Влияние деятельности школьной котельной на окружающую среду

Влияние деятельности школьной котельной на окружающую среду

Автор:  Кузякин Вадим 

         МКОУ Садовская СОШ , 8 класс,

         Краснозерский район, Новосибирская обл.

Научный руководитель: Кронцева

         Елена Юрьевна,

         учитель химии

         высшей квалифицированной категории

п .Садовый, 2011

Содержание

Введение ……………………………………………… 3                                                                                

1. Теоретическая часть…………………………………4

2. Методика исследования……………………………..5

3. Практическая часть…………………………………..6

Выводы………………………………………………….10

Список использованной литературы………………….11

Приложение………………………………………….....12

Введение

Исследовательская работа проводилась с 21 ноября по 16 декабря 2011 года на территории средней общеобразовательной школы посёлка Садовый Краснозёрского района Новосибирской области.

Актуальность работы – подобная работа на данной территории никем не проводилась и влияние деятельности школьной котельной на окружающую среду не изучалось.

Двухэтажное здание  нашей школы отапливается семь месяцев в году школьной котельной, расположенной в 80 метрах от неё. Ежегодно, с этой целью, сжигается 420 тонн угля, который хранится тут же под открытым небом, вблизи от спортивной школьной площадки. Горы золы, образующиеся в процессе деятельности котельной, занимают 30-40 м2. Но в связи с тем, что частицы золы очень легкие и разлетаются, определить четкие границы ее невозможно. Сажа, которая летит из трубы вместе с дымом, сыпется на близлежащие территории.

Цель работы:   Выяснить влияние деятельности школьной котельной на окружающую среду.

Задачи:

1. Познакомиться с теоретическими данными по теме исследования, используя различные источники информации.
2. Провести исследование воздушного бассейна, снежного покрова школьной территории.
3. Оформить результаты

Гипотеза: Наблюдая работу школьной котельной, можно предположить, что её деятельность пагубно влияет на здоровье  учащихся и работников школы. 

Методы и приемы работы: 

• Анализ научно-исследовательской, научно-популярной, специальной и учебной литературы, а также информации Интернета.
•  Полевые исследования: наблюдение, сравнение, измерение, изучение и анализ   объектов.
• Лабораторные исследования.

1.Теоретическая часть

          Зольная пыль - это мелкий порошок, остающийся после сжигания угля. Это самый распространенный продукт горения угля. Она содержит различные количества токсических металлов. Исследования показали что культуры, выращенные на больших количествах золы, могут поглотить опасные концентрации мышьяка. Токсичность шлаков и золы складывается из токсичности полиароматических углеводородов (в основном бенз(а)пирена), тяжелых металлов и неопознанных органических токсикантов. Концентрация оксидов тяжелых металлов в шлаке и золе на 2-3 порядка выше, чем в сжигаемом топливе. В золе содержится значительное количество тяжелых металлов (As,Ba, Be, Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Hg, Sr, V, Zn). Следует отметить, что летучая зола включает еще множество чрезвычайно опасных веществ.  Полиароматические углеводороды (ПАУ) являются опасными канцерогенами (3). Токсичные тяжелые металлы выбрасываются в форме солей или окислов, то есть в устойчивом виде, и могут находиться в золе неопределенное количество лет. Попадая в организм человека, приводят к поражению печени и желудочно-кишечного тракта, аутоиммунным заболеваниям суставов, заболеваниям нервной системы и психоневрологическим расстройствам, генетическим изменениям у потомков, повышению чувствительности к ионизирующей радиации, остеопорозу трубчатых костей, раку. (1). 

Согласно исследованию ученых Государственного Университета Индианы, культуры, растущие на количествах зольной пыли от 5% до 20% массы почвы, абсорбируют токсичные металлы. Когда количество зольной пыли увеличивается, растения абсорбируют большие концентрации мышьяка и титана. (1)

Зола и шлак требуют специальных мер по утилизации или захоронению. В настоящee время,  для пeрeработки токсичных шлаков, используется технология экобeтонирования: смeшeниe шлаков после их нейтрализации с цeмeнтом, известью или диоксидом кремния с последующим отвeрдeниeм смеси. При правильном смешивании отходов с вяжущим агентом происходит своeобразноe "капсулированиe" токсичных вeщeств (в том числе тяжелых металлов и диоксинов) в цeмeнтом камне, не пропускающем экотоксиканты в окружающую среду».(2)

2. Методика исследования    

Методика исследования делится на этапы: полевой и лабораторный.

Полевой этап включает в себя проведение работ по  наблюдению за уровнем загрязнения воздуха и снежного покрова частицами золы и сажи. Сравнение, измерение, изучение и анализ.

Лабораторный этап включает в себя обработку результатов, полученных в ходе проведения первого этапа, их анализ и получение данных о  загрязнении окружающей среды на школьной территории

Оборудование  для проведения  исследований: фотоаппарат, рулетка, бланки  записей, скотч, ножницы, бумага, набор химических стеклянных стаканов (для взятия проб снега, золы),  набор химических реактивов, индикаторная бумага.

3. Практическая часть.

3.1.Первоначально была определена территория исследования и составлена карта по произведенным замерам (приложение 1).

Рис. 1. Автор работы у школьной котельной ( Новосибирская обл., р.Краснозёрский, п.Садовый )

3.2.   Визуальное обследование территории на предмет обнаружения частиц сажи и золы на снежном покрове.  

Таблица 1

Изменение цвета снега в удалении от объекта

3.3. Для обнаружения твёрдых частиц в воздухе на разном расстоянии от школьной котельной были развешаны «липкие ловушки», изготовленные из бумаги и скотча. В центре  листа бумаги 10х10 см вырезалось окошко 3х2 см, которое заклеивалось скотчем. «Ловушки» были оставлены на 15 часов. Но, возможно из-за мороза, они не дали практического результата.

3.4. Для лабораторных исследований были взяты пробы снега на различных расстояниях от зольных отвалов, а также сама зола. Почва взята  на расстоянии 1 км от школьной котельной.

3.4.1.Результаты исследования рН   золы и почвы

Для приготовления зольной вытяжки необходимо 3 см3 золы поместить в мерный стакан и добавить 10 мл 10% раствора хлорида калия, содержимое хорошо перемешать стеклянной палочкой и дать отстояться. Затем взять полоску индикаторной бумаги и опустить в вытяжку, вынуть индикаторную бумагу через 1-2 с, сравнить полученную окраску бумаги со шкалой значений рН.  Также была приготовлена почвенная вытяжка (для сравнения).

При значениях рН: от 1 до 5 –среда кислая

                                   от 5,5 до 6,5 –слабокислая

                                     от 6,5 до 7 – нейтральная

                                     от 7 до 8 – слабощелочная

                                     выше 8 – щелочная

Таблица 2

  рН среды почвы и золы

Рис. 2.    Определение рН среды почвы и золы

3.4.2. Результаты исследований влияние зольного фильтрата на растения.

5см3 золы поместить на бумажный фильтр в стеклянную воронку и через неё профильтровать 50 мл воды в стеклянный стакан. Аналогично поступить с почвой. В эти фильтраты я поместил по одному листочку герани. Предположил, что герань в зольной воде должна засохнуть, так как сильнощелочная среда. Но оказалось, что сохнет и желтеет листик в почвенном фильтрате, а не в зольном.

Рис. 3.  Исследование влияния зольного фильтрата на растения.

Оказывается в кислых почвах железо, алюминий и марганец находятся в формах доступных растениям, а их концентрация достигает токсического уровня. При этом затруднено поступление в растение фосфора, калия, серы, кальция, магния, молибдена. Напротив, в щелочных (рН 7,5- 8,5) - железо, марганец, фосфор, медь, цинк, бор и большинство микроэлементов становятся менее доступными растениям.  (1)

Выходит, что вредна зольная пыль, а не ее фильтрат.

3.4.3 .Результаты исследования рН  снега

Снег, объёмом 100 мл, был взят на разных расстояниях от зольных отвалов, в метрах: 1,2,3,5,10,60,80. После того, как он растаял, индикаторной бумагой была проверена его кислотность.

Таблица 3

  рН среды  снега

Рис. 4.  Исследование  рН среды  снега.

Выводы

 После ознакомления  с  данными  научно-исследовательской литературы, а также информации Интернета мною был сделан вывод о негативном влиянии зольной пыли на окружающую среду.  

В результате исследований проб воздуха и снега в районе школы было выяснено, что цвет снега и загрязнение воздуха напрямую зависят от удаления от котельной. Чем дальше от трубы, тем чище.

Список использованной литературы

1. Афонин Д.Г., Рагульская М.В. Особенности адаптации организма человека к техногенным факторам современного мегаполиса. 08.07.2003 09:27. / www.sciteclibrary.com. 

2. Боровский. Е.Э.. Проблемы экологии: промышленные и бытовые отходы//Химия. – 2004. - №10.

3. Юфит С.С. Мусоросжигательные заводы - помойка на небе. Эколайн, 1998.