Научно-исследовательская работа Характеристика экологической обстановки территории МБОУ СОШ №34.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №34 Кировского района ГО г.Уфа

Секция: экологическая химия

Научно-исследовательская работа

Характеристика экологической обстановки территории

МБОУ СОШ №34.

Выполнил: ученики 10 класса Давтян Паруйр, Горячева Мария

Научный руководитель: Давлетова Л.И. , учитель химии.

Уфа 2012

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

I.Экологическая ситуация г.Уфа…………………………………………...5

1.1 Территория и местоположение ………………………………..…..5

1.2  Промышленность …………………………………………………..5

1.3 Климатические условия……………………………………………..5

1.4 Воды ………………………………………………………………….7

1.5 Почвы ………………………………………………………………..8

1.6 Современная экологическая ситуация в городе Уфа ……………10

1.6.1 Состояние атмосферы ………………………………………...10

1.6.2 Отравление диоксинами ……………………………………...14

1.6.3 Состояние гидросферы ……………………………………….15

II. Практическая часть……………………………………………………..19

2.1 Объект исследований ……………………………………………...19

2.2 Определение кислотности и общей массы растворимых и нерастворимых твердых веществ в атмосферных осадках …………………..19

2.3 Определение сухого остатка в листве деревьев …………………22

2.4 Определение количества выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин ……………………………………………………….23

2.5 Исследование качества питьевой воды …………………………..24

2.5.1 Качественное определение сульфат-ионов …………………24

2.5.2  Качественное определение хлорид-ионов …...……………..24

2.5.3 Качественное определение Fe3+………………………………25

III. Заключение …………………………………………………………….27

Литература ……………………………………………………………………....29

ВВЕДЕНИЕ

Современная Уфа, протянувшаяся с юга-запада на северо-восток более чем на 40 километров, занимает территорию площадью 71 тысяча гектаров. Здесь проживает более одного миллиона человек – четверть всего населения Башкортостана. Как семь лепестков курая, благополучие и процветание города создают семь районов, у каждого из которых – своя биография и свое лицо. Золотым фондом столицы, центром политической, научной, деловой и культурной жизни называют Кировский район, бережно хранящий наследие старины. Здесь располагаются главные административные учреждения республики, ведущие театры и большинство высших учебных заведений. 

Уфа – важный транспортный узел. Железнодорожный, воздушный, речной, автомобильный пути сообщения связывают город со всеми регионами России и многими странами Европы и Азии.

В Уфе сосредоточено около 200 крупных и средних промышленных предприятий с общим объемом отгружаемой продукции и оказанных услуг свыше 197 миллиардов рублей. Основу экономики города составляют два многоотраслевых комплекса: топливно-энергетический и машиностроительный. В общереспубликанском объеме производства доля уфимских предприятий превышает 50%; свою продукцию они экспортируют в 55 стран мира [16].

Высокая степень концентрации промышленности на территории города создает определенную нагрузку на окружающую среду. Однако в последние годы наметились существенные сдвиги для улучшения экологической ситуации. Так, в последнее десятилетие наблюдается отчетливая тенденция снижения выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников при одновременном росте промышленного производства. Улучшается ситуация с очисткой сточных вод.

В настоящее время жители Уфы выбрасывают в день в общей сложности около 24000 т материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит металлы, стеклянные контейнеры, макулатуру, пластик и пищевые отходы. В этой смеси содержится большое количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.[15]

Целью работы является проведение характеристики экологической ситуации сложившейся на территории МБОУ СОШ №34.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

- оценить экологическое состояние г. Уфы по литературным данным;

- экспериментально определить состояние атмосферы территории школы;

- провести исследования качества питьевой воды;

- оформить выводы и рекомендации.

ГЛАВА 1 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ Г.УФА

1. Территория и местоположение

УФА - столица Республики Башкортостан, административно-политический, экономический, научный и культурный центр республики. Расположена на берегу реки Белой, при впадении в  нее рек Уфа и Дема, в Башкирском Предуралье, в пределах Прибельской увалисто-волнистой равнины, в 100 км к 3ападу от   передовых хребтов Башкирского (Южного) Урала, вытянута с юго-запада на северо-восток на 50 км. В геологическом  отношении складчато-кристаллический фундамент территории   перекрыт мощной толщей осадочных пород: песчаников, глин, мергелей, известняков, доломитов, а также легкорастворимых   гипсов и ангидритов пермского периода. Уфа находится в северной-лесостепной подзоне умеренного пояса. Площадь города   составляет 765 км2. Это один из крупнейших городов Уральского региона Российской Федерации. Абсолютная отметка над уровнем моря - 212 метров.

2. Промышленность

Промышленный комплекс Уфы имеет многоотраслевую                   производственную структуру и специализируется на   машиностроительной и металообрабатывающей, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической, легкой и лесной отраслях промышленности. Удобное транспортно -  экономическое, управленческо - функциональное положение Уфы   обусловило высокую территориальную концентрацию населения, промышленности, объектов производств. Положение промышленного производства на сегодняшний день можно оценить как стабильное.  [9]

1.3 Климатические условия

Климат г. Уфы, определяется взаимодействием трех основных факторов: солнечной радиации, воздушных масс и характером поверхности территории. Значительная удаленность города Уфы от океанов и его положение на самом востоке Европы обусловливают континентальность климата на его территории и в зеленой зоне. Последняя усиливается влиянием резко континентальных территорий Сибири, Казахстана и Арктики.

Таким образом, на климат города влияют разнородные воздушные массы, приходящие с различных территорий, что способствует частой смене погоды и определяет переходный характер климата от типичного восточноевропейского к сибирскому. Общими его особенностями являются сравнительно влажное теплое лето и умеренно-суровая снежная зима.

Количество осадков и их распределение обусловлены процессами атмосферной циркуляции. Увлажнение изучаемой территории полностью зависит от влаги, принесенной с Атлантического океана. Среднегодовое количество осадков составляет для г. Уфы 419 мм (по данным Демской метеостанции). С ноября по март выпадает 119 мм, т.е. 28% годовой суммы осадков, а с апреля по октябрь – 300 мм, т. е. 72% годовой суммы [3].

Среднегодовая температура воздуха составляет 2,5°С. Самая низкая среднемесячная температура – 14,6°С приходится на январь. Абсолютный минимум составляет – 44°С. Средняя температура июля равна 19°С, а абсолютный максимум достигает +39°С. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 137 дней, но в отдельные годы она может колебаться от 98 до 176 дней. Устойчивый снежный покров образуется в среднем 10 ноября. Сроки появления первого снежного покрова колеблются от 14 сентября до 19 ноября.

Преобладающими ветрами являются ветры южного и юго-западного направлений, причем зимой резко преобладают южные ветры, а наиболее редко дуют ветры северные и северо-западные, которые усиливаются лишь, в летний период. Преобладание южных и юго-западных ветров связано с циклонами, часто проходящими севернее г. Уфы, а также с областью высокого давления, формирующейся зимой южнее территории Башкортостана. Среднегодовая скорость ветра – 3,1-4,4 м/сек.

В целом климат пригородной зоны г. Уфы благоприятен для отдыха на открытом воздухе во все времена года. Летом этому способствует достаточное количество тепла и солнечного сияния (1960 часов в год), а зимой – наличие в течение продолжительного периода снегового покрова. Климат района благоприятен и для произрастания широкого ассортимента древесных пород. Однако твердолиственные породы (дуб, клен, ильм) испытывают недостаток тепла и зачастую повреждаются поздневесенними заморозками.[11]

1.4 Воды

Гидрологическую сеть территории зеленой зоны г. Уфы составляют бассейны крупных водных артерий республики.

Основными водотоками на данной территории являются pp. Белая, Уфа, Дема, Кармасан с притоками. По характеру водного режима реки относятся к типу рек с четко выраженным весенним половодьем, летне-осенними дождевыми паводками и устойчивой зимней меженью. Водосбор характеризуется волнистым рельефом. В нижней его части широко распространены гипсы и известняки, в связи с чем, развиты карстовые явления: провалы, воронки [4]. Значительное место в гидрологической обстановке территории занимают многочисленные старицы рек и пойменные озера с небольшими притоками и болотами, которые дополняют разветвленную и обширную гидрологическую сеть зеленой зоны. Наиболее крупными, с площадью зеркала более 0,3 кв. км являются озера: Аракуль, Каряка, Карши-Куль, Куляшка, Гусиное, Барский угол, Черное, Долгое, Архимандритское, Ольховое, Березовое, Лебяжье, Максимовское, Сосновое и озера с площадью зеркала менее 0,3 км2 – Калтау, Клыч-Куль, Бол. Охман, Урюшан-Куль, Мукур, Черталля, Книш, Биганыш, Подворное, Кандровое и многие другие.

Река Белая и Дема, вторая – одна из немногих рек, которая имеет два устья: одно создано природой, а другое – человеком, и вызвано это следующими причинами. Более десяти лет общественность Уфы, городское управление добивались проведения Сибирской железной дороги через город. За это время было написано множество ходатайств императору и в правительство. И вот 9 января 1885 года правительством России был утвержден проект железной дороги Самара-Златоуст-Челябинск – Екатеринбург, связывающей Европейскую и Азиатскую части России. Долгожданное строительство началось 23 октября 1885 года. Для осуществления беспрепятственного движения на ней было необходимо воздвигнуть железнодорожные мосты через реки Белую и Уфу. Но оказалось, что требуется строительство еще одного моста – через Дему, несущую в то время свои воды неподалеку от места стройки, почти параллельно течению Белой. Река Белая (по-башкирски Ак-Идель) – главная водная артерия республики, берет начало в западных отрогах Урал-тау и течет сначала на юго-запад, затем круто поворачивает на север и впадает в реку Кама слева в 380 км от ее устья. Длина реки 1475 км, а площадь водосборного бассейна составляет 142,7 тыс. км2 (130). Таким образом, река покрывает своими притоками почти всю территорию республики; она вбирает в себя воды Уфы и Сима, Демы и Уршака, Таныпа и Ашкадара.

Белая – самая крупная река Башкирии, судоходная на большей части своего течения. Она несет на себе большие пароходы и плоты. По ее живописным берегам разместились города и многочисленные селения. [2]

1.5 Почвы

Почвенный покров характеризуется большим разнообразием и комплексностью.

Согласно почвенно-экологическому районированию, территория находится в пределах Левобережного Прибельского волнисто-равнинного выщелоченно-черноземного округа.

Почвообразующими породами являются делювиальные и элювиальные отложения четвертичного возраста. По поймам рек залегают аллювиально-делювиальные почвообразующие породы. Почти все почвообразующие породы имеют тяжелый механический состав (легкие глины и тяжелые суглинки) и высокую обеспеченность карбонатами.

Распределение почв в значительной степени связано с рельефом и увлажненностью, которая, в свою очередь, определяется как интенсивностью поверхностного стока выпадающих осадков, так и уровнем залегания грунтовых вод. На повышенных и выровненных платообразных участках надпойменных террас р. Белой и нижнего течения р. Кармасан, формируются серые и темно-серые лесные почвы. Они нередко приурочены к древнеаллювиальным пескам и супесям .

Для долинных комплексов обычны разнообразные аллювиальные почвы. Так в поймах рек Белой и Кармасана распространены аллювиальные луговые слоистые, темноцветные, собственно аллювиальные и аллювиальные лугово-болотные почвы на аллювиальных бескарбонатных и карбонатных тяжелых и средних суглинках. [11]

Особенно крупные массивы аллювиальных лугово-черноземных почв расположены в пойме р. Белой. Эти почвы приурочены к повышенным малопоемным элементам центральной поймы, чаще на втором высотном уровне и отчасти в притеррасной пойме. На некоторых участках высокой поймы они постепенно трансформируются в черноземы. Лугово-черноземные и луговые почвы встречаются в слабо углубленных суффозионных и карстовых понижениях с повышенным стоянием грунтовых вод и полугидроморфным водным режимом.

Под заболоченными лесными сообществами и лугово-болотной растительностью формируются лугово-болотные, торфяно-болотные, иловато-болотные, перегнойно-торфяные почвы. Под ними грунтовые воды или выходят на поверхность или залегают не глубже 40-50 см от поверхности почвы. Их распространение также связано с элементами рельефа. Под закочкаренными черноольшанниками обычны иловато-болотные почвы. В этих лесах между кочками почти всегда стоит вода, и верхние горизонты почвы имеют грязевидную консистенцию с запахом сероводорода.[10]

1.6. Современная экологическая ситуация в городе Уфа

   Хозяйственная деятельность человечества в течение последнего столетия привела к серьезному загрязнению нашей планеты разнообразными отходами производства. Воздушный бассейн, воды и почва в районах крупных промышленных центров часто содержат токсичные вещества, концентрация которых превышает предельно допустимую. Из-за значительного превышения допустимой концентрации наблюдается рост заболеваемости, связанной с загрязнением природной среды.

1.6.1 Состояние атмосферы

Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровня естественного содержания.

Загрязняющее вещество — примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при определенных концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье человека, объекты растительного и животного мира и другие компоненты окружающей природной среды или наносящая ущерб материальным ценностям.[14]

В последние годы содержание в атмосферном воздухе российских городов и промышленных центров таких вредных примесей, как взвешенные вещества, диоксид серы, существенно уменьшилось, так как со значительным спадом производства сократилось число промышленных выбросов, а концентрации оксида углерода и диоксида азота выросли в связи с ростом парка автомобилей.

Одним из основных загрязнителей воздушного бассейна республики  является автотранспорт.  Его доля в общем объеме выбросов составляет 60%. Отработанные газы автомобильных двигателей содержат свыше двухсот токсичных компонентов, которые плохо рассеиваются в воздухе и концентрируются на уровне органов   дыхания человека. [4]

Выхлопные газы - смесь газообразных продуктов, образующихся при сжигании топлива в двигателях внутреннего сгорания. Загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами в связи с интенсивным ростом числа моторных транспортных средств (автомобилей, самолетов и др.) приобретает чрезвычайную актуальность, особенно в городах, где постоянно возрастает количество автомобилей. Состав выхлопных газов зависит от вида топлива, режима работы, типа и состояния мотора. Выхлопные газы содержат угарный газ (легковая автомашина выбрасывает от 0,6 до 1,7 кг/час угарного газа, а грузовая от 1,5 до 2,8 кг/час), углеводороды, окислы азота и альдегиды, например, формальдегид, свинец (при применении этилированного бензина), а в выхлопные газы двигателей, работающих на дизельном топливе, кроме того, содержится сажа.

Высокая степень концентрации промышленности на территории города создает определенную нагрузку на окружающую среду. Однако в последние годы наметились существенные сдвиги для улучшения экологической ситуации. Так, в последнее десятилетие наблюдается отчетливая тенденция снижения выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников при одновременном росте промышленного производства. Улучшается ситуация с очисткой сточных вод. За последние 3 года доля недостаточно обезвреженных стоков в водоемы, в общем, объемы сбросов сократилась с 11,3% до 10,8%. В ближайшие годы администрацией города предусмотрено строительство важных объектов природоохранного назначения. Таким образом, налицо стабильная тенденция улучшения экологической ситуации в городе Уфа.

Проблемы экологической безопасности Уфы понятны многим, т.к. экологическая ситуация почти во всех российских индустриальных городах аналогична. На территории городских земель располагаются крупнейшие промышленные предприятия химии и нефтехимии, энергетики и машиностроения, строительного комплекса и ряда других[4]. Уфа лишь в последние три года не входит в число экологически неблагополучных городов, но далеко от этого списка не отошла. Обострение экологической ситуации в Уфе выпало на конец 80-х и начало 90-х годов прошлого столетия. Поэтому правительством СССР принято известное горожанам постановление № 556, закрыт ряд “грязных” производств. В связи с общественно-политическими событиями 90-х годов вопросы разрешения экологических проблем и улучшения окружающей среды со временем перенесены на республики и города. Но город продолжает осуществлять природоохранные мероприятия с привлечением бюджетных средств и средств предприятий. Экономика Уфы на сегодня имеет тенденцию устойчивого развития. Но при этом растут и темпы загрязнения окружающей среды. Общий выброс вредных веществ 525 природопользователей составляет 339,7 тыс. тонн в год. Очистные сооружения не позволяют снизить уровень высокого и экстремально высокого загрязнения водоемов. Ежегодно в водные объекты сбрасывается более половины всего объема сточных вод по республике. Очистные сооружения, построенные более 30 лет назад, требуют модернизации, внедрения новых технологий очистки. Накоплено 180 тысяч тонн не утилизированного осадка. Система канализации является основным источником загрязнения водных объектов, через которую сбрасывается 152,18 млн. м3 загрязнённых сточных вод и предприятиями теплоэнергетики —135,2 млн. м3[4].

Проблема очистки сточных вод разрешима путем реконструкции и расширения третьей очереди городских сооружений канализации при финансовой поддержке федеральных органов власти. Строительство объекта осуществляется с 1990 года и сегодня практически заморожено. Ежегодно более 200 тыс. тонн отходов складируются на территории предприятий Уфы и свыше 300 тыс. тонн вывозится на городскую свалку. Лишь небольшая часть отходов утилизируется и перерабатывается с последующим использованием в качестве вторичных материалов. Но проблема захоронения и утилизации бытовых и промышленных отходов города остается напряженной. В сложившейся ситуации миллионному городу необходим завод по переработке твердо-бытовых и промышленных отходов с современными и передовыми технологиями, отвечающий требованиям природоохранного законодательства. Проектирование и строительство завода, по предварительным расчетам, составит 300 млн. рублей и реализация проекта возможна за счет средств федерального бюджета.

Состояние атмосферного воздуха вызывает особую озабоченность горожан. Выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников и автотранспорта в 2010 году составили 93971 тонну. На улучшение качества атмосферного воздуха должна повлиять южная объездная дорога, строительство которой затягивается. Проект дороги имеется. Существующая городская система контроля загрязненности атмосферного воздуха не отражает ее истинного состояния[5].

Необходима современная система автоматизированного контроля и наблюдения за состоянием загрязнения атмосферы из 11 станций (АСКЗА). Работа по ее созданию уже ведется. Построены три станции. Автоматизированные системы экологического контроля станут инструментом экологического мониторинга повседневной работы. Промышленные предприятия города строились несколько десятилетий назад в иной эпохе, без учета мер экологической безопасности. Указанные предприятия являются наследием прошлого нашего государства. Сегодня им необходимо оказать помощь, в конечном итоге населению города, в реализации невыполненных мероприятий по постановлению № 781. В частности, по «Автоприбор» следует завершить строительство третьей очереди сооружений для биологической очистки сточных вод и метантенков (отстойников) для обработки осадков сточных вод. Продолжение строительства БОС (биологических очистных сооружений) прежде всего, необходимо городу, поскольку здесь очищаются 90% городских стоков. Действующее БОС перегружено, работая сверх предусмотренной мощности.

1.6.2 Отравление диоксинами.

22 ноября 1989г. на участке легко воспламеняющих жидкостей УПО "Химпром" произошел разлив фенола в количестве 90 кубометров. Ответственные работники цеха дифенилолпропана (ДФП) и участка ЛВЖ мер по уборке разлившегося фенола не приняли. Фенол остался лежать на поверхности земли. В марте 1990 г. при таянии снега, насыщенная фенолами талая вода стала стекать в пруд. Талая вода, насыщенная фенолами прорвав обваловку пруда попала в р. Чернушка, далее по р. Шугуровка в р. Уфу и достигла южного питьевого водозабора города Уфы. Максимальное содержание фенола в питьевой воде южного водозабора достигало около 30 ПДК[1].

Было оповещено население г. Уфы об опасности употребления водопроводной воды для питья. Общая численность населения, потребляющая питьевую воду, загрязненную фенолом из Южного водозабора г. Уфы составила 672876 человек. На несколько недель характерной деталью уфимского быта стали очереди к автомобилям-цистернам с питьевой водой. Для бесперебойного обеспечения населения города Уфы качественной питьевой водой был организован ее подвоз. В детские дошкольные учреждения, образовательные учреждения и больницы доставлялось по 14-16 литров питьевой воды в день на человека. В период загрязнения питьевой воды фенолом в медицинские учреждения с ухудшением состояния здоровья обратилось около 3 тысяч человек, из которых 248 было госпитализировано. Однако созданная специальная экспертная комиссия при Министерстве здравоохранения Республики Башкортостан случаев отравления фенолом не выявила.

В городе Уфе были организованы профилактические меры, включающие в себя организацию круглосуточного контроля за пунктами водозабора для населения г. Уфы, с выдачей сертификата на каждую автомашину с водой, паспортизацию качества очистки цистерн для привозной воды. Организован постоянный аналитический контроля за качеством воды в родниках, которыми пользовались уфимцы [1].

Диоксины достаются человеку с воздухом, водой, пищей. Циркулируют в крови, накапливаются в жировых тканях и крайне трудно выводятся из организма. Они нарушают иммунную систему, увеличивают риск онкологических и других заболеваний, снижают репродуктивную функцию, вызывают изменения на генетическом уровне. Для человека - это атомная бомба замедленного действия. И не случайно башкирские экологи считают диоксиновую проблему одной из самых актуальных для республики[3].

1.6.3 Состояние гидросферы

Вода, является уникальным веществом, всё больше используется людьми в быту, промышленности, сельском хозяйстве. Она составляет 2/3 массы человека, создаёт объём клеток, участвует во многих химических процессах как растворитель, является средой для протекания многих химических реакций. Человек может прожить без воды всего лишь около 10 дней.  В древности человек использовал – 12-18 л воды в сутки. В XIX в.- 40-60 литров. В XXI в.- в развитых странах на человека приходится – 200-300 литров, а в крупных городах – 400-500 литров.  Качество воды постоянно ухудшается по различным причинам. А ведь именно от качества воды зависит здоровье людей.

Существует  множество видов загрязнений воды : недостаток кислорода; тепловое загрязнение; загрязнение минеральными солями; загрязнение взвешенными частицами; загрязнение нефтепродуктами; загрязнение органическими веществами, красителями, СПАВ (синтетическими поверхностно-активными веществами) и т.д.; загрязнение биогенными элементами – веществами, содержащими азот, фосфор;  загрязнение высокомолекулярными соединениями со сточными водами и стоки целлюлозно-бумажной промышленности; радиоактивное загрязнение и др.

В природе не существует какого-либо универсального способа очистки воды, которым можно было бы пользоваться, отвергнув все остальные. Прежде чем получить воду удовлетворительного качества, приходится проводить её через несколько ступеней очитки. На каждой из них вода теряет те или иные примеси. То есть каждая ступень, каждый метод фильтрации (механическая очистка, адсорбция, ионный обмен умягчения воды, обратный осмос, электрохимическая очистка) является специфическим, избирательным по отношению к определенному виду загрязнений.

Территория Республики Башкортостан расположена в пределах бассейнов рек Волги, Урала и Оби.

К бассейну реки Волги относятся реки Белая, Буй и Западный Ик. Их водосборы охватывают 79% территории республики. Всего по территории Республики Башкортостан протекает 12725 рек.

Годовой сток самого крупного притока р. Белой – р. Уфы – составляет 35% всех водных ресурсов республики.

Поверхностные водные объекты города являются основными источниками водоснабжения всех отраслей экономики и населения.

Развитие водоемких отраслей промышленности обуславливает высокую степень использования поверхностных водных объектов, как для забора воды, так и для сброса сточных вод. Следствием этого является высокая антропогенная нагрузка на поверхностные водные объекты и существенное изменение их природного качества. [2]

Качество вод р. Белой формировалось под влиянием предприятий химической, нефтехимической, электроэнергетической, лесной, деревообрабатывающей, машиностроительной, смывов с территорий предприятий и населенных пунктов.

В 2010 году река Белая была загрязнена соединениями меди, никеля, марганца, железа, нефтепродуктами, фенолами, хлоридами, органическими веществами, соединениями азота.

Качество воды р. Белой в районе г. Уфы наблюдалось в 4 створах, на которые оказывали влияние сбросы сточных вод предприятий г. Уфы.

Вода в фоновом створе г. Уфы по-прежнему относилась ко II категории, коэффициент комплексности повысился до 27,9 %. Незначительно снизились средние уровни содержания соединений железа, меди и марганца, с 2 и 10 ПДК до нормы и 8 ПДК, повторяемость случаев превышения ПДК с 57, 76 и 100% до 28, 69 и 84 % соответственно. Среднегодовые концентрации нефтепродуктов были до 1 ПДК при максимальной концентрации 5 ПДК и превышении ПДК в 30% отобранных проб. По-прежнему незначительно превышены нормы содержания фенолов, в 69 % проб фиксировали превышения ПДК. В отчетном году средние значения концентраций сульфатов, минерализации, азота аммонийного и нитритного, легкоокисляемых органических веществ (по БПКз), соединений цинка и никеля сохранялись на уровне предшествующего года и были ниже нормы. Также на уровне 2 ПДК стабилизировались средние концентрации по органическим веществам (ХПК) и сульфатам, в 92 и 71 % проб соответственно фиксировали превышения не более 3 ПДК[6].

Незначительно снизились средние концентрации нефтепродуктов и железа общего, с 2 и 3 ПДК до нормы и 2 ПДК, с максимальными концентрациями 6 и 5 ПДК соответственно, при этом повторяемость случаев превышения ПДК по железу общему сохранялась высокой, до 70%. Повысились средние значения соединений меди с 5 до 6 ПДК, с повторяемостью превышения ПДК в 84 % проб воды, а в 23 % выше 10 ПДК. На уровне предшествующего года, до 2 ПДК сохранялись средние концентрации сульфатов, органических веществ (по ХПК), фенолов, азота нитритного, в 46-76 % проб которых отмечены нарушения нормативов. Ниже нормы сохранились средние значения концентраций азота аммонийного и нитратного, легкоокисляемых органических веществ (по БПКз), соединений цинка и никеля[4].

В 2010 г. на территории деятельности ГУ «Башкирское УГМС» при плановых отборах было зарегистрировано 9 случаев высокого загрязнения, из них 2 случая по железу общему и 7 - по марганцу.

В течение года случаи ВЗ в реках по железу общему и марганцу в основном были обнаружены во время весеннего половодья в апреле. Возможно, причиной возникновения столь высокого загрязнения стал смыв с близлежащих территорий в реки.

В районе г. Уфы в 2010 г. в поверхностные водные объекты сброшено 52,6% стоков и 6,1% массы загрязняющих веществ от их общереспубликанского уровня. По сравнению с прошлым годом сброс сточных вод снизился на 4,9 % преимущественно за счет снижения объемов сброса на Уфимской ТЭЦ-2 на 6,8 млн. м3, МУП «Уфаводоканал» на 2,51 млн. м3, Уфимской ТЭЦ-4 (на 1,7 млн. м3). Снижение массы сброса загрязняющих веществ составило 20,5 %. Большая часть загрязняющих веществ по г. Уфе приходится на предприятия МУП «Уфаводоканал», ОАО «Уфахимпром» и ОАО «Уфанефтехим»[4].

ГЛАВА II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Объект исследований

Объектом исследований данной работы является территория МБОУ СОШ №34. Школа находится в Кировском районе ГО г.Уфа на левом берегу реки Белая по улице З.Космодемьянской 38. В непосредственной близости (500 м) находится автомобильная трасса Р314, соединяющая г.Уфа с аэропортом. Промышленных предприятий в округе школы нет. Главный источник загрязнения школы – автотранспорт.

Для полного обследования экологической обстановки территории школы мы решили исследовать по отдельности состояние атмосферы, гидросферы.

Для исследований мы выбрали опыты, которые можно провести с помощью имеющихся реактивов в школьной лаборатории.  

Для сравнения разных участков территорию школы мы условно поделили на 4 исследуемых участка по сторонам школы:

Участок №1 – передняя часть школы по улице Школьная;

Участок №2 – боковая часть школы по улице Флотская;

Участок №3 – задняя часть школы по улице переулок Луговой;

Участок №4 – боковая часть школы по улице З.Космодемьянской.

2.2 Определение кислотности и общей массы растворимых и нерастворимых твердых веществ в атмосферных осадках.

Чистая природная, в частности дождевая, вода/снег в отсутствие загрязнителей тем не менее имеет слабокислую реакцию (рН = 5,6), поскольку в ней легко растворяется углекислый газ с образованием слабой угольной кислоты:  СО2 + Н2О Н2СО3. А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь/снег становится заметно кислым. Уменьшение рН на одну единицу означает увеличение кислотности в 10 раз, на две — в 100 раз и т.д.

1. Для определения показателя кислотности используют различные рН-метры, в частности дорогостоящие электронные приборы. Простым способом определения характера среды является применение индикаторов – химических веществ, окраска которых изменяется в зависимости от рН среды. Наиболее распространенные индикаторы – фенолфталеин, метилоранж, лакмус.

Простым способом, использовав универсальную индикаторную бумагу, определяем рН атмосферных осадков. Он составил  5-6.

2. Определение общей массы растворимых и нерастворимых твёрдых веществ в атмосферных осадках

Оборудование:

1.стеклянная или пластиковая посуда с площадью отверстия не менее 50 см;

2. химический стакан;

3. мерный цилиндр;

4. плитка для выпаривания;

5. электронные весы.

Правила сбора осадков: для сбора атмосферных осадков (дождя или снега) используют чистую стеклянную или пластиковую посуду с площадью отверстия не менее 50 см. Посуду ставят на высоте не менее 2 метров под открытым небом.

Ход работы:

Для определения твердых веществ используют метод выпаривания собранного количества осадков с последующим взвешиванием полученного сухого остатка. Для этого берут чистый сухой стакан и взвешивают его на электронных весах с точностью до сотых долей грамма. Помещают в него 10 мл исследуемой пробы атмосферных осадков, которые далее выпаривают на плитке. По разности масс стакана с полученным сухим остатком и пустого стакана вычисляют массу твердых веществ в анализируемой пробе

m(твердых веществ)=m(стакана с остатком)-m(пустого стакана).

Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1. Определение твердых веществ в атмосферных осадках

Табл. 1

Твердые вещества это в первую очередь нерастворимые соли и тяжелые металлы, которые поступают в атмосферу от автомобилей или же при сжигании органического топлива, например дров. Твердых веществ больше содержится в пробе №1 (ул.З.Космодемьянской) и пробе №2 (ул.Флотская). В пробе №1 это обусловлено  непосредственной близостью к автодороге. А в пробе №2 – близостью к частным домам, дворы которых граничат с территорией школы.

3. Определение массы нерастворимых веществ в атмосферных осадках.

Оборудование:  фильтры; воронка; коническая колба; мерный цилиндр;

электронные весы.

Реактивы: дистиллированная вода.

Ход определения:

10 мл атмосферных осадков отфильтровывают через предварительно взвешенный чистый сухой фильтр. Фильтр с полученным твердым осадком высушивают. По разности массы фильтра с сухим осадком и чистого фильтра вычисляют массу.

m(нерастворимых веществ)=m(фильтра с осадком)-m(чистого фильтра).

4. Затем по разности общей массы и массы нерастворимых веществ вычислите массу растворимых веществ.

Результаты оформлены в таблице 2.

Таблица 2. Определение массы нерастворимых веществ в атмосферных осадках.

Табл.2

Нерастворимых веществ больше содержится в пробе №4 (пер.Луговой). Меньше чем в остальных  в пробе №2 (ул.Флотская).

2.3 Определение сухого остатка в листве деревьев.

1. Набрали листья деревьев с указанных участков.

2. Взвесили одинаковое количество листьев (1г)

3. Массу сухого остатка определили путем взвешивания остатка после сжигания листвы.

Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3. Определение сухого остатка в листьях деревьев.

Табл.3

Сухой остаток обуславливается наличием тяжелых металлов. Сухой остаток больше в пробе №1, что объясняется непосредственной близостью к автодороге. Автомобили являются главным источником поступления в атмосферу тяжелых металлов.

2.4 Определение количества выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин.

Мы определили количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин.

- мы  выбрали определённый участок автодороги (участок, расположенный вблизи школы)

- мы подсчитали количество машин (легковых, грузовых), проехавших по автодороге за 1 час.

- используя данные таблицы, определили количество выхлопных газов, в среднем поступающих в атмосферу за 1 час на пришкольном участке дороги.

Машины потребляют за 1 час работы столько кислорода, сколько 1000 человек за сутки.

Таблица 4. Количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин.

Табл.4

3.С помощью подсчета, выяснили, что максимальное количество машин проезжает мимо школы утром, а именно с 7.00 до 9.00. В это время школьники как раз идут в школу. А значит, вдыхают наибольшее количество выхлопных газов, что негативно влияет на здоровье школьников.

2.5 Исследование качества питьевой воды.

1.Проведена органолептическая характеристика всех проб воды. Результаты в таблице 5.

Таблица 5.  Органолептическая характеристика воды.

Табл.5

Конечно же, этого недостаточно для каких-либо выводов. Поэтому мы провели качественное определение некоторых ионов.  Т.к.  знаем,  что при повышенной концентрации они могут оказать вредное воздействие на организм

2.5.1 Качественное определение сульфатов

Примерно 10 мл пробы подкисляют в пробирке несколькими каплями соляной кислоты и прибавляют около 0.5 мл. 10% - ого раствора хлорида бария. При содержании 5-50 мг/л сульфатов возникает слабое помутнение, при более высоком содержании выпадает осадок.

SO42- + Ba2+ = BaSO4↓ (белый осадок)

Опыт показал, что концентрация сульфатов низка и качественно не обнаруживается.

2.5.2 Качественное определение хлоридов

Приблизительно 10 мл пробы в пробирке подкисляют несколькими каплями разбавленной (1:4) азотной кислоты и приливают около 0,5 мл 5%-ого раствора нитрата серебра. В зависимости от концентрации хлоридов возникает слабое помутнение или выпадает осадок. При добавлении аммиака в избытке раствор снова становится прозрачным.

Cl- + Ag+ = AgCl↓ (белый осадок)

После проведения опыта, выяснено, что концентрация хлоридов настолько низка, что качественно не обнаруживается.

2.5.3 Качественное определение Fe3+

Отбор проб природных вод. Пробы отбирались в полиэтиленовые бутылки, промытые раствором HCl (1:1).Анализ вод  проводился в течение суток после отбора проб.

Оборудование:   химические   стаканы   объемом   50-100   мл,   реагент-роданид аммония (калия)-  с массовой долей 20%,  проба водопроводной воды,  полоски фильтровальной бумаги.

Приготовление раствора реагента-роданида калия массовая доля 20%.Взвешивают 20 г роданида калия, помещают навеску в химический стакан и растворяют 80 мл дистиллированной воды. Фильтровальную бумагу нарезали полосками размером 5 см2.

 Выполнение анализа.

В химический стакан наливают по 50 мл анализируемой воды. В стакан помещают полоски фильтровальной бумаги. Через 20 мин полоски извлекаются и высушиваются на воздухе. На полоски фильтровальной бумаги наносят по капле реагента-20%-ного раствора роданида аммония. В зависимости концентрации ионов Fe3+ на бумаге появится окрашивание разной интенсивности (от розового до буро-красного).

Сравнивая интенсивность окрашивания на полосках с данными     по концентрации ионов Fe3+ ,  делают вывод о приблизительной концентрации ионов Fe3+  в водопроводной воде. Полученные данные помещают в таблицу, делают выводы о степени загрязненности воды ионами железа.

Метод основан на использовании наиболее чувствительной реакции взаимодействия ионов Fe3+ с роданид-ионами, приводящей к красному окрашиванию раствора: Fe3++6CNS=[Fe(CNS6)]

Исследование показало, что водопроводная вода содержит следовые количества ионов железа (Fe3+), это связано с подачей воды из чугунных (Fе) труб.

Качественный анализ воды на содержание различных ионов показан в таблице 6.

Таблица 6.  Качественный анализ воды на содержание различных  ионов

Табл.6

Из этих экспериментов следует сделать вывод, что в атмосфере содержатся вещества, которые негативно влияют на человека. Среда атмосферных осадков также отрицательно влияет на все живое. Земля и растения страдают от кислотных осадков: снижается продуктивность почв, сокращается поступление питательных веществ, меняется состав почвенных микроорганизмов. Кислотные осадки не только убивают живую природу, но и разрушают памятники архитектуры. Страдают от кислотных осадков и люди, вынужденные потреблять питьевую воду, загрязненную токсическими металлами — ртутью, свинцом, кадмием и т.п.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современная Уфа занимает территорию площадью 71 тысяча гектаров. Здесь проживает более одного миллиона человек – четверть всего населения Башкортостана. В Уфе сосредоточено около 200 крупных и средних промышленных предприятий.

Высокая степень концентрации промышленности на территории города создает определенную нагрузку на окружающую среду. Однако в последние годы наблюдается отчетливая тенденция снижения выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников при одновременном росте промышленного производства. Улучшается ситуация с очисткой сточных вод. Уфа в последние три года не входит в число экологически неблагополучных городов, но далеко от этого списка не отошла.

Экологическая обстановка окружающего мира влияет на состояние здоровья человека и всех живых организмов.

В ходе исследовательской работы проведен анализ экологической ситуации города в целом. Проведены экспериментальные исследования атмосферы и гидросферы территории школы.

По итогам нашей работы можно сделать следующие выводы:

1. Экологическая обстановка территории школы находится в относительно хорошем состоянии. Показатели не идеальны, но находятся в пределах ПДК.

2. Обстановка хуже со стороны улицы Школьной из-за близости к автодороге. Но архитектура пришкольного участка предполагает стену высотой 3,3 м, которая защищает территорию от попадания большей части выхлопных газов от автомобилей и вредных веществ, поступающих в атмосферу.

3. Качество питьевой воды соответствует санитарно-гигиеническим нормам. Но содержание некоторых веществ предполагает использование воды со следующими рекомендациями:

1) Кипятите употребляемую воду для её смягчения;

2) Применяйте бытовые фильтры, для дополнительной очистки воды;

3)Для удаления хлора водопроводную воду желательно отстаивать.

Из этих экспериментов следует сделать вывод, что в атмосфере и гидросфере содержатся вещества, которые негативно влияют на человека.

Мы проанализировали заболевания одноклассников за текущий учебный год. И оказалось, что учащиеся чаще болеют заболеваниями верхних дыхательный путей. Одной из причин этого служит экологическая обстановка окружающей среды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ватандаш. Архив журнала за 2009, 2010, 2011, 2012 года.
2. Гареев A.M. Реки и озера Башкортостана. Уфа: Китап, 2001. – 260 с.
3. Гожмен А. Иллюстрированный химический словарь, Москва, «Мир», 2000г.
4. Государственный доклад «О состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостана за 2008-2009 гг.».
5. Дадюн Т.В. Экологический практикум «Мир воздуха» №3, №7, 2000
6. Левкин А.Н., Карцова А.А. Школьная химия: самое необходимое. –Учебное пособие для школьников. Спб, «Авалон», «Азбука-классика»:2006.-288с
7. Научно – популярное издание. Химия. Иллюстрированный словарь. Джейн Вертхейм, Крис Окслайд и Коринн Стокли. Перевод с англ. А.З. Рачинского. АСТ, Астрель. М: 2005
8. Ольгин О.А. Опыты без взрывов, Москва , «Химия», 2001 г.
9. Раввель П., Раввель Ч. Среда нашего обитания. Книга 4. Здоровье и среда в которой мы живём. М.2000
10. Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х., Хабиров И.К. и др. Почвы Башкортостана. Уфа: Гилем, 2005. Т. 1. 383 с.
11. Хайретдинов А.Ф., Хамзин М.Р., Янбухтин У.И. Природа и насаждения зеленой зоны города Уфы. Башк. кн. изд-во. Уфа, 2001. – 80 с.
12. Химия: проектная деятельность школьников/ авт.-сост. Н.В. Ширгина.-2-еизд., стереотип. – Волгоград: Учитель, 2008. – 184
13. Цитович И.К. Аналитическая химия, Москва, «Колос», 1999 г.
14. Яницкий О.Н. Экологические перспективы города. М. 2005.
15. http://www.ecorb.ru.
16.  http://www.ufacity.info/ufa.