Содержание свинца в листовом опаде

Определение степени накопления свинца в растительных пробах
(листовой опад) разных видов древесных растений
Аннотация
В современном мире одной из основных проблем является проблема загрязнения
окружающей среды, в том числе загрязнение атмосферы. Основными источниками
загрязнения являются промышленные предприятия, котельные и автомобильный
транспорт. Наиболее распространенное автомобильное топливо – бензин – включает в
себя очень ядовитое соединение – тетраэтилсвинец, содержащий тяжелый металл –
свинец, который попадает в атмосферу и накапливается в листьях растений.
Большую роль в городе играют искусственные лесные насаждения: сады, парки, скверы,
посадки деревьев вдоль улиц. Зеленые насаждения очищают воздух от пыли, вредных
газов, радиоактивных веществ.
Если растения являются биологическими фильтрами, то в одинаковой ли степени
они поглощают вредные соединения свинца.
На основе этой гипотезы была определена цель работы: определение степени
накопления свинца в листовом опаде растений трёх видов: Берёзы бородавчатой, Рябины
Городкова, Ивы козьей методом качественного химического анализа в зависимости от
удаленности от автострады
Задача исследования:
определить, какие древесные растения целесообразно
использовать для озеленения улиц нашего города.
В своей работе я использовал методику предложенную в электронном учебном
издании «Экология» /1 С: Школа. Экология, 10-11 кл./
При проведении исследований были использованы такие методы как:
- методы эмпирического исследования (эксперимент, наблюдение, сравнение);
- метод химического анализа;
- органолептический (определение прозрачности, цветности).
Выводы:
1. Опадающие листья деревьев в городской среде насыщены тяжелыми металлами, в
частности соединениями свинца.
2. По мере удаления от автодороги содержание свинца в листьях растений уменьшается.
3. Из трёх исследуемых растений в большей степени поглощает и накапливает свинец Ива
козья, Берёза бородавчатая является наиболее слабым биофильтром.
Наиболее доступным и экономически выгодным способом борьбы с выхлопными
газами автомобилей является озеленение улиц городов. На основе проведенных мною
исследований можно рекомендовать для озеленения города в большей степени иву козью
и рябину. Тем более, что эти растения неприхотливы и достаточно хорошо укореняются.
Оглавление
1. Введение ……………………………………………………………………..
2 стр.
2. Методы и методика исследования ………………………………………....
5 стр.
2.1. Объекты, район и методы исследования ......................................
5 стр.
2.2. Определение степени накопления свинца………………………...
5 стр.
3. Результаты и выводы …………………………………………………………….6-7 стр.
4. Список литературы …...………..………………………………………………..…8 стр.
Определение степени накопления свинца в растительных пробах (листовой опад) разных видов
древесных растений
Введение
В современном мире одной из основных проблем является проблема загрязнения
окружающей среды, в том числе загрязнение атмосферы.
Одна из причин загрязнения атмосферы - выхлопные газы, содержащие в себе вредные
вещества и являющиеся результатом работы транспортных средств. Именно автотранспорт –
основной источник загрязнения в нашем городе.
С выхлопными газами в воздух, помимо угарного газа, оскидов азота, углеводородов, поступает
свинец и его соединения. Наиболее распространенное автомобильное топливо – бензин –
включает в себя очень ядовитое соединение – тетраэтилсвинец, содержащий тяжёлый металл –
свинец, который попадает в атмосферу и накапливается в листьях растений.
Центр мониторинга среды управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
регулярно проводит анализ проб атмосферного воздуха. Я познакомился с обзором состояния
загрязнения атмосферного воздуха и выбросов вредных веществ в атмосферу на территории
города Североморска (2005). В данном документе состояние загрязнения атмосферного воздуха
оценивается по показателям концентрации диоксида серы, оскида углерода, диоксида азота и
формальдегида. Наличие и содержание в воздухе свинца и его соединений не оценивается.
Большую роль в городах имеют зеленые насаждения: парки, скверы, посадки деревьев
вдоль автомобильных дорог. Растения-биофильтры нашей планеты, которые поглощают вредные
вещества, очищая атмосферу от вредных примесей.
Но видовой состав древесных растений Севера не столь разнообразен, как в средней полосе
России, наиболее типичными и многочисленными являются берёза, рябина, ива.
Гипотеза: Если растения – биофильтры, то в одинаковой ли степени они поглощают вредные
вещества?
На основании этой гипотезы я поставил цель:
Установление зависимость между содержанием вредных веществ (Pb) в
растительном опаде растений трёх видов: Берёзы бородавчатой, Рябины Городкова,
Ивы и удаленностью исследуемых деревьев от автострады на основании
качественного химического анализа.
Задача исследования: определить, какие древесные растения целесообразно использовать для
озеленения улиц нашего города.
Прежде, чем приступить к исследования, я познакомился со специальной литературой и
информацией Интернет-ресурсов.
Все больше города становятся малопригодными для здоровой жизни. Известно, что
продолжительность жизни горожан сократилась на 10%.Адаптационные механизмы человека не
успевают за изменением окружающей среды.
Загрязнения антропогенного характера можно разделить по источнику их поступления в воздух:
 С атмосферными осадками;
 Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей;
Вредные соединения в любом агрегатном состоянии поглощаются листьями растений через
устьица или оседают на их поверхности[1].
Автомобиль является источником выбросов более 200 компонентов. Они неоднозначны
по степени токсичности. В России около 75% выпускаемых бензинов являются этилированными и
содержат от 0,17 до 0,37 г/л свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину, попадает в
окружающую среду с отработанными газами, из них 305 оседает на земле сразу за срезом
выхлопной трубы, а 405 в качестве аэрозоля перемещается в соответствии с розой ветров и
осаждается на удалении от места выброса [2].
Соединения свинца известны своей токсичностью и оказывают негативное влияние на организм
человека. Свинец – тяжелый металл, токсичная доза 1–3 г, смертельная доза для человека 10 г.
Попадает в организм через пищевод, дыхательные пути, кожу, накапливается в организме, трудно
выводится, при постоянной работе со свинцом появляются различные заболевания. И при низких
дозах отравление свинцом вызывает снижение интеллектуального развития, внимания и умения
сосредоточиться, провоцирует отставание в развитии, агрессивности, чрезмерной активности и
другим проблемам в поведении ребенка. Эти отклонения в развитии могут носить длительный
характер и быть необратимыми. Низкий вес при рождении, отставание в росте и потеря слуха
также являются результатом свинцового отравления. Высокая интоксикация ведёт к умственной
отсталости, вызывает кому, конвульсии, смерть. Пагубное влияние свинца на здоровье взрослых
проявляется в повышении кровяного давления, нарушении деятельности нервной системы,
печени, почек, снижении репродуктивной функции. Повышенные уровни свинца в крови
представляют большую опасность для беременных женщин, поскольку свинец свободно
проникает через плаценту, оказывая отравляющее действие на плод. У женщин свинец,
накопленный в костных тканях еще в детском возрасте, выделяется обратно в кровь во время
беременности, угрожая здоровью матери и ребенка. У маленьких детей наблюдается изменение
психомоторных функций - связывают с повышенным поступлением cвинца в организм при
облизывании немытых рук и игрушек, побывавших на загрязненной почве. Для детей школьного
возраста характерно изменение показателя IQ. Влияние cвинца проявляется также в изменениях
опорно-двигательного аппарата, координации движений, времени зрительно - и слуховой
реакции, слухового восприятия и памяти. Эти изменения в психоневрологическом статусе ребенка
возможны и в более старшем возрасте, что выражается в трудностях обучения и поступления ВУЗ.
Действие свинца вызывает отклонения в сердечно - сосудистой системе. Патологии поражения
сердца при действии свинца связаны с поражением митохондрий, в частности с ингибированием
поглощения ионов кальция [3].
2. Методы и методика исследования.
2.1. Объект исследования, район и методы исследования
Для исследования были выбраны растения трёх видов:
1. Рябина Городкова (Sorbus???????)Светолюбивое растение, неприхотливое, не погибает от
сильных морозов и засух, выносит сильное увлажнение почвы, распрстранено по всей
территории России.
2. Ива козья (Salix caprea). В России встречается практически повсеместно, невысокое
раскидистое дерево, растет в сырых местах или на сильно увлажнённых почвах [4].
3. Берёза бородавчатая (Betula verrucosa). Встречается почти по всей территории России,
неприхотлива по отношению к климату, малотребовательна к почвенным условиям[5].
(Приложение 1)
Пробы растительного опада были собраны на площадках:
1) у автомагистрали
2) на территории школьного двора(10м от дороги)
3) на удалении 50 метров от автомагистрали
4) в городском парке (контрольная проба).
При проведении исследований были использованы методы:
 Химический анализ;
 Наблюдение;
 Сравнение;
 Органонолептический метод;
2.2 Эксперимент. Определение степени накопления свинца
В своей работе я использовал методику предложенную в электронном учебном пособии
«Экология/1 С. Школа. Экология, 10-11 кл./
Материалы и оборудование: Растительные пробы, ступки с пестиком,
этиловый спирт, водяная баня, фильтры, пробирки со штативом, сернистый
натрий (Na2S).
Ход работы:
1. Собрал по 100 г растительных проб с участков, расположенных на
расстоянии 2 м, 50 м, 100м и 300 м от оживленной автострады. Собранные пробы
нумеруем.
2. Измельчил и растер в ступке растительную массу каждой пробы.
3. Добавил по 50 мл 40%-ного этилового спирта.
4. Прокипятил на водяной бане экстракт, чтобы свинец перешел в раствор.
5. Отфильтровал.
6. Сернистый натрий растворил в воде, и по каплям добавил в изучаемый
экстракт.
7. Наблюдал выпадение черного осадка сульфида свинца.
8.
Просматривая
пробирки
на
свет,
можно
определить
наличие
определенного количества свинца в каждой пробе. Обычно его концентрация
закономерно уменьшается от расстояния до дороги, а на расстоянии более 100 м
свинец практически не обнаруживается.
(Приложение 2)
3.Результаты и выводы.
Анализ полученных данных показал:
Просматривая пробирки на свет, я наблюдал выпадение черного осадка сульфида свинца
(формула), что свидетельствует о наличии определённого количества свинца в каждой пробе.
Чем интенсивнее окрашен раствор, тем больше сульфида свинца содержится в исследуемой
пробе.
Исследуя пробу материала, собранного в городском парке, наблюдаем:
№ пробы
№1
№2
№3
Рябина Городкова
Ива козья
Берёза бородавчатая
Интенсивность
окраски
слабая
средняя
Очень слабая
(Приложение 3)
Проведя сравнительный анализ проб, взятых для исследования на разном расстоянии от
автодороги, можно сказать, что
наибольшая концентрация сульфида свинца наблюдается в пробе №2 (Ива козья);
Высокая концентрация сульфида свинца в пробе №1 (Рябина Городкова);
Наименьшая концентрация в пробе №3 (Берёза бородавчатая);
Сравнительные данные исследований
Интенсивность окраски раствора (содержание сульфида свинца)
Название растений
У автомагистрали
На территории
На удалении 50 м от
школьного двора
автомагистрали
Рябина Городкова
сильная
средняя
слабая
Ива козья
Очень сильная
сильная
средняя
Берёза бородавчатая
средняя
средняя
слабая
(Приложение 3)
Выводы:
1. Опадающие листья деревьев в городской среде насыщены тяжёлыми металлами, в
частности соединениями свинца;
2. По мере удаления от автодороги содержание свинца в листьях растений уменьшается;
3. Из трёх исследуемых древесных растений в большей степени поглощает и накапливает
свинец Ива козья, Берёза бородавчатая является наиболее слабым биофильтром;
Проведённые мною исследования подтверждают, что растения имеют важное значение в
борьбе с загрязнением атмосферы.Конечно, основными путями снижения и полной
ликвидации атмосферных загрязнений служат: разработка и внедрение безотходных
технологий, очистных сооружений, использование экотоплива для автомобилей, но наиболее
доступным и экономически выгодным является озеленение улиц наших городов. На основе
проведённых мною исследований можно рекомендовать для озеленения города в большей
степени Иву козью и Рябину городкова, тем более, что эти растения неприхотливы и легко
укореняются. Природа Севера красива, но легко ранима, мы должны не только высаживать на
улицах нашего города растения, но и бережно относиться к ним, помнить о том, что растения
не просто являются биофильтрами, но и украшают наш город, радуя горожан.
Список литературы:
1. http://www/old|invitro/ru/919/html
2. А. В. Михеев, В. М. Константинов Охрана природы. – М.: Высшая школа, 1986. -256с.
3. http://alternativenergy.ru/energiya/160-prichiny-kotorye-obuslovili-neobhodimost-perehoda-naekologicheski-chistye-vozobnovlyaemye-istochniki-energii.html
4. В. С. Новиков, И. А. Губанов Популярный атлас определитель. Дикорастущие растения. – М.:
Дрофа, 2007. – 416 с.
5. В. В. Петров. Растительный мир нашей Родины. – М.: «Просвещение», 1991.- 206 с.
Приложение 1
Рябина Городкова
Ива Козья
Береза Бородавчатая
Приложение 2
Основные этапы работы
Измельчение растительных проб
Фильтрация
Приложение 3
Результаты исследований
Береза
Рябина
Ива
Контрольная проба( городской парк)
Количество свинца в листовом опаде оценивается по интенсивности окраски