Богданов Ю Кучин Л 324 10А СПб

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 324
Курортного района Санкт-Петербурга
Учебно-исследовательская работа в разделе
«Что посеешь, то пожнешь»
«Снег как индикатор загрязненности атмосферного воздуха
в городе Сестрорецке»
Авторы:
ученики 10-а класса
Богданов Юрий
Курчин Леонид
Научный руководитель:
Учитель химии
Огурцова
Ирина Владимировна.
Санкт-Петербург
2015
Содержание
Оглавление
Введение ........................................................................................................................... 3
1. Теоретическая часть. ................................................................................................... 6
II. Практическая часть..................................................................................................... 8
2.1. Материалы и методы исследования. ...................................................................... 8
2.1.1. Материалы исследования. ........................................................................... 9
2.1.2. Методика отбора проб снега ....................................................................... 9
2.2.Методики исследования проб. ............................................................................... 10
2.2.1 Органолептические исследования. ............................................................. 10
2.2.1.1. Определение прозрачности проб ........................................................... 10
2.2.1.2. Определение наличия запаха ................................................................... 11
2.2.2. Прямой весовой количественный анализ взвешенных частиц в
исследуемых пробах. .............................................................................................. 11
2.2.3. Физико-химические исследования проб снега (талой воды). .................. 12
2.2.3.1. Определение кислотности. ....................................................................... 12
2.2.3.2. Обнаружение органических веществ. ..................................................... 13
2.2.4. Качественный дробный полумикроанализ проб снега (талой воды). ..... 14
2.2.4.1. Определение ионов железа Fe3+. .............................................................. 14
2.2.4.2. Определение ионов свинца Pb2+............................................................... 14
2.2.4.3. Определение ионов меди Cu2+ . ............................................................... 14
2.2.4.4. Определение ионов хлора Cl- . ................................................................ 14
2.2.4.5. Определение сульфат ионов SO42-. .......................................................... 15
2.2.4.6. Обнаружение ионов карбоната ................................................................ 15
2.2.4.7. Обнаружение ионов ортофосфата .......................................................... 15
2.2.4.8. Обнаружение ионов аммония NH4+ ........................................................ 15
III. Выводы и рекомендации ........................................................................................ 17
Заключение..................................................................................................................... 19
IV. Список литературы ............................................................................................... 20
2
Коль суждено дышать
Нам воздухом одним.
Давайте-ка мы все
Навек объединимся.
Давайте наши души
Вместе сохраним,
Тогда мы на Земле
И сами сохранимся!
Введение
Избитые слова – «Земля - наш дом»…….Мы слышим их практически
каждый день и зачастую уже просто не слышим. Но это – правда, и правда
заключается в том, что в доме необходимо поддерживать чистоту и порядок.
Думаем, что практически в каждом доме не валяется мусор по углам, чисто и
наведен порядок…..но отчего же тогда в нашем общем, замечательном и
красивом доме – Земле, такой беспорядок и грязь? Почему многие из людей
считают возможным мусорить, руководители предприятий – сливать ядовитые
отходы и устраивать несанкционированные свалки, инженеры – толком не
разрабатывать экологические технологии, сохраняющие не только наш общий
дом, но и саму жизнь на ней? Сложный вопрос. Видимо, человечество просто
еще не доросло до понимания того, что другого дома у нас не будет, другой
жизни не будет, и не удастся спрятаться в каких-то хрустальных дворцах с
автономным воздухом, водой, экологией. Это – невозможно. И потому мы,
школьники, хотим донести хотя бы до части людей мысль о том, что беречь наш
дом – задача абсолютно всех проживающих в нем.
Задачи подобного рода проектов весьма многообразны. Цель нашей работы
– показать на конкретном примере города Сестрорецка влияние загрязненного
воздуха на состояние снежного покрова.
3
Территорию города Сестрорецка и Курортного района ежегодно надолго
покрывает большое количество снега. При этом снег не используется ни в
снегомелиорации, ни как строительный материал. Исследования же снега как
индикатора загрязнённости атмосферы проводятся в недостаточной степени.
В связи с этим целью своей работы авторы видят исследование уровня
загрязнённости воздуха по снежному покрову на территории города
Сестрорецка.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
I. Теоретическая – анализ, синтез, сравнение, обобщение.
1.1. Изучение теоретического материала по данному вопросу.
1.2. Изучение методов исследования загрязнённости снега.
II. Практическая – наблюдение, эксперимент, выводы.
2.1. Исследование снега на кислотность.
2.2. Количественный анализ содержания нерастворимых в воде примесей.
2.3. Качественный полумикроанализ на наличие ряда катионов и анионов (по
возможностям школьной лаборатории).
III. Выводы – итоговый вывод по результатам и рекомендации.
Предмет исследования – экологические проблемы современности.
Объект исследования – снег в разных частях города и его загрязнённость как
одна из важнейших экологических проблем.
Нами была выдвинута следующая гипотеза:
1.
Наиболее загрязнённым окажется участок вблизи наиболее напряженной
магистрали города – Приморского шоссе. Частицы золы, реагента, которым
посыпают дороги для таяния снега, частицы выхлопов автомобилей попадают
в воздух, разносятся ветром и оседают на снег.
2.
Наиболее чистым будет снег в парке Дубки, так как источников
загрязнения поблизости практически нет.
Этапы работы:
4
Теоретический этап (февраль 2014 г.) – анализ литературы по проблеме
загрязнённости воздуха, знакомство с различными методами исследования
загрязнённости снега, подбор наиболее приемлемых для целей данной работы с
учетом оснащенности школьной лаборатории.
Практический этап (март 2014 г.) – исследование снега на кислотность и
наличие посторонних примесей на базе лаборатории школы № 324 Курортного
района Санкт-Петербурга.
Представление результатов (март 2014 г.) – участие во II районном
Фестивале исследовательских работ в предметах естественнонаучного цикла.
Итак, этапы настоящей работы следующие:
Этап
Подготовительный
Деятельностный
Аналитический
Содержание деятельности
1.
Выявление и анализ проблемы.
2.
Определение цели и задач работы.
3.
Составление плана работы.
4.
Выбор методов работы.
1.
Сбор информации о талом снеге.
2.
Изучение специальной литературы, связанной с темой
исследовательской работы.
3.
Выбор методик, которые возможно применить в условиях
школьной лаборатории.
4.
Проведение исследований по определению органолептических
и химических свойств талого снега.
5.
Определение основных источников загрязнения на территории
посёлка.
6.
Участие во II районном Фестивале ученических работ в
предметах естественнонаучного цикла
1.
Анализ и оценка собственной деятельности.
2.
Планирование работы на будущее.
На теоретическом этапе изучалась литература по проблемам загрязнения
воздуха, почвы и снега, методы отбора проб, основные методы анализа. На
основании литературных данных и возможностей школьной лаборатории был
составлен план исследований и выбраны точки отбора проб.
На практическом этапе осуществлялось исследование органолептическими и
физико-химическими методами талой воды, полученной из проб снега:
количественным анализом нерастворимых в воде примесей; исследованием с
помощью кислотно-основных индикаторов характера среды проб; прямым
5
качественным полумикроанализом на присутствие ряда катионов и анионов в
пробах; проба на присутствие органических соединений.
Мы считаем, что данная работа имеет большую практическую значимость.
Результаты нашего исследования могут быть использованы на уроках в школе.
Знание наиболее загрязнённых участков города позволит обезопасить себя и
людей от использования снега, особенно в пищевых целях.
1. Теоретическая часть.
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим
миром. Но с тех пор, как появилось высокоиндустриальное общество, опасное
вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого
вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной
опасностью для человечества. На планете загрязнены земля, воздух, водоемы –
вся планета. Необходимы методы анализа для индикации этих загрязнений и
разработка способов их уменьшения и ликвидации. В этом отношении снег как
атмосферное явление может служить в качестве индикатора загрязненности
атмосферного воздуха. Таким образом, выявляя степень загрязненности
снежного покрова, мы в состоянии ответить на вопрос о степени загрязненности
атмосферного воздуха и принять соответствующие меры для ее уменьшения. В
снег могут попасть пыль, тяжелые металлы, он может быть загрязнен
реагентами для понижения температуры замерзания снега. В состав загрязнений
входят аэрозольные частицы естественного происхождения, служащие ядрами
кристаллизации при формировании ледяных частиц в атмосфере, а также
частицы пыли, адсорбирующиеся на поверхности кристаллов в процессе их
выпадения. Подобным же образом промышленные аэрозольные выбросы могут
захватываться падающими снежинками, в результате чего в снежном покрове на
обширных территориях существенно возрастают концентрации свинца и цинка
— металлов, особо токсичных для флоры и фауны водоемов.
Газы также
6
адсорбируются на поверхности снежных кристаллов. Особого внимания
заслуживают двуокись серы и окись азота — при их окислении в атмосфере
образуются серная и азотная кислоты. Высокая концентрация серы в снежном
покрове объясняется промышленным загрязнением. Высокая концентрация
промышленных отходов на расстоянии сотен километров от источников
загрязнения может быть обусловлена переносом загрязняющих веществ по
воздуху при определенных метеорологических условиях и их отложением в
процессе выпадения снега. Выяснено, что значения концентрации загрязняющих
веществ в отдельных слоях снежного покрова могут существенно различаться,
однако,
соответствующие
слои
снежных
толщ
для
двух
участков,
расположенных на расстоянии 48 км один от другого, имеют сходные значения
концентраций.
В целях обеспечения движения транспорта на дорогах в зимний период
проводятся снегоуборочные работы и широко применяются песок, зола и другие
абразивные материалы. Использование этих материалов при очистке автострад
от снега и льда в последнее время ограничивается, так как наблюдается
закупорка канализационных сетей абразивами. В качестве альтернативы стали
более интенсивно применять соли, такие как хлориды натрия и кальция;
например, в некоторых городах расход соли составляет до 7 т на 1 км дорожной
полосы. При таянии снега на улицах или в местах снежных свалок рассол может
попадать в водотоки. Довольно часто рассол оказывается более холодным, а
следовательно, и более плотным, чем вода, с которой он смешивается в водоеме;
большая плотность рассола обусловлена также наличием растворенных в нем
солей. В результате рассол опускается в придонные слои озер и формируется
устойчивая
стратификация
перемешиванию.
Высокая
воды,
которая
соленость
и
препятствует
недостаточное
ее
весеннему
перемешивание,
препятствующее поступлению кислорода вглубь водоемов, приводят к гибели
рыб и других растительных и животных организмов, обитающих в придонных
слоях.
7
Современный город – сложный комплекс предприятий, объектов, жилых
массивов, учреждений, зон отдыха и транспорта. Для городов характерно
сильное загрязнение атмосферного воздуха, которое зависит от размеров города,
развития промышленности и количества транспорта. К сожалению, количество
личного и общественного транспорта нам не удалось установить – в открытом
доступе эти данные по городу Сестрорецку отсутствуют.
Природные условия также влияют на степень загрязнения. Летом
циркуляция воздуха выше, деревья улавливают листьями и накапливают в них
загрязняющие частицы. Физические и химические загрязнения растворяются за
счёт различных видов осадков: дождя, мороси, росы или тумана. Растворённые в
воде, они впитываются в почву и невозможно увидеть интенсивность
загрязнения. Зимой же такие выбросы осаждаются осадками в виде снега, и
можно увидеть «след», оставляемый загрязнениями. Отсюда можно сделать
вывод о том, что снег – чуткий показатель загрязнённости воздуха.
Особо выделим снег у автотрасс, поскольку ряд школ города находится на
недостаточном расстоянии от магистралей, а движение на них интенсивное. В
выхлопных газах автомобилей содержится более сорока химических элементов
и большинство из них токсичны. Особенно опасен свинец, а следы его находятся
на расстоянии 100 метров от асфальтовой полосы. В снегу близ дороги обычно
отмечается повышенное содержание никеля, цинка и других металлов. А ведь у
дороги играют дети, строят снежные фигуры, зачастую берут снег в рот! Школа
№ 324 не находится непосредственно у магистрали, однако значительное
количество личных автомобилей подвозят детей к школе, сменяя друг друга.
II. Практическая часть.
2.1. Материалы и методы исследования.
8
2.1.1. Материалы исследования.
В зависимости от источника загрязнения и его удаленности изменяется
состав снежного покрова, поэтому были взяты пробы снега на анализ с разных
участков на территории города Сестрорецка.
- проба № 1, во дворе школы № 324, напротив здания, примерно в 5 метрах от
него;
- проба № 2, возле шлюза реки Сестры («Шипучка»);
- проба № 3, возле Приморского шоссе, рядом с вечерней школой;
- проба № 4, примерно в 3-х метрах от входа в парк «Дубки».
Для контроля взята дистиллированная вода.
2.1.2. Методика отбора проб снега
Отбор проб снега в данной работе не является основным, а используется лишь
для сравнения органолептических свойств и химического состава талой воды с
другими источниками воды (дистиллированной водой).
Процедура отбора снега для анализов имеет свои особенности.
Чтобы данные были достоверными, в одном месте отбирают три пробы. Это
делается следующим образом:

Выбирается площадка для отбора проб, на которой можно построить
треугольник со сторонами не менее 10 м (10-30 м).

В вершинах этого треугольника размечаются квадраты со сторонами 1 м.
Получается 3 таких квадрата.

Снег собирается методом "конверта" в этих квадратах, т.е. пробы берут по
углам квадрата (4 шт.) и в центре квадрата. Всего отбирают 5 проб с каждого
квадрата, которые объединяют и используют для одного определения. Три
квадрата в вершинах треугольника дают 15 проб, которые далее объединяются.

Снег берется почти на всю глубину залегания. Это делается для того,
чтобы суммировать все загрязнения, накопившиеся за сезон в снегу. Снег
отбирается либо лопаткой или совком.
9
Все пробы складываются в чистые полиэтиленовые пакеты. Следует иметь в
виду, что объем собранного снега должен быть большим, учитывая, что когда
снег растает, его объем уменьшится примерно в 10 раз. Поэтому, чтобы
получить, например, 1 литр талой воды надо собрать около 10 литров снега
(примерно ведро). В итоге было получено примерно по 1 литру талой воды,
которая была помещена в пластиковые бутылки объемом полтора литра.
Все исследования проводились в лаборатории школы № 324 и только
весовые определения – в студенческой лаборатории Государственного
университета аэрокосмического приборостроения (учебный корпус ул. Гастелло,
дом 15 в г. Санкт-Петербург).
2.2.Методики исследования проб.
2.2.1 Органолептические исследования.
2.2.1.1. Определение прозрачности проб
Для определения прозрачности проб талой воды в стеклянный цилиндр
диаметром 3 см высотой 30 см наливается определенное количество воды, через
которую просматривается шрифт (печатный текст). Сравнивается каждая проба
с контрольным образцом – дистиллированной водой. Вода может быть
прозрачной, слабо мутной, сильно мутной. Перед замером воду необходимо
взболтать.
Прозрачность
зависит
от
количества
взвешенных
частиц
органического и неорганического происхождения и определяется высотой
столба воды в цилиндре, сквозь который начинают читаться буквы.
Результаты исследования прозрачности следующие:
№ 1 – прозрачна, имеет незначительное количество мелких и достаточно
крупных взвешенных частиц черного цвета;
№ 2 - прозрачна, имеет незначительное количество мелких взвешенных частиц
зеленоватого цвета;
№ 3 – непрозрачна, средней мутности, имеет значительное количество
взвешенных частиц различного размера черного, серого, желтоватого цвета в
виде песка, земли, остатков древесины;
10
№ 4 – прозрачна, имеет незначительное количество мелких взвешенных частиц.
Следует отметить, что наиболее объективны результаты измерения
прозрачности
(мутности)
воды
или
любого
другого
раствора
фотоколориметрическим методом на приборах типа ФЭК. Однако он
отсутствует в школьной лаборатории.
Для определения цвета используют белый фон (лист белой бумаги или белая
пластина), на котором пробу талой воды рассматривают сверху. Все пробы
практически бесцветны.
2.2.1.2. Определение наличия запаха
Для определения запаха в чистую широкогорлую колбу объемом 100 мл
наливают исследуемую воду на 2/3 объема, прикрывают стеклышком, осторожно
взбалтывают. Затем, сдвинув с колбы стеклышко, определяют запах воды.
Интенсивность запаха воды (при 20° С не должна превышать двух баллов)
определяем по пятибалльной системе. Запахи могут быть естественными и
искусственными. Интенсивность запаха оценивается по 5-бальной системе:
0 – отсутствует, 1 – очень слабый, 2 – слабый, 3 – заметный, 4 – отчётливый, 5 –
очень сильный.
Исследования показали следующее:
№ 1 – легкий гнилостный запах, 1 балл;
№ 2 – запах отсутствует, 0 баллов;
№ 3 – легкий запах древесины, 1 балл;
№ 4 – слабый запах мокрой земли, 1 балл.
2.2.2. Прямой весовой количественный анализ взвешенных частиц в
исследуемых пробах.
Содержание
взвешенных
частиц
осуществлялось
методом
прямого
количественного весового анализа. Определяется фильтрованием воды через
бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка в сушильном шкафу
11
до постоянной массы. Содержание взвешенных частиц (в мг/л) в испытуемой
воде определяется по формуле: (M1-M 2) х 1000 / V, где М1 - масса бумажного
фильтра с осадком взвешенных частиц (г), М2 - масса бумажного фильтра (г), V
- объем воды для анализа, в литрах.
Для
фильтрования
использовались
фильтры
«белая
лента»,
объем
профильтрованной воды составил 500 мл для каждой пробы
Взвешивание осуществлялось на электронных аналитических весах фирмы
Сарториус, высушивание фильтров с осадков производилось в сушильном
шкафу СНОЛ при температуре 104 градуса до постоянной массы. Результаты
исследования показали следующее.
Таблица 1.
Результаты весового анализа нерастворенных в воде частиц.
№
пробы
1
2
3
4
Исходная
фильтра, г
1,3813
1,3765
1,2261
1,2842
масса
Масса
фильтра
после
фильтровании, г
Масса нерастворенных частиц в проб, г
Концентрация
нерастворенн
ых частиц, 10-3
г/мл
1,4011
1,3955
1,3193
1,2976
0,0198
0,0190
0,0932
0,0134
0,0396
0,0380
0,1864
0,0268
Таким образом, наибольшее число нерастворенных веществ содержит проба №
3, наименьшее – проба № 4. Пробы №№ 1 и 2 содержат их примерно одинаковой
количество.
2.2.3. Физико-химические исследования проб снега (талой воды).
2.2.3.1. Определение кислотности.
Для определения реакции водной среды талого снега использовался
универсальный индикатор в бумажном виде, полоску которого нужно смочить в
пробе и сравнить цвет со стандартной
шкалой pH. Снег может иметь как
кислую, так и щелочную реакцию, в зависимости от преобладания тех или иных
загрязняющих веществ. Если в снег попадают кислоты или соли сильных кислот
и слабых оснований, он приобретает кислую реакцию. Присутствие оснований,
12
а также солей сильных оснований и слабых кислот и ароматических
углеводородов защелачивает снег.
Полученные в ходе исследования кислотности проб результаты приведены в
таблице 2.
Таблица 2.
Кислотность проб снега.
Номер проб
Проба № 1
Проба № 2
Проба № 3
Проба № 4
6
7
7
7
Величина
рН
2.2.3.2. Обнаружение органических веществ.
Признаки наличия органических веществ:
- наличие радужной пленки на поверхности воды;
- масляное пятно на фильтровальной бумаге после высушивания;
- обесцвечивание подкисленного раствора перманганата калия.
Исследование
проводилось
следующим
образом:
в
одну
пробирку
наливалось 5 мл дистиллированной воды, в другую – исследуемую воду. В
каждую пробирку прибавлялось по капле 5% раствор перманганата калия
КМnО4.
В
пробирке
с
дистиллированной
водой
окраска
сохранится.
Исчезновение окраски в исследуемой воде должно указывать на присутствие в
ней органических веществ (или неорганических восстановителей).
Проведенные
исследования
показали
отсутствие
неорганических
восстановителей или органических веществ в исследуемых пробах.
13
2.2.4. Качественный дробный полумикроанализ проб снега (талой
воды).
2.2.4.1. Определение ионов железа Fe3+.
К 10 мл исследуемого талого снега прибавляют 1-2 капли соляной кислоты
HCl, несколько капель пероксида водорода и 0,2 мл (4 капли) 50%-го раствора
тиоцианата калия KSCN. Перемешивают и наблюдают за развитием окраски.
Примерное содержание железа находят по таблице. Метод чувствителен, можно
определить до 0,02 мг/л.
Качественная реакция протекает по ионному уравнению: Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3.
Исследования показали отсутствие ионов железа на уровне ниже 0,02 мг/л.
2.2.4.2. Определение ионов свинца Pb2+.
Иодид калия (KI) дает в растворе с ионами свинца характерный осадок
йодида свинца PbI2. Исследования производятся следующим образом. К 5 мл
испытуемого раствора прибавить немного KI, после чего, добавив уксусной
кислоты CH3COOH, нагреть содержимое пробирки до полного растворения
первоначально выпавшего, мало характерного желтого осадка PbI2. Охладить
полученный раствор под краном, при этом PbI2 выпадет снова, но уже в виде
красивых золотистых кристаллов: Pb2+ +2I- . = PbI2
Исследования показали отсутствие ионов свинца.
2.2.4.3. Определение ионов меди Cu2+ .
В фарфоровую чашку поместить 3-5 мл исследуемого талого снега, выпарить
досуха, затем прибавить 1 каплю концентрированного раствора аммиака NH3.
Появление интенсивно синего цвета свидетельствует о появлении меди: Cu 2+ +
4NH4ОН = [Cu(NH3)4]2+ +4H2O
Исследования показали отсутствие катионов меди.
2.2.4.4. Определение ионов хлора Cl- .
К 5 мл талого снега добавить 3 капли 10% раствора нитрата серебра AgNO 3,
подкисленного азотной кислотой HNO3. Образуется осадок или муть: Ag+ + Cl- =
AgCl

слабая муть – 1-10 мг/л,
14

сильная муть – 10-50 мг/л,

хлопья – 50-100 мг/л,

белый творожистый осадок > 100 мг/л.
Исследования показали присутствие анионов хлора в пробах №№ 1 и 3 в
количестве от 1 до 10 мг/л.
2.2.4.5. Определение сульфат ионов SO42-.
К 5 мл талого снега добавить 4 капли 10% раствора соляной кислоты HCl и 4
капли 5% раствора хлорида бария BaCl2. Образуется осадок или муть: Ba2+ + SO42= BaSO4

слабая муть – 1-10 мг/л,

сильная муть – 10-50 мг/л,

хлопья – 50-100 мг/л,
белый творожистый осадок > 100 мг/л.
Исследования показали присутствие сульфат-анионов в пробе № 1 (1-10
мг/мл).
2.2.4.6. Обнаружение ионов карбоната
Для обнаружения ионов карбоната использовался оксалат аммония. В
стандартном растворе при добавлении этого реактива образуется густая мутная
жидкость, в которой через некоторое время оседает желеобразный осадок. При
добавлении оксалата аммония в контроль, - изменений не происходит, раствор
сохраняет свой цвет. В анализируемых пробах осадка не наблюдалось.
2.2.4.7. Обнаружение ионов ортофосфата
Для обнаружения ионов ортофосфата применяют раствор нитрата серебра AgNO3.
При приливании к нему стандартного раствора выпадает жёлтый осадок. В
контроле изменений не происходит. В исследованных пробах фосфат-анионы не
обнаружены.
2.2.4.8. Обнаружение ионов аммония NH4+
Ион аммония NH4+ можно обнаружить при приливании к стандартному раствору
раствор щелочи и последующем нагревании. При этом будет выделяться аммиак
15
NH3, газ с резким запахом. В контрольном образце реакция не пойдёт. В
исследованных образцах катионы аммония не обнаружены.
Таким образом, катионов тяжелых металлов в анализируемых пробах не
обнаружено. Видимо, в качестве катионов для обнаруженных анионов могут
выступать катионы щелочных и щелочноземельных металлов, однако их
идентификация в рамках школьной лаборатории оказалась невозможной ввиду
отсутствия реагентов для их идентификации.
Вывод
по
результатам
химического
анализа:
наиболее
загрязненными
пробами являются проба, взятая со школьного двора. Она имеет следы хлорид- и
сульфат- анионов. Однако из количество невелико и согласуется с данными о
пониженной кислотности этой пробы. Вблизи оживленной дороги наблюдается
высокое содержание нерастворенных в воде примесей в виде черных и просто
темных частиц различного размера. В этих местах основным источником
загрязнения
снега является автотранспорт.
Темная
окраска
нерастворенных
частиц в этой пробе обусловлена несколькими причинами. Это вынос частиц
(сажи, частиц каучука, кремния и др.), содержащихся в выхлопных газах, также из
состава автопокрышек, истираемость которых в зимнее время резко возрастает.
Результаты органолептических и физико-химических исследований сведены
в таблицу 3
Таблица 3.
Результаты
органолептических
и
физико-химических
исследований
проанализированных проб снега.
№ пробы
Цвет
Запах,
Прозрачность
баллы
Содержание,
10-3
рН
г/мл нерастворенных
Сульфат-
Хлорид-
анионы
анионы
в-в
1
Бесцветный
1
Прозрачна
0,0396
6
1-10 мг/мл
1-10 мг/мл
2
Бесцветный
0
Прозрачна
0,0380
7
Отсутствуют
Отсутствуют
3
Бесцветный
1
Непрозрачна
0,1864
7
Отсутствуют
1-10 мг/мл
4
Бесцветный
1
Прозрачна
0,0268
7
отсутствуют
Отсутствуют
.
Таким образом, в пробе №1 ( площадка возле школы № 324) взвешенных
частиц визуально и количественно примерно столько же, сколько и в черте
16
города, возле шлюза реки. При этом, как и ожидалось, наибольшее число
механических примесей находится у оживленной магистрали Приморского шоссе,
а наименьшее – в парке. Запах проб очень слабый, все пробы бесцветны и только
одна непрозрачна –проба, взятая возле Приморского шоссе.
Удивило наличие анионов сульфата и хлорида на территории школы при
практическом их отсутствии на других площадках (кроме площадки возле
Приморского шоссе, что вполне объяснимо присутствием реагентов для
понижения температуры таяния снега).
Проба № 4 (парк Дубки) оказалась самой чистой. Запах слабый, мокрой
древесины,
раствор
прозрачный,
наименьшее
содержание
механических
примесей, отсутствие катионов тяжелых металлов, анионов сульфата, хлорида,
карбоната, ортофосфата, нитрата и органических соедимнений.
Проанализировав снег по площадкам, можно сказать, что количество и
качество примесей на территории школы не влияет на состояние здоровья
учащихся. Исходя из того, что все примеси и загрязнения попадают в снег из
атмосферы, можно говорить об относительной чистоте воздуха на данной
территории.
III. Выводы и рекомендации
После проведения всех работ и обсуждения полученных результатов мы
пришли к следующим выводам:
1. самым чистым участком является площадка № 4 (парк), так как в зимний
период здесь незначительно воздействия человека, к тому же это место находится
на расстоянии от дороги и выбросы сюда не доходят;
2. самым грязным является участок № 3, так как он расположен непосредственно
рядом с проезжей частью напряженной автомагистрали, все загрязняющие
вещества, попадая в воздух, постепенно оседают на поверхности снега, превращая
его тем самым в смесь различных веществ;
17
3. на пришкольной территории все показатели чистоты снега находятся в норме,
хотя удивляет присутствие хлоридов и сульфатов. Однако можно говорить об
относительной чистоте атмосферы в районе школы № 324. Соответственно,
учащиеся дышат незагрязнённым воздухом, что в свою очередь благотворно
влияет на их здоровье;
4.
все вещества, попавшие в снег возле дороги, весной попадут частью в почву,
а большая их часть смоется весенним паводком в реки и озеро;
5. вещества, попавшие в реку и озеро с потоками талой воды, приводят к
постепенному зарастанию и отравлению водоёмов;
6. анализ снега показал, что наиболее чист снег и, соответственно, воздух в
парке. Таким образом, прогулки в парке остаются полезными для здоровья;
7. загрязнение атмосферного воздуха в данной местности имеет антропогенный
характер, большей частью это выхлопные газы автомобилей.
Наши предложения по результатам проведенных исследований:
1. проводить большее озеленение придорожных зон.
В пробах были обнаружены вещества, влияющие на засоление почвы
(хлориды и сульфаты), что сказывается на росте и развитии растений. Поэтому
вдоль автодороги необходимо высаживать растения устойчивые к засолению
почв. К тому же растения поглощают пыль, токсичные газы из воздуха и тяжелые
металлы из почвы. Деревья обладают избирательной способностью по
отношению к вредным примесям в воздухе. Особенны ценны в этом отношении
хвойные породы. Целебными в отношении патогенных микроорганизмов является
можжевельник.
2. На автомобильном транспорте
использовать альтернативное топливо:
сжиженный нефтяной газ, природный газ, биодизельное топливо, водород и др.
Перевод автомашин
на альтернативное
топливо позволит значительно
снизить выбросы в атмосферу вредных веществ и не только в Сестрорецке.
3. Пустить тяжелый грузовой транспорт и транспорт, следующий транзитом через
город, в объезд Сестрорецка.
18
Таким образом, на основании результатов, полученных в ходе исследования,
можно сделать следующие выводы:
1.
Изучена специальная литература по теме исследования.
2.
Исследованы собранные
образцы талого снега по органолептическим и
химическим показателям.
3.
Выявлены
основные
источники
загрязнения
снежного
покрова
на
территории города:

по показателю качества талого снега наибольшее загрязнение выявлено
Приморского шоссе; наименьшее загрязнение выявлено в парке;

наибольший
уровень
загрязнения
происходит
от
автомобильного
транспорта.

большинство выбросов химических веществ концентрируется в атмосфере,
а затем в верхних слоях почвы. Значит, чистота выпавшего снега - это здоровье
всех живых организмов и человека. Именно качество снежного покрова ярко
демонстрирует влияние различных источников загрязнения атмосферного воздуха
на поверхности земли. Проведя анализ проб талого снега с разных участков
города Сестрорецк, был определен наиболее загрязненный участок. В таком месте
нельзя гулять детям, играть в снежки и есть или лизать снег - это может привести
к аллергическим реакциям, пищевым отравлениям. Основываясь на результатах
анализа, можно утверждать, что в целом атмосфера в городе благоприятная,
особенно чистый воздух, как и ожидалось, в парке.
Гипотеза исследования - выпавший за зиму снег удерживает многие
загрязняющие вещества – подтверждена.
Заключение
Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова
и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор
19
многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением
цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися
затруднениями.
Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие
масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и
продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к
окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим
надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о
взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы
уменьшения
и
предотвращения
вреда,
наносимого
Природе
Человеком.
IV. Список литературы
1. ГОСТ Р 8.613-2005 ГСИ. Методики количественного химического анализа проб
вод. Общие требования к разработке.
2. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Москва: АГАР, 2000.385 с.
3. Дядюн Т.В. Практикум «Мир воздуха». Ж. «Биология в школе», № 1, 2001.
4. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. Учебное пособие для педагогических
институтов. Москва. Просвещение, 1988.
5. Чернова, Н. М. Лабораторный практикум по экологии : учеб. пособие для
студентов пед. институтов по биол. спец. - М.: Просвещение, 1986.
6. Гринпис в России. Гринтим. Руководство к действию. М., АО МДС, Юнисам,
1995
7. Ауст З. Погода. Дождь и снег. – М.: Слово, 1989.
8. Информационные ресурсы:
20
- http://ru.wikipedia.org/wiki/Снежный_покров
- http://www.muravlenko.com
- http://ctcentr.ru
- http://talvoda.ru/talaya-voda/chem-polezna-talaya-voda/
- тhttp://ecorussia.info/ru/ecopedia/transportation_problems
21