Влияние поверхностно-активных веществ на вымывание гумуса из почв города Уссурийска
статья

 Влияние поверхностно-активных веществ на вымывание гумуса из почв города Уссурийска

Шабля Иван Николаевич

МБОУ СОШ № 14 г. Уссурийска,

Уссурийск, Россия

Учитель химии, магистр педагогики

E-mail: shaaablia@mail.ru

Павленко Милана  Алексеевна 

МБОУ СОШ № 14 г. Уссурийска,

Уссурийск, Россия

Обучающийся

E-mail:  milana.pavlenko.04@gmail.com

АННОТАЦИЯ. В работе поднимается проблема, связанная с попаданием в поверхностные воды и почву поверхностно-активных веществ в результате хозяйственной деятельности человека. Описан забор проб почвы для анализа. Произведено определение типа почвы на каждом из участков с помощью сопоставительных таблиц. Приведено описание проведенных лабораторных исследований, связанных с подготовкой почвы к анализу. Произведено определение количества гумуса в почве до и после обработки поверхностно-активным веществом по методу И.В. Тюрина. Показано, что поверхностно-активные вещества вымывают до 50 % гумуса, содержащегося в почве. Выводы, сделанные в ходе проведенной работы, содержат в себе предложения, связанные с охраной окружающей среды.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА.  Поверхностно-активные вещества. Почва. Гумус. Вымывание гумуса.

На сегодняшний день моющие средства постоянно используются человеком в быту. К моющим средствам относят стиральные порошки, средства для мытья посуды. Без них мы уже не представляем себе наш быт дома. Кроме того, с их помощью происходит очистка автомобилей от загрязнения. Для этого существуют специализированные учреждения – автомобильные мойки.  

Город Уссурийск является динамично развивающейся территорией, и в последнее время в нем появляются все больше новых автомобильных моек. Не секрет, что часть из них сбрасывает свои неочищенные воды, содержащие большое количество моющих средств, в ливневую канализацию. В этом мы убедились, проведя исследовательский поход по ливневым стокам в городе Уссурийске. Вода, которая стекает по ливневым стокам, поступает в протекающую в черте города реку Раковка,  визуально содержала следы поверхностно-активных веществ. Взятые пробы позволили по органолептическим свойствам определить наличие  поверхностно-активных веществ в воде.  

Попадая в реки, а затем и в почву, поверхностно-активные вещества могут влиять на химический состав почвы. Так как гумус является одним из главных компонентов почвы, определяющим его плодородие, то мы решили выяснить, так ли это. Это явилось целью нашей работы.

Цель: на основании анализа литературных источников и химического эксперимента изучить влияние  поверхностно-активных веществ на  вымывание гумуса из почв.

Поставленная цель позволила сформулировать следующие задачи, которые решались нами в ходе исследования:  

 - изучить литературу по теме исследования;

 - подобрать материал для эксперимента;

 - экспериментально проверить влияние поверхностно-активных веществ на  вымывание гумуса из почв;

 - сделать выводы и обобщения по результатам работы.

Сформулированные цель и задачи определили набор используемых при выполнении работы методов: анализ и синтез литературы по теме исследования; наблюдение; лабораторный эксперимент; сравнение и обобщение.

Основную часть нашей работы представим через раскрытие тех задач, которые были сформулированы выше.

1. Изучение литературы по теме исследования.

Изучение литературы предполагало ознакомление и поиск следующей информации: о примерном составе моющих средств; о применении и использовании моющих средств человеком; о негативном влиянии моющих средств на животных и растения. В этом нам помогли учебное пособие «Экология человека» [5], учебное пособие «Экологические проблемы региона» [4], учебник «Основы общей экологии» [1].

Кроме того большую роль в нашей работе сыграли учебные пособия «Практикум по экологии и охране окружающей среды» [3] и «Полевой практикум по экологии» [2]. С их помощью мы нашли для себя методы и способы проведения лабораторного эксперимента; увидели описание приемов работы и правил оформления эксперимента.

Изученная литература помогала нам не только на начальном этапе работы. К ней мы периодически обращались и в ходе проведения лабораторного эксперимента, и в ходе анализа полученных результатов.  

2. Выбор материала для эксперимента.

В рамках решения второй задачи мы подобрали материал для эксперимента. Для этого нами были отобраны пробы почвы из 25-сантиметрового слоя со следующих мест, находящихся в разных местах городского округа: район Пивного завода; район села Тимирязевка; район Солдатского озера; район села Новоникольск.  При отборе проб со всех участков были соблюдены основные требования:

 - пробы со всех участков отбирались с одинакового числа точек;

 - масса почвенных проб была одинаковой;

 - отбор и фиксация образцов проводились в один день;

 - образцы имели бирку с указанным местом, датой, типом почвы.

Выбор мест забора почвы был определен следующими факторами:

 - географией местоположения;

 - типом почвы.

3. Проведение лабораторного эксперимента.

В рамках решения третьей задачи мы проводили эксперимент, который позволил нам определить влияние поверхностно-активных веществ на вымывание гумуса из почв.  Эксперимент проводился в лабораторных условиях в кабинете химии МБОУ СОШ № 14 г. Уссурийска.  

При проведении эксперимента нами были осуществлены следующие действия.

1. Определен тип почвы на каждом участке.

Для этого мы воспользовались специальными определительными таблицами, помещенными в полевом практикуме по экологии [2], которые позволяют по цвету и структуре почвы определить ее тип. В ходе работы с таблицами мы определили, что почва в районе села Новоникольск и села Тимирязевка является лугово-бурой оподзоленной, а в районе Пивного завода и Солдатского озера является дерново-подзолистой. Эти выводы соотносятся с визуальными наблюдениями местности.

2. Произведена подготовка образца почвы для анализа.

Для проведения химического анализа над пробами проводили следующие операции:

 - удаляли посторонние предметы;

 - просеивали через сито (удаляли остатки примесей);

 - очищали с помощью эбонитовой палочки;

 - просеивали через сито с еще более мелким диаметром (чтобы наверняка удалить загрязнения).

3. Определено действие поверхностно-активных веществ на вымывание гумуса из почвы.

Для определения действия поверхностно-активных веществ на вымывание гумуса из почвы проводили следующие операции:

 1.Пробу почвы обрабатывали 1% раствором ПАВ и встряхивали в течение 10 минут.

2. Полученную смесь фильтровали через бумажный фильтр. При этом на фильтре оставалась проба почвы для анализа, а в колбе оставался окрашенный раствор. По интенсивности окраски можно судить о том, сколько гумуса вымылось из почвы поверхностно-активным веществом. Для сравнения похожие действия совершали с холостой пробой (вода). Интенсивность окраски была значительно ниже.

3. Почву с фильтра собирали и сушили до воздушно-сухого состояния. При этом нельзя пользоваться сушильным шкафом при температуре выше 40 градусов. В этом случае может наступить разложение компонентов почвы.

4. От высушенной пробы отбирали 0,5 г и проводили определение гумуса по методу И.В. Тюрина. Важно отметить, что такое же определение проводили и для исходного образца, который не был подвержен обработке ПАВ.

Метод И.В. Тюрина основан на взаимодействии гумуса (органическое вещество сложного состава) с хромовой смесью (смесь дихромата калия и серной кислоты). Для определения почву вносили в колбу, добавляли хромовую смесь и оставляли отстаиваться сутки. После этого вносили специальный индикатор, который давал окраску всему раствору. Интенсивность окраски была различной в пробах до и после обработки. По интенсивности окраски с помощью шкалы определяли количество гумуса в пробе.

4. Выводы и обобщения по результатам работы.

Проведя работу по изучению влияния поверхностно-активных веществ  на  вымывание гумуса из почв можно сделать следующие выводы:

1) Почва представляет собой сложную структуру, где одним из компонентов является гумус.

2) Пробы почв, взятые в разных частях города, незначительно отличаются по процентному содержанию в них гумуса. Диапазон колебаний: 2-2,3 процента от массы образца.

3) После обработки поверхностно-активным веществом процент содержания гумуса в образцах снижался до 1-1,1 процента от массы. Если сравнить падение содержания гумуса в образце после обработки ПАВ то можно видеть, что разница составляет более 50%. Это позволяет говорить о том, что поверхностно-активные вещества вымывают более 50 процентов гумуса из почвы, что непременно  сказывается на ее плодородии.

4) Полученные нами результаты требуют более тщательной проверки и изучения в специализированной химической лаборатории. Несмотря на это, еще до проведения таких профессиональных исследований на основании работы, проделанной нами, можно утверждать, что поверхностно-активные вещества влияют на  вымывание гумуса из почв.

5) Так как жизнь современного человека уже немыслима без применения поверхностно-активных веществ в быту, то необходимо исключить их попадание в почву на территории Уссурийского городского округа и Приморского края. Для этого необходимо ужесточить контроль за предприятиями, использующих в своей деятельности большое количество ПАВ. Требуется проконтролировать, куда они сливают свои технические воды. Если это производится напрямую в ливневую канализацию, то необходимо наложение штрафа и установление ограничения в деятельности до тех пор, пока предприятие не установит специализированные фильтры.  

ЛИТЕРАТУРА

1. Мамедов, Н.М. Основы общей экологии: учебник для старших классов общеобразовательной школы / Н.М. Мамедов, И.Т. Суравегина, С.Н. Глазачев. – М.: Устойчивый мир, 2000. – 272 с.

2. Полевой практикум по экологии: учебное пособие / Под ред. А.А. Семенова. – М.: Тайдекс Ко, 2003. – 144 с.

3. Федорова, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: учебное пособие / А.И. Федорова, А.Н. Никольская. – М.: ВЛАДОС, 2001. – 288с.

4. Христофорова, Н.К. Экологические проблемы региона: Дальний Восток – Приморье: учебное пособие / Н.К. Христофорова. – Владивосток; Хабаровск: Хабаровское книжное издательство, 2005. – 304 с.

5. Экология человека: учебное пособие / Отв. ред. Б.Б. Прохоров. – М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. – 440 с.