Экологическая и экономическая выгода перевода п. Барашево с твердого топлива на природный газ.

МБОУ «Барашевская средняя общеобразовательная школа»

Теньгушевского района

Республики Мордовия

                                Исследовательскую работу выполняла:

                                                                               Чекмарева Ольга  ученица  10 класса

                                       Руководитель: учитель химии Бердова Н.Ю.

2010 г.

План

1. Анализ экологической проблемы.

2. Формирование задач и целей исследования

3. Планирование эксперимента на основе теоретических и практических

знаний и умений  (работа с литературными источниками, подбор оборудования, реактивов, объектов.)

4. Организация проведения эксперимента.

5. Наблюдение за экспериментом.

6. Анализ результатов исследований.

 7.Вывод. Что же делать в этой ситуации?

Исследование снежного покрова на содержание в них загрязнителей.

      Актуальность. Каково обозримое будущее нашей энергетики? Что нас ожидает? Какие беды угрожают? Загрязнениями биосферы являются  любые изменения в окружающей среде(воздухе, воде, почве,  пищевых продуктах),которые оказывают негативное влияние на неживые и живые системы, в том числе на здоровье, выживаемость и деятельность человека. Непосредственными объектами загрязнений служат атмосфера, гидросфера и литосфера. Косвенными объектами являются составляющие биоциноза- растения, микроорганизмы, животные и человек. Источники загрязнений весьма разнообразны: промышленные предприятия и теплоэнергетический комплекс; отходы животноводства; транспорт; химические вещества, используемые человеком для защиты от вредителей, сорняков; бытовые отходы.

         Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере способствовало развитию « парникового эффекта». Выбросы сернистого ангидрида и оксидов азота приводят к возникновению кислотных дождей. Под воздействием фреонов и других веществ начал разрушаться озоновый слой. Серьёзная проблема загрязнения атмосферного воздуха- сжигание твердого топлива. При его сжигании в атмосферу поступает летучая зола с частицами несгоревшего топлива, оксиды углерода, серы, азота, соединения фтора. Летучая зола содержит металлы. Выброс оксида серы  загрязняет воздух  на значительные расстояния  от источника на тысячу и более километров. Этот оксид считается одной из основных действующих составных частей « токсичных туманов». Хроническое воздействие SO2 (IV)   на органы дыхания способствует возникновению  бронхитов, в ряде случаев с астматическими явлениями  может нарушать углеводный и белковый обмен, способствует снижению иммунозащитных свойств организма. Взаимодействуя с атмосферной влагой, оксиды серы образуют кислотные осадки (pH< 4,5), которые оказывают повреждающее действие на почву и водоемы. Установлено что при закислении почвы снижается доступность для растений питательных элементов (Mg, Ca, Mn) и плодородие почвы. Закисление уменьшает скорость разложения органических остатков, поскольку для жизнедеятельности большинства бактерий и грибов необходима нейтральная среда, снижается продуктивность азотфиксирующих бактерий (pH<5, азотобактерии погибают), что приводит к ограничению поступления  связанного азота в растения и торможение их роста. В кислой почве увеличивается подвижность ионов тяжелых металлов, которые накапливаются  в растениях. Например, ионы  железа и марганца блокируют поступление фосфора в растения. Оксид серы (IV), азота (II) и углерода (IV) повреждают зелень- блокируют устьица на листьях, мешая фотосинтезу.  Для некоторых деревьев ядом служит озон, Порождаемый выхлопными газами автомобилей, особенно он вреден, когда соединяется с диоксидом серы. Уродливо и быстро начинают расти ветви, зато корни усыхают.

 Сильными загрязнителями считаются котельные, работающие на угле и автомашины.

Цель  моей  работы: исследовать как изменилась экологическая обстановка в поселке с переводом котельных на природный газ.

  Это исследование проводилось в течение ряда лет на занятиях кружка «Экология родного края». В 1998 году в п. Барашево котельные работали на каменном угле и только собирались переходить на природный газ.   Из района   были взяты следующие данные. В поселке Барашево было 5 котельных, которые за 1998 год сожгли 35 000 тонн угля. В воздух и на почву  попало 171т  загрязняющих веществ, а именно золы 89,5 тонн, оксидов серы(IV), азота, углерода (II)- 81,5 тонн. А   перевод этих котельных на газ уменьшил  выброс загрязняющих веществ  в 4 раза. Экономия угля составила 35 000 тонн, а это 60 вагонов (целый железнодорожный состав). Плата за газ в целом меньше, чем за уголь на 500 000 рублей. Из этих данных видно, что перевод котельных на газовое топливо выгодно  и природе, и людям. Метан и другие газообразные углеводороды, поступающие в атмосферу Земли на протяжении  тысячелетий, не накапливаются в ней.   В 1998 году исследовали снежный покров, взятый из 7 различных мест. Снег  анализировали химическим путем в лаборатории КС- 25 и также изучали влияние загрязнителей на рост и развитие: лука и аквариумного растения. Наблюдения за растениями  велись в течение 10 дней. Снег, взятый из разных мест, растопили и поместили в него лук и растение из аквариума. Все наблюдения оформили в виде таблиц (№ 1,№ 2)

Все котельные п. Барашево перешли на газовое топливо в 2000 году. В 2005 г, в 2007г., 2009г.    были проведены     исследования снежного покрова вблизи котельной, в лесу,  в огороде и у дороги. В данный момент   мы можем сделать уже окончательные выводы (см. таблицу). Изменилась  в лучшую сторону экологическая ситуация: пришкольный участок, находящийся рядом с котельной, стал давать хороший урожай овощей   благодаря тому, что понизилась кислотность почвы.

Результаты исследования по годам

Методика проведения исследования  работы по изучению

влияния «загрязнителя» природной среды на живые объекты

              Выбор                                                                              Влияние

      «загрязнителя»                                                    загрязнителя на объекты

Котельная п. Барашево                     Репчатый лук            Растения из аквариума

Моделирование природных                          Анализ последствий их реализаций

            мероприятий                                                    (для живых объектов)

Формулирование выводов                               Оформление результатов

Методика проведения эксперимента

Исследования проводились в лаборатории КС- 25

Проба снега.

№1- снег от дороги

№2- снег из леса

№3- снег от котельной 1,5 км.

№4- снег из родника.

№5- снег от школьной котельной

№6- водопроводная вода.

№7- снег от котельной учреждения ЖХ 385/3.

Снег собирали в пластмассовую посуду объёмом 1,5 л. Растопили его, профильтровали. После этого приступили к анализу на содержание F-,Cl-, PO43-,  NO2-, NH4+ ионов, определили жесткость воды, pH.  При этом применяли метод титрования и определение оптической плотности на КФК- 2. Затем провели расчет концентраций этих ионов в воде и сравнили с ГОСТ. Оформили таблицу из полученных данных.

    Литература.

1. Астрофиров В.И. «Химический анализ» Москва. «Просвещение», 2002 г.
2. Кузьменок Н.М. «Экология». Минск. 1996 г.  
3. Шустов С.Б. «Химические основы экологии» Москва. «Просвещение», 1995 г.
4. Житкин В.И., Ворсобина Л.И. «Основы экологии». Саранск, 1994 г.
5. Ястребцева Е.Н. «Международные образовательные проекты по экологии».

Москва. «Просвещение», 1995 г.

6. Назаренко В.М. «Практикум». Москва. «Просвещение», 2001 г.

                                             Наблюдения за луком                                                                                 таблица №1

Наблюдения за растениями из аквариума

                                                                                                                                                                                                                         таблица№2

  Расчет

экономической и экологической выгоды от перевода

работы котельных предприятий п. Барашево с твердого топлива на природный газ.

                                                                                                                                                                                                       Таблица №3

Результаты исследования по годам

Определение фторид иона.

Взяли пробу 10 мл, добавили 5 мл ализаринкомплексон, 1,5 мл ацетатно-буферного раствора, 5 мл нитрата нантала и довели до 50 мл дистиллированной водой. Поставили на 1 час в темное место. Затем определили на КФК- 2 оптическую плотность и произвели расчет концентрации по формуле C= kd:V, D- оптическая плотность, K= 77, 8 (коэффициент устанавливается опытным путем) V- объем пробы.

Пробу на содержание F-  делали только для трех проб: №3, №4, №6.

№3  0,09 = 0,7 мг/л.

№4 0,09 = 0,7 мг/л.

№6 0,18= 1.4 мг/л.

Определение хлорид иона.

Каждой пробы взяли по 100 мл добавили 5% раствор K2C2O4 5 мл и титровали 0,5 М раствором AgNO3 до изменения окраски.

Объём затраченного раствора AgNO3  записываем. Концентрацию Cl- иона определяем по формуле: C= a 0,5  0,95 1000: 100

0,95- коэффициент поправки AgNO3  100 мл объем пробы

Определение фосфат  иона  

Для определения фосфат иона готовят смешанный реактив: 25 мл разбавленной H2SO4, 2 мл сульфаминовой кислоты, 10 мл молебдата аммония, 5 мл сурьмяно-виннокислого калия. Берем 10 мл исследуемой пробы и добавляем по 90 мл дистиллированной воды и по 4 мл смешанного реактива, 1 мл аскорбиновой кислоты и оставили на 10 мин. Можно заметить изменение окраски. На КФК- 2 определили оптическую плотность. По формуле С= d  0,125 1000:10 определяем концентрацию иона К= 0,125.

Определение нитрат иона.

Берем  40 мл исследуемой воды и добавляем 2 мл 10% раствора Грисса и доводили до 50 мл дистиллированной водой. Оставляем на 35 мин. Наблюдаем изменение окраски. На КФК- 2 определяем оптическую плотность. По формуле: С= d 50 0,36: 40 Вычисляем концентрацию этого иона. К= 0,36.

Определение иона аммония.

Берем 50 мл исследуемой воды, несколько кристалликов сигнетовой соли и 1 мл раствора Несслера. Оставляем на 10 мин. На приборе КФК- 2 определяем оптическую плотность и по формуле С= d 0?5 100: 50 рассчитываем концентрацию ионов NH4+. К= 0,5.

Определение жесткости воды.

Взяли 100 мл исследуемой  воды добавили 5 мл аммиачно-буферной смеси, индикатор.

Титруем трилоном-Б  до изменения окраски. Жесткость определяем по затраченоннму объёму трилона-Б.

Определение pH воды.

Определение вели с помощью лакмусовой бумажки.

№1-4                  №3-5           №5-6         №7-4

№2-4                  №4-4            №6-7                    

На основе всех этих данных составили таблицу и сравнили с ГОСТ.

Выводы: Итак, наблюдения за ростом растений из аквариума и лука видно, что в загрязненной воде (пробы №1, №3, №5, №7) их развитие замедляется. Эти наблюдения совпадают с теми данными, которые были получены в лаборатории. В этой воде повышенное содержание ионов Cl-, PO43-,  NO2-, H +,а ионов NH4+ вообще не должно быть, а они есть. Экономически тоже выгоднее привести котельные п. Барашево с твердого топлива на природный газ. Это подтверждают расчеты: за уголь платят 3 157 000 руб. ,  за газ  1 779 016 руб.      – экономия 1 377 984 руб. Плата за выброс загрязненных веществ, используя  уголь- 3 833 руб.,   газ-   200 руб. - экономия  3 633 руб.  Итого в бюджете п. Барашево осталось, а не улетело в трубу 1 381 617 руб. Улучшилась экологическая обстановка  в селе.