Исследовательская работа Тема: «Негативное воздействие автомобильного транспорта на почву»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение                                                средняя  общеобразовательная школа № 6 г.Бикина

Бикинского муниципального района Хабаровского края

Научно-практическая конференция

«Мир моих увлечений»

Исследовательская работа

Тема: «Негативное воздействие автомобильного транспорта

 на почву»

г.Бикин, 2018г.

      Введение

«Загрязнение почвы приводит к тому, что отравляющие вещества поглощаются человеком вместе с пищей и водой »                                                                                                                                               Дэвид Пайментел  (профессор Корнелльского университета)

В нашем мире невозможно прожить без использования автомобильного транспорта. Автомобиль давно уже не роскошь, а одно из главных средств передвижения. К сожалению, помимо всех тех положительных качеств, которые несет с собой использование автотранспорта, также наблюдается и множество отрицательных факторов. Автомобильный транспорт при движении по автодорогам в процессе своего функционирования оказывает негативное влияние на окружающую среду по многим параметрам. Это загрязнение почвы прилегающих территорий, воздушной среды, поверхностных, подземных вод и прилегающих к дороге водоемов.     Проблема заключается в том, что частицы свинца и серы, выделяемые транспортными средствами, накапливаются в больших количествах в верхних слоях почвы. Накопление свинца может происходить при передаче его по трофическим цепям, что может представлять угрозу состояния экосистем. Поэтому вблизи дорог нельзя заготавливать сено, пасти скот, собирать грибы и ягоды так как   при их потреблении может быть нанесен вред здоровью человека.  В этом и заключается актуальность моего исследования.

Гипотеза:  к числу приоритетных загрязнителей, поступающих в атмосферу с отработанными газами автомобилей,  относится свинец; количество содержания свинца в почвах уменьшается в зависимости от удаления  от автодорог, снижению грузопотока                                                                                        

Цель: проанализировать содержание ионов свинца в почве села Оренбургское на различном удалении от автодороги

Задачи: 

1.Изучить грузопоток автодорог на территории с.Оренбургское;

2. Определить содержание ионов свинца в почве в зависимости от грузопотока и удаленности от автодорог;

3.Сделать соответствующие выводы, о влиянии автотранспорта на загрязнение почвы выбросами свинца.  

Объект исследования – почвы придорожных участков;

предмет исследования – содержание свинца в почве.

Методы исследования: анализ литературы, проведение качественных реакций на ионы тяжелых металлов, приготовление и исследование почвенных вытяжек, наблюдение (определение грузопотока автомобильных дорог)

1. Обзор научной литературы                                                                                                   1.1. Основные экологические проблемы дорожно-транспортных систем.

Автомобильный транспорт является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды. Двигатели внутреннего сгорания, на которых работают все автомобили, за время своей работы сжигают огромное количество нефтепродуктов разной степени очистки. В масштабах Российской Федерации его доля в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу всеми техногенными источниками достигает 43 %, в выбросах парниковых газов - порядка 10 %. Доля автотранспорта в шумовом воздействии на население городов составляет 85 - 95 %. Повышенному риску и необратимой потере здоровья в результате загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом подвержено примерно 12 -17 млн горожан.                                                                              

Отдельную экологическую проблему представляют отходы автотранспортного комплекса.

Ежегодной утилизации подлежит примерно 1,2 млн брошенных и разукомплектованных автотранспортных средств. Величина суммарного экологического ущерба от функционирования автотранспортного комплекса достигает 1,5 - 2 % от ВВП и продолжает возрастать.

2. Токсичность отработавших газов автомобильных двигателей.

В процессе сгорания топливных жидкостей происходит выброс следующих веществ:                                                                                                                       - Отработавшие газы.    Отработавшие газы – наиболее негативный фактор со стороны двигателей внутреннего сгорания, который наносит непоправимый ущерб окружающей среде. Отработавшие газы содержат в своем составе вредные для организма вещества: CO, СО2, NOx, несгоревшие углеводороды (СnHm), тяжелые металлы и канцерогенные вещества. В случае значительных выбросов отработавших газов в атмосферу возможно возникновение смога в больших городах и ухудшение общей̆ экологической̆ обстановки на планете. Результатом воздействия отработавших газов на организм является общее отравление.

Химические вещества. В двигателе внутреннего сгорания используется целый ряд химических веществ, которые имеют органическое (в основном нефтяное) происхождение: топлива, масла, охлаждающие жидкости, газ. Эти вещества могут вызвать отравление при приеме внутрь, при соприкосновении с поверхностью кожи, а также при вдыхании их паров. В случае попадания в почву эти вещества вызывают ее отравление, нанося ущерб сельскому хозяйству. Довольно часто во время транспортировки нефтепродуктов происходят аварии транспорта и попадание этих веществ не только в почву, но также в воды океанов, морей̆ и рек. В результате возникают экологические катастрофы, так как нефтепродукты и химические вещества, попав в окружающую среду, вызывают гибель множества животных, насекомых и растений.

Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств, и сохраняется очень долго даже после ликвидации дороги. Для будущего поколения, которое, вероятно, откажется от автомобилей в их современном виде, транспортное загрязнение почвы останется тяжелым наследием прошлого. Не исключено, что при ликвидации построенных дорог загрязненную не окислившимися металлами почву придется убирать с поверхности.

2.Методика исследований

2..1 Определение участков для взятия проб.

Исследования проводились на территории с. Оренбургское осенью 2017 года. На территории села была выбрана главная дорога: Оренбургское – Бикин.

Для исследования было отобрано по четыре пробы с придорожной зоны и сгруппированы следующим образом:  0-3 м, 3-6 м, 6-10 м, 10-15 м. Каждая проба собрана в пакет, подписана и доставлена в лабораторию кабинета химии.

2.2. Приготовление почвенных вытяжек.

Для приготовления почвенных вытяжек используется методика из школьного практикума [1]. Образцы почвы подсушиваются в течение пяти дней, из каждой пробы делаются навески по 10 г и помещаются в стаканчики, заливаются дистиллированной водой. Через сутки производится фильтрация. Фильтрат сливают в пробирки для проведения химического анализа.

2.3. Химический анализ почвенных вытяжек

Для определения содержания соединений свинца на поверхности почвы используется методику из школьного практикума  [4].

Оборудование: воронка стеклянная, палочка стеклянная, стакан на 50 мл, фильтр бумажный, цилиндр мерный на 50 мл, весы электронные, стакан на 200 мл, штатив с кольцом, кювета.

Реактивы: дистиллированная вода, уксусная кислота, иодид калия.

Предлагаемый метод обнаружения свинца основан на цветной реакции, в результате которой образуется желтый осадок иодида свинца (II). Предварительно анализируемое изделие выдерживают в уксусной кислоте, чтобы перевести содержащийся в нем свинец в растворимую форму:

Pb+2 + 2 CH3COOH 🡪  Pb(CH3COO)2 + 2 H+

Затем к полученному раствору ацетата свинца (II) добавляют иодид калия. Если при этом выпадает желтый осадок, значит, изделие содержало свинец: Pb(CH3COO)2 (р-р) + 2 KI(тв.) 🡪 PbI2(тв.) + 2 CH3COOК

     (бесцветный р-р)               (желтый осадок)

Если осадок не выпадает, значит, изделие не содержит свинец в ощутимых количествах. Чувствительность метода 0,1 мг в 5 мл раствора. Между первой и второй операцией необходимо полностью удалить остатки уксусной кислоты из раствора, так как она обладает маскирующим действием (катализирует окисление иодида калия кислородом воздуха, в результате чего образуется элементарный йод, так же дающий желтое окрашивание раствора). По интенсивности окраски можно судить о содержании свинца в почве. Для этого используем бальную шкалу (Приложение 1. Таблица № 1). Данные заносятся в таблицу №2.

2.4. Определение грузопотока исследуемых автомобильных дорог.

Для расчета количества вредных выбросов автотранспортом за 1 час использована методика, утвержденную приказом Госкомэкологии России № 66 от 16 февраля 1999 года [8].         Для этого         на автомобильной трассе определила  участок дороги протяженностью в  100 м.  Подсчитала  число  единиц  автотранспорта,  проходящего  по  участку.

3.Результаты исследования

3.1. Результаты определения  грузопотока 

20 октября 2017 года  с  17.00  до 18.00  на исследуемых участках был произведен  подсчет проезжающих автомобилей.                                                       (Приложение. Диаграмма № 2)

Таблица № 1. Результаты грузопотока исследуемых автомобильных дорог        (приложение. Фото 1, 2).

3.2 Результаты химического анализа почвенных вытяжек (определение наличия ионов свинца и определение примерной концентрации)

Результаты исследования почвенных вытяжек на содержание ионов свинца занесены в таблицу № 2.

Таблица № 2. Содержание свинца в почвенных вытяжках исследуемых образцов почвы с придорожной зоны.                                                     Приложение1 

Вывод:  почвенные пробы с придорожных зон с.Оренбурское  дали положительные пробы на наличие ионов свинца, окраска полученных раствором менее интенсивная, что свидетельствует о низком содержании свинца в почвах;   чем ближе к автотрассе взята проба почвы,  тем интенсивнее цвет осадка фильтрата, то есть содержание ионов свинца увеличивается  ближе к автодорогам.

4. Заключение

Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств, и сохраняется очень долго даже после ликвидации дороги. Для будущего поколения, которое, вероятно, откажется от автомобилей в их современном виде, транспортное загрязнение почвы останется тяжелым наследием прошлого. Не исключено, что при ликвидации построенных дорог загрязненную не окислившимися металлами почву придется убирать с поверхности.

В ряде стран Европы и в нашей стране неоднократно отмечались случаи отравления детей молоком, которое было получено от коров, выпасаемых вблизи дорог.

Результаты исследовательской работы подтверждают гипотезу: автомобили оказывают негативное воздействие на окружающую среду и в частности на состав почвы.

5.Список литературы

1.О.С.Габриелян Химия 8 класс: учебник.-М.: Дрофа, 2015

2.Ложкин В.Н. Загрязнение атмосферы автомобильным транспортом.-Спб., 2001

3 . Е.В. Нефедова Экология. Учебное пособие. - Новотроицк: НФ НИТУ "МИСиС", 2015. – 136 с

4.Индивидуальный   проект обучающегося по химии.10-11 классы: учебно-методическое обеспечение образовательного маршрута /Н.Н. Пильникова.-Волгоград: Учитель, 2016

5.Элективный курс. Химия и охрана окружающей среды. 10 класс/ составитель И.Н. Баланова.-Волгоград: ИТП «Корифей»

6. Влияние автотранспорта на накопление цинка и свинца в почвах и их биологическое поглощение пшеницей мягкой в придорожных агроценозах. Е.Е. Петрова, Е.В.Райхерт,   https://cyberleninka.ru/article/ 

7. Влияние выбросов автотранспорта  на качество атмосферного воздуха городов России.  Щербатюк А.П.,  https://cyberleninka.ru

8. О применении системы сводных расчетов при нормировании выбросов

 http://docs.cntd.ru/document/1200037013

Приложение 1.

Таблица № 1. Определение содержания свинца в растворе почвенной вытяжки

Диаграмма № 1. Определение  содержания свинца в исследуемых почвенных вытяжках.

Диаграмма № 2. Результаты определения  грузопотока на выбранных автомобильных дорогах