VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Определение свинца в смывах со стен и оборудования.
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Свинец – токсичный материал, широко применяемый в промышленности. Интенсивное техногенное поступление свинца в среду обитания привело к увеличению его содержания в ней на 4 порядка. К числу наиболее важных техногенных источников свинца относятся выбросы продуктов, образующихся при высокотемпературных технологических процессах, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, сточные воды, добыча и переработка металла. Так свинец выделяется в воздух рабочего помещения в процессах пайки, распространенных в любом сварочно – монтажном производстве, при котором используются сплавы ПОС – 40, ПОС – 61 (припой оловянно – свинцовый с содержанием свинца 40 – 60 %). При конденсации пары свинца сорбируются на стенах помещения и на оборудовании. Свинец способен накапливаться в организме человека, вызывая нарушение работы сердечно – сосудистой системы, нервной, эндокринной, желудочно – кишечной и других систем. Метод определения основан на измерении степени помутнения раствора, образующегося при взаимодействии иона свинца с хроматом калия. Чувствительность определения 5мкг свинца в анализируемом объеме раствора. Предельно допустимая концентрация свинца в смывах не установлена.
Проблема:
Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает очень сильное негативное влияние на здоровье человека. Поэтому для уменьшения выбросов свинца в воздух нам необходимо провести техническое перевооружение аккумуляторных заводов с изменением технологии и применением нового оборудования с встроенной системой очистки опасных выбросов в воздух. Также целесообразно внедрять новые достижения в разработку аккумуляторных батарей на основе электрохимической системы никель – цинк. В области переработки промышленных и бытовых отходов для снижения концентрации и свободной циркуляции в воздухе свинца необходимо упорядочить систему сбора и переработки вторичного свинцового сырья путем создания региональных специализированных организаций. При том важно обеспечить контроль, нормативы, учет и отчетность за загрязнением окружающей среды в регионах сосредоточения транспортных и промышленных пользователей свинецсодержащего оборудования сдавая вторичное свинцовое сырье, исходящее из сроков эксплуатации на переработку. А также контроль за концентрацией свинца внутри общественных помещений школах, больницах, дет.садах и тд. – именно это я и собираюсь сделать
Объект исследования: смыв со стен и оборудования микрочастиц свинца.
Предмет исследования: Различная степень концентрации свинца в воздухе и на стенах общественных помещений.
Цель: Установить концентрацию свинца внутри различных общественных помещений, чтобы выяснить соответствует ли она норме.
Задачи:
А. Исследовать образцы смывов со стен и оборудования в общественных помещениях.
Б. Сравнить между собой образцы смывов, и установить в каком образце самая наибольшая, а в каком самая наименьшая концентрация свинца, а также соотнести их с допустимой нормой.
В. Изучитьпричины повлекшие за собой высокую концентрацию в воздухе и на стенах свинца а также загрязнение окружающей среды и ухудшение здоровья людей.
Методика. В.В. Пасечник. Экология. Школьный практикум
Методы: Наблюдение, сравнение, анализ литературных источников и документов, а также экспериментальное исследование.
Оборудование, реактивы, материалы.
Шаблон для отбора проб.
Флакончики емкостью 15 мл с резиновыми крышками.
Колбы мерные.
Пипетки емкостью 1,5,10 мл с делениями.
Цилиндры емкостью 10, 50, 100, 500 мл.
Пробирки колориметрические из бесцветного стекла с внутренним диаметром 15мм.
Свинец азотнокислый, х.ч.
Уксусная кислота, х. ч.
Стандартный раствор № 1 с содержаниемсвинца 1мг/мл готовят растворением 0, 1598 г нитрата свинца в 100 мл дистиллированной воды. Раствор устойчив в течении года. Стандартный раствор № 2, содержащий 100 мкг/мл свинца готовят разбавлением стандартного раствора № 1 в 10 раз 2 % - ной уксусной кислотой.
Калий хромовокислый, ч. д. а.
Материал: смыв со стен и оборудования.
Ход работы:
Ватным тампоном смоченным 2 % - ным раствором уксусной кислоты, по приложенному шаблону производился смыв с поверхности площадью 100 см2. Тампон помещался во флакончик, заливался 10 мл 2 % уксусной кислоты, закрывался резиновой крышкой и хорошо встряхивался. Оставлялся стоять на 24 часа. Для анализа брался раствор, объемом 5 мл. Проба фильтровалась через бумажный фильтр. К 2,5 мл фильтрата приливался5% раствор хромата калияв количестве 0,1 мл, перемешивался. Через 15 – 20 мин сравнительно-визуальным методом определялась степень помутнения пробы. Сравнение проводилось при помощи шкалы на черном фоне.
Шкала стандартов строилась в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1. Шкала стандартов
|
№ стандарта |
Стандартный раствор № 2, мл. |
2 % - ный раствор Уксусной кислоты, мл |
Содержание свинца, мкг |
|
1 |
0,05 |
4,95 |
5 |
|
2 |
0,1 |
4,9 |
10 |
|
3 |
0,15 |
4,85 |
15 |
|
4 |
0,2 |
4,8 |
20 |
|
5 |
0,4 |
4,6 |
40 |
|
6 |
0,6 |
4,4 |
60 |
|
7 |
0,8 |
4,2 |
80 |
|
8 |
1,0 |
4,0 |
100 |
Фотоматериалы хода работы:
|
Рис.1.Приготовление 2% раствора уксусной кислоты. |
Рис. 2. Добавление раствора уксусной кислоты в пузырьки для проб. |
|
Рис. 3. Снятие смывов со стен школы. |
Рис.4. Добавление проб в пузырьки с раствором. |
|
Рис.5. Вскрытие проб послетого как их оставили на 24 часа. |
Рис.6. Добавление полученных проб в пробирки. |
|
Рис.7. Фильтрование проб через бумажный фильтр. |
Рис.8. Добавление 5% раствора хромата калия в пробы. |
|
Рис.9.Перемешивание раствора с 5% раствором хромата калия. |
Рис.10. Сравнение степени помутнения пробы после того как прошло 15-20 мин. |
Для исследования были определены несколько помещений в здании МОУ Школы п. Харп, в здании больницы и детского сада «Улыбка» - всего шесть объектов.
В результате проведенного анализа было обнаружено содержание свинца в двух пробах. Это школьные раздевалки и школьный спортивный зал. Содержание свинца, обнаруженного в пробах, невелико и находится в пределах допустимого, не превышает ПДК по свинцу.
Выводы
1. В ходе исследования на присутствие ионов свинца смывов со стен и оборудования в общественных помещениях: Моу Школа п. Харп, Детский сад «Улыбка», Харпская больница было обнаружено содержание свинца в двух пробах школьного здания: школьные раздевалки и спортивный зал.
2. При сравнении между собой образцов смывов, установлено, что в смывах со стен школьных раздевалок свинца находится больше, чем в спортивном зале.
3. Изучаяпричины повлекшие за собой наличие в воздухе и на стенах свинца, пришли к заключению, что загрязнителем является котельная ИК-3, поскольку ранее было зафиксировано содержание ионов свинца в образцах снежного покрова, взятых возле территории этого предприятия. Визуально не раз отмечалось наличие едкого дыма, выходящего из труб предприятия и загрязнение окружающей среды веществами, входящими в его состав.
Предложения.
Информировать население поселка о результатах проведенных исследований.
Необходимо предложить провести диспансеризацию жителей поселка Харп для своевременного выявления заболеваний,вызванныхотравлением тяжелыми металлами и другими загрязнителями.
Организовать инициативную группу из числа учащихся, учителей, родителей, врачей, пенсионеров-общественников для решения вопроса об организации в поселке мониторинга на содержание кадмия, хрома и других тяжелых металлов в окружающей среде и восстановлении экологической чистоты и очищения территории поселка от загрязнения тяжелыми металлами.
Обратиться к депутатам Государственной Думы ЯНАО с предложением о рассмотрении вопроса критической экологической ситуации в поселке Харп.
Литература
В.В. Пасечник. Экология. Школьный практикум. 9 класс. – М.: Дрофа, 2004. стр. 36.
А.И. Федорова, А.Н. Никольская. Практикум по экологии и охране окружающей среды. Учебное пособие для ВУЗов. – М.: Владос, 2001, 235с. (стр. 23)
XII Международная экологическая конференция молодёжи «ЭКО – 2006». Сборник материалов. – М.: ООО «Ладога-100», 2006, 240 с. (№12, стр. 173)
XIV Международная экологическая конференция молодёжи «ЭКО – 2008». Сборник материалов. – М.: ООО «Ладога-100», 2008, 230 с. (№22, стр. 164)
Фестиваль исследовательских и творческих работ учащихся «Портфолио». Сборник описаний работ. 2009/2010 учебный год. – М.: ИД «Первое сентября»; ООО «Чистые пруды», 2010, 704 с. (стр. 510)
Сборник лучших докладов школьников по экологии. – Ярославль: МОУ «Провинциальный колледж», 2010, 88 с. (стр.8 - 10)
Фестиваль исследовательских и творческих работ учащихся «Портфолио». Сборник описаний работ. 2009/2010 учебный год. – М.: ИД «Первое сентября»; ООО «Чистые пруды», 2010, 703 с. (стр. 510)
XVII Международная экологическая конференция молодёжи «ЭКО – 2011». Сборник материалов. – М.: ООО «Ладога-100», 2011, 246 с. (№17, стр. 72)