Определение степени загрязнения воздуха.

Большеломовисская средняя общеобразовательная школа

Юношеские чтения имени В. И. Вернадского

«Экология глазами детей»

Определение степени загрязнения воздуха

в селе Большой Ломовис

Работу выполнила

ученица 9 класса

Першина Наталья Николаевна

Руководитель: учитель биологии

и географии Перова Елена Тимофеевна 

2  0  0  6 

Берегите эти земли, эти воды, 

Даже малую былиночку любя. 

Берегите всех зверей внутри природы, 

Убивайте лишь зверей внутри себя! 

Е. Евтушенко

     Кроме Атлантического, Тихого, Индийского и Северного Ледовитого океанов есть на свете ещё один океан – самый большой из всех океанов, и мы каждый день, сами того не замечая,  «купаемся» в нём. Океан этот не солёный, не пресный, и к тому же без берегов и воды. Словно огромные серебристые рыбы, проплывают по его просторам самолёты. Конечно, речь идёт о самом большом – о голубом воздушном океане. Четыре водяных океана разлились по земле, а пятый, воздушный – над Землёй.

   Пятый океан очень важный для жизни. Воздухом дышим мы с тобой, дышат и звери, и птицы, и растения – всё живое на земле не может обойтись без него. Когда человек опускается глубоко под воду или собирается в космический полёт, он обязательно берёт с собой запас  воздуха. А если бы пятый океан вдруг исчез. Наша Земля всего через несколько минут стала бы безжизненной планетой. Воздушная оболочка Земли – это и её удивительная голубая «рубашка». В такой «рубашке» наша планета не перегревается от солнечного жара, не стынет от космического холода. Кроме того, воздушная оболочка, словно боевая кольчуга, защищает Землю от космических метеоритов. Пятый океан защищает нас и от космических лучей-невидимок. Они бы давно уничтожили на Земле всё живое, да воздух их не пропускает. Ещё одну важную работу выполняет пятый океан – следит за климатом на нашей планете. Так что воздушная «рубашка» нашей планете просто необходима, и только благодаря ей на Земле, единственной планете во всей Солнечной системе, существует разумная жизнь.

   Атмосфера громадна, и предполагалось, что пыль, все дымы и газы, выделяемые промышленностью, быстро рассеиваются, как бы растворяясь в воздухе. При этом не учитывалась их концентрация в городах и циркуляция воздуха сверху вниз.

   Ежегодно выделяется в атмосферу углекислого газа от сжигания каменного угля более 5,6 млрд. т, от выдыхания всем населением Земли – 1,11 млрд. т.

    В крупных городах выпадает пыли до 400 т в день. Иногда появляется смог – дымовой туман, содержащий ядовитые газы – двуокись серы и двуокись азота. В Лондоне от смога в 1952 году от смога в течение 5 дней погибло 4000 человек. Рассказывает американский учёный Баттон: «3 декабря 1952 года в Лондоне стоял прекрасный день. В небе виднелись пушистые облака, ветер с Северного моря принёс прохладный, свежий воздух, люди вдыхали его, наслаждались и радовались превосходной погоде.

   4 декабря сила ветра уменьшилась, облака закрыли всё небо, в воздухе почуствовался запах дыма. Из многих тысяч труб тихо поднимались вверх несгоревшие остатки угля – горючие газы, копоть, зола. Крупные частицы сажи падали на улице, сыпались на одежду прохожим. А более мелкие продолжали парить в воздухе.

   5 декабря ветер окончательно стих, на город пал туман, он ухудшил видимость, затруднил движение транспорта. Запах дыма усиливался с каждым часом. Уже в 10 метрах ничего не было видно, пешеходы брели по тротуарам на ощупь, как слепые, автомобили включили дальний свет. Город погрузился в смог!

   У людей болели и слезились глаза, старики и люди с больными лёгкими и сердцем тяжко страдали, не хватало кислорода, люди задыхались. Больницы были переполнены. 4000 человеческих жизней унёс в те дни лондонский смог!»

   К сожалению, смог – частый гость и других крупных городов мира. Нередко их сравнивают с действующими вулканами. И днём, и ночью изрыгают Нои в атмосферу тысячи тонн ядовитыз газов, пыли, сажи, копоти, золы. Смог появляется в Токио, Сиднее, Мехико, Буэнос-Айресе и др. В Лос-Анджеле в 1962 году смог наблюдался в течение 212 дней.

   Источник смога – нефтяная промышленность и в особенности автотранспорт, выбрасывающий с выхлопными газами в день около 2500 т углеводородов. Источниками загрязнения атмосферы являются также электростанции, отопление, уничтожение мусора.

   Загрязнение воздуха свойственно не только густонаселённым городам с развитой промышленностью и не только отдельным странам. Атмосфера не имеет границ, и загрязнения переносятся из одной страны в другую.

   При взрыве водородной бомбы выбрасывается 10-100 млн. т мельчайшей радиоактивной пыли. Радиоактивное облако на высоте 8015 км обходит несколько раз вокруг земного шара. Уходящие в атмосферу частицы затем в течение 10 лет оседают на поверхность Земли.

   Даже реактивный самолёт за один трансатлантический рейс сжигает 35 т атмосферного кислорода, т.е. столько, сколько потребуется для дыхания 5-10 тысяч человек в течение года жизни.

   Промышленностью и транспортом вводятся в атмосферу и вредные вещества. Задача состоит в том, чтобы производства и транспорт не выделяли бы их, а использовали все отходы.

   В природе в каждом биогеоценозе все отходы жизнедеятельности живых организмов и даже сами отмершие организмы потребляются бактериями, разлагаются ими и вещества, по существу отходы жизнедеятельности бактерий, снова используются растениями и вступают в биологический круговорот.

   В каждом производстве должен быть своего рода круговорот веществ. Должны быть созданы замкнутые системы производств.

    Растения обладают высокой чувствительностью к внешним антропогенным воздействиям. Их реакция на загрязнение природной среды газами, пылью, тяжёлыми металлами, вредными веществами проявляются значительно быстрее и зачастую нагляднее, чем у животных или человека. При действии малых концентраций внешние изменения, как правило, хорошо заметны на тех органах, которые осуществляют активные физиологические процессы, например: на молодых листьях, на зоне роста стебля и др. Более глубокие изменения обнаруживаются позже, особенно при учёте урожая, который существенно снижается. Благодаря высокой чувствительности к загрязнению среды, наглядности проявления его воздействий растительные организмы очень удобно использовать в качестве своеобразных индикаторов в биомониторинге.

   Биомониторинг – одно из ключевых направлений современной экологии. Многие отечественные и зарубежные учёные работают в настоящее время над методологией мониторинга. Это очень трудная задача, потому что живые организмы очень часто реагируют на изменения в окружающей среде неординарно. Сразу целым комплексом параметров жизнедеятельности, но при этом некоторые процессы в них могут оставаться неизменными и вводят исследователей в заблуждение.  Кроме того, разные организмы имеют разную чувствительность к тем или иным воздействиям. Но биологические методы мониторинга имеют целый ряд преимуществ перед всеми остальными. Они менее трудоёмки и дорогостоящи, суммируют в себе все важные данные о воздействиях загрязнений на живое, указывают скорость происходящих изменений, пути миграции и места скопления загрязняющих веществ в экосистемах, и, самое главное, позволяют судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы и человека.

   Среди лиственных и травянистых пород существуют виды чувствительные, и не очень, к загрязнению атмосферы. По имеющимся данным, наиболее устойчивыми к загрязнению являются белая акация, каштан, тополь канадский, клён ясенелистный, платан восточный, шелковица белая; бересклет, боярышник, лещина, ольха, ива; из трав – льнянка, мать-и-мачеха, птичья гречишка, тысячелистник, хвощ и др. Весьма чувствительны – астры, гладиолусы, тюльпаны, нарциссы, ландыши, фиалки, герань, лютик, мятлик, майник, подмаренник, а также берёза, липа, ясень американский.

   У высших растений вредные примеси в атмосферном воздухе влияют прежде всего на состояние и активность фотосинтезирующего аппарата. Снижается содержание хлорофилла за счёт его разрушения, закрываются устьица, замедляется синтез органических веществ. Например, в загрязнённых районах древесные породы накапливают на зиму меньшее количество запасных питательных веществ, что неблагоприятно сказывается на их зимовке. Исследования показали – сильнее всего фотосинтез подавляет хлор, затем по степени токсичности идут аммиак, сероводород и далее сернистый газ. Загрязнение атмосферы кислыми газами вызывает у растения увеличение испарения воды листьями, усиление дыхания и многих окислительных процессов в организме, а следовательно, подавление роста и ускорение старения.

    Внешне действие токсикантов проявляется в некрозах – пятнах на листьях и стеблях, в изменении окраски листьев (бледно-зелёный цвет, покраснение или пожелтение), в низкорослости, изрежении кроны, опадении листвы. Наблюдаются изменения и на микроскопическом уровне: уменьшается эпидермис листа, увеличивается число устьиц, толщина кутикулы, густота опушения, меняется густота жилкования, соотношения столбчатой и губчатой паренхимы листа, то есть степени его аэрации.  

 Среди высших растений наиболее чувствительны к загрязнению атмосферы хвойные породы. На первом месте ель, пихта, сосна, и, наконец, лиственница. В исследованиях в качестве биоиндикатора используется сосна, как наиболее широко распространённая культура. В её коре, древесине и хвое могут накапливаться загрязняющие вещества, оказывая влияние на рост и жизнеспособность дерева. В промышленных, загрязненных районах, хвоя буреет, закручивается на концах или спирально по всей длине. Хвоя трёх-, четырёхлетнего возраста опадает. Учёные г. С-Петербурга разработали специальные таблицы для определения класса загрязнения воздуха по исследованию состояния хвои у сосны.

    Для изучения состояния воздуха в с. Большой Ломовис мы провели  исследование по методике санкт-петербургских учёных.

«Определение класса загрязнения воздуха по исследованию состояния хвои у сосны».

Цель нашей работы - научиться простейшим практическим навыкам определения степени загрязнения воздуха; определить степень загрязнения воздуха в с. Б. Ломовис.

   Мы выбрали в районе школы и прилегающей территории 5 молодых деревьев сосны доступной высоты (1-1,5м: это обычно 8-15-летние сосенки с 8-15 мутовками боковых побегов на главном стволике, т.к. в год образуется одна мутовка).

    У каждого деревца внимательно рассмотрели верхушечную часть стволика, нашли участок центрального побега предыдущего года (второй сверху, между первой и второй мутовками).

    Все хвоинки на этом участке тщательно рассмотрели для определения класса повреждения и усыхания.

      О ц е н к а  п о в р е ж д е н и я:

                1 – хвоинка без пятен;

                2 – есть несколько мелких пятен;

                3 – много пятен, некоторые из них на всю ширину хвоинки.

       О ц е н к а  у с ы х а н и я:

                1 – нет сухих участков;

                2 – кончик 2-5мм усох и пожелтел;

                3 – усохло до 1/3 хвоинки;

                4 – вся хвоинка жёлтая, более ½ длины сухая.

Надо иметь ввиду, что шипик на конце хвоинки всегда более светлый, поэтому его окраска не включается в оценку.

    Установили, сколько лет сохраняется хвоя у исследуемого дерева. Каждая мутовка – это год жизни.

Результаты исследования хвои у сосен

    Используя полученные цифры, определили класс загрязнения воздуха по таблице:

1 – идеально чистый воздух;

2 – чистый;

3 – относительно чистый («норма»);

4 – загрязнённый («тревога»);

5 – грязный («опасно»);

6 – очень грязный («вредно»);

« -«  - невозможные сочетания.

Выводы: В с. Большой Ломовис воздух соответствует классу загрязнения 1 – «идеально чистый воздух» и 2 – «чистый», следовательно, мы проживаем в экологически чистой местности.

 «Изучение запылённости воздуха»

Цель: Изучить методику определения запылённости воздуха; определить запылённость воздуха в с. Большой Ломовис.

   Изучать запылённость воздуха можно с помощью фильтровальной бумаги или скотча. На кусочек фильтровальной бумаги, смоченный водой, мы прикладывали листья растений, взятых в различных местах исследуемой территории: у дороги, во дворе школы и своего дома, в парке и получили пылевые отпечатки. Повторили опыты, приложив листья к скотчу и получили пылевые отпечатки на скотче. Сравнили и оценили степень запылённости листьев растений и результаты занесли в таблицу.

Степень запылённости листьев в различных местах исследуемой территории

     Сделали вывод: запылённость воздуха в с. Б. Ломовис незначительная и неодинаковая в различных местах. Самый чистый воздух в местах, удалённых от дорог и от мест скопления людей. Растения защищают нас от пыли. Места скопления транспорта и людей должны быть хорошо озеленены.

«Изучение загрязнённости среды асбестовой и резиновой пылью».

Цель: Изучить простейшую методику определения загрязнённости среды асбестовой и резиновой пылью; изучить загрязнённость среды асбестовой и резиновой пылью в с. Большой Ломовис.

   Резиновая и особенно асбестовая пыль представляют большую опасность для здоровья человека. Резиновая пыль является продуктом износа автомобильных шин. Асбестовая пыль является следствием износа фрикционных накладок дисков сцепления и тормозных колодок. Асбест плохо выводится из организма, поэтому процесс его воздействия на внутренние органы, лёгкие, слизистые оболочки очень длителен и ещё не изучен до конца.

Мы провели подсчёт автотранспорта на ломовисской магистрали 3 раза по 15 минут. Экстраполировали полученные данные за 1 день (из расчёта 12 часов интенсивного движения). Классифицировали транспорт (легковые, грузовые, автобусы). Подсчитали, какое количество асбестовой и резиновой пыли было выброшено на 1км дороги в сутки, за год. Выброс резиновой пыли одним автобусом составляет примерно 30 кг в год, асбестовой пыли – 13 кг в год. Результаты занесли в таблицу:

Загрязнение окружающей среды асбестовой и резиновой пылью с. Б. Ломовис

Вывод: Степень загрязнённости асбестовой и резиновой пылью в с. Б. Ломовис незначительная, но всё-таки необходимо воздержаться от сбора ягод и грибов вдоль дорог.

Список литературы:

1. Верзилин Н. Н., Верзилин Н. Н., Верзилин Н. М. Биосфера, её настоящее, прошлое и будущее. – М.: Просвещение, 1976.

2. Захлебный А. Н. Книга для чтения по охране природы. – М.: Просвещение, 1986.

3. Дитрих А. К., Юрмин Г. А., Кошурникова Р. В. Почемучка. – М.: Педагогика-Пресс, 1993.

4. Мазо В. Б., Парменова Л. М. Сохраним нашу Землю голубой и зелёной. – М.: Школа-Пресс, 1998.

5. Филичкина О. А. Ботаника в схемах и рисунках, в вопросах и ответах. – Тамбов, 1993.

6. Яблоков А. В. И др. Биология и современность. – М.: Просвещение, 1990.