III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СЕЛА УНЕР
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Состояние окружающей среды обычно оценивается по состоянию отдельных ее составляющих: атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв и растительного покрова, здоровья горожан. Наиболее динамичной и поэтому наиболее сложной для анализа является атмосфера, которая оказывает существенное влияние на состояние всех компонентов экосистемы.
Одним из видов загрязнения является загрязнение атмосферы, атмосферные же осадки привносят все загрязнения в почву и водную среду. О наличии загрязняющих веществ можно судить по уровню и составу загрязнения снега. Атмосфера, являясь одним из основных компонентов биосферы, оказывает интенсивное и разностороннее воздействие на гидросферу, геологическую среду, почвенный покров, здания, сооружения, другие техногенные объекты, а также на биоту в целом и на человека в частности. Поэтому охрана атмосферного воздуха представляет собой приоритетную экологическую проблему, которой уделяется пристальное внимание во всех развитых странах. Активное воздействие атмосферы на наземные экосистемы и гидросферу проявляется через атмосферные осадки в виде дождя и снега. [1]
Снег - один из наиболее информативных и удобных индикаторов загрязнения атмосферы. Снежный покров, обладая кумулятивным эффектом, позволяет получать реальную суммарную величину выпадений загрязняющих веществ, отражающую уровень загрязнения приземных слоёв атмосферы. Анализ качества снежного покрова позволяет проследить пространственное распределение загрязняющих веществ по территории и получить достоверную картину зон влияния конкретных промышленных предприятий и других объектов на состояние окружающей среды. [7]
Данную тему мы выбрали, потому что в настоящее время в современном мире, в том числе в нашем селе, есть проблема загрязнения окружающей среды, в частности воздуха.
Цель работы: изучить степень загрязнения снежного покрова на разных участках территории села и выявить влияние талой воды на рост растений методом биотестирования.
Задачи:
1. Изучить литературу о загрязнении воздуха и снежного покрова;
2. Определить загрязнённость воздуха на исследуемых участках по снежному покрову путем химического анализа и методом биотестирования проб снега.
Сроки проведения исследования: ноябрь-декабрь.
Гипотеза: я полагаю, что в нашем селе в целом атмосфера благоприятная, но из-за расположенного недалеко химического предприятия и угольного разреза вредные вещества оседают на снежном покрове, что оказывает неблагоприятное влияние на растительность.
Основная частьИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СНЕГОВОГО ПОКРОВА
Основными источниками загрязнения снегового покрова являются автомобильный транспорт, промышленность и жизнедеятельность человека. Автомобильный транспорт оказывает комплексное влияние на снеговой покров. В качестве основных продуктов-загрязнителей, поступающих от автомобильного транспорта, можно выделить: продукты сгорания топлива, протечки горюче-смазочных материалов (ГСМ) и постоянное поддержание в воздухе дорожной пыли. Выхлопные и отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания выбрасывают в воздушный бассейн более 70% оксидов углерода и углеводородов (бензолы, формальдегиды, бенз(а)пирен), около 55 % оксидов азота, до 5,5 процента воды, а также сажу (тяжелые металлы), гарь, копоть и т.д. [6]
Из-за большого числа автомобилей и при недостатке мер по уборке загрязнений, проезжая часть представляет собой аккумулятор всех загрязнителей, переносимых автомобилями. Так же, из-за постоянной физической нагрузки, проезжая часть не замерзает, что делает перемещение и поднятие в атмосферу загрязнений легче, что, разумеется, сказывается на прилегающем снежном покрове.
Бытовые отходы так же загрязняют снежный покров. Наибольшее загрязнение наблюдается вокруг жилых домов, мест скопления людей.
1.2.ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ
Проблема загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами становится все более актуальной. К тяжелым металлам относится большая группа химических элементов, имеющих плотность больше 5г/см3 и относительную атомную массу более 40, среди которых свинец, никель, кадмий, цинк, железо и др. Тяжелые металлы - биологически активные металлы. Тяжелые металлы относятся к загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Термин "тяжелые металлы", характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в настоящее время значительное распространение. Пристальное внимание тяжелым металлам в окружающей среде стало уделяться, когда выяснилось, что они могут вызывать тяжелые заболевания.Тяжелые металлы, как известно, в малых количествах являются постоянной, необходимой составной частью как растений, так и других живых организмов. Но накопление тяжелых металлов в больших количествах может привести к существенному изменению состояния растения. Например, к снижению биопродуктивности, к увяданию надземной части растения, повреждению его корневой системы или к изменению водного баланса и т д. Причиной накопления большого количества металлов является загрязнения окружающей среды. В результате загрязнений в почве накапливаются соединения тяжелых металлов, которые, при частичном переходе в растворимую форму, поступают в корневую систему растений. Ионы тяжелых металлов не подвержены биохимическому разложению и могут образовывать летучие газообразные и высокотоксичные металлоорганические соединения. Из этого следует, что они очень легко могут загрязнять окружающую среду, не имея при этом ни вкуса, ни запаха, ни цвета. Свинец и его соединения, особенно органические, весьма токсичны. Токсическое действие свинца связано с тем, что он образует связи с большим числом анионов. Соединения свинца влияют на синтез белка, (нарушает синтез гемоглобина) энергетический баланс клетки (дыхание) и ее генетический аппарат (вызывает мутации). Свинец снижает урожайность растений, подавляет процесс фотосинтеза, препятствует поступлению некоторых микроэлементов в организм. Внешние признаки: появление тёмно-зелёных листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва.[9]
Не все тяжелые металлы являются токсичными. Например, железо является биогенным элементом, т.е. он входит в состав ферментных систем, поэтому их ПДК значительно выше, чем у небиогенных, к которым относится свинец. Железо попадает в питьевую воду не только в природных условиях, но и в результате коррозии аппаратов и трубопроводов, которую вызывают особые микроорганизмы - железобактерии. Они поселяются на металлических поверхностях и используют реакцию окисления железа в качестве источника энергии, поддерживающего процессы их жизнедеятельности.[1]
Наличие железа в питьевой воде ухудшает ее вкус и запах, окрашивает воду в коричневатый цвет. При регулярном употреблении такой воды возрастает опасность различных заболеваний внутренних органов – в первую очередь печени и почек. Кроме того, избыточное количество железа неблагоприятно воздействует на кожу человека, влияет на морфологический состав крови, может быть причиной возникновения аллергических реакций, а также способствует накоплению осадка в системе водоотведения. [8]
Практическая часть.Учебный эксперимент №1 «Проверка снега на кислотность и мутность в разных участках села Унер»
На протяжении двух месяцев по мере выпадения осадков на территории села Унер брались заборы снега. Талуюводу использовать для химического анализа проб. Изучить кислотность талой воды. Сделать выводы по результатам исследований.
Участки забора снега:
№1 Лес 4 км от села Унер;
№2 ул. Школьная;
№3 ул. Советская;
№4 ул. Партизанская.
Таблица №1 Проверка на мутность и кислотность талой воды
|
Место |
Кислотность pH |
Мутность |
|
1 |
4 |
10 |
|
2 |
9 |
269,2 |
|
3 |
7 |
86,7 |
|
4 |
5 |
13 |
|
Рис. 1 проверка на кислотность талой воды |
Рис 2, 3. Проверка на мутность талой воды с помощью аппарата «Лабдиск» |
|
Ход работы:
1. Определить участки для исследования проб снега.2. В ноябре осуществить отбор проб снега на исследуемых участках, в зависимости от удаленности от проезжей части автострады с интенсивным движением.
3. Растопить снег. Талую воду использовать для химического анализа проб. Изучить кислотность талой воды. Сделать выводы по результатам исследований.
Для определения pH мы использовали индикаторную бумажку (универсальный индикатор). При проведения опыта отлили по 10мл фильтрата из каждой пробы. Опустили в каждую пробирку универсальный индикатор и определили кислотность фильтрата. Сравнили окраску индикатора со шкалой универсального индикатора.
Вывод: на участках №2,3,4 снег загрязнен выбросами автотранспорта и продуктами переработки древесины (оксидами серы), поэтому он приобретает кислотную реакцию (рН=5-9). На участке №1 снег чистый, среда нейтральная.
Учебный эксперимент № 2
Талую воду использовать для биотестирования проб на токсичность. На смоченную талой водой фильтровальную бумагу в чашки Петри или блюдца поместить семена пшеницы. Рис. 4. В качестве контроля использовать фильтрованную и родниковую воду.
Рис. 4 Пробы для биотестирования
Ход работы:
1. Талую воду использовать для биотестирования проб на токсичность.
2. В ходе наблюдения за проростками учитывать количество проращенных семян, процент всхожести семян, с помощью миллиметровой линейки измерять общую суммарную длину корней проростков в каждой пробе.
6. В течение 8-10 дней вести наблюдения за проростками, результаты занести в таблицу. 7. Результаты эксперимента отобразить в таблицах и диаграммах. Сделать выводы о степени загрязнения снежного покрова на исследуемых участках, влиянии токсичности снега на развитие проростков растений – индикаторов.
Исследование общей химической токсичности снега методом биотестирования.
Для исследования использовали растаявший снег и в качестве контрольных образцов использовали фильтрованную воду, не содержащую токсические вещества. Растения выращивали в лабораторных условиях при температуре 20 – 22°С, естественном освещении в течение 10 дней. Почти все семена проросли на 3-4 день во всех пробах, меньший процент всхожести наблюдался в пробах №2 и №3. Рис.5
В ходе дальнейшего проращивания более мелкие, быстро желтеющие листья наблюдались в пробе №2. Через 6 дней наблюдалось опадение зародышевых листьев. На 10 день: боковые корни плохо развиты у проростков в пробах №2,3 часть растений в данных пробах погибли. В пробе №1 Рис.6. корневая система развивается хорошо. Количество развитых листьев одинаково у контрольных и опытных проростков.
Способность противостоять воздействию тяжелых металлов связана с активизацией у растений защитно-приспособительных комплексов.
Избыток ионов хлора, наличие сульфат – ионов, кислотность воды влияют на рост и развитие растений. Растения растут медленнее, хуже развиваются, быстрее погибают.
|
Рис. 5. Проба № 2 и 3 |
Рис. 6. Проба № 1 |
При проведении работы было исследовано 4 проб снежного покрова и 2 контрольные пробы воды (родниковая и вода из школьного бытового фильтра).
Проанализированы литературные источники, статьи сети Интернет по данной теме.
Для подтверждения гипотезы были изучено влияние загрязнителей, содержащихся в снежном покрове, на всхожесть семян и скорость роста проростков кресс-салата.
Исследуя общую химическую токсичность различных проб талого снега, было выяснено, что снег действительно является индикатором чистоты воздуха.
Основываясь на результатах биотестирования, можно утверждать, что в целом атмосфера в селе хорошая. Загрязнения наблюдаются возле автодороги и территории вокруг отопительного комплекса, где выбрасывается достаточно большое количество щелочи.
Список используемых источников.1.Артемов А.В. Сравнительный анализ антропогенного загрязнения снежного покрова и гидросферы урбанизированных ландшафтов. //Экология человека – 2003 г. - № 4. – с. 35
2.Гринпис в России. Гринтим. Руководство к действию. М., АО МДС, Юнисам, 1995г.
3.Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум. – М.: Гуманит. Изд.центр ВЛАДОС, 2001.- 112 с.:ил.
4. Федорова М.З., Кучменко В.С., Воронина Г.А. Экология человека: культура здоровья. – М.: Вентана-Граф, 2007 г.
5.Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000г.
6.Экология 7-8 классы. Практикум. /авт. Н.А. Степанчук. – Волгоград: Изд-во «Учитель», 2008 г.
7.Экология Москвы и устойчивое развитие: Уч. пособие для 10-11 кл. – М.: МИОО, Интеллект-Центр, 2008 г.
8.Экологический мониторинг / под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: Академический проект, 2006г. – 416с.
9. Лескова О.А., Якимова Е.П., Влияние катионов железа и свинца на рост и развитие растений. Сборник научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2006 год, Том 3, выпуск 4), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н.
10.http://tk-online.ru/category/ekologiya.
12.http://www.o8ode.ru/article/answer/talaya/sneg.htm