Исследовательская работа «Определение чистоты воздуха в с.Кочетовка»

Научная  конференция учащихся

 «Первые шаги в науку»

Тема:

«Определение чистоты воздуха в с.Кочетовка»

Работу выполнила:

Голубчикова Мария

Учащаяся 8 класса

МБОУ Кочетовской СОШ

Руководитель:

Учитель биологии

I квалификационной категории

Мокеева Светлана Николаевна

МБОУ Кочетовская СОШ

С.Кочетовка

Содержание

Введение

С давних времен человечество стремится познавать окружающую среду. В своем познании нередко человек изменяет природу. Чаще всего деятельность человека угнетающе действует  на растения и животных. Природное равновесие  уже смещено в сторону загрязнения  воздуха, воды и почвы, поэтому  проживание там  становится невозможным. Сегодня  в мире особо значимой  проблемой является  проблема ухудшения качества внешней среды обитания, особенно состояние атмосферного воздуха. Нет ничего на свете нужнее воздуха. Без воды можно прожить несколько дней. Без пищи – несколько недель. А без воздуха лишь несколько мгновений. Существуют два основных источника загрязнения атмосферного воздуха: естественный и антропогенный. Наиболее остро в большинстве стран мира ощущается антропогенное загрязнение воздушной среды. Одной из важнейших проблем общества должна стать охрана атмосферы.

  Актуальность исследования:  не секрет, что чистота воздуха -  это прогрессирующий фактор жизни человека. Так как воздух и здоровье человека находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости.

Цель работы: определить состояние чистоты воздуха в селе Кочетовка

Задачи:

• изучить состояние  атмосферного воздуха в селе Кочетовка;
• выявить основные загрязнители воздуха;
• сделать вывод о влиянии загрязненного воздуха на здоровье жителей села
• найти  пути решения проблемы.

Объект исследования: воздух.

Предмет исследования: чистота воздуха и его влияние на здоровье жителей с.Кочетовка.

Методы исследования: работа с литературой, эксперимент и анкетирование.

Результат исследования: на основе анализа полученных данных сделать вывод о качестве воздуха в селе Кочетовка и его влиянии на здоровье жителей

Глава 1

1.1 Характеристика состава воздуха

Воздух — естественная смесь газов, главным образом азота и кислорода, составляющая земную атмосферу. Воздух необходим для нормального существования подавляющего числа наземных живых организмов. В промышленности и в быту кислород воздуха используется для сжигания топлива с целью получения тепла и механической энергии в двигателях внутреннего сгорания. В соответствии с Федеральным Законом «Об охране атмосферного воздуха» под атмосферным воздухом понимается «жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений».

В 1754 году Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов.

Именно такой состав атмосферы нужен для нормальной жизнедеятельности человека, поэтому важно, чтобы он оставался неизменным. Однако различные экологические проблемы приводят к изменению состава воздуха. Например, в крупных городах содержание углекислого газа выше, чем в лесах; в горах пониженное содержание кислорода, вследствие того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее.  Так, кислород необходим для дыхания всех живых организмов, для процессов гниения, для горения, для работы промышленных предприятий и транспорта. Углекислый газ участвует в процессе фотосинтеза, в результате которого образуются органические вещества, и выделяется кислород. Кроме того, избыточное появление углекислого газа приводит к образованию смога, а также к парниковому эффекту. В настоящее время различают постоянные, переменные и случайные составные части воздуха. Постоянные компоненты воздуха – это кислород, азот и благородные газы, содержание их в воздухе одинаково везде у поверхности Земли. Переменные компоненты воздуха – это углекислый газ, водяные пары, озон. Содержание их может сильно изменяться в зависимости от природных и промышленных условий. К случайным компонентам воздуха относят пыль, микроорганизмы, пыльцу растений, некоторые газы, в том числе и те, которые образуют кислотные дожди. Воздух, свободный от переменных и случайных частей, прозрачен, лишен цвета, вкуса и запаха.

1.2 Источники загрязнения воздуха в с. Кочетовка

Самое распространенное заболевание  органов дыхания, связанное с загрязнением воздуха - хронический бронхит. Доминантным источником загрязнения воздуха в нашем селе является автомобильный транспорт, выбрасывающий в воздух выхлопные газы с большим содержанием оксида углерода, углеводорода, оксидов азота, сажи и других токсичных веществ и даже концерагенного углеводорода - бензопирена.  Наибольшее количество вредных веществ в составе отработанных газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз. Учеными доказано, что наиболее загрязнен воздух в районе автодорог. Большинство веществ, загрязняющих воздух, вызывают раздражение дыхательных путей, снижение устойчивости к воздушно-капельным инфекциям, повышение вероятности раковых заболеваний и нарушение наследственного аппарата, что ведет к повышению частоты уродства и общему ухудшению состояния потомства. Сегодня увеличению концентрации вредных веществ  в воздухе способствует и рост количества автомобилей в селе.  Вторым источником загрязнения являются домовые топки, в которых используются уголь или древесина.  В процессе сжигания твердого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды) сгорания. Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при сжигании мусора. При неполном сгорании веществ образуются значительные количества угарного газа. В селе Кочетовка загрязнителем воздуха являются также животноводческая ферма. Помещение, в котором содержится скот, служит источником аммиака, сероводород и других неприятнопахнущих газов, поступающих в атмосферу и распространяющихся на значительные расстояния. Еще одним загрязнителем атмосферного воздуха являются  склады, в которых происходит протравливание семян пестицидами, и поля, на которые в том или ином виде вносятся пестициды и минеральные удобрения.

1.3 Влияние состава воздуха на здоровье человека

На состояние здоровья людей влияют  многие факторы. Это и  образ жизни самого человека, его генетическая предрасположенность к различному виду заболеваний,  уровень медицинского обслуживания населения и конечно состояние окружающей среды. Особенно важно состояние чистоты атмосферного воздуха, как фактора влияющего на здоровье человека. Если данный компонент загрязнен, это в свою очередь крайне негативно сказывается на здоровье населения, повышая его заболеваемость.  Увеличение концентрации любого загрязнителя в воздухе пагубно сказывается на самочувствии людей. Влияние многих загрязнителей специфично. Загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное воздействие не только на человека, но и на флору и фауну, на различного рода сооружения и  транспортные средства. Так, например, появление в воздухе диоксида серы вызывает болезни органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, крови и эндокринной системы. Оксид углерода (II) или угарный газ при вдыхании соединяется  с гемоглобином, образуя карбогемоглобин. Это соединение нарушает способность крови доставлять кислород к тканям и человек теряет сознание. Также, угарный газ вызывает спазмы сосудов, снижает иммунологическую реактивность организма. Присутствие оксидов азота в воздухе усиливает действие канцерогенных веществ, находящихся там же. Плюс ко всему оксиды азота вызывают болезни органов дыхания, кровообращения, злокачественные новообразования, что служит причиной рака.

Свинец и его производные, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта и находясь в атмосферном воздухе, вызывают поражение нервной системы, кроветворной системы, мутагенное воздействие. Количество свинца в крови человека возрастает с увеличением его содержания в воздухе. Последнее ведет к снижению активности ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом, и, следовательно, к нарушению обменных процессов в организме.

Наличие твердых частиц (пыли) в воздухе также пагубно сказывается на здоровье людей. Оседая в дыхательных путях человека, пыль является загрязнителем носовой

полости, носоглотки и легких. Также пыль может вызывать различного рода аллергические реакции, а это особенно опасно для аллергиков.

Глава 2

2.1 Биоиндикаторы в селе Кочетовка

Самыми распространенными и точными показателями чистоты атмосферного воздуха являются лишайники. Метод определения качества воздуха при помощи лишайников  называется – лихеноиндикация. Лишайники обладают  высокой выносливостью к загрязнению окружающей среды. Особая чувствительность лишайников к токсическим веществам объясняется тем, что они не могут выделить в окружающую среду впитанные ими вредные элементы. Концентрация диоксида серы 0,5 губительна для всех видов лишайников.

Я   подсчитала  количество видов и плотность разросшихся лишайников на разных улицах села Кочетовки. Данные определений и подсчетов занесла  в таблицу.

Таблица 1: Определение уровня  загрязнения  

по плотности и видовому разнообразию лишайников.

Вывод: В результате исследования я пришла к выводу, что у нас в Кочетовке состояние воздуха пригодно для дыхания. В результате опыта я выяснила, что сильнее всего загрязнён воздух на улице Молодежной.  Это связи с  тем, что на данной территории постоянно  проезжает большое количество машин, а также  на состояние воздуха   влияет близкорасположенная федеральная трасса. Улицей, на которой было обнаружено наибольшее количество лишайников, стала  Фроловка. Я  определила, что причиной этому является меньшая заселенность улицы жителями, отсутствие асфальтированной дороги и,  следовательно, уменьшение количества транспорта

2.2 Изучение степени  загрязнения воздуха

по состоянию хвоинок  у  сосны обыкновенной

Высота сосен  в селе около тридцати метров. Вооружившись лупой,  я обследовала хвоинки сосны обыкновенной на улицах: Фроловка,  Колхозная и Молодежная. На всех найденных мной деревьях в селе хвоя присутствовала. Загрязненность воздуха определила по состоянию хвоинок сосны. Рассмотрев и сравнив хвоинки на изучаемых улицах, я  выделили три класса повреждения хвоинок:

1.Хвоинки без пятен;

2.Хвоинки с небольшим числом мелких пятен;

3.Хвоинки с большим числом черных и желтых пятен, некоторые крупные, во всю ширину хвоинки.

В Кочетовке на всех наблюдаемых улицах  хвоинки были без пятен. Это говорит о первом классе повреждения. Почти около всех сосен имеются тропы, протоптанные людьми, прижатая трава. С помощью сосен я определила уровень загрязнения воздуха в  нашем селе. Данные по  загрязненности воздуха, полученные на основе хвоинок, занесла в  таблицу 2.

Таблица 2. Степень  загрязнения воздуха

по состоянию хвоинок у  сосны обыкновенной

Вывод: С помощью сосен я определила уровень загрязнения воздуха в Кочетовке. На всех изучаемых улицах пятна на хвоинках не были обнаружены. Это говорит о том, что у нас в селе воздух чистый. Деревьев с сильно опавшей хвоей  я не встретила.

2.3. Исследование воздуха на содержание твердых примесей

Пыль – мельчайшие твердые частицы способные долгое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии. Пыль характеризуется химическим составом, размером и формой частиц, их плотностью, магнитными, электрическими и другими свойствами. В зависимости от состава пыли изменяется ее вредность. По химическому составу пыль подразделяется на органическую (древесная, хлопковая), неорганическую (цементная,  карбидная) и смешенную. Присутствие в воздухе твердых частиц является важной характеристикой чистоты воздуха. На деревьях, кустах и траве оседает до 70% пыли.

Проверить наличие в воздухе твердых частиц можно следующим образом: вырезать из плотной бумаги прямоугольник размером 10×6 см, а в центре – прямоугольник размером 3×2 см. Затем заклеить прямоугольник «окно» двусторонним скотчем и вывесить полученные образцы на трех улицах. Во время проведения опыта погода была сухая  и безветренная, время года – осень. Через 4 часа снять образцы и оценить качество воздуха по прилипшим пылевым частицам вначале визуально, а затем под увеличением микроскопа в 18 раз. Сосчитав число твердых частиц на 1см, классифицировала их по величине. Данные измерений занесли в таблицу 3

Таблица 3  Содержание твердых частиц в воздухе

Выводы: проанализировав образцы с твердыми частицами, я пришла к выводу, что наибольшее число частиц  было отмечено на улице Молодежная. Это связано с большим числом жителей и единиц транспорта на данном участке, по сравнению  с другими улицами. Менее всего частиц пыли было отмечено на улице Колхозная, что также связано с плотностью заселения и количеством транспорта на данной улице.

2.4. Определение содержания ионов свинца в листьях растений

Собрала по 20 листьев березы  в трех различных точках: улица Фроловка, улица Колхозная, улица Молодежная. Затем измельчила растительную массу и добавила в каждый образец по 50 грамм смеси этилового спирта и воды в соотношении 1:2. Прокипятила полученные смеси в течение 5-7 минут, чтобы свинец перешел в раствор. В полученный экстракт по каплям добавила  сульфид натрия до тех пор, пока не  образовался черный осадок.  Сравнила интенсивность черной окраски у осадков, полученных с  трех
растительных проб. Данные занесла в таблицу.

Таблица 4

Зависимость интенсивности окраски осадка

от наличия ионов свинца в листьях

Вывод: Сравнив все изученные образцы  осадков, я убедилась, что наибольшее количество ионов свинца содержится в листьях, собранных на улице Молодежная. Причиной вновь считаю густую заселенность, наличие наибольшего числа единиц транспорта и отсутствие на многих машинах очистительных установок, с целью задержки ионов свинца.

2.5 Результаты анкетирования местных жителей

Мной  были разработаны анкеты для опроса местных жителей  на оценку состояния воздуха в селе Кочетовка. Всего было опрошено 100 человек. Из них 63 женщины и 37 мужчин в возрасте от 18 до 65 лет.  Результаты анкетирования таковы: 98% считают, что воздух в нашем селе довольно чистый и вполне пригоден для дыхания и только 2%  опрошенных,  ссылаются на посторонние  примеси в нем.

79% опрошенных назвали главным источником загрязнения  воздуха - автомобильный транспорт, 15% назвали – печные отопления в домах, 4% указали на  удобрения и пестициды, применяемые в местном фермерском хозяйстве и 2% опрошенных ссылались на запах, доносящийся с животноводческой фермы.

94% опрошенных считают, что многие болезни зависят от состояния окружающей среды, оставшиеся 6% не согласны с этим мнением.

Кочетовцы предложили следующие пути сохранения чистоты воздуха  в селе: увеличение  зеленых насаждений – 67%, установка очистительных фильтров на автомобилях – 29%, уменьшение числа автомобилей – 4%

Из этого анкетирования я сделала вывод, что  жители Кочетовки  считают воздух чистым и пригодным для дыхания. Также они видят влияние автомобилей на загрязнение воздуха и считают важным сохранение частоты воздуха в своем населенном пункте.

Заключение

Проведенные  исследования воздуха  показали, что в с. Кочетовка воздух чистый и  пригоден для дыхания местных жителей. Но все же существуют факторы, влияющие на его чистоту.  Главные из них – автомобильный транспорт и  дома с печным отоплением. В нашем селе произрастают биоиндикаторы частоты воздуха –лишайники, особенно их много на улице Фроловка.  Также  хвоинки сосен в нашем селе не имеют темных пятен, что  также указывает на чистоту нашего населенного пункта .Несмотря на то, что воздух нашего села чище, чем воздух других районах, нужно беречь наше достояние. Большую роль в охране и поддержании чистоты атмосферного воздуха играют зелёные насаждения: они поглощают углекислый газ и выделяют кислород, листья задерживают частицы пыли. С целью сохранения чистоты воздуха в нашей местности необходимо проводить следующие мероприятия:

1. Посадка зеленых насаждений, так как большая часть загрязняющих веществ и пыли оседает на их листьях.

2. Устанавливать на автомобилях очистительные фильтры.

Использованная литература

1. Алексеева С.В., Груздева Н.В. Практикум по экологии.- АО «МДС», 1996.- С.96-99.
2. Андреева М. «Химия». – Якутск: ИПКРО, 2001. – С. 121.
3. Величковский Б.Т., Кирпичев В.И. Здоровье человека и окружающая среда.- «Новая школа», 1997. – С.57.
4. Воскресенский П. «Техника лабораторных работ». - М.: «Химия», 1969.  – С.189.
5. Гузеев В. В. Планирование результатов образования и образовательная технология. — М.: Народное образование, 2001.- С.24.
6. Демина Л., Гухман Г. «Земля». - М.: «Мирос», 1994. – С.96.
7. Еремина О.А. Экология и здоровье// Химия в школе: журнал – 1996.- №11 – С.24.
8. Железнякова Ю. В., Назаренко В. М. Учебно-исследовательские экологические проекты в обучении химии // Химия в школе. — 1999. — № 3. — С. 47-50.
9. Краузер Б., Фримантл М. Химия. Лабораторный практикум. — М.: Химия, 1995.- С.69.
10. Миркин Б.Н., Наумова Л.Г.Экология России. – М.: АО МДС, 1996. – С.26-28.

Приложение 1

Анкета

«Оценка состояния воздуха в селе Кочетовка»

1. Пол, возраст.

2. Как вы оцениваете состояние окружающего воздуха в нашем селе?

3.Что является источниками загрязнения воздуха в нашем селе?

4. Влияет ли  загрязненность воздуха на здоровье местных жителей?

5. Как сохранить чистоту  воздуха в Кочетовке?