VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Загрязнение воздушной среды школьного двора п. Харп
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Работа выполнена в рамках исследований по загрязнению воздушной среды п. Харп, начатых в 2006 г. в связи с открытием на территории поселка обогатительных цехов предприятия Конгор-Хром. Исследование прозрачности снеговой воды, массы осадка, кислотности, содержания хрома, кадмия, железа, свинца показывает, что экологическая ситуация в поселке становится все более критической. В данной работе представлены результаты исследования загрязнения различных участков школьного двора, определенного методом изучения снежного покрова, и причины загрязнения.
Проблема
Необходима своевременная, периодически обновляемая информация об изменении загрязнения воздушной среды поселка, так как от этого фактора напрямую зависит здоровье жителей, особенную тревогу вызывает здоровье школьников, следовательно изучение загрязнения на территории школьного двора имеет особенно важное значение
Противоречие
Существует проблема загрязненности воздушной среды поселка Харп, однако, не известно, в какой степени это относится к загрязнению школьной территории
Объект исследования
Воздушная среда школьного двора.
Предмет исследования
Изменение загрязнения воздушной среды на различных участках дворовой территории.
Цель
Определить состояние загрязненности воздушной среды школьного двора
Задачи
А. Определить состояние загрязненности воздушной среды школьного двора на разных участках
Б. Установление степени различия загрязнения воздушной среды на отдельных участках школьной территории
В. Анализ причин, повлекших наличие загрязненности воздушной среды школьного двора
Методы
Наблюдение, анализ литературных источников и документов, экспериментальное исследование.
Методики
Определение загрязнения воздуха по снежному покрову (В.В. Пасечник)
Определение солевого состава воздуха (А. И. Федорова, А.Н Никольская)
Определение хромитов (Д. Кениг, Е. Асауленко).
Основная часть
А. Основные участки мониторинговых исследований
Для мониторинговых исследований забор проб осуществлялся на четырех участках школьного двора, расположенных к югу, северу, западу и востоку расстоянии 100м от школьного здания ( рис. 1).
|
север |
юг |
|
восток |
запад |
Забор снега производился с помощью лопатки, старались обирать пробы так, чтобы захватить снег со всей глубины снежного покрова. Помещали пробы в полиэтиленовые пакеты, в кабинете пакеты помещали в емкости и ждали, пока снег растает. Снеговую воду перемешивали и из каждого пакета отбирали образцы объемом по 200 мл.
Б. Состояние загрязнения воздушной среды территории школьного двора на март 2017 года
Изучение загрязненности образцов снеговой воды нерастворимыми веществами методом определения читаемости текста в зависимости от количества снеговой воды в цилиндре, показало следующие результаты. Южная точка - 7,0 см, Северная точка - 18,0 см, Западная точка - 10,0 см, Восточная точка - 17,0 см, (Рис 1).
|
Рис. 1. Графики «Степень прозрачности изученных образцов снеговой воды методом определения читаемости текста», определенные в 2019 и 2019гг |
Из этого следует, что наибольшее загрязнение воздуха нерастворимыми веществами наблюдается в точках Восток и Север, а наименьшее - Юг. Изучение загрязненности образцов снеговой воды нерастворимыми веществами методом визуальной оценки и методом фильтрации подтвердило полученный выше результат.
Определяя органолептическим методом наличие запаха у образцов снеговой воды, установлено присутствие запаха во всех образцах. Наиболее выраженный запах бензина в образцах, взятых на территориях Восток, Север.
Определение рН отфильтрованных образцов (фильтрат) с помощью бумажек универсального индикатора и цветовой шкалы показало следующие результаты: Юг– 6, Север – 9, Запад- 9, Восток 7. В образцах, взятых в точке Юг выявлена кислая среда, в районе Севера и Запада среда щелочная. Наряду с этим показатель рН в точке Восток близка к семи, что соответствует нейтральной среде. (Рис. 2).
|
Рис 2. Определение отфильтрованных образцов (фильтрат) с помощью бумажек универсального индикатора и цветовой шкалы показало следующие результаты |
|
Содержание ионов хрома определялось следующим образом. К исследуемому раствору приливали по каплям раствор гидроксида калия - КОН до образования осадка. Далее делили полученный раствор с осадком на две части. В одну из них добавляли раствор соляной кислоты - НCl, а во вторую раствор гидроксида калия - KOH, в обоих случаях осадок растворялся. Раствор хлорида хрома, полученный во второй пробирке, нагревали до кипения. При этом наблюдалось образование осадка гидроксида хрома (III) - Cr(OH)3 В Пробах Юг, Север, Запад, Восток наблюдалось выпадение слабого осадка гидроксида хрома. При этом осадок в образцах Север и Запад был заметнее. Рис. 3,4, 5,
|
Рис. 3. Нагревание раствора после добавления соляной кислоты |
Рис.4. Содержимое пробирки до и после нагревания. |
Качественный анализ на ионы свинца и кадмия был выполнен с использованием методики А.И. Федоровой, А.Н. Никольской2. Сернистый натрий растворили в воде и по каплям добавили в изучаемые образцы. Наблюдали выпадение черного осадка сульфида свинца. Рис. 6.
|
Рис.5. Сравнительные результаты исследования загрязнения хромитами воздушной среды |
Рис. 6. Определение ионов свинца. |
Результаты исследования школьного двора Доценко О. 2015г. совпадают с полученными данными нашего исследования (рис.7). При проведение ранжирования в работе Доценко был указан самый высокий балл содержания хромитов в школьном дворе по сравнению с другими экспериментальными площадками п. Харп
|
Школа |
8 |
||
|
Грязно-белый хлопьевидный |
Грязно-белый хлопьевидный |
Рис.7. Полученные результаты при использовании методики определения ионов хрома трехвалентного
Для обнаружения ионов кадмия двух валентного добавили раствор азотной кислоты в полученные образцы, после этого по каплям добавили раствор сульфида натрия и ожидали выпадения обильного желтого осадка, что бы свидетельствовало о наличии в пробах ионов кадмия. Однако, осадок не выпадал, ионы кадмия в образцах обнаружены не были. Для определения ионов железа использовались реактивы: красная и желтая кровяная соль. Наблюдали слабое окрашивание образцов в голубой цвет. Более интенсивное окрашивание растворов наблюдалось в пробирках Север и Запад, в пробирке – Юг- слабое окрашивание, в пробе Восток – не было никакого окрашивания. Рис.8.
|
Рис. 8. Результаты исследования воздуха школьного двара п. Харп на присутствие ионов железа |
В ходе исследования было установлено присутствие ионов свинца, хрома, желез во всех изученных пробах. Ионы кадмия обнаружены не были. Наиболее загрязненной является северо западная часть школьного двора. Именно эта часть двора располагается ближе к проезжей части дороги, здесь проезжает школьный транспорт и именно сюда в большей степени попадает дым от котельной ИК-3.
Данные прежних исследователей Величко В. И Крайковский М. указывают на присутствие кадмия на школьном дворе в 2009 и 2016 годах (рис.9).
|
Рис. 9. График. Сравнение данных загрязнения кадмием районов п. Харп 2016 г с данными 2009 г |
В. Анализ причин загрязнения воздушной среды школьного двора поселка Харп. Результаты посещения объектов, являющихся источниками загрязнения
Причиной загрязнения ионами хрома, а так же пылевидными частицами является транспортировка хромитовой руды от рудника к цехам обогащения, на территории предприятия Конгор-Хром осуществляется дробление, сортировка и погрузка хромитов. Эти процессы насыщают воздух хромитовой пылью, что понижает прозрачность снеговой воды в пробах, взятых на этих участках школьного двора. На территориях ИК-18 и ИК-3 функционируют автономные котельные, работающие на твердом, некондиционном топливе и бытовых отходах (тряпье, производственный упаковочный материал, старые резиновые покрышки и пр.). Выбросы твердых, пылевидных, ядовитых частиц разносятся по территории поселка, вследствии чеготак же уменьшается прозрачность снеговой воды. Отмечается появление смога над территорией поселка в период безветрия, что вызывает ухудшения самочуствия и затрудненность дыхания у людей, Темное облако пыли и гари тянется через поселок к школьному зданию, окутывает его и устремляется в тундру (рис.10-11).
|
Рис 10.Выброс дыма при работе котельной ИК-03 |
Рис. 11. Предприятие КОНГОР-ХРОМ |
Загрязнителями поселка и прилегающих к нему территорий являются так же карьеры амфиболитов, заброшенная территория завода нерудных материалов, котельные ИК-3, ИК-18, автомобильные и железная дороги, особенно предприятие Конгор-Хром. Такие металлы как хром, железо, свинец определяются лабораторным путем в снеговой воде. С течением времени их количество накапливается в живой природе. Известно, что избыток хрома вызывает болезни почек, печени, рак легких, желудка и кожи. Под действием хрома происходит замедление роста у детей, заболевания глаз, поджелудочной железы, сахарный диабет. Исследования годового отчета поселковой больницы за 2018 год по-прежнему показывают увеличение в несколько раз всех, перечисленных выше заболеваний. Целенаправленной работы по восстановлению экологической среды поселка, по удалению и нейтрализации загрязнителей не проводится. Не разрешимой проблемой остается вопрос сохранения здоровья людей, за счет восстановления экологического благополучия окружающей среды.
Выводы
Исследование прозрачности снеговой воды, массы осадка, кислотности, содержания хрома, железа, свинца на территории школьного двора показывает, что экологическая ситуация в поселке становится все более критической.
Анализируя причины, загрязненности воздушной среды школьного двора поселка Харп, пришли к заключению, что основным источником загрязнения являются предприятие Конгор-Хром, карьеры амфибольтов, котельные ИК-3 и ИК-18.
Предложения и рекомендации
Информировать население поселка о результатах проведенных исследований.
Необходимо предложить провести диспансеризацию жителей поселка Харп для своевременного выявления заболеваний, вызванных отравлением 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 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)