Исследовательский проект "Экология и промышленность"

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области.

Отдел образования Администрации Ленинского района

города Екатеринбурга.

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 85.

ЭКОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

МОЖНО ЛИ СОХРАНИТЬ ЗДОРОВЬЕ

В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ГОРОДА?

Исследовательская работа

ученицы 4 класса «Б»

Гриневой Дарьи

Руководители:

Горбатенко Ю.А.,

Муратова Н.А.,

Гринёва Н.В.

Екатеринбург

2011

Содержание

ВВЕДЕНИЕ        

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА ПРОМЫШЛЕННОГО УРАЛА        

1.1. ПРОМЫШЛЕНОСТЬ И ЭКОЛОГИЯ (ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ)        

1.2. ИСТОРИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ УРАЛА        

1.3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ УРАЛА        

1.3.1.Экология городов с металлургическим производством        

1.3.2. Экология крупных промышленных городов        

1.4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА КАЧЕСТВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРИМЕРЕ АНАЛИЗА СНЕЖНОГО ПОКРОВА        

1.4.1. Определение содержания взвешенных веществ в талом снеге вблизи промышленного объекта и прилегающих территорий        

1.4.2. Исследование фитотоксичности талого снега        

ГЛАВА 2. СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ        

2.1. Сорбенты, история их появления        

2.2. Виды современных сорбентов        

2.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОРБЕНТОВ ЖИТЕЛЯМИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ В НАШИ ДНИ        

2.4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ПРИМЕНЯЕМЫХ СОРБЕНТОВ        

Заключение        

Список литературы        

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Урал! Опорный край державы,
Её добытчик и кузнец,
Ровесник древней нашей славы
И славы нынешней творец… 
А. Твардовский

Каждый человек гордится своей малой родиной – местом, где он родился, где прошло его детство.

Я родилась на Урале, в городе Екатеринбурге. Здесь я живу и учусь. На Урале живут мои родственники. В школе я много слышала о богатствах Уральской земли, хранящей в своих недрах почти все существующие химические элементы, о людях особого уральского характера, о роли Урала в истории страны, особенно в самые трудные ее годы. Я привыкла гордиться своим краем и его людьми.

Но этим летом, путешествуя с родителями по югу Урала, я оказалась в городе Карабаш и ужаснулась условиям, в которых оказались жители этого небольшого города – центра медной металлургии.

Я вспомнила, разговоры старших о неблагоприятной экологической обстановке крупных городов, к которым относится мой родной город, разговоры, которым я раньше не придавала особого значения.

Мне захотелось узнать, что делать жителям таких городов, как Екатеринбург, Нижний Тагил, Карабаш, чтобы выжить в столь страшной экологической обстановке.

Цель исследования – выяснить, как жители промышленных городов могут защитить свое здоровье от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

Объект исследования – экологическая обстановка города Карабаша, сорбенты, их виды и степень воздействия на организм человека.

Предмет исследования – влияние промышленности на экологию города и человека.

Задачи исследования:

1. Выяснить, что такое промышленность и экология.
2. Узнать, какова экология промышленного Урала.
3. Выяснить, какие лекарственные препараты могут выводить из организма вредные вещества.
4. Выяснить, знают ли люди из моего ближайшего окружения эти лекарственные препараты.
5. Сравнить поглотительную способность разных лекарственных препаратов и установить ее соответствие стоимости препарата.

Гипотезы исследования:

• экология городов с промышленным производством в настоящее время является неблагоприятной, уральцы нуждаются в очистке организма от вредного воздействия промышленных предприятий;
• препаратами, способными очистить организм от вредного воздействия окружающей среды, могут быть энтеросорбенты;
• сорбционная способность препаратов не зависит от их цены.

В процессе работы над темой были использованы следующие методы:

• анализ литературы по теме;
• изучение Интернет-ресурсов;
• прогнозирование;
• научный эксперимент (в лабораторных условиях кафедры физико-химической технологии защиты биосферы УГЛТУ);
• анкетирование;
• наблюдение.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА ПРОМЫШЛЕННОГО УРАЛА

1.1. ПРОМЫШЛЕНОСТЬ И ЭКОЛОГИЯ (ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ)

Прежде чем приступить к работе, я обратилась к словарю С.И Ожегова, чтобы выяснить, что такое «промышленность» и «экология»:

Экология – наука об отношениях растительных и животных организмов друг к другу и к окружающей их среде.

Промышленность – отрасль народного хозяйства – предприятия, перерабатывающие сырье или разрабатывающие недра.

Есть более подробные пояснения в Википедии:

Экология – наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязь организмов со средой их обитания. Впервые термин «экология» был использован немецким биологом Э. Геккелем в 1866 г., однако, наиболее активное развитие экологии началось лишь в 30-х гг. 20 века.

Промышленность (от русск. промышлять, промысел) – совокупность предприятий (заводов, фабрик, рудников, шахт, электростанций), занятых производством орудий труда как для других отраслей народного хозяйства, так и для самой промышленности, а также добычей сырья, материалов, топлива, производством энергии, заготовкой леса и дальнейшей обработкой продуктов, полученных в промышленности или произведённых в сельском хозяйстве, производством потребительских товаров.

То есть промышленность – это в первую очередь потребление природных богатств (несет вред природе), а экология – наука о взаимосвязи живых организмов (в том числе человека) с природной средой (наука о защите природы).

1.2. ИСТОРИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ УРАЛА

Уральские горы поражают богатством своих недр. Здесь найдено около тысячи различных минералов и учтено свыше 10 тысяч месторождений полезных ископаемых. По запасам платины, асбеста, драгоценных камней, калийных солей Уралу принадлежит одно из первых мест в мире.

Основное богатство Урала – руды, причём часто руды комплексные, например, железные руды с примесью титана, никеля, хрома, медные руды с примесью цинка, золота, серебра.

Богат Урал и месторождениями цветных металлов. На Северном Урале были найдены крупные месторождения бокситов и марганца. Много добывают на Урале никеля и хрома. В горах Среднего и Северного Урала тянется пояс с залежами платины. С кварцевыми жилами гранитов восточного склона связано золото.

Из нерудных богатств следует отметить огромные залежи асбеста («горного льна») – ценнейшего огнеупорного материала, талька, графита и корунда.

Издавна славится Урал всевозможными драгоценными и поделочными камнями.

В Предуралье пермские соленосные толщи краевого прогиба содержат колоссальные запасы калийных солей, каменной соли, гипса.

Много на Урале также строительных материалов – известняка, гранита.

Во многих районах этой горной страны добываются необходимые для металлургии огнеупорные материалы. Ведутся разработки огнеупорных глин, каолина, кварцитов. Есть на Урале и нефть, а также каменный уголь.

Сведения о богатствах Уральских гор накапливались постепенно по мере освоения и заселения русскими территории края. Первые сведения о находках ценных руд и минералов относятся к XVII столетию.

России необходим был металл, и в 1696 году Петр I повелел найти на Урале места, где «лучший камень магнит и добрая железная руда». Руда была найдена, стали строить заводы и рудники, доменные печи и фабрики. 15 октября 1701 года доменная печь Каменского завода дала первый чугун, а 15 декабря такое же событие произошло на Невьянском заводе. К 1725 году насчитывалось уже 30 уральских металлургических заводов, почти все они находились на Среднем Урале. Среди них был и самый крупный в ту пору в России завод – Екатеринбургский. К 1770 году на Урале было построено 144 завода, а к концу 18 века – около 200.

Таким образом, металлургическая промышленность – одна из старейших отраслей Уральского экономического района. Главные предприятия: Магнитогорский, Нижнетагильский, Орско-Халиловский, Учалинский металлургические комбинаты, Челябинский завод с коксовыми установками. В Уральском экономическом районе представлены почти все главные отрасли цветной металлургии.

Важнейшей отраслью и гордостью промышленности Урала является машиностроение. Здесь производится практически 10% всей машиностроительной продукции страны. Оборудование с маркой уральских предприятий, отличающееся уникальностью и высоким качеством, установлено на ведущих нефтехимических, металлургических и машиностроительных заводах России. Свердловская область известна производством грузовых автомобилей, вагонов, экскаваторов, дизелями и электродвигателями, буровыми установками и многой другой продукцией, имеющей мировую известность.

Важными отраслями промышленности Урала являются химическая и нефтехимическая, производство пластмасс, смол, искусственных волокон и нитей.

В настоящее время Уральский экономический регион по уровню промышленного производства и объему выпускаемой продукции занимает 3-5 место в России.

1.3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ УРАЛА

1.3.1.Экология городов с металлургическим производством

Однако согласно статистике, по охране окружающей среды Урал занимает лишь 63 место!

Урал входит в число регионов с наиболее неблагоприятной экологической обстановкой. Среди регионов России по степени ущерба, наносимого окружающей среде, Урал занимает 6 место. Наш край отличается очень высоким уровнем загрязнения воздуха, воды, почвы. У нас очень много предприятий, которые из-за особенностей своих технологий наносят наибольший ущерб окружающей среде: предприятия горнодобывающей промышленности, металлургического, лесопромышленного комплекса, топливной энергетики. Не случайно в перечень наиболее загрязненных городов России входят Нижний Тагил, Челябинск, Каменск-Уральский и другие города нашего края. Состояние природной среды в этих городах может быть оценено как экологически кризисное.

Какие же отрасли промышленности на Урале остаются на сегодня наиболее экологически опасными?

Вклад в общее загрязнение воздуха различных отраслей промышленности

Из данной таблицы мы видим, что основными загрязнителями воздуха на Урале являются предприятия металлургической промышленности (54% от общей суммы атмосферных выбросов).

Большинство городов, возникших на Урале еще в петровские времена, были основаны как города-заводы. Ядро города составлял металлургический завод. При многократном расширении и усложнении производства такое размещение промышленных предприятий привело к тому, что максимальные концентрации загрязняющих веществ скапливаются в центре города. А ведь именно здесь, вокруг градообразующего завода и селились первые жители города, те, кто строил город-завод и работал на этом предприятии. И в наши дни застройка  города-завода расположена, как правило, вокруг предприятия, то есть в наиболее опасной с экологической точки зрения зоне.

Одним из таких городов и является Карабаш, расположенный на восточном склоне Уральских гор, в сотне километров к северо-западу от Челябинска. Население – 16 тыс. человек. Карабаш был основан в 1822 году как поселок на золотоносных россыпях у реки Сак-Елга. Вскоре в окрестностях поселка обнаружили месторождения меди, в 1837 году открылся первый медный завод, однако, по-настоящему бурное развитие медной промышленности в Карабаше началось с открытием нового медеплавильного завода в 1910 году, который уже к 1915 году стал выплавлять треть всей производимой меди в России. Благодаря медеплавильному производству, поселок быстро развивался и в 1933 году приобрел статус города.

Однако главный источник развития Карабаша – медеплавильный завод – стал одновременно и главной его бедой. Отсутствие эффективных очистных сооружений привело к масштабному загрязнению почв, водоемов, воздуха в окрестностях города. Содержание свинца, меди, цинка в карабашской почве в десятки, а то и в сотни раз превысило предельно допустимые концентрации. Растительность на склонах Карабашских гор оказалась полностью выжжена ядовитыми выбросами.

Сегодня площадь территории, занятая опустыненными землями, шлакоотвалами, свалками и хранилищами промышленных отходов, составляет около 5 кв. км. Центр города в окрестностях комбината представляет собой руины: полуразрушенные здания, заброшенные кварталы, где уже почти никто не живет. Среди жителей почти не осталось физически здоровых людей, а новое поколение подрастет еще не скоро. Карабаш сегодня – живой памятник человеческой глупости и жестокости, бездумного отношения к окружающей природе и самим себе.

В конце июня 2010 года (год столетия комбината) в Карабаше наблюдалось уникальное природное явление – преждевременная осень. На деревьях пожелтели листья, пожухла трава, погиб весь урожай на приусадебных участках. Подобное в Карабаше – не редкость. На протяжении последних 12 лет рассада, выращиваемая с февраля, традиционно пропадает на грядках в июне. Причина экологической катастрофы известна даже детям – выбросы Карабашмеди. Даже расписание прогулок ребят зависит от графика работы градообразующего предприятия: выбросы производятся ежедневно, и при неблагоприятных метеоусловиях в детских садах, школах и пришкольных лагерях отменяют прогулки на свежем воздухе. В результате опасных выбросов, в атмосфере образуется серная кислота, которая губительно влияет на растения. А как только погибает растительность, дождь с ветром очень быстро смывают землю. Горы превращаются в скалы.

Жители Карабаша от безысходности, видя ужасающий лик города, соорудили на одной из гор надпись «Спаси и сохрани». И вот уже года четыре она, как возглас из ада, будоражит умы горожан. Над надписью стоит железный крест.

Как заявляют экологи, в Карабаше здоровых людей практически не осталось, смертность превышает средний показатель по области в несколько раз. Наличие трех хронических заболеваний у детей уже стало нормой. Жители испытывают классические симптомы отравления: насморк, кашель, охриплость, першение в горле. А при высокой концентрации вредных веществ в воздухе добавляются удушье и рвота. У жителей множество генетических и приобретенных заболеваний: раковые опухоли, экзема, камни в почках, дефекты внутриутробного развития, слабоумие, церебральный паралич. 

Местная река Сак-Елга напоминает апельсиновый сок – желтого, скорее даже оранжевого цвета. Уровень содержания в ней железа превышает 500 раз! Впадает это «чудо природы» в водохранилище, откуда производится водозабор для жителей города.

После нескольких десятилетий добычи медной руды и выплавки меди, город стал зоной чрезвычайной экологической ситуации, в 1989 году ООН назвала его «чёрной точкой планеты».

Карабаш – это памятник человеческого бездушия... Бездушия к окружающей природе и самим себе. Хотя нет, все гораздо хуже... Это могильник...

1.3.2. Экология крупных промышленных городов

Крупные промышленные города сегодня – центры не одного, а нескольких производств. Таков и мой родной город, столица Урала – Екатеринбург. Екатеринбург был заложен как город-завод и город-крепость на реке Исеть в 1723 году, а назван именем императрицы Екатерины I. С 1726 года в Екатеринбурге выпускали медные деньги – уже к середине 18 века Екатеринбургский монетный двор производил до 80 процентов медной монеты в России.

Екатеринбургский железоделательный завод в первые годы работы превосходил по технологической оснащенности все металлургические предприятия России и мира. Завод проработал до 1808 года – он производил железо, чугун и медь и включал медеплавильную, стальную и якорную фабрики, две домны, четырнадцать кричных молотов, машины для сверления пушек.

С 19 века в Екатеринбурге строятся и начинают работать новые фабрики – механическая и гранильная.

В настоящее время число зарегистрированных на территории города предприятий по всем видам экономической деятельности составляет более 110 тысяч, из них крупных и средних – 221. Образ современного Екатеринбурга, прежде всего, ассоциируется с промышленными гигантами, поражающими воображение своими масштабами: Уралмаш, Верх-Исетский металлургический завод, Уралтяжмаш, Уралэлектротяжмаш, завод Воровского, Уралтрансмаш, концерн «Калина», Спецмашкомплект, Уралхиммаш и другие.

Но это же и главные центры экологического загрязнения. В северной части города источники загрязнения – Уралмашзавод, Уральский турбомоторный завод. Воздух загрязнен пылью, сажей, свинцом. В южной части города загрязнение связано с выбросами завода «Электроугли», РТИ, шинного завода. Центр города загрязнен веществами, которые стекают с окраин, а также выбросами автотранспорта. В Екатеринбурге 60 – 70 % вредных веществ поставляет именно автотранспорт. Это связано, прежде всего, с тем, что Екатеринбург по числу автомобилей на каждого жителя города занимает второе место в России после Москвы.

 Челябинск. История становления Челябинска уходит своими корнями в XVIII век. Он был основан 13 сентября 1736 г. на реке Миасс как сторожевая крепость на пути из Зауралья в Оренбург. Выгодное местоположение крепости предполагало развитие здесь торговли.

К началу XIX века в Челябинске проживало 2,5 тысячи человек, основным занятием которых оставались различные кустарные промыслы, торговля и земледелие.

Но вскоре всё изменилось. В середине XIX века рядом с Челябинском находят залежи каменного угля, которые начинают интенсивно разрабатывать. Через город прокладывают железную дорогу Самара-Златоуст. Челябинск начинает приобретать промышленное значение. Здесь начинают возводиться промышленные предприятия. Первым был построен механический завод «Столь и Ко», а к 1881 году в городе уже действовали 18 заводов. В начале 20 века Челябинск превратился в один из крупнейших в стране промышленных центров. Если к 1919 г. в городе действовало лишь два предприятия, то с начала 1930-х начали свою работу тракторный, абразивный, ферросплавный, станкостроительный, цинковый заводы.

Важнейшую роль играл Челябинск во время Великой Отечественной войны как тыловой город. Его население выросло с 270 до 650 тысяч человек. На базе эвакуированных предприятий, которые сливались с местными производствами, создавались гиганты индустрии – ЧКПЗ, ЧМК, ЧТПЗ.

В настоящее время в Челябинске расположено множество заводов, в их числе: Челябинский Трубопрокатный Завод – один из крупнейших производителей труб в России, Челябинский Цинковый Завод, в котором налажен полный технологический цикл производства цинка, Литейно-механический Завод и Челябинский Тракторный Завод. Все эти предприятия позволяют считать Челябинск городом промышленным и современным. Но современный, не значит – чистый. Выбросы этих предприятий существенно влияют на чистоту воздуха города. Широко развитая черная и цветная металлургия оказывает огромное влияние на состояние окружающей среды. Причина вот в чем. В Челябинске, как и во всей уральской зоне, природные условия таковы, что треть дней в году наблюдается штиль, то есть отсутствие ветра. В результате выбросы промышленных предприятий оседают в непосредственной близости от этих предприятий, в городской черте. И население это, естественно, ощущает. Конечно, на предприятия накладываются ограничения по выбросу вредных веществ, но практика показывает, что этого недостаточно. В жаркие дни над Челябинском даже можно увидеть смог, который очень вредит населению и создает некомфортные условия.

Нижний Тагил. Возникновение Нижнего Тагила связано со строительством чугуноплавильного и железоделательного завода (пущен в 1725 году). Датой основания считается 1722 год, когда был пущен построенный поблизости Выйский медеплавильный завод. В 1814 году близи Нижнего Тагила было открыто Медноруднянское месторождение медной руды (в то время богатейшее в России), на котором с 1835 года обнаружены залежи малахита, что дало начало развитию промышленности по обработке камня. На территории округа были обнаружены также месторождения золота, платины, драгоценных камней.

Современный Нижний Тагил – один из крупнейших центров черной металлургии и машиностроения Среднего Урала. Ведущие предприятия – Нижнетагильский металлургический комбинат (основан в 1940 г.); Уральский вагоностроительный завод (1936 г.; выпускает большегрузные железнодорожные вагоны), Высокогорский механический завод (1916 г.), ПО «Уралхимпласт» (завод пластмасс, 1938 г.).

Промышленным и коммунальным строительством уничтожаются почвенный и растительный покровы. Выбросы вредных веществ загрязняют атмосферу и воду. Идет захламление и нарушение земель. Нижний Тагил, как самый загрязненный город в области, несколько лет назад был объявлен зоной чрезвычайной экологической ситуации. По количеству обращений в поликлиники лидируют больные с заболеванием легких и бронхов. Воздух, которым дышат горожане, с большим трудом можно назвать пригодным, воду трудно назвать питьевой. Кроме того, есть и другие проблемы, которые также пагубно влияют на здоровье людей, например, проблема шума в городе и неблагоприятная радиационная обстановка.

Таким образом, экологическая обстановка как небольших промышленных городов Урала, центров металлургической промышленности, так и крупных городов, являющихся центрами сразу несколько промышленных производств, является крайне неблагоприятной.

1.4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА КАЧЕСТВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРИМЕРЕ АНАЛИЗА СНЕЖНОГО ПОКРОВА

1.4.1. Определение содержания взвешенных веществ в талом снеге вблизи промышленного объекта и прилегающих территорий

В Интернете я нашла сведения, что в 2009 году Министерство природных ресурсов и экологии РФ исключило Карабаш из списка городов с наибольшим уровнем атмосферного загрязнения.

Мне захотелось проверить, как обстоит дело с экологией Карабаша сейчас и выяснить и как на самом деле влияет промышленное предприятие на качество окружающей среды. Для этого я решила взять пробы снега в разных частях города и провести анализ снежного покрова в лабораторных условиях Уральского лесотехнического университета, с которым сотрудничает наша школа.

Для забора проб были приготовлены три 1,5 литровые пронумерованные пластиковые бутылки.

26 февраля 2011 года мы с родителями отправились в город Карабаш, чтобы собрать пробы снежного покрова в разных частях города для практической части моего научного исследования. В очередной раз этот город подействовал на меня очень удручающе. Большая часть города заброшена, потому что завод постоянно отравляет атмосферу вредными выбросами. Город необитаем как раз по направлению дымового следа основной трубы медеплавильного завода.

Северная часть города является наиболее обитаемой и даже недавно закончено строительство  многоквартирного жилого дома. Первая проба (бутылка с маркировкой «Проба № 3») снежного покрова была взята именно в этой части. Далее мы поехали мимо санатория «Синегорье», с мрачными обшарпанными стенами и поржавевшими балконами, к кинотеатру «Победа». Эта часть города практически пуста. Двухэтажные бараки, чернеющие своими выбитыми окнами, многоквартирные дома советской постройки, в которых жутковато посвистывал одичавший ветер, и мрачные, покосившиеся деревянные срубы сиротливо пугали редкими тюлевыми занавесками и геранью на подоконниках. Среди этой картины очень нелепо смотрелась работающая баня. В этой части города у всех запершило в горле и носу и мы стали кашлять. Мы продолжили свой путь по улице, застроенной частными, покосившимися домами. Некоторые из этих домов все еще заселены. Обогнув  огромную территорию завода, мы подъехали максимально близко к ненавистной, отравляющей все живое вокруг трубе. Следующую пробу снега мы взяли примерно в километре от «дымящего монстра», в этом месте еще больше чувствовалось горечь в горле (проба № 1). Далее, по направлению выброса мы проехали еще 500 метров и взяли третью пробу снега (проба № 2).

Собранные пробы снега сохранялись до начала эксперимента при минусовой температуре. Перед началом эксперимента снег растаяли при комнатной температуре.

Для определения содержания взвешенных веществ в талом снеге вблизи промышленного объекта и прилегающих территорий была проведена фильтрация проб воды (талого снега).

Были взяты три фильтра, пронумерованы, свернуты и взвешены с помощью аналитических весов. Показатели массы были занесены в подготовленную заранее таблицу.

Взвешенные фильтры были помещены в воронки, опущенные в пронумерованные колбы. В каждую воронку через фильтр постепенно выливалась вода из бутылки с соответствующей нумерацией. При этом талая вода встряхивалась, чтобы было меньше осадка.

По окончанию фильтрации объем исследуемой отфильтрованной талой воды был измерен с помощью мерных цилиндров. Данные были занесены в

следующий столбец таблицы.

Для определения точного количества взвешенных веществ, содержащихся в исследуемом талом снеге, в бутылки было добавлено небольшое количество воды, и все взвеси из бутылок были вымыты в те же фильтры.

Визуальный анализ (качественный) показал, что взвеси после фильтрации талого снега больше всего в пробах № 1 и № 2 (особенно в пробе № 1, взятой вблизи завода, ее не только больше по объему, но она имеет и другой цвет – зеленоватый).

Предварительный вывод: концентрация взвешенных частей тем больше, чем ближе к заводу.

Для количественного анализа фильтровальные бумажки со взвесями положили на чашки Петри и поместили в сушильный шкаф.

Через 3 – 4 часа высушенные фильтры достали и охладили их до комнатной температуры (для точности эксперимента температура исходного фильтра и фильтра с пылью должна быть одинаковой).

Фильтры взвесили, и данные занесли в следующую колонку таблицы. После чего рассчитать массу пыли на фильтре по формуле:

                      mп = mф+п – ma.

Полученные данные занести в следующую колонку таблицы.

Далее рассчитали концентрацию взвешенных веществ по формуле:

                       Cвв=mп / Vв (г/л),

и занесли данные в последний столбец таблицы.

Вычисления показали, что все три пробы имеют большую концентрацию взвешенных веществ.

Вывод: Количественный анализ показывает, что система очистки завода от пыли работает плохо, так как концентрация взвешенных веществ в талом снеге очень высокая в любой точке города.

1.4.2. Исследование фитотоксичности талого снега

Мне было предложено проверить, как влияет среда на живые организмы с помощью метода биотестирования.

Для определения фитотоксичности различных сред, в том числе и снежного покрова, была использована методика, разработанная Ю.С. Григорьевым и основанная на сравнении суточного прироста численности клеток хлореллы в контрольном и опытном вариантах.

Для биотестирования была использована отфильтрованная вода (талый снег), а в качестве тест-объекта использовалась одноклеточная микроводоросль – хлорелла, которая обладает способностью размножаться лучше или хуже в зависимости от условий, в которых она оказалась.

Для эксперимента приготовили 12 пронумерованных бутылочек. В первые три бутылочки было налито по 4 мл дистиллированной воды. В бутылочки под номерами 3 – 5 налито по 4 мл отфильтрованной воды (талого снега) из пробы № 1, в бутылочки под номерами 6 – 9 было по 4 мл отфильтрованной воды из пробы № 2, в бутылочки под номерами 10 – 12 налито по 4 мл отфильтрованной воды из пробы № 3 (лабораторная пипетка каждый раз после смены пробы воды для чистоты эксперимента промакивалась и промывалась).

В каждую бутылочку было добавлено по 1 мл хлореллы, бутылочки закрыты пробками с отверстием (отверстие нужно для того, чтобы водоросль не задохнулась без доступа воздуха) и помещены в фитотестер. Прибор был включен, отмечено время начала вращения.

Биотестирование проводили в течение 24 часов при температуре 34-38°С, интенсивности света – 80 Вт/м² и скорости вращения кассеты с бутылочками 30 оборотов в минуту.

Через 24 часа фитотестер был отключен, бутылочки вынуты из прибора.

При сравнении содержимого бутылочек было обнаружено, что во всех пробах с отфильтрованной талой водой (бутылочки под номерами 4 – 12) раствор полностью обесцветился, а в контрольных пробах с дистиллированной водой (бутылочки под номерами 1, 2 и 3 раствор стал зеленым). Это говорит о том, что хлорелла в дистиллированной воде размножилась, а в отфильтрованной талой воде полностью погибла.

Вывод: независимо от места отбора исследуемого снега среда для развития клеток и других организмов является токсичной. Среда города Карабаш опасна для здоровья во всех частях города.

В столь тяжелых экологических условиях крупных и малых промышленных городов остро стоит вопрос о том, как жителям Уральского региона  обезопасить себя от вредного воздействия промышленного производства.  На этот вопрос я и попыталась найти ответ.

ГЛАВА 2. СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

2.1. Сорбенты, история их появления

Одним из условий выздоровления и поддержания здоровья является своевременное выведение из организма накопившихся вредных веществ. Современная медицина применяет различные эффективные методы лечения, основанные на выведении из организма вредных веществ, одним из которых является энтеросорбция.

Энтеросорбция – метод лечения, основанный на способности лекарственных препаратов – сорбентов – связывать и выводить из организма различные вещества, микроорганизмы и их токсины.

История применения сорбентов началась в глубокой древности. Древесный уголь, глина – природные компоненты, которые обладают очищающим действием. Данные вещества использовали врачеватели Древней Греции, Индии, Египта, применяя их сразу от всех заболеваний – от желтухи, дизентерии, при различных отравлениях. На Руси в тех же целях издавна использовался березовый или костный уголь.

Впервые употреблять сорбенты в качестве профилактики заболеваний предложил Авиценна, о чем свидетельствует его научный труд под названием «Канон врачебной науки». Методы очистки организма Авиценна ставил на третье место из семи.

В наши дни появились новые методы очистки организма – аппаратные. Применение таких аппаратов, как гемодиализ и плазмоферез началось в конце 60-х – начале 70-х годах XX века. Названные методы представляют собой способы очистки крови.

Но это очень дорогие и сложные в применении методы, которые используют в лечении тяжелых болезней. Периодическое  очищение организма от шлаков необходимо не только для лечения болезней, но и в целях профилактики, прежде всего в условиях неблагоприятной экологической обстановки. Вот здесь на помощь организму и могут прийти сорбенты.

2.2. Виды современных сорбентов

В настоящее время существует несколько видов сорбентов: сорбенты, производящие комплексную чистку всего организма, энтеросорбенты (вещества, связывающие и выводящие вредные вещества, микроорганизмы и токсины из желудочно-кишечного тракта), сорбенты с добавлением витаминов, сорбенты с составляющими, нормализующими микрофлору кишечника и т.п.

На российском рынке представлено множество энтеросорбентов, основывающихся на разных веществах природного происхождения, например, древесине.

Наиболее древним сорбентом, применяемым и в наши дни, является активированный уголь. Ещё со времен Гиппократа углем присыпали раны, применяли внутрь. С помощью активированного угля можно эффективно выводить из организма токсические продукты, которые образуются в организме в результате заболеваний (например, почек). Ученые убедились, что фактически уголь удаляет из крови вещества, которые вызывают отравление и зачастую приводят к смерти.

Одним из наиболее эффективных современных сорбентов, который оказывает положительное влияние на организм в целом, выступает кремниевый препарат Полисорб. Сорбент Полисорб – это порошок, имеющий белый или с голубым отливом цвет. Если данный сорбент развести с водой, то в результате получится смесь с универсальными свойствами. Сорбент Полисорб выступает как лекарственный препарат, выводящий самые разные токсины. Показан жителям экологически неблагоприятных регионов.

Другим современным лекарственным препаратом, обладающим высокой поглощающей способностью и способным при приеме внутрь адсорбировать (поглощать) бактерии в желудочно-кишечном тракте, является Полифепан. Изготовлен из экологически чистого сырья (сибирского кедра). Применяют при общей интоксикации организма.

Еще одним из новых препаратов, который  применяют при интоксикации различного происхождения у взрослых и детей, профилактике хронической интоксикации у работников вредных производств является Энтеросгель. Он адсорбирует токсические вещества. Показан при острых аллергических процессах в сочетании с хроническими заболеваниями пищевого канала.

2.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОРБЕНТОВ ЖИТЕЛЯМИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ В НАШИ ДНИ

Я решила выяснить, знают ли о сорбентах и их применении люди моего ближайшего окружения. С этой целью я провела анкетирование среди своих одноклассников, их родителей, старших братьев, сестер, бабушек и дедушек, учеников старших классов, знакомых моей семьи. Было опрошено 153 человека, из них 53 – лица мужского пола, 100 – женского. Всех опрошенных мы поделили на 4 возрастные категории: 50 человек – дети 10 -11 лет, 49 человек – подростки от 13 до 15 лет, 27 человек от 20 до 40 лет  и 27 мужчин и женщин от 40 до 70 лет.

В анкете были предложены следующие вопросы:

1. Что вы употребляете при пищевых отравлениях?
2. Употребляете ли вы сорбенты?
3. Если употребляете, то какие именно (Уголь активированный, Полисорб, Полифепан, Энтеросгель, другое).

Результаты анкетирования показали, что при пищевых отравлениях лица всех возрастных категорий помимо активированного угля чаще всего используют Смекту, Мезим-форте и различные нелекарственные средства (минеральная вода, травы). Подростки знают, что промыть желудок можно при помощи раствора марганца. У 20-70 -летних также популярен Лактофильтрум (См. приложение 1, таблица 1).

Более нас интересуют результаты употребления сорбентов (см. приложение 1, таблица 2). Как и ожидалось, около 80 % опрошенных предпочитают активированный уголь. Всего 7 человек из 153 опрошенных употребляют Полисорб, 6 – Энтеросгель, 4 – Полифепан. Почти 20 % сорбенты не употребляют, либо не знают о существовании данных препаратов.

Таким образом, жители одного из экологически неблагоприятных городов страны сорбенты знают плохо и необходимость их применения не видят.

2.4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ПРИМЕНЯЕМЫХ СОРБЕНТОВ

Следующей целью моего исследования стало выявления степени очищающего воздействия на организм различных сорбентов, тем более что аптечная цена (внутри одной аптеки) очень отличается. Соответствует ли цена качеству?

Для выяснения поглотительной способности различных сорбентов я провела еще один эксперимент в лаборатории Уральского лесотехнического университета. Для эксперимента я выбрала два сорбента: Полисорб и Энторосгель. Для изучения поглотительной способности сорбентов мною использовались аналитические весы, встряхиватель, спектрофотометр и ряд лабораторных приборов. (см. «Отчет о проведении практической части исследовательской работы: сравнение поглотительной способности сорбентов»).

Отмерив с помощью аналитических весов необходимое количество сорбента, я пересыпала его в заранее приготовленные колбы (7 штук). Пронумеровав колбы, я поместила их на второй прибор – встряхиватель.

Отмерив одинаковое количество раствора метиленового синего (красителя, который приготовила для меня руководитель проекта), я добавила его в каждую из колб и включила прибор. Каждая из колб находилась в приборе различное время: от 5 минут до 1 часа. В результате происходило перемешивание сорбента с раствором красителя (совсем как в нашем организме, ведь при приеме лекарства мы не замираем в неподвижном состоянии).

Эти манипуляции были проделаны как для Полисорба, так и для Энтеросгеля.

Визуальный анализ поглотительной способности исследуемых сорбентов (качественная оценка) показал, что Полисорб и Энтеросгель справились с очисткой не одинаково. Раствор после воздействия Полисорба и через 5 минут и через 30 минут и через час светлее, чем после воздействия Энтеросгеля.

На фото видно, что вся полученная шкала после воздействия Полисорба светлее, чем после воздействия Энтеросгеля.

Предварительный вывод: поглотительная способность Полисорба выше, чем у Энтеросгеля, то есть он является более эффективным медикаментом для выведения из организма вредных токсических примесей.

Для точной (количественной) оценки руководитель проекта предложила проверить результаты еще на одном приборе – спектрофотометре, предназначенном для определения оптической плотности раствора. (см. 2-ую часть «Отчета о проведении практической части исследовательской работы: сравнение поглотительной способности сорбентов»).

Для сравнения оптической плотности в качестве исходного материала была взята дистиллированная вода. Дистиллированная вода была набрана в кювету и установлена в спектрофотометр. Затем в другую кювету по очереди наливался раствор из колб по номерами 1 – 7 и также устанавливался также внутрь прибора. По дистиллированной воде настраивалась нулевая отметка прибора, а затем измерялась оптическая плотность исследуемого раствора.

Данные измерения были занесены в последний столбец таблиц.

Таблица 1

Изучение поглотительной способности лекарственного препарата Полисорб

Таблица 2

Изучение поглотительной способности лекарственного препарата Энтеросгель

Показания прибора с Полисорбом в строчках 6 и 7 и показания с Энтеросгелем в строчках 5 – 7 идут вне последовательности. Как объяснила руководитель проекта, это происходит, когда препарат исчерпывает свои свойства (перестает сорбировать).

После сравнения показаний прибора был сделан следующий вывод: показания прибора показывают большую оптическую плотность раствора с Энтеросгелем, чем с Полисорбом. Следовательно, Полисорб лучше отсорбировал (очистил) раствор метиленового синего. То есть визуальный и лабораторный анализы совпали.

Результат получился следующим: данные прибора подтвердили, что Полисорб поглощает не только быстрее, но и гораздо эффективнее.

Сравнив данные, полученные в данной лаборатории с лекарственным препаратом Уголь активированный, я пришла к выводу, что степень его сорбции еще выше, по сравнению с Полисорбом и Энтеросгелем. Осталось выяснить, какой препарат дешевле.

Уголь активированный – УФБ

Стоимость – 6 руб. за 10 таблеток по 0,25 г.

Препарат назначают в таблетках по 1 – 3 таблетки 3 – 4 раза в день. Препарат принимают немедленно, затем – через 4-6 ч до улучшения самочувствия.

Следовательно, один прием Угля активированного обойдется примерно в 3руб 60 копеек.

Курс лечения – 7 рублей 20 копеек.

Энтеросгель

Стоимость – 220 руб. за 225 г.

Принимают по 1 ст. ложке (15 г) 3 раза в день. Перед употреблением разовую дозу препарата заливают двойным объемом воды (30 – 40 мл), полученную смесь тщательно размешивают до получения однородной массы, затем принимают внутрь. Длительность приема – не более 5 суток.

Следовательно, один прием Энтеросгеля обойдется примерно в 15 рублей.

Курс лечения – 225 рублей.

Полисорб

Стоимость – 160 рублей за 25 г.

Средняя суточная доза составляет 6 – 12 г. Препарат принимается в 3 – 4 приема в течение суток. Принимать 3 – 5 дней.

Следовательно, один прием Полисорба обойдется примерно в 12 рублей 80 копеек.

Курс лечения – 192 рубля.

Следовательно, разовая доза лекарственного препарата дешевле у Угля активированного, на втором месте по стоимости – Полисорб и самым дорогим оказался Энтеросгель. Таким образом, самым дешевым оказался препарат, обладающий лучшей сорбцией и самым дорогим – с более низкой сорбционной способностью.

Заключение

Таким образом, в ходе исследования мне удалось выяснить, что экологическая обстановка Урала очень тяжелая, мои земляки нуждаются в очищении организма от вредных веществ, накапливающихся вследствие влияния промышленности (особенно металлургии). Вместе с тем, уральцы плохо знают о таких доступных средствах очищения организма как сорбенты. Я узнала об истории сорбентов и их видах. Исследования, которые я провела в лаборатории,  показали, что стоимость лекарственных препаратов не всегда соответствует качеству. Такие энтеросорбенты как Уголь активированный и Полисорб поглощают вещества не хуже, а даже лучше более новых и дорогостоящих препаратов.

Список литературы

1. Алексеев А. И., Николина В.В. География: население и хозяйство России: Учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений. – 2-е изд. М. : Просвещение, 1996. – 319 с.
2. Большаков В.Н., Безель В.С. Региональная экология. – Екатеринбург: Издательство «Сократ», 2000. – 224 с.
3. Большая энциклопедия «почемучек» / Пер. с англ. Е.В. Комиссарова, В.А. Жукова. -  М. : ЗАО «РОСМЭН -ПРЕСС», 2007. – 200 с.
4. Герасимова Т.Л. Начальный курс географии. – М. : Дрофа, 2006. -168 с.
5. Капустин В.Г., Корнев И.Н. География Свердловской области: Учебное пособие для основной и старшей школы. – Екатеринбург:  Издательство «Сократ», 2006. – 400 с.
6. Словарь русского языка : Ок. 53 000 слов / С.И. Ожегов ; Под общ. ред. проф. Л. И. Скворцова. – 24-е изд., испр. – М. : ООО «Издательство Оникс», 2008. – 640 с.
7. Суравегина И.Г., Мамедов Н.М. Экология. – М. : Школа – Пресс, 1996. – 176 с.
8. Токсикологическая химия. Практикум / Т.В. Плетнева. – М. : Эксмо, 2008. – 528 с.
9. Токсикологическая химия : Учебник для вузов / Под ред. Т В. Плетневой. 2-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР – Медия, 2006 – С. 38 – 49.
10. Хочу все знать! : Большая иллюстрированная энциклопедия интеллекта / Пер. с англ. А. Зыковой, К. Молькова. – М. : Эксмо, 2009. – 440 с.
11. Чудеса света : Полная энциклопедия / Н.Н. Петрова. – М. : Эксмо, 2009. – 256 с.
12. Экология – Википедия [Электронный ресурс]. – режим доступа: http://yandex.ru/yandsearch?text=Википедия+Экология&from=fx3&clid=46510&lr=54.
13. Промышленность – Википедия [Электронный ресурс]. – режим доступа: http://yandex.ru/yandsearch?text=Википедия+Промышленность&from=fx3&clid=46510&lr=54.
14. Карабаш. История с продолжением [Электронный ресурс]. – режим доступа: karabash.ru.
15. Карабаш. История с продолжением [Электронный ресурс]. – режим доступа: karabash.ru.
16. Горная страна [Электронный ресурс]. – режим доступа: http://darua1209.narod2.ru.
17. Природные ресурсы Урала [Электронный ресурс]. – режим доступа: http://fotki.yandex.ru/users/darua1209/view/302379/?page=0.
18. Кабакова Юлия Наступят времена почище [Электронный ресурс]. –  режим доступа: http://www.expert-ural.com/1--5152/.