Экологические исследования школьной среды МБОУ СОШ №92 городского округа город Воронеж
творческая работа учащихся по биологии (11 класс) на тему

МБОУ СОШ №92 ГО г. Воронеж

Экспериментальный проект на тему: “Экологические исследования школьной среды МБОУ СОШ №92 городского округа город Воронеж.”

   Выполнили:

Болотова Ирина Александровна,

Косякина Яна Викторовна, 11 класс

Руководитель от школы:

 Учитель биологии

Пилюгина Галина Валентиновна

2017г.

Содержание

Стр.

1. Введение                                                                                                                    2-3      
2. Экологические исследования школьной среды МБОУ СОШ №92    городского округа город Воронеж

а) Исследование школьного двора. Определение степени                         4-5     деградации фитоценоза пришкольного участка

б) Лихеноиндикация воздушной среды                                                            6-7

в) Исследование проб воздуха и общего бактериоценоза школьных кабинетов                                                                                                                    8-9

г) Дозиметрия школьной среды                                                                            10

3. Результаты работы и их обсуждение                                                                   11
4. Заключение                                                                                                                 12
5. Список использованной литературы                                                                    13
6. Приложения.  

Введение

Сегодня немыслимо представить себе биосферу во всём её величайшем многообразии без уникального творения природы - человека разумного. Человек - едва ли не единственный среди всех видов живых организмов, который определяет судьбу биосферы в исторически малом промежутке времени. Деятельность человека вносит колоссальные изменения в окружающую среду, человек, согласно учению В.И. Вернадского является тем новейшим и практически немыслимым витком эволюционного развития органического мира - великой геологической силой, той самой силой, что так чётко и уверенно преобразует окружающий мир. В то же самое время, люди не всегда могут адаптироваться к тем изменениям, творцами которых они же сами и являются.

Быстрое развитие НТП, бурный рост промышленности, автотранспорта, увеличение численности и всё большая урбанизация населения - все эти и многие иные факторы оказывают колоссальное воздействие на окружающую среду. В окружающих нас городах ежедневно аккумулируются миллионы тонн различного рода отходов и химических веществ.

Высокая степень загрязнения окружающей среды представляет собой потенциальную опасность для здоровья самого человека, которая, словно Дамоклов меч, грозно нависла над современной человеческой цивилизацией. За прошедшее столетие был выявлен целый ряд неизвестных ранее заболеваний, не существовавших прежде в человеческом окружении. В этой связи в последние десятилетия проблемам охраны окружающей среды уделяется всё большее внимание.

Перед собой мы поставили следующие цели:

1) Определить степень деградации фитоценоза пришкольного участка.

2) Провести лихеноиндикацию воздушной среды школьного двора.

3) Провести исследование проб воздуха и общего бактериоценоза школьных кабинетов.

4) Провести дозиметрию школьной среды

Актуальность работы состоит в том, что проведение исследований школьной среды является важнейшим звеном в обеспечении здоровья детей и сотрудников.                                                                                                                     2

Научная новизна заключается в том, что исследования такого рода в школе ранее не проводились и послужат фундаментом для дальнейших работ, обеспечивающих программу школьного экологического мониторинга.

Объектом исследования является школьная среда, включающая в себя как абиотические, так и биотические компоненты.

Предметом исследования является установление значений состояния окружающей среды для последующего их сравнения с нормативами, дальнейшая оценка и прогноз изученных объектов.

В работе были использованы приборы: многосопловый однокаскадный импактор, дозиметр, взятые на кафедре экологического образования ВГПУ, а также помощь специалиста – бактериолога исследовательской лаборатории ВГПУ.

3

Экологические исследования школьной среды МБОУ СОШ №92 городского округа г. Воронеж

Исследование школьного двора. Определение степени деградации фитоценоза пришкольного участка

Важнейшим звеном в биосфере являются автотрофы – зелёные растения нашей Земли, которые как раз и вносят огромнейший вклад в обогащение атмосферы кислородом, в её очищение. Необходимо также подчеркнуть тот факт, что зелёные насаждения принимают участие в защите прилегающих территорий от шумового загрязнения, запыления, благотворно влияют на состояние нервной системы человека, расслабляют, успокаивают, имеют также и эстетическое значение.

Для выполнения работы нам понадобились следующие материалы: лупа, определитель растений, тетради наблюдений для записи результатов, микрокалькулятор для расчётов по формуле. В ходе работы нами была заложена пробная площадка, определены виды деревьев, произрастающих на исследуемой территории. В дальнейшем было определено состояние отдельных деревьев каждого вида. Оценку состояния деревьев проводили по внешним признакам по 5-балльной шкале.(см. приложения(таблица №1))

В ходе дальнейшего выполнения  были определены коэффициенты состояния древесных пород. Коэффициенты состояния (K1, K2, K3 и т.д.) определились для каждого вида деревьев по следующей формуле:

Где K1 – коэффициент состояния конкретного вида дерева;

b1 – баллы состояния отдельных деревьев одного вида;

n1 – число деревьев каждого балла состояния;

N – общее число учтенных деревьев каждого вида

Далее следует таблица визуальных определений и расчетов (см. приложения (таблица №2))

Далее нами был определён коэффициент состояния древостоя в целом (K) как среднее арифметическое коэффициентов состояния отдельных видов деревьев на пробной площадке по следующей формуле:

Где K1, K2, Kr – коэффициент состояния видов деревьев;R – число видов деревьев

4

Затем мы оценили состояние древостоя, используя следующую градацию:

K<1,5 – здоровый древостой

K =1,6-2,5 – ослабленный древостой;

K=2,6-3,5 – сильно ослабленный древостой;

K=3,6-4,5 – усыхающий лес;

K>4,6 – погибающий лес

В результате общий коэффициент был равен 1,6.

л5

Лихеноиндикация воздушной среды школьного двора

Лишайники – комплексные симбиотические организмы, сочетающие в себе признаки гриба и водоросли. Общеизвестно, что именно эти необычные по морфологическим свойствам организмы являются биологическими индикаторами окружающей среды, произрастая в тех местах, где атмосфера Земли наименее подвержена загрязнению, и, наоборот, практически отсутствуют в локусах повышенной антропогенной нагрузки, образуя так называемые лишайниковые пустыни.

В связи с этим была поставлена задача освоить методику проведения лихеноиндикации, установить индекс чистоты воздуха (ИЧВ).

На 3-х участках возле школы нужно сделать 3 выборки по 10 деревьев, для каждого дерева отметить наличие или отсутствие лишайников; при наличии указать: высоту заселения ствола (в метрах), и высоту заселения в баллах: 0 – отсутствуют, 2 – мелкие редкие группы, 4 – крупные колонии, 7 – сплошные поселения, 10 – сплошные ленты по всей высоте. Данные занести в таблицы. Затем следует рассчитать ИЧВ по формуле:  ИЧВ=0,76 (Пл+Нл+Сл), где Пл-% деревьев с лишайниками, 10%- 1 балл; Нл- высота заселения деревьев, 1м- 1 балл; Сл – плотность заселения в баллах. Все деревья – 10 баллов. Полученные результаты для каждого участка необходимо сравнить с таблицей показателей загрязнения атмосферы и сделать выводы.(см. приложения (таблица №3))

При исследовании необходимо также учитывать, какой именно вид лишайника произрастает на большинстве деревьев, поскольку некоторые из них имеют повышенную устойчивость в условиях окружающей среды с повышенным загрязнением атмосферы.(см. приложения (таблица №3))

Данные, которые были получены в результате проведения исследования, приведены в таблицах ниже.(см. приложения(таблицы №4,5,6))

Результаты расчёта по первому участку выглядят так: 0,76*(10+16+24)=38

Индекс чистоты воздуха   равен 38, что свидетельствует о слабом уровне загрязнения атмосферы данного участка ( напротив входа в школу).

Результаты вычисления по второму участку таковы: 0,76*(10+34+42)=65

На втором исследуемом  участке (за школой, со стороны окон кабинета №1) воздух оказался наиболее чистым, что можно объяснить наибольшим удалением данного участка от автодороги

6

Результат вычисления индекса чистоты воздуха по участку №3 следующие:0,76*(9+26+20)=41

На третьем участке, напротив дороги, ИЧВ равен 41,что свидетельствует об очень слабом загрязнении атмосферы.

Важно заметить, что при выполнении исследования был обнаружен во всех случаях (100 %) один вид лишайника – ксанториянастенная, являющаяся устойчивым к загрязнению видом, часто встречающимся в городской среде, поэтому, несмотря на результат исследования, стоит учитывать также и данный факт.

7

Исследование проб воздуха и общего бактериоценоза школьных

 кабинетов

Целью задания является изучить пробы воздуха с целью определения счетной концентрации находящихся в воздухе микроорганизмов – колониеобразующих  единиц (KOE , м-3) и соскобы с предметов школы с целью выявления состава бактериоценоза и общего санитарно-гигиенического  состояния внутришкольных  помещений.

Для проведения исследования были использованы следующее оборудование и материалы:чашки Петри, пробирки, перчатки, маркер, липкая лента, ёмкость  со спиртом (С2Н5ОН), аппарат для отбора проб воздуха помещения (многосопловый однокаскадный импактор). Импактор включает кольцевой коллектор, многосопловую решетку и размещенную под ней неподвижно зафиксированную стеклянную чашку Петри, заполненную плотной питательной средой, на поверхности которой импактируются аэрозольные микробы (здесь и далее по тексту терминов микробы обозначаются различные микроорганизмы: микробы, бактерии, вирусы, грибы и т.п.); при этом используется кинетическая энергия, приобретаемая частицами при возрастании скорости воздушного потока в соплах. Воздух просасывается вентилятором, размещенным в корпусе прибора.

Для отбора проб воздуха были использованы стерильные чашки Петри, которые перед началом проведения отбора устанавливались в аппарат (импактор), который предварительно протирался ватным тампоном со спиртом с целью дезинфекции; затем аппарат подключался к сети электропитания и, начиная работу в определенном режиме (вращая чашку Петри с определенной скоростью) начинал всасывать воздух исследуемого помещения (были взяты в качестве таковых кабинетов №13 (биологии), №14(химии).Затем чашки изымались и плотно закрывались, заклеивались липкой лентой и перемещались в исследовательскую лабораторию для изучения специалистом бактериологом; Для взятия соскобов были использованы следующие ключевые предметы школьных помещений (кабинет №13,№14 и №39): парта, подоконник, стена, дверная ручка. Затем пробирки с материалами были пронумерованы с целью удобства и обозначены маркером, устанавливались в штатив и были перемещены в лабораторию аналогично первому этапу.

8

В результате в кабинете№13 (биологии) патогенные микроорганизмы и грибы выделены не были; в 1 м3 воздуха выросло 1020 колоний микроорганизмов, что является нормой; в кабинете №14 (химии) патогенные микроорганизмы и грибы также не были выделены, однако в 1 м3 воздуха выросло 1780 колоний микроорганизмов, что является несколько завышенным показателем.

Результаты исследования соскобов: Во всех случаях (кабинеты №13,№14,№39) условно – патогенная микрофлора выделена не была. Норма.

оооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооо

9

Дозиметрия школьной среды

Дозиметрия – измерение радиации с целью установления его значения и последующего сравнения с нормативными значениями. В связи с тем, что в последние годы экологическая обстановка как в нашей стране, так и в мире в целом далека от идеальной, то процесс измерения радиации приобретает все большее значение для современного цивилизационного человека. Школа же являет собой ту уязвимую во многих смыслах среду, радиационный контроль за которой просто необходим.

Для выполнения работы нам понадобился дозиметр, тетрадь для записи результатов и письменные принадлежности.

В итоге измерения радиации так называемых контрольных точек мы получили следующие результаты (см. приложения(таблица №7))

Таким  образом, из вышеприведенной таблицы видно, что в целом уровень радиации нигде не превышает предельно допустимого уровня радиации – 0,5 мкЗв/час, что соответствует значению 50 мкР/час.

10

Результаты работы и их обсуждение

Во время экологического исследования школьного двора мы определили степень деградации фитоценоза пришкольного участка. Фитоценоз пришкольного участка является ослабленным. Некоторые из деревьев поражены заболеваниями и заселены вредителями.

Во время  проведения лихеноиндикации  воздушной среды школьной двора было выяснено, что индекс чистоты воздуха напротив входа в школу равен 38! Это свидетельствует о слабом уровне загрязнения атмосферы данного участка. На исследуемом участке за школой, со стороны окон кабинета №1 воздух оказался наиболее чистым. Это можно объяснить наибольшим удалением данного участка от автодороги. На третьем участке напротив дороги  ИЧВ равен41, что свидетельствует  об очень слабом загрязнении атмосферы.

Исследование проб воздуха и общего бактериоценоза школьных кабинетов показало во всех кабинетах, взятых для исследования ,  условно – патогенная микрофлора выделена не была. В кабинетах №13 (биологии) в 1 м3 воздуха выросло 1020 колоний микроорганизмов, что является нормой. В кабинете №14 (химии) в 1 м3 воздуха выросло 1780 колоний микроорганизмов, что является несколько завышенным показателем.

Дозиметрия школьных кабинетов, рекреаций  актового и спортивного залов показало, что в целом уровень радиации нигде не превышает предельно допустимого уровня радиации – 0.5 мкЗв/час, что соответствует значению 50 мкР/час.

11

Заключение

В результате экологического исследования школьного двора было выяснено, что фитоценоз пришкольного участка является ослабленным. В связи с этим со стороны школы необходимо организовать тщательный уход за растениями, обеспечить своевременную уборку территории, стараться снизать риск антропогенного воздействия со стороны учащихся и иных лиц путем всеобщего просветительского образования, повышение экологической культуры, организации учителями природоохранных мероприятий различного характера.

Из исследований лихеноиндикации воздушной среды школьного двора можно сделать вывод, что воздушная среда почти не загрязнена.

Исследование проб воздуха и общего бактериоценоза школьных кабинетов, взятых для исследования, условно – патогенная микрофлора выделена не была. Поскольку в кабинете №14 значения общей бактериальной обсеменённости несколько превышают норму, рекомендовано увеличить частоту проветриваемости данного кабинета, регулярно проводить уборку.

Дозиметрия школьных кабинетов рекреаций, актового и спортивного залов показала, что в целом уровень радиации нигде не превышает допустимого уровня радиации.

В результате экологический исследований школьной среды МБОУ СОШ №92 городского округа город Воронеж можно сделать вывод, что экологическая обстановка в школе и вокруг школы спокойная.

В дальнейшем мы планируем продолжить работу по изучению экологической обстановки школьной среды.

12

Список использованных источников

1. Агесс П. “Ключи к экологии”./П.Агесс. - Л.:Гидрометеоиздат, 2011.
2. Ашихмина Т.Я. ”Экологический мониторинг”./Т.Я. Ашихмина.-Москва: Альма Матер, 2009.
3. Вронский В.А. “Экология и окружающая среда. Словарь-справочник”./В.А. Вронский.-Ростов-на-Дону. “Феникс”. Издательский центр “МарТ”. Москва – Ростов-на-Дону, 2009.
4. Мамчик Н.П. ”Эколого-гигиенические основы мониторинга и охраны городской среды”. Н.П. Мамчик, С.А. Куролап, О.В. Клепчиков и др. – Воронеж Изд-во ВГУ, 2012.
5. Мамчик Н.П. “Экология и мониторинг здоровья города Воронежа”./Н.П. Мамчик, С.А. Куролап, О.В. Клепчиков и др. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2013.
6. Михно В.Б. “Ландшафты Центрального Черноземья и современные методы их исследования во время учебных и производственных практик”./Под.ред. В.Б. Михно. –Воронеж. 2003.
7. Трифонова Т.А. “Прикладная экология”./Т.А. Трифонова, И.В. Селиванова, Н.В. Мищенко.-Москва, Гаудеамус. 2009.
8. Шандала М.Г. Гигиеническое изучение окружающей среды современных городов в её связи со здоровьем населения./М.Г. Шандала, Я.И. Звиняцковский.- Проблемы экологии человека. Москва.2009.
9. Ягодин Г.А. “Устойчивое развитие. Человек и биосфера”./Г.А. Ягодин, Е.Е. Пуртова. - Москва. Бином. Лаборатория знаний. 2013.

13

Приложения

Шкала оценки состояния деревьев по внешним признакам

Таблица 1.

Таблица визуальных определений и расчетов

Таблица 2.

Величина индекса чистоты воздуха (ИЧВ) и его значение

Таблица 3.

Лихеноиндикация воздушной среды школьного двора

Данные участка №1.

Таблица 4.

Лихеноиндикация воздушной среды школьного двора

Данные участка №2

Таблица 5.

Лихеноиндикация воздушной среды школьного двора

Данные  участка №3.

Таблица 6.

Исследование проб воздуха и общего бактериоценоза школьных помещений

Таблица 7.