проект
проект по экологии (9 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 15
города Кузнецка Пензенской области

Проект по экологии на тему: «Влияние выхлопных газов транспорта на уровень загрязнения талых вод».

                                                            Соломатова Ангелина
                                                             учащаяся 9 «В» класса
                                                      МБОУ СОШ № 15

                                                                              Фролова Зинаида Николаевна
                                                                                       учитель биологии
                                                                              МБОУ СОШ  №15 

город  Кузнецк
               2021 г.

Содержание

Введение                                                                                                               3  1.      Обзор литературы                                                                                       5
1.1.   Загрязнение окружающей среды                                                               5
1.2.   Загрязнение атмосферы                                                                              6
1.3.   Загрязнение гидросферы                                                                            7
1.4.   Загрязнение почвы                                                                                      8
1.5.   Загрязнение окружающей среды автотранспортом и влияние
        загрязнения на  растения                                                                            9
2.      Методика исследования                                                                             14                                                                                                                          3.      Результаты исследования                                                                           17
4.      Заключение                                                                                                  22
5.      Литература                                                                                                   23                

Методы исследования :   метод тонкослойной хроматографии (ТСХ), метод  
                                          биотестирования, статистический метод, метод
                                          оценки компонентов окружающей среды
                                          (аналитический метод).

Оборудование и материалы для  исследования :   талая вода,  азотная кислота,
                                          весы, пробирки, зерна пшеницы,  аналитические
                                          таблицы « выхлопы автомобильного  транспорта».

Объект исследования :   образцы талых вод, взятые с пришкольного участка и
                                         за городом;   семена пшеницы;    выхлопные газы.

Предмет исследования : влияние выхлопных газов на талые воды и его  
                                         последствия.

Цель работы:

          Определение состава и влияния вредных веществ выхлопных газов автотранспорта, находящихся в талой воде, на биогеоценозы

Задачи работы:

   Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:

     1.Выявить вредные вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей и определить среднее количество выбросов на данном участке (у дороги, находящейся у школы).

     2. Установить влияние вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, на уровень токсичности талых вод.

     3. Предложить способы решения образовавшихся экологических проблем.

Гипотеза : при определении некоторых условий, проверке подверглась
                   гипотеза о том, что, если концентрация вредных веществ,
                   находящихся в выхлопных газах автомобилей,
                   увеличится, то уровень загрязнения талых вод возрастет,
                   следовательно экологическая ситуация биогеоценоза ухудшится.

Актуальность

    Ни для кого не секрет, что проблема загрязнения окружающей среды очень актуальна в наше время. Практически любая отрасль деятельности человека затрагивает эту проблему. Одним из основных источников загрязнения окружающей среды является транспорт.
   В нашем городе содержится большое количество автотранспорта, выхлопные газы которого порождают ряд экологических проблем: загрязнение воздуха, почв, вод. В зимнее время продукты сгорания бензина выделяются в атмосферу и оседают на снег. С талыми водами вредные вещества, выбрасываемые автомобильными выхлопами, попадают в почву, делая ее непригодной для живых организмов и сельского хозяйства, и в открытые и подземные воды, загрязняя их. Это приводит к нарушению функционирования компонентов биогеоценоза, что влечет за собой серьезные последствия: развитие заболеваний из-за плохого качества воды, почвы, воздуха; массовая гибель организмов в связи с их отравлением и разрушением естественных сред обитания; сокращение плодородных почв, используемых в натуральном хозяйстве. Растения, произрастающие вблизи дорог, чаще имеют угнетенный рост. Одной из причин данного явления может быть накопление в почве токсичных веществ. Загрязнение происходит в основном через атмосферу, на поверхность почвы оседают аэрозоли, пары, пыль, сажа, растворимые вещества, принесенные с дождем, снегом. Загрязнители поступают из выхлопных газов автомобилей.

1. Обзор литературы

1.  Загрязнение окружающей среды

     Загрязнение - это вещества или энергия вносимая в окружающую среду и вредящие ей. Выделяют следующие виды загрязнения: химические загрязнения, биологические загрязнения, физические загрязнения.

     Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.
    Более развернутую характеристику этого понятия приводит известный французский ученый Ф. Рамад (1981): «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества)».
По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.
    Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. 
      В настоящее время ежегодные выбросы промышленных предприятий и транспорта России составляют около 25 млн. т. Суммарный выброс вредных газообразных веществ в атмосферу значительно увеличивают транспортные средства. Доля автомобильного транспорта в общем объеме выбросов составляет в среднем по Российской Федерации 35–40%, а в крупных городах доходит до 80–90%. Выделяемые автотранспортом выхлопные газы содержат более 200 вредных веществ и соединений. Наиболее известными загрязнителями атмосферного воздуха являются оксид углерода, оксид и диоксид азота, альдегиды, углеводороды, свинец и др. Некоторые загрязнители воздуха обладают канцерогенными свойствами (бензопирен).

1.2. Загрязнение атмосферы

    Атмосферный воздух — один из важнейших компонентов среды обитания.    
   Главными источниками загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо; автотранспорт; черная и цветная металлургия; машиностроение; химическое производство; добыча и переработка минерального сырья; открытые источники (добычи сельскохозяйственного производства, строительства).

    В современных условиях в атмосферу попадает более 400 млн. т частиц золы, сажи, пыли и разного рода отходов и строительных материалов. Кроме приведенных выше веществ в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: пары минеральных кислот (серной, хромовой и др.), органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу.

1.3. Загрязнение гидросферы

     Вода, как и воздух, является жизненно необходимым источником для всех известных организмов. Россия относится к странам, наиболее обеспеченным водой. Однако состояние ее водоемов нельзя назвать удовлетворительным. Антропогенная деятельность приводит к загрязнению как поверхностных, так и подземных источников воды.

     Основными источниками загрязнения гидросферы являются сбрасываемые сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации энергетических, промышленных, химических, медицинских, оборонных, жилищно-коммунальных и других предприятий и объектов; захоронение радиоактивных отходов в контейнерах и емкостях, которые через определенный период времени теряют герметичность; аварии и катастрофы, происходящие на суше и в водных пространствах; атмосферный воздух, загрязненный различными веществами и другие.

     Поверхностные источники питьевой воды ежегодно и все в большей степени подвергаются загрязнению ксенобиотиками разной природы, поэтому снабжение населения питьевой водой из поверхностных источников представляет все большую опасность. Около 50% россиян вынуждены использовать для питья воду, которая не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по ряду показателей. Качество воды 75% водных объектов России не отвечает нормативным требованиям.

      В гидросферу ежегодно сбрасывают более 600 млрд. т энергетических, промышленных, бытовых и другого рода сточных вод. В водные пространства попадают более 20–30 млн. т нефти и продуктов ее переработки, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное ведение сельского хозяйства. Остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Многие загрязнители гидросферы способны вступать в химические реакции и образовывать более вредоносные комплексы.

     Загрязнение воды обусловливает подавление функций экосистем, замедляет естественные процессы биологической очистки пресных вод, а также способствует изменению химического состава пищи и организма человека.

1.4. Загрязнение почвы

     Почва - среда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибов, вирусов.

    Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и их искусственное перераспределение. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва — растения — человек, почва — атмосферный воздух — человек, почва — вода — человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнители.

     Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами и атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы.

К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества — канцерогены, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопные газы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций и т. д. В почву канцерогены поступают из атмосферы вместе с крупно- и среднедисперсными пылевыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Основная опасность загрязнения почвы связана с глобальным загрязнением атмосферы.

1.5. Загрязнение окружающей среды автотранспортом и влияние
       загрязнения на  растения

    В связи с быстрым развитием автотранспорта, большим числом и сильной токсичностью веществ, содержащихся в выхлопе автомобильных двигателей, загрязнение окружающей среды автотранспортом представляет собой особую опасность. Автотраспорт - один из основных и постоянно растущих источников выброса вредных веществ. В области 26% всех выбросов составляют выхлопные газы, в городе - 40%, это более 300 тыс. тонн. Загрязняющие вещества отработанных газов поступают в атмосферу, но затем часть их оседает, загрязняя почву и растительный покров в придорожной полосе. В отработанных газах автомобилей насчитывается более 200 химических соединений, в т.ч. такие опасные для здоровья человека, как окись углерода, окислы азота, различные углеводороды. Бензиновые двигатели, кроме того, выделяют продукты, содержащие металлы, хлор, бром, а дизельные - значительное количество сажи, частичек копоти ультрамикроскопических размеров. Входящие в состав отработанных газов газообразные примеси под действием солнечного света вступают в реакции, в результате которых образуются вещества, по своей токсичности, превышающие исходные загрязнители. Накопление этих продуктов в воздухе при неблагоприятных метеорологических условиях приводит к образованию фотохимического смога, оказывающего отрицательное действие на рост многих сельскохозяйственных культур. Кроме того, с работой автомобильного транспорта связано загрязнение окружающей среды свинцом и кадмием, одними из наиболее опасных для здоровья людей и животных веществами. Есть данные, что только около 9% всего количества свинца, поступающего с отработанными газами в воздушную среду, осаждается в 100-метровой полосе, остальная часть свинца находится длительное время во взвешенном состоянии и распространяется на большие расстояния. Однако большинство исследователей сходится на том, что зона ощутимого загрязнения природной среды свинцом простирается на 50-100 м. от автомагистрали. Её ширина зависит от интенсивности автомобильного движения, климата, топографических особенностей местности, наличия строений.

Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека

Токсичность загрязнителей воздуха для растений

      В условиях повышенного содержания свинца в воздухе могут происходить изменения в обмене веществ растений, сопровождающиеся нарушением деятельности ферментов, снижением содержания витаминов и другими явлениями, при этом внешние признаки повреждений могут и не проявляться. Нарушение обмена веществ - одна из возможных причин ухудшения роста растений вблизи автомагистралей. Выявлено ухудшение прорастания пыльцы растений. В непосредственной близости от автомагистрали прорастало 2% пыльцы, на расстоянии 30 м - 3%, 200 м - 12%. В контроле процент прорастания был равен - 50%. В большей степени свинец загрязняет растение с крупными шероховатыми или опущенными листьями. Во время дождей с листьев смывается до 60% содержащихся на них свинца. Возможно проникновение мельчайших частиц свинца через устьица в межклеточные пространства, а также поступление ионов этого металла во внутренние ткани листа находящихся на его поверхности солей.
     В нормальной обстановке в организм человека поступает ежедневно в среднем 0,35 мг свинца. В этих дозах он не оказывает токсического действия и, возможно, необходим человеку. Токсическая доза свинца в суточном рационе человека, вызывающая различные нервные заболевания, равна в среднем 0,83 мг/кг. Растительные продукты питания, выращенные вблизи шоссейных дорог, концентрируют свинец в количествах, в 5-10 раз превышающих суточную норму потребления его человеком. В зерне пшеницы, ячменя содержание свинца по сравнению с фоновым выше в 5-8 раз в соломе - в 4-5 раз, по анализированным видам других культурных растений (картофель, морковь, капуста) - в 6 раз. Длительное употребление таких продуктов питания вредно для здоровья человека и может привести к развитию эндемических заболеваний.
    За счет автотранспорта может происходить также загрязнение растений кадмием, способным накапливаться в организме человека и вызывать тяжелые заболевания. При добавлении к резине цинка для ускорения процесса вулканизации в нее попадает и кадмий, обладающий геохимическим сродством с цинком. При истирании автомобильных шин следовые количества кадмия рассеиваются вблизи автострад. Кроме того, этот металл входит в состав добавок к топливу.
    Накопленные в результате многочисленных исследований данные свидетельствуют о необходимости принятия ряда мер, ограничивающих поступление в природную среду нежелательных веществ, входящих в состав отработанных газов автотранспорта. В России, в ряде мест, уже запрещено применение этилированного бензина, проводятся работы по уменьшению токсичности выхлопных двигателей внутреннего сгорания, нормированию содержание свинца в выхлопе, переходу на электронное регулирование подаче бензина, применению газа и этилового спирта вместо бензина, по разработке новых .антидетонационных присадок, не содержащих свинца, и прочее. Все это должно привести к снижению уровня загрязнения природной среды свинцом и другими токсическими веществами.

2. Методика исследования

   В качестве объекта исследования выбраны образцы талых вод, взятые с пришкольного участка и за городом; семена пшеницы.

   Методы опытной информации предоставлены в таблице 1 «Методика».

    Оборудование и материалы, необходимые для проведения планируемого исследования, предоставлены в таблице 2  «Оборудование и материалы».

Схема опыта

   3. Результаты исследования

Статистическая обработка данных.

1.Список вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах, их концентрация, количество. Концентрация вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах, взята из статьи, размещенной в инернет-энциклопедии «Википедия».

    Большинство веществ являются канцерогенами, некоторые имеют свойство биоаккумуляции. В результате попадания их в подземные воды, в процессе таяния снега, будет отравлено большое количество организмов, также возможно загрязнение водоемов, что ведет к нарушениям в биоценозе. Человек тоже может пострадать, если будет употреблять воду из загрязненных источников.

2.  Прорастаемость семян пшеницы.

За 14 дней, отведенных для опыта, получились следующие результаты

   В воде, содержащей токсичные вещества, растение развивалось медленнее и скуднее. Следовательно, талые воды, взятые с придорожного участка, оказывают губительное действие на живые организмы.

Наглядное представление опытных данных.

1.Биотестирование.

А) Гипотеза справедлива

Б) Гипотеза ошибочна

2.Метод ТСХ.

А) Гипотеза справедлива

Б) Гипотеза ошибочна

3.Метод оценки компонентов окружающей среды.

А) Гипотеза справедлива

Б) Гипотеза ошибочна

4.Соотношение веществ в образцах талых вод.

А) Гипотеза справедлива

Б) Гипотеза ошибочна

Заключение

  Выявив вредные вещества, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта и рассчитав их концентрации, можно установить, что уровень токсичности талых вод повышается, если увеличивается количество и концентрация вредных веществ. Чтобы избежать экологических проблем, нужно принять ряд мер:

1.Установить допустимый уровень выброса выхлопных газов для одного автомобиля и запретить эксплуатацию автомобилей, выбросы которых превышают эти нормы. В России уже действует такая политика, но она недостаточно развита.

2.Замена двигателей внутреннего сгорания электродвигателями. В нашей стране данная стратегия непопулярна, но ее продвижение внесет существенный вклад в решение не только этой экологической проблемы, но и других, например, загрязнение воздуха.

3.Переход на другие виды топлива. Заменить бензин на спирт или метан. Ранее в России реализовывалась такая программа, но из-за недоработок в техническом плане и высоких цен оказалась неактуальной.

Опираясь на результаты и проанализировав выводы, мы рекомендуем жителям нашего города:

1. Не употреблять в пищу растения, растущие вблизи дорог;
2. Собирать ягоды, грибы и лекарственные растения  вдали от автомобильных дорог;
3. Высаживать вдоль дорожных магистралей  растения, устойчивые к загрязнению окружающей среды.
   Высаживать вдоль дорог тополя, не даром говорят про него, что тополь-это дерево  «пылесос», т.к он 5 раз за лето сбрасывает листву.

Список литературы

1. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т., Глазачев С.Н, Основы общей экологии.
   Учебник для старших классов. – М.: Устойчивый мир, 2000.

2.Чернова Н. М. и др. Основы экологии: Учебник для 10(11) кл. – М.: Дрофа, 2001.

3.Интернет-энциклопедия «Википедия» https://ru.wikipedia.org
4.http://www.coolreferat.com/  Загрязнение атмосферы
5. 
http://www.grandars.ru/shkola/bezopasnost-zhiznedeyatelnosti/zagryazneniya-
   okruzhayushchey-sredy.html  Безопасность жизни

6.http://www.ecol12.narod.ru/ZOSAvto.htm