СНЕГ КАК ИНДИКАТОР ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА

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

Личный портфель

СНЕГ КАК ИНДИКАТОР ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА

Пуляевский М.А. 1
1МОУ ИРМО Марковская СОШ
Пименова А.А. 1
1МОУ ИРМО Марковская СОШ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Мы живем во время технического прогресса, который очень часто облегчает нам жизнь благодаря новым открытиям и изобретениям человечества. Но у таких открытий есть и обратная сторона. Последствия таких открытий часто негативно сказываются на экологии нашей планеты. Очень много заводов которые выбрасывают вредные вещества в окружающую среду, огромное количество автомобилей и другого транспорта, которые своими выхлопными газами загрязняют наш воздух.

Совсем недавно холодное, снежную зиму сменила весна. Но во время зимних прогулок я замечал, играя со снегом, как он имеет несколько слоев. Можно сказать, что снег полосатый. Почему? Поиск ответа на этот вопрос и стал проблемой моего проекта.

Актуальность моей работы в том, что, глядя на белый снег, мало кто задумывается о том, сколько вредных веществ он в себя собирает за зиму.

Гипотеза: снег, собранный в разных частях района г. Иркутск содержит в себе много загрязняющих веществ.

Цель: изучить степень загрязнения снежного покрова в различных областях Иркутского района.

Задачи:

- изучить литературу о снежном покрове;

- провести эксперимент по выявлению наиболее загрязненных участков района города;

- провести опыты на обнаружение свинца в снегу.

Объект исследования: снег.

Предмет исследования: вода, полученная от таяния снега.

Сроки реализации:

Январь – сбор необходимой информации

Февраль – проведение опытов

Март – написание работы

Ресурсы: снег, баночки для сбора снега, лакмусовая бумага, йодид калия, уксусная кислота, пробирки, спиртовка для нагрева.

Глава 1

    1. Что такое снег.

Снег — это форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. (Приложение 1, рис.1) Он является неотъемлемой частью зимы. Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к частицам пыли и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда не превышают размер 0,1 мм в диаметре. (Приложение 1, рис.2) Затем они падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются красивые 6-конечные кристаллические формы. Основной кристалл воды имеет форму правильного шестиугольника. На вершинах этого шестиугольника постепенно осаждаются все новые и новые кристаллы, и так получаются разные формы снежинок. Кристаллизация всех шести лучей происходит в одно время и в одинаковых условиях, поэтому лучи снежинки имеют одинаковый узор. (Приложение 1, рис.3) Белый цвет снега возникает благодаря заключенному в снежинке воздуху. Снежинки состоят на 95% из воздуха, поэтому у них низкая плотность и медленная скорость падения (0,9 км/ч). Самые крупные снежинки в нашем регионе были зафиксированы в Братске в 1971 году. Их размер достигал 20*30 см. Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре и вес около 0,004 гр.

    1. Влияние токсичных веществ на организм человека.

Одним из токсичных веществ является свинец. Его широкое применение привело к загрязнению окружающей среды и воздействию на человека. Свинец может попасть в организм человека в процессе его трудовой деятельности или при контакте в объектами окружающей среды. В основном свинец попадает в организм человека при вдыхании. Например, при переработке сырья, вдыхании выхлопных газов автомобилей, сжигании материалов, содержащих свинец и так далее. Также свинец может попасть в организм через желудочно-кишечный тракт человека. Например, при употреблении пищи из контейнеров в составе которых присутствует свинец, также через грязные руки. Самые уязвимые к отравлению свинцом маленькие дети, так как их организм накапливает в 4-5 раз больше свинца попадающего к ним из разных источников. Дети очень любознательны и тянут все в рот, например загрязненную свинцом почву или снег, в котором они очень любят поваляться. (Приложение 1, рис.4) Попадая в организм свинец накапливается в различных органах, например в головном мозге, почках, печени. Со временем свинец накапливается в зубах и костях. Когда концентрация свинца очень высока, это приводит к повреждениям головного мозга и нервной системы. Могут начаться судороги, кома и закончиться все летальным исходом. У детей, которые перенесли тяжелое отравление свинцом может быть задержка умственного развития. Если концентрация не сильно высокая, то наблюдаются нарушение внимания, академическая неуспеваемость, анемия, почечная недостаточность и другие отклонения. ВОЗ считает свинец одним из десяти химических веществ, причиняющих наибольший вред планете и человеку.

Еще одним не менее опасным веществом является бензапирен. Основной источник загрязнения — это сжигание нефти, древесины, отходов. Бензапирен выделяется при курении. Было подсчитано что выкуривание 1 сигареты по содержанию бензапирена равнозначно шестнадцати часам вдыхания выхлопных газов. Бензапирен всегда осаждается на частицах, находящихся в воздухе. Вместе с передвигающимися массами воздуха бензапирен разносится на большие площади, выпадая вместе с осадками (снег, дождь). Бензапирен отнесен к 1 классу опасности. Это чрезвычайно опасные вещества, воздействие которых необратимо. Пути попадания в организм человека разнообразны. С пищей, водой, вдыхание или через кожу. Бензопирен внедряется в ДНК и вызывает мутации, передающиеся из поколения в поколение. Приводит к онкологическим заболеваниям, сердечно сосудистым и многим другим.

Диоксид серы, также не менее опасное вещество чем два предыдущих. Бесцветный химически активный загрязнитель с сильным резким запахом. Этот газ представляет угрозу животным и человеку. Он раздражает кожу и слизистые оболочки глаз и носа, горла и легких. Может вызвать воспаление, усиливать приступы астмы, усугублять сердечно сосудистые заболевания. Также газ вступает в реакцию с другими веществами в воздухе, превращается в мелкие частицы и также попадает в организм вызывая те же самые негативные последствия.

    1. Влияние токсичных веществ на растения.

Растения играют очень важную роль на нашей планете! Наибольшая и важнейшая их роль в создании кислорода на Земле, без которого не сможет прожить ни один живой организм. (Приложение 2, рис.1) Растения служат пищей для животных, а также домом для некоторых. Растения создают покров для земли, который играет большую роль в регуляции водного баланса. Не позволяет воде испаряться и пересушиваться земле. Но повышенное содержание токсичных веществ в воздухе и почве приводит к болезням растений и их гибели. Так под влиянием свинца у растений угнетаются ростовые процессы. Причина летнего листопада высокое содержание свинца в воздухе, наверняка многие замечали, как рано начинают опадать листья у нас в Иркутске. (Приложение 2, рис.2) Под влиянием бензапирена изменяются свойства почвы, и она становится менее плодородной. Диоксид серы также пагубно воздействует на растения. Он тормозит рост растений, снижается урожайность, ослабляется устойчивость к различным заболеваниям.

    1. Источники загрязнения в г. Иркутск.

По данным Википедии, основным источником загрязнения воздуха в г. Иркутске являются автомобили (52% выбросов). (Приложение 2 рис.3) На втором месте идут источники теплоэнергии, которые недостаточно оснащены фильтрами (46%). Среднегодовая концентрация бензапирена в воздухе еще в 2010 году превышала норму в 10 раз!!! Самые загрязненные части города — это центр, Ново-Ленино и Иркутск II. Наименее загрязнены мкр. Ершовский, часть Академгородка. В городе насчитывается 196 предприятий которые выбрасывают в атмосферу 69 опасных загрязняющих веществ. Основной стационарный источник загрязнения воздуха это Ново – Иркутская ТЭЦ, Иркутский авиазавод и БайкалЭнерго. (Приложение 2, рис.4,5) Основные сбросы сточных вод в Ангару производит Иркутский Авиазавод, БайкалЭнерго и водоканал города, в реку Иркут – мебельная фабрика.

Основным источником негативного воздействия на почву и растения является высокий уровень загрязнения атмосферы, особенно тяжелыми металлами и диоксидом серы. Замечено очень высокое содержание фтора в почве, который поступает туда благодаря алюминиевому заводу в г. Шелехов. Наибольшее содержание в почве ртути, свинца и других опасных веществ обнаружено в Октябрьском округе г. Иркутска. При исследовании почв сельхоз назначения в Иркутском районе оказалось, что содержание ванадия, магния, цинка и других металлов превышает допустимые нормы в несколько раз. Наибольшее загрязнение снежного покрова отмечено в Правобережном округе.

Глава 2

2.1 Эксперимент визуальный.

Данный эксперимент я выполнял дома самостоятельно. Я собрал несколько образцов снега: (Приложение 3 рис.1,2,3)

1) снег с территории своей школы,

2) снег в центре г. Иркутска,

3) снег вдали от города в лесу.

Далее дождался, когда он растает и провел визуальный осмотр талой воды. Определил несколько критериев по которым буду оценивать загрязненность снега. Это цвет, запах, наличие мусора. В результате осмотра я обнаружил, что после того, как снег растаял во всех образцах, вода оказалась мутная, грязная. Сравнив все три образца, наиболее грязный растаявший снег оказался в образце под номером 2. (Приложение 4, рис.1)

Вывод: так как в центе города огромная скопляемость транспорта, неудивительно что и снег впитывает пыль, выхлопные газы и все те, вредные вещества, которые находятся в воздухе и опускаются на землю.

2.2 Эксперимент по определению кислотности снега

Для данного эксперимента мне понадобились все те же пробы снега. А также лакмусовая бумага, чтобы определить кислотность снега. (Приложение 4 рис.2) В каждый образец снега я опустил лакмусовую бумажку и сравнил результат со шкалой PH. Снег около школы имеет PH=5.8, в центре города=5, в лесу=6.4. Из этого я делаю вывод что наиболее снег загрязнен в центре города, на этот снег попадают оксиды серы и азота, и поэтому снег показывает кислотную реакцию. Во дворе школы снег чуть менее загрязнен и мы видим не такую яркую реакцию на лакмусовой бумаге, а за городом снег самый чистый.

2.3 Эксперимент по обнаружению свинца в снеге

Данный эксперимент мне помогла провести учитель химии. (Приложение 5 рис. 1,2,3) Я взял 5 мл талой воды каждого образца и добавил туда немного йодида калия (Kl) и уксусной кислоты (СН3СООН). Далее нагрел содержимое пробирки до полного растворения ранее выпавшего желтого осадка. А затем это содержимое охладил под краном. В результате мы увидели осадок в виде золотистых кристаллов. Это и есть свинец. В результате данного опыта свинец был обнаружен в образце под номером 2.

Как мне пояснила учитель химии, все то же огромное количество выхлопных газов и способствуют наличию свинца в растаявшем снеге.

Заключение

Я исследовал снег на содержание разных токсических веществ и других посторонних примесей и выяснил что снег действительно является индикатором чистоты воздуха. Ежедневно на наши головы постоянно падает несколько килограмм загрязняющих веществ. Это пыль, сажа, зола, пары, дым. Многие вещества вступают в атмосфере в различные реакции между собой, образуя новые токсичные соединения.

Загрязнение воздуха часто отрицательно сказывается на состоянии здоровья людей. Так же негативно влияет на развитие растений и животных, которые могут служить биоиндикатором чистоты окружающей среды.

Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, которые поступают в атмосферу – это вредные вещества, которые выбрасываются промышленными предприятиями, реагенты, которыми посыпают дорогу при гололеде, автомобильные выхлопы и многое другое.

В связи с этим, снег обладает рядом свойств, которые делают его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения почвы или воды.

В ходе данной исследовательской работы, мне удалось достигнуть поставленной цели. Я считаю, что выдвинутая мной гипотеза полностью подтверждена.

Список использованных источников:

  1. Еремин В. В. «Химия 10 класс учебник». – Просвещение, 2021г

  2. Марьинский В. В. «Экология». – Москва, 2021г

  3. Мотылева Э. И. «Большая книга экспериментов». – Москва, 2014г.

  4. Википедия. https://ru.wikipedia.org/wiki/Снег

  5. Отравление свинцом. Интернет-ресурс: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/lead-poisoning-and-health

  6. Гигиеническое воспитание и обучение. https://www.cge48.ru/gigienicheskoe-vospitanie-i-obuchenie/informaciya-dlya-naseleniya/benzapiren_-chto-eto_-otkuda-i-stoit-li-ego-boyatsya.htm

  7. Бензапирен в почве. Интернет – ресурс: https://nortest.pro/stati/pochva/benzapiren-v-pochve.html

  8. Экология Иркутска. https://ru.wikipedia.org/wiki/Экология_Иркутска

П риложение 1

Рисунок 1

Рисунок 1 Рисунок 2

Рисунок 4

Приложение 2

Рисунок 1

Рисунок 2 Рисунок 3

Рисунок 4 Рисунок 5

Приложение 3

Рисунок 1 Рисунок 2

Рисунок 3

Приложение 4

Рисунок 1

Рисунок 2

Приложение 5

Рисунок 1 Рисунок 2

Рисунок 3

Просмотров работы: 25