ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СНЕЖНОГО ПОКРОВА В СОВЕТСКОМ
АДМИНИСТРАТИВНОМ ОКРУГЕ ГОРОДА ОМСКА.
Работу выполнила
Кашева Кристина Александровна
Ученица 10г класса
БОУ «Гимназии № 117»
Научный руководитель –
Ресян Наринэ Сираковна,
учитель биологии
БОУ «Гимназии № 117»,
Научный консультант –
Царёва Ирина Дмитриевна,
учитель химии
БОУ «Гимназии 117».
-1-
Содержание:
 Введение……………………………………………….…….…....3
 Материалы и методы
исследования...................................................................................7
 Результаты исследования.............................................................17
 Выводы ……………………………………………………..........21
 Рекомендации..…………………………………………………..22
 Список используемой
литературы………..………………..……………………...…….23
 Приложения………….……………………………..…………...24
-2-
ВВЕДЕНИЕ
Круговорот воды в природе осуществляется за счет ее испарения и
осаждения в виде атмосферных осадков (снега, дождя, града). При этом в
атмосферу попадают сотни веществ, которые ранее отсутствовали в природе.
Это атмосферные загрязнители – сернистый газ, оксиды азота, оксид углерода
(угарный газ), хлор, формальдегид. В некоторых случаях из двух или
нескольких относительно неопасных веществ, выброшенных в атмосферу, под
влиянием солнечного света могут образоваться ядовитые соединения.
Снег очищает атмосферу от механических и химических загрязнений.
После снегопада над городами пропадает смог, а это кислотные пары,
выхлопные газы, аэрозоли и радионуклиды в различных формах. Правда,
растениям, в отличие от нас, этот факт радости не прибавляет. Дело в том, что,
тая весной, снег отдает все адсорбированные загрязнения в землю через талую
воду.
Главные источники загрязнения – тепловые электростанции,
нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт. Менее опасны
станции, работающие на газе, более – на угле.[2,4].
Уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе Омске в настоящее
время остается высоким и формируется под влиянием выбросов
промышленных предприятий, энергетики, стройиндустрии и автотранспорта.
Наивысший уровень загрязнения атмосферного воздуха наблюдается в
периоды неблагоприятных метеорологических условий, способствующих
скоплению вредных примесей в приземном слое, в районах, подверженных
скоплению большого количества автотранспорта. Автомобильный транспорт
по–прежнему остается одним из самых крупных загрязнителей окружающей
среды во всем мире. Воздействие автомобильного транспорта на окружающую
среду многообразно и проявляется, прежде всего, в загрязнении атмосферного
воздуха и почвы токсичными веществами отработавших газов транспортных
двигателей.
В промышленном городе Омске доля автотранспорта среди всех
источников загрязнения атмосферного воздуха превышает 60% в последние
пять лет. [1]
В течение более чем пяти месяцев в году снежный покров на
территориях, прилегающих к автострадам, поглощает и накапливает
разнообразные ингредиенты загрязнений. [1]
-3-
Снег является индикатором загрязнения атмосферного воздуха.
Средняя продолжительность снежного покрова в нашей местности составляет
около 6 месяцев. Он появляется преимущественно в середине октября, а
начинает разрушаться в середине марта. Для того чтобы определить уровень
загрязнения снежного покрова от источников загрязнения на территории г.
Омска, мы решили провести органолептический и химический анализ талого
снега.
Проблема исследования: каковы причины загрязнения снежного
покрова?
Объект исследования: талый снег.
Предмет исследования: органолептические и химические свойства
талого снега.
Цель исследования: Изучить состояние снежного покрова Советского
района г. Омска на разном расстоянии от дороги, выявить уровень загрязнения
химическими веществами снежного покрова.
Задачи исследования:

изучить специальную литературу по теме исследования;

провести анализ талого снега по органолептическим и химическим
показателям;

выявить уровень загрязнения среды от источников загрязнения;

выявить наиболее опасные и вредные химические вещества

описать вред этих веществ

предложить ряд рекомендаций.
Гипотеза исследования: выпавший за зиму снег удерживает многие
загрязняющие вещества, и чем дальше источник искусственного загрязнения
воздуха, тем чище снег.
-4-
Этапы работы:
Этап
Содержание деятельности
Подготовительны 1.
й
2.
3.
4.
Деятельностный
Аналитический
Выявление и анализ проблемы.
Определение цели и задач работы.
Составление плана работы.
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 в школьной научно-практической
конференции.
1. Анализ и оценка собственной деятельности.
2. Планирование работы на будущее.
Исследования проводились по методике Т.В. Скрипко и методике,
описанной в учебно-методическом пособии под редакцией Т.Я. Ашихминой.
[2,7] Сбор снега проводили на автомагистрали улицы Проспект Мира,
Андрианова и в парке Советского Административного Округа с 1 по 7 февраля
2013 года [2].
Органолептические и химические свойства талого снега выявляли на
базе Омского государственного технического университета (кафедра
«Физической химии») с 1 по 22 февраля 2013 года. Места отбора проб,
образцы и их внешний вид описаны в таблице 1.
-5-
Таблица 1.
№
образца
Место отбора проб
Внешний вид образца
1
У дороги, ул. Проспект мира,
остановка «ДК им.
Малунцева»
Рассыпчатый снег, тёмно серого
цвета, со следами песка и сажи.
2
5 м. от дороги
Рассыпчатый снег, серого цвета.
3
10 м. от дороги
Рассыпчатый снег, белого цвета,
с вкраплениями серого.
4
Школа 117, Андрианова 4,
30 м. от дороги
Рассыпчатый снег, белого цвета.
5
Парк САО г. Омска, 60 м. от
дороги
Рассыпчатый снег, чистого
белого цвета.
Программа исследований предусматривала изучение рH снеговой воды,
содержания в ней растворимых веществ, фосфатов, нитратов, хлоридов,
жесткости, окисляемости, ионов аммония, питательности среды на
выращивание бактерий.
Методы исследования:


теоретические: анализ, синтез, сравнение, обобщение;
практические: наблюдение, эксперимент.
-6-
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
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 парковой зоны Советского округа города Омска:
Проба № 1 – около дороги;
Проба № 2 – 5 метров от дороги;
Проба № 3 – 10 метров от дороги;
Проба№ 4 – в школе(30м);
Площадка № 5 – в советском парке(60м).
Для контроля взяли чистую дистиллированную воду.
Методика отбора проб снега.
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, по 5
для каждого измерения.
 Снег берется почти на всю глубину залегания. Это делается для того,
чтобы суммировать все загрязнения, накопившиеся за сезон в снегу. Снег
отбирается либо цилиндром, либо лопатой или совком.
Все 15 проб складываются в чистый полиэтиленовый пакет. 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).
-7-
Определение запаха снега.
Запах определяется при комнатной температуре и при нагревании 1. В данной
работе запах определялся при комнатной температуре. Характер запаха
определяли описательно: хлорный – запах свободного хлора, бензинный –
запах нефти и нефтепродуктов, хлорфенольный – аптечный, гнилостный и т. д.
Определение рН потенциометрическим методом.
Принцип метода:
Метод определения величины рН проб воды основан на измерении ЭДС
электродной системы,
состоящей из стеклянного электрода, потенциал
которого определяется активностью водородных ионов, и вспомогательного
электрода сравнения с известным потенциалом.
Средства измерений, вспомогательные устройства:
1. Универсальный иономер
ЭВ-74 в комплекте с автоматическим
термокомпенсатором ТКА-4 (ТКА-5) или рН-метр со стеклянным
электродом измерения и электродом сравнения.
2. Электрод измерительный типа ЭСЛ-63-07.
3. Электрод вспомогательный типа ЭВЛ-1МЗ.
4. Секундомер механический.
Выполнение измерений:
Анализируемую пробу объемом 30см3 помещают в химический стакан
водой,
вместимостью 50 см3. Электроды промывают дистиллированной
обмывают исследуемой водой, погружают в стакан с анализируемой пробой.
При этом шарик стеклянного измерительного электрода необходимо
полностью погрузить в раствор, а солевой контакт вспомогательного
электрода должен быть погруженнаглубину5 - 6 мм. Одновременно в стакан
погружают термокомпенсатор.
Отсчет величины рН по шкале прибора проводят, когда показания прибора не
будут изменяться более чем на 0,2 единицы рН в течение одной минуты, через
минуту измерение повторяют, если значения рН отличаются не более чем на
0,2, то за результат анализа принимают среднее арифметическое значение.
После измерений электроды ополаскивают дистиллированной водой и
протирают фильтровальной бумагой или мягкой тканью.
1
Приложение 1.
-8-
Если возникает необходимость обезжирить электрод, то его протирают
мягкой тканью, смоченной этиловым спиртом и затем несколько раз
ополаскивают дистиллированной водой и протирают мягкой тканью.
За результат измерения принимают значение рН, которое определяют по
шкале прибора.
Определение содержания взвешенных веществ в пробах талого снега
гравиметрическим методом.
Принцип метода:
Гравиметрический метод определения взвешенных веществ основан на
выделении их из пробы фильтрованием воды через мембранный фильтр с
диаметром пор 0,45 мкм или бумажный фильтр «синяя лента» и взвешивании
и осадка на фильтре после высушивания его до постоянной массы.
Определение общего содержания примесей (суммы растворенных и
взвешенных веществ) осуществляют выпариванием известного объема
нефильтрованной анализируемой воды на водяной бане, высушиванием
остатка при 105 °С до постоянной массы и его взвешиванием.
Средства измерений:
1. Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом
взвешивания 200 г и ценой наименьшего деления 0,1 мг любого типа.
2. Цилиндры мерные.
Вспомогательные устройства:
1.
2.
3.
4.
5.
Печь муфельная.
Шкаф сушильный лабораторный с температурой нагрева до 130°С.
Чашки выпарительные.
Эксикатор.
Пинцет.
Выполнение измерения:
Определение взвешенных веществ производят весовым методом. Через
подготовленные фильтры фильтруют 100-1000 мл сточной воды. Фильтр
помещают в бюкс, в котором предварительно взвешивали фильтр и вновь
высушивают до постоянной массы.
-9-
Содержание взвешенных веществ вычисляют по формуле:
Х= (А – В) 1000/V, где
А - вес бюкса с фильтром после фильтрования воды,
В - вес бюкса с фильтром до фильтрования воды,
V – объем воды, взятой для анализа, мл.
Определение массовой концентрации фосфат-ионов и фосфорсодержащих
соединений в пробах талого снега фотоколориметрическим методом
Принцип метода:
Для определения фосфатов применяют колориметрический метод,
основанный на образовании комплексной фосфоромолибденовой кислоты,
Чувствительность метода от 210'3 до 1 мг HPO4 2 в литре воды.
Устранение мешающих влияний:
Определению мешают кремнекислоты при концентрации более 100 мг/л; железо (III) с концентрацией более 1 мг/л; нитриты - более 25 мг/л; большое
количество хлоридов.
Влияние кремнекислоты может быть устранено разбавлением, влияние железа
(111) - разбавлением пробы или переводом железа (III) в железо (II), которое
не мешает определению. Железо (II) восстанавливают до железа (II) при
помощи металлического алюминия: пробу помещают в химический стакан
емкостью 100 мл, нагревают раствор до кипения, снимают с огня и
прибавляют в горячий раствор 1 микрошпатель порошка металлического
алюминия. Раствор перемешивают, закрывают часовым стеклом и оставляют
стоять до обесцвечивания.
После остывания раствора до комнатной температуры определяют фосфаты.
Влияние больших концентраций хлоридов, в присутствии которых возникает
сине-зеленая окраска вместо синей, устраняется сравнением окраски
исследуемой пробы с контрольной пробой, содержащей хлориды в той же
концентрации. Сильнокислые или сильнощелочные воды предварительно
нейтрализуют по универсальной индикаторной бумаге.
Мешающее влияние нитратов при содержании их до 25 мг/л устраняется
добавлением к пробе 0,1 г сульфаниловой кислоты.
- 10 -
Выполнение измерений:
Зная оптическую плотность D исследуемого раствора, находим по градуировочному графику2 концентрацию фосфат- ионов 3.
Определение массовой концентрации хлоридов4 в пробах снега методом
осаждения
Принцип метода:
Метод основан на осаждении хлор-иона нитратом серебра в присутствии
хромово-кислого калия в качестве индикатора в нейтральной или
слабощелочной среде ( рН = 7-9).
При добавлении к исследуемой воде, содержащей Cl‾ , раствора нитрата
серебра сначала образуется белый хлорид серебра (раствор становится
мутным, но сохраняет желтую окраску).
При дальнейшем прибавлении азотнокислого серебра, после связывания
всех хлор-ионов, начинает выпадать осадок хромата серебра красно-бурого
цвета и раствор приобретает грязно-розовую окраску.
Выполнение измерений:
В три конические колбы вместимостью 250 мл отмеряют мерной колбой
по 100 мл исследуемой воды. Добавляют в каждую колбу по 2 капли
фенолфталеина. При появлении розовой окраски прибавляют по каплям 0,1 н.
раствора серной кислоты до обесцвечивания.
При отсутствии окраски нейтрализуют пробу 0,1 н. раствором едкого
натрия до появления розовой окраски, исчезающей при помешивании. К
подготовленным пробам приливают 2 мл 10% раствора хромата калия
(K2CrO4) и титруют раствор в 2 колбах 0,03 н. раствором AgNO 3 до появления
грязно-розовой окраски.
2
Приложение 2
3
График результатов в приложении 3
4
График в приложении 4
- 11 -
Содержание Х хлор-иона вычисляют по формуле:
ХСl  
V 1  N  Э 1000
, где
V2
V1- объем раствора AgNO3, пошедший на титрование;
N – нормальностьAgNO3 (0,03 н.);
Э – эквивалентная масса Cl‾-иона (35,45);
V2 - объем пробы, взятой на анализ, мл.
Определение бихроматной окисляемости (ХПК) в пробах снега
фотометрическим методом.
Методика устанавливает фотометрическую зависимость бихроматной
окисляемости (химического потребления кислорода, ХПК) в пробах питьевой,
природной и сточной воды в диапазоне измеряемых значений ХПК от 10 до
30000 мг/дм3. Графики построены по методу ПНД Ф (А) в диапазоне
концентраций от 10 до 100 мг/дм3, по методу НД (Б) – от 100 до 1000 мг/дм3.
При значении ХПК свыше 1000 мг/дм3 необходимо предварительное
разбавление пробы.
Принцип метода:
Метод основан на окислении органических веществ бихромат-ионом в
кислой среде при нагревании в присутствии сернокислого серебра с
последующим фотометрических определением уменьшения концентрации
бихромат-ионов при длине волны 450 нм Метод (А) или увеличения
концентрации иона Cr (III) при длине волны 620 нм Метод (Б).
Определению мешают хлориды, мешающее влияние которых
устраняется в ходе анализа добавлением сернокислой ртути из расчета 0,02г
соли ртути на 1 мг хлорид-иона. Содержанием других неорганических
веществ, способных окисляться бихроматом в кислой среде, пренебрегают.
Необходимые реактивы, посуда, оборудование:
1. Спектрофотометр типа DR-2800;
2. ТермореакторHach Company;
- 12 -
Посуда:
1. Стеклянные фотометрические кюветы, с резьбовыми пробками;
2. Пипетки
3. Колбы мерные
4. Склянки из темного стекла на 500 1000 см3;
5. Дозаторы от 1-5 мл, 0,1-1 мл;
6. Штатив для хранения кювет.
Реактивы:
1. Калий двухровокислый (фиксанал с концентрацией 0,1 моль/дм 3)
2. Серная кислота
3. Сернокислая ртуть(II);
4. Сернокислое серебро.
Ход работы:
Визуально оценить характер пробы (распознать, к какому типу вод она
относится). Пробу тщательнейшим образом гомогенизировать. В кювету для
измерения ХПК внести 2 см3 тщательно перемешанной пробы.
После этого в кювету добавить 0,5 см3 раствора бихромата калия (метод А –
концентрация К2Cr2O7 0,1 моль/дм3 эквивалента, метод Б – 1,0 моль/дм3
эквивалента).
Затем внести 3 см3 раствора сернокислого серебра в серной кислоте.
Добавить приблизительно 0,04 – 0,06 г сернокислой ртути. После этого кювету
плотно закрыть крышкой с резьбой. Содержимое кювет перемешать,
перевернув их 2-3 раза, промыть поверхность кювет под проточной водой и
осушить поверхность. После этого поместить кюветы в гнезда термореактора,
предварительно нагретого до температуры 148 0С. Одновременно с пробой
подготовить холостую пробу для каждого метода. Для этого в кюветы внести
2 см3 дистиллированной воды и поочередно все указанные выше реактивы
(кроме пробы), закрыть плотно крышкой, повторить все операции как с
пробой, установить в термореактор. Сразу после установки кювет в
термореактор запустить программу. По истечении 2 часов термореактор
прекращает нагрев (3 звуковых сигнала). Кюветы оставить в термореакторе
еще на 20 мин для постепенного охлаждения (приблизительно до 120±2 0С).
После этого кюветы вынуть из термореактора, перевернуть 2-3 раза, вновь
промыть под проточной водой и установить в штатив для охлаждения до
комнатной температуры. Включить спектрофотометр, выбрать анализ (А или
Б), в зависимости от характера проб. Произвести измерение, предварительно
осушив поверхность кювет, считать с табло показания прибора.
- 13 -
Определение катионов аммония и аммиака5.
Методика предназначена для измерения содержания массовой
концентрации ионов аммония от 0,05-4,0 мг/дм3 фотометрическим методом с
реактивом Несслера. Если массовая концентрация ионов аммония в
анализируемой пробе превышает верхнюю границу, то допускается
разбавление пробы в соответствии с регламентированным диапазоном.
Принцип метода:
Аммоний NH4+ реагирует с тетраиодомеркуратом (II) калия (реактив
Несслера) K2{HgI4} в присутствии щелочи КОН, образуя характерный
красно-бурый осадок; при незначительной концентрации следов NH4+ раствор
окрашивается в желто-коричневый цвет:
NH4CI + 2 K2{HgI4} + 2КOН = {Нg2I2NH2}I↓+КСI + 5KI + 2Н2О;
NH4 + 2{HgI4}2 + 2OHˉ = {Hg2I2NH2}I↓+ 2H2O + 5Iˉ.
Необходимые реактивы, посуда, оборудование:
1. Реактив Несслера. (можно использовать готовый реактив).
2. Тартрат натрия и калия (сегнетова соль).
3. Комплексон III, 50 - процентный раствор. Растворяют 10 г NaOH в 60 мл
дистиллята и в полученном растворе растворяют 50 г комплексона III, смесь
доводят до 100 мл дистиллированной водой.
4. Едкий натр. 15%
5. Стандартный раствор: хлорид аммония.
Раствор I: Растворяют 0,2965 г NH4CI в дистилляте и разбавляют до 1 л. В 1
мл этого раствора содержится 0,100 мг NH4+.
Раствор должен быть свежеприготовленным.
Раствор II: Доводят 50 мл раствора I дистиллированной водой до 1 л.
В 1 мл раствора содержится 0,005 мг NH4+. Раствор должен быть
свежеприготовленным.
Реактивы не должны содержать аммиак, что контролируется холостой пробой.
6. Мерные колбы: объемом 50 мл -10 шт, 100 мл - 2 шт, 1000 мл - 2 шт.
7. Бюретка объемом 25 мл.
8. Аналитические весы.
9. Кюветы с толщиной рабочего слоя 10 мм.
10.Спектрофотометр.
Ход работы:
К 50 мл пробы или к меньшему ее объему, доведенному до 50 мл
дистиллированной водой, прибавить 1-2 капли раствора комплексона III или
сегнетовой соли и смесь тщательно перемешать. При анализе очень жестких
вод нужно прибавить 0,5-1,0 мл раствора сегнетовой соли или комплексона III.
5
Приложение 5
- 14 -
Затем прибавить 1 мл реактива Несслера и снова перемешать. Измерить
оптическую плотность через 10 мин (окраска устойчива в течение 30 мин) на
спектрофотометре UNICO при длине волны λ=430 нм в кювете с ℓ = 10 мм.
Одновременно с пробой проводят холостой опыт с дистиллированной водой,
который используется в качестве раствора сравнения.
Содержание6NH 4 в мг/л X вычисляют по формулам:

( D  D0 )  1000  V1
, где
K V
D - считанная с прибора оптическая плотность NH4+ в анал. растворе, мг/л;
D0 - считанная с прибора оптическая плотность NH4+ в хол. растворе, мг/л;
V - объем пробы, взятой для анализа, мл;
V1 - объем, до которого была разбавлена проба, мл;
К - коэффициент градуировочного графика.
Определить показатели микробиологического загрязнения талого снега.
Приборы и материалы:
микроскоп, покровные и предметные стекла, бактериологические петли и
пипетки, лупа, мерные стаканы (50, 100 мл), набор мерных цилиндров, чашки
Петри, термостат, секундомер, фильтровальная бумага, лакмусовая бумага,
батистовая салфетка, метиленовая синь, основной фуксин, иммерсионное
масло, бензин, агар-агар, бульонный кубик (куриный), образцы воды, вода.
Реактивы:
карбонат натрия Na2CO3
Ход работы:
Отбор проб воды. В зависимости от задачи исследования определяют место и
время отбора пробы. Для исследования воды открытых водоемов, а также
колодцев отбирают пробы воды на глубине 10-15 см от поверхности в
стерильные флаконы. Для отбора проб водопроводной воды используют
стерильные склянки вместимостью 500 мл с ватно-марлевыми пробками.
Бактериологическое исследование отобранных проб должно проводиться не
позднее чем через 2 ч с момента отбора и не позднее 6 ч при хранении пробы
при 1-5 С.
6
Фото в приложении 6
- 15 -
Методы определения микробного числа:
В 1 мл исследуемой воды определяют содержание мезофильных аэробов и
факультативных анаэробов, способных при 37 °С в течение суток (при 20-25
°С в течение недели) на МПА образовывать колонии7, видимые
невооруженным глазом или при увеличении в 2-5 раз. Из каждой пробы
делают посев не менее двух различных объемов, выбранных с таким расчетом,
чтобы число выросших колоний на чашке колебалось от 30 до 300.
При исследовании талого снега в каждую из двух чашек вносят по 1,0
мл и 0,1 мл чистых вод и по 0,01мл и 0,001 мл более загрязненных. При
определении микробного числа сильно загрязненных вод и сточных
жидкостей исследуют по 0,0001 мл и 0,00001 мл.
Для посева 0,1 мл и меньших объемов исследуемую воду разводят
стерильной дистиллированной водой. Готовят последовательно 10-кратные
разведения.
По 1 мл каждого разведения вносят в 2 чашки Петри и заливают тонким
слоем предварительного растопленного и остуженного до 45 °С МПА (10-12
мл). После интенсивного перемешивания среде дают застыть на строго
горизонтальной поверхности.
Посевы выращивают в течение суток при 37 °С (в течение недели при
20-25 °С). С лупой при увеличении в 2-5 раз подсчитывают все выросшие
колонии8.
Количество микроорганизмов в колонии считаются по формуле:
Х = (а 1000)/b, где
а – количество колоний в чашке; b – разведение, из которого сделан посев.
После определяется степень загрязнения талого снега.9
7
Фото в приложении 7
8
Результаты можно увидеть в приложении 8.
9
Нормы указаны в приложении 7.
- 16 -
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Результаты исследований представлены в таблице 2 и в графике 1. [2,7]
Таблица 2.
Проб
ы/
иссле
дован
ия
фосф
атион,
мг/л
Na
Cl,
мг/
л
аммон
ий,
мл/л.
нитра
ты,
мг/л.
окисляемо
сть,
мг/дм3.
У
дорог
и
0,406
180
0,69
8,403
6,32
5 м от
дорог
и
0,35
168
0,62
7,801
3,32
8,7
2
9,01
10 м
от
дорог
и
0,235
152,
4
0,47
7,15
2,69
7,6
3
7
У
школ
ы
0,26
148
0,41
5,2
1,6
7,3
4
5,67
В
парке
САО
0,2
100
0,34
4,98
0,88
7,2
4
3,9
Дисти
ллиро
ванна
я вода
0,19
98,3
0,3
4,013
0,6
6,57,5
5
3,45
- 17 -
рН
колони жесткос
и
ть, гр.Ж
бактер
ий,
место
среди
проб
10,3
1
11
5
График 1.
Водородный показатель (рН) воды – это один из важнейших рабочих
показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и
биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины
рН может изменяться скорость протекания химических реакций, степень
коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д.
Если водородный показатель больше 7,5, то среда в таких растворах
щелочная; если меньше 6,5 – среда кислотная. Если показатель pH воды ниже
нормы, то такая вода обладает высокой коррозионной активностью. При рН
более 10, вода может нанести вред здоровью человека: вызвать раздражение
слизистой оболочки глаз и кожи, такая вода имеет повышенную мылкость и
характерный неприятный запах.[2] В пробе 1 наблюдается рН, равный 10,35, в
пробе 2 – 8,7, в пробе 3 – 7,6, в пробе 4 – 7,3, в пробе 5 – 7,2. Таким образом, в
1, 2 и 3 пробах щелочная среда, в 4 и 5 пробах – нейтральная. Самой
непригодной талой водой является вода, полученная из снега на
автомагистрали, а самой чистой талой водой можно считать воду, полученную
из снега в парке САО.
- 18 -
Окисляемость – показывает содержание органических веществ.
Наибольший показатель окисляемости отмечен на автомагистрали улицы
Проспект Мира – 6,32 мг/дм3, по мере отдаления от дороги снижался и достиг
минимального значения в парке САО – 0,88 мг/дм3.
Соединения фосфора встречаются во всех живых организмах, регулируя
энергетические процессы клеточного обмена. Нарастание концентрации
соединений фосфатов в воде нарушает биологическое равновесие, что
приводит в результате к повышению продуктивности водоема (к "цветению"
воды). Предельная допустимая концентрация фосфат-ионов равна 0,2 мг/л.
Превышение ПДК наблюдается во всех пробах, кроме пробы 5. Максимальное
содержание отмечено у дороги – 0,406 мг/л. Минимальное содержание
фосфатов отмечено на расстоянии 50 метров от дороги в парке САО – 0,2 мг/л.
Нитраты – это соли азотной кислоты. Для человеческого организма плохи
не сами нитраты, а преобразование их в ядовитые нитриты. Здесь все решает
количество. При невысоком количестве нитратов минимальное количество
нитритов вреда не принесет. Но при высоком содержании нитратов образуется
опасное количество нитритов. Высокие дозы нитратов у животных и человека
могут вызвать тяжелое отравление и даже привести к смерти.
Исследования показали, что максимальное количество нитратов
наблюдается вблизи дороги (8,403 мг/л), а по мере отдаления от нее
уменьшается. Минимальное количество нитратов зафиксировано в парке САО
– 4,98 мг/л.
Хлориды в воде — это лишние и вредные примеси в воде. Следовательно,
определяя количество хлор-анионов, мы определяем качество, чистоту воды, в
данном случае талой.[7] Максимальный показатель хлоридов зафиксирован в
талой воде в пробе 1 – 180 мг/л, а в пробе 5 минимальный показатель, который
равен 100 мг/л.
Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды,
связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных
металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей
жёсткости»). В лаборатории жесткость талого снега определяется титрованием
пробы в присутствии индикатора. [2]Максимальная жесткость отмечается в 1
и 2 пробах, 11 и 9,01 гр.Ж соответственно, т.е. данную талую воду можно
считать жесткой. В 3 и 4 пробах талая вода средней жесткости. При
жесткости до 4 гр.Ж, как в пробе 5, в которой показатель жесткости равен 3,9
гр.Ж, вода считается мягкой, 4-8 гр.Ж – средней жесткости, 8-12 гр.Ж –
жесткой, более 12 гр.Ж – очень жесткой.
Во всех пробах снега отмечалось превышение ПДК ионов аммония, кроме
пробы 5. Максимальная концентрация отмечена у дороги - 0,69 мг/л.
Минимальное содержание ионов аммония отмечено в парке САО - 0,34 мг/л.
- 19 -
Аммоний-ион (NH4+) накапливается в водах при растворении в воде газа аммиака (NH3), образующегося при биохимическом распаде азотосодержащих
органических соединений. Наличие иона аммония в концентрациях,
превышающих фоновое значение, указывает на свежее загрязнение и близость
источника загрязнения.
Количество бактерий определяли путем посева проб снега на питательную
среду, МПА [4]. Подсчитать точное количество колоний на глаз не удалось,
поскольку их огромное число. Поэтому были проанализированы и сравнены
приблизительно полученные результаты. Максимальное количество колоний
бактерий было обнаружено на основных магистралях: Проспект Мира. Это
связано с высоким содержанием фосфатов и нитратов, которые являются
элементами питания бактерий и используются для синтеза белков
бактериальной клетки. Минимальное количество зафиксировано в 4 и 5
пробах. Следовательно, 1 место по количеству колоний бактерий присвоено
пробе 1, 2 место – 2 пробе, 3 место – 3 пробе, 4 место – 4 и 5 пробам, т.е. по
данному показателю самый чистый снег в парке САО и на территории школы
№117.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1. На качество снега большое влияние оказывает автомобильный
транспорт.
2. Самый грязный снег около дороги
3. Самый чистый снег в парке Советского Административного Округа.
4. Высокие концентрации нитратов, фосфатов отмечаются вблизи крупных
автомагистралей (Проспект Мира), а при удалении от дороги
снижаются.
5. Максимальное количество колоний бактерий было обнаружено на
основных магистралях: Проспект Мира, а на расстоянии 30-50 метров
количество их снижается.
- 20 -
ВЫВОДЫ
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.
Гипотеза исследования - выпавший за зиму снег удерживает многие
загрязняющие вещества - подтверждена.

На качество снега большое влияние оказывает автомобильный
транспорт.

Самый грязный снег около дороги, потому что качество снега
зависит от удаленности источника загрязнения.

Самый чистый снег в парке Советского Административного
Округа.

Высокие концентрации нитратов, фосфатов отмечаются вблизи
крупных автомагистралей (Проспект Мира), а при удалении от дороги
снижаются.

Максимальное количество колоний бактерий было обнаружено на
основных магистралях: Проспект Мира, а на расстоянии 30-50 метров
количество их снижается.
- 21 -
РЕКОМЕНДАЦИИ:
1. Крупные предприятия, выбрасывающие в атмосферу
загрязняющие вещества, располагать на окраине города с учетом розы
ветров.
2. Большие и малые котельни, ТЭЦ переводить на газ.
3. На автомобильном транспорте в качестве топлива использовать газ.
4. Использовать в качестве автотранспорта в большей степени
троллейбусы и трамваи, потому что они работают на электричестве, не
выделяя в атмосферу вредные химические вещества.
5. Крупные автотрассы располагать вдали от жилых домов.
6. Проводить лесовосстановление.
7. Проводить озеленение населенных пунктов.
8. Населению уважительно относиться к окружающей среде.
- 22 -
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. О состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2010 г. –
Омск: Изд-во Манифест, 2011. – 200с.
2.
Скрипко Т.В. Практикум по прикладной экологии: учебное пособие/
Т.В. Скрипко, Л.Н. Котова. Омск: ОмГТУ, 2007. 139 с.
3. Учение о биосфере. Методические указания к лабораторным работам.
Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010, 38 с.
4. Азарова О.П. Основы микробиологии, 2009. 30-40с.
5. Лысак В. В. Микробиология: учеб. пособие. — Минск: БГУ, 2007. —
426 с.
6. Давиденко Н.М. Актуальные вопросы геоэкологии / – М.: ГЕОС, 2003. –
428 с.
7. Экологический мониторинг: учебно-методическое
редакцией Т. Я. Ашихминой. 2008. 416 с.
пособие.
Под
8. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа,
2001.
9. Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. — М.:
Химия, 1994.
10. Акимова Л. Д. Изучающим основы холодильной техники. — М.,
1996.
11. Ельницкий А. П., Василевская Е. И., Шарапа Е. И., Шиманович И.
Е. Химия. — Мн.: Народная асвета, 2007.
12. В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др. Химия = Chemie. —
М.: Химия, 1989. — С. 351. — ISBN 5-7245-0360-3
13. Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М.:
Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN
5-85270-310-9
14. Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. —
Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. — Т. 5. — С. 145.
- 23 -
ПРИЛОЖЕНИЯ.
Приложение 1.
Приложение 2.
фосфат- ион, мг/л
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
фосфат- ион, мг/л
- 24 -
Приложение 3.
D, оптическая плотность
Градуировочный график для определения концетрации
фосфат-ионов
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
С, НРО4,мг/л
Приложение 4.
NaCl, мг/л
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
NaCl, мг/л
- 25 -
Приложение 5.
аммоний, мл/л.
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
аммоний, мл/л.
0.1
0
Приложение 6.
- 26 -
Приложение 7.
Количество бактерий в
1 л воды (количество Степень загрязнения воды
колоний)
свыше 10000
Загрязненная
100
слабо загрязненная
10
Удовлетворительная
3 и меньше
хорошая питьевая
- 27 -