МКОУ «Средняя школа №2»
г. Сухиничи Сухиничского района Калужской области
Региональный этап Всероссийской олимпиады школьников.
Предмет – экология.
Тема проекта:
«Изучение состояния окружающей среды в микрорайоне школы»
Автор Голубятников Владимир, 9 «а» класс
Руководитель Симонова Г.А., учитель биологии
г. Сухиничи, 2016 г.
Содержание
Введение. 3
Актуальность темы. 4
Определение источников негативного влияния на среду. 6
Определение величины транспортного потока в микрорайоне школы. 7
Определение содержания ионов свинца в почве и растительности. 8
Заключение. 10
Литература. 11
Приложение 1. Схема расположения улиц в микрорайоне МКОУ
«Средняя школа №2» 12
Приложение 2. Выполнение практической работы. 13
Введение.
Школа, в которой я учусь, расположена в центральной части города, окружена автотрассами с интенсивным движением. Непосредственно рядом со школой разрешена стоянка автотранспорта, так как напротив школы располагается мини-рынок и автостанция. Предполагаю, что все это негативно отражается на состоянии среды.
Цель: выявить источники загрязнения окружающей среды в микрорайоне школы, определить степень их воздействия и дать практические рекомендации по решению проблемы.
Задачи:
Собрать и проанализировать информацию об источниках загрязнения окружающей среды;
Выявить источник загрязнения окружающей среды в микрорайоне школы;
Определить величину транспортного потока в микрорайоне школы;
Определить содержание соединений свинца в почве и растительности на разной удаленности от автомагистрали;
Предложить пути решения выявленной проблемы.
Методы:
Сбор и анализ информации из периодической печати, Интернета, литературы.
Наблюдение.
Выполнение практической работы.
Актуальность темы.
Понятие «среда обитания» достаточно часто употребляется не только учеными, но и людьми далекими от науки. Создавая город, человек меняет изначальное состояние среды, создавая новые экосистемы.
Любая цивилизация не может не оставлять продукты своей жизнедеятельности. Органические отбросы, биогенные вещества наносят вред природным экосистемам тогда, когда перегружают их. При благоприятных условиях экосистема может восстанавливаться сама. Если же загрязнители абсолютно чужды экосистеме, их вред более существенен. Среди таких загрязнителей особое место занимают тяжелые металлы, а среди них - свинец.
Ежегодно мировое потребление свинца составляет около 3 млн. т, 40% из которых используется для производства аккумуляторных батарей, 20% тетраэтилсвинца т и тетраметилсвинца – присадки к бензину, 12% - в строительстве, 6% - для покрытия кабелей.
Ядовитые свойства свинца и его соединений хорошо изучены.
Неорганические соединения свинца нарушают обмен веществ и снижают активность ферментов, у детей вызывают умственную отсталость, заболевания мозга. Он может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны. Степень отравления свинцом определяют по концентрации его в крови.
Деятельность человека приводит к серьезным нарушениям в природном цикле свинца. При контакте свинца с водой и кислородом воздуха идет процесс окисления:
2Pb + O2 + 2H2O = 2Pb(OH)2
В щелочной среде свинец может накапливаться в значительных концентрациях в результате образования растворимых солей.
Pb(OH)2 + 2OH [pic] = PbO2 [pic] + 2H2O
Если в воде присутствует углекислый газ, то это приводит к образованию хорошо растворимого гидрокарбоната свинца.
Тетраэтилсвинец и тетраметилсвинец – ядовитые жидкие вещества, которые добавляют как антидетонирующие присадки к бензинам. Поэтому выхлопы автомобилей – наиболее серьезный источник загрязнения окружающей среды свинцом.
Вдоль автомобильных дорог свинец поглощают и накапливают растения.
В воду свинец может попадать из загрязненных им почв.
Для охраны от загрязнения учеными разработана шкала экологического нормирования тяжелых металлов, позволяющая судить о наличии опасности (табл.1).
Таблица 1.
ПДК по А.И.Обухову, Л.Л.Ефремовой для свинца, мг/кг.
Установлены ПДК тяжелых металлов, содержащихся в продуктах питания (табл.2).
Таблица 2.
Гигиенические требования к содержанию свинца в пищевых продуктах, мг/кг.
Определение источников негативного влияния на среду.
В процессе наблюдения установил, что воздушная и почвенная среда действительно подвержена негативному воздействию. Источники – котельная, жилые дома, автотранспорт. Котельная, расположенная в микрорайоне школы, работает на газовом топливе. В частном секторе в 90% домов так же имеют газовое отопление. Микрорайон школы, имея относительно небольшую площадь, с четырех сторон окружен автотрассами с интенсивным транспортным потоком. Следовательно, наибольшее негативное влияние на среду оказывает автотранспорт.
Определение величины транспортного потока в микрорайоне школы.
В ходе наблюдений выяснил, что величина транспортного потока в микрорайоне школы достаточно большая. В период с 7.00 до 19.00 по ул. Ленина в микрорайоне школы проходит около 400 единиц автотранспорта. Доля грузовых автомобилей составляет 20%, автобусов - 20%, 60% легковых автомобилей. Около 40% из них используют в качестве горючего дизельное топливо, образующее при сгорании большое количество сажи. Положение осложняется тем, что рядом расположена автостанция и мини-рынок, т.е. здесь транспорт тормозит и трогается с места. Ученые считают, что именно в эти фазы работы автомобиля выделяется наибольшее количество вредных веществ (угарный газ, бензопирен, частицы сажи и резины, соединения свинца).
Определение содержания ионов свинца в почве и растительности.
Цель: Определить содержание катионов свинца в исследуемой почве и растениях.
Оборудование, приборы и материалы: пробы почвы массой 10 г каждая; растительный материал; стаканы химические – 6 шт.; пробирки – 4 шт.; пипетки мерные – 4шт.; мерный цилиндр – 2 шт.; нагреватель НЛШ; штатив для пробирок; палочки стеклянные – 2 шт.; весы учебные; фильтры бумажные – 4 шт.; воронки – 4 шт.; водяная баня; азотная кислота (1:3); 5% раствор хлорида натрия; этиловый спирт; дистиллированная вода; сульфид натрия, снег.
Ход работы:
Отобрал образцы почвы и растительного материала (листья, трава) в двух пунктах на расстоянии 3 м, 150 м от автотрассы.
Отвесил по 10 г почвы каждого образца.
Перенес навески в пронумерованные стаканы. Налил в каждый по 15 мл азотной кислоты. Перемешивал содержимое стаканов в течение 3 минут. Отфильтровал полученные вытяжки через бумажные фильтры.
Для анализа из каждого стакана при помощи мерной пипетки взял по 5 мл фильтрата и поместил их в две пробирки.
Добавил в каждую пробирку равные объемы 5% раствора хлорида натрия и поместил пробирки в снег на 2 минуты. Наблюдал помутнение растворов.
Поставил пробирки в штатив, дал осадкам отстояться. Сравнил результаты. Сделал вывод о содержании катионов свинца в почве на различном расстоянии от автотрассы. Результаты внес в таблицу 3.
Измельчил собранный растительный материал, добавил во все пробы одинаковое количество раствора этилового спирта, прокипятил на водяной бане.
Добавил к полученной вытяжке раствор сульфида натрия. Наблюдал помутнение раствора.
Поставил пробирки в штатив, дал осадкам отстояться. Наблюдал выпадение осадка черного цвета. Сравнил результаты. Сделал вывод о содержании катионов свинца в растительном материале на различном расстоянии от автотрассы. Результаты внес в таблицу 3.
Вывод: Соединения свинца обнаружены как в почве, так и в растительном материале. Белый осадок представляет собой малорастворимую соль PbCl2, образующуюся в ходе реакции Pb [pic] + 2Cl [pic] = PbCl2. Данная реакция доказывает наличие катионов свинца в образцах почвы.
Черный осадок образуются в результате реакции Pb [pic] + S [pic] = PbS и являются доказательством присутствия катионов свинца в растительном материале.
Содержание ионов свинца зависит от расстояния от автотрассы (табл.3): чем дольше от автотрассы, тем содержание меньше.
Таблица 3.
Содержание катионов свинца в почве и растительности.
Условные обозначения:
+ обнаружено в незначительном количестве;
+ + обнаружено в большем количестве.
Заключение.
Проведенные исследования позволяют сделать выводы о том, что в микрорайоне школы наибольшему негативному воздействию подвержена почвенная и воздушная среда. Основной источник загрязнения – автотранспорт. Соединения свинца обнаружены как в почве, так и в растительном материале. Содержание ионов свинца зависит от расстояния от автотрассы.
Пути выхода из сложившейся ситуации вижу в ограничении движения автотранспорта в микрорайоне школы, а так же запрете стихийных стоянок автотранспорта. Жителям частного сектора рекомендую не сажать плодовоовощные культуры вблизи оживленных автомагистралей, так как они накапливают соединения свинца и могут негативно влиять на состояние здоровья. Расположенные вдоль автодорог огороды следует обнести глухими высокими заборами, что позволит в определенной степени снизить количество попадающих вредных веществ в почву и растения.
Литература.
Александрова В.П., Болгова И.В., Нифантова Е.А. Ресурсосбережение и экологическая безопасность человека: практикум с основами экологического проектирования. 9 класс. – М.: ВАКО, 2015.
Алексеев С.В. Груздева Н.В, Муравьев А.Г, Гущина Э.В. Практикум по экологии: Учебное пособие/ под ред. С.В.Алексеева. – М.:АО МДС, 1996.
Материалы по дополнительному экологическому образованию учащихся (сборник статей) Вып.2/Под ред. М.Н.Сионовой и Э.А.Поляковой. – Калуга: Изд-во КГПУ им. К.Э.Циолковского, 2005.
[link]
Приложение 1.
Схема
расположения улиц в микрорайоне МКОУ «Средняя школа №2»
[pic]
Приложение 2.
Выполнение практической работы.
[pic]
[pic]
[pic]
