VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Введение

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды, а его загрязнение – отрицательным фактором воздействия на человека и окружающую среду. Уровень загрязнения атмосферного воздуха связан с воздействием на него загрязняющих веществ, поступающих от источников выбросов вредных веществ промышленных предприятий, выбросов автотранспорта, а также процессов жизнедеятельности человека^[10].

Здоровье населения зависит от многих факторов и в первую очередь от социально-экономических условий, генетической предрасположенности, состояния окружающей среды. Состояние окружающей среды является основным фактором, определяющим здоровье человека. Им обусловлены, по данным Всемирной организации здравоохранения, 30% заболеваний.

В столице республики Коми основными источниками загрязнения атмосферы являются предприятия лесопромышленного производства, индустрии и выхлопы транспорта. Загрязнение атмосферы от стационарных источников создается, в основном, предприятиями лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Актуальность: на сегодняшний день крайне высока динамика темпа роста промышленного производства и городского автопарка, следовательно – и объёмов вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Исходя из этого, необходимы действия для выяснения возможных и предпринимаемых мер улучшения экологической обстановки.

Гипотеза: мы считаем, что качество воздуха и осадков в нашем городе отрицательно влияет на здоровье его жителей.

Цель: изучение влияния атмосферных осадков и воздуха г. Сыктывкара на живые объекты.

Задачи:

создать банк данных мониторинга химического состава атмосферного воздуха и осадков, выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями за период 1996-2015 г. по данным ежегодников, обзоров, статистических данных и первичных материалов;

провести измерения количества выбросов в атмосферу основных загрязняющих веществ от автотранспорта на улицах города в разное время года;

провести социологический опрос (анкетирование) об отношении жителей к экологической обстановке в г. Сыктывкаре;

выполнить биотестирование водной среды (талого снега) с использованием дафний.

Объект исследования: влияние атмосферного воздуха и осадков г. Сыктывкара на здоровье людей.

Предмет исследования: химический состав атмосферного воздуха и осадков.

Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что их можно использовать как на уроках химии, экологии, биологии, так и в качестве материалов для проведения классных часов и родительских собраний по улучшению состояния окружающей среды, а также для рекомендации к применению администрацией и населением города Сыктывкара результатов проведённого исследования.

Глава 1. Теоретические основы изучения химического состава атмосферного воздуха и осадков и их влияния на здоровье жителей г. Сыктывкара

1.1. Цель ведения статистики выброса вредных веществ

Одним из основных факторов, распространяющих вредные вещества в окружающей среде, являются атмосферные осадки. Это вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся непосредственно из воздуха на поверхность Земли. К ним относятся: дождь, град, снег, роса, туман, изморозь, иней.^[1]

Опасность загрязнения атмосферы — не только в том, что в чистый воздух попадают вредные вещества, губительные для живых организмов, но и в вызываемом загрязнениями изменении климата Земли.

В атмосфере нарастает концентрация двуокиси углерода, разрушается озоновый слой Земли, выпадают кислотные дожди, наносящие вред всему живому, потеря видов живых существ, снижение плодородия земли подрывает усилия, направленные на то, чтобы накормить голодных, вода отравлена, а лесной покров Земли становится все меньше.^[12]

Именно во избежание таких последствий необходимо постоянно вести наблюдение и выполнять статистический анализ химического состава воздуха и атмосферных осадков. Только так можно, в сравнении нынешнего периода времени с другими, вовремя заметить серьёзное ухудшение экологической ситуации и предупредить возможную экологическую катастрофу.

1.2. Состояние экологической обстановки в Сыктывкаре по сравнению со средним состоянием по России

По данным Государственного доклада о состоянии окружающей природной среды Республики Коми, продолжается загрязнение окружающей среды города и состояние окружающей среды г.Сыктывкара на протяжении последних лет остается неблагополучным. Более 80% всего населения г. Сыктывкара подвержено негативному влиянию атмосферного воздуха, практически все население употребляет для хозяйственно-питьевых целей недоброкачественную питьевую воду. Основным источником загрязнения атмосферного воздуха города Сыктывкара является АО “Монди СЛПК”, АЭК “Комиэнерго”, авиационный, железнодорожный и автомобильный транспорт.^[19]

Сыктывкар фигурирует в числе 58 городов страны, где отмечались случаи концентрации вредных веществ в воздушном бассейне свыше 10 ПДК (предельно допустимая концентрация).^[19]

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха городов Республики Коми являются все виды транспорта, предприятия теплоэнергетики, добычи угля, нефти и газа, нефте- и газоперерабатывающие заводы, предприятия лесопереработки, стройиндустрия. В целом экологическая обстановка в Республике Коми в 2015 г. оценивается как удовлетворительная. Наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят добывающая отрасль, предприятия тепло- и электроэнергетики и обрабатывающие производства.

Повышенное содержание в атмосферном воздухе загрязняющих веществ оказывает влияние на рост заболеваемости органов дыхания, глаз, кроветворных органов, крови, иммунной, сердечно-сосудистой, нервной, мочеполовой систем, системы пищеварения, процессов развития, а также вызывает онкопатологии. Данные патологии занимают высокие рейтинговые позиции в структуре общей заболеваемости взрослого населения республики.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что вопрос изучения и мониторинга окружающей среды является актуальным для г. Сыктывкара.

1.3. Влияние атмосферного воздуха и осадков на здоровье человека

По данным Государственного доклада о состоянии окружающей среды Республики Коми за 2015г., в г. Сыктывкар статистические данные о загрязнении атмосферного воздуха коррелируют с показателями заболеваемости населения. Ретроспективный анализ данных заболеваемости среди жителей республики показывает, что в структуре первичной заболеваемости (по совокупности всех возрастных групп населения) болезни органов дыхания ежегодно занимают первую рейтинговую позицию (до 46 %). В 2015 г. наиболее высокий уровень первичной заболеваемости органов дыхания среди городского населения зарегистрирован в г. Сыктывкар – 600,1 случаев в расчёте на 1 000 человек, что превышает среднереспубликанский уровень на 24,4 %.

Как видим, на здоровье человека сильно влияет большое количество вредных веществ в городском воздухе.

Эти вредные химические вещества часто являются виновниками появления гипертонии, ишемической болезни сердца, почечной недостаточности. Проведенными исследованиями было доказано, что половина обострений хронических заболеваний проживающих вблизи предприятий людей, вызвана плохим, грязным воздухом.^[8]

Влияние осадков, представляющих из себя воду в различных её видах двояко: наряду с положительным, очень часто имеет место и отрицательный его характер.

Мнения о влиянии дождевой воды на экологическое состояние противоречивы: с одной стороны, дождевая вода принимает небезопасный характер, если уровень загрязнения в данном регионе превышает допустимые нормы, в целом состав и химические свойства воды зависят от места образования дождевых облаков, его экологичности, направления ветра и т.д.; с другой стороны, капли во время дождя впитывают в себя невероятное количество опасных веществ из атмосферы, а анализы дождевой воды говорят о том, что примерно 100 мг воды при выпадении очищают более 30 литров воздуха, поэтому ее состав целиком зависит от района выпадения осадков и его экологической составляющей.^[16]

По данным Государственного доклада «О состоянии здоровья населения Республики Коми в 2016 году», наибольшую долю в структуре впервые выявленной заболеваемости занимают болезни органов дыхания (47,7%). Этот показатель обусловлен высоким уровнем ежегодной регистрации ОРВИ в осенне-весенний период. На долю этих заболеваний приходится около 30,0% всех зарегистрированных заболеваний. Второе место занимают травмы и отравления (9,6%). Травмы и отравления, также, как и ОРВИ, дают ежегодный прирост впервые зарегистрированной патологии (острые состояния). Третье место (6,5%) занимают болезни кожи и подкожной клетчатки, которые в большинстве случаев регистрируются в виде острых состояний (воспалительные заболевания) (Приложение 4). Таким образом, анализируя распределение основных классов болезней в структуре первичной заболеваемости, можно сделать вывод, что основную долю этого показателя занимают острые заболевания, регистрируемые ежегодно.

Государственный доклад «О состоянии здоровья населения Республики Коми в 2016 году» приводит динамику показателя первичной заболеваемости в отдельных возрастных группах, которая неоднозначна. Высокий уровень болезней органов дыхания характерен для всех возрастных групп, однако наиболее высокий процент зарегистрирован у детей (67,5%) и подростков (49,7%).

Распределение ранговых мест первичной заболеваемости по классам в отдельных возрастных группах имеет существенные различия (см. Приложение 5).

Кроме того, проведённый анализ заболеваемости (по данным Государственного доклада «О состоянии здоровья населения Республики Коми в 2016 году») показывает, что общая заболеваемость болезнями органов дыхания (далее - БОД) всего населения по данным за 2015 г. превышает аналогичный среднероссийский показатель в 1,5 раза (РФ - 386,5 на 1 тыс. населения).

За указанный пятилетний период также отмечается рост общей и первичной заболеваемости пневмониями, бронхиальной астмой и хроническими обструктивными болезнями легких (Приложение 6).

Мы далеки от того, чтобы все причины заболеваний сводить к вредным факторам экологии, однако в г. Сыктывкаре (как и в Республике Коми) статистические данные о загрязнении атмосферного воздуха коррелируют с показателями заболеваемости населения.

Повышенное содержание в атмосферном воздухе большого количества вредных веществ может оказывать влияние на рост заболеваемости большинства систем организма, а также вызывать онкопатологии. Данные патологии занимают высокие рейтинговые позиции в структуре общей заболеваемости взрослого населения республики и г. Сыктывкара.

1.4. Меры, принимаемые властями для улучшения состояния воздуха и осадков в Сыктывкаре

В соответствии с действующим законодательством на территории Республики Коми государственный экологический надзор осуществляют Управление Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Республике Коми по объектам, подлежащим федеральному государственному экологическому надзору (с 02.06.2008 г.), Минприроды Республики Коми, за исключением контроля на объектах, подлежащих федеральному государственному экологическому надзору и Федеральный государственный экологический надзор.

На заседании президиума Государственного Совета Коми 28 июня 2016г. обсуждали проблему плохого качества воздуха в городах и районах республики. Согласно данным Роспотребнадзора по Коми, 75,9% Сыктывкарцев дышат загрязнённым воздухом, уступая по количеству только Воркуте (80,9%) и Ухте (83%).^[18]

В качестве профилактических мер министр порекомендовал предприятиям активнее заниматься установкой современных очистительных сооружений (сейчас в Коми улавливается 37,3 процента загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятиями в воздух), местным администрациям - озеленять города и разводить автомобильные потоки, чтобы выбросы от машин не концентрировались в отдельных частях населенных пунктов.

Однако, руководитель Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Коми, Главный государственный санитарный врач по Республике Коми Людмила Глушкова в прессе рассказала, что возглавляемое ей надзорное ведомство не может заставить все предприятия создать вокруг занимаемых ими территорий санитарно-защитные зоны. Этого специалисты могут добиться, только выдав предписание после проведенной плановой проверки, которые случаются крайне редко.

В целом, вопросам улучшения качества атмосферного воздуха и осадков представители власти в г. Сыктывкар уделяют недостаточно внимания, что само по себе ещё раз свидетельствует об актуальности поднятой нами темы.

1.5. Биотестирование как метод изучения влияния факторов среды на живые объекты

Биотестирование - это процедура установления ток­сичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочета­нии вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объек­тов.^[14]

Вопросами контроля окружающей среды и биотестирования в последние годы серьезно занимается О.П. Мелехова. Ею подробно рассмотрены вопросы биомониторинга и описаны современные методы слежения за окружающей средой.

Характеристика тест-объекта

Большая дафния ( Daphnia magna) — вид ракообразных семейства дафнид, обитающий в Северной Америке, Евразии и Африке. Тело овальной формы, прозрачное. Самки длиной до 6 мм, самцы длиной примерно до 2 мм. Теплолюбивое животное, обитающее в водоёмах, богатых питательными веществами.^[5]

Тело дафний овальной формы, сжато с боков, заключено в прозрачный панцирь. Тело нечетко сегментировано на головной, грудной и брюшной отделы (Приложение 7). Голова покрыта щитом, передний край которого вытянут, образуя рострум. Под рострумом расположены две пары конечностей: антеннулы и антенны, последние сильно развиты, служат для скачкообразного перемещения в толще воды. Пять пар грудных конечностей сильно расчленены, снабжены щетинками, служат для фильтрации воды, питания, дыхания. Брюшной (абдоминальный) отдел туловища заканчивается постабдоменом, дорсальный край которого имеет выемку, характерную для дафний данного вида. В головном отделе, не покрытом раковиной, расположена пара глаз: большой – сложный, маленький – простой. Под панцирем дафний легко различимы сердце, кишечник, выводковая камера, которая находится в спинной части туловища и в которой протекает эмбриональное развитие дафний ^[20].

Содержание в лабораторных условиях

Маточная культура дафний поддерживается в одном или двух сосудах. Ежедневно утром с поверхности воды в сосудах, в которых культивируются рачки, стерильной марлевой салфеткой снимается дрожжевая и бактериальная пленка. Содержание растворенного кислорода в культиваторах должно быть не менее 6 мг/дм³, что достигается регулярной пересадкой дафний в свежую культивационную воду. Аэрирование воды в культиваторах с дафниями не допускается.

Один или два раза в неделю осуществляется пересадка культуры в свежую культивационную воду. Для этого вода вместе с рачками осторожно переливается в чистый культиватор так, чтобы накопившийся осадок остался на дне. В чистый культиватор добавляется свежая порция культивационной воды. Плотность маточной культуры не должна превышать 20-25 особей на 1 дм³ культивационной воды. Не допускается использование молоди маточной культуры для биотестирования.

Таким образом, подробно рассмотрев особенности применения метода биотестирования, мы делаем вывод, что он будет эффективен для нашего исследования и позволит изучить влияние атмосферных осадков на живые объекты.

Глава 2. Методы исследований

2.1. Анкетирование «Экологическая ситуация в Сыктывкаре»

С целью изучения экологической обстановки в г. Сыктывкаре нами была разработана анкета для проведения социологического опроса "Экологическая ситуация в Сыктывкаре"

Анкетирование «Экологическая ситуация в Сыктывкаре» проводилось с ноября по декабрь 2017 года среди жителей Сыктывкара. В анкетировании приняло участие 92 респондента в возрасте от 11 лет, в основном – учащиеся ГОУ «КРЛ при СГУ» 7-11 классов. Анкетирование проводилось как в онлайн режиме с использованием ресурсов Google^[24], так и при помощи бумажных анкет.

Респондентам были заданы вопросы, указанные в Приложении 26.

2.2. Измерение количества выбросов от автотранспорта

Для выявления экологической опасности автотранспорта, нами использован метод измерения. С этой целью в декабре 2017 г., марте и мае 2018 г. было посчитано количество проезжающих за час автомобилей на участках «перекрёсток ул. Петрозаводская-ул. Тентюковская/перекрёсток ул. Петрозаводская-ул. Печорская» и «ул. Кирова (начало)/перекрёсток ул. Кирова-ул. Горького». Выбор мест проведения измерений обусловлен выводами из результатов анкетирования. После чего были рассчитаны суммарный пройденный ими путь на данных участках, количество израсходованного топлива, массу выброшенных ими вредных веществ и количество чистого воздуха, необходимого для их разбавления по следующим формулам, указанным в Приложении 27 в сравнении со значениями ПДК(предельно допустимой концентрации) вредных веществ в воздухе (Приложение 3):

2.3. Методика проведения токсикологических исследований на дафниях

Метод биотестирования с использованием дафний^[14] широко применяется у нас в стране и за рубежом. Дафнии как обязатель­ный тест-объект включены в схему установления ПДК веществ-загрязнителей и сточных вод в России. Метод может быть приме­нен для определения токсичности химических соединений, сточ­ных вод, а также состояния природных вод.

Работу с дафниями необходимо проводить в помещении, где не используются химические летучие вещества. Недопустима даже обработка помещения хлор- и фосфорорганическими пестицида­ ми для борьбы с насекомыми.

В период с 10 по 15 апреля 2018г. был проведён кратковременный опыт по токсикологическому исследованию с использованием тест-объекта дафния (Daphnia Magna).

В кратковременном опыте основным показателем токсичности среды была выживаемость рачков в талом снеге. Наблюдения за выживаемостью дафний проводили непрерывно в течение первого часа действия раствора, затем через 24, 48, 96 и 120 часов. О времени гибели рачков судили по наступлению их неподвижности (иммобилизации): дафнии лежат на дне стакана, плавательные движения отсутствуют даже во время покачивания стакана.

Для эксперимента был взят снег с участка дороги «перекрёсток Петрозаводская-Тентюковская/перекрёсток Петрозаводская-Печорская». В три стакана (П-1, П-2, П-3) объёмом 250мл был налит раствор талого снега объёмом 100мл, в который мы поместили по 10 особей Daphnia Magna приблизительно одного возраста (1-3 сут.). В четвёртый стакан (Э), который играл роль контрольного, со 100мл культивационной воды было помещено 10 рачков Daphnia Magna. В течение всего эксперимента кормление во всех образцах проводилось одинаково - водорослью Chlorella.

Глава 3. Результаты и обсуждения проведённых исследований

3.1. Результаты анкетирования

Анкетирование «Экологическая ситуация в Сыктывкаре» проводилось с ноября по декабрь 2017 года среди жителей Сыктывкара. В анкетировании приняло участие 92 респондент в возрасте от 11 лет, в основном – учащиеся ГОУ «КРЛ при СГУ» 7-11 классов. Анкетирование проводилось как в онлайн режиме с использованием ресурсов Google^[24], так и при помощи бумажных анкет. Ниже представлены результаты анкетирования.

В анкетировании приняли участие 92 респондента, большая часть из них (77%) в возрасте 15-17 лет лицеисты 9-11 классов ГОУ «КРЛ при СГУ». 10% – старше 22-х лет, 5% в возрасте 18-22 года и 8% – от 11-ти до 14-ти лет (см. Приложение 9).

Большая часть респондентов проживают в центральном районе г. Сыктывкара (63%) и в Орбите (23%), а также жители Эжвы (8%), 3% из Выльгорта и столько же из Краснозатонского (см. Приложение 10).

Как мы видим на рисунке в Приложении 11, удовлетворены экологической обстановкой в Сыктывкаре 39%, неудовлетворены – 61%.

Подавляющее большинство опрошенных (95%) считают, что загрязнение воздуха влияет на здоровье людей. Таким образом, мы можем предположить, что 61% недовольных экологической обстановкой, недовольны именно загрязнением воздуха (см. Приложение 12).

При ответе на следующий вопрос, респонденты могли выбрать несколько вариантов. Самыми популярными вариантами оказались автотранспорт (61%) и Монди СЛПК (60%). Летучие производственные отходы, принесённые ветром из других городов, выбрали 20%, а жилые и офисные здания – 9% респондентов (см. Приложение 13).

Среди опрошенных, 22% респондентов не имеют личного автотранспорта, 47% имеют на семью один автомобиль, 23% – два автомобиля, а 9% – более двух (см. Приложение 14).

Респондентам, в семье у которых имеется в наличии автотранспорт (88%), было предложено ответить на следующие вопросы:

С какой целью Вы (Ваши родители) приобретали автомобиль?

Какой критерий был основным при выборе автомобиля?

Соблюдаете ли Вы (Ваши родители) скоростной режим при вождении?

Из 72-х респондентов (88% всех опрошенных), у 76% автомобиль для удовлетворения потребностей семьи, 17% автомобиль необходим для удовлетворения личных потребностей, 4% он нужен, чтобы выделиться, а 3% затрудняются с ответом (см. Приложение 15).

Исходя из данных Приложения 16, только 4% респондентов выделяют экологичность как фактор выбора автомобиля.

Ровно 75% опрошенных утверждают, что они (их родители) соблюдают скоростной режим. 15% утверждают, что иногда нарушают, а 10% – вообще не соблюдают скоростной режим (см. Приложение 17).

Подавляющее большинство респондентов (74%) утверждают, что регулярно пользуются общественным транспортом. 19% пользуются им лишь иногда и 7% вообще не ездят на общественном транспорте (см. Приложение 18).

Чуть меньше половины опрошенных (60%) никогда не испытывали недомоганий из-за грязного воздуха, 34% иногда чувствовали себя плохо из-за грязного воздуха и 6% часто испытывали недомогания из-за высокой загрязнённости воздуха (см. Приложение 19).

Результаты измерения количества выбросов от автотранспорта

В ходе работы над проблемами загрязнения атмосферы в г. Сыктывкаре нами была составлена база данных на основе Государственных докладов о состоянии окружающей среды Республики Коми за 1996-2015г.г. (Приложения 1,2).

По данным обзора Государственных докладов о состоянии окружающей среды Республики Коми за 1998-2015г.г. (Приложение 20) пик выбросов в атмосферу оксидов углерода от стационарных источников наблюдался в 1999г., затем идёт снижение. По сравнению с выбросом оксидов углерода, выбросы окислов азота в разы меньше, но, начиная с 2006г. наблюдается тенденция их роста. Выбросы твёрдых веществ, диоксида серы, углеводородов и летучих органических соединений (ЛОС) не превышают 4 тыс.т. в год и наблюдается тенденция к снижению их содержания в воздухе. Анализ химического состава атмосферных осадков (Приложение 21) показал, что наибольшее число загрязнений наблюдалось в 1999г., а наименьшее – в 1998г. В составе атмосферных осадков содержание загрязняющих веществ снижается к 2012г., затем наблюдается незначительное повышение к 2015 году. В целом, тренд загрязняющих веществ в осадках демонстрирует несущественное снижение.

В дополнение к данной информации, нами была изучена ситуация по движению автомобилей на улицах г. Сыктывкара. В связи с этим, в период с декабря 2017г. по май 2018г. нами было посчитано количество проезжающих за час автомобилей на двух участках длиной примерно по 800 метров:

Перекрёсток Петрозаводская-Тентюковская/перекрёсток Петрозаводская-Печорская

ул. Кирова (начало)/перекрёсток Кирова-Горького

На каждом из участков нами было посчитано количество проехавших за 20 минут автомобилей, затем это количество было умножено на 3. Затем, по указанным в методике формулам, нами были рассчитаны количество использованного автомобилями топлива, объём выделенных при этом вредных веществ и минимальный объём чистого воздуха, необходимый для разбавления этих вредных веществ. Результаты данного исследования представлены ниже.

В декабре на обоих участках за 1 час проехало примерно одинаковое количество легковых автомобилей. В марте на участке 1 проехало на 67 автомобилей больше, чем на участке 2, на котором в марте за 1 час проехало почти на 100 автомобилей больше, чем в декабре за это же время. Майские показатели близки к декабрьским, однако здесь на участке 1 автомобилей проехало чуть меньше, чем на участке 2, в отличие от декабря.

Что касается грузовых автомобилей, то их количество на участке 1 резко превышает показатели участка 2 в течение каждого из периодов. Наибольшего значения они достигают в марте, когда за час проехало 60 грузовых автомобилей. Показатели на участке 2 не сильно отличаются в марте и декабре – всего на 3 машины больше в марте. Майские же показатели превышают мартовские на 8 автомобилей.

На участке 1 в декабре мы насчитали 90 автобусов, в марте – 24 автобуса, а в мае – 60. На участке 2 нами было обнаружено гораздо меньшее количество автобусов (в декабре – всего 9, в марте и мае – по 15) (см. Приложение 22).

На участке 1 в декабре за час было выделено автомобилями 78,84 литра углекислого газа, в марте – 75,3, а в мае – 69,78 литра. На участке 2 эти объёмы гораздо ниже: в декабре – 53,88 литра, в марте - 61,8, а в мае – 53,38 литра.

В декабре на участке 1 автомобилями за час было выброшено 13,14 литра углеводородов, а на участке 2 было выброшено – 8,98 литра. В марте автомобили на участке 1 выделили в атмосферу 12,55 литров, а на участке 2 – 10,28. В мае на 1-ом участке автомобили выбросили 11,63 литра углеводородов, а на 2-ом участке – 9,73.

В декабре на первом участке автомобилями было выброшено 5,26 литров диоксида азота, в марте – 5,02 литра, в мае – 4,65. На втором участке автомобилями в декабре было выброшено 3,59 литра, в марте 4,11, а в мае – 3,89 литроа NO₂ (см. Приложение 23).

В декабре на участке 1 нужно было как минимум 304540 кубических метров чистого воздуха для разбавления всех вредных выделений от автотранспорта за час, на участке 2 требовалось как минимум 207855м³. В марте для этого на участке 1 необходимо было 290741 м³, а на участке 2 - 238022 м³. В мае на первом участке для разбавления требовалось 269322 м³, на втором участке - 225328 кубических метра чистого воздуха (см. Приложение 24).

3.3. Результаты проведения токсикологических исследований на дафниях

В период с 10 по 15 апреля 2018г. был проведён кратковременный опыт по токсикологическому исследованию с использованием тест-объекта дафния (DaphniaMagna).

В кратковременном опыте основным показателем токсичности среды была выживаемость рачков в талом снеге.

Уже на первые сутки дафнии во второй и третьей пробах начали гибнуть. На вторые и третьи сутки началась гибель и в первой пробе. В конце недели (на четвёртые сутки) в первой пробе погибла одна дафния, во второй – две, а в третьей – три. По истечении недели в первой и третьей пробах осталось по шесть дафний (по четыре дафнии погибло), а во второй – всего три (семь дафний погибло). Вертучка, как и молодь, у дафний в течение эксперимента не наблюдалась ни разу. После эксперимента все дафнии имели прозрачный бледно-белый цвет, были едва различимы визуально. Результаты эксперимента представлены диаграммой (Приложение 25).

Глава 4. Заключения и выводы

В ходе изучения проблемы экологической обстановки в г. Сыктывкаре, нами было выявлено, что влияние атмосферного воздуха и осадков в городах на человека двояко: с одной стороны, свежий воздух и чистая дождевая вода всегда шли человеку только на пользу, а с другой стороны далеко не всегда воздух и осадки в городах достаточно чисты для того, чтобы, как минимум, не приносить вреда здоровью человека.

По результатам социологического опроса, подсчёта автомобилей и токсикологического исследования с использованием дафний нами были сделаны следующие выводы: удовлетворены экологической обстановкой в Сыктывкаре 39%, неудовлетворены – 61%; респонденты считают, что основными загрязнителями воздуха в г. Сыктывкаре являются: автотранспорт и Монди СЛПК; подавляющее большинство опрошенных считают, что загрязнение воздуха влияет на здоровье людей; регулярные недомогания из-за высокой загрязнённости воздуха отметили у себя 6% респондентов, а 34% отмечают у себя плохое самочувствие лишь иногда; большинство респондентов, покупая личный автотранспорт, даже не задумываются об экологии; выбросы в атмосферу загрязняющих веществ в целом демонстрируют небольшую тенденцию к снижению; анализ химического состава атмосферных осадков показал, что в целом, тренд загрязняющих веществ в осадках демонстрирует несущественное снижение; измерение количества выбросов от автотранспорта показало, что ежечасно, не считая часов «пик», автомобильным транспортом в воздух выбрасывается до 100 грамм вредных веществ, для разбавления которых требуется до 305тыс. м³ чистого воздуха; талая вода недалеко от проезжей части непригодна для каких-либо человеческих нужд.

Среди жителей нашего города уже есть те, кто организовывает или активно участвует в мероприятиях по защите окружающей среды и улучшению экологической обстановки, но пока это лишь первые шаги.

Цели нашего исследования были достигнуты, а гипотеза доказана.

Список литературы

Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравье А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии: учеб. Пособие - М. : АО МДС, 1996 – 304 с.

Атмосферные осадки [Электронный ресурс] (https://geographyofrussia.com/atmosfernye-osadki)

Балданова Лена Петровна, Чупров Сергей Витальевич Влияние качества атмосферного воздуха на состояние здоровья населения в Иркутской области // Известия БГУ. 2013. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-kachestva-atmosfernogo-vozduha-na-sostoyanie-zdorovya-naseleniya-v-irkutskoy-oblasti (дата обращения: 21.05.2018).

Биотестирование. Требования к организмам, используемым как тест-объекты, примеры [Электронный ресурс] (https://vuzlit.ru/1181206/biotestirovanie_trebovaniya_organizmam_ispolzuemym_test_obekty_primery)

Большая дафния [Электронный ресурс] (https://ru.wikipedia.org/wiki/Большая_дафния)

Брагинский Л.П., Величко И.М., Щербань Э.П. Пресноводный планктон в токсической среде. – Киев: Наук. думка, 1987 – 179 с.

Бывалец О.А. К вопросу о влиянии загрязнения окружающей среды на здоровье человека // Вестник ЧелГУ. 2014. №4 (333). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-vliyanii-zagryazneniya-okruzhayuschey-sredy-na-zdorovie-cheloveka (дата обращения: 15.05.2018).

Влияние воздуха на здоровье и организм человека [Электронный ресурс] (http://www.liveinternet.ru/users/yulija555/post346314623)

Влияние загрязнения воздуха на здоровье и условия жизни людей [Электронный ресурс] (https://studwood.ru/1650780/meditsina/vliyanie_zagryazneniya_vozduha_zdorove_usloviya_zhizni_lyudey)

Влияние загрязнения окружающей среды на состояние здоровья человека [Электронный ресурс] (https://otherreferats.allbest.ru/ecology/00051170_0.html)

Дафнии как тест-объекты в биотестировании [Электронный ресурс] (http://studbooks.net/842509/ekologiya/dafnii_test_obekty_biotestirovanii)

Как загрязнение атмосферы влияет на природу [Электронный ресурс] (https://moluch.ru/archive/113/29010)

Методика определения острой токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по смертности дафний (Daphnia magna Straus) [Электронный ресурс] (http://eco.sfu-kras.ru/sites/eco.institute.sfu-kras.ru/files/Metodika_dafnii_2.pdf)

О. П. Мелехова, Е. И. Егорова, Т. И. Евсеева. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование : учеб, пособие для сгуд. высш. учеб, заведений. 2007

Петрова П. Г., Егорова Г. А. Экология и здоровье человека на Севере //СМЖ. 2007. №S2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologiya-i-zdorovie-cheloveka-na-severe (дата обращения: 15.05.2018).

Польза и вред дождевой воды [Электронный ресурс] (https://www.1000statei.ru/articles/polza-i-vred-dozhdevoy-vody.html)

Приказ Росрыболовства от 04.08.2009 N 695 «Об утверждении методических указаний по разработке нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения»

Сделать воздух в Коми чище хотят санитарными зонами и новыми лабораториями [Электронный ресурс] (http://komionline.ru/node/73734)

Состояние окружающей среды города Сыктывкара [Электронный ресурс] (https://www.kazedu.kz/referat/111771)

Строение дафнии (Daphnia) [Электронный ресурс] (http://www.zoofirma.ru/knigi/gidrobiologija/9430-stroenie-dafnii-daphnia.html)

Условия культивирования (и биотестирования) дафний [Электронный ресурс] (https://studwood.ru/1297273/ekologiya/usloviya_kultivirovaniya_biotestirovaniya_dafniy)

Химические показатели воды [Электронный ресурс] (http://www.maxmir-energy.ru/article-4.html)

Экологическое состояние атмосферы в г. Сыктывкаре Республики Коми [Электронный ресурс] (http://www.rusnauka.com/NPM/Ecologia/1_1_klimova%20a.i..doc.htm)

Интернет-ресурсы:

Соцопрос «Экологическая ситуация в Сыктывкаре» [Электронный ресурс] (https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSc4xo8fUd97jCZm2k9LJ-2x0qAJD5-0WnW1UVByYGfAAT0GIA/viewform)

Приложения

Приложение 1. Ионный состав атмосферных осадков

Годы	Ионы (мг/л)										pH
	SO42-	Cl-	NO32-	HCO3-	NH4+	Na+	K+	Ca2+	Mg2+	Сумма
1996	3,80	2,87	2,62	6,320	0,37	1,6	1,00	2,51	0,70	21,29	6,10
1997	4,80	3,01	2,78	11,56	1,31	3,58	1,30	1,94	0,90	31,20	6,49
1998	3,60	4,44	2,35	2,490	0,81	0,98	2,39	1,45	0,55	16,98	6,06
1999	3,88	8,69	2,19	7,710	0,74	1,89	7,48	2,34	0,65	35,57	6,38
2000	3,12	1,98	1,52	7,970	1,05	1,25	0,88	1,74	0,68	20,19	6,47
2001	3,90	2,56	2,13	10,08	0,98	1,24	1,19	2,23	1,04	25,35	6,44
2002	3,00	2,11	2,00	7,950	0,82	1,53	0,89	1,64	0,98	20,90	6,28
2003	3,91	3,85	2,18	12,00	0,98	1,43	2,70	3,08	1,15	31,20	6,65
2004	3,55	4,09	2,55	9,020	0,75	1,82	2,80	2,27	0,97	27,80	6,45
2005	3,77	4,03	3,18	9,170	0,59	1,73	2,57	2,65	0,98	28,60	6,70
2006	3,05	2,46	4,59	9,920	0,67	2,02	1,11	3,07	0,75	27,60	6,59
2007	3,14	2,46	4,69	11,20	0,53	1,97	1,05	3,08	0,73	28,70	6,37
2008	3,51	2,34	4,11	8,000	0,40	1,76	0,93	3,23	0,69	25,00	6,56
2009	3,48	2,48	3,32	11,00	0,66	1,94	1,09	2,63	1,12	27,60	6,65
2010	3,23	2,10	1,34	11,03	0,68	1,48	0,93	2,24	1,13	24,16	6,49
2011	2,67	2,12	4,06	9,390	0,25	1,39	0,80	2,74	1,50	24,92	6,47
2012	2,26	1,81	1,52	10,52	0,66	1,14	0,83	2,23	1,08	22,04	6,37
2013	2,96	2,25	1,67	12,54	0,85	1,40	0,99	2,24	1,27	26,18	6,68
2014	2,70	1,95	1,06	11,11	0,66	1,15	0,65	2,33	1,30	22,91	6,38
2015	2,66	2,29	1,40	11,65	0,68	2,28	1,29	1,60	1,24	25,09	6,21

Приложение 2. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников, тыс. т.

Годы	Тв.в-ва	Диоксид серы	Оксид углерода	Окислы азота	Углеводороды	ЛОС	Прочие
1998	3,576	1,853	20,215	3,034	0,012	------	2,063
1999	3,865	1,881	25,898	3,252	0,012	------	1,525
2000	3,299	1,258	23,085	3,789	0,392	------	1,127
2001	3,206	1,778	23,290	3,400	0,401	------	1,086
2002	3,961	1,445	19,070	3,315	0,316	------	0,334
2003	3,234	1,348	15,065	2,758	0,269	------	0,218
2004	3,820	1,308	19,241	3,341	0,073	1,88	0,178
2005	4,100	1,112	19,699	3,562	0,148	0,17	0,262
2006	2,771	0,852	16,374	3,584	0,171	0,13	0,076
2007	3,093	0,742	19,474	3,872	0,169	0,11	0,083
2008	2,779	0,971	15,962	4,211	0,152	0,11	0,051
2009	2,907	0,979	18,814	4,044	0,066	0,11	0,053
2010	1,964	0,620	11,717	4,799	0,102	0,10	0,10
2011	0,690	0,319	6,447	4,657	0,106	0,11	0,071
2012	0,715	0,322	6,566	5,151	1,959	0,22	0,095
2013	0,920	0,297	9,476	5,214	0,279	0,18	0,100
2014	0,798	0,320	10,676	5,893	0,814	0,20	0,102
2015	1,709	0,276	6,678	5,909	0,838	0,21	0,113

Приложение 3. Значения ПДК вредных веществ в воздухе, мг/м³

Вид вредного вещества	Значение ПДК, мг/м³
		СО	3
		Углеводороды	25
NO2	0,04
всего	3,515

Приложение 4. Структура заболеваний в Республике Коми

Приложение 5. Распределение первичной заболеваемости населения РК в 2016 г. по основным классам болезней, %

Место в структуре	Дети (от 0 до 14 лет)		Подростки (15-17 лет)			Взрослые (18 лет и старше)
	Классы заболеваний	%	Классы заболеваний	%	Классы заболеваний		%
I	Болезни органов дыхания	67,5	Болезни органов дыхания	49,7	Болезни органов дыхания		29,4
II	Травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин	5,4	Травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин	11,8	Травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин		13,3
III	Болезни кожи и подкожной клетчатки	4.9	Болезни кожи и подкожной клетчатки	7,4	Болезни мочеполовой системы		11,0
IV	Болезни мочеполовой системы	4,0	Болезни мочеполовой системы	6,3	Болезни кожи и подкожной клетчатки		7,9
V	Болезни органов пищеварения	3,9	Болезни костно- мышечной системы	4,8	Болезни костно- мышечной системы		6,6

Приложение 6. Заболеваемость болезнями органов дыхания (на 1 тыс. населения соответствующего возраста)

Показатель /год	2012 г.	2013 г.	2014 г.	2015 г.	2016 г.	Отклонение к 2012 г. (в %)
Общая заболеваемость БОД (все население)	535,0	544,4	548,2	568,0	600,7	+12,3
Первичная заболеваемость БОД (все население)	474,1	482,1	482,5	493,4	532,5	+12,3
Общая заболеваемость БОД (взрослое население)	238,3	234,9	223,9	254,5	273,6	+14,8
Первичная заболеваемость БОД (взрослое население)	180,9	176,2	162,3	187,9	208,6	+15,3
Заболеваемость пневмониями (все население)	3,4	3,6	3,3	3,1	3,6	+7,2
Общая заболеваемость бронхиальной астмой (все население)	10,1	10,1	10,7	10,7	11,9	+18,4
Первичная заболеваемость бронхиальной астмой (все население)	0,61	0,65	0,69	0,73	0,76	+23,6
Общая заболеваемость хроническими обструктивными болезнями легких (взрослое население)	22,6	23,4	22,3	24,8	22,7	+0,4
Первичная заболеваемость хроническими обструктивными болезнями легких (взрослое население)	2,6	2,9	2,0	3,2	2,8	+7,7

Приложение 7. Daphnia magna

(http://www.situbiosciences.com/wp-content/uploads/2016/06/Daphnia-249x300.jpg)

Приложение 8. Концентрация компонентов в питательных средах

Компоненты среды	Концентрация в среде для культивирования, г/дм3		Концентрация исходных растворов для приготовления среды, г/100 см3
	Прата	Успенского N 1	Прата	Успенского N 1
KNO3	0,1	0,025	10,0	2,5
MgSO4 · 7H2O	0,01	0,025	1,0	2,5
Ca(NO3)2 · 4H2O	-	0,144	-	14,4
K2HPO4 · 3H2O	0,01	-	1,0	-
KH2PO4 · 3H2O	-	0,025	-	2,5
K2CO3	-	0,0345	-	3,45
FeCl3 · 6H2O	0,001	-	0,1

Приложение 9. Возраст респондентов

Приложение 10. В каком районе Сыктывкара Вы проживаете?

Приложение 11. Оценка экологической обстановки в г.Сыктывкаре

Приложение 12. Влияние воздуха на здоровье

Приложение 13. Основные источники загрязнения воздуха

Приложение 14. Сколько у Вас в семье автомобилей?

Приложение 15. С какой целью Вы (Ваши родители) приобретали автомобиль?

Приложение 16. Какой критерий был основным при выборе автомобиля?

Приложение 17. Соблюдаете ли Вы (Ваши родители) скоростной режим при вождении?

Приложение 18. Пользуетесь ли Вы общественным транспортом?

Приложение 19. Испытывали ли Вы когда-либо недомогание из-за высокого уровня загрязнённости воздуха?

Приложение 20. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников, тыс. т.

Приложение 21. Ионного состав атмосферных осадков

Приложение 22. Кол-во автомобилей, проехавших за 1 час на каждом из участков

Приложение 23. Объёмы выбрасываемых в атмосферу вредных веществ

Приложение 24. Минимальные объёмы воздуха(м3), необходимые для разбавления вредных выбросов от автомобилей.

Приложение 25. Результаты токсикологических исследований на дафниях

Приложение 26. Анкетирование «Экологическая ситуация в Сыктывкаре»

1) Каков Ваш возраст?

a) 11-14 лет

b) 15-17 лет

2) В каком районе Сыктывкара Вы проживаете?

a) Центр

b) Орбита

c) Эжва

d) Выльгорт

e) Краснозатонский

f) Заречье

3) Как влияют выбросы газов ЛПК на Ваше здоровье?

4) Как вы бы оценили экологическую обстановку в г. Сыктывкаре?

a) Удовлетворительно

b) Неудовлетворительно

5) Как Вы думаете, влияет ли загрязнение воздуха на здоровье людей?

a) Да

b) Нет

c) Не знаю

6) Основные источники загрязнения воздуха в г.Сыктывкаре

a) Монди СЛПК

b) Автотранспорт

c) Жилые и офисные здания

d) Летучие производственные отходы, принесённые ветром из других городов

7) Сколько у Вас в семье автомобилей?

a) Ни одного

b) Один

c) Два

d) Более двух

8) С какой целью Ваши родители приобретали автомобиль?

a) Личная потребность

b) Потребности семьи

c) Желание выделиться

d) Не знаю

9) Какой критерий был основным при выборе автомобиля?

a) Престижность марки

b) Экономичность

c) Потребности семьи

d) Экологичность

e) Низкая цена

f) Не знаю

10) Соблюдают ли Ваши родители скоростной режим?

a) Да

b) Нет

c) Не всегда

11) Пользуетесь ли Вы общественным транспортом?

a) Да

b) Нет

c) Иногда

12) Испытывали ли Вы когда-либо недомогание из-за высокого уровня загрязнения воздуха?

a) Да, часто

b) Да, иногда

c) Никогда

Приложение 26. Формулы для измерения кол-ва выбросов от автотранспорта

L_i= N_i^.I (где N_i– количество автомобилей каждого типа за 1 час; i – обозначение типа автотранспорта; I – длина участка, км.);

Q_i = L_i . Y_i (где Y_i - удельный расход топлива);

m = V ^. M : 22,4 (m –масса выделившихся вредных веществ; V – количество вредных веществ, л; М – молярная масса);

Vвозд = mв / ПДКв (количество чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ с целью обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды).