Антропогенное воздействие на лесную экосистему на примере лесопарка г. Красноармейска

Исследовательская работа
Антропогенное воздействие
на лесную экосистему
на примере лесопарка
г. Красноармейска
Выполнила
Кондратьева Екатерина Андреевна
ученица 11«Б» класса
МОУ гимназии № 6
г. Красноармейска Мос. обл.
Научный руководитель
Бутылина Елена Владимировна
Учитель математики,
Зам. директора
МОУ гимназии №6
г. Красноармейска Мос. обл.
г. Красноармейск
Московская область
2012г.
1
Содержание:
I.
Введение.
Что такое лес?...............................................................................................стр.3-5
Проблема гибели лесов. Актуальность проекта…………….……….......стр.6-8
II.
Основная часть:
1) Банный лес.………..……………………......................................................стр.9-12
2) Антропогенное воздействие. Анализ:
1. Воздуха..………………………………………………………….…...стр.13-17
2. Влияния транспорта на лесопарк…….………………....................….стр.18-20
3. Радиационного фона…………………………………………....…....стр.21-25
4. Осадков ……………………………..………………………………………...стр.26-33
5. Почвы …………………………............................... ………….….......стр.34-37
6. Микроскопирование почвы…………………………………………………стр.38-40
7. Исследование внешнего вида растений…………………………………стр.41-44
8. Исследование воды р.Воря…………………………………………..стр.45-48
9. Шумовое загрязнение леса……………………………….…………………стр.49
10. Мусор в лесу…………………………………..………….………......стр.50-53
III.
Заключение.
Экологическая оценка состояния Банного леса.
Выводы ………………………………………………………………………....стр.54-58
IV.
Список использованной литературы……………………….…………........стр.59
2
I. Введение.
Что такое лес?
На первый взгляд ответ на этот вопрос понятен: лес - это место, где растет много деревьев.
На самом деле, ответ не так прост. Лес - это сложная экосистема, в состав которой входят
деревья, кустарники, травы, мхи, лишайники, грибы, животные, разнообразные микроорганизмы.
Это как бы своеобразный живой механизм, большой и очень сложный. Почва, на которой (или в
которой) живет все это разнообразие живых существ - тоже часть леса. Мелкие речки, ручейки,
родники, просто лужи с водой - тоже часть леса. Даже воздух в лесу отличается от воздуха за его
пределами, и мы вполне можем его тоже считать частью леса. Конечно, деревья являются
обязательной и в каком-то смысле главной частью лесной экосистемы (или просто леса) - но
лишь одной его частью.
Что же именно делает лес лесом, и чем он отличается от всего остального?
Важнейшей чертой леса является так называемая лесная среда - особая совокупность
условий, свой характерный микроклимат, формирующийся в лесу под защитой полога деревьев.
Условия под пологом леса могут очень существенно отличаться от условий открытой местности.
Например, зимой, или во время весенних или осенних заморозков, температура в лесу может
быть на 3-5 градусов выше, чем вне леса, а в жаркий летний день - наоборот, на несколько
градусов ниже. Влажность воздуха под пологом леса также обычно существенно выше, чем на
открытом месте - особенно в жаркую и сухую погоду. Значительная часть солнечного света
перехватывается или рассеивается кронами деревьев, поэтому под пологом леса даже в яркий
солнечный день часто царит тень. Все вместе это создает условия для жизни множества
исключительно лесных видов растений, для которых лес служит домом. Многие из лесных трав и
кустарников практически не могут существовать вне леса - им необходимо создавать
искусственное затенение, искусственно поддерживать высокую влажность и вообще
имитировать лесные условия. Для многих животных лес тоже служит защитой от холодных
зимних ветров или летнего зноя. Даже для самих деревьев лесной микроклимат очень важен.
Второй важной чертой лесной экосистемы является ее способность к самоподдержанию. То
есть лес может прожить значительно дольше, чем каждое из растущих в нем деревьев. По мере
роста, развития, старения и гибели старые деревья заменяются более молодыми, но в целом лес
остается лесом (хотя в нем, конечно, и образуются время от времени различные прогалины и
открытые пространства в результате гибели части деревьев). Конечно, дикие леса, в которых
многие поколения деревьев естественным образом сменяют друг друга, сохранились в основном
в самых удаленных уголках Земли. В густонаселенных районах Европейской России, юга Сибири
и Дальнего Востока таких лесов уже не найти - практически все растущие здесь леса
сформировались после рубок или пожаров, или вовсе на заброшенных сельскохозяйственных
землях.
Наконец, все компоненты лесной экосистемы в той или иной степени связаны друг с
другом, зависят друг от друга в своем развитии, можно сказать - приспособлены друг к другу.
Например, многие птицы и млекопитающие питаются желудями дуба или орешками кедра - и
3
одновременно с этим разносят желуди и орешки на большие расстояния от взрослых деревьев
(конечно, не специально с целью выращивания новых дубов или кедров, а просто делая запасы
на зиму и иногда их теряя). Различные грибы, живущие на гниющей древесине, зависят от
деревьев (ведь нет деревьев - нет и гниющей древесины).
Но и деревья тоже зависят от деятельности этих грибов: способствуя разложению стволов
и ветвей отмерших деревьев, грибы возвращают минеральные питательные вещества в почву,
делая их вновь доступными для деревьев. Такого рода связей между разными компонентами
лесной экосистемы множество, и далеко не все эти связи известны и хорошо изучены. Но стоит
человеку вмешаться в жизнь лесной экосистемы, мно0гие из этих связей начинают разрываться.
В настоящее время леса занимают около трети площади суши, содержат 82% фитомассы
Земли. Общая площадь леса на Земле составляет 38×106 км² (24-27% земель). Половина этой
лесной зоны принадлежит тропическим лесам, четвёртая часть расположена в северном
полушарии. Суммарная листовая поверхность лесов мира почти в 4 раза превышает поверхность
всей нашей планеты. Площадь леса в России составляет 8×106 км².
В зависимости от широты, в которой находится лес, различают:

Влажные тропические леса (сельва, гилея, джунгли) — экваториальные вечнозелёные
леса: имеет большое видовое разнообразие флоры и фауны. Большая ярусность позволяет
проникать внутрь (на нижние ярусы) лишь очень малому количеству света. Более половины
всех тропических лесов уже уничтожены. Классическим примером служат леса Амазонии,
джунгли Индии и бассейна реки Конго.

Каатинга — сухие листопадные тропические леса, опадают в период засухи.

Эвкалиптовые рощи Австралии — вечнозелёные субтропические леса.

Листопадные леса (широколиственные и мелколиственные): находятся главным образом
в Северном полушарии. Благодаря проникновению света, жизнь на нижних ярусах более
активна. Древние леса умеренных широт представлены лишь разбросанными остатками.

Тайга — хвойный лес: наиболее обширный ареал. Включают леса более 50 % Сибири,
Аляски, Скандинавии и Канады. Существуют также араукариевые рощи в Южной Америке.
Флора представлена преимущественно хвойными вечнозелёными деревьями и растениями.

Смешанные леса — леса, в которых растут как лиственные, так и хвойные деревья. Ареал
простирается почти на всю Центральную и Западную Европу.
Леса оказывают заметное влияние на погоду, климат и процессы, происходящие на земной
поверхности и на некоторой глубине под нею.
Лес взаимодействует со следующими компонентами окружающей среды:
 Лес
участвует в круговороте кислорода в природе наиболее активным образом. Благодаря
огромной массе леса значение процессов фотосинтеза и дыхания лесов имеет огромное влияние
на газовый состав атмосферы Земли. Солнечная энергия служит одним из главных источников
существования леса. Благодаря солнечной энергии лес может осуществлять процесс
фотосинтеза, способствующего выделению кислорода, необходимого для жизнедеятельности
субъектов животного и растительного мира.
 Гидросфера. Лес непосредственно участвует в круговороте воды в природе и таким
образом взаимодействует с гидросферой. Лес задерживает почвенные воды от их ухода с реками
в крупные водоёмы. Хищническое сведение леса по берегам рек приводит к их
катастрофическому обмелению, что ведёт к ухудшению водоснабжения населённых пунктов и
снижению плодородия сельскохозяйственных угодий.
 В зимнее время долго не тающие под покровом леса массы снега задерживают воду и тем
самым ослабляют интенсивность нередко разрушительных весенних паводков.
4
 Атмосфера. Велико влияние леса и на атмосферные процессы. Известна практика
создания ветрозащитных лесных полос, также способствующих снегозадержанию, а также
ослабляющих силу ветра, ведущего к уносу плодородного слоя почвы, лишённой вследствие её
обработки под посевы, растительного покрова.
 Животный мир. Лес служит средой обитания для многих животных. Животные в свою
очередь часто играют в лесу санитарную роль.
 Человек. Лес имеет огромное значение для здоровья и жизнедеятельности человека.
Жизнедеятельность человека в свою очередь влияет на лес.
 Литосфера. Состав верхних слоёв литосферы связан с произрастанием леса в
соответствующих областях
Значение леса для жизни человека:
В старину на Руси говорили: «Рядом с лесом жить — голодному не быть. Лес — богаче
царя. Лес не только волка, но и мужика досыта кормит».
Основные направления использования леса в хозяйственных целях:
 Источник пищи (грибы, ягоды, звери, птицы, мёд)
 Источник энергии (дрова)
 Строительный материал
 Сырьё для производства (производство бумаги)
 Регулятор природных процессов (лесопосадки для
защиты почвы от выветривания)
Лес имеет огромное санитарно-гигиеническое и целебное значение. В воздухе природных
лесов присутствует более 300 наименований различных химических соединений. Леса активно
преобразовывают атмосферные загрязнения, особенно газообразные. Леса называют «зелеными
легкими» планеты. Наибольшей окисляющей способностью обладают хвойные (сосна, ель,
можжевельник), а также некоторые сорта лип, берёз. Подсчитано, что 1 га леса в год способен
поглотить 5-10 тонн углекислого газа и выделить 10-20 тонн кислорода, крупное дерево
тропического леса поглощает примерно столько углекислого газа, сколько его вырабатывает
автомобиль, проходя дистанцию 50 тыс. км.
Лес обладает способностью прочно удерживать радионуклиды, предотвращая тем самым
их вынос за пределы загрязненной территории. Вместе с этим загрязненные леса являются
источником вторичного радиоактивного загрязнения территорий при лесных пожарах в связи с
переносом радионуклидов на большие расстояния.
Лес, особенно хвойный, выделяет фитонциды — летучие вещества, обладающие
бактерицидными свойствами. Фитонциды убивают болезнетворные микробы. В определённых
дозах они благотворно влияют на нервную систему, усиливают двигательную и секреторную
функции желудочно-кишечного тракта, способствуют улучшению обмена веществ и
стимулируют сердечную деятельность. Многие из них являются врагами возбудителей
инфекционных заболеваний, но только если их немного. Фитонциды почек тополя, антоновских
яблок, эвкалипта губительно действуют на вирус гриппа. Листья дуба уничтожают бактерии
брюшного тифа и дизентерии.
Кроме природоохранной цели, в восстановлении лесопарков заинтересованы так же и
риэлторы. По статистике за жилищную площадь находящуюся вблизи реки, парка ,леса или с
видом на эти объекты покупатели имеют готовность заплатить больше на 30% от стоимости
жилья (иного объекта).
А так же в интересах повешения видеоэкологии среды ( Видеоэкология - это новое научное
направление об экологии визуальной среды и красоте.).
5
Проблема гибели лесов.
Человечество слишком медленно подходит к пониманию масштабов опасности, которую
создает легкомысленное отношение к окружающей среде. Между тем решение (если оно еще
возможно) таких грозных глобальных проблем, как экологические, требует неотложных
энергичных совместных усилий международных организаций, государств, регионов,
общественности.
За время своего существования и особенно в XX веке человечество уничтожило около 70
процентов всех естественных экологических (биологических) систем на планете, которые
способны перерабатывать отходы человеческой жизнедеятельности, и продолжает их "успешное"
уничтожение.
Десять тысяч лет назад до возникновения сельского хозяйства на Земле было 9 млрд. га
лесов (60% суши), 100 лет назад — 30-40, сейчас — 24-27%, что соответствует площади пустынь.
За 200 лет площадь лесов сократилась вдвое. С появлением человека на Земле эволюция
биосферы вступила в новую фазу развития, связанную с обезлесением ландшафтов, в результате
которого постепенно уничтожается живое вещество и обедняется биосфера в целом. В настоящее
время происходит то, против чего предостерегал В. И. Вернадский: в разных частях земного
шара наблюдается интенсивная деградация природных ландшафтов. Идёт процесс обезлесения.
Сложно даже представить, что Китай, Сахара, Средиземноморье были когда-то покрыты
лесами. В настоящее время скорость вырубки леса в мире достигает площади одного
футбольного поля в секунду. За столетие была уничтожена половина тропических лесов. При
сохранении темпов вырубок, а они только увеличиваются, через 20 лет от тропических лесов
останется только одна память. В Европе лесистость территории составляет 29 % в основном за
счет скандинавских и прибалтийских стран. Леса индустриально развитых стран в основном
трансформированы и являются уже искусственными посадками.
В связи с этим в цивилизованных странах уделяется много внимания воспроизводству
леса, как путём его восстанавливающих количество деревьев лесопосадок, так и полного
запрещения в некоторых лесах любой хозяйственной деятельности. Благодаря этому в этих
районах обеспечивается естественное воспроизводство лесов, а в некоторых странах
существуют в небольшом количестве лесные участки, где никогда не имело места
вмешательство человека в жизнь леса. В Германии эти леса называются «урвальд» —
первобытный или древний лес. В них даже хвойные деревья (ель) доживают до возраста 400 лет.
Эксперты Всемирного фонда дикой природы (WWF) озвучили в Берлине последние
результаты исследования по состоянию лесных массивов на нашей планете. По их данным,
ежегодно на Земле исчезают леса общей площадью порядка 13 миллионов гектаров, что
сопоставимо по площади с территорией такого государства как Греция, сообщает АМИ-ТАСС.
Более 90% от всех исчезающих с лица Земли лесов составляют вырубки тропических
лесов, в настоящее время они исчезают со скоростью 6000 акров каждый час (это около 4000
футбольных полей в час). Главная причина тропических вырубок — развитие
сельскохозяйственной деятельности и освобождение земель под нужды сельского хозяйства.
Человек уничтожает леса не только непосредственной вырубкой, но и косвенно, например,
кислотными дождями. Полагают, что в среднем Европа потеряла 22 % лесов по причине
кислотных дождей.
Радиоактивное загрязнение земель лесного фонда в результате ядерных аварий и
испытаний ядерного оружия выявлено на площади более 3,5 млн. га.
6
Локальное промышленное атмосферное загрязнение вызывает гибель лесов в районах
работы предприятий черной и цветной металлургии.
В условиях все возрастающей урбанизации, роста населения городов и промышленных
центров усиливается стремление людей к отдыху на лоне природы – в лесах и других
естественных зонах отдыха.
Лесные пожары также наносят большой ущерб лесным ресурсам и окружающей среде.
Наша страна владеет почти четвёртой частью мировых запасов леса. Леса занимают
почти половину территории нашей страны. В общем запасе древесины хвойные породы
составляют 75 % (в том числе лиственница – 31 %, сосна- 18, ель – 14%).Площадь доступных
для эксплуатации спелых и перестойных лесов 156,2 млн га, 44,5 % покрытой лесом площади
страны.
Леса нашей страны находятся в плачевном состоянии. Почти на нет сведены хвойные леса.
Ценнейшие породы деревьев замещаются низкопродуктивным лиственным древостоем. В стране
ежегодно вырубается 1,8 млн. га леса. При современных темпах лесозаготовок мы используем
оставшиеся леса за 50 – 60 лет.
Россия стоит на первом месте в мире по поглощению (благодаря своим обширным
лесам и болотам) углекислоты - около 40 процентов. Остается констатировать: в мире нет,
пожалуй, ничего более ценного для человечества и его будущего, чем сохраняющаяся и пока
работающая естественная экологическая система России при всей сложности экологической
обстановки.
В России тяжелая экологическая обстановка усугубляется затянувшимся общим кризисным
состоянием. Государственное руководство мало, что делает для ее исправления. Медленно
развивается правовой инструментарий для защиты окружающей среды - экологическое право. В
90-е годы было принято несколько экологических законов, основным из которых стал закон
Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды", действующий с марта 1992
года. Однако правоприменительная практика выявила серьезные пробелы, как и в самом законе,
так и в механизме его реализации.
Тяжёлая экологическая обстановка возрастает и в Московской области:
Лесопарковый защитный пояс Москвы постепенно разрушается и деградирует. За 20 лет
исчезло около 4% лесов ближнего Подмосковья. На первый взгляд - не очень много, но
ситуация продолжает ухудшаться из-за отсутствия полноценного лесного хозяйства и
государственной лесной охраны.
По оценке Гринпис, с 1990 по 2009 гг. территория ближнего Подмосковья (в радиусе
примерно 20 км от МКАД) потеряла около 4% лесов. Примерно треть из них утрачена навсегда
в результате застройки, оставшиеся две трети - вырублены, но не восстановлены в полной мере.
И ситуация, скорее всего, будет только ухудшаться.
По данным последнего полного учета лесного фонда (2003 г.), в Московской области
числится 2,11 миллионов гектаров лесов и других земель лесного фонда. В сентябре-октябре
2009 года Управление лесами по Московской области и Москве планирует провести серию
аукционов и передать часть лесов ближнего Подмосковья в аренду для так называемой
«рекреационной деятельности». В этом случае новый Лесной кодекс допускает возведение в
лесу «временных построек», не уточняя при этом, какие постройки являются «временными», а
какие – нет. По предварительным оценкам, в ближайшее десятилетие под застройку через
«аренду для рекреационных целей» может быть отдано около 200 тысяч гектаров подмосковных
лесов. Еще 50-60 тысяч гектаров могут быть утрачены из-за «ошибок» при учете лесов (в
частности, при регистрации права собственности Российской Федерации на бывшие «сельские»
7
леса, ранее находившиеся в собственности сельскохозяйственных предприятий). Таким образом
к 2020 году Подмосковье может потерять порядка 12% своих лесов.
О том, что ситуация в лесах области становится только хуже, говорит и возросшее
количество жалоб, поступающих в Гринпис и другие природоохранные организации из разных
концов страны. Людей волнуют главным образом четыре проблемы: незаконные свалки,
опустошительные рубки леса, в том числе в местах массового отдыха людей, а также лесные и
торфяные пожары, захваты лесных земель и их застройка:
Большую огласку получил проект о строительстве автомобильного шоссе Москва - СанктПетербург, которое будет проходить через Химкинский лесопарк. Так же: жители
подмосковного Жуковского подали заявку на проведение в начале ноября митинга против
строительства новой автодороги к месту проведения авиасалона МАКС: трассу собираются
тянуть сквозь Цаговский лес, для чего придется вырубить седьмую его часть (13 из 99 гектаров).
В подмосковной Балашихе прошла акция в защиту местного леса: часть лесного массива
собираются вырубать под строительство домов для сотрудников дивизии имени Дзержинского.
Вследствие проведённых митингов 19 октября прошёл пикет в защиту подмосковных лесов.
Сейчас как никогда важно встать на защиту подмосковных лесов, позаботиться об их
сохранности. Особенно важно позаботиться о сохранении лесов, располагающихся в
непосредственной близости к человеку. На лесопарки, расположенные в черте города,
оказывается большая антропогенная нагрузка, следовательно, они требуют большей защиты.
Жители Подмосковья дорожат своими лесами, и выступают в их защиту, и это
долг каждого из нас. Видя, что происходит с лесопарком нашего города, я не могла
отставить это без внимания.
8
II. Основная часть.
Как сказал великий русский писатель Пришвин:
«Птице нужен воздух, рыбе вода, а человеку нужна Родина!»
Все мы горячо любим свою Родину, любовь эта начинается с любви к отчим местам. С
детских лет в сердце каждого из нас живет светлый образ родного края. У одних – это степь или
кленовая роща за околицей, у других – кавказские вершины на фоне бездонного неба, у третьих
- тихий городской переулок. Любовь к родному краю – активное, действенное чувство,
неразрывно связанное со стремлением умножать славу своей школы, города или станицы,
украшать жизнь на земле, помнить, заботится о родных нам местах.
Моя родина – город Красноармейск. Немного из истории города:
В 1834 году на месте современного Красноармейска на берегу Вори была основана
Вознесенская бумаго-прядильная фабрика. C 1928 года был образован рабочий посёлок
Краснофлотский (с 1929 года — Красноармейский). В 1934 году начал работу Софринский
артиллерийский полигон (позднее НИИ Геодезия), ставший основной северной части города.
В 1947 году поселки ткацкой фабрики и полигона объединились в город Красноармейск.
Леса вокруг города официально стали Красноармейским лесничеством, площадь которого
составляет 2279 гектаров.
Информация о городе:
Градообразующими предприятиями Красноармейска, как и прежде, являются научнопроизводственные объединения оборонного значения, на которых основной упор сделан на
разработку и освоение двойных технологий, способных обеспечить выполнение задач
оборонного и мирного назначения. Например, в КНИИМ помимо выполнения военных заказов
осуществляют работы, связанные с применением взрывных методов в народном хозяйстве,
решают проблемы утилизации устаревшей техники и боеприпасов, создают оборудование для
текстильной и пищевой промышленности. Большой вклад в экономику Красноармейска вносит
НПО «Простор», на котором выполняют десятки научных исследований и специальных
конструкторских разработок в интересах МЧС и пожарной службы, МПС, Минатома,
Минобороны, метрополитена, скорой помощи.
Информация о заводе, находящемся недалеко от лесопарка:
ЗАО НПО Химсинтез – предприятие, осуществляющее производство парфюмернокосметической продукции; производство спиртосодержащих товаров бытовой химии;
Собственный денатурированный спирт входит в состав таких продуктов, как омыватель стекол,
растворителя для флексографии ФСЭ (FSE), октаноповышающие добавки. А также
производство топлива для декоративных каминов, антисептика для древесины, средства для
розжига, древесного уголя .
Спирты производства Химсинтез:
Спирт этиловый денатурированный ; Спирт этиловый абсолютированный ;Спирт этиловый
абсолютированный денатурированный для флексографии ФСЭ (FSE) ;Спирт этиловый сырец
9
денатурированный ;Спирт этиловый сырец из пищевого сырья;Спирт изопропиловый
абсолютированный (99.9%);
Наряду со спиртом образуется ряд побочных спиртопродуктов и отходов производства:
- барда, представляющая собой водную суспензию органических остатков;
- головная фракция – этиловый спирт;
- сивушной масло;
- лютерная вода;
- шлам от промывок оборудования;
- углекислый газ.
Барда используется на откорм сельскохозяйственных животных, используется для получения
глицерина, бетаина, глютаминовой кислоты, а также в качестве питательной среды для
выращивания кормовых дрожжей и получения кормового витамина В12. Из зрелой мелассной
бражки отделяют сепарированием дрожжи, используемые в хлебопекарной промышленности.
Зернокартофельная барда является ценным кормовым продуктом, так как в ее состав
входят белковые вещества, углеводы, органические кислоты, жиры, витамины, минеральные
вещества и др. Ее используют на кормовые цели в натуральном виде, в качестве добавок к
комбикормам и т. д.
Побочные продукты ректификации - головная фракция и сивушное масло - содержат
ценные вещества. Головная фракция содержит до 90 об.% этилового спирта и около 2 - 6%
примесей (в основном эфиры и альдегиды). В настоящее время из головной фракции получают
ректификованный спирт и концентрат головной фракции, используемый в качестве источника
углерода при выращивании кормовых дрожжей.
Сивушное масло является ценным продуктом, в состав которого входят в основном
высшие спирты (изоамиловый, изобути-ловый, пропиловый). Сивушное масло разгоняют на
составные компоненты и затем используют для синтеза душистых веществ и медицинских
препаратов, в лакокрасочной, фармацевтической промышленности и др.
На спиртовых заводах также предусмотрено комплексное использование сырья и побочных
продуктов производства. Наряду со спиртом выпускают жидкий или твердый диоксид углерода.
Жидкий диоксид углерода находит широкое применение в производстве безалкогольных
напитков, минеральных и газированных вод; его применяют при сварке, механической
обработке металлов, для взрывных работ, огнетушителей и других целей. Твердый диоксид
углерода (сухой лед) используется в качестве хладагента
Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ
Перечень загрязняющих веществ, взбрасываемых производством в атмосферу
Наименование вредных
веществ
ПДК ОБУВ мг/м3
Класс опасности
Органическая пыль (зерновая)
0,5
4
Этиловый спирт
5,0
4
Пыль абразивов и металлов
(по окислам железа)
0,4
3
Фреон
100
4
Аммиак
0,2
4
Окислы марганца
0,01
2
Формальдегид
0,035
4
Окись углерода
5,0
4
Окислы азота (по двуокиси азота)
0,085
4
Сернистый ангидрид
0,5
3
Сажа
0,15
4
10
«Банный лес»
Банный лес расположен в черте города. На
две части лес разделяет автомобильная дорога, с
интенсивным движением транспорта.
В
южной
части
леса
находится
железнодорожная
станция
и
завод
«ХИМСИНТЕЗ НПО».
В западной части леса находится
Красноармейская Медицинская
Санитарная
Часть № 154, а на востоке расположены
гаражные кооперативы.
Длина леса вдоль шоссе- 1,8 км, вдоль
больничного комплекса – 1.1 км, вдоль реки Вори – 0,87 км. Площадь банного леса 345
гектаров. Лес имеет водоохранное и почвозащитное значение.
Название «Банный» произошло от расположения леса. Пол века назад лес брал своё
начало у ворот городской бани, сейчас его площадь сократилась в полтора раза, а название
осталось.
Это смешанный лес, в котором произрастают более 300 видов различных растений. Из
деревьев преобладают хвойные деревья: сосны и ели. Их возраст от 25 до 200 лет (по данным
отдела озеленения Муниципального жилищно-коммунального хозяйства).
В южной части леса растёт много берёзы, ближе к реке - подлесок из черёмухи, ивы,
рябины. Так же встречаются липы, тополя, берёзы, дубы, осины, лиственницы, рябины и другие.
Лес богат кустарниковой растительностью: орешником, малиной, боярышником, голубичником
и др. Лес отличается богатством травяного покрова. Встречаются лекарственные растения:
подорожник, пустырник, мать-и-мачеха, лекарственная ромашка, пижма, бессмертник. До 1990
года каждую весну и осень в Банном лесу высаживались саженцы в возрасте до 7 лет.
Орнитофауна насчитывает более 30 видов. В больших количествах встречаются воробьи,
сороки, вороны и другие типичные представители средней полосы России. А так же дятлы,
дрозды, синицы, рябчики, соловьи и снегири.
Из млекопитающих встречаются: ежи, белки, землеройки (обыкновенная бурозубка, малая
бурозубка, средняя бурозубка), крот, лесные мыши и другие.
Так же в лесу обитает 4 вида рептилий: ящерицы (ломкая веретеница, живородящая
ящерица) и змеи (уж обыкновенный).
Земноводные представлены травяной и остромордой лягушками.
Банный лес – это одна из наиболее активных городских зон отдыха, соединяющая
северную и южную части города. Летом здесь собирают ягоды, зимой катаются на лыжах. В то
же время – это одна из «болевых» точек на территории городского округа в плане поддержания
там чистоты и порядка. Так как отдых в лесу не организован, стоят лишь редкие урны, лес полон
мусора. В лесу уже начинают развиваться настоящие свалки. Так же на лес отрицательно
воздействует автострада, проходящая через него. Кроме этого, администрация города не несёт
ответственности за лесопарк, так как он не относится к городским владениям. В 2007 г местное
отделение партии «Единая Россия» определило для себя территорию Банного леса как зону
экологической ответственности, но их мероприятия продлились не больше, чем на полгода.
11
Лес редеет, все реже там встречаются животные и птицы. Это основное место отдыха, и
поэтому, там нескончаемое число бревен, кострищ, и горы мусора. В некоторых местах у
хвойных деревьев наблюдается пожелтение и изреживание кроны. По моим прогнозам
продолжении действия нынешней антропогенной нагрузки на лесопарк, то за 50 лет количество
деревьев сократится на треть.
Меня волнует нынешнее состояние лесов Подмосковья. Я решила, что необходимо
принять меры против их исчезновения. Начать решила с городского лесопарка города
Красноармейска – «Банного леса».
Я выдвинула следующую гипотезу:
Если существует проблема исчезновения лесов, то возможно принять необходимые меры
для её предотвращения.
Главной целью для меня стало - выявить причины исчезновения леса, и попытаться
их устранить.
Для подтверждения или опровержения гипотезы были поставлены следующие
задачи:
1. Исследовать городской лесопарк. Сделать необходимые анализы и оценить
состояние Банного леса.
2. Привлечь внимание горожан к проблеме городского лесопарка.
3. Принять ряд мер по исправлению ситуации.
4. Разработать программу мероприятий по реабилитации леса, применимую к
большинству типичных лесопарков России.
12
Анализ чистоты воздуха.
Исследуя загрязненность воздуха, я пользовалась методикой биоиндикации воздуха по
лишайникам (лихеноиндикация). Этот метод основан на особой чувствительности лишайников к
загрязнению атмосферы. Самое отрицательное влияние на лишайники оказывает двуокись серы,
так как в хлоропластах водорослевых клеток появляются бурые пятна, клетки начинают болеть
и отмирать. В лихеноиндикационных исследованиях в качестве субстрата используются
различные деревья.
Для оценки загрязнения атмосферы выбирается вид дерева, который наиболее
распространен на исследуемой территории. Например, в качестве субстрата может быть
использована липа мелколистная. Город или поселок делят на квадраты, в каждом из которых
подчитывается общее число исследуемых деревьев и деревьев, покрытых лишайником. Для
оценки загрязнения атмосферы конкретной магистрали, улицы или парка описывают
лишайники, которые растут на деревьях по обеим сторонам улицы или аллеи парка на каждом
третьем, пятом или десятом дереве.
Пробная площадка ограничивается на стволе деревянной рамкой, например, размером
10х10 см, которая разделена внутри тонкими проволочками на квадратики по 1 см 2. Для этой
же цели можно использовать кусок прозрачного полиэтилена, на котором ручкой начерчены те
же квадратики со сторонами 1 х 1 см. Отмечают, какие виды лишайников встретились на
площадке, какой процент общей площади рамки занимает каждый растущий там вид. Кроме
того, указывают жизнеспособность каждого образца: есть ли у него плодовые тела, здоровое или
чахлое слоевище.
На каждом дереве описывают минимум четыре пробные площадки: две у основания
ствола (с разных его сторон) и две на высоте 1,4-1,6 метра. Обследование можно провести по
наличию какого-то одного вида лишайников на данной территории, или собрать информацию о
его обилию в разных точках, или посчитать количество всех видов лишайников,
произрастающих в районе исследования. Кроме выявления видового состава, определяют
размеры розеток лишайников и степень покрытия в процентах. Оценка встречаемости и
покрытия дается по 5-балльнойшкале.
Оценки частоты встречаемости и степени покрытия по пятибалльной шкале.
Чистота встречаемости (в %)
Очень
редко
Редко
Редко
Часто
Очень часто
Менее 5%
5-20%
20-40%
40-60%
60-100%
Степень покрытия
Очень низкая
Низкая
Средняя
Высокая
Очень
высокая
Менее
5%
5-20%
20-40%
40-60%
60100%
Балл
оценки
1
2
3
4
5
По внешнему виду различают лишайники:

Накипные. Таллом накипных лишайников – это корочка («накипь»),
нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без значительных
повреждений. Это позволяет им жить на крутых склонах гор , деревьях и даже на
13
бетонных стенах. Иногда накипный лишайник развивается внутри субстрата и снаружи :
совершенно не заметен.

Листоватые. Листоватые лишайники имеют вид пластин разной формы и
размера. Они более или менее плотно прикрепляются к субстрату при помощи выростов
нижнего коркового слоя.

Кустистые. У наиболее сложных с точки зрения морфологии кустистых
лишайников таллом образует множество округлых или плоских веточек. Растут на земле
или свисают с деревьев, древесных остатков, скал.
Это деление не отражает филогенетические связи, существует много переходных форм
между ними. Ханс Трасс разработал шкалу жизненности лишайников, отражающую условия их
существования и основывающуюся на степени развитости таллома и способности к половому
размножению.
Накипный лишайник
Diploschistes scruposus
Листоватый лишайник
Peltigera polydactyla
Кустистый лишайник
Stereocaulon tomentosum
После проведения исследований на нескольких десятках деревьев делается расчет средних
баллов встречаемости и покрытия для каждого типа роста лишайников – накипных (Н),
листоватых (Л) и кустистых (К). Зная баллы средней встречаемости и Н, Л, К, легко рассчитать
показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА) по формуле. Чем ближе показатель ОЧА
(ближе к единице), тем чище воздух местообитания. Имеется прямая связь между ОЧА и
средней
концентрацией
диоксида
серы
в
атмосфере.
ОЧА=(Н + 2Л + 3К)/30
Таким образом, для каждой площади описания и для каждого типа роста лишайников –
накипных, листоватых и кустистых – выставляются баллы встречаемости и покрытия.
Я наметила 4 площадки измерения:
1) В зоне отдыха горожан;
2)В гуще в центре лесопарка;
3) У городской МСЧ;
4) У дороги с интенсивным движением автотранспорта;
14
Данные занесены в таблицу:
1) В зоне отдыха горожан:
Признаки
Общее количество видов лишайников
- накипных
- листоватых
- кустистых
Степень покрытия древесного ствола
лишайниками, %
ОЧА=(2,2+2,4+4,2)/30=0,32)
Деревья
1
2
3
3
2
4
5
2
3
2
50 30
3
2
5
1
1
20
4
1
1
3
1
10
5
1
1
1
1
20
6
2
1
3
1
5
7
1
1
1
1
10
8
2
2
1
1
40
9
3
4
3
2
5
10
1
1
1
1
30
В гуще леса:
Признаки
Деревья
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Общее количество видов лишайников
3
3
3
2
3
3
2
2
3
3
- накипных
4
3
4
5 2
4
3
5
2
1
- листоватых
2
1
4
3
2
4
4
3
2
4
- кустистых
2
3
1
4
3
2
3
4
3
3
Степень покрытия древесного ствола лишайниками, % 40 30 35 50 40 45 50 50 40 30
ОЧА=(3,3+5,8+8,4)/3=0,6
3)У городской МСЧ:
Признаки
Деревья
1
2 3 4 5 6
7
8
9
10
Общее количество видов лишайников
1
3 3 2 3 3
2
3
3
3
- накипных
2
3 4 3 4 4
3
4
5
5
- листоватых
1
2 2 2 3 1
2
5
5
5
- кустистых
1 1 1 1 2 3
1
3
4
5
Степень покрытия древесного ствола лишайниками, % 10 30 30 20 30 40 30 60 70 80
ОЧА=(3,7+6,2+6)/30=0,5
4)У дороги с интенсивным движением автотранспорта:
Деревья
Признаки
1 2 3 4
5
6
7 8
9
10
Общее количество видов лишайников
1 2
1
1
1 2
1 2
1
1
- накипных
1 2 4
4
4
2
1 4
4
4
- листоватых
1 1
0
2
0 1
0 0
0
1
- кустистых
0 0
0
1
0 0
0 1
0
1
Степень покрытия древесного ствола лишайниками, % 5 10 40 40 30 10 5 40 50 40
ОЧА=(1,3+6+0,3)/30=0,2
15
В ходе исследования мы выявили следующие закономерности.
1.
Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше на стволах деревьев встречается
видов лишайников и тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев.
2.
Первыми при повышении загрязненности воздуха исчезают кустистые
лишайники, затем листоватые и последними накипные.
У дороги воздух загрязнён(0,2);В зоне отдыха горожан воздух относительно загрязнён,
вследствие сжигания мусора и многочисленных кострищ и мусора(0,3);У городской МСЧ воздух
чистый, несмотря на дорогу, проходящую рядом (0,6);В гуще леса воздух чистый (0,6);
Относительная Чистота Атмосферы
У МСЧ; 0,5
0,6
В зоне отдыха
горожан ; 0,3
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
В центре леса
У МСЧ
У автрострады В зоне отдыха
горожан
Исследования, проводимые в 2011г предоставили следующие результаты:
1) У дороги с интенсивным движением автотранспорта:
Признаки
Общее количество видов лишайников
- накипных
- листоватых
- кустистых
Степень покрытия древесного ствола
лишайниками, %
ОЧА=(3+3+4,5)/30=0,35
Деревья
1
2
2
3
2
3
1
2
1
1
20 30
3
3
4
2
2
50
4
3
3
2
2
60
5
2
4
3
2
50
6
2
2
1
1
10
7
3
3
2
2
60
8
3
4
2
1
70
9
2
3
2
2
40
10
2
2
2
1
10
2)В зоне отдыха горожан:
Признаки
Общее количество видов лишайников
- накипных
- листоватых
- кустистых
Степень покрытия древесного ствола
лишайниками, %
Деревья
1
2
3
2
5
3
4
3
1
1
70 30
3
2
2
2
1
20
4
3
4
4
1
60
5
2
4
2
1
40
6
2
4
3
2
30
7
2
4
1
1
10
8
3
5
3
1
50
9
3
1
4
3
70
10
3
5
5
4
90
ОЧА=(3,7+6,2+4,8)/30=0,49
16
3)У городской МСЧ:
Признаки
Общее количество видов лишайников
- накипных
- листоватых
- кустистых
Степень покрытия древесного ствола
лишайниками, %
Деревья
1
2
2 2
2 2
2 1
2
1
30 50
3
3
3
2
1
40
4
3
5
4
1
40
5
2
2
2
1
100
6
2
2
2
1
10
7
2
5
4
1
50
8
2
3
2
1
70
9
2
4
2
1
60
10
3
4
4
3
100
Деревья
1
2
2 3
4
5
2
3
1
1
30 50
3
2
4
3
1
40
4
2
4
3
2
40
5
3
5
5
1
90
6
2
3
2
2
10
7
3
5
3
2
50
8
3
6
3
2
70
9
3
3
3
1
60
10
3
5
4
1
100
ОЧА=(3,2+5+3,9)/30=0,41
4)В гуще леса:
Признаки
Общее количество видов лишайников
- накипных
- листоватых
- кустистых
Степень покрытия древесного ствола
лишайниками, %
ОЧА=(4,8+6,4+4,2)/30=0,513
Относительная Чистота Атмосферы
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
В центре леса
У МСЧ
У автрострады В зоне отдыха
горожан
Вывод: Банный лес является экологически благополучным, так как явного загрязнения
воздушной среды не выявлено. Состояние воздуха у дороги улучшилось, и в целом показатель
увеличился на 0.15 .
17
Загрязнение вследствие работы автотранспорта
Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с
чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и
промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от
состояния экологического равновесия.
Ожидается, что к концу первого десятилетия XXI века парк автомобилей достигнет
миллиардной отметки. Практически все современные автомобили снабжены двигателями
внутреннего сгорания. При сравнительно небольшой массе этот двигатель развивает
значительную мощность, экономичен, достаточно надежен, работает на сравнительно
недорогом топливе.
По мере роста автомобильного парка, стал проявляться существенный недостаток этого
двигателя - с выхлопными газами в окружающий воздух поступают вредные для здоровья
человека вещества. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т
кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг
оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов. В результате по всему миру от
автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество только канцерогенных
веществ, только в России в атмосферу поступает в атмосферу поступает 27 тыс. т бензола, 17,5
тыс. т формальдегида, 1,5 т бенз(а)пирена и 5 тыс. т свинца. В целом, общее количество вредных
веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. т.
Необходимо отметить, что с точки зрения наносимого экологического ущерба,
автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха – 95%,
шум – 49,5%, воздействие на климат – 68%.
Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т
кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг
окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.
К несгоревшим газам относят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином
количестве повсюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах двигателя, работающего на
нормальном бензине и при нормальном режиме, содержится в среднем 2,7 % оксида углерода.
При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9 %, а на малом ходу - до 6,9 %. Оксид
углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее
воздуха, поэтому все они скапливаются у земли. В выхлопных газах содержатся также
альдегиды, обладающие резким запахом раздражающим действием. Такие альдегиды в большом
количестве были обнаружены мной в выпавшем снеге.
Химический состав выхлопных газов настолько опасен, что наносит вред не только
здоровью человека, животных, но и разрушает деревья и даже дома. Совместное присутствие
диоксида азота, углеводородов и кислорода приводит к появлению очень агрессивных и
вредных органических соединений – пероксиацетилнитратов, образующих фотохимический
смог.
Оксид углерода представляет собой настоящий яд для организма человека - когда она
попадает в кровь, эритроциты теряют способность снабжать ткани кислородом. Может
наступить кислородное голодание, что в первую очередь отрицательно сказывается на
состоянии нервной системы.
Оксид азота – ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Окислы
азота в дыхательных путях, соединяясь с водой, превращаются в азотную и азотистую кислоты,
известные своим свойством вызывать раздражение слизистых оболочек и весьма тяжелые
заболевания. По этой причине окислы азота в несколько раз более опасны для человека, чем
окись углерода.
18
Углеводороды – обладают наркотическим действием, в малых концентрациях вызывают
головную боль, головокружение и т.п. Альдегиды – при длительном воздействии на человека
вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, а при повышении
концентрации отмечаются головная боль, слабость, потеря аппетита, бессонница.
Для исследования я выбрала три площадки в Банном лесу:
1)У автомобильного шоссе:
2)У МСЧ;
3)В центре лесопарка;
1)Первое, что я сделала, простейшим способом оценила, насколько воздух загрязнён
твёрдыми частицами: пылью, сажей, копотью. Наиболее загрязнённым местом оказалась
Автострада, далее территория у МСЧ, а в гуже леса не было обнаружено твердых частиц.
2)Следующим этапом моей работы стало определение интенсивности движения у
автострады и у МСЧ.
Длина участка автомобильной дороги, проходящей в лесу – 700 метров;
Проходящей у МСЧ- 600 метров;
Наблюдения проводились 20 минут. Результаты представлены в таблице:
Место
Легковые
Автострада
У МСЧ
366/1098
13/39
Дизельные
грузовые
9/27
0
Автобусы
Газель
11/33
0
25/75
2/6
3)Затем я рассчитала общий путь, пройдённый транспортом каждого типа за час
По формуле I=N*l, где
N-количество автомобилей каждого типа за 1 час;
I-обозначение типа автотранспорта;
L-длина участка, км;
2)У МСЧ:
I л.а.= 42,9 км
I д.г.а = 0 км
I ав.= 0 км
I г.= 6,6 км
1)У автомобильного шоссе:
I л.а .=1976,4 км
I д.г.а = 48,6 км
I ав. = 59,4 км
I г.= 135 км
4)Затем я рассчитала количество топлива разного вида, сжигаемое этим двигателем:
Нормы расходы топлива
Тип транспорта
Средний расход л/100
км
11-13
Удельный расход л/км
Дизельный грузовой
автомобиль
29-33
0,29-0,33
Автобусы
41-44
0,41-0,44
Газель
12-15
0,12-0,15
Легковые автомобили
0,11-0,13
Q=L*Y, где Y- удельный расход топлива(л/км)
19
Расчёт количества сожженного топлива
Место
Количество сожженного топлива каждого вида
легковые
грузовые
автобусы
газель
Всего
бенз/дизель
Автострада
217,4
15,066
25,542
18,9
261,5/ 15
МСЧ
5,148
0
0
0,914
6,072
Затем я рассчитала количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных
условиях по каждому виду топлива.
Коэффициент выброса вредных веществ
Вид топлива
Бензин
1л
Дизельное 1 л
топливо
Всего,л
Количество вредных веществ
Угарный газ
углеводороды Диоксид азота
0,6
0,1
0,04
0,1
0,03
0,04
0,7
0,13
0,08
Количество выделившихся вредных веществ, при нормальных условиях
Место
Автострада
У МСЧ
Сумма Qл б/д.т
261,5/ 15
6,072
СО б/д.т.
156,9/0,15
3,06
Углеводороды
б/д.т.
26,15/4,5
0,6
NO2 б/д.т.
10,46/0,6
6,672
Выводы: Воздух в лесу и почва
у дороги достаточно загрязнёны из-за
влияния автотранспорта, так как
каждый автомобиль проезжая мимо
леса выбрасывает около 200 мл
различных соединений в воздух.
Сравнив с давними
исследованиями, мы выяснили, что за
последние 8 лет количество машин в
городе увеличилось в 3 раза, а значит
и количество выделяемых вредных
веществ соответственно увеличилось.
20
Автомобилей с каждым годом в Красноармейске становится больше, следовательно
и количество выбросов соответственно.
Исследование радиационного фона.
Что такое радиоактивность и радиация?
Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри
Беккерелем. В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине,
промышленности. Радиоактивные элементы естественного происхождения присутствуют
повсюду в окружающей человека среде. В больших объемах образуются искусственные
радионуклиды, главным образом в качестве побочного продукта на предприятиях оборонной
промышленности и атомной энергетики. Попадая в окружающую среду, они оказывают
воздействия на живые организмы, в чем и заключается их опасность.
Для правильной оценки этой опасности необходимо четкое представление о масштабах
загрязнения окружающей среды, о выгодах, которые приносят производства, основным или
побочным продуктом которых являются радионуклиды, и потерях, связанных с отказом от этих
производств, о реальных механизмах действия радиации, последствиях и существующих мерах
защиты.
Радиоактивность - неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к
самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего
излучения или радиацией
Радиация, или ионизирующее излучение - это частицы и гамма-кванты, энергия которых
достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков.
Радиацию нельзя вызвать с помощью химических реакций.
Какая бывает радиация?
Различают несколько видов радиации: Альфа-частицы: относительно тяжелые,
положительно заряженные частицы, представляющие собой ядра гелия. Бета-частицы - это
просто электроны. Гамма-излучение имеет ту же электромагнитную природу, что и видимый
свет, однако обладает гораздо большей проникающей способностью. 2 Нейтроны - электрически
нейтральные частицы, возникают главным образом непосредственно вблизи работающего
атомного реактора, куда доступ, естественно, регламентирован.
Рентгеновское излучение подобно гамма-излучению, но имеет меньшую энергию. Кстати,
наше Солнце - один из естественных источников рентгеновского излучения, но земная
атмосфера обеспечивает от него надежную защиту.
Заряженные частицы очень сильно взаимодействуют с веществом, поэтому, с одной
стороны, даже одна альфа-частица при попадании в живой организм может уничтожить или
повредить очень много клеток, но, с другой стороны, по той же причине, достаточной защитой
от альфа - и бета- излучения является любой, даже очень тонкий слой твердого или жидкого
вещества - например, обычная одежда (если, конечно, источник излучения находится
снаружи).Следует различать радиоактивность и радиацию. Источники радиации радиоактивные вещества или ядерно-технические установки (реакторы, ускорители,
рентгеновское оборудование и т.п.) – могут существовать значительное время, а радиация
существует лишь до момента своего поглощения в каком-либо веществе.
В каких единицах измеряется радиоактивность?
Мерой радиоактивности служит активность. Измеряется в Беккерелях (Бк), что
соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на
единицу веса вещества (Бк/кг) или объема (Бк/куб.м).
Также встречается еще такая единица активности, как Кюри (Ки). Это - огромная величина: 1
Ки = 37000000000 Бк.
21
Активность радиоактивного источника характеризует его мощность. Так, в источнике
активностью 1 Кюри происходит 37000000000 распадов в секунду.
Как было сказано выше, при этих распадах источник испускает ионизирующее излучения.
Мерой ионизационного воздействия этого излучения на вещество является экспозиционная
доза. Часто измеряется в Рентгенах (Р). Поскольку 1 Рентген - довольно большая величина, на
практике удобнее пользоваться миллионной (мкР) или тысячной (мР) долями Рентгена.
Действие распространенных бытовых дозиметров основано на измерении ионизации за
определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Единица измерения мощности
экспозиционной дозы - микроРентген/час.
Естественная радиоактивность
Естественная радиоактивность существует миллиарды лет, она присутствует буквально
повсюду. Ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней
жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли. Радиоактивные материалы
вошли в состав Земли с самого ее рождения. Любой человек слегка радиоактивен: в тканях
человеческого тела одним из главных источников природной радиации являются калий-40 и
рубидий-87, причем не существует способа от них избавиться. Учтем, что современный человек
до 80% времени проводит в помещениях - дома или на работе, где и получает основную дозу
радиации: хотя здания защищают от излучений извне, в стройматериалах, из которых они
построены, содержится природная радиоактивность. Существенный вклад в облучение человека
вносит радон и продукты его распада.
Техногенная радиоактивность
Техногенная радиоактивность возникает вследствие человеческой деятельности.
Осознанная хозяйственная деятельность, в процессе которой происходит перераспределение и
концентрирование естественных радионуклидов, приводит к заметным изменениям
естественного радиационного фона. Сюда относится добыча и сжигание каменного угля, нефти,
газа, других горючих ископаемых, использование фосфатных удобрений, добыча и переработка
руд.
Такой вид транспорта, как гражданская авиация, подвергает своих пассажиров
повышенному воздействию космического излучения.
И, конечно, свой вклад дают испытания ядерного оружия, предприятия атомной энергетики и
промышленности.
Безусловно, возможно и случайное (неконтролируемое) распространение радиоактивных
источников: аварии, потери, хищения, распыление и т.п. Таки ситуации, к счастью, редки.
Кроме того, их опасность не следует преувеличивать.
К чему может привести воздействие радиации на человека?
Воздействие радиации на человека называют облучением. Основу этого воздействия
составляет передача энергии радиации клеткам организма.
Облучение может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лейкоз и
злокачественные опухоли, лучевое бесплодие, лучевую катаракту, лучевой ожог, лучевую
болезнь. Последствия облучения сильнее сказываются на делящихся клетках, и поэтому для
детей облучение гораздо опаснее, чем для взрослых.
Следует помнить, что гораздо больший ущерб здоровью людей приносят выбросы
предприятий химической и сталелитейной промышленности, не говоря уже о том, что науке
пока неизвестен механизм злокачественного перерождения тканей от внешних воздействий.
22
Для исследования радиационного фона в лесу я пользовалась следующими приборами:
1) Дозиметр Радекс РД 1503 предназначен для оценки мощности
амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения населением в бытовых
условиях (продукты питания, стройматериалы, почва и т.д.), а также
может быть использован персоналом, работающим с источниками
ионизирующих излучений. Кроме того, он позволяет обнаруживать
загрязненность объектов бета-активными радионуклидами.
Прибор подсчитывает количество гамма и бета - частиц с помощью
счетчика Гейгера - Мюллера в течение 40 с и индицирует показания в
мкЗв/час или мкР/час на жидкокристаллическом дисплее.
2) БЕЛЛА - Дозиметр гамма-излучения. Предназначен для
обнаружения и оценки с помощью звуковой сигнализации
интенсивности гамма-излучения, а также для измерения мощности
полевой эквивалентной лозы (МЭД) гамма-излучения по цифровому
табло. Дозиметр "БЭЛЛА" применяется для индивидуального
оперативного контроля населением радиационной обстановки.
Результаты измерений этим прибором не могут использоваться для
официальных заключений о радиационной обстановке.
Были намечены 4 площадки измерения:
1) В зоне отдыха горожан;
2)В центре лесопарка;
3) У городской МСЧ;
4) У дороги с интенсивным движением автотранспорта;
Допустимая норма радиации (а правильнее — ионизирующего излучения) в жилом
помещении зависит от естественного радиоактивного фона местности, и примерно составляет
0,1-0,3 мк3в/ч или 10-30 мкР/ч. Ионизирующее излучение мощностью менее 30 микрорентген в
час считает безопасным для здоровья человека, однако необходимо учитывать тип излучения:
альфа, бета, гамма или рентгеновское.
Погрешность при доверительной вероятности 0,95 составляет 15+6% от мощности дозы
мкЗв/ч.
23
Результаты исследования приведены в таблице:
Пло Замеры 1-ый
щадка
Зона отдыха
1)15 мкР/ч
горожан
2)14 мкР/ч
В центре леса
У территории
МСЧ
2-ой
3-ий
1)12 мкР/ч 1)13 мкР/ч
13,5 мкР/ч
2)13 мкР/ч 2)14 мкР/ч
1)11 мкР/ч
1)12 мкР/ч 1)14 мкР/ч
2)10 мкР/ч
2)9 мкР/ч
1)12
мкР/ч
Среднее показание
1)12
мкР/ч
11,2 мкР/ч
2)11 мкР/ч
1)14 мкР/ч
12,8 мкР/ч
2)14 мкР/ч
У дороги
2)12
мкР/ч
2)13
мкР/ч
1)12 мкР/ч
1)13 мкР/ч 1)12 мкР/ч
2)13 мкР/ч
2)13 мкР/ч 2)14 мкР/ч
12,8 мкР/ч
24
Результаты замеров 2011года приведены в таблице:
Площадка
Замеры 1-ый
Зона отдыха горожан
1)7 мкР/ч
2-ий
1) 7 мкР/ч
Среднее показание
7 мкР/ч
В центре леса
1)11 мкР/ч
1)9 мкР/ч
10 мкР/ч
У территории МСЧ
1)12 мкР/ч
У дороги
1)16 мкР/ч
1)14 мкР/ч
13 мкР/ч
1)15 мкР/ч
15,5 мкР/ч
Вывод:
Радиоактивное загрязнение не выявлено. Ионизирующее излучение во всех участках леса
находится в пределах нормы.
Ионизирующее излучение в разных участках леса:
14
12
10
8
6
4
2
0
В зоне отдыха У автострады
горожан
У МСЧ
В центре леса
Ионизирующее излучение в разных участках леса 2011 год:
16
14
12
10
8
6
4
2
0
В зоне отдыха У автострады
горожан
У МСЧ
В центре леса
25
Анализ осадков
Атмосферные осадки — вода в жидком или твёрдом состоянии, выпадающая из облаков
или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность и различные предметы.
Выпадающие из облаков осадки: дождь, морось, град, снег, крупа.
Различают:


обложные осадки, связанные преимущественно с тёплыми фронтами;
ливневые осадки, связанные с холодными фронтами.
Осаждающиеся из воздуха осадки: роса, иней, изморозь, гололёд.
Осадки измеряются толщиной слоя выпавшей воды в миллиметрах. В среднем на земном
шаре выпадает около 1000 мм осадков в год, а в пустынях и в высоких широтах — менее 250 мм
в год.
Осадки — одно из звеньев влагооборота на Земле.
Многолетнее, среднемесячное, сезонное, годовое количество осадков, их распределение
по земной поверхности, годовой и суточный ход, повторяемость, интенсивность являются
определяющими характеристиками климата, имеющими существенное значение для сельского
хозяйства и многих других отраслей народного хозяйства.
Большой урон окружающей среде наносят химические производства, которые
выбрасывают в атмосферу значительное количество вредных газов (оксидов серы, азота,
сероводорода, углекислого газа). Эти вещества поглощаются атмосферной влагой, которая
выпадает на землю в виде осадков - "кислотных" дождей или снега. Кислотные дожди, как мы
знаем, снижают урожайность сельскохозяйственных культур, способствуют более быстрому
разрушению памятников архитектуры, повышают рН почв и водоемов и др.
Впервые термин «кислотный дождь» был употреблен в 1872 году англичанином Ангусом
Смитом, изучавшим эффекты смога в Манчестере, однако тогдашние ученые коллегу не
поддержали и к теории кислотных дождей отнеслись скептически. Сегодня же в их
существовании нет никаких сомнений.
26
Термин «кислотность водного раствора» - это химический термин. Кислотность водного
раствора определяется присутствием в нем положительных водородных ионов Н+ и
характеризуется концентрацией этих ионов в одном литре раствора C(H+) (моль/л или г/л).
Щелочность водного раствора определяется присутствием гидроксильных ионов ОН– и
характеризуется их концентрацией C(ОН–).
Впервые кислотные дожди были отмечены в Западной Европе, в частности в
Скандинавии, и Северной Америке в 1950-х гг. Сейчас эта проблема существует во всем
индустриальном мире, и приобрела особое значение в связи с возросшими техногенными
выбросами оксидов серы и азота. За несколько десятилетий размах этого бедствия стал
настолько широк, а отрицательные последствия столь велики, что в 1982 г. В Стокгольме
состоялась специальная международная конференция по кислотным дождям, в которой приняли
участие представители 20 стран и ряда международных организаций.
В тропических районах, где промышленность практически неразвита, кислотные осадки
вызваны поступлением в атмосферу оксидов азота за счет сжигания биомассы. В России
наиболее высокие уровни выпадений окисленной серы и оксидов азота (до 750 кг/км2 в год) на
значительных по площади ареалах (несколько тыс. км2) наблюдаются в густонаселенных и
промышленных регионах страны – в Северо-Западном, Центральном, Центрально-Черноземном,
Уральском и других районах; на локальных ареалах (площадью до 1 тыс. км2) – в ближнем следе
металлургических предприятий, крупных ГРЭС, а также больших городов и промышленных
центров (Москва, Санкт-Петербург, Омск, Норильск, Красноярск, Иркутск и др.), насыщенных
энергетическими установками и автотранспортом.
Специфическая особенность кислотных дождей – их трансграничный характер,
обусловленный переносом кислотообразующих выбросов воздушными течениями на большие
расстояния – сотни и даже тысячи километров.
Выпадение кислотных осадков на современном этапе биосферы представляет собой
достаточно насущную проблему и оказывает достаточно негативное воздействие на биосферу:
Показатель рН меняется в разных водоемах, но в ненарушенной природной среде
диапазон этих изменений строго ограничен. Природные воды и почвы обладают буферными
возможностями, они способны нейтрализовать определенную часть кислоты и сохранить среду.
Однако очевидно, что буферные способности природы не беспредельны. Земля и растения,
конечно, тоже страдают от кислотных дождей: снижается продуктивность почв, сокращается
поступление питательных веществ, меняется состав почвенных микроорганизмов.
Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается
суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает подвижность в почвах алюминия,
который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости
ветвей. Особенно страдают хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и
поэтому накапливает больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья
желтеют, у них изреживаются кроны, повреждаются мелкие корни. Но и у лиственных деревьев
изменяется окраска листьев, преждевременно опадает листва, гибнет часть кроны, повреждается
кора. Естественного возобновления хвойных и лиственных лесов не
происходит.
Это и наблюдается в нашем лесу
Мы решили провести химический анализ атмосферных
осадков на кислотность. Работа состояла из сбора осадков и
определения рН снега, проверки наличия в атмосферных осадках
нитратионов, сульфидионов, ионов карбонатов, ионов фторидов и
хлоридов.
Ионы сульфидов:
По ряду показателей, в первую очередь по массе и распространенности вредных эффектов,
атмосферным загрязнителем номер один считают диоксид серы.
27
Диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений,
ведущих к образованию кислот. Частично диоксид серы в результате фотохимического
окисления превращается в триоксид серы (серный ангидрид) SО3, который реагирует с водяным
паром атмосферы, образуя аэрозоли серной кислоты: 2SО2 + О2 = 2SО3, SО3 + Н2О=Н2SО4
Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный
полигидрат SО2 o nН2О, который часто называют сернистой кислотой и изображают условной
формулой Н2SО3: SО2 + Н2О=Н2SО3. Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно
окисляется до серной: 2Н2S03 + 02= 2Н2S04.
Аэрозоли серной и сернистой кислот приводят к конденсации водяного пара атмосферы и
становятся причиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег). При сжигании топлива
образуются твердые микрочастицы сульфатов металлов (в основном при сжигании угля), легко
растворимые в воде, которые осаждаются на почву и растения, делая кислотными росы.
Аэрозоли серной и сернистой кислот составляют около 2/3 кислотных осадков.
Сульфаты (от лат. sulphur, sulfur — сера), сернокислые соли, соли серной кислоты H2SO4.
Имеются два ряда С.— средние (нормальные) общей формулы Mg2SO4 и кислые
(гидросульфаты) — MHSO4, где М — одновалентный металл.
Биологическое действие: Некоторые сульфаты служат хорошим удобрением для
растений. Растения и другие автотрофные организмы извлекают растворенные в воде сульфаты
для построения белкового вещества. Концентрация сульфата в природной воде лежит в широких
пределах. В речных водах и в водах пресных озер содержание сульфатов часто колеблется от 510 до 60 мг/дм3, в дождевых водах - от 1 до 10 мг/дм3. В подземных водах содержание
сульфатов нередко достигает значительно больших величин. Повышенные содержания
сульфатов ухудшают органолептические свойства воды и оказывают физиологическое
воздействие на организм человека, поскольку сульфат обладает слабительными свойствами.
Нитратионы:
Аэрозоли серной и сернистой кислот составляют около 2/3 кислотных осадков, остальное
приходится на долю аэрозолей азотной и азотистой кислот, образующихся при взаимодействии
диоксида азота с водяным паром атмосферы:
2NО2 + Н2О=НNО3 + НNО2. Нитрат — соль азотной кислоты, содержит однозарядный
анион NO3−.
Биологическое действие: Соли азотной кислоты, которые являются элементом
минеральных удобрений. Растение использует азот из соли для построения клеток организма,
создания хлорофилла. Для людей нитраты не ядовиты, но в организме превращаются в нитриты.
Нитриты попадают в кровь человека двумя путями: прямым содержанием или же нитратами,
которые в крови человека превращаются в нитриты. Они — яд для гемоглобина человека.
Ионы хлоридов:
Находящийся в атмосфере хлор (выбросы химических предприятий; сжигание отходов;
фотохимическое разложение фреонов, приводящее к образованию радикалов хлора) при
соединении с метаном (источники поступления метана в атмосферу: антропогенный – рисовые
поля, а также результат таяния гидрата метана в вечной мерзлоте вследствие потепления
климата) образует хлоро-водород, хорошо растворяющийся в воде с образованием аэрозолей
соляной кислоты:
СL. + СН4 =СH.3 + НС1, СH3. + С12= СН3С1 + СL.
Хлори́ды — группа химических соединений, соли хлороводородной (соляной) кислоты HCl.
28
Биологическое действие: Хлориды присутствуют практически во всех пресных поверхностных
и грунтовых водах, а также в питьевой воде в виде солей металлов. Высокие концентрации
хлоридов в питьевой воде не оказывают токсического воздействия на человека, хотя соленые
воды очень коррозионно активны по отношению к металлам, пагубно влияют на рост растений,
вызывают засоление почв.
Ионы фторидов:
Фториды существуют в окружающей среде, в природе: в воде, в почве, в горных породах и
др. Но влияние на их существование в естественном виде на окружающую среду крайне низко,
по сравнению с антропогенными источниками.
Антропогенными источниками выбросов фторидов служат металлургическое
производство, электросварка, производство удобрений, алюминия, эмалевое производство,
отдельные виды получения стекол, обработка хрусталя, получение хладагентов, пластмасс,
обогащение урана, нанесение покрытий и т.д.
Фтори́ды — соединения фтора с другими элементами. Фториды известны для всех
элементов, кроме гелия и неона. К фторидам относят как бинарные соединения - ионные
фториды (соли фтористоводородной и металлов), ковалентные фториды переходных металлов в
высших степенях окисления и фториды неметаллов, так и сложные неорганические соединения
(фторангидриды кислот, комплексные фториды, гидрофториды металлов, фторированный
графит).
Биологическое действие: Последствия воздействия фторидов на процессы обмена в клетке
в общих чертах схожи с воздействием диоксида серы, хотя их механизмы, естественно
различаются. Фториды содержатся во всех растительных тканях, однако их избыток может
оказывать токсическое действие. Большинство растений способно накапливать в листьях
концентрации фторидов до 100 – 200 млн.-1 и более, без каких – либо отрицательных
последствий. Некоторые виды, например, чай и камелия, могут накапливать фториды в листьях
в очень высоких концентрациях – нормальное содержание их составляет несколько сот
миллионных долей.
Фториды воздействуют на целый ряд ферментов и обменных процессов. В растениях,
окуренных парами HF, могут наблюдаться изменения в содержании органических кислот,
аминокислот, свободных сахаров, крахмала и других полисахаридов; эти изменения происходят
до проявления видимых симптомов. Фториды изменяют механизм распада глюкозы, что может
вызвать отклонения от нормального развития листьев. Фториды способны также влиять на
фотосинтез через энергетические процессы, в которых участвуют аденозинфосфаты и
нуклеотиды.
Ионы карбидов:
Нормальные карбонаты широко распространены в природе, например: кальцит СаСО3,
доломит CaMg(CO3)2, магнезит MgCO3, сидерит FeCO3, витерит ВаСО3, баритокальцит
BaCa(CO3)2 и др. Существуют и минералы, представляющие собой основные карбонаты,
например, малахит CuCO3·Cu(ОН)2.
Гидрокарбонаты натрия, кальция и магния встречаются в растворённом виде в
минеральных водах, а также, в небольшой концентрации, во всех природных водах, кроме
атмосферных осадков и ледников. Гидрокарбонаты кальция и магния обуславливают так
называемую временную жёсткость воды. При сильном нагревании воды (выше 60°C)
гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются на углекислый газ и малорастворимые
29
карбонаты, которые выпадают в осадок на нагревательных элементах, дне и стенках посуды,
внутренних поверхностях баков, бойлеров, труб, запорной арматуры и т.д., образуя накипь.
Карбонаты - соли угольной кислоты H2CO3. Различают нормальные (средние)
карбонаты, с анионом СО32- (например, KHCO3), кислые карбонаты (гидрокарбонаты или
бикарбонаты), с анионом НСО-3 (например, КНСОз) и основные карбонаты.
Биологическое действие: Главным буферным соединением в воде является
гидрокарбонат-ион HCO , образующийся при диссоциации угольной кислоты и способный
нейтрализовать кислоты и основания. Гидрокарбонат-ион принимает на себя более или менее
значительную часть добавляемых водородных или гидроксильных ионов, благодаря чему pH
раствора меняется незначительно.
Снег был собран из 3 различных участков леса:
1)В центре лесопарка;
2)У территории городской МСЧ;
3)У дороги с интенсивным движением автотранспорта;
Исследования проводились в школьной лаборатории:
1)Определение рН:
профильтровали воду в пробирки, используя фильтр и воронку.
опустили в полученный фильтрат полоску универсальной индикаторной бумаги,
которая немного потемнела. По шкале рН - это кислотная среда (5). Следовательно, в
атмосферных осадках присутствует слабый раствор неизвестной кислоты.


2)Определение наличия в осадках ионов кислотного остатка:
1)В центре лесопарка:
Вид
Нитраты (NO3)
Сульфаты(SO4)
Карбонаты(CO3)
Фосфат(PO4)
Хлориды(Cl2)
Реакция
NO3 +Cu(медь)=NO2↑
SO4+BaCl(хлорид
бария)= BaSO4(белый
нерастворимый осадок)
СO3+ BaCl(хлорид
бария)= BaCO3 (белый
растворимый осадок)
PO4+ (NH4)2MoO4
(молибдат аммония)= желтый
осадок
Сl2+ AgNO3(нитрат
серебра)=AgCl2(белый
творожестый осадок)
Описание
Есть в составе снега. Об
этом можно судить по
капелькам на пробирке,
которые возникают при
выделении газа.
Отсутствует
Отсутствует
Отсутствует
Отсутствует
Раствор полностью испарился при выпаривании.
30
2)У территории городской МСЧ:
Вид
Реакция
Нитраты (NO3)
NO3 +Cu(медь)=NO2↑
Сульфаты(SO4)
Карбонаты(CO3)
Фосфат(PO4)
Хлориды(Cl2)
SO4+BaCl(хлорид
бария)= BaSO4(белый
нерастворимый осадок)
СO3+ BaCl(хлорид
бария)= BaCO3 (белый
растворимый осадок)
PO4+ (NH4)2MoO4
(молибдат аммония)= желтый
осадок
Сl2+ AgNO3(нитрат
серебра)=AgCl2(белый
творожестый осадок)
Описание
Есть в составе снега. Об
этом можно судить по
капелькам на пробирке,
которые возникают при
выделении газа.
Отсутствует
Присутствует в составе
снега. Об этом можно судить
по капелькам на пробирке.
Отсутствует
В результате реакции на
стенках пробирки
образовались темные пятна,
выпадшего в осадок серебра.
Это свидетельствует о том,
что в составе снега
присутствуют органические
альдегиды.
При выпаривании остаются нерастворимые органические соединения;
3)У дороги с интенсивным движением автотранспорта:
Вид
Реакция
Нитраты (NO3)
NO3 +Cu(медь)=NO2↑
Сульфаты(SO4)
Карбонаты(CO3)
Фосфат(PO4)
Хлориды(Cl2)
SO4+BaCl(хлорид
бария)= BaSO4(белый
нерастворимый осадок)
СO3+ BaCl(хлорид
бария)= BaCO3 (белый
растворимый осадок)
PO4+ (NH4)2MoO4
(молибдат аммония)= желтый
осадок
Сl2+ AgNO3(нитрат
серебра)=AgCl2(белый
творожистый осадок)
Описание
Есть в составе снега. Об
этом можно судить по
капелькам на пробирке,
которые возникают при
выделении газа.
Присутствует в малых
количествах.
Присутствует в составе
снега. Об этом можно судить
по капелькам на пробирке.
Отсутствует
В результате реакции на
стенках пробирки
образовались темные пятна,
выпадшего в осадок серебра.
Это свидетельствует о том,
что в составе снега
присутствуют органические
альдегиды.
При выпаривании остаются нерастворимые органические соединения
31
Альдегиды (от лат. alcohol dehydrogenatum) — спирт, лишённый водорода; органические
соединения, содержащие карбонильную группу (С=О) с одним заместителем.
Реакция "серебряного зеркала" - это окисление альдегидов аммиачным раствором оксида
серебра. В одном растворе аммиака оксид серебра образует комплексное соединение
[Ag(NH3)2]OH, при действии которого на альдегид происходит окислительнаявосстановительная реакция с образованием соли аммония: R-CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH -->
RCOONH4 + 2Ag +3NH3 + H2O.
Биологическое действие:
Токсичны. Способны накапливаться в организме. Кроме общетоксичного, обладают
раздражающим и нейротоксическим действием. Эффект зависит от молекулярной массы: чем
она больше, тем слабее раздражающее, но сильнее наркотическое действие, причём
ненасыщенные альдегиды токсичнее насыщенных. Некоторые обладают канцерогенными
свойствами.
Вывод: состояние осадков в лесу ниже среднего;
Аналогичные исследования проводились в 2011году.
Снег был собран из 3 различных участков леса:
1)В центре лесопарка;
2)У территории городской МСЧ;
3)У дороги с интенсивным движением автотранспорта;
Для нейтральной реакции воды уровень ph равен 7,0. Согласно санитарным нормам
и правилам уровень ph питьевой воды должен находиться в пределах 6 - 9.
1)В центре лесопарка:
Вид
Индикатор
универсальный - Тимоловый
синий
Лакмус
Фенолфталеин
Нитраты (NO3)
Сульфаты(SO4)
Карбонаты(CO3)
Фосфат(PO4)
Хлориды(Cl2)
Реакция
Бирюзовый
Фиолетовый
Бесцветный
NO3 +Cu(медь)=NO2↑
SO4+BaCl(хлорид
бария)= BaSO4(белый
нерастворимый осадок)
СO3+ BaCl(хлорид
бария)= BaCO3 (белый
растворимый осадок)
PO4+ (NH4)2MoO4
(молибдат аммония)= желтый
осадок
Сl2+ AgNO3(нитрат
серебра)=AgCl2(белый
творожестый осадок)
Описание
8 < рН < 9
5 < рН < 8
рН < 8
Отсутствует
Присутствуют в малых
количествах
Отсутствуют
Отсутствует
Отсутствуют
При выпаривании остались нерастворимые соединения;
32
2)У территории городской МСЧ:
Вид
Индикатор универсальный
- Тимоловый синий
Реакция
Зеленоватый
Описание
6 < рН < 8
Лакмус
Фенолфталеин
Нитраты (NO3)
Сульфаты(SO4)
Фиолетовый
5 < рН < 7
Бесцветный
рН < 8
NO3 +Cu(медь)=NO2↑
Отсутствует
SO4+BaCl(хлорид бария)=
Присутствуют в малых
BaSO4(белый нерастворимый
количествах
осадок)
Карбонаты(CO3)
СO3+ BaCl(хлорид бария)=
Отсутствуют
BaCO3 (белый растворимый
осадок)
Фосфат(PO4)
PO4+ (NH4)2MoO4
Отсутствует
(молибдат аммония)= желтый
осадок
Хлориды(Cl2)
Сl2+ AgNO3(нитрат
Отсутствуют
серебра)=AgCl2(белый
творожестый осадок)
При выпаривании остались нерастворимые соединения;
3)У дороги с интенсивным движением автотранспорта:
Вид
Реакция
Индикатор универсальный
Зеленоватый-жёлтый
- Тимоловый синий
Лакмус
Фенолфталеин
Нитраты (NO3)
Сульфаты(SO4)
Карбонаты(CO3)
Фосфат(PO4)
Хлориды(Cl2)
Описание
5 < рН < 7
Фиолетовый
5 < рН < 7
Бесцветный
рН < 8
NO3 +Cu(медь)=NO2↑
Отсутствует
SO4+BaCl(хлорид бария)=
Присутствуют в малых
BaSO4(белый нерастворимый
количествах
осадок)
СO3+ BaCl(хлорид бария)=
Отсутствуют
BaCO3 (белый растворимый
осадок)
PO4+ (NH4)2MoO4
Присутствуют в малых
(молибдат аммония)= желтый
количествах
осадок
Сl2+ AgNO3(нитрат
серебра)=AgCl2(белый
творожестый осадок)
Раствор заметно помутнел. Беложелтоватый цвет указывает на
наличие фосфатов и большого
количества хлоридов.
При выпаривании остались нерастворимые соединения;
Вывод: образцы 1 и 2 находятся в пределах нормы, их pH показатель нейтрален. А в
образце 3 показатель среды ближе к кислотному. Ионы хлора, скорее всего, свидетельствуют о
высоком содержании противогололедного реагента - Хлористого Кальция Кальцинированного.
Возможно, обнаруженные в снегу Сульфид-ионы - результат атмосферных выбросов
близлежащего завода.
Можно сделать вывод о том, что состоянии осадков в лесу за год улучшилось.
33
Почва
Почва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и
представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную
(твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему,
образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.
Её рассматривают как особую природную мембрану, регулирующую взаимодействие
между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Почвы являются функцией от климата,
рельефа, исходной почвообразующей породы, микроорганизмов, растений и животных (т.е.
биоты в целом), человеческой деятельности и изменяются со временем.
Почвенный покров – важнейшее природное образование. Его роль в жизни общества
определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 9597 % продовольственных ресурсов для населения планеты.
Особое свойство почвенного покрова – его плодородие, под которым понимается
совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур.
Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным,
воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и
азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности.
Площади земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км2, или 86,5% площади суши.
Под пашней и многолетними насаждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято
около 15 млн. км2 (10% суши), под сенокосами и пастбищами – 37,4 млн. км2 (25%). Общая
площадь пахотнопригодных земель оценивается различными исследователями по-разному: от
25 до 32 млн. км2.
Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечивать продуктами питания больше
населения, чем имеется в настоящее время. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в
развивающихся странах, деградацией почвенного покрова, загрязнения, эрозии и т.д.; а также
вследствие отвода земель под застройку городов, поселков и промышленных предприятий
количество пашни на душу населения резко сокращается
Загрязнение почв — вид антропогенной деградации почв, при которой содержание
химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает
природный региональный фоновый уровень их содержания в почвах.
Основной критерий загрязнения окружающей среды различными веществами —
проявление признаков вредного действия этих веществ в окружающей среде на отдельные виды
живых организмов, так как устойчивость отдельных видов последних к химическому
воздействию существенно различается. Экологическую опасность представляет то, что в
окружающей человека природной среде по сравнению с природными уровнями превышено
содержание определенных химических веществ за счет их поступления из антропогенных
источников. Эта опасность может реализоваться не только для самых чувствительных видов
живых организмов.
Загрязнение экосистемы — один из видов ее деградации, загрязнение почв — один из
опаснейших видов деградации почв и экосистемы в целом. Загрязняющие вещества — это
вещества антропогенного происхождения, поступающие в окружающую среду в количествах,
превышающих природный уровень их поступления.
34
Главными источниками загрязнения являются:
1) Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает
бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем,
пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений –
больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др.
2) Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно
присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые
организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно
присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность
выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве
пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлознобумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые
остатки.
3) Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с
теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в
конце концов, оказывающихся в почве.
4) Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном
хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и
нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного
применения минеральных удобрений и пестицидов.
5) Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются
оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или
поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг
свинца в виде аэрозоля. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих
веществ на человека. Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в
лесах, на лесосеках и т.д.
Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества
накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв,
нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические
вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и
смертельные исходы.
В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и
др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные
неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в год. О масштабах химического
преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие
(1870-1970) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы
цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка – 1,5 млн. т, кобальта – свыше 0,9 млн. т,
никеля – более 1 млн. т.
Поверхностные слои почвы легко загрязняются. Большие концентрации в почве
различных химических соединений — токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность
почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от
болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми
последствиями для человека, растительного и животного мира.
Для оценки качества почвы большое значение имеет знание ее уровня кислотности,
который соответствует степени концентрации водородных ионов в почвенном растворе, в
общепринятой практике обозначается латинскими буквами рН и называется показателем
кислотности.
35
По химическому составу почвы подразделяются на кислые, щелочные и нейтральные.
Кислые и щелочные почвы имеют пограничные градации. Так, кислые почвы в зависимости от
степени закисленности могут быть сильно-, средне- и слабокислыми, а щелочные,
соответственно, слабо-, средне- и сильнощелочными. Показатель рН увеличивается от
кислотного к щелочному состоянию почвы. Нейтральным считается показатель рН, равный 7,
при более низком значении почва является кислой, при более высоком - щелочной. Уровень
кислотности почвы имеет большое влияние на ряд ее показателей, а также на рост и развитие
растений. Только в нейтральной среде растения способны полностью усваивать необходимые
для их жизни питательные вещества. При показателе рН выше или ниже нейтрального
питательные вещества становятся недоступными для растений, даже если почва хорошо
удобрена.
Важный этап оценки любого зеленого насаждения – оценка состояния почвы. Мы знаем, что
почва является очень важной средой для растений, т.к. вода и минеральные вещества поступают
в растение с помощью корней именно из почвы. Обычно определяются: механический состав,
кислотность, увлажненность и количество почвенных обитателей.
Очень важная характеристика почвы – ее механический состав, т.к. он определяет видовой
состав и жизненность растений. Он позволяет также судить о плодородии почвы. Одно и то же
растение сосны будет иметь различный внешний вид на супеси и на тяжелом суглинке.
Механический состав почвы – это относительное (в процентах) содержание в ней частиц
различных размеров. Вы уже поняли, что механический состав играет важную роль в жизни
растений. Поэтому мы начнем свою работу именно с определения механического состава почвы.
Анализ состояния почвы:
Для проведения исследования мы наметили площадку 100 м (10x10м). И
взяли 5 образцов почвы из точек участка методом «конверта».
Затем смешали эти 5 индивидуальных образцов, и полученный средний
образец использовали для проведения анализа.
Образец почвы смочили и размягчили его пальцами до консистенции теста (в
таком состоянии вода из почвы не отжимается, но почва поблескивает от
воды и мажется).
Хорошо размятую почву раскатали на
ладони в шнур толщиной около 3 мм и сверули в колечко
диаметром около 3 см.
Можно сделать вывод о том, что взятый образец
почвы принадлежит к типу:
Тяжелый суглинок — шнур легко скатывается, при
свертывании в кольцо дает трещины;
Почва имеет среднюю увлажнённость.
36
Исследования проводились в школьной лаборатории. Образцы почвы были взяты:
1)Из зоны отдыха горожан (свалка)
2)У дороги.
1)В первом образце обнаружены частицы неорганических отходов (мусора), не выявлено
загрязнение радиоактивными веществами, почва не имеет специфического запаха, имеет
нормальную консистенцию.
2)Во втором образце не обнаружено частиц неорганических отходов, не выявлено
загрязнение радиоактивными веществами, почва не имеет специфического запаха, имеет
нормальную консистенцию.
В растворы почв был добавлен универсальный
индикатор - Тимоловый синий.
1)В первой пробирке раствор окрасился в жёлтозелёный цвет. Это говорит о том, что среда близка
к нейтральной.
2) Во второй пробирке раствор окрасился в
бирюзовый цвет. Это говорит о слабо - щелочной
среде образца.
(в центральных пробирках – реакция индикатора на
кислоту и щёлочь соответственно; на верхнем
рисунке 4-ая пробирка с проточной водой)
Вывод: Кислотности почв не выявлено, состояние удовлетворительное.
37
Микроскопирование почвы
Почва участвует во всех важнейших процессах функционирования наземных экосистем и
биосферы в целом (от обеспечения ресурсами и пространством всей наземной растительности
до поддержания параметров атмосферы и гидросферы, включая проблемы «парниковых» газов,
чистых поверхностных и грунтовых вод, устранения ксенобиотиков). Во всех этих процессах
ключевую роль играют микроорганизмы, которые обитают в почве и выполняют многообразные
экосистемные функции.
Интерес к почвенным микроорганизмам во многом определяется их исключительной
ролью в формировании качества почвы (почвенного «здоровья») как способности почвенной
биосистемы в заданных пространственных границах поддерживать продуктивность растений и
животных, сохранять приемлемое качество воды и воздуха, а также обеспечивать здоровье
людей, животных и растений.
Именно почвенные организмы отвечают за разложение органического вещества,
образовавшегося в наземной экосистеме при фотосинтезе, и снабжают растения доступными
ресурсами. Они также играют существенную роль в формировании стабильных почвенных
агрегатов. Жизнедеятельность почвенной биоты определяет уровень плодородия почв, а
возможность управления биотой на основе контроля почвенной влаги представляет интерес с
точки зрения дискуссионной проблемы устойчивого развития. Почвенная биота -- идеальный
пример системы, обеспечивающей устойчивое существование ненарушенных экосистем в
течение очень больших промежутков времени.
Жизнедеятельность микроорганизмов в почве осуществляется в основном на почвенных
частицах, в определенных микрозонах которых представлены клетки, ресурсы и микробные
метаболиты. Поверхность почвенных частиц как жизненное пространство микроорганизмов
может составлять несколько десятков квадратных метров в 1 г почвы. В работах Д. Г.
Звягинцева и других почвенных микробиологов по особенностям жизнедеятельности
адсорбированных микробных клеток в почвах обсуждались вопросы, которые в биотехнологии
получили развитие в рамках направления по иммобилизованным клеткам и ферментам.
Почвенные микроорганизмы не просто обитают в естественной гетерогенной среде, но сами
являются ключевым фактором почвообразования и участвуют в процессах преобразования
горной породы в почву с характерным строением. Оценивая роль микроорганизмов, Т. В.
Аристовская выделила пять важнейших элементарных почвенно-микробиологических
процессов: разложение растительного опада, образование гумуса, разложение гумуса,
деструкция минералов почвообразующей породы и новообразование минералов .Указанные и
другие функции почвенных микроорганизмов составляют как бы фундамент наземных
экосистем.
Микроорганизмы почвы очень многочисленны и разнообразные. Среди них имеются
бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы и водоросли, протозоа и близкие к этим
группам живые существа.
Биологический круговорот в почве осуществляется с участием разных групп
микроорганизмов. В зависимости от типа почвы содержание микроорганизмов колеблется. В
садовых, огородных, пахотных почвах их насчитывается от одного миллиона до нескольких
миллиардов микроорганизмов в 1 г почвы. В почве каждого садового участка присутствуют
свои микроорганизмы. Они участвуют своей биомассой в накоплении органического вещества
почвы. Они выполняют огромную роль в образовании доступных форм минерального питания
растений. Исключительно велико значение микроорганизмов в накоплении биологически
активных веществ в почве, таких как ауксины, гиббереллины, витамины, аминокислоты,
стимулирующие рост и развитие растений. Микроорганизмы, образуют слизи полисахаридной
38
природы, а также большое количество нитей грибов, принимают активное участие в
формировании структуры почвы, склеивании пылеватых почвенных частиц в агрегаты, чем
улучшают водно-воздушный режим почвы.
Среди методов количественного анализа наиболее объективным является метод прямого
микроскопирования почвы, принцип которого был предложен С. Н. Виноградским. При этом
способе готовят почвенную суспензию и в определенном объеме ее с помощью микроскопа
подсчитывают общее число микроорганизмов. Последующим пересчетом можно установить,
сколько микроорганизмов приходится на 1 г исследуемой почвы. С. Н. Виноградский готовил
препараты на предметном стекле и просматривал их под оптическим микроскопом. В поле
зрения можно было видеть палочковидные бактерии, мелкие и крупные кокки, иногда обрывки
мицелия грибов и актиномицетов и другие микроорганизмы .
Прямое микроскопирование почвы облегчается при использовании флюорохромов,
позволяющих легче различать микроорганизмы среди мелких минеральных частиц.
Б. В. Перфильев и Д. Р. Габе для подсчета микроорганизмов в почве рекомендовали
пользоваться сконструированной ими капиллярной камерой, глубина которой не превышает 3040 мкм, а ширина не более поля зрения микроскопа. Подсчитав число микроорганизмов в
капилляре, можно затем сделать пересчет на 1 г почвы.
Д. И. Никитин и его сотрудники использовали для прямого подсчета микроорганизмов почвы
электронный микроскоп. С его помощью наряду с обычными микроорганизмами можно
обнаружить множество мельчайших форм микроскопических существ, которые не были
известны до сих пор. Эти интересные формы живых существ изучаются в настоящее время .
Прямые методы дают представление об общем количестве микроорганизмов в почве.
Однако внешний облик микроорганизмов не позволяет судить об их функциях, поэтому бывает
целесообразно дополнительно определить отношение в почве отдельных систематических и
физиологических групп микроскопических существ.
Общие показатели численности микробов, как бы условны они ни были, представляют
определенный интерес. На их основании можно примерно вычислить массу совокупности
микроорганизмов в почве. Как показывают подсчеты, она составляет десятые доли процента
массы почвы. По мере перехода от северных почв к южным процент микробной массы в них
увеличивается. В общем, от 0,1 до 1,0% почвенного органического вещества состоит из клеток
разных микроорганизмов, вызывающих глубокие изменения органических и минеральных
составных частей почвы.
Для характеристики типа почвы и ее состояния важны не только показатели численности
разных групп микроорганизмов, но и анализ состояния в почве отдельных их видов. За редкими
исключениями, даже физиологические группы микроорганизмов очень широки. Внешняя
обстановка может резко менять видовой состав почвенных микроорганизмов, но мало или
совсем не отражается на количестве их физиологических групп. Поэтому при анализе почвы
важно стремиться установить состояние отдельных видов микроорганизмов.
Среди почвенных микроорганизмов встречаются представители разных систематических
единиц, способные ассимилировать не только легкоусвояемые органические соединения, но и
более сложные вещества ароматической природы, к которым относятся такие характерные для
почвы соединения, как перегнойные вещества.
Почвы населены многочисленными представителями микроскопических существ. Мир их
разделен на растительные и животные виды. Микроскопический растительный мир почвы
представлен бактериями, актиномицетами, дрожжами, грибами, водорослями. Животный мир
39
почвы составляют простейшие (протозоа), насекомые, черви и прочие. Кроме них, в почве
обитают различные ультрамикроскопические существа - фаги (бактериофаги, актинофаги) и
многие другие еще мало изученные виды.
Микроорганизмов в почве очень большое количество. По данным М.С. Гилярова, в каждом
грамме чернозема насчитывается 2-2,5 миллиарда бактерий. Микроорганизмы не только
разлагают органические остатки на более простые минеральные и органические соединения, но
и активно участвуют в синтезе высокомолекулярных соединений - перегнойных кислот,
которые образуют запас питательных веществ в почве. Поэтому, заботясь о повышении
почвенного плодородия (а, следовательно, и о повышении урожайности), необходимо
заботиться о питании микроорганизмов, создании условий для активного развития
микробиологических процессов, увеличении популяции микроорганизмов в почве.
Самый верхний слой почвы беден микрофлорой, потому что находится под
непосредственным влиянием вредно действующих на нее факторов: высушивание,
ультрафиолетовые лучи солнечного света, повышенная температура и прочее. Наибольшее
количество микроорганизмов располагается в почве на глубине 5-15 см, меньше - в слое 20-30
см и еще меньше - в подпочвенном горизонте 30-40 см.
Для исследования почвенных микроорганизмов образцы были взяты в центре леса, на
глубине 10 см. Микроскопирование проводилось в школьной лаборатории, при помощи
электронного микроскопа QX5 Digital Blue.
Обнаружены:
1.Представители простейших эукариоты подвижные красный цвет; размер 3,2 мкм
2.Шаровидные неподвижные бактерии; диаметр равен 1-2
мкм – фиолетовый цвет
3.Синезелёные и зелёные водоросли; размер 1-2 мкм – зелёный цвет
4.Актиномицеты, толщиной 0,5 мкм - жёлтый цвет
5.Устойчивые частицы : кварц, эпидот, дистен, гранат,
Образец почвы 0.05 г
ставролит, циркон, турмалин, полевые шпаты и глинистые минералы.
Выводы: микроскопирование почвы показало наличие ряда основных видов почвенных
микроорганизмов, но их количество не велико. А отсутствие коккоидных форм
микроводорослей из отдела Chlorophyta указывает на сильное антропогенное воздействие.
40
Исследование внешнего вида растений.
Далее я приступила к исследованию главный составляющих леса - растений. Я
рассмотрела их физиологическое состояние и на основе этого определила насыщенность почвы
химическими веществами.
Определение недостатка в почве питательных веществ по внешнему виду растений
Внешние признаки недостатка отдельных элементов питания у разных растений бывают
различными. Однако замедление роста и изменение внешнего вида растений не всегда
обусловливаются недостатком в почве питательных веществ. Сходные изменения вызываются
иногда поражением вредителями и болезнями или другими неблагоприятными условиями роста
(засуха, низкая температура и т. д.). Важно уметь отличать эти изменения внешнего вида
растений от изменений, вызванных недостатком питательных веществ.
На внешний вид растения оказывает влияние также избыточное количество некоторых
элементов (хлора, марганца и алюминия), не нужных растению или нужных ему в небольшом
количестве. При избыточном поступлении их в растения замедляется рост, отмирают ткани,
наблюдаются различные внешние изменения, а иногда и гибель растений.
Хотя изучены и не все возможные комбинации, до настоящего времени почти не
обнаружено смешения симптомов. Внешними проявлениями страдания растений от недостатка
элементов питания всегда оказывались симптомы недостатка одного какого-нибудь элемента,
более важного для растения, чем другие.
Отсутствие смешения симптомов значительно упрощает проблему диагноза и
последующего улучшения питания растений. При недостатке нескольких элементов первыми
проявляются и исчезают в результате внесения соответствующих удобрений симптомы
недостатка того элемента, действие которого является доминирующим; затем появляются
симптомы недостатка другого элемента, и так далее.
Общим симптомом недостатка любого из элементов питания является задержка
роста растения, хотя в одном случае этот симптом может проявляться более отчетливо, чем
в другом. Ниже приводится сравнение других (кроме задержки роста) симптомов
недостаточности минерального питания.
Симптомы недостаточности минерального питания растений возможно разделить на две
большие группы:
I. Первую группу составляют главным образом симптомы, проявляющиеся на старых
листьях растения. К ним относятся симптомы недостатка азота, фосфора, калия, цинка и магния.
Очевидно, при недостатке в почве указанных элементов они перемещаются в растении из более
старых частей в молодые растущие части, на которых не развиваются признаки голодания.
II. Вторую группу составляют симптомы, проявляющиеся на точках роста и молодых
листочках. Симптомы этой группы характерны для недостатка кальция, бора, серы, железа, меди
и марганца. Эти элементы, по-видимому, не способны перемещаться из одной части растения в
другую. Следовательно, если в почве нет достаточного количества перечисленных элементов, то
молодые растущие части не получают необходимого питания, в результате чего они заболевают и
погибают.
Приступая к определению причины нарушения питания растений, следует прежде всего
обратить внимание на то, в какой части растения проявляются аномалии, определяя, таким
образом, группу симптомов. Симптомы первой группы, которые обнаруживаются главным
образом на старых листьях, могут быть разбиты на две подгруппы:
1) в большей или меньшей степени общими (недостаток азота и фосфора);
2) или же носить лишь местный характер (недостаток магния, цинка и калия).
Вторая группа симптомов, проявляющихся на молодых листочках или точках роста
растения, может быть разбита на три подгруппы, которые характеризуются:
41
1) появлением хлороза, или потерей молодыми листьями зеленой окраски без
последующей гибели верхушечной почки, что указывает на недостаток железа, серы либо
марганца;
2) гибелью верхушечной почки, сопровождающейся потерей ее листьями зеленой
окраски, что указывает на недостаток кальция либо бора;
3) постоянным увяданием верхних листьев, что указывает на недостаток меди.
Для симптомов третьей подгруппы не характерно развитие хлороза и отмирание
верхушечной почки. К этой подгруппе относятся почти исключительно симптомы недостатка
меди, проявляющиеся в устойчивом увядании верхних листьев.
Признаки недостатка азота (N)
Недостаток азота у растений может обнаруживаться на всех типах почв особенно ранней
весной, когда вследствие низкой температуры почвы процессы минерализации и образования
нитратов протекают слабо. Общими и основными признаками недостатка азота у растений
являются: угнетенный рост, короткие и тонкие побеги и стебли, мелкие соцветия, слабая
облиственность растений, слабое ветвление и слабое кущение (у злаков), мелкие, узкие листья,
окраска их бледно-зеленая, хлоротичная. На листе, пожелтевшем от недостатка азота, как
правило, не бывает зеленых жилок. При старении же листьев пожелтение их начинается с части
листовой пластинки, расположенной между жилками, а жилки и ткани около них сохраняют еще
зеленую окраску
При недостатке азота посветление окраски начинается с более старых, нижних листьев,
которые приобретают желтый, оранжевый и красный оттенки. Эта окраска переходит далее и на
более молодые листья, может проявляться и на черешках листьев. Листья при недостатке азота
опадают преждевременно, созревание растений ускоряется.
Признаки недостатка фосфора (P)
Недостаток фосфора у растений может быть на всех почвах, но чаще всего проявляется
на кислых почвах, богатых подвижными формами алюминия и железа, дерново-подзолистых и
красноземах. При недостатке фосфора наблюдается ряд таких же признаков, как и при недостатке
азота,— угнетенный рост (особенно у молодых растений), короткие и тонкие побеги, мелкие,
преждевременно опадающие листья. Однако имеются и существенные различия — при
недостатке фосфора окраска листьев темно-зеленая, голубоватая, тусклая. При сильном
недостатке фосфора в окраске листьев, черешков листьев и колосьев появляются пурпурные, а у
некоторых растений—фиолетовые оттенки. При отмирании тканей листа появляются темные,
иногда черные пятна. Засыхающие листья имеют темный, почти черный цвет, а при недостатке
азота — светлый.
Признаки недостатка калия (K)
Недостаток калия чаще всего наблюдается на торфянистых, пойменных, песчаных и
супесчаных почвах. Признаки недостатка обычно заметны бывают в середине вегетации, в
период сильного роста растений. При недостатке калия окраска листьев голубовато-зеленая,
тусклая, часто с бронзовым оттенком. Наблюдается пожелтение, а в дальнейшем побурение и
отмирание кончиков и краев листьев (краевой «ожог» листьев). Развивается бурая пятнистость
особенно ближе к краям. Края листьев закручиваются, наблюдается морщинистость. Жилки
кажутся погруженными в ткань листа. Стебель тонкий, рыхлый, полегающий. Недостаток калия
вызывает обычно задержку роста, а также развития бутонов или зачаточных соцветий.
Признаки недостатка кальция (Ca)
Недостаток кальция наблюдается на песчаных и супесчаных кислых почвах, особенно
при внесении высоких доз калийных удобрений, а также на солонцах. Признаки недостатка
появляются прежде всего на молодых листьях. Листья бывают хлоротичные, искривленные, и
края их закручиваются кверху. Края листьев неправильной формы, на них может обнаруживаться
опаленность бурого цвета. Наблюдается повреждение и отмирание верхушечных почек и
42
корешков, сильная разветвленность корней. На кислых почвах при недостатке кальция у
растений могут появляться сопутствующие признаки, вызванные токсичностью марганца.
Признаки недостатка магния (Mg)
Магнием бедны песчаные и супесчаные дерново-подзолистые почвы. При недостатке
магния наблюдается характерная форма хлороза — у краев листа и между жилками зеленая
окраска изменяется на желтую, красную, фиолетовую. Между жилками в дальнейшем
появляются пятна различного цвета вследствие отмирания тканей. При этом крупные жилки и
прилегающие к ним участки листа остаются зелеными. Кончики листьев и края загибаются, в
результате чего листья куполообразно выгибаются, края листьев морщинятся и постепенно
отмирают. Признаки недостатка появляются и распространяются от нижних листьев к верхним.
Признаки недостатка бора (B)
Недостаток бора чаще наблюдается на карбонатных, темноцветных, заболоченных
почвах, а также на кислых почвах после их известкования. Чувствительность растений к
недостатку бора весьма различна. Картофель и злаковые редко страдают от недостатка бора. У
некоторых растений недостаток бора вызывает различные болезни: у льна бактериоз, у сахарной
свеклы гниль сердечка, у столовой свеклы червоточину, у капусты полый стебель и т. д. При
недостатке бора у растений поражается точка роста, отмирают верхушечные почки и корешки,
стебли искривляются. Усиленно развиваются боковые побеги, при этом растение приобретает
кустовую форму. Листья становятся бледно-зелеными, опаленными и курчавыми. Наблюдается
отсутствие цветения или опадение цветков, незавязывание плодов, пустозерность.
Признаки недостатка меди (Cu)
Недостаток меди чаще наблюдается на торфяно-болотных, а также на карбонатных и
песчаных почвах при содержании меди меньше 0,001%. Растения различаются по
чувствительности к недостатку меди. Устойчив к недостатку меди картофель. Из зерновых
наиболее чувствительны к недостатку меди пшеница, затем овес, ячмень и рожь. Недостаток
меди у злаковых вызывает так называемую болезнь обработки: наблюдается остановка роста,
хлороз и побеление кончиков молодых листьев (у пшеницы и ячменя), потеря тургора у молодых
листьев и стеблей, листья опускаются, увядают. Растения сильно кустятся, стеблевание
задерживается, образование семян подавлено (пустозерность).
Признаки недостатка железа (Fe)
Недостаток железа обнаруживается иногда на карбонатных почвах и на кислых почвах
после внесения высоких доз извести. При недостатке железа наблюдается равномерный хлороз
между жилками листа. Окраска верхних листьев становится бледно-зеленой и желтой, между
жилками появляются белые полоски, и весь лист впоследствии может стать белым. Признаки
недостатка железа появляются прежде всего на молодых листьях.
Признаки недостатка марганца (Mn)
Недостаток марганца чаще бывает на карбонатных, на торфянистых, пойменных и
лугово-черноземных почвах. При недостатке марганца наблюдается хлороз между жилками листа
- на верхних листьях между жилками появляется желтовато-зеленая или желтовато-серая
окраска, жилки остаются зелеными, что придает листу пестрый вид. В дальнейшем участки
хлорозных тканей отмирают, при этом появляются пятна различной формы и окраски. Признаки
недостатка появляются прежде всего на молодых листьях и в первую очередь у основания
листьев, а не на кончиках, как при недостатке калия. У овса наблюдается хлороз с последующим
отмиранием тканей между жилками в нижней трети листа; лист в этой части перегибается и
опускается.
Признаки недостатка молибдена (Mo)
Симптомы проявляются вначале на старых листьях. Появляется ясно выраженная
крапчатость; жилки листьев остаются светлозелеными. Вновь развивающиеся листья вначале
43
зеленые, но по мере роста становятся крапчатыми. Участки хлоротичной ткани впоследствии
вздуваются, края листьев закручиваются внутрь; вдоль краев и на верхушках листьев развивается
некроз.
Признаки недостатка цинка (Zn)
Недостаток цинка наблюдается на кислых песчаных, карбонатных и болотных почвах.
При недостатке цинка наблюдаются пожелтение и пятнистость листьев, иногда захватывающие и
жилки листа, появляются бронзовые оттенки в окраске листьев, розетчатость и мелколистность;
междоузлия образуются короткие.
Симптомы недостатка цинка развиваются на всем растении или локализованы на более
старых нижних листьях. Вначале на листьях нижних и средних ярусов, а потом и на всех листьях
растения, появляются разбросанные пятна серобурого и бронзового цвета. Ткань таких участков
как бы проваливается и затем отмирает. Молодые листья ненормально мелки и покрыты
желтыми крапинками или же равномерно хлоротичны, принимают слегка вертикальное
положение, края листьев могут закручиваться кверху. Молодые листья ненормально мелки и
покрыты желтыми крапинками или же равномерно хлоротичны, принимают слегка вертикальное
положение, края листьев могут закручиваться кверху. В исключительных случаях междоузлия у
голодающих растений короткие, а листья маленькие и толстые. Пятна появляются также на
стержнях листьев и на стеблях.
Признаки недостатка серы (S)
Недостаток серы проявляется в замедлении роста стеблей в толщину, в бледно-зеленой
окраске листьев без отмирания тканей. Признаки недостатка серы сходны с признаками
недостатка азота, появляются они прежде всего на молодых растениях, у бобовых при этом
наблюдается слабое образование клубеньков на корнях.
Признаки избытка хлора и марганца (Cl, Mn)
Избыточное поступление хлора и марганца в растения оказывает вредное, токсическое
действие, проявляющееся в замедлении роста растений, отмирании тканей, появлении различных
внешних изменений. Отношение разных растений к избытку этих элементов различное.
Внешние признаки избытка хлора появляются обычно после цветения. Листья приобретают
бледно-зеленую окраску, дольки листьев (начиная с верхней) свертываются в виде лодочки вдоль
главной жилки, затем на их краях появляется ободок светло-коричневого цвета. Листья
преждевременно засыхают, но не опадают. Стебель толстый, но короткий, листья крупные.
Вредный избыток марганца встречается на кислых почвах, особенно при внесении
физиологически кислых удобрений, а также при избыточном увлажнении. Особенно
чувствительны к избытку марганца сахарная и кормовая свекла, люцерна, клевер и некоторые
другие культуры. Избыточное поступление марганца проявляется у этих культур в характерных
изменениях на листьях.
Результаты исследования:
По листьям молодого дуба можно судить о недостатке Азота в
почве, так как пожелтение его началось с листовой пластинки, а
жилки всё ещё зелёные. Так же пожелтение началось с нижнего
листа.
На листе крапивы обнаружен «краевой» ожег листьев, что
свидетельствует о недостатке Калия в почве. А разбросанные пятна серо-бурого цвета говорят о
недостатке Цинка. На других экземплярах видно, что на листьях между жилками появляется
желтовато-зеленая окраска – значит в почве недостаток Марганца или Азота.
На листе борщевика проступаю крапинки хлороза. Это значит что в почве нехватка
Марганца.
Так же на листьях клевера и лопуха большого наблюдается белый налёт.
Вывод: состояние почвы в лесу ниже среднего.
44
Исследование воды р.Воря
На расстоянии 180 метров от лесопарка протекает река Воря. Река и лес составляют
природный комплекс, и имеют влияние друг на друга. Состояние леса зависит от состояния воды
в реке и наоборот, поэтому следующим этапом моего исследования стал анализ состояния речной
воды.
Загрязнение пресных вод — попадание различных загрязнителей в воды рек, озер, подземные
воды. Происходит при прямом или непрямом попадании загрязнителей в воду в отсутствие
адекватных мер по очистке и удалению вредных веществ.
В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым,
поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а
также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. На загрязнение могут
указывать такие признаки, как мёртвая рыба, но есть и более сложные методы его обнаружения.
Загрязнение пресной воды измеряется в показателях биохимической потребности в кислороде
(БПК) — то есть сколько кислорода поглощает загрязнитель из воды. Этот показатель позволяет
оценить степень кислородного голодания водных организмов.
Есть несколько природных загрязнителей. Находящиеся в земле соединения алюминия
попадают в систему пресных водоёмов в результате химических реакций. Паводки вымывают из
почвы лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам. Однако
объём естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с производимыми человеком.
Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым
действием, многие из которых представляют собой новые химические соединения.
В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжелых металлов (как
кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностноактивные вещества (ПАВы). Как известно, ежегодно в моря и океаны попадает до 12 млн тонн
нефти. Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и
кислотные дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению
содержания в воде ионов тяжелых металлов. С атомных электростанций в круговорот воды в
природе попадают радиоактивные отходы. Сброс неочищенных сточных вод в водные источники
приводит к микробиологическим загрязнениям воды.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80 % заболеваний в мире вызваны
неподобающим качеством и антисанитарным состоянием воды. В сельской местности проблема
качества воды стоит особенно остро — около 90 % всех сельских жителей в мире постоянно
пользуются для питья и купания загрязненной водой.
Загрязнители попадают в пресную воду различными путями: в результате несчастных случаев,
намеренных сбросов отходов, проливов и утечек.
Всё большую угрозу для пресноводных водоёмов представляют стоки, сбрасываемые
рыбоводческими хозяйствами, ввиду широкого применения ими фармацевтических средств
борьбы с болезнями рыб.
45
Атмосферное загрязнение пресной воды особенно пагубно. Есть два вида таких загрязнителей:
грубодисперсные (зола, сажа, пыль и капельки жидкости) и газы (сернистый газ и закись азота).
Все они — продукты промышленной или с/х деятельности. Когда в дождевой капле эти газы
соединяются с водой, образуются концентрированные кислоты — серная и азотная.
Твёрдые и жидкие загрязняющие вещества попадают из почвы в источники водоснабжения в
результате т. н. выщелачивания. Небольшие количества сваленных на землю отходов растворяются
дождём и попадают в грунтовые воды, а затем в местные ручьи и реки. Жидкие отходы быстрее
проникают в источники пресной воды. Растворы для опрыскивания сельскохозяйственных культур
либо теряют свою активность при контакте с почвой, либо попадают в местные реки, либо
выщелачиваются в земле и проникают в грунтовые воды. До 80 % таких растворов тратятся
впустую, так как попадают не на объект опрыскивания, а в почву.
Время, требуемое для проникновения загрязнитёлей (нитратов или фосфатов) из почвы в
грунтовые воды, точно неизвестно, но во многих случаях этот процесс может длиться десятки
тысяч лет. Загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду от промышленных
предприятий, называют промышленными стоками и выбросами.
Во́ря — река в Европейской части России, протекающая по территории
Московской области, левый приток Клязьмы.Длина 99 км. Протекает через
Хотьково, Красноармейск, в городе Лосино-Петровский впадает в реку Клязьма,
кроме городов протекает по сёлам Репихово, Голыгино, Каблуково.
Впадают реки (км от устья):
4,8 км: река Жмучка (л)
11 км: река Любосеевка (п)
15 км: река Пружёнка (Беленькая) (л)
29 км: река Лашутка (п)
40 км: река Талица (п)
62 км: река Торгоша (л)
66 км: река Пажа (л)
В верхнем течении представляет собой
теряющийся ручей, русло оформляется
лишь после прохождения через озеро
Озерецкое и окружающие болота.
Температура реки в течение года
(включая летний сезон) не поднимается
выше +5 +7 градусов по Цельсию. Это
вызвано тем, что на протяжении всей
длины реки, на её дне бьют ключи, не
давая воде прогреваться .Река
представляет интерес для сплава на
байдарках; по берегам — популярные
места массового отдыха.
46
Методика оценки качества воды:
Необходимо взять пробу;
Измерить температуру воды;
Визуально определить наличие масляной плёнки;
Определение прозрачности . Воду необходимо оценивать на белом фоне, рассматривая
сосуд сбоку .Возможные результаты:
● прозрачная,
●слегка мутная,
●мутная,
●очень мутная;
5) Определение цветности воды. Оценивать воду на белом фоне, сбоку. Возможные
результаты:
● бесцветная ,
● едва- заметная желтизна,
● бледно-желтая,
●желтоватая,
●желтая.
6) Определение запаха. Требуется налить воды в сосуд на 2/3 объёма , закрыть рукой и
встряхнуть. Возможные результаты:
●землистый,
●болотный,
● древесный,
● гнилостный,
●плесневый,
● неопределённый;
7) Определение вкуса образца. Воду необходимо вскипятить в колбе, охладить до
комнатной температуры . Возможные результаты :
● солёный,
●горький,
● металлический,
●вяжущий,
●неопределённый;
8) Наличие механических примесей путём отстаивания;
9) Определение кислотно-щелочного баланса образца, при помощи лакмусовых бумажек;
10) Определение остаточного хлора. В образец прилить 10 мл 3% раствора крахмала , 5 мл
5% раствора KI. Наблюдать за изменением цвета пробы. Возможные результаты:
●посинение раствора не замечено( Cl отсутствует),
● едва-заметное посинение (наличие хлора менее 0,3 мл/л),
● голубоватый окрас (0,3-0,5 мл/л),
● интенсивное посинение жидкости ( более 0,5 мл/л);
11) Определение наличия извести и солее в воде, при помощи мыльного раствора;
1)
2)
3)
4)
47
.Результаты исследований по предложенной методике:
1) Проба воды из реки Воря была взята
19.01.2012г. , на участке, максимально
приближенном к Банному лесу.
2) Температура воды в реке 2-3 градуса по
Цельсию, то есть находится в пределах
нормы. На момент исследования
температура воды 15-18 градусов по
Цельсию.
3) Масляная плёнка отсутствует;
4) Вода слегка мутная;
5) Присутствует едва-заментый болотный
оттенок;
6) Запах землистый, едва-заметный;
7) Вкус едва заметный вяжущий,
неопределённый;
8) При отстаивании выявлено наличие
малого кол-ва песка;
9) PH пробы равен 8, т.е. близкий к
нейтральному;
10) Раствор приобрёл голубоватый
оттенок, что говорит о наличии Cl в
малых количествах;
11) Жесткость воды в норме, так как при
добавлении мыльного раствора
наблюдалось незначительное
количество выделений;
Определение рН воды
Анализ на хлориды
Вывод: состояние воды в реке Воря
удовлетворительное.
Определение содержания извести
48
Шумоанализация
Одним из важнейших физических видов загрязнения окружающей природной среды
является акустический шум. Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков —
механических колебаний в области частот от 16 до 20000 Гц, воспринимаемых ухом человека.
Его источниками являются всевозможные движущиеся объекты, а его действию подвергаются
люди в условиях производства, на улице и в быту. Исследованиями установлено, что по степени
вредности воздействия шуму принадлежит второе место после химического загрязнения
окружающей среды.
Шум оказывает влияние на слух, на центральную нервную и сердечнососудистые
системы, а с ними и на весь организм человека. Люди, подверженные действию шума, быстро
утомляются, у них часта одышка, боли в сердце, сердцебиение, неустойчивость кровяного
давления, психические расстройства, изменения желудочно-кишечного тракта и другие
заболевания.
Совокупность этих симптомов, появляющихся у человека под воздействием шума
рассматривают как «шумовую болезнь». К примеру, шум величиной 25 – 35 ДБ не представляет
вреда для человека и являет собой обычный звуковой фон, без которого практически
невозможно представить нашу жизнь. Что же касается более громкого шумового загрязнения, то
здесь допустимые границы поднимаются примерно до 90 ДБ. Шумовое загрязнение в 120 ДБ
уже способно вызывать у человека болевые ощущения, а при достижении уровня в 150 ДБ
может стать для него невыносимым и болезненным.
В Банном лесу присутствует 2 источника шумового загрязнения:
1) Железнодорожная станция;
2) Автомобильное шоссе;
1)По среднестатистическим данным уровень шума, который создаёт железнодорожный
транспорт -100 дБ.
2) По среднестатистическим данным, уровень шума на дороге:
Уличные шумы 55
дБ
Легковые автомобили - 77 дБ
Автобусы - 80 дБ
Значит максимальный уровень шума вблизи дороги- 90 дБ;
Но лес поглощает большую часть шума. Это объясняется тем, что стволы и кроны деревьев
ограничивают распространение звуковых волн, главным образом идущих в горизонтальном
направлении (поэтому шум самолета лес заглушить не может). Лесная полоса шириной в 100 м
снижает шум автомобиля на 30 %. Однако звукопоглотительная способность леса зависит от его
структуры, высоты, состава пород. Например, Банный - смешанный лес с кустарниковым
подлеском лучше поглощает звук, чем чистый сосняк.
И средней уровень шума в лесопарке 20- 40 дБ, что находится в пределах нормы.
Вывод: в Банном лесу малое шумовое загрязнение.
49
Мусор в лесу
Загрязнение окружающей среды бытовыми отходами ведет к нарушению экологического
равновесия не только в отдельных регионах, но и на планете в целом. Нейтрализация вредного
влияния на природу загрязнений такого рода – проблема, которая волнует и Россию, и все
мировое сообщество. На каждого из 6 миллиардов жителей Земли приходится около 1 т мусора
в год. Если бы весь накопившийся за год мусор не уничтожать, а сваливать в одну кучу, то
образовалась бы гора высотой с Эльбрус (5642 м).
Проблема чистоты остро стоит перед всем цивилизованным человечеством. Однако в нашей
стране такая проблема является просто головной болью, поскольку, к сожалению, до последнего
времени этому уделялось недостаточно внимания.
Исследовав лес, мы обнаружили множество свалок бытового мусора. Состав лесных
свалок представляет сложный комплекс разнообразных химических соединений. Среди них
обнаружены всевозможные металлы, такие как железо, медь, алюминий. Некоторые из них сами
по себе опасны для здоровья людей и других живых существ. Сюда попадают многочисленные
пестициды, широко используемые в быту. Здесь обнаружены многие синтетические моющие
средства и остатки косметики. Они активно участвуют во всех химических реакциях,
протекающих в органических материалах на бытовых свалках, а при сжигании образуют крайне
вредные продукты распада. Невообразимое количество пластмасс и синтетических волокон,
используемых в быту. Один из них, постепенно разлагаясь, вступают в многочисленные
реакции, в ходе которых выделяются формальдегид, карбамиды и прочие ядовитые вещества.
Другие, как, например, полиэтилен очень устойчивы и накапливаются мёртвым грузом в
огромных количествах.
Мы выяснили, что в Банном лесу основную часть всего мусора составляют различные
фантики, пакеты, обёртки, картон, пластмассовые и стеклянные бутылки, а так же алюминиевые
банки. То есть то, во что упаковывают еду и разливают напитки. Значит именно горожане,
оказывают наибольший урон лесу, загрязняя его.
Если не предпринимать никаких мер, с такими темпами в лесу начнут развиваться свалки,
суммарный вес которых через 50 лет будет около 20 тонн.
Я решила рассмотреть деградацию различных материалов в почве лесопарка.
Для того, чтобы отследить этот процесс 1.08.11 в центре леса, на глубине 10-15 см, были
закопаны различные виды мусора, часто встречаемого в лесу:
●Газетная бумага
●Измельчённая бумага с рябиной
●Картон
●Очистки фруктов
●Целлофановый фантик
●Картонная упаковка сока, с внутренним покрытием
●Пластиковая бутылка
50
Разложение веществ не характерных для природы идет десятки и сотни лет:
1.
2.
3.
4.
5.
Упаковочная бумага – от 1 до 5 месяцев.
Окурки и фильтры от сигарет – 12 лет.
Пластиковые пакеты, посуда из пластика – несколько десятилетий.
Алюминиевая банка – от 200 до 500 лет.
Контейнер для еды из пенополистирола – практически вечно.
Значит, отследить деградацию пластиковой бутылки и фантика бессмысленно - так как
это может занять несколько десятилетий.
Результаты моих наблюдений приведены в таблице:
Предмет
1-ый месяц
Скомканная газетная Без изменений
бумага
Измельчённая бумага Без изменений.
с рябиной
В смеси обнаружены
дождевые черви
2-ой месяц
Началось
пожелтение. Газета
легко рвется в руках
Частичный распад
Частичный распад
Измельчённый картон Без изменений
без краски
Очистки фруктов
Нет
следов
всех
очистков,
кроме
кожуры апельсина
Картонная упаковка
сока, с внутренним Нет изменений
покрытием
3-ий месяц
Газета распадается
легко. Пожелтение
продолжается
В
почве
не
обнаружено следов
образца
Частичный распад
Полное разложение
Незначительная
Продолжение
потеря формы. На деградации на месте
швах
плесень, швов
означает
начало
деградации.
Рассмотрим подробнее разложение целлюлозы:
Целлюлоза является главной составной частью всякого растительного материала, и
синтез ее по своим масштабам превосходит синтез всех других природных соединений.
Сохраняющиеся в почве и возвращающиеся в нее растительные остатки на 40-70% состоят из
целлюлозы. Столь большое количество целлюлозы в природе обусловливает важную роль
разлагающих ее микроорганизмов в процессах минерализации и в круговороте углерода.
Целлюлоза состоит из цепочек p-D-глюкозы со степенью полимеризации около 14000.
Физические свойства целлюлозных фибрилл (особенно их механическая прочность и
нерастворимость) зависят не от структуры от дельных цепочек. Цепочки должны быть связаны
между собой таким образом, чтобы гидрофильные группы были скрыты (это повышает
стабильность). По данным рентгеноструктурного анализа, участки, имеющие кристаллическое
строение, чередуются в целлюлозе с некристаллическими участками. Целлюлозные волокна
представляют собой пучки фибрилл, одетые общей оболочкой, которая содержит воск и пектин.
Ферментативное расщепление целлюлозы осуществляется под воздействием целлюлазы. В
экспериментах на грибах было показано, что в систему целлюлазы входят по меньшей мере три
фермента: 1) эндо-(3-1,4-глюканаза одновременно разрывает различные (3-1,4-связи внутри
51
макромолекулы, что ведет к образованию больших фрагментов со свободными концами; 2) экзор-1,4-глюканаза отщепляет от конца цепочки дисахарид целлобиозу; 3) (3-глюкозидаза
осуществляет гидролиз целло-биозы с образованием глюкозы.
В условиях лабораторной культуры микроорганизмы обычно синтезируют эти ферменты
лишь в том случае, если целлюлоза-единственный имеющийся субстрат. Их синтез подавляют
как другие суб страты, так и продукт расщепления целлюлозы-целлобиоза.
Разложение целлюлозы в аэробных условиях. В хорошо аэрируемых почвах целлюлозу
разлагают и используют аэробные микроорганизмы (грибы, миксобактерии и другие
эубактерии), а в анаэробных условиях-в основном клостридии.
В аэробных условиях значительная роль в разложении целлюлозы принадлежит грибам.
Они в этом отношении эффективнее бактерий, особенно в кислых почвах и при разложении
целлюлозы, инкрустированной лигнином (древесины). Большую роль играют в этом процессе
представители двух родов -Fusarium и Chaetomium. Целлюлозу расщепляют также Aspergillus
fumigatus, A. nidulans, Botrytis cinerea, Rhizoctoniasolani, Trichoderma viride, Chaetomium globosum
и Myrothecium verrucaria. Три последних вида служат тест-организмами для выявления распада
целлюлозы, а также при испытании средств, применяемых для пропитки различных материалов
с целью предохранить их от действия микроорганизмов, разлагающих целлюлозу. Грибы
образуют целлюлазы, которые можно выделить из мицелия и из питательной среды.
Cytophaga и Sporocytophaga- аэробные бактерии, разлагающие целлюлозу. Их легче всего
выделить обычным методом накопительной культуры в жидких средах. Эти два рода, близкие к
миксобактериям, включают много видов. Об использовании целлюлозы миксобактериями и об
их первичном воздействии на нее мало что известно. У них не удалось обнаружить ни
внеклеточной целлюлазы, ни каких-либо продуктов расщепления целлюлозы. Клетки этих
бактерий тесно прилегают к волокнам целлюлозы, располагаясь параллельно оси волокна. По-ви
димому, они гидролизуют целлюлозу лишь при тесном контакте с волокном, и продукты
гидролиза тотчас же поглощаются. На агаре с целлюлозой колонии Cytophaga никогда не
бывают окружены прозрачной зоной, в которой находились бы продукты ферментативного
расщепления целлюлозы.
Кроме видов Cytophaga на целлюлозе могут расти миксобактерии родов Polyangium,
Sporangium и Archangium, образующие плодовые тела.
Использовать целлюлозу как субстрат для роста могут и многие из тех аэробных бактерий,
которые можно было бы назвать «всеядными». Некоторые из них используют целлюлозу,
видимо, только в тех случаях, когда нет других источников углерода; синтез и выделение целлюлаз у таких бактерий регулируются по типу катаболитной репрессии. Некоторые формы,
сходные с Pseudomonas, раньше объединяли в группуCellvibrio. Сейчас их описывают как
Pseudomonas fluorescens var. cellulosa. Из коринеформных бактерий следует упомянуть
Cellulomonas; эту бактерию предполагали даже использовать для получения белка из целлюлозы.
Среди актиномицетов описано лишь немного целлюлозоразлагащих видов: Micromonospora
chalcea,Streptomyces cellulosae, Strepto-sporangium.
Разложение целлюлозы в анаэробных условиях. В анаэробных условиях целлюлозу
расщепляют чаще всего мезофильные и термофильные клостридии. Термофильный вид
Clostridium thermocellum растет на простых синтетических средах, используя в качестве
субстрата целлюлозу или целлобиозу, а в качестве источника азота-соли аммония; глюкозу и
многие другие сахара эта бактерия не утилизирует. Продуктами сбраживания целлюлозы
являются этанол, уксусная, муравьиная и молочная кислоты, молекулярный водород и С02. Вне
клеток целлюлоза расщепляется, вероятно, только до целлобиозы. К сходным продуктам
52
приводит сбраживание целлюлозы мезофильным видом Clostridium cellobioparum. Длинная
палочкаBacillus dissolvens ведет себя подобно упомянутым выше видам Cytophaga: клетки этой
бактерии тесно прилегают к волокнам целлюлозы и не выделяют в среду целлюлазы.
Расщеплять целлюлозу в рубце способны Ruminococcus albus и R. flavefaciens - грамотрицательные кокки; Bacteroides succinoqenes - грам-отрицательная неподвижная палочка,
образующая главным образом уксусную и янтарную кислоты;
Образец скомканной газеты, после 2-х месяцев разложения в почве:
Увеличение соответственно x10; x60; x200;
Образец листа, разлагающего в почве 1 месяц:
На снимках видно, что волокна целлюлозы распадаются, но деградация происходит
медленно.
Поддерживая жизнедеятельность организмов, участвующих процессе разложения мы
сможем уменьшить срок деструкции. В идеальной системе разложение целлюлозы будет
занимать не более 1-го месяца, и при замене пластика на целлюлозную продукцию,
человечество будет причинять значительно меньший ущёрб природе при захоронении.
Вывод: В ходе исследования мы выяснили, что почва в лесу имеет среднюю или малую
биологическую активность. На скорость разложения мусора влияют:
Состав продукта; форма и смесь продукта с продуктом, быстрее разлагаемым; глубина
захоронения; характеристики почвы; абиотические и антропогенные факторы.
53
III. Заключение.
Экологическая оценка банного леса.
Весной 2011 года был проведён социологический опрос на тему состояния Банного леса.
1)11,11 % всех опрошенных считают, что состояние
леса в целом удовлетворительное.
Как вы оцениваете состояние Банного леса?
1
2
3
4
5
5) 11,11 % всех опрошенных считают, что состояние
леса критическое и хотят помочь в исправлении этой
ситуации.
4)5,56 % всех опрошенных затрудняются ответить.
2)22,22 % всех опрошенных волнует состояние леса, и
они участвуют в субботниках.
3)50% считают, что состояние леса критическое, но
делать это своими руками они не намерены.
Я с уверенностью могу сказать, что экологическую проблему нашего леса можно исправить.
Но это полностью зависит от желания всех жителей города. Загрязняют лес исключительно
люди, и очищать его и не загрязнять в дальнейшем можем тоже только мы.
В результате исследований мы пришли к выводам:
1. Воздух в лесу загрязнён, особенно в участке, прилегающем к дороге.
2. Каждая машина, проезжающая вдоль леса, выбрасывают в атмосферу до 400 мл различных
соединений. Сильно выраженный «краевой эффект» у дороги.
3. Радиационный фон в лесопарке в пределах нормы.
4. Выявлена кислотность осадков, а в придорожном снегу обнаружена высокая концентрация
противогололёдных реагентов и органических альдегидов.
5. Кислотности почв не выявлено, но во многих образцах почвы обнаружены остатки
неорганических отходов.
6. Почва обладает малой биологической активностью.
7. В лесной почве дисбаланс питательных веществ, что мешает полноценному развитию растений.
8. Состояние близлежащей реки удовлетворительное.
9. Уровень шума в пределах нормы.
10. Лес чрезмерно загрязнён бытовым мусором.
Основные выявленные причины угнетения лесопарка:
● Автомобильный транспорт
● Противогололёдные реагенты
● Свалка мусора в лесу
54
Мероприятия по снижению антропогенного воздействия на «Банного леса»:
1) Размещение дополнительных урн в лесу, обустройства площадок отдыха для горожан и
регулярный уход за ними.
2) Посадка вдоль дороги зелёные огорождений, для задержки химикатов, поступающих от
дороги. Особый уход за «зонами наибольшего попадания хлоридов» – их необходимо ежегодно
рыхлить и удобрять с подсевом семян и поливом.
3) Привлечение внимания горожан к состоянию леса. Пропаганда вреда мусора.
Субботники. Мероприятия, посвященные восстановлению леса.
4) Регулярная посадка деревьев.
5) Использование безопасных противогололёдных реагентов.
От теории к практике:
Единственный способ сделать что-либо чище - убраться. Моё предложение об уборке в
лесу было поддержано многими людьми. Была создана группа единомышленников «МЫ
СМОЖЕМ». В ноябре 2009 года, до выпадения снега, были организованы 2 субботника. В
интернете было вывешено объявление и многие желающие смогли прийти и сделать лес
немного чище, участники субботников были только рады помочь своему городу. О нашей
организации была написана статья в городской газете «Городок».
Далее с апреля 2010 года, субботники проводились каждую неделю. По подсчетам, за все
субботники было собрано более 200 мусорных пакетов по 60 литров. В общей сложности было
собрано более 500 килограмм мусора.
Значит, моя гипотеза подтвердилась, ведь мы смоли своими силами помочь лесу.Но для
исправления ситуации каждый житель нашего города должен задумываться о благосостоянии
нашей природы.
Исходя из этого, были построены планы на ближайшее будущее для нашей
организации:
1. Официально оформить нашу экологическую организацию, чтобы в дальнейшем просить
помощь в уборке у владельца леса.
2.Реуляно проводить мониторинг леса.
3. Пропаганда о вреде свалок мусора в лесу среди горожан.
4. Организовать бригаду добровольцев, которая будет следить за чистотой нашего леса.
Так же создать патруль, который будет наблюдать за людьми, засоряющими лес.
5. Составить программу мероприятий, для развития ответственного отношения к
окружающей среде у детей и подростков.
6. Сделать субботники традицией в нашем городе.
55
Изучив лесопарк «Банный лес» г.Красноармейска как пример, была составлена
программа реабилитации типичных лесопарков страны локально:
1) Необходимо изучить лесопарк:
А) Анализировать состояние воздуха, радиационного фона, шумового загрязнения,
осадков, почвы и почвенных микроорганизмов, как биоиндикаторов, внешнего вида
растений, лишайников; состояния водоемов и , если это возможно, подземных вод,
имеющих место в лесном биогеоценозе;
При этом учитывая общее экологическое
состояние населённого пункта.
Б) Изучить виды антропогенного воздействия на лес: близость к дороге; популярность
у населения; расположение предприятий, аэропортов, космодромов, фабрик, заводов,
крупных зданий или иных мест скопления людей.
В) Проводить регулярные мониторинги состояния лесопарка.
2) При обнаружении причин угнетения лесопарка, принять меры по их исправлению:
А) Для подержания чистоты в лесу:
● пропаганда о вреде мусора среди населения;
● оборудование площадок для отдыха, урн и уход за ними;
● регулярная уборка лесопарка;
● обустройство пешеходных дорожек;
● проведение мероприятий, связанных с охраной окружающей среды и привлечение
молодёжи к современным экологическим проблемам;
Б) Для уменьшения антропогенной нагрузки исходящей от автомобильной дороги:
● посадка зелёных насаждений по периметру дороги; установка шумозащинтых экранов
и шумопоглощающих барьеров;
● установка фильтров на выхлопных трубах автомобилей, качественные глушители и
экономия топлива;
●использование экологически чистых противогололёдных реагентов;
В) Для отслеживания влияния крупных (промышленных) объектов на лесопарк:
● изучение атмосферных выбросов объекта;
● пути утилизации его отходов;
● шумовая изоляция;
3) Для восстановления лесного массива:
● регулярная высадка саженцев;
● сбор бурелома и мертвых деревьев;
● уход за почвой, особый уход за почвой вблизи от автострады;
56
А так же ряд мер, которые бы исправили проблему облесения в России глобально:
● Введение во всеобщее пользование биодеградируемой упаковки, заменяющий
пластиковую;
● Повышение эффективности системы механической уборки снега, развитие дорожной
сети и борьба с теми, кто нарушителями правил парковки и затруднением уборки снега;
Переход на альтернативные ПГР, менее вредные для природы;
●
Введение
крупных штрафов за свалку мусора в непредназначенных местах;
………. Ужесточение экологического законодательства; Контроль за сохранностью окружающей
………..среды;
● Развитие отходоперерабатывающей промышленности; Рациональное использование
лесных запасов страны , сокращение вырубок; Регулярный сбор макулатуры в
населённых пунктах;
●
Изменение менталитета граждан при помощи соответствующего образования и
государственных экологических акций;
57
Лес – один из основных типов растительного покрова земли, источник самого древнего на
земле материала – древесины, источник получения полезных растительных продуктов, среда
обитания животных. Мы должны его беречь, потому что без леса и растений на Земле не
будет жизни, так как в первую очередь лес источник, необходимого нам, кислорода. Но почемуто, об этом мало кто вспоминает, рубя лес на продажу и пытаясь нажиться на этом.
Человечеству необходимо осознать, что гибель леса - это ухудшение состояния
окружающей среды. Оно является большей угрозой для нашего будущего, чем военная агрессия,
что за ближайшие несколько десятилетий человечество способно ликвидировать нищету и
голод, избавиться от социальных пороков, возродить культуру и восстановить памятники
архитектуры, лишь бы были деньги, а возродить разрушенную природу деньгами невозможно.
Потребуется столетия, чтобы приостановить ее дальнейшее разрушение и отодвинуть
приближение экологической катастрофы в мире.
Лес – наш друг, бескорыстный и могучий. Но он, словно человек, у которого открыта
настежь душа, требует и внимания, и заботы от нерадивого, бездумного к нему отношения.
Жизнь без леса немыслима, и мы все в ответе за его благополучие, в ответе сегодня, в ответе
всегда.
58
IV.Список использованной литературы
1. Аничев К. В. Проблемы окружающей среды, энергии и природных ресурсов. – М.:
«Прогресс».- 1974.
2. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды.- М.: «Высшая школа»- 1987 Экология. – М.:
«Дрофа»-2000
3. Берлянт А. М. Новая энциклопедия школьника. Земля.- М.: «Росмэн»- 2003
4. Михеев А.В., В.М. Галушин, Н.А. Гладков, А.А. Иноземцев. Охрана природы, М.:
«Просвещение», 1981 г.
5. Новиков Ю.В. Природа и человек, М.: «Просвещение», 1991 г.
6. Материалы из www.greenpeace.org/russia.ru/ и www.forestforum.ru/ .
7. Материалы из книги М.Полуновой «Красноармейск в лицах и фактах», 2002г.
8. Материалы из http://ru.wikipedia.org/wiki «Википедия - свободная энциклопедия»
9. Атлас лесов СССР. — М., 1973.
10. Материалы из работы Л.В.Драчевой «Экологическая упаковка».
11. Атлас проф. Бергмана: «Нарушения питания культурных растений в цветных
изображениях». Под общей ред. проф., доктора агрономических наук Вернера Бергмана.Йена, 1976.
12. Виноградский С. Н., Микробиология почвы, М., 1952
59