Изучение загрязнения памятников природы Темниковского района Проект

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
« ТЕМНИКОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №1»
Изучение загрязнения
памятников природы
Темниковского района
Проект
Авторы:Неяскина Елена Алексеевна,
Лемясева Елена Ивановна, 9 класс
Руководитель:Бурмистрова Тамара
Ивановна, учитель химии
МБОУ «Темниковская
СОШ №1»
г. Темников,
2012г.
1
Оглавление
Введение ……………………………………………………………………………. с.3
Глава 1. Основные загрязнители снежного покрова…………………………….. с.4
Глава 2. Определение загрязнителей снежного покрова и уровня их влияния на
памятники природы Темниковского района……………………………………….. с.5
2.1 Физический анализ растворов талой воды………………………………….. с.5
2.2. Химический анализ растворов талой воды……………………………………. с.6
Г лава 3. Автотранспорт - один из основных загрязнителей снежного покрова... с.8
Г лава 4. Направления ветров в Темниковском районе…………………………. с.9
Заключение…………………………………………………………………………. с.10
Приложение ………………………………………………………………………… с.11
Библиографический список…………………………………………………………с.15
2
Введение
Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных
ископаемых привели к серьёзным нарушениям природных ландшафтов, загрязнению
почвы, воды, воздуха различными отходами. «Настоящие сдвиги в биосферных процессах
начались в XX веке в результате промышленной революции» [1]. Бурное развитие
энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к истощению природных
ресурсов, загрязнению биосферы отходами производства, разрушению природных
экосистем, памятников природы, изменению структуры поверхности Земли, изменению
климата. Человек на протяжении веков стремился не приспосабливаться к природной
среде, а сделать её удобной для своего существования. Теперь мы осознали, что любая
деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния
биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека. Всестороннее
изучение человека, его взаимоотношений с окружающим миром привело к пониманию,
что здоровье - это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и
социальное благополучие человека. «Здоровье - это капитал, данный нам не только
природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живём»[9].
Мы выбрали тему определение загрязнения воздуха по снежному покрову, потому что в
современном мире в настоящее время остро стоит проблема загрязнения окружающей
среды в частности воздуха.
Объект исследования: Снежный покров.
Предмет исследования: Загрязненность снежного покрова.
Из предмета исследования вытекает его цель.
Цель исследования:
Оценить степень загрязнения территории города
Темникова
и прилегающих
памятников природы на основе исследования снегового покрова и преобладающих
ветров нашей местности.
Цель обусловила постановку задач:
1.Собрать и систематизировать теоретический материал по теме. Изучить из различных
источников памятники природы Темниковского района.
2.Подобрать методики исследования и определить этапы работы.
3. Определить загрязнённость воздуха на исследуемых участках по снежному покрову,
для этого провести физико- химический анализ снежного покрова.
4. Изучить направления ветров в Темниковском районе, потому что они оказывают
существенное влияние на биосферу.
5. Провести математический расчет количества загрязняющих веществ, выброшенных
автомобилями за 3 года в нашем районе.
6.Проанализировать полученные результаты.
Методы исследования:
эмпирические: изучение и анализ литературы;
теоретические: метод сравнения, анализ, обобщение;
исследование: проведение эксперимента.
Оборудование: 3 пронумерованных стеклянных сосуда, индикаторная бумага, пробирки,
фильтровальная бумага, электроплитка, сульфид натрия, аммиачная вода, родонит
аммония.
Место проведения исследования: Участок №1- снег с территории Емащевской рощи;
участок №2- снег с территории Вячкишева, ТЭС;
участок №3- снег с территории
Ендовише.
Сроки проведения: декабрь – февраль
3
Гипотеза: полагаем, что в нашем районе атмосфера благоприятная, а около торговых
точек, ТЭЦ, АЗС, ГАЗ загрязнена, так как именно ТЭЦ, автотранспорт, перекачка
нефтепродуктов являются основными источниками загрязнения воздуха, а в нашем
районе много памятников природы, которые
имеют рыбо- водохозяйственное,
культурно-познавательное и оздоровительное значение и их необходимо охранять.
Направление ветров
в Темниковском районе отрицательно повлияет на некоторые
памятники природы, так как они переносят все вещества, содержащиеся в атмосфере.
Практическая значимость: Результаты исследования можно использовать на научнопрактических конференциях, уроках биологии, химии, экологии, внеклассных
мероприятиях, самостоятельной работе обучающихся; жители Темниковского района
должны знать экологическую ситуацию своей местности и бережнее относиться к
памятникам природы.
Новизна исследования: По сравнению с изученными нами исследовательскими работами
данного направления, в нашей работе учитывается направления ветров
в
распространении веществ, загрязняющих окружающую среду Темниковского
района.
ГЛАВА 1. Основные загрязнители снежного покрова.
Исследование химического состава снежного покрова является обязательной частью
изучения процессов загрязнения окружающей среды.
« Снежный покров не активен ни в химическом, ни в биологическом отношении, в нем не
происходит химических трансформаций веществ. Следовательно, он является
индикатором предшествовавшего загрязнения атмосферы и будущего загрязнения почвы
и гидросферы»[5]. Одна проба по всей высоте снежного покрова дает представление о
загрязнении за весь период от установления снежного покрова до момента отбора пробы.
«Индикация снежного покрова, как метод изучения загрязнения, поступающего из
атмосферы, наиболее выгоден и с экономической точки зрения.»[6] Загрязнение снежного
покрова происходит в 2 этапа. Во-первых, это загрязнение снежинок во время их
образования в облаке и выпадения на местность - влажное выпадение загрязняющих
веществ со снегом. Во-вторых, это загрязнение уже выпавшего снега в результате сухого
выпадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления из
подстилающих почв и горных пород. На формирование химического состава снега
большое влияние оказывают природные факторы, особенно ветровой режим. «В
зависимости от источника загрязнения изменяется состав снегового покрова. Важнейшим
показателем является рН снеговой воды. Она может меняться от 5,5 до 5,8 в обычном
(чистом) состоянии и до 8»[4]. Оксиды серы, азота, углерода, содержащиеся в продуктах
сгорания топлива, уменьшают рН снегового покрова, т.е. увеличивают кислотность.
Антропогенными источниками содержания соединений азота, углерода, серы в условиях
города, являются автотранспорт, котельные, промышленные предприятия.
В г. Темникове и районе много памятников природы, которые имеют практическую
природоохранную направленность. Например, в Темниковском районе расположено
более 60 озер, их них «..вблизи города находится карстовое озеро Ендовище , которое
имеет рыбоводохозяйственное, культурно-познавательное и оздоровительное значение,
является памятником природы
зарегистрирован Постановлением Темниковского
райсовета от 20.09.1980г .Украшением города и неизменным местом отдыха горожан и
гостей является река Мокша и Емащевская роща (В 1979 г. решением Правительства
Мордовской АССР признана памятником природы) с озерами Вячкишево и Собаково,
опоясывающие рощу полукольцом. Озеро Вячкишево - памятник природы
республиканского значения утвержден решением Совета Министерство МАССР от
29.06.1979г»[8].
4
Г ЛАВА 2. Определение загрязнителей снежного покрова и уровня их влияния на
памятники природы Темниковского района.
2.1 Физический анализ растворов талой воды.
Для отбора проб выбрали
несколько точек в разных участках местности (см.
приложение). «В каждом пункте отбор проводится не менее чем два раза»[12]. Пробу
снега брали с 1 квадратного метра (до самого грунта). Снег раскладывали в
пронумерованные ёмкости. Содержимое растопили, довели до комнатной температуры.
Для отбора проб, мы выбрали несколько точек в разных участках местности - на
территории школы; торговый центр недалеко от ТЭЦ; АЗС.
В каждом пункте произвели отбор снега три раза – в декабре, январе, феврале. После
того как содержимое сосудов растаяло и приобрело комнатную температуру, мы стала
проводить опыты.
Таблица 1. Сравнение прозрачности, запаха. Результаты фильтрования.
Объекты
Образец 1
Емашевская
роща
Прозрачность
Интенсивность
( чтение текста через столб запаха
раствора высотой 5см)
(по
5
балльной
системе)
Текст читается
1-запах очень слабый
Загрязнители
после
фильтрования
Очень
мало
нерастворимых
в воде веществ.
Образец 2.
Вячкишево
Текст не виден, много мути, 3запах
легко Много
которая со временем осела.
обнаруживается
нерастворимых
в воде веществ.
Образец 3
Ендовище
Видны строчки, но текст не 5-очень сильный запах
читается. На стенках сосуда
видны маслянистые капли, на
поверхности
частицы
черных нерастворимых в воде
веществ.
Больше чем в
образце №1, но
меньше чем в
образце №2
Изучение под цифровым микроскопом ( см. приложение)
Вывод:
1. Появление мути в талой воде связано с наличием пыли, сажи, песка и других,
нерастворимых в воде веществ. Маслянистые пятна – это нефтепродукты, у
которых плотность меньше плотности воды.
2. Появление запаха в талой воде связано с наличием в воздухе, различных
загрязнителей, бензин, соляра – летучие, имеющие специфический запах
жидкости.
3. Вблизи Вячкишева в талой воде много пыли, песка от автотранспорта,
фильтрование проходило дольше. На Ендовище видны песок, сажа - продукт
неполного сгорания бензина, соляра.
5
2.2. Химический анализ растворов талой воды.
Определение Рн среды.
Для определения рН использовали индикаторную бумажку, смочив ее водой, и
сравнивали ее цвет со шкалой цветности. Снег может иметь, как кислую (снежный
покров является эффективным индикатором процессов закисления природных сред), так и
щелочную реакцию, в зависимости от преобладания тех или иных загрязняющих веществ.
Так как в атмосферу выбрасываются оксиды азота и серы, то соединяясь с водой, они
образуют кислоты (автотранспорт, ТЭЦ). Кислотные осадки губительно действуют на
живые организмы, строение. Выпадение соединений металлов, ароматических
углеводородов защелачивают среду.
1. Индикаторная бумажка, опущенная в сосуд с растаявшим снегом, взятым на
территории Емашевской рощи, не изменилась (рН=7).
2.Индикаторная бумажка, опущенная в сосуд с растаявшим снегом, взятым на территории
Вячкишева, окрасилась в красноватый цвет, это свидетельствует о наличии кислотной
реакции в пробе снега (рН=5).
3.Индикаторная бумажка, смоченная в растаявшем снегу, взятом около Ендовище,
окрасилась в синеватый цвет, что говорит о наличии щелочной реакции в данной пробе
снега (рН=8).
Таблица 2. Сравнение рН среды талой воды.
№
пробы
Объект
1.
декабрь
pH
январь
февраль
7
7
7
2.
Емашевская
роща
Вячкишево
6
5
5
3.
Ендовище
7
8
8
Вывод: На участке №1 снег чистый, среда нейтральная; на участке №2 в снег попадают
основания различных кислот, оксиды азота и серы, поэтому он приобретает кислотную
реакцию. На участке №3 выпадают в основном соединения металлов, ароматических
углеводородов, которые защелачивают снег. Изменения рН показывают, что происходит
накопление веществ в снеге.
Дальнейшие исследования талой воды проводяться по пробам, взятым в феврале.
Определение наличия ионов меди.
Пробы талой воды, с исследуемых районах, поместили в разные пробирки.
«Объем разных проб должен быть одинаков»[12]. Добавили к раствору аммиачную воду.
«При наличие ионов меди, образуется синий осадок» [12]. Изменение цвета не
произошло.
Вывод: на исследуемых участках отсутствуют ионы меди.
6
Определение наличия ионов свинца.
Добавили во все пробы строго одинаковое количество спирта и воды. Затем некоторое
время полученный раствор упаривали. Добавили в каждый раствор, Na2S (сернистый
натрий).
« При наличие свинца в растворе выпадет черный осадок» [12].
Таблица3. Результаты определения ионов свинца.
Пробы снега
Емашевская
Добавление реактива
Результат
+ Na2S
Нет осадка
+ Na2S
Черный
роща
Вячкишево
осадок
(наличие свинца)
Ендовише
+ Na2S
Черный
осадок
(наличие свинца)
Вывод: в снегу, и, следовательно, в атмосфере, находящимся рядом с Вячкишевым
и Ендовишей, где останавливаются автомобили, присутствуют ионы свинца. Этот связано
с выбросами выхлопных газов в результате работы двигателей автотранспорта,
перекачкой нефтепродуктов. На территории Емашевской рощи ионы свинца, нашим
способом не обнаружены.
Определение наличия ионов железа.
К пробам талой воды добавили раствор NH4CNS (родонит аммония). « При наличие
ионов железа раствор меняет цвет на кроваво-красный» [12].
Таблица 4. Результаты определения ионов железа.
Пробы снега
Добавление реактива
Емашевская
NH4CNS
роща
Вячкишево
Результат
Цвет
раствора
не
раствора
не
раствора
не
меняется
NH4CNS
Цвет
меняется
Ендовище
NH4CNS
Цвет
меняется
Вывод: снег, а, следовательно, и атмосфера не загрязнены соединениями железа.
7
ГЛАВА 3. Автотранспорт - один из основных загрязнителей снежного покрова.
В УГИБДД МВД Темиковского района сообщили, что в течение последних 3 лет, в
нашем районе ежегодно происходит увеличение числа автотранспортных средств, в
среднем на 100 единиц.
Наконец 2010г в Темниковском районе зарегистрировано 6,5 тысяч автомобилей. «Один
легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн
кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около
40 кг окиси азота и почти 200 кг различных углеводородов, сажу(http://www.kurortmag.ru).
Таблица 5. Среднее количество поглощенного кислорода и выбросов некоторых
веществ 100 автомобилями в год.
Год
Количество
поглощенного
кислорода
(тонн)
Количество
Количество
выброшенной
выброшенной
окиси углерода окиси азота
(кг)
(кг)
Количество
выброшенных
углеводородов,
сажи (кг)
2008-2010
4х300
800х300
40х300
200х300
Итого:
1200
240000
12000
60000
Вывод.В г. Темникове одна ТЭЦ, нет
крупных промышленных предприятий,
следовательно, основными источниками загрязнения
окружающей среды является
автомобильный транспорт. Данные в таблицы показывают, что с годами происходит
накопление вредных веществ. Ветер уносит часть загрязненного воздуха, но с годами
некоторые вещества все равно накапливается в географической оболочке.
ГЛАВА 4. Направления ветров в Темниковском районе.
В Темниковской метеорологической станции нам предоставили данные по направлению
ветров нашей местности, результаты оформили в виде таблицы.
8
Таблица 6.
Направления ветров на территории Темниковского района за период март- декабрь
2010г., январь, февраль-2011г.
Месяц
Направление ветра и количество дней месяца
с
св
март
1
2
апрель
1
5
май
0
3
июнь
2
5
июль
4
8
август
3
3
сентябрь
5
2
октябрь
7
5
ноябрь
1
2
декабрь
1
3
январь
4
3
февраль
5
1
в
6
12
22
12
24
17
8
2
4
23
11
21
юв
ю
юз
з
сз
7
3
19
11
2
12
1
9
2
4
6
4
10
3
4
10
5
5
7
6
8
2
1
1
5
5
1
7
11
6
4
6
9
8
7
3
4
9
12
6
3
4
16
10
3
7
14
2
6
1
9
8
9
7
3
6
2
9
5
11
Вывод: преобладающее направление ветра за указанный период - восточный.
9
Заключение
 Основываясь на результатах физического и химического анализа снегового
покрова, выявлено наличие оксидов азота и серы, поэтому снег приобретает
кислотную реакцию, соединений свинца, ароматических углеводородов, которые
защелачивают снег, нефтепродуктов, пыли, сажи, песка и других, нерастворимых
в воде веществ.
 Появление запаха в талой воде связано с наличием в воздухе, различных
загрязнителей, бензин, соляра – летучие, имеющие специфический запах
жидкости.
 В нашем районе преобладает восточный ветер, поэтому под угрозой загрязнения
находится единственное в РМ озеро карстового происхождения - Ендовище. Но
ветры меняют направления (см. таблицу 6), вблизи озер проходит автотрасса,
расположены АЗС, количество автомобилей
в районе увеличивается,
следовательно, и возрастает опасность загрязнения атмосферы, поэтому
знаменитые корабельные сосна в Емащевской роще, возраст которых от 150-180
лет, находятся под угрозой исчезновения.
 В нашем районе большую часть занимают леса, которые пополняют атмосферу
кислородом, расход которого увеличивается с каждым годом, а благодаря
растениям состав кислорода пока постоянный [9], поэтому через средства
массовой информации необходимо извещать жителей города Темникова и района
об основных загрязнителях атмосферы и бережном отношении к окружающей
среде. Мы считаем, что необходимо проводить систематический контроль над
состоянием атмосферы, следить за качеством нефтепродуктов на АЗС,
специальные службы должны обязать всех автолюбителей установить
очистительные фильтры в выхлопных трубах автомашин.
10
Приложение
Фотографии (через микроскопом) нерастворимых веществ, оставшихся на фильтре.
Проба № 1
Проба № 2
Проба № 3
11
Проба снега около школы
Проба снега около ТЭЦ
12
Проба снега около АЗС
Колбочки с талым снегом
13
Фильтрование
Определение pH
14
Библиографический список
1. Агаджанян Н. А., Торшин В. И. Экология человека. М.: КРУК, 1994.
2.Алексеев С.В., Груздева Н.В., Гущина Э.В. Экологический практикум школьника:
Методическое пособие для учителя. – Самара: Корпорация «Федоров», Издательство
«Учебная литература», 2006. – 144с.
3.АстрадамовВ.И, Альба Л.Д,Силаева Т.Б. и др. «Особо охраняемые территории
Республики Мордовия», Саранск, Мордовское книжное издательство, 1997 г.
4. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. - М.:АГАР, 2000. – 385с.
5.Бабосов Е.М. Катастрофы: социологический анализ. Минск, 1995.
6. Бастиан Т. Кризис окружающей среды. М., 1995.
7.Винокурова Н.Ф Глобальная экология:- учебник для 10- 11 классов профильной школы.
2- изд. – М. : Просвещение, 2001 год.
8.Горцев.В.И. « Природа Мордовии». Мордовское книжное издательство, 1958 г.
9. Губиш Г. В. Что мы оставим потомкам? – М.: Просвещение, 1982. – 204с.
10. Захлебный А.И. и др. Экологическое образование школьников во внеклассной работе.
– М.: Просвещение, 1984. – 139с.
11. «Труды Мордовского государственного заповедника имени П.Г.Смидович».
Выпуск VI 1,2006
12.Мансурова С.Е. Кокуева Г.Н. Школьный практикум. Следим за окружающей средой
нашего города. – М., 2001г. – 110с.
13.Энциклопедия для детей. Том 17. Химия /Глав. ред. В. А. Володин – М.: Аванта+, 2001.
Ресурсы Интернета
1.
http://www.kurortmag.ru
2.
http://www.km.ru
3.
http://norilsk.pp.ru
4.
http://worldart.narod.ru
5.
http://www.photo-kazani.ru
6.
http://www.popmech.ru
7.
http://www.segodnya.ua
8.
http://www.regnum.ru
9.
http://kp.ru
15
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ПО СНЕЖНОМУ ПОКРОВУ В
Г. ТЕМНИКОВЕ
Авторы:Неяскина Елена Алексеевна, Лемясева Елена Ивановна
9 класс, МОУ «Темниковская СОШ №1», Темниковский район, РМ
Руководитель:Бурмистрова Тамара Ивановна, учитель химии
Объект исследования: Снежный покров.
Цель исследования:
Оценить степень загрязнения территории города
Темникова
и прилегающих
памятников природы на основе исследования снегового покрова и преобладающих
ветров нашей местности.
Цель обусловила постановку задач:
1.Собрать и систематизировать теоретический материал по теме. Изучить из различных
источников памятники природы Темниковского района.
2.Подобрать методики исследования и определить этапы работы.
3. Определить загрязнённость воздуха на исследуемых участках по снежному покрову,
для этого провести физико- химический анализ снежного покрова.
4. Изучить направления ветров в Темниковском районе, потому что они оказывают
существенное влияние на биосферу.
5. Провести математический расчет количества загрязняющих веществ, выброшенных
автомобилями за 3 года в нашем районе.
6.Проанализировать полученные результаты.
Методы исследования:
эмпирические: изучение и анализ литературы;
теоретические: метод сравнения, анализ, обобщение;
исследование: проведение эксперимента.
.Место проведения исследования: Участок №1-Емащевская роща; участок №2Вячкишево; участок №3-Ендовища.
Практическая значимость: Результаты исследования можно использовать на научнопрактических конференциях, уроках биологии, химии, экологии, внеклассных
мероприятиях, самостоятельной работе обучающихся; жители Темниковского района
должны знать экологическую ситуацию своей местности и бережнее относиться к
памятникам природы.
Новизна исследования: По сравнению с изученными нами исследовательскими работами
данного направления, в нашей работе учитывается направления ветров
в
распространении веществ, загрязняющих окружающую среду Темниковского
района.
*Основываясь на результатах физического и химического анализа снегового покрова,
выявлено наличие оксидов азота и серы, поэтому снег приобретает кислотную реакцию,
соединений свинца, ароматических углеводородов, которые защелачивают снег,
нефтепродуктов, пыли, сажи, песка и других, нерастворимых в воде веществ.
*Появление запаха в талой воде связано с наличием в воздухе, различных загрязнителей,
бензин, соляра – летучие, имеющие специфический запах жидкости.
*В нашем районе преобладает восточный ветер, поэтому под угрозой загрязнения
находится единственное в РМ озеро карстового происхождения - Ендовище.
количество автомобилей в районе увеличивается, следовательно, и возрастает
опасность загрязнения атмосферы, поэтому знаменитые корабельные сосна в Емащевской
роще, возраст которых от 150-180 лет, находятся под угрозой исчезновения.
Через средства массовой информации необходимо извещать жителей города Темникова и
района об основных загрязнителях атмосферы и бережном отношении к окружающей
среде. Мы считаем, что необходимо проводить систематический контроль над состоянием
атмосферы, следить за качеством нефтепродуктов на АЗС, специальные службы должны
обязать всех автолюбителей установить очистительные фильтры в выхлопных трубах
автомашин.
16
17