Практическая часть.

Департамент образования города Москвы
Западное окружное управление образования
Государственное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 1015
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ
Секция «Биология», «Экология»
ИССЛЕДОВАНИЕ СНЕЖНОГО ПОКРОВА
РАЙОНА НОВО-ПЕРЕДЕЛКИНО ГОРОДА МОСКВЫ
МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ
Руководитель проекта:
учитель биологии и экологии,
кандидат биологических наук
Попов Михаил Александрович
Проект выполнили:
ученики 7-а класса
Бондаренко Дмитрий
Васильев Валентин
Москва, 2009 год
Введение.
Атмосфера, являясь одним из основных компонентов биосферы, оказывает
интенсивное и разностороннее воздействие на гидросферу, геологическую среду,
почвенный покров, здания, сооружения, другие техногенные объекты, а также на
биоту в целом и на человека в частности. Поэтому охрана атмосферного воздуха
представляет собой приоритетную экологическую проблему, которой уделяется
пристальное внимание во всех развитых странах. Активное воздействие атмосферы
на наземные экосистемы и гидросферу проявляется через атмосферные осадки в
виде дождя и снега. Поверхностные и подземные воды суши имеют главным
образом атмосферное питание и их химический состав в значительной степени
зависит от состояния атмосферы.
Снеговой покров накапливает в своем
составе практически все вещества, поступающие
в атмосферу. В связи с этим
снег можно
рассматривать как своеобразный индикатор
загрязнения
вещества,
окружающей
среды.
выбрасываемые
Вредные
промышленными
предприятиями, автомобильные выхлопы и др.,
накапливаются в снегу и с талыми водами поступают в открытые и подземные
водоемы, загрязняя их.
В зависимости от источника загрязнения изменяется состав снегового
покрова.
Так,
вблизи
котельных,
железнодорожных
сетей,
обслуживаемых
тепловозами на мазутном топливе, большого потока автотранспорта, работающего
на
дизельном
серосодержащем
топливе,
а
также
ряда
специфичных
промпредприятий следует ожидать повышенное содержание соединений серы.
Антропогенные
источники
содержания
соединений
азота
–
автотранспорт,
теплоэнергетика, промпредприятия.
Цель работы:
Исследовать общую химическую токсичность снега в районе Ново-Переделкино
(Западный административный округ, г. Москва) методом биотестирования семян
огурца.
Задачи:
-изучить литературу по данной теме
-поставить эксперимент
-проанализировать результаты эксперимента
Объект исследования: Общая химическая токсичность снега.
Предмет исследования: Пробы снега с различных участков района НовоПеределкино.
Методы исследования:
1. Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач )
2. Экспериментальный (постановка опытов)
3. Описание и объяснение результатов эксперимента
Оборудование:
-
семена огурца, примерно одинаковые по размеру;
-
чашки Петри;
-
пробы снега.
Общее экологическое состояние города Москвы.
Экологическая ситуация, сложившаяся в Москве, во многом характерна для
многих городов мира. Москва – город России с одним из самых высоких уровней
загрязнения. Вопросы экологической ситуации уже давно приобрели острое
социальное звучание.
Естественное загрязнение в Москве происходит в основном за счёт пыльных
бурь, пожаров, жизнедеятельности человека и животных
Состояние атмосферы.
Наиболее сильно загрязнён в столице
воздух. Загрязняющие вещества попадают в
атмосферу в виде газов (CO и CO2, NO, NH3),
Соединений тяжёлых металлов (таких, как
Pb, Hg, Cu, Co), пылеватых частиц, аэрозолей
и твёрдых веществ (сажа, асбест и т.д.).
Сильнее всего загрязняет воздух автотранспорт (77%).
Общая загрязнённость воздушного бассейна Москвы уже давно превысила
ПДУ (предельно допустимый уровень). Наиболее характерное загрязнение воздуха в
последнее время – диоксидом азота NO2, формальдегидом, бензолом и аммиаком
NH3.
Состояние почвенного покрова.
На
большей
части
города
естественный
почвенный покров уничтожен. Зелёные насаждения
в
городе
создаются
на
почвенных
субстратах
мощностью от 30 см до 1м. Антропогенные факторы
преобладают
над
естественными
факторами
почвообразования, формируя специфические типы
почв. В таких почвах скелетный материал – мусор
(кирпичная крошка, куски асфальта, битое стекло, уголь и т.п.), с отходами,
торфокомпостной
горизонтов.
смесью
Важной
и
иногда
фрагментами
характеристикой
естественных
городских
почв
почвенных
является
их
водопроницаемость.
Сильное воздействие на почву городской
средой
выражается
в
её
загрязнении
человеческими отходами. Соединения ряда
микроэлементов,
равновесие
в
NO2
почве.
и
SO2
нарушают
Основные
источники
загрязнения почвы – выбросы промышленных
предприятий, ТЭЦ и автотранспорта. Наиболее
опасные загрязнители – тяжёлые металлы, хлорорганические соединения и другие
токсические вещества.
Большинство выбросов токсических веществ концентрируется на поверхности
почвы. Городские почвы (за исключением лесопарковых) имеют повышенное
содержание тяжёлых металлов в верхних слоях почвы. Оно возрастает по мере
приближения к центру города.
Состояние и характеристика зелёных насаждений.
На растительность негативное влияние оказывает транспорт. Вдоль дорог
растения накапливают в себе в огромных количествах широкий комплекс
микроэлементов, содержащиеся в выбросах автотранспорта.
Весь исторический центр Москвы сильно загрязнён тяжёлыми металлами,
особенно веществами 1 и 2 класса опасности – цинком, кадмием, свинцом, хромом,
никелем и медью.
Одним из основных факторов стресса и гибели древесных насаждений
является вытаптывание. Уплотнение почвы ведёт к снижению водопроницаемости
почвы и воздухообмена в ней. На тропах водопроницаемость снижается до 7 раз.
Почва становится бесструктурной, уменьшается пористость. Влага либо стекает с
поверхности, либо испаряется, не достигая корней. В 2–3 раза увеличивается
глубина промерзания почвы зимой.
На территории Москвы более 1000 видов растений, из них 366 видов –
древесная растительность, причём только 43 вида – местные. В последние годы
местная растительность беднеет, внедряются чуждые сообществам виды.
Сохраняется
тенденция
занятых
растительностью
Происходит
как
сокращения
антропогенная
площадей.
деградация
местообитаний растений, так и их прямое
уничтожение.
Исчезают
внутридворовые
и
придорожные посадки. Площадь насаждений на
одного жителя сокращается и составляет менее
18 м2 при норме 24 м2.
Практически погибли насаждения по Садовому кольцу, проспекту Мира,
Тверской улице и др. В придорожной полосе шириной 2 м гибнут 100% деревьев.
Лесопарки
Москвы
испытывают
большую
хозяйственную
используются населением в рекреационных целях.
Экологическая характеристика района
Ново-Переделкино.
Район Ново-Переделкино лежит на Теплостанской
возвышенности, которая расположена в южной и югозападной частях г. Москвы. Это одно из самых высоких мест в
Москве. Наивысшая точка Западного округа находится в
Солнцево (абсолютная высота 253,4 м над у.м.).
нагрузку,
Наш
район
находится
на
границе
широколиственных лесов с елью и смешанных
лесов. Здесь некогда располагались богатые
села Подмосковья – Измалково, Переделкино,
Акатово, Мешково, Валуево, в которых жили и
живут поныне известные деятели науки и
искусства. Район экологически благополучный
и комфортный для проживания по сравнению с другими районами г. Москвы. Не
случайно исстари здешние места называли «Подмосковной Швейцарией». В
советские годы здесь было построено несколько санаториев, а сейчас идет
интенсивное дачное строительство. Но соседство с Внуковским аэропортом,
Рассказовской
животноводческой
фермой,
Востряковским
домостроительным
комбинатом, а также крупными магистралями (Боровское и Киевское шоссе, МКАД)
приводит к тому, что район постепенно подвергается химическому загрязнению.
Другая экологическая проблема – «нецивилизованный» отдых, нарушающий связи
в природных экосистемах.
Разнообразные и красивые природные ландшафты,
соседствующие с антропогенными, пересеченность рельефа
и южная экспозиция склонов в сочетании с водными
источниками придают местности своеобразный колорит,
на маршрутах есть объекты исторического и культурного
значения. Заброшенный, но расцветающий каждую весну
сад напоминает о стоявшей здесь когда-то деревне Чоботы.
Восстановлен дом, построенный по проекту выдающегося
архитектора
Федора
Осиповича
Шехтеля.
излучина реки в ольшанике с обилием родников,
один из них считается святым источником.
Красивая
Леонид Маланчев
Пруд в Чоботах
Практическая часть.
Практическая часть работы - это эксперимент, который был поставлен в
феврале 2009 года.
Было взято 5 проб снега из разных участков района:
1. со школьного двора (проба № 1),
2. с тротуара тихой улицы Новоорловская (проба № 2),
3. возле оживленной автотрассы Боровского шоссе (проба № 3),
4. из местного парка на улице Чоботовская (проба № 4),
5. контрольная проба – дистиллированная вода (проба № 5).
Принесли снег в помещение и растопили его. Простерилизовали чашки
Петри, подписали на них место, откуда взята проба и поместили в них по 10 семян.
Налили на дно каждой чашки талую воду. Каждую пробу повторили 3 раза.
Вели наблюдения за семенами подсолнечника в течение 10 дней. Чтобы не
дать семенам и проросткам высохнуть, по мере необходимости добавляли в чашки
талую воду, полученную из снега тех же участков. Вели учет проросших семян и
суммарную длину корней (в см.), которую определяли путем сложения длины
каждого проростка.
Результаты своих наблюдений по каждой пробе занесли в таблицу №1. На
основании данных таблицы №1 выполнили компьютерную обработку результатов
исследований и представили в диаграмме № 1.
Таблица №1. Результаты наблюдений. (2009г)
Число проросших семян (ср.)
Дни
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
проба № 1
проба № 2
проба № 3
проба № 4
проба № 5
школьный двор
улица
Новоорловская
Боровское шоссе
районный парк
контроль
0
0
1,0
1,7
2,0
2,7
3,0
3,7
4,3
4,7
0
0
0
0,7
1,3
2,0
2,3
2,3
2,7
2,7
0
0
0
0
0
0
0,3
1,0
1,3
1,3
0
0
0,3
2,0
4,0
4,7
5,3
5,3
6,3
6,3
0
0
1,7
3,0
3,3
4,3
5,0
6,7
7,7
8,7
Всхожесть семян (в %)
27
13
47
63
87
Суммарная длина корней (см.)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
0
0,2
0,4
0,7
0,8
1,3
1,8
2,4
3,2
0
0
0
0,1
0,2
0,3
0,6
0,9
1,3
2,3
0
0
0
0
0
0
0,1
0,3
0,5
0,73
0
0
0,2
0,4
0,5
1,1
2,6
4,1
5,6
6,9
0
0
0,2
0,5
0,7
1,2
2,4
4,3
5,7
7,3
Результаты и обсуждения.
По результатам наблюдений можно сказать, что скорость роста и вегетативной
мощности неодинакова в
различных пробах. Наибольшая степень общей
химической токсичности снега
соответствует пробе № 3, взятой в районе
прохождения трассы Боровского шоссе.
Достаточно высокой токсичностью
отличается проба № 2, взятая рядом с тротуаром улицы Новоорловская. Меньшей
степенью химической токсичности отличаются пробы снега № 1 и № 4 , собранные
в районе школьного двора и с территории местного парка. Полученные результаты
однозначно доказывают, что снег на территории города загрязняется вредными
веществами, выбрасываемыми автотранспортом.
Несмотря на то, что проба № 1, оказалась наименее токсичной, но нельзя
сказать, что снег этой пробы не содержит вредных примесей, так как всхожесть
семян составила менее 50 %.
В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех
уровней загрязнения.
1. Загрязнение отсутствует
Всхожесть семян достигает 90-100%, всходы дружные, проростки крепкие, ровные.
Эти признаки характерны для контроля, с которым следует сравнивать опытные
образцы.
2. Слабое загрязнение
Всхожесть 60-90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.
3. Среднее загрязнение
Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению с контролем
короче тоньше.
Некоторые проростки имеют уродства,
4. Сильное загрязнение
Всхожесть семян очень слабая (менее 20%), Проростки мелкие и уродливые.
(Ашихмина Т.Я., 2000)
Выводы.
По результатам наблюдений можно сказать, что скорость роста и вегетативной
мощности
неодинакова
в
различных
пробах.
Наибольшая
степень
общей
химической токсичности снега соответствует пробе № 3, взятой на трассе Боровского
шоссе. Достаточно высокой токсичностью отличается проба № 2, взятая на тротуаре
тихой
улицы
Новоорловская.
Меньшей
степенью
химической
токсичности
отличаются пробы снега № 1 и № 4 , собранные в школьном дворе и с территории
местного парка.
Полученные результаты однозначно доказывают, что снег на территории
района Ново-Переделкино Западного административного округа города Москвы
загрязняется
вредными
веществами,
выбрасываемыми
в
атмосферу
автотранспортом. Снеговой покров на территории района накапливает все вещества,
поступающие в атмосферу в результате сгорания автомобильного топлива.
Накапливаясь в снегу, вредные выбросы с талыми водами поступают в открытые и
подземные водоемы, тем самым загрязняя их.
Заключение.
В данной работе, используя метод биотестирования (испытания действия
вещества или комплекса веществ на живые организмы), мы исследовали общую
химическую токсичность различных проб снега и выяснили, что снег действительно
является индикатором чистоты воздуха. Сильная степень загрязнения отмечена в
пробах, взятых с трассы Боровского шоссе и улицы Новоорловская. Поэтому можно
сделать вывод, что основным источником загрязнений в районе Ново-Переделкино
является автотранспорт.
Использованная литература
1. Артемов А.В. Сравнительный анализ антропогенного загрязнения снежного
покрова и гидросферы урбанизированных ландшафтов. //Экология человека
– 2003 г. - № 4. – с. 35
2. Гринпис в России. Гринтим. Руководство к действию. М., АО МДС, Юнисам,
1995.
3. Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города:
9-11 кл.: Школьный практикум. – М.: Гуманит. Изд.центр ВЛАДОС, 2001.- 112
с.:ил.
4. Пахомова Т.Н., Пахомов В.И. Эколого-краеведческая работа с учащимися в
природе – Первое сентября – 2004 г. - № 16-18
5. Федорова М.З., Кучменко В.С., Воронина Г.А. Экология человека: культура
здоровья. – М.: Вентана-Граф, 2007 г.
6. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Под
ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000.
7. Экология 7-8 классы. Практикум. /авт. Н.А. Степанчук. – Волгоград: Изд-во
«Учитель», 2008 г.
8. Экология Москвы и устойчивое развитие: Уч. пособие для 10-11 кл. – М.:
МИОО, Интеллект-Центр, 2008 г.