V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Оценка экологического состояния микрорайона города Калуги при помощи сосулек

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кузнецов И.Р. 1

---

1МБОУ "СОШ №7 г. Калуги"

Андрейчук О.Ю. 1

---

1МБОУ "СОШ №7 г. Калуги"

Работа в формате PDF

915.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Заканчивается зима. Выглянуло долгожданное солнышко. Наш город засиял искрящимися кристаллами снега. Не смотря на то, что температура воздуха не поднимается выше ноля градусов, с крыш побежали маленькие ручейки.

Капелька за капелькой они превращаются в блестящие сосульки. Как будто

зима подшучивает над нами и дразня развесила на крыши домов сказочные леденцы. Они такие красивые и яркие, что так и просятся к нам в рот. Но родители нас предупреждают, что сосульки вредны и опасны. Может они лукавят? Родителям свойственно преувеличивать опасности.

Для того чтобы выяснить ситуацию мы провели анкетирование среди взрослых и школьников МБОУ СОШ №7 . Из 53 опрошенных все хоть раз в жизни пробовали сосульки, 49 респондентов знают, что вредны и они опасны. В чем заключается вредность сосулек, все 100% ответили, что можно заболеть, но из числа опрошенных заболели лишь два ученика, взрослые же вообще не припомнили случаи того, что болели после употребления сосулек. Результаты анкетирования нас запутали совсем. Вопросов возникло еще больше, чем было. Ответить на них мы и попытаемся в исследовательском проекте.

Гипотеза исследования: если изучить состав ледяных сосулек, то можно узнать о состоянии окружающей среды.

Предмет исследования: ледяные сосульки нашего города.

Объект исследования: состав ледяных сосулек.

Цель исследования – изучить состав сосулек, как индикатора состояния окружающей среды микрорайона «Сосновая роща» города Калуги.

Задачи:

1. Провести интервьюирование обучающихся и родителей МБОУ СОШ № 7 г. Калуги.

2. Составить тезаурус понятия «сосулька».

3. Опытным путем определить состав ледяных сосулек.

4. Сделать вывод о состоянии окружающей среды нашего микрорайона по составу сосулек.5. Провести классный час «Почему сосульки вредные?», на котором познакомить учащихся 6 «А» класса с результатами исследования.6. Выпустить и распространить листовки «Осторожно! Сосулька!».

Методы исследования:

Наблюдение

Интервьюирование

Эксперимент

Анализ

Время проведения исследования:январь 2017 г. - март 2018 г.

Социологический опрос

Опрос проводился в 4 «Б» классе , где на момент опроса присутствовало 19 учеников.

На мой вопрос «Пробовали ли они сосульки?» :

15 школьников ответили утвердительно,

4 дали отрицательный ответ.

На вопрос «Почему не пробовали?» школьники ответили:

«ругают» - 4 человека ,

« сосульки содержат грязь» - 4 человека,

« в сосульках есть микробы» - 2 человека;

« можно заболеть» - 2 человека.

Не смотря на то, что в 4 классе большинство школьников пробовали сосульки, все же отмечено, что они вредны.

На вопрос почему?

Лишь 3 из опрошенных могли дать краткое пояснение,

8 школьников считают, что по сосулькам нельзя оценить состояние

окружающей среды нашего микрорайона,

4 человека затруднились с ответом,

7 человек не исключают возможность, что сосульки могут быть индикатором окружающей среды.

Из 34 опрошенных взрослых все 100% пробовали сосульки в детстве. Причины этому были различны от простого любопытства до жажды.

На вопрос «Пробуете ли Вы сейчас сосульки?»

Все так же однозначно сказали «Нет»(100%).

А вот на вопрос:«Почему?»

Наши родители и учителя ответили:

Что стали большими (взрослыми) – 21 человек,

Стали умнее – 8 человек,

Знаем о вредных микробах – 5 человек . На вопрос «Можно ли сосульки использовать как индикатор окружающей

среды?»:

Большинство взрослых не задумывались над этим вопросом - 17 человек,

Вопрос интересный – 5 человек,

Скорее всего ,да - 5 человек

Смогли пояснить предположительное влияние окружающей среды на состав сосулек- 5 человек.Вывод. Этот опрос показал, что почти все хоть раз в жизни пробовали сосать или грызть ледяные сосульки. Большая часть из опрошенных взрослых не задавалась вопросом «Можно ли по составу сосулек оценить состояние окружающей среды?». В результате опроса мы подтвердили актуальность и новизну нашего исследования.

Глава 1.Что такое сосулька?

На английском языке(icicle) , а на русском сосулька. [1] Что же это такое? Почему она так называется? За ответом на эти вопрос мы отправились в школьную библиотеку. Изучив различные словари и справочники мы составили тезаурус понятия «сосулька» (приложение 1).

Тезаурус – это систематизированный набор данных о какой-нибудь области знаний. Совокупность терминов, описывающих данную предметную область.

Сосу́лька — ледяной сталактит (реже — висячая наледь), который образуется у краёв нависающих предметов, на скальных выступах, береговых обрывах, проводах, ветвях деревьев и т. д., а также в подземных полостях горных пород при послойном намораживании медленно стекающей или капающей воды. Сосульки обычно имеют конусообразную форму с вершиной диаметром несколько миллиметров внизу. Строение сосулек сходно со строением градин.

При выпадении снега с дождём часто образуются так называемые снежные сосульки (сталактиты), имеющие концентрическую слоистость, которая обычно нарушается агрегатами вмёрзших снежных кристаллов. Слившиеся сосульки могут образовывать гирлянды достаточно протяжённой формы и причудливых очертаний.

Образование сосулек

Сосульки образуются при низких (отрицательных по шкале Цельсия) температурах, обычно — несколько градусов ниже нуля, и при поступлении воды. Вода может, например, стекать с крыши дома, где снег тает под воздействием солнечных лучей или тепла с чердачных помещений. Талая вода под воздействием силы тяжести стекает вниз, и, благодаря холодному окружающему воздуху, замерзает. Вследствие такого намерзания воды размер сосульки увеличивается. Если сила тяжести, действующая на сосульку, в результате роста массы сосульки превысит предел прочности льда в точке начала роста, то сосулька обрушивается. При прекращении поступления талой воды рост сосульки останавливается, а при температуре выше нуля происходит уменьшение размеров и массы сосульки за счёт таяния. При температуре ниже нуля сосульки хотя и медленнее, но также уменьшаются в результате сублимации (испарения льда).

Ущерб, наносимый сосульками.

Образование сосулек на козырьках, карнизах зданий и проводах представляет собой серьёзную проблему для городского хозяйства и энергетики.

Падающие с крыш зданий сосульки нередко причиняют травмы прохожим, а иногда приводят и к летальным исходам. Под тяжестью сосулек могут обрываться электропровода, ломаться конструкции зданий и сооружений.

Образовавшиеся ледовые наросты могут создавать запруды на кровлях, приводя к их протечке. Причём протечки происходят на уровне внешних стен, приводят к их намоканию и ускоренному разрушению в результате замораживания и эрозии. Протечки же, достигающие отапливаемого помещения, часто приводят к росту опасных для человеческого организма грибов и микроорганизмов.

Дети, особенно маленькие, иногда лижут сосульки («сосут»; предположительно, от этого и произошло их название). Это приводит к переохлаждению полости рта, что может вызвать простудные заболевания и повреждение зубной эмали.

Борьба с сосульками.

Существуют различные методы и технологии борьбы с сосульками: Фактические, удаляющие образующиеся на свесах кровли сосульки и наледи:

механический;

с помощью перегретого пара;

электроимпульсный;

ультразвуковой;

лазерный;

Профилактические (содержание холодных чердаков в соответствующем тепловом состоянии), препятствующие образованию наледи и сосулек:

теплоизоляция чердаков и кровель эковатой;

достаточно теплоизолированная верхняя разводка отопления;

герметичная вентиляция здания;

реконструкция кровель и водостоков;

применение антиобледенительных покрытий кровель;

оборудование края кровли т. н. «капельниками», форма которых не позволяет удерживать сосульки какой-либо значительной массы;

плотно закрытые входные двери на чердак,

отсутствие иных источников тепла (например, встречается оконечивание канализации в чердаках),

и особенно часто нарушаемое условие — слуховые окна и иные продухи должны проветривать чердак и быть прикрытыми лишь решёткой от осадков и птиц.

также нагрев кромок кровель и водостоков (электрический, водяной, паровой, воздушный);

Для тёплых чердаков (мансард) очень важна грамотно выполненная теплоизоляция кровли. Теплоизоляцию кровли в исключительных случаях (при невозможности решить проблему вышеуказанными мерами) можно выполнить и в холодном чердаке.

Одной из важных и довольно простых мер по удалению сосулек является своевременное сбитие их дворниками, промышленными альпинистами или другими сотрудниками жилищно-коммунальных хозяйств. Более современный способ борьбы с образованием сосулек и обледенением крыш — конструирование крыш с подогревом, применение кабельных противообледенительных систем (КПО).

Однако при устранении возможности образования сосулек остаётся и усугубляется другая, хотя и не столь серьёзная для кровли и проходящих людей опасность — лавинообразное схождение снега. Чтобы предотвратить падение снега, не стоит забывать и про снегозадержание.

В нашей местности мы можем наблюдать за сосульками, состоящими из воды.

Глава 2. Особенности города Калуги.

Калу́га — город в Российской Федерации, административный центр Калужской области. Расположен на берегах реки Оки и на её притоках — реках Яченка, Терепец, Калужка, Киёвка, в 160 км к юго-западу от центра города Москвы, в 80 км от новых границ города Москвы.

Железнодорожные станции: Калуга-1 и Калуга-2. «Международный аэропорт Калуга» (был открыт после реконструкции летом 2015 года).

Географическое положение.

Калуга расположена на Среднерусской возвышенности, на обоих берегах Оки, в европейской части России. Самый крупный водоём города Яченское водохранилище. Калуга находится в 88 км к юго-западу от Троицкого административного округа города Москвы, в 161 км от МКАД и примерно в 100 километрах западнее Тулы.

Климат - умеренного пояса континентальной области. Этот регион подвержен воздействию западного переноса воздушных масс, в теплый период приводящего к выпадению осадков и понижению температур воздуха, а в холодный - к оттепелям и интенсивным снегопадам. Зима совпадает с календарной. Господствующей воздушной массой в зимний период является континентальный воздух умеренных широт. С ним связана облачная умеренно морозная погода. Морской воздух умеренных широт приносится зимой западными и юго-западными циклонами. С приходом циклонов наступают потепления, приводящие к оттепелям, выпадают осадки, возрастает облачность, усиливаются ветры. Третьей воздушной массой, формирующей погоду зимой, является арктический воздух. Проникновение арктического воздуха наблюдается в тылу циклонических серий, развивающихся на арктическом фронте. С вторжением арктического воздуха устанавливается обычно ясная, тихая, безоблачная и морозная погода.

Среднемесячная температура воздуха наиболее холодного месяца (января) –10.1°C. Весна приходит в середине марта и длится до конца мая. В этот период отмечается наибольшее количество ясных дней и меньше всего выпадающих осадков в сравнении с остальными сезонами года – менее 17% от годовой нормы. В летний период перенос воздушных масс значительно сокращается, и главную роль приобретают процессы трансформации воздушных масс. Преобладающей воздушной массой, как и в зимний период, остается континентальный воздух умеренных широт. Среднемесячные температуры воздуха меняются от +15.8°C в июне до +17.5°C в июле. В летний период также возможны вторжения арктического и тропического воздуха. Арктически воздух, однако, в летнее время не приносит значительных похолоданий, а с приходом тропического воздуха обычно устанавливается жаркая и сухая погода.Осень отличается переменчивой погодой: то солнечной и теплой, то дождливой и промозглой.За год выпадает около 630 мм осадков, из которых 36% приходится на летние месяцы. Самый дождливый - июль, самый сухой - февраль. Однако от года к году эти величины могут меняться: годовые суммы осадков могут составлять от 360 до 1000 мм.В течение года преобладают южный и юго-западный ветры. Летом наиболее часто отмечается ветер северо-западного направления, зимой – южного. Средняя скорость ветра на территории области за год 3-4 м/с. Под воздействием основных факторов формирования климата и отепляющего воздействия р. Оки, город создает свой особый микроклимат, немного отличающийся от окружающей его местности. Однако, в отличие от крупнейших городов России, это влияние не столь значительно.

Вывод:

Климат умеренно-континентальный, зима снежная и умеренно-холодная, лето тёплое и дождливое.

Глава 3. Ледяная бахрома разукрасила дома

Из средств массовой информации мы узнали, что каждую весну ледяные сосульки превращаются в катастрофу для жителей городов и посёлков и с ними ведутся настоящие бои. Так стоит посмотреть на здание нашей школы, сосульки нависают огромными глыбами, сотрудники обслуживающие здание ежедневно проводят с ними борьбу, но климатические и температурные особенности выигрывают в этой борьбе. Не только наша школа, но и многие здания нашего микрорайона страдают от этой проблемы. В нашем микрорайоне больше всего сосулек обнаружено на здании больницы по улице Социалистическая. Кроме того именно там они оказались и самыми большими (приложение 2). Весна, это то время года, когда сосульки имеются на каждой крыше. Поэтому нам не составило труда принести их для дальнейшего изучения.

Мы провели сравнительный анализ сосулек, собранных с различных зданий нашего микрорайона. Результаты представлены в таблице 1 (приложение 2)

Вывод. Наше исследование показало, что сосульки-гиганты вырастают и в нашей местности. Как видно из таблицы, чем больше сосулька, тем она тяжелее. Такие сосульки долго не могут удержаться на карнизах и падают, разбиваясь на мелкие осколки. Это явление очень опасно для жизни человека.

Глава 4. Из чего же, из чего же, из чего же сделаны наши сосульки?

Не смотря на то, что мы узнали, что сосульки опасны и могут нанести увечья человеку, нам надо было выяснить главный вопрос «Можно ли по сосулькам определить состояние окружающей среды нашего микрорайона?» Чтобы получить ответ на этот вопрос мы решили провести нехитрый опыт. Мы поместили их стеклянную посуда и подождали пока они практически полностью растаяли. Каково же было наше удивление, когда мы увидели, что вода, из которой состояла красивая, сверкающая сосулька была грязная. Все образцы сосулек были сравнены с эталоном питьевой водой. Результаты органолептического анализа воды из растаявших сосулек представлены в таблице 2 (приложение 2).

Из литературных источников мы узнали, что в замёрзшей воде болезнетворные микробы жить не могут! [1] Мы провели исследование образцов воды от растаявшей сосульки под лупой.

Рассмотрев сосульки, мы обнаружили, во всех образцах присутствуют различные включения. В образце №1 невооруженным глазом они не видны, но под лупой мы увидели мелкие пылинки и волосинки. В образце №2 хорошо просматривались включения сажи и песка. Образец №3 был самым грязным, в нем было очень много кусочков древесины, сажи, смолы, копоти и грязи. Образец источал запах горюче-смазочных материалов.

Как оказалось, в каждой из сосулек есть примеси. Больше всего примесей обнаружено в образце под номером три. Эту сосульку мы сняли с крыши дома № 230 по улице Московской. И не удивительно, дом расположен на перекрестке дорог, здесь рядом находятся гаражи и по всей видимости это повлияло на чистоту снега на крыше дома.

Самая чистая была сосулька под номером один. Её взяли со здания № 7 по ул. Литейной. Дом расположен там, где транспорт бывает реже и снег на крышах чище. Но тем не менее примеси все же присутствуют.

Все образцы сосулек не пригодны для употребления в пищу. Следовательно, все сосульки показывают, что в окружающей среде нашего микрорайона имеются различные примеси, которые попадают и накапливаются в снеге на крышах. Сосульки, которые формируются рядом с дорогами, впитывают в себя выхлопные газы от автомобилей, соли тяжелых металлов. Сосульки на крышах домов у котельной собирают крупную угольную пыль, продукты горения – различные смолы и сажу, а значит, являются очень опасными для здоровья человека.

Вывод

В ходе исследования выяснили, что состав сосулек зависит от того, где она сформировалась, находится ли она рядом с автомобильной трассой или же котельной. Сосульки образуются из таявшего снега, который накапливает в себе различные примеси из окружающей среды, в том числе сажа, копоть, продукты сгорания горюче-смазочных материалов выхлопных газов. А это значит, что сосульки могут быть использованы в качестве индикатора при определении состояния окружающей среды. Сосульки микрорайона «Сосновая роща» г. Калуга показали, что в окружающей среде содержатся вредные вещества, но какие и на сколько мы изучим в следующем проекте. Гипотеза доказана.

В ходе изучения сосулек мыпровели классный час «Внимание! Сосулька!» По результатам нашего исследования выпустили листовки «Осторожно! Сосулька»

Список использованная литература и интернет-ресурсы:

Большая энциклопедия школьника. Под редакцией Аксёновой М.Д. – М: «Аванта+», 2012г.

http://www.slovopedia.com/15/209/1587892.html

http://tolkslovar.ru/k1582.html

Приложение 1.

Тезаурус понятия «СОСУЛЬКА»

Сосу́лька — это ледяной сталактит (реже — висячая наледь), который образуется у краёв нависающих предметов, на скальных выступах, береговых обрывах, проводах, ветвях деревьев и т. д., а также в подземных полостях горных пород при послойном намораживании медленно стекающей или капающей воды[1].

СОСУЛЯ

От глаг. сосать образованы: с суф. -ул-я (как ходуля) известное в диал. слово сосуля «то, что можно сосать», давшее с уменьш. суф. –ык-а слово сосулька – диал. «соска», литерат. «обледенение в виде стержня». [1]

СОСУЛЬКА

Сосулька, -и, ж. Обледеневшая при стоке жидкость в виде заострённой палочки. Ледяная с.

Приложение 2

Таблица 1

Таблица 2

Приложение 3.

Шкала для определения цвета воды

Шкала для определения интенсивности запаха воды

Приложение 4

Краткий словарь экологических терминов использованных в работе

Антропогенные факторы - влияние деятельности человека на окружающую среду

Загрязнённость – это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды.

Мониторинг - система регулярных наблюдений, проводимых поопределённой программе.

Тяжелые металлы – группа химических элементов, имеющих плотность 5 г/см3. Существует группа металлов, за которыми закрепилось только одно определение – «тяжелые» в смысле «токсичные». К ним относятся ртуть (Hg), кадмий (Cd), свинец (Pb), таллий (TL) и некоторые другие элементы.

Фактор - условие, влияющее на состояние окружающей среды.