Исследовательская работа "Использование снежного покрова для индикации экологического состояния территорий"

                                                    Номинация «Зеленая планета глазами детей».

Тезисы работы: «Использование снежного покрова для индикации экологического состояния территорий»

Работа выполнена Кругляковой Анастасией Владимировной, ученицей 10 –б МОУ СШ №86 , Пилюгиной Юлией Юкиевной и Чумаковой Екатериной Дмитриевной, ученицами 7-б класса МОУ СШ №86 г. Волгограда. Руководитель работы: Говорова Елена Владимировна, учитель биологии МОУ СШ №86 г. Волгограда.

В связи с научно-техническим прогрессом, развитием экономики, работающими заводами и фабриками, растущим количеством автотранспорта возрастают и масштабы загрязненения окружающей среды: воздуха, почвы, воды. Волгоград является крупным промышленным центром ЮФО, а промышленность области насчитывает более 2000 различных предприятий, это предприятия химической и нефтехимической отрасли, черной и цветной металлургии, машино- и приборостроения, металлообработки, по производству строительных материалов и топливно-энергетического комплекса. Актуальность. Снеговой покров является средой, аккумулирующей загрязняющие вещества из приземного слоя атмосферы. При снеготаянии эти вещества поступают в природные среды, главным образом воду и почву, загрязняя их.

Цель работы: Изучение химического состава снежного покрова исследуемых территорий, оценка влияния талой воды этих территорий на прорастание семян.

Задачи: 1. Провести органолептический и химический анализ проб снега с различных территорий 2. Оценить влияние талой воды этих территорий на прорастание семян нута.  

Объект исследования: снежный покров различных территорий г. Волгограда: №1 у детской площадки парка Гагарина Краснооктябрьского района г. Волгоград, №2 в центре стадиона, принадлежащего территории МОУ СШ №86 ТЗР г. Волгоград №3 у дороги, вблизи МОУ СШ №86 ТЗР г. Волгоград, №4 – дистиллированная вода

Предмет исследования: загрязнители снега, влияние талых вод на прорастание семян.

Методы исследования: теоретический (изучение и анализ теоретических источников, выбор методов), экспериментальный (постановка опыта, химический анализ, биотестирование), эмпирический (наблюдение, описание и анализ результатов).

Мы изучили «Доклад о сoстоянии окружающей среды Волгоградской области в 2016 году», из которого следует, что  масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников на территории региона составила 161,4 тыс. тонн - на 1,5 тыс. тонн больше, чем в 2015 году. На города Волгоград и Волжский пришлось почти 90 тыс. тонн - 35,5 тыс. тонн и 54,3 тыс. тонн соответственно. Уловлена и обезврежена лишь половина от массы всех выбросов, в том числе по г. Вoлгoграду – 65,6 %, по г. Волжскому – 23,9 %.  Доля наиболее вредных и крупных предприятий в общей массе выбросов составила 128,3 тыс. тонн, или почти 80 % от общего количества. Увеличили выбросы «ЛУКОЙЛ-Волгоградэнерго», Волгоградские ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3, Волгоградский филиал ООО «Омсктехуглерод», филиал АО «Каустик», «Теплoвая генерация г. Волжского», Волжские ТЭЦ-2 и ТЭЦ, ТПП «Волгограднефтегаз», АО «РИТЭК» в Руднянскoм районе.   Анализ  выбросов предприятий г. Волгограда определили  выбор ионов для химического анализа талой воды. Кроме химического анализа мы провели  органолептический анализ  и биоиндикацию.  

В ходе органолептического анализа мы описали цвет снега при дневном свете, запах (без нагревания после встряхивания в закрытом сосуде и после нагревания на водяной бане  до температуры 600 ), наличие углеводородной пленки, наличие осадка и мутности. Данные органолептического анализа показывают, что самый загрязненный снег вблизи автодороги, при его таянии образуется раствор с коричнево-бурым оттенком, на нем присутствует углеводородная пленка, талая вода мутная, через сутки на дно стакана оседает осадок. Все это говорит о наличии примесей в растворе, в частности углеводороды - не полностью сгоревшее топливо, масла выхлопных газов автомобилей, осадок- это могут быть соли и смеси переносимые автомобилями в результате обработки автодорог в зимний период. В талой воде парка был обнаружен слабый запах древесины, может быть прелой листвы, а также присутствует небольшой осадок, это тоже могут быть наносы с обуви отдыхающих в парке горожан, т.к. снеговая проба бралась в месте массового пребывания горожан у детской площадки. В талой снеговой воде стадиона также наблюдается небольшая мутность, со временем осадок оседает на дно, он очень незначительный. Его можно объяснить движением воздушных масс.

В ходе химического анализа мы провели опыты на обнаружение ионов Pb2+ , проведя  качественную реакцию с иодидом калия и уксусной кислотой.  Для определения NO3 1-   использовали медную проволочку и концентрированную серную кислоту. Для определения кислотности использовали универсальный индикатор. Данные химического анализа выявили в следовых количествах присутствие ионов свинца вблизи дороги и, к сожалению, в парковой зоне, слабокислую среду в талой воде парка и стадиона, слабощелочную вблизи дороги. Ионы свинца могут попасть в окружающую среду с выхлопными газами автомобилей.  Кислую среду можно объяснить  присутствием слабой угольной кислоты, образующейся при растворении углекислого газа в воде, кроме того, напротив парка, со стороны первой продольной находится завод Красный Октябрь, из труб которого периодически выбрасываются клубы рыжего дыма, а это могут быть кислотные оксида серы. Слабощелочная среда снеговой пробы вблизи дороги – гидролиз солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой, используемых при зимней обработке дорог. Анализ литературы позволил определить состав возможных смесей: хлорид кальция, гравийная крошка, песок, щебенка, мраморная крошка, бишофит (хлористый магний), техническая соль и др. вещества.

Данные биоиндикации « Процент прорастания семян нута при использовании талой воды различных территорий» показывает, что % всхожести достаточно высок: 88% при замачивании в талой воде со стадиона и 89 % талой воде парка. В контрольном проращивании в дистиллированной воде- 90 %. Отстает всхожесть при проращивании семян в талой снеговой воде при заборе снега у дороги –  84%. Видимо, больнее низкий процент прорастания произошел по вине примесей, находившихся в талой воде вблизи дороги.

Наша исследовательская работа показала, что избежать загрязнения территории выхлопными газами и маслами  автомобилей полностью не удается. Кроме того, на экологическую обстановку оказывают влияние зимняя обработка дорог солями и смесями, а также химический состав выбросов завода Красный Октябрь. В весеннее - осенний период сдерживание отрицательных влияний происходит благодаря листве древесно - кустарниковых насаждений пришкольного участка и парка Гагарина.

Выбор методов был осуществлен благодаря анализу литературы по мониторингу окружающей среды. В частности «Школьный экологический мониторинг» под редакцией Т.Я. Ашихминой – М.: АГАР, 2000 и «Следим за окружающей средой нашего города» под редакцией Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. – Школьный практикум.- М.: Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС.