снег - индикатор окружающей среды

       МОУ СОШ № 27

Снег – индикатор чистоты

окружающей среды

                     Выполнила: Хегай Ксения, 9 А класс

                              Руководитель: Суховеенко Раиса Егоровна,

                                                         учитель биологии

Подольск

2013 г.

 Содержание    

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

2. Глава 1. Источники загрязнения снежного покрова микрорайона Заречный………………………………………………………………………………  5

1. 1. Железнодорожный транспорт как источник загрязнения снежного покрова ………………………………………………………………….   5

1.2.Влияние автотранспорта на состояние снежного покрова…………..  6

     3. Глава 2. Практическая часть………………………………………………… 7

            2.1. Определение участков для исследования проб снега………………. 7  

            2.2. Отбор проб…………………………………………………………….. 7

            2.3. Исследование проб талой воды……………………………………….7

            2.3.1.Органолептические пробы………………………………………….. 7

            2.3.2. Определение наличия взвешенных частиц………………………... 8

            2.3.3. Определение кислотности талой воды…………………………….  8

     2.3. 4. Выявление хлорид – ионов (Cl -)…………………………………..  8

     2. 3. 5. Выявление сульфат – ионов (SO4)………………………………...  9

            2. 3. 6. Выявление сульфит - ионов (SO3 2-)………………………………  9

            2. 3. 7. Выявление свинца (Pb2 +)…………………………………………   9  

            2. 3. 8. Обнаружение катионов железа (Fe 3 +)…………………………..   9

            2.4. Выводы………………………………………………………………..  10

4. Заключение……………………………………………………………………...  11

5. Список использованной литературы …………………………………………. 13

6. Приложения. Приложение 1……………………………………………………14

                            Приложение 2……………………………………………………15

                            Приложение 3…………………………………………………… 16      

                            Приложение 4……………………………………………………17

                            Приложение 5……………………………………………………18

                            Приложение 6……………………………………………………19

                            Приложение 7……………………………………………………20

                            Приложение 8……………………………………………………21

                            Приложение 9……………………………………………………22

         Введение.

        В русских сказках, в былинах богатыри черпали силы, прикоснувшись к Матери-земле или выпив живой воды. Вода и земля были символом жизни, обновления. Они и теперь основа основ, без которых была бы мертва наша планета.

         Водные ресурсы Московской области имеют большое народно-хозяйственное значение: они снабжают водой население и промышленность. Регулируют уровень водохранилищ, выполняют важные мелиоративные орошения и рекреационные функции.

         В наше время актуальной является проблема загрязнения окружающей среды. Все географические оболочки тесно взаимосвязаны между собой. Атмосфера оказывает интенсивное и разностороннее воздействие на гидросферу, почвенный покров, на живые организмы, в том числе и на человека.  Активное воздействие атмосферы на наземные экосистемы и гидросферу проявляется через атмосферные осадки в виде дождя и снега. В нашем регионе на протяжении 3-4 зимних месяцев формируется снеговой покров, в котором накапливаются различные загрязнители. Поэтому его можно считать индикатором окружающей среды.

         Цель: Изучить состояние снегового покрова микрорайона Заречный, как индикатора окружающей среды.

         Задачи:

         1. Изучить  литературу  о загрязнении снежного покрова и водных ресурсов Подмосковья.

         2. Определить загрязнение снега по пробам, взятым на исследуемых участках.

        3. Выявить источники загрязнения снежного покрова.

        4. Определить виды загрязнений снежного покрова.

         5. Привлечь внимание общественности и экологических организаций города к данной проблеме.

         Методы исследования:

1.Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач);

2.Экспериментальный (постановка опытов, проведение химического анализа);

3.Эмпиричексий (наблюдения, описания и объяснения результатов исследования).

3

         Поверхностные и подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание, и их химический состав в значительной степени зависит от состояния атмосферы. Загрязнение природных вод превратилось в актуальную современную проблему.  Прежде всего потому, что ощущается нехватка пригодной для употребления воды. В сутки человек потребляет около 3 л воды. 1 литр нефти, либо горюче-смазочных материалов загрязняет несколько миллионов литров воды. Из общего числа выпавших на земную поверхность осадков 30 % воды стекает, 39 % испаряется и 31 % впитывается в почву.

         Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды.

         Индикаторы - (от лат. indicator — указатель, англ. indicator; нем. Indikator.) —это вещества, позволяющие следить за экологическим состоянием окружающей среды, прежде всего потому, что ощущается нехватка пригодной для употребления воды.          

        Вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автомобильные выхлопы и др., накапливаются в снегу и с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы, загрязняя их.
       В сутки человек потребляет около 3 л воды. 1 литр нефти, либо горюче-смазочных материалов загрязняет несколько миллионов литров воды. Из общего числа выпавших на земную поверхность осадков 30 % воды стекает, 39 % испаряется и 31 % впитывается в почву.

         В Московской области есть уникальное творение природы, это подземные воды – главный источник, снабжающий 90 % жителей Подмосковья питьевой         водой хорошего качества. Очень важно сохранить реки, родники, озёра и подземные воды чистыми и пригодными для потребления.

4

          Глава 1. Источники загрязнения снежного покрова микрорайона Заречный

2. 1. Железнодорожный транспорт как источник загрязнения снежного покрова  

         На территории микрорайона Заречный расположена железнодорожная платформа «Силикатная». По железнодорожным линиям движутся транспортные, пассажирские, а также пригородные электропоезда. Например, в течение суток проходят 70 электричек.

         Любая железная дорога представляет собой отчужденную у природной среды полосу, искусственно приспособленную к движению поездов с заданными техническими и экологическими показателями. Для экологической системы, для природного ландшафта железная дорога является чужеродным элементом. На долю железнодорожного транспорта приходится 80% грузооборота и 40 % пассажирооборота транспорта общего пользования РФ. Такие  объёмы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов, и соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Однако по абсолютному значению загрязнение на железнодорожном транспорте меньше чем автомобильном. Вода употребляется во многих технологических процессах железнодорожного хозяйства. В целях экономии этого ценного природного ресурса разработаны нормы потребления и отведения воды. Но после использования на предприятиях вода загрязняется различными примесями и переходит в разряд производственных сточных вод. Качественный и количественный  состав стоков, а также их расход зависят от характера технологических процессов предприятия. При движении железнодорожных составов происходит вынос частиц сажи, битумных, масляных и других минерально-органических соединений. По железной дороге перевозят большое количество грузов разного происхождения: каменный уголь, нефть и нефтепродукты, руды, строительные грузы, лесные грузы – значит, есть вероятность попадания загрязняющих веществ органического происхождения на снежный покров.

         Снежный покров является накопителем данных загрязнений, которые в период таяния снега попадают в почву. Поверхностные сточные воды в основном

5

 содержат взвешенные частицы, нефтепродукты, бактериальные загрязнения, кислоты, щёлочи, масла. Снизить уровень отрицательного воздействия объектов железнодорожного транспорта на снежный покров можно только при целенаправленном внедрении природоохранных мероприятий. Главной задачей проектировщиков является не преодоление противодействия слепых сил природы, как это считалось раньше, а поиск путей согласования технических решений с природными факторами. Необходимо чтобы строительство дороги не ухудшало качество среды обитания, воздействуя на неё.

2. Влияние автотранспорта на состояние снежного покрова

         Микрорайон  Заречный пересекает автомагистраль Подольск- Щербинка. По ней осуществляется активное передвижение грузового, пассажирского транспорта и легковых автомобилей. В пределах микрорайона расположена автозаправочная станция АТП-6 и станция техобслуживания. Автотранспорт не безобиден для окружающей среды, причём на современном уровне развития вред, приносимый им, довольно существен, так как в городах транспорт является основным загрязнителем водных ресурсов. Автомобильный транспорт выбрасывает в атмосферу оксиды азота, серы, углерода, которые в атмосфере, соединяясь с водой, образуют кислоты.              

          Интенсивное загрязнение гидросферы автотранспортом происходит вследствие следующих факторов. Одним из них является отсутствие гаражей для тысяч индивидуальных автомобилей, хранящихся на открытых площадках, во дворах жилых домов.  В микрорайоне ведётся интенсивная застройка жилых домов высотой  в 14-22 этажа. Положение усугубляется ещё и тем, что сеть ремонтных служб для автомобилей личного пользования недостаточно развита. Ливневые сточные воды с поверхности автомагистралей, площадок АЗС, с территории автотранспортных и авторемонтных предприятий также являются мощным источником загрязнения водных бассейнов в городской местности нефтепродуктами, фенолами, коллоидными частицами, взвесями, суспензиями, эмульсиями  и легкоокисляющимися органическими веществами. Поступление со стоками тяжелых металлов и токсичных веществ резко ограничивает потребление и использование водных ресурсов, пагубно влияет на почву и растительность.

6

         Глава 2.  Практическая часть

         Исследование проводилось 22 февраля 2013 года в районе микрорайона Заречный.

         2.1. Определение участков для исследования проб снега  

         Для взятия проб были выбраны следующие участки:

         Участок № 1 находится  в 2-х м от железнодорожного полотна вблизи платформы станции «Силикатная».

        Участок № 2 находится на въезде на улицу Профсоюзная на обочине автодороги  Подольск-Щербинка, в 200 м от АТП-6.

        Участок № 3 находится в 20-ти м от автодороги  в районе гаражного кооператива

         Участок № 4 находится на территории средней общеобразовательной школы №  27 (см. приложение 1)

         2.2. Отбор проб

         Отбор проб снега осуществлялся в стеклянные банки объёмом  800 мл при помощи металлической лопатки. Фиксировался результат при помощи фотосъёмки (см. приложение 2). Пробы помещены в школьную лабораторию для получения талой воды. Колбы с водой пронумерованы в соответствии с номером места взятия проб: № 1, № 2, № 3, № 4.

         2.3. Исследование проб талой воды

         2.3.1.Органолептические пробы

         1. Перед исследованием проведено взвешивание талой воды. Исследована прозрачность профильтрованной талой воды визуальным методом. Для этого лист с печатным текстом располагался за колбой с пробой воды. В колбах № 1, 2, 3 вода бесцветная, прозрачная, текст хорошо читается. В колбе № 4 вода слабо-мутная, желтовато-серая, текст почти не виден (см. приложение 3).

7

В пробе № 1 до фильтрации на поверхности воды находились масляные капли в небольшом количестве.

         В пробе № 4  вся поверхность воды была покрыта масляными разводами и взвешенными каплями масла.

        2. При исследовании запаха в колбе № 1  ощущается специфический запах масел и битума.

В колбе № 2 и № 3 запах отсутствует.

В колбе № 4 присутствует сильный резкий запах бензина, мазута и резины.

         2.3.2. Определение наличия взвешенных частиц

         Показатель качества снега на наличие взвешенных частиц определён способом фильтрования талой воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием на фильтре осадка. Фильтр перед работой взвешивался. Для взвешивания использовались весы и разновесы. Результаты фиксировались в виде таблицы и диаграммы.  (см. приложение 4,5)

         2.3.3. Определение кислотности талой воды

        Наличие кислотности талой воды определено с помощью индикаторной бумаги (универсальный индикатор). Кислотность определяется показателем pH. Если в пробе меньше pH 5, 6, то это говорит о кислотных выпадениях в изучаемом районе.

        В исследуемых пробах кислотность - pH 5, 5, что соответствует слабо - кислой среде.  (см. приложение 6)

2.3. 4. Выявление хлорид – ионов (Cl -)

         Для обнаружения хлорид – ионов (Cl-) к 10мл пробы прибавлены 3-4 капли азотной кислоты (1:4) и 0,5мл нитрата серебра (AgNO3).  В результате выпал белый осадок, следовательно,  концентрация хлорид - ионов более 100мг/л:          Cl- +Ag+ = AgCl↓ (см. приложение 7)

8

  2. 3. 5. Выявление сульфат – ионов (SO4)

         В пробирку внесено  10 мл пробы 0,5мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5% раствора хлорида бария. Через несколько минут после добавления реактивов в пробирке появилась слабая муть, а затем выпал белый осадок.  По характеру выпавшего осадка определено ориентировочное содержание сульфат – ионов - более10 мг/л.        

         Ba2+ + SO2- = BaSO4  (см.приложение 7)

         2. 3. 6. Выявление сульфит - ионов (SO3 2-)

        В пробирку внесено 10 мл пробы, добавлено 3 мл слабого раствора перманганата калия. Раствор приобрёл розовую окраску,  следовательно, сульфит- ионы (SO32-) ни в одной из проб не обнаружены.

        3SO32- + 2MnO4- + H2О = 2Mn(OH)2 + 3SO4+ 2OH-

       (см.приложение 7)

         2. 3. 7. Выявление свинца (Pb2 +)

         В пробирку с пробой внесено 1мл 50% раствора уксусной кислоты. Добавлено 0.5мл 10% раствора дихромата калия. Наблюдалось жёлтая окраска раствора, более ярко выражена в пробе № 4. Осадка не наблюдалось, следовательно, пробы имеют очень низкое содержание ионов свинца.
(см. приложение 8)

         2. 3. 8. Обнаружение катионов железа (Fe 3 +)

        В пробирку добавлено 10 мл пробы , 1 каплю концентрированной азотной кислоты, затем 2-3 капли пероксида водорода и 0,5 мл раствора роданида

аммония. При содержании железа 0,1мг/л появляется розовое окрашивание, а при

более высоком – красное. Розового окрашивания не обнаружено, следовательно, в пробах воды катионы железа (Fe3+) не содержатся. ( см. приложение 8)  Fe3+ + 3CNS- = Fe (CNS)3

9

         Выводы

        Санитарно- гигиенического заключения на снег и талую воду пока ещё не выработано. Талая вода должна соответствовать всем санитарно-гигиеническим правилам и нормам СанПина  2.1.4.550-96 «Питьевая вода».

        Проанализировав результаты взятых проб с разных участков микрорайона, сделаны следующие выводы:

        1. Снежный покров можно считать индикатором окружающей среды, так как за зимний период снег накапливает  практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды.

         2. Основными источниками загрязнения снежного покрова микрорайона Заречный  являются железнодорожный, автомобильный транспорт, автозаправочная станция, автотранспортное предприятие № 6 и станция техобслуживания. Причём наибольший вред  экосистемам микрорайона наносит автомобильный транспорт.

         3. Преобладающими химическими веществами, загрязняющими снежный покров, являются частицы сажи, битумных, масляных и других минерально-органических соединений, ионы хлора, сульфат - ионы, свинец,  нефтепродукты, фенолы, взвеси, эмульсии  и легкоокисляющиеся органические вещества.

         4. Загрязнённый снег весной в результате таяния превращается в талую воду. Вместе с талой водой все загрязнители, накопившиеся в снежном покрове за зимний период, поступают в пруды, реки, озёра, подземные воды и почву, что приносит  непоправимый вред обитателям водной и почвенной сред.

       5. Источником питьевой воды для человека являются подземные воды. В результате их загрязнения возникает проблема обеспечения качественной питьевой водой жителей Подмосковья.

10

        Заключение.

         В результате проведенных исследований выявлена степень загрязнения снежного покрова в микрорайоне, достигнута цель данной работы. Снег действительно можно считать индикатором окружающей среды, особенно в Подмосковье, где снежный покров сохраняется от трех до четырех месяцев. За этот период в нем накапливается огромное количество различных загрязняющих веществ, которые весной с талыми водами попадают в водоемы, подземные воды и почву. Это может быть причиной нарушения экологического равновесия водных и наземных экосистем. Если будут загрязнены подземные воды, тогда человек лишится самого ценного – чистой питьевой воды, без которой жизнь невозможна. Белый, чистый, серебристый снежный покров – необыкновенно красивое явление природы. Для человека очень важно сохранить естественную красоту на территории своего микрорайона. ( см.приложение 9)

        Для решения данной проблемы необходимо предпринимать действующие меры.

1.          Во время зимней уборки улиц и дорог не только расчищать снег, сдвигая его на обочины дороги, создавая снежные валы, но и вовремя, систематически вывозить снег в определенные для этого места, на относительно безопасное расстояние от жилых микрорайонов.
2.          Не перебрасывать загрязненный снег и лед, счищаемый с внутриквартальных, дворовых и хозяйственных территорий на газоны, цветники, кустарники и другие зеленые насаждения.
3.          Создать в городе предприятие, на котором можно плавить загрязненный снег, очищая его от загрязняющих веществ.
4.          Построить специальные стоянки  и современные многоуровневые гаражи, чтобы освободить дворы и обочины улиц от автомашин. Это будет  способствовать уменьшению загрязнения снега и облегчит расчистку улиц и вывоз снега.
5.          Для снижения загрязнения поверхностных вод открытых водоемов необходимо создание бессточной системы водоснабжения на участках, используемых для мытья автомобилей, а также строительство локальных очистных сооружений с последующим разбавлением остаточного количества загрязняющих веществ.
6.          Экологическим организациям города вести строгий контроль над исполнением своих обязанностей жилищно-эксплуатационными управлениями города.

11

7.          С тех организаций, которые не исполняют свои обязанности, изымать штрафы, а деньги от штрафов перечислять природоохранным организациям

на строительство очистных сооружений или на приобретение современной снегоуборочной техники (например, мини - снегоуборочных машин, удобных для удаления снега на тротуарах и во дворах).

          Практическое значение данной работы

         Данная работа может иметь практическое значение:

         - способствовать формированию экологического, патриотического, нравственного и эстетического сознания школьников и бережного отношения к собственной среде обитания;

        - результаты исследования могут быть использованы на уроках химии, биологии, экологии, физики, географии, учащиеся могут расширить свои знания о свойствах воды в природе;

        - при проведении экологических мероприятий с учащимися и родителями  можно использовать материалы проведённых исследований, фотографии,  презентацию;

       - провести экологическую акцию в микрорайоне, организовать конкурс экологических плакатов на данную тему;

       - привлечь внимание МЖРП к проблеме  загрязнения снежного покрова в микрорайоне;

       - продолжить данное исследование в аспекте влияния талой воды на почву и растительный покров;

12

Список использованной литературы

1. Велек Й. Что должен знать и уметь защитник природы.  М., Изд.  Прогресс, 1993 г.

2. Дорогань Л. В. Экология. М., Изд. Воронеж ,1995 г.

3. Кузнецов В. Н. Экология России. Хрестоматия. М.: АО МДС, 1996 г.

4. Пономарёва И. Н. Экология. М.: Вентана- Графф, 2001 г.

5. Хабарова Е. И., Панова С. А. Экология в таблицах. Справочное пособие. – М.: Дрофа, 1999 г.

6. Экология Подмосковья. Энциклопедическое пособие. М.:  Современные тетради, 2003 г.

7. Экологическая книга для чтения. М.: современные тетради, 2007 г.