XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование влияния антропогенного воздействия на степень загрязнения снежного покрова

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Мишин С.М. 1

---

1МБОУ "Арктический лицей" г. Новый Уренгой

Нагай О.К. 1

---

1МБОУ "Арктический лицей"

Работа в формате PDF

1.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность исследования.

Во время летней поездки в тундру за ягодой родители рассказали, что следует искать ягодные поляны для сбора вдали от дороги. А осенью при сборе осенних листьев в городе была отмечена высокая степень их загрязнения, в отличие от листьев на деревьях в тундре.

В ходе наблюдения возникло понимание что антропогенное влияние на состояние природы существенно. Появился вопрос: возможно ли научным способом определить степень влияния человеческой деятельности на окружающую среду?

В поиске ответа были изучены такие источники информации как: «Научно-методические основы организации и ведения национальной системы мониторинга окружающей среды», Войтов И.В., «Методика выполнения измерений содержания взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом», Назарова А.А., Андреев Ю.А., «Оценка загрязненности и биотоксичности снежного покрова парков г. Самары», Рогулева Н.О., «Химический состав снега на урбанизированных территориях в условиях Крайнего Севера», Салтан Н.В., Шлапак Е.П., Жиров В.К., Гонтарь О.Б., Святковская Е.А., «Практикум по экологии и охране окружающей среды» Федорова А. И., «Оценка загрязнение снега», Ачкасова Е., Бугаков И., Зыкова Ю., Худик Ю., «Исследование загрязненности снежного покрова села Кутана», Самсонова С.Н., Васильева Н.В.

На основании изучения различных источников информации можно сделать вывод: определение степени влияния антропогенного фактора на окружающую среду является актуальной и может быть использована при определении степени влияния состояния природы на человека.

Все вышеперечисленное привело нас к выводу что существует необходимость разработки способа определения степени влияния антропогенного фактора на окружающую среду.

Из данного вывода вытекает проблема исследования, связанная с анализом изменения степени загрязнения снежного покрова в зависимости от удаления от центра города.

Актуальность, практическая значимость и недостаточная разработанность проблемы обусловили тему исследования: «Исследование влияния антропогенного воздействия на степень загрязнения снежного покрова».

Цель исследования - произвести оценку загрязнения снежного покрова в зависимости от степени воздействия человеческой деятельности путем определения количества механических примесей в составе проб снега.

Объект исследования: оценка степени антропогенного воздействия на степень загрязнения снежного покрова.

Предмет исследования: условия определения степени загрязнения снежного покрова в зависимости от удаления от центра города.

Гипотеза исследования: степень загрязнения снежного покрова будет уменьшаться в зависимости от удаления от центра города.

Задачи исследования:

1. 1. изучить информацию по теме;

   2. разработать методику определения степени загрязнения снега;

   3. сопоставить полученные результаты и сделать вывод.

Методы исследования: теоретический анализ открытых источников, исследование степени загрязнения снежного покрова, ознакомление с картой города, статистические методы обработки данных.

Этапы исследования:

1. (сентябрь - октябрь 2023 г.) Изучение и анализ справочной литературы, открытых источников, научных разработок и материалов по теме исследования.

2. (октябрь - ноябрь 2023 г.) Разработка методики и проведение исследования, в ходе которого осуществлялась проверка гипотезы исследования.

3. (ноябрь - декабрь 2023 г.) Подведение итогов исследовательской работы, анализ результатов исследования, оформление текста исследовательской работы.

Научная новизна исследования заключается в том, что согласно изученным данным, на территории г. Новый Уренгой исследования степени загрязнения снежного покрова не проводились.

Практическая значимость исследования результаты исследования могут быть использованы при оценке воздействия окружающей среды на жизнь и здоровье человека.

1. Основная часть

1.1 Теоретические основы исследования

На сегодняшний день вопрос оценки степени антропогенного влияния на окружающую среду очень актуален. Современные способы анализа степени загрязнения природы очень разнообразны.

Изучив современную научную литературу, мы выяснили, что одним из способов оценки степени загрязнения окружающей среды является изучение состава снежного покрова.

Крошечные элементы загрязнения атмосферы, возникающие при передвижении воздушных судов, нефте- и газопереработках, ежедневном движении автотранспорта, работе котельных и т. п. поднимаются в верхние слои атмосферы, становятся центрами кристаллизации и, притягивая микроскопические капельки воды, образуют структуру кристаллов, увеличиваясь в размере и оседая снежинками на поверхность земли.

Уже выпав, снежный покров продолжает накапливать в себе продукты жизнедеятельности человека, являясь своеобразным фильтром загрязнений.

Именно поэтому снег является индикатором загрязнения самих атмосферных осадков, атмосферного воздуха, и конечно загрязнения почвы и воды.

Климатогеографические особенности нашего региона таковы что с октября по май земля покрыта снегом. Это позволяет нам проводить исследование степени загрязнения на протяжении большей части календарного года.

При изучении научных работ, посвященных данной теме мы выяснили, что для определения химического состава снега с достаточной для анализа точностью необходимы приборы и инструменты, используемые в специализированных лабораториях.

Учитывая ограниченную доступность таких приборов и инструментов было принято решение исследовать содержание механических примесей путем фильтрации через механический фильтр и взвешивание полученного остатка.

1.2 Практическая часть исследования

Для отбора образцов снега на территории города было выделено несколько зон (Фото 1, фото 2, фото 3) с условным делением по степени воздействия:

1. Зона максимального воздействия:

центральные улицы города с максимальной интенсивностью автомобильного движения:

- улица Мира

- транспортная развязка в районе улицы Железнодорожная (виадук)

- ул. 26 Съезда;

- пр. Ленинградский;

- пр. Губкина.

2. Зона высокой интенсивности воздействия:

- западная промышленная зона;

- Северное кольцо;

- Северная магистраль;

- 70-летия Октября;

- Центральная магистраль.

Фото 1. Карта проб южной части города

Фото 2. Карта проб северной части города

3. Зона средней интенсивности:

- Северное кольцо, ул. Захаренкова;

- ул. Магистральная;

- Западная Магистраль;

- ул. Таежная.

- Южная магистраль

4. Зона низкой интенсивности:

- ул. Промысловая (участок от Новоуренгойского ЛПУ до зоны весового контроля);

- автодорога Новый Уренгой-Надым (участок до поворота к городскому Кладбищу);

- ул. Дачная;

5. Зона незначительного воздействия:

- автодорога Новый Уренгой-Надым (участок от городского кладбища до поворота к п. Уралец);

- автодорога Новый Уренгой – Коротчаево, район реки Юде-Яха.

6. Для определения фонового воздействия выбран участок в районе слияния реки Юде-Яха и реки Ево-Яха.

Фото 3. Карта проб общая

Для определения количества накопленных загрязняющих веществ отбор проб проводился в течении двух световых дней. Пробы снега вырезались в виде кернов на полную глубину залегания снежного покрова без захвата частиц грунта с использованием пластиковой трубки площадью сечения 38.5 см² и длиной 40 см. Для забора образца выбирались участки снега с неповреждённой поверхностью, преимущественно с подветренной стороны. Номер пробы отмечался маркером на карте. Отобранные пробы из трубки высыпались в пронумерованные полиэтиленовые пакеты, далее пересыпались в чистую посуду для таяния.

После полного таяния пробы снежного покрова производилась фильтрация полученного раствора через фильтры обеззоленные марки ФММ, очень медленной фильтрации. Ориентировочный размер пор – 7-12 мкм. От каждой пробы отбиралось одинаковое количество раствора (500 мл.). Для получения однородной смеси состав перемешивался стеклянной палочкой. Перед фильтрацией проводилось взвешивание чистого фильтра. После фильтрации отфильтрованный состав утилизировался, а фильтр подвергался сушке в течение 24 часов. Высушенный фильтр взвешивался на весах с точностью до 0,01 г. Каждое взвешивание проводилось не менее 3 раз, усредненный результат заносился в таблицу (Таблица 1).

Таблица 1. Таблица результатов

1.3 Анализ полученных результатов

В результате исследования были получены следующие показатели:

- показатели в зоне максимального воздействия: вес остатка – 0,65 г;

- показатели в зоне высокой интенсивности воздействия: вес остатка – 0,54 г;

- показатели в зоне средней интенсивности воздействия: вес остатка – 0,37 г;

- показатели в зоне низкой интенсивности воздействия: вес остатка – 0,27 г;

- показатели в зоне незначительного воздействия: вес остатка – 0,13 г;

- показатели в зоне фонового воздействия: вес остатка – 0,07 г.

Из анализа полученных данных можно сделать вывод:

1. Степень загрязнения снежных покровов уменьшается в зависимости от удаления от центра города.

2. Влияние антропогенного фактора на степень загрязнения окружающей среды в зоне максимального воздействия более чем в 8 раз превышает влияние в зоне фонового воздействия.

3. Метод исследования содержания механических примесей путем фильтрации через механический фильтр и взвешивания полученного остатка можно использовать для оценки степени загрязнения снежного покрова.

Заключение

В соответствии с целью нашего исследования, была произведена оценка загрязнения снежного покрова в зависимости от степени воздействия человеческой деятельности путем определения количества механических примесей в составе проб снега.

Задачи исследования выполнены в полном объёме. Была изучена информация по теме, сделан вывод о возможности оценки степени воздействия антропогенного фактора на окружающую среду путем исследования состава снежного покрова. На основе изучения опыта проводимых ранее аналогичных исследований, разработана методика определения степени загрязнения снега путем определения количества механических примесей в составе проб снега. Согласно разработанной методике проведено исследование степени загрязнения снежного покрова и сопоставлены полученные результаты.

Представленные материалы позволяют сделать вывод, что:

Оценка содержания механических примесей при исследовании степени загрязнения снежного покрова позволяет определить степень антропогенного влияния на окружающую среду.

Разработанная и экспериментально апробированная в ходе исследования методика оценки степени загрязнения снежного покрова научно эффективна.

Выдвинутая нами гипотеза в ходе исследования подтвердилась. Мы можем сделать вывод, что степень загрязнения снежных покровов уменьшается в зависимости от удаления от центра города.

Данная исследовательская работа может быть использована для дальнейших научных исследований и служить для оценки степени воздействия окружающей среды на жизнь и здоровье человека.

Список литературы и интернет-источников

1. Васильева Н.В., Самсонова С.Н., «Исследование загрязненности снежного покрова села Кутана»: https://school-science.ru/2/1/30293

2. Войтов И. В. Научно-методические основы организации и ведения национальной системы мониторинга окружающей среды/ И. В. Войтов, А. М. Самусенко и др; под ред. И. В. Войтов // — Минск: БелНИЦ «Экология», 2000 — 229 с.

3. Назарова А.А., Андреев Ю.А. Методика выполнения измерений содержания взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом. ПНД Ф 14.1:2.110-97. М.: 1997 11 с.

4. Рогулева Н. О. Оценка загрязненности и биотоксичности снежного покрова парков г. Самары / Н. О. Рогулева // Вестник.

5. Салтан Н.В., Шлапак Е.П., Жиров В.К., Гонтарь О.Б., Святковская Е.А. Химический состав снега на урбанизированных территориях в условиях Крайнего Севера // Вестник МГТУ. 2015. Т. 18. №2. С. 328–334.

6. Федорова А. И. Практикум по экологии и охране окружающей среды / А. И. Федорова // — М: ВЛАДОС, 2003. — 234 с.

7. Худик Ю., Ачкасова Е., Бугаков И., Зыкова Ю., «Оценка загрязнение снега»: https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-na-temu-ocenka-zagryazneniya-snega-4935388.html

Приложение

1. Приложение № 1. Фотоприложение «Отбор проб»

2. Приложение № 2. Фотоприложение «Фильтрация состава пробы»

3. Приложение № 3. Фотоприложение «Взвешивание после фильтрации»

Приложение 1

Фотоприложение «Отбор проб»

Приложение 2

Фотоприложение «Фильтрация состава пробы»

Приложение 3

Фотоприложение «Взвешивание после фильтрации»..