Исследовательский проект: «Оценка экологического и агрохимического состояния участка на территории техникума»

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

Саратовской области

«Калининский техникум агробизнеса»

Исследовательский проект: «Оценка экологического и агрохимического состояния участка на территории техникума»

2019 г.

Содержание

                                                    Введение

 Актуальность темы исследования. В отличие от воды и атмосферного воздуха, которые являются лишь миграционными средами, почва является наиболее объективным и стабильным индикатором техногенного загрязнения. Она четко отражает эмиссию загрязняющих веществ и их фактического распределения в компонентах городской территории.  

Почва практически невозобновимый ресурс, «фундамент» экосистем. Не случайно этимологически «почва» восходит к древнерусскому слову «подошва». Лишить почвы возможности «исполнять» возложенные на нее экологические функции можно за сезон, а реанимировать и долго, и сложно, и дорого.

Почва — национальное и одновременно личное достояние каждого человека, богатство государства. Сохранение почвенного покрова территории возможно только при его целостном восприятии, учете всего спектра почв независимо от характера и режима их эксплуатации, поэтому тема «Оценка экологического и агрохимического состояния участка на территории техникума» показалась мне достаточно актуальной в наши дни. Я считаю, что стоит самостоятельно заботиться об окружающей среде и поддерживать тот природный баланс, в котором человек способен нормально существовать. И начинать нужно с улучшения окружающих условий непосредственно близких к нам, в данном случае с состояния почвы на участке, который расположен на территории техникума. Ежегодно проводится большая работа по благоустройству  территории техникума: разбиты клумбы, сделаны гряды для опытнической работы по биологии и агрономии. Но почва клумб постоянно  почему- то приходит в негодность, поэтому я решила узнать причины данной проблемы.

Цель данной  работы – провести оценку экологического и агрохимического состояния ландшафта на территории техникума.

Я  поставила перед собой следующие задачи:

1. Оценить экологическое состояние ландшафта техникума.
2. Осуществить исследование  физического, химического и биологического свойства почвы на участке техникума
3. Проанализировать антропогенное загрязнение почвы и грунтов и его влияние на организм человека.
4. Выработать рекомендации по улучшению экологического состояния почв.

Объектом исследования в данной работе является почва на участке техникума

Предмет исследования – экологическое состояние почвы на участке техникума

Методы:

1. Наблюдение
2. Сравнение
3. Химический
4. Изучение литературы

 II. Экспериментальное изучение экологического состояния почвы на участке техникума

2.1. Характеристика  участка техникума и прилегающей к нему территории

Исследовав окружающую территорию техникума обнаружила следующие проблемы:  Калининский техникум агробизнеса расположен на улице  Первомайская 19, на расстоянии 15 м от дороги  с активным движением автомобилей.  Такое расположение приносит нам немало проблем и отрицательно сказывается на экологической ситуации.

     Проблема состояния и благоустроенности территории техникума имеет более глубокое  экологическое значение, как  кажется на первый взгляд. По существующим санитарным нормам каждое учебное учреждение должно иметь выраженную буферную зону, ограждающую эти особые по своему назначению объекты от загазованной городской среды.  Учебные заведения должны находиться от проезжей части на расстоянии не менее чем 30 м. В нашем случае эта норма не соблюдается.  

На основании вышеизложенного я пришла к выводу, что расположение техникума не  соответствует санитарно-гигиеническим нормам, так как рядом с ним   находится  автодорога.

Еще одна проблема  - соседство с продовольственным магазином. Это выбрасываемый и наметаемый ветром на  территорию техникума  мусор, упаковки, пластиковые бутылки и т.д.

       Я считаем, что пора ужесточить меры административного   наказания за загрязнение или засорение общественным мест. Всё это негативно отражается на почве нашего участка, она  засоряется и будет содержать много токсичных солей, что я и выяснила в ходе исследования.

     2.2. Исследование механического состава почвы

Механический состав играет важную роль в жизни растений.  Важная характеристика почвы – ее механический состав, т.к. он определяет видовой состав и жизненность растений. Он позволяет также судить о плодородии почвы. Одно и то же растение сосны будет иметь различный внешний вид на супеси и на тяжелом суглинке.

Оборудование: рулетка на 10 м, лопатка, веревка, нож или ножницы.

Проведение исследований почв: необходимо правильно взять почвенный образец. Рекомендуется взять участок площадью 100 м2 (10x10м), т.е. любая сторона этого участка будет равна 10 м. Для удобства можно отметить границы участка с помощью веревок, укрепленных на высоких палках. Длину каждой стороны измерим с помощью рулетки. Рекомендуется составлять средние образцы почвы из 5-8 индивидуальных проб, взятых в различных точках участка. На практике для отбора почвенных образцов часто используют метод “конверта”, т.е. в каждой из пяти точек, как указано на рисунке, необходимо взять образец почвы с помощью лопатки (его называют индивидуальным), а затем смешать эти 5 индивидуальных образцов, и полученный средний образец использовать для проведения исследования.

Определение механического состава почвы с помощью мокрого метода, или метода раскатывания шнура.

Таблица 1. Результаты исследования механического состава почвы

2.3. Расчет токсичных и нетоксичных солей

Порогом токсичности называется то предельное количество солей в почве, выше которого начинается угнетение роста и развития растений. Величина его зависит в первую очередь от состава солей, а затем от механического состава почвы, ее увлажненности, климатических условий, вида растений и др. К токсичным относят ионы, способные образовывать токсичные соли. Ионы хлора, натрия, магния относят к категории токсичных. Сульфат - и карбонат - ионы токсичны только в том случае, когда они образуют натриевые и магниевые соли. 

Содержание токсичных солей нашла расчетным путем по результатам анализа водных вытяжек из почв. При расчете приняла, что ионы Cl-, Na+,

Mg 2+ переходят из почв в водные вытяжки главным образом вследствие растворения легкорастворимых, или токсичных солей.

При вычислении массовой доли (%) токсичных солей сначала рассчитала содержание эквивалента токсичных ионов HCO32+, SO4    и Ca2+, затем суммировала массовые доли (%) всех токсичных ионов. Содержание эквивалента токсичных солей рассчитала следующим образом: При HCO3-  > Са 2+. При взаимодействии HCO3 –  с  Са 2+  образуется нетоксичная соль Са(НСО3)2, остаток  HCO3-  даст токсичные соли с Na+  и  Mg2+.

HCO- 3  (токсичный) = HCO -3 (общий в водной вытяжке) –  Ca 2+        

В этом случае сумма токсичных солей,  % [ Na + + Mg2+ +  Cl - + SO2- 4  +    HCO- 3(токс)]

При HCO3 -  < Ca 2+

При взаимодействии  Ca 2+ (общий в водной вытяжке) с HCO -3 образуется нетоксичная  соль Са(НСО3)2 Са 2+  - НСО3- = Са 2+   (остаточный)

Са 2+ (остаточный)  при взаимодействии с SO4 2-  даст нетоксичную соль СаSO4.

SО42- (токсичный) =   SО42-  (общий в водной вытяжке) – Са2+ (остаточный).

Остаток  SO42-  при взаимодействии и с Na+   или с Mg2+ дает токсичные соли.

В этом случае сумма токсичных солей, % = [ Na+   + Mg2+ + Cl-  + SО42-  (токсич.)].

При  HCO3 -   + SО42-  < Са2+

Са2+ (общий в водной вытяжке) - CO3 -   = Са2+ (остаточный)

Са2+ (остаточный) - SО42-  (общий в водной вытяжке) = Са2+ (токсичный)

В последнем случае токсичность кальция связана с образованием токсичной соли СаСl2.  Сумма токсичных ионов будет равна, = % [ Na+   + Mg2+ + Cl-  + Са2+ (токс)]

Результаты расчета токсичных и нетоксичных солей почвы на участке техникума приведены в таблице.

Таблица 2. Расчет токсичных и нетоксичных солей  

Рассчитала  степень  засоления по «суммарному эффекту» токсичных солей, выраженному в мг ·экв. Cl-

2,06 + 0,5/3 + 15,23 / 6 = 4,77 – сильнозасоленная почва.

2.4.Определение кислотности почвы

Оборудование и приборы: Контрольная шкала образцов окраски растворов, раствор универсального индикатора, пипетка- капельница (0, 10 мл), пробирка с меткой «5 мл».

Выполнение работы:

1. В пробирку налила 5 мл ( до метки) почвенного раствора

2. Добавила  в пробирку  пипеткой - капельницей 4-5 капель (около 0.10 мл) раствора универсального индикатора.

3. Содержимое пробирки перемешала, покачивая ее.

4.Окраску раствора сразу же сравнила с контрольной школой, выбирая ближайший по характеру окраски образец шкалы.

Таблица 3. Результаты исследования кислотности почвы

2.5.Качественное обнаружение ионов свинца Pb2+

1. При взаимодействии ионов Pb2+  c раствором иодида  калия KI образуется желтый осадок иодида свинца, растворимый в избытке реактива с образованием иодидного комплекса:

Pb2  +  2I-  =  PbI4,

2. Растворы едких щелочей осаждают из растворов, содержащих ионы Pb2+, белый осадок гидроксида свинца Pb(OH)2, растворимый в избытке реактива с образованием гидроксокомплекса  Pb(OH)4.

3. Растворы хромата и дихромата калия с раствором соли Pb  образуют желтый осадок хромата свинца PbCrO4

Таблица 4 . Результаты качественного обнаружения ионов свинца Pb2+

В окружающую среду у автомобильных дорог попадают отходы автотранспорта, содержащие ионы Pb2+ , поэтому необходимо вести учет концентрации свинца в почве, сравнивая с ПДК.

Резюмируя вышеизложенное можно отметить, что результаты исследования  показали, что  все образцы почв, кроме садового участка техникума, имеют большие механические примеси камней, стекла и другие неопознанные материалы. Это свидетельствует о плохом экологическом состоянии почвы на участка техникума.

Выводы:

 Почвы на территории техникума сильно засолены, что показали исследования расчета гипотетических солей. Так же почва содержит токсические соли, что отрицательно сказывается на растениях, которые при концентрации почвенного раствора 0,3 – 0,5 %  погибают, а в моём случае показатели превышают 0,5. Особенно неблагоприятные условия складываются для растений, если соли находятся в верхнем слое, т.е. в зоне расположения корневых систем. На засоленных участках затрудняется поглощение воды растениями, нарушается питьевой режим и в целом их водно-солевой баланс.

Рекомендации  по рекультивации и использованию засоленного участка

  Засоленный участок небольшой площади улучшить:

• внесением в почву органических удобрений,
• увеличением мощности несоленого слоя землеванием (нанесение гумусового слоя с другого места),
• рыхлением,
• внесением песка,
• промыванием пресной водой с последующим рыхлением,
• отведением промывочных вод.

Все эти мероприятия мы проводим на нашем участке: ежегодно завозим землю из леса, вносим органические удобрения и т.д.

                                              Заключение

Почва – часть биосферы. А последняя, как система, - итог непрерывной и необратимой эволюции на протяжении нескольких миллиардов лет. Только теснейшее взаимодействие всех геохимических и биологических процессов в прошлом позволило природе пережить разного рода катаклизмы и кризисы, избежать гибели и достигнуть экологического равновесия.

В своей работе я показала большую значимость и важность экологического состояния почвы, изучила состав  и виды почв, основные загрязнения и способы очистки.

В химической лаборатории  я исследовала образцы почв:

1 – в районе автодороги;

2 –территорию техникума;

3 –садовый  участок техникума.

Результаты исследования  показали, что  все образцы почв имеют большие механические примеси камней, стекла и другие неопознанные материалы. Это свидетельствует о плохом экологическом состоянии окружающей нас почве. Также в ходе моего исследования была подтверждена моя гипотеза о том, что почва на участке техникума и близлежащих территорий имеет определённую степень загрязнённости.

Под влиянием выхлопных газов транспорта, железной дорогой  отмечается ухудшение здоровья учащихся. Также страдает озеленение на территории техникума.

                              Список используемой литературы

 1. «Большая книга экспериментов для школьников», под ред, А.Мейяни, Москва 2009 г.

2. Воробьева, Л. А. Химический анализ почв / Л. А. Воробьева. – М. : Изд-во МГУ, 1998. – 272 с.

3. Орлов, Д. С. Химия почв : учеб. / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, Н. Суханова. – М. : Высшая школа, 2005. – 558 с.

4. Мякина, Н. Б. Методическое пособие для чтения результатов химических анализов  почв / Н. Б. Мякина, Е. В. Аринушкина. – М. : Изд-во МГУ, 1979. – 63 с.

5. Руководство по лабораторным методам исследования ионно-солевого состава нейтральных и щелочных минеральных почв. – М., 1990. – 232 с.