Document 819291

МОУ «Снежская средняя общеобразовательная школа» Брянского района
Растения спасут город
Исполнители: члены экологического
кружка
Руководитель проекта:
Кузьменко Галина Александровна,
учитель биологии и химии
п. Путевка
2010 год
Содержание
Введение……………………………………………………………………….2
Цели и задачи ……………………………………………………………....3
Гипотеза исследования…………………………………………………….3
1. Методика и ход изучения проблемы…………………………………..…4
1.1.Методика определения содержания ионов свинца в листьях
растений…………………………………………………………………4
2.2.Метод «липкой ленты»………………………………………………...4
2. Обзор литературы……..…………………………………………………...5
2.1 Реакция растений на свинец…………………………….……………..5
2.2.Фильтрация растениями воздуха……………………………………...6
2.3.Свинцовый аккумулятор – загрязнитель окружающей среды………6
2.4.Роль растений в очистке атмосферы от пыли………………………...7
3. Результаты исследований……….…………………………………………8
3.1.Результаты исследований способности листьев деревьев поглощать
свинец из атмосферы……..………………………………………………..8
3.2. Результаты исследований способности
листьев трав поглощать
свинец из атмосферы…………………..…………………………………..9
3.3.
Результаты
исследования
способности
листьев
растений
задерживать атмосферную пыль……………………………….………...10
4. Выводы…………………………………………………………………….11
5. Литература………………………………………………………………...12
Введение
Города – неотъемлемая часть лика Земли. Хотя они занимают всего
лишь 2% площади суши, но в них живет половина населения нашей планеты.
К 2025 г. городское население составит 2/3 от мирового. (Лукаревская В.Т.)
Города – это территории с глубокими антропогенными изменениями.
Промышленные
предприятия
загрязняют
природную
среду
пылью,
выбросами и сбросами побочных продуктов и отходов производства. Еще
одним
из мощных загрязнителей атмосферы является автомобильный
транспорт. В выхлопных газах автомобиля обнаружено более 2000
различных веществ. Один легковой автомобиль в среднем за год
выбрасывает в атмосферу 800 кг оксида углерода, 40 кг оксида азота, около
200 кг углеводородов и их производных, несколько килограммов свинца
(Харлампович Г. Д.).
Растения, произрастающие в условиях крупного города, – настоящие
«спартанцы». Рост деревьев здесь весьма затруднен из-за загрязнения
окружающей среды. На 1 км2 крупного города ежегодно выпадает до 30 т
различных веществ, что в 4–6 раз больше, чем в сельской местности. Прямое
негативное воздействие городов в некоторых случаях проявляется в радиусе
60–100 км (Лукаревская В.Т.).
непосредственной
близости
к
Наш
крупному
п. Путевка находится
в
промышленному
и
городу
расположен вдоль автомагистрали Брянск – Смоленск, поэтому данные
проблемы загрязнения атмосферы напрямую касаются его жителей.
Значительную роль в нейтрализации и ослаблении негативных
воздействий промышленных зон города на людей и живую природу в целом
играют зеленые насаждения. Не все растения способны выжить в условиях
города. Среди разнообразных пород деревьев, используемых для озеленения
городов, особыми свойствами отличается каштан. Одно взрослое дерево
каштана очищает от поступающих выхлопных газов пространство объемом
до 20 тыс. м3. При этом, в отличие от многих других деревьев, каштан
разлагает ядовитые вещества почти без ущерба для своего здоровья.
Устойчивы к загрязнению воздуха тополь, акация и шиповник. (Лукаревская
В.Т.).
Цель нашей работы: изучить способность растений растущих на
территории поселка поглощать из атмосферы пыль и тяжелые металлы,
чтобы в будущем использовать их для озеленения.
Для этого мы поставили следующие задачи:
1. Изучить
способность листьев различных деревьев поглощать из
атмосферы свинец.
2. Изучить способность листьев различных трав поглощать из атмосферы
свинец.
3. Выяснить способность листьев различных деревьев задерживать
атмосферную пыль.
Гипотеза исследования:
Все растения, растущие в населенных пунктах, обладают высокой
способностью поглощать из атмосферы пыль и тяжелые металлы.
1. Методика и ход изучения проблемы
В ходе исследований были использованы разнообразные методы:
наблюдение, опыты, измерения, сравнения.
Для проведения исследований использовались методики:
1.1.
Методика определения содержания ионов свинца в листьях растений.
 Собрать по 100 грамм растительной пробы листьев в исследуемых точках.
Пробы пронумеровать. Их лучше собирать в конце лета, начале осени,
если исследования проб планируется провести через определенное время,
то растительный материал высушивается и хранится в пакетах в сухом
месте.
 Измельчить растительную массу. Добавить 50 грамм смеси этилового
спирта и воды в соотношении 1:2. Прокипятить полученную смесь в
течении 5-7 минут, чтобы свинец перешел в раствор.
 В полученный экстракт по каплям добавлять иодид калия, пока не
образуется желтый осадок или сульфид натрия - образуется черный
осадок.
 Сравнить интенсивность желтой (черной) окраски у осадка, полученного у
растительных проб.
1.2.
Метод «липкой ленты».
Метод липкой ленты мы использовали для
определения способности
листьев растений задерживать пыль.
 На поверхность листа исследуемого растения наклеивается скотч. Затем
скотч осторожно снимают и приклеивают на лист белой бумаги. По
количеству пыли оставшейся на скотче делается вывод.
Исследования проводились в п. Путевка на участке
расположенном
вдоль дороги на Смоленск. Рядом исследуемым участком находилась
автобусная остановка. Таким образом, можно сделать вывод, что основным
источником загрязнения данного участка является автомобильный транспорт.
2. Обзор литературы
2.1.
Реакция растений на свинец
Присутствие свинца в окружающей среде приводит к снижению
урожайности культурных растений, снижению качества продукции. В опытах
с петрушкой было показано, что количество В-каротина и аскорбиновой
кислоты в растениях резко снижалось, если они произрастали на расстоянии
30 см от автострады по сравнению с растениями находящимися от нее на
расстоянии 200 м. В картофеле под влиянием свинца уменьшается
содержание крахмала. У редиса свиней подавляет рост корнеплодов.
(Артамонов В.И.)
У растений биоиндикаторов реакция на загрязнение проявляется в виде
мифологических изменений. Так, при загрязнении почвы солями тяжелых
металлов наблюдается хлороз (побледнение листьев).
Индикатором присутствия свинца является дикорастущая смолевка,
которая, поглотив много свинца, приобретает карликовую форму. Листья и
стебель этого растения становятся темно-красными, а цветки мелкими и
невзрачными. (Артамонов В.И.)
Хороший индикатор загрязнения почвы солями свинца – кресс – салат.
Для индикации атмосферы солями тяжелыми металлами в Скандинавских
странах
используют
низшие
растения:
сфагновые
мхи,
лишайники.
(Артамонов В.И.)
Определить с помощью растений степень загрязнения воздуха и воды
вредными веществами – значит решить только часть проблемы охраны
окружающей среды. Каким образом избавится от примесей? Растения
призваны дополнить технологические способы борьбы с запыленностью
атмосферы, осуществить доочистку стоячих вод. Избавится от тяжелых
металлов, содержащихся в воде, помогают цветковые растения. Так, водный
гиацинт очень энергично поглощает ионы свинца, кадмия, серебра и ртути.
Тростник обыкновенный успешно противостоит солям свинца. Он способен
извлекать из воды и накапливать более 20 химических элементов.
2.2. Фильтрация растениями воздуха
Древесные растения, произрастающие вдоль улиц городов, очищают
воздух,
загрязненный
выхлопными
газами
автомобилей,
от
свинца.
Интенсивность очищения воздуха от этого элемента составляет 30-40 мг на 1
кг сухой массы листьев (Артамонов В.И.).
Иногда летом можно наблюдать листопад у деревьев. Причина этого –
высокое содержание свинца в воздухе. Деревья тяжело переносят свинцовое
отравление. Верхний порог концентрации свинца для растений пока не
установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают
его в относительно больших количествах, а береза, ива, осина – значительно
меньше. Концентрируя свинец, растения тем самым очищают воздух. В
течение вегетационного периода одно дерево может накопить столько
свинца, сколько его содержится в 130 л бензина. Простой расчет показывает,
что для нейтрализации вредного действия одного автомобиля необходимо не
менее 10 деревьев. (Лукаревская В.Т.)
2.3.Свинцовый аккумулятор - загрязнитель окружающей среды.
Опасность заражения ионами свинца для человека, окружающей среды
возникает
преимущественно
аккумуляторов.
По-прежнему
на
этапе
много
утилизации
батарей
после
отработавших
использования
выбрасываются в мусоропроводы. По экспертным оценкам, на свалках,
транспортных площадках и других местах по всей территории России в
настоящее время находится до 1 млн. тонн свинца в отработавших свой срок
аккумуляторах. При существующем положении с их переработкой, эта
величина возрастает на 50-60 тыс. тонн ежегодно. На свалках или установках
для компостирования аккумуляторы разлагаются, при этом в почву и
подземные воды попадает большое количество свинца.
2.4.
Роль растений в очистке атмосферы от пыли
Зеленые насаждения очищают городской воздух от пыли и газов. Этот
процесс происходит следующим образом. Загрязненный воздушный поток,
встречающий на своем пути зеленый массив, замедляет скорость, в
результате чего под влиянием силы тяжести 60—70% пыли, содержащейся в
воздухе, оседает на деревья и кустарники. Некоторое количество пыли
выпадает из воздушного потока, наталкиваясь на стволы, ветви, листья.
Значительная часть пыли оседает на поверхность листьев, хвои, веток,
стволов. Во время дождя эта пыль смывается на землю. (Роль зеленых
насаждений)
Способность растений очищать воздух от пыли, копоти и газов является
их важнейшей средоформирующей функцией, обусловленной физикомеханической способностью листьев (их поверхности) и ветвей задерживать
и осаждать пыль. Запыленность воздуха на озелененных участках жилого
микрорайона на 40 % ниже, чем на открытых площадях; в них улавливается
до 70 - 80 % аэрозолей и пыли. Шершавые, складчатые, покрытые волосками
(опущенные), липкие листья осаждают и удерживают большее количество
пыли, чем гладкие.
Древесно-кустарниковая
растительность
является
эффективным
фильтром, обладающим способностью осаждать находящиеся в воздухе
твердые частицы пыли и сажи. Установлено, что городские насаждения
способны снижать концентрацию пыли в воздухе до 30% и в зимний период.
(Дни защиты от экологической опасности)
3. Результаты исследований
3.1. Результаты исследований способности листьев деревьев поглощать
свинец из атмосферы.
В ходе исследований мы собрали листья с 8 видов деревьев. В
результате исследований нами было обработано 16 проб – по две для
каждого вида. После осаждения черного осадка сульфида свинца результат
оценивался качественно. Пробирку,
где осадка было больше всего,
мы
оценили условным баллом 10. Затем все пробирки с пробами расставили по
мере убывания осадка (Диаграмма 1).
Диаграмма 1. Способность листьев различных деревьев
поглощать свинец из атмосферы
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
береза
каштан
тополь
липа
клен
акация
груша
ива
Исследования показали, что деревья обладают разной способностью
поглощать свинец их атмосферы. По своей поглотительной способности мы
расставили деревья в следующем порядке: береза провислая, каштан
конский, тополь серебристый, липа, клен американский, желтая акация,
груша дикая, ива.
3.2. Результаты исследований способности
листьев трав поглощать
свинец из атмосферы.
В ходе исследований мы собрали листья с 8 видов трав наиболее
распространенных в месте исследования. В результате исследований нами
было обработано 16 проб – по две для каждого вида.
Результаты
оценивались визуально. Наибольший балл 10 мы присвоили одуванчику
лекарственному (диаграмма 2).
Диаграмма 2. Способность листьев различных трав поглощать свинец из
атмосферы
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
одуванчик
ромашка
пижма
хвощь
Из трав по способности поглощать свинец из атмосферного воздуха
лидирует одуванчик лекарственный, клевер ползучий, ромашка полевая,
лебеда, пижма и тысячелистник имеют приблизительно одинаковую
поглотительную способность. В пробах хвоща и мятлика лугового при
визуальном исследовании соли свинца обнаружены небыли
3.3. Результаты исследования способности
листьев растений
задерживать атмосферную пыль.
Пробы брались на высоте 130 – 150 см от поверхности земли.
Диаграмма строилась учетом условного балла.
Диаграмма 3. Способность листьев растений задерживать пыль.
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
липа
тополь
береза
каштан
ива
клен
акация
груша
Собрав коллекцию «слепков» листьев 8 видов деревьев, мы увидели,
что больше всего пыли собралось на листьях липы, меньше всего на листьях
клена американского.
4. Выводы.
1. Исследования показали, что листья всех исследуемых нами деревьев
обладают способностью накапливать свинец. Способность поглощать
свинец из атмосферы у листьев деревьев разная.
По своей
поглотительной способности мы расставили деревья в следующем
порядке: береза провислая, каштан конский, тополь серебристый, липа,
клен американский, желтая акация, груша дикая, ива.
2. Исследования показали, что не все травянистые растения
могут
поглощать свинец из атмосферы. Свинец не был зарегистрирован в
пробах хвоща и мятлика лугового. Лучше всего свинец из атмосферы
поглощает одуванчик лекарственный.
3. Исследования
показали,
что
листья
всех
деревьев
обладают
способностью задерживать пыль из атмосферы. Больше всего пыли
было зарегистрировано на липе.
Таким образом,
мы подтвердили свою гипотезу не в полном объеме.
Мятлик луговой и хвощ полевой обладают низкой способностью
поглощать свинец из атмосферы. При визуальном исследовании в пробах
с этими растениями свинец обнаружен не был.
Литература
1. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды. - М., 1981.
2. Обухов А.И. Тяжелые металлы в окружающей среде. – М. МГУ, 1980.
3. Харлампович Т.Д., Семенов А.С., Попов В.А. Многоликая химия. –
М., 1992
4. Экологический мониторинг. – Брянск, 1995.
Интернет ресурсы
1. Дни защиты от экологической опасности.
http://eco-days.sfu kras.ru/st_2009.php
2. Исследование атмосферного воздуха школьниками
http://method.kostroma.edu.ru/www.kostroma.edu.ru
3. Лукаревская Т.В. Растения в условиях города
http://bio.1september.ru/articlef.php
4. Роль зеленых насаждений в городе.
http://www.sdelaemsami.ru/dizlan/derevo.html