянулись в республике сады и виноградники, а накапливающиеся в почве ионы металлов попадают в пищевые цепи, нанося вред живым организмам.

Практическая значимость проведенных исследований - результаты ее должны способствовать ограничению использования предметов и продуктов, содержащих в своем составе соли тяжелых металлов, так как они угнетающе действуют не только на живые организмы природы, но и на организм и здоровье человека.

Основная часть

Глава 1. Теоретическая часть.

Закон Вселенной гласит: «Ничего никуда не исчезает и ниоткуда не появляется». Исходя из источника: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=881765#text© Библиофонд Металлы очень активно накапливаются в почве и медленно из нее выводятся: период полу удаления цинка - до 450 лет, кадмия - до 1000 лет, меди - до 1400 лет.

Поступают тяжелые металлы в растения двумя путями, из атмосферы через листовую пластину и из почвы через корневую систему. Преимущественно накапливаются токсиканты в листьях и корнях.
Дикие растения устойчивее, чем культурные растения и накапливают тяжелые металлы меньше. Накопление в культурных растениях тяжелых металлов опасно для жизни и здоровья человека, так как попадают они в организм человека не только прямым путем, но и через пищевые цепи.

Глава 2. Экспериментальная часть.

Методика исследования Для эксперимента мы использовали следующие реактивы: NaI и NaОН.
При взаимодействии ионов тяжелых металлов с иодидом натрия образуются различные осадки : Pb + 2 + 2 I - = PbI 2 (желтый) Cu +2 + 2 I - = CuI 2 (бурый)
Hg 
+2 + 2 I - = HgI 2 (красно - оранжевый)
При действии гидроксид ионов на ионы тяжелых металлов тоже образуются осадки оснований разной окраски: Cu+2 + 2 OH - = Cu(OH)2 (голубой) Fe +2 + 2OH - = Fe(OH)2  (зеленоватый) Fe +3 + 2OH - = Fe(OH)3  (бурый) Mn+2 + OH = Mn(OH)2 (белый, на воздухе до бурого)

Опыт 1. Реакция куриного белка на соли тяжелых металлов Цель: подтвердить гипотезу о том, что соли тяжелых металлов разрушают белки.Мы взяли 5 пробирок и добавили в каждую по 1 мл. белка.

Состав веществ

Результат

1

2 мл белка + 1 мл вода

Изменений нет

2

2 мл белка + 1мл ацетата свинца.

Белок свернулся, образовался желеобразный осадок желтоватого цвета

3

2 мл белка +1 мл сульфат железа(II).

Белок свернулся

4

2 мл белка+1 мл сульфат меди(II).

Белок свернулся, образовался голубой сгусток.

5

2 мл белка +1 мл сульфат никеля.

Белок свернулся

Опыт 2. Реакция вытяжки из мяса на соли тяжелых металлов. Цель: подтвердить гипотезу о том, что соли тяжелых металлов разрушают белки. Мы взяли 4 пробирки и добавили в каждую по 1 мл. вытяжки из свежего мяса

Состав веществ

Результат

1

1 мл вытяжки из мяса + 1 мл NaCL

Изменений нет, т.к. раствор хлорида натрия не является солью тяжелого металла.

2

1 мл вытяжки из мяса + 1мл PbCL2.

Белок свернулся, образовался желеобразный осадок желтоватого цвета

3

1 мл вытяжки из мяса +1 мл ZnCL2.

Белок свернулся

4

1 мл вытяжки из мяса +1 мл CuCL2.

Белок свернулся, образовался голубой сгусток.

Опыт 3. Влияние растворов тяжелых металлов различной концентрации на куриный белок. Цель: выяснить влияние концентрации ионов тяжёлых металлов на живые организмы.

Состав веществ

Результат

1

2 мл белка +1мл 5% раствора медного купороса.

Денатурация белка происходит в небольшом количестве, часть белка прореагировала, образовался осадок голубого цвета.

2

2 мл белка +1 мл 20% раствора медного купороса.

Денатурация белка происходит сильно, прореагировал весь белок.

О пыт 4. Обнаружение ионов тяжёлых металлов в плодах яблони с придорожного сада.
Цель: выявить в плодах яблок наличие ионов тяжелых металлов.

Собрали яблоки из придорожного сада и яблоки из отдаленных от трассы участков сада.

Сок и мякоть яблок из придорожного сада- 1,2 пробирка, сок и мякоть яблок из отдаленных от трассы участков сада-3,4 пробирка.

Состав вещества

Результат

1

1 мл сока и мякоти яблок и 1 мл NaI.

Выпал желтовато-бурый осадок CuI2 и PbI2

2

1 мл мякоти и сока из яблок и 1 мл NaOH.

Выпал бледно -голубой осадок Cu(OH)2

3

1 мл мякоти и сока из яблок и 1 мл NaI.

Сок не окрасился.

4

1 мл мякоти и сока из яблок и 1 мл NaOH.

Сок не окрасился.

Опыт 5. Обнаружение ионов тяжёлых металлов в фильтрате почвы.
Цель: выявить в почве наличие ионов тяжелых металлов.

Для опыта набрали образцы почвы у автозаправочной станции возле трассы-пробирка 2 и на школьной клумбе-пробирка2.

Состав веществ

Результат

1

2 мл фильтрата почвы, взятой около автозаправочной станции + NaI

Выпал желтый осадок иодида свинца

2

2 мл фильтрата почвы, взятой на школьном дворе + NaI

Цвет раствора не изменился

5. Результаты исследования
Опыт 1, 2. Исследование влияния ионов тяжелых металлов на биологические системы.

Вывод №1, 2. Ионы тяжелых металлов разрушают структуру белка. Этот процесс называется денатурацией.
Опыт 3. Изменение в структуре куриного белка при добавлении медного купороса различной концентрации.

Вывод №3. При увеличении концентрации ионов тяжёлых металлов процесс денатурации белка усиливается.

О пыт №4. Обнаружение ионов тяжёлых металлов в плодах яблони с придорожного сада.

Вывод №4. На расстоянии 5-7 метров от автомагистрали повышенное количество ионов тяжелых металлов в плодах растений.

Опыт №5. Обнаружение ионов тяжёлых металлов в фильтрате почвы.

В ывод№ 5. Почва у автозаправки содержит повышенное количество тяжелых металлов. Выбросы автотранспорта, главным образом этилированного бензина способствуют накоплению тяжёлых металлов в почве возле автомагистрали.

Заключение

В результате своих исследований я подтвердил гипотезу о содержании большого количества ионов тяжелых металлов в растительности вдоль автомобильных дорог.

Мои эксперименты доказали, что ионы меди, свинца, железа, цинка, никеля, ртути негативно влияют на живые организмы вызывая денатурацию белков, нарушающую нормальную жизнедеятельность растений и животных. В результате чего у людей возникают болезни центральной нервной системы, желудочно- кишечного тракта, опорно-двигательной системы.

Растения, произрастающие на близком расстоянии от дороги, содержат большее количество ионов тяжелых металлов, чем те которые находятся в отдалении от трассы, причиной может являться выбросы этилированного бензина, содержащих свинец.

В связи с перечисленными причинами необходимо максимально снизить уровень поступления тяжелых металлов в живые организмы. Попадают в организм тяжелые металлы через питьевую воду, употребляя в пищу загрязненные фрукты и овощи из придорожных садов, вдыхание веществ, загрязняющих воздух, контактируя с загрязненными почвами или промышленными отходами. В малых количествах тяжелые металлы являются микроэлементами в организме, а в больших дозах они являются токсичными.

Изучив специфические свойства тяжелых металлов, степени их токсичности и воздействия на здоровье человека, чтобы способствовать уменьшению попадания ионов тяжелых металлов в организм, для сохранения здоровья, я рекомендую:

  1. Такие сладости, как мармелад и фруктовое желе, а также яблоки, лимоны, свекла и т.д. содержат пектин - вещество, способное выводить из организма тяжелые металлы

  1. Н ельзя хранить и готовить пищу в декоративной посуде, т.к. глазурь, которой покрыта посуда, содержит соли свинца и кадмия, она предназначена для украшения, а не для пищи!

  1. Жестяная банки из-под консервов спаиваются припоем, содержащим определенное количество свинца, поэтому консервы следует перекладывать в стеклянную посуду.

  1. Вдоль дорог следует сажать только лесные породы деревьев, а не культурные, т.к. этилированный бензин, попадая в почву, поглощается растениями.

  1. Некоторые растения могут нам помочь, например - растение аспарагус обладает хорошей способностью поглощать тяжёлые металлы. Хлорофитум очищает воздух от формальдегида и угарного газа.

  1. И самый ценный совет - противоядием от многих тяжелых металлов и их солей является яичный белок, который связывает эти металлы и выводит из организма.

Ваше здоровье в ваших руках. Берегите себя и своих близких.

П РИЛОЖЕНИЯ

Опыт 1. Реакция куриного белка на соли тяжелых металлов.

Опыт 3. Изменение в структуре куриного белка при приливании медного купороса разной концентрации.

Опыт №4. Обнаружение ионов тяжёлых металлов в яблоках с придорожного сада.

Опыт №5. Обнаружение ионов тяжёлых металлов в фильтрате почвы.

Список использованной литературы

  1. Подчайнова В.Н., Медь, (М., Свердловск: Металургиздат, 1991. – 249с.);

  2. Смирнов В. И., Металлургия меди и никеля, (М., Свердловск , 1998. – 234с.);

  3. Карякин Ю.В., Ангелов И.И. «Чистые химические вещества», Издательство «Химия», Москва, 1994 г.

  4. Ливанов П. А., Соболев М. Б., Ревич Б. А. Свинцовая опасность и здоровье населения. // Рос. Сем. Врач. 1999, № 2

  5. Корбанова А. И., Сорокина Н. С., Молодкина Н. Н. и соавт. Свинец и его действие на организм. // Мед. труда и пром. экология. 2001, № 5

Просмотров работы: 37