Экология Омской области /задачи с эколого-краеведческим содержанием/
методическая разработка по физике по теме

ЭКОЛОГИЯ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

                                    «Люби и знай свой край»

     Омская область расположена на юге Западно-Сибирской равнины – величайшей равнины земного шара. С севера на юг область простирается на 600 км, а с запада на восток – более чем на 300 км. Ее территория составляет 139,7 тысяч квадратных километров. По площади она превосходит многие европейские государства, например, такие как Болгария, Венгрия, Австрия. На севере и западе область граничит с Тюменской, на северо-востоке -  с Томской, на востоке – с Новосибирской областями, на юге имеет государственную границу с Казахстаном. Три часовых пояса отделяют ее от Москвы.

   Областной центр – город Омск, связан железной дорогой с центром России, Уралом, районами Сибири и Дальним Востоком. Важным транспортным путем является река Иртыш, по которой осуществляется связь с Тюменской областью и Казахстаном.

   Омская область образована 7 декабря 1934 года. Население составляет 2 180 тысяч человек. По административно-территориальному делению Омская область поделена на 32 района: Усть-Ишимский, Тевризский, Тарский, Большеуковский, Знаменский, Седельниковский, Крутинский, Тюкалинский, Колосовский, Большереченский, Муромцевский, Называевский, Саргатский, Горьковский, Нижнеомский, Исилькульский, Москаленский, , Любинский, Марьяновский, Омский, Кормиловский, Калачинский, Оконешниковский, Полтавский, Щербакульский, Азовский немецкий национальный, Таврический, Одесский, Павлоградский, Русско-полянский, Нововаршавский, Черлакский.

   Климат здесь континентальный, потому что территория области лежит вдали от морей и океанов. Для такого климата характерна большая изменчивость по сезонам года (холодная зима и жаркое лето). Зима в области – наиболее холодное и продолжительное время года. Высота полуденного солнца над горизонтом в зимнее время составляет 11 о, средняя температура воздуха составляет  -19оС, среднее количество осадков за зиму – 40 мл, преобладающее направление ветра – северо-восточное. Весна в области начинается с таяния снега и окончания устойчивых морозов. Погода неустойчива, часто дует сильный ветер, бывают пыльные бури. Средняя высота солнца над горизонтом – 35о, температура – 0оС, количество осадков – 30 мл, ветер – восточный. Лето – теплое и влажое время года. Часто бывают грозы, иногда с градом. Высота полуденного солнца  29о, средняя температура – 18оС, количество осадков – 160 мл, ветер – юго-восточный. Осень в области пасмурная и дождливая. Высота солнца – 35о, средняя температура – 1оС, количество осадков – 70 мл, ветер – восточный.  

   Поверхность области представляет собой пологоволнистую равнину с преобладающими абсолютными отметками 100-140 м. Самая высокая точка области – 149 м, самая низкая- 64 м. Однообразный рельеф на отдельных участках сменяется понижениями плоских западин (мелкими замкнутыми котловинами), озерными котловинами, ложбинами древнего стока, гривами и увалами.

   Главной рекой является Иртыш, пересекающий область с юго-востока на северо-запад. В области насчитывается 2353 малых рек. Река Омь является еднственным притоком Иртыша. К наиболее крупной по протяженности на территории области относится река Оша. В области находится более 16 тыс. озер, в том числе 245 соленых. Наиболее крупные озера находятся в Крутинском районе. Наиболее крупные озера:  Ик, Тенис, Салтаим - пресные и Эбейты – соленое. 

   Почвенный покров области разнообразен. Распределение почв тесно связано с характером растительности.

   В хвойных и хвойно-лиственных лесах формируются дерново-подзолистые почвы; под лиственными лесами образуются серые лесные; в различных понижениях и переувлажненных местах распространены торфяно-болотные почвы. На юге идет образование плодородных черноземов.  В степи и лесостепи встречаются солончаки, солонцы и солоди. К долинам крупных рек приурочены пойменные почвы.

   Хвойные и смешанные леса покрывают почти полностью территорию северных районов области. Широко распространены сосновые боры. Нередко рядом с хвойными лесами произрастают лиственные – береза бородавчтая и осина, образуя смешанные леса. Иногда небольшими участками встречается лиственница сибирская. К долинам рек приурочены леса, которые состоят из тополя черного и ивы белой. В Тевризском и Большеуковском районах области встречаются небольшие лесные массивы липы сердцевидной.

   Многие растения и животные исчезли или находятся на грани исчезновения. Чтобы их сберечь создана «Красная книга Российской Федерации», в которую занесено 9 видов растений и 21 вид животных, встречающихся в Омской области.

   С целью сохранения определенных редких видов растений и животных организованы заказники – охраняемые природные территории, в которых постоянно или временно запрещены отдельные виды хозяйственной деятельности людей. Для охраны уникальных объектов живой и неживой природы на отдельных территориях созданы памятники природы.

   В Омской области – 30 заказников и 38 памятников природы. На правом берегу реки Иртыш, у поселка Чернолучье, расположен реликтовый соновый Красноярско-Чернолученский бор – самый южный в области хвойный лес. На правом берегу реки Иртыш, в бассейне реки Бича, на площади 104 га, встречается липа сердцевидная (Бакшеевские липняки) – единственная в области широколиственная порода. Возраст деревьев – 75-100 лет.  В городе Омске, у моста через реку Иртыш, в природном парке «Птичья гавань», гнездятся около 30 видов птиц. На малых реках области обладает самый крупный из грызунов – бобр западно-сибирский, который является представителем древнейшего семейства. Места его заселения взяты под охрану. На озере Тенис гнездится колония пеликана кудрявого – редкой птицы Омской области. В поселке Большеречье расположен единственный в России сельский зоопарк.

    Особенностью Омской области является высокая концентрация промышленности, вследствие этого город Омск определяет промышленную ситуацию в регионе.  У нас в Омской области много промышленных предприятий, которые наносят ущерб своими выбросами в атмосферу. На первом месте по промышленным выбросам в атмосферу стоят предприятия электроэнергетики (58%), далее – нефтеперерабатывающие (25%), машиностроительные – (3,6%), химические и нефтехимические (3,4%).  По вкладу в загрязнение атмосферы предприятия распределились следующим образом: ТЭЦ-4 (47,2%), ТЭЦ-5 (43,4%), ТЭЦ-3 (6.4%), ТЭЦ-2  (2,4%), ТЭЦ-6 (0,6%). Тепловые электростанции города и котельные выбрасывают в атмосферу угарный и углекислый газ, оксиды серы, азота. Метан, сажу, золу, мышьяк, тяжелые металлы и др.  Нефтеперерабатывающая промышленность, которая стоит на втором месте по загрязнению атмосферы в г. Омске выбрасывает в воздух углеводороды предельного ряда и ароматичевские. Химическая и нефтехимическая промышленность города выдает в атмосферу сернистый ангидрит, оксиды углерода,сид азота, спирты, эфиры, хлорорганические соединения. Наибольшее количество загрязнителей дают ОАО «Омскшина» и ОАО «Омсктехуглерод». Машиностроение и металлообработка выбрасывает в атмосферу сернистый ангидрит, окись углерода, окислы азота, пыль и взвешенные вещества, ксилол, толуол, ацетон. Основными загрязнителями являются ОАО «Омскстройматериалы», ОАО «Кирпичный завод №8», ОАО «Деревообрабатывающий комбинат» и др.  Автомобильный транспорт тоже вносит изменения в окружающую среду вредными выхлопами. По сумме выбросов Омск занимает седьмое место в Российской Федерации.

   Загрязнение окружающей среды, и в особенности воздуха, выбросами промышленных предприятий, автомобильного транспорта вызывает в последние годы все большее беспокойство людей во многих странах. Значительная часть этих выбросов, соединяясь в атмосфере с водяными парами, выпадает затем на землю в виде так называемых кислотных дождей. Эти вредные и для человека и для природы выбросы могут перемещаться в воздушных потоках на большие расстояния. Установлено, что «кислотные дожди» снижают устойчивость человеческого организма к простудным заболеваниям, ускоряют коррозию конструкций из стали, никеля и меди, разрушают песчаник, известняк и мрамор, зачастую наносят непоправимый ущерб зданиям и памятникам культуры

  Воды Иртыша, малых рек, озер и прудов с каждым годом все больше и больше заполняются техногенными сливами промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Основной вклад в загрязнение Иртыша вносит жилищно-коммунальное хозяйство (86%), химическая и нефтяная промышленность (2,4%) и другие предприятия.

   В почвах Омского района сегодня содержится немало различных химических элементов, среди которых есть токсичные. Работают ТЭЦ день и ночь дымят трубы, пылит огромный золоотвал. Все это попадает в почву.

   В Омской области функционирует наблюдательная сеть государственной геологической службы, созданная в 60-70 годы. В 80-е годы в эту сеть вошел ряд групповых водозаборов подземных вод в крупных населенных пунктах. В 1990-1991 гг. были определены геоэкологические полигоны вблизи г. Омска и в степной зоне области для комплексного изучения загрязнения подземных и поверхностных вод, почв и пород, зоны аэрации, снеговых и дождевых осадков.

    В целях оздоровления окружающей среды  на  территории  города  Омска  и области подготовлены материалы но определению ее  экологического  статуса  и сформирован   проект   Федеральной   целевой   программы   но   оздоровлению экологической  обстановки  и  населения  Омской  области  на  1998-2010  гг.

Основным  механизмом  регулирования  природоохранной  деятельности  является плата за  выбросы  и  сбросы  загрязняющих  веществ  в  окружающую среду  и размещение отходов. В связи  с  изменением  уровня  цен  на  природоохранное строительство и другие направления природоохранной  деятельности  к  базовым нормативам платы  за  загрязнение  окружающей  природной  среды  применяются коэффициенты индексации. Плату за загрязнение окружающей среды  вносят  2000 природопользователей области.

     С 2006 г. в городе Омске проводится операция «Чистый воздух», благотворно влияющая на экологическое состояние атмосферного воздуха  Благодаря этой операции ежегодно уменьшается индекс загрязнений атмосферного воздуха от выбросов  двигателей автомобильного транспорта, автозаправок, а также крупнейших загрязнителей воздуха: ТЭЦ-4, «Сибнефть-ОНПЗ», «Омский каучук», «Техуглерод» и «Экоойл».

Задачи по физике 

        с эколого-краеведческим содержанием

Составлены учителем физики

МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 37»

Г. Омска

Ворожцовой Н.В.

2011 г.

     С особым интересом учащиеся воспринимают конкретные примеры и задачи из окружающего непосредственно их мира: природы района, города, области, страны. С целью активизации восприятия экологического материала  о состоянии и охране окружающей среды к программам по физике разработано содержание как федерального, так и регионального экологического компонента.

     Предлагаю несколько примеров задач, вопросов и экспериментальных заданий, содержащих информацию об экологической обстановке в городе Омске и Омской области.

     Задачи  систематизированы по разделам: «Загрязнение атмосферы», «Загрязнение воды», «Загрязнение почвы». В начале каждого раздела дается характеристика  экологического состояния  атмосферного воздуха, водных, растительных и почвенных  ресурсов области.

     Каждой задаче предшествует информация о той или иной экологической ситуации и природопользования в городе Омске и районах Омской области, которая послужила основой для создания задачи.

     Можно предложить учащимся самим составить  физические задачи с экологическим компонентом, проанализировав с ними различные экологические проблемы и ситуации региона.

« Загрязнения воздуха».

Особенностью Омской области является высокая концентрация промышленности, вследствие этого город Омск определяет промышленную ситуацию в регионе.  У нас в Омской области много промышленных предприятий, которые наносят ущерб своими выбросами в атмосферу. На первом месте по промышленным выбросам в атмосферу стоят предприятия электроэнергетики (58%), далее – нефтеперерабатывающие (25%), машиностроительные – (3,6%), химические и нефтехимические (3,4%).  По вкладу в загрязнение атмосферы предприятия распределились следующим образом: ТЭЦ-4 (47,2%), ТЭЦ-5 (43,4%), ТЭЦ-3 (6.4%), ТЭЦ-2  (2,4%), ТЭЦ-6 (0,6%). Тепловые электростанции города и котельные выбрасывают в атмосферу угарный и углекислый газ, оксиды серы, азота. Метан, сажу, золу, мышьяк, тяжелые металлы и др.  Нефтеперерабатывающая промышленность, которая стоит на втором месте по загрязнению атмосферы в г. Омске выбрасывает в воздух углеводороды предельного ряда и ароматичевские. Химическая и нефтехимическая промышленность города выдает в атмосферу сернистый ангидрит, оксиды углерода,сид азота, спирты, эфиры, хлорорганические соединения. Наибольшее количество загрязнителей дают ОАО «Омскшина» и ОАО «Омсктехуглерод». Машиностроение и металлообработка выбрасывает в атмосферу сернистый ангидрит, окись углерода, окислы азота, пыль и взвешенные вещества, ксилол, толуол, ацетон. Основными загрязнителями являются ОАО «Омскстройматериалы», ОАО «Кирпичный завод №8», ОАО «Деревообрабатывающий комбинат» и др.  Автомобильный транспорт тоже вносит изменения в окружающую среду вредными выхлопами. По сумме выбросов Омск занимает седьмое место в Российской Федерации.

-Существуют способы защиты воздуха:

1. Правильное размещение промышленных предприятий (с учетом ветров), а также установка электрических фильтров на химических предприятиях для  удаления пыли.
2. Регулирование выхлопов автотранспорта, своевременное прохождение тех. осмотра.
3. Озеленение территории, так как 1 дерево собирает30 кг пыли в год, уменьшает шум, поглощает углекислый газ.
4. Создание экологических организаций, которые отслеживают экологическую ситуацию и проводят мониторинг – это система наблюдений и оценки окружающей среды и др.

• Омск – крупнейший в России центр нефтепереработки и машиностроения. Здесь сосредоточено более  90% промышленного потенциала области. Чрезмерная концентрация промышленности приводит к тому, что в городе происходит периодическое превышение ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе в 10 раз – это этилбензол и ацетальдегид.

Задача 1.  В 2001 году в Омске наблюдалась высокая среднегодовая концентрация ацетальдегида, равная 4,1 ПДК. Зная, что предельно-допустимая концентрация молекул ацетальдегида  (С2Н4О) равна           2.106 м-3 , найдите массу ацетальдегида в 1 м3 воздуха, выброшенного за год.  (Ответ: 0,041 мг/м3).

• Озоновый слой, расположенный на высоте около 25 км, защищает все живое на Земле от губительного ультрафиолетового излучения Солнца. В последние годы, начиная с 1985 г., наблюдается разрушение озонового слоя. Это происходит из-за выброса в атмосферу большого количества фреона и соединений, содержащих азот. Озон в результате взаимодействия с фреоном превращается в обычный кислород, через который свободно проходят ультрафиолетовые лучи.

Задача 2. Толщина озонового слоя над Омской областью уменьшилась за 20 лет на 5% и составила в 2001 г. 0,305 атм. см. Зная плотность озона: ρ = 2,14 кг/м3, рассчитайте массу озона в озоновом слое над Омской областью (площадь Омской области 141 тыс. м2). (Ответ: 905 кг).

• Центр г.Омска пронизан мощным потоком движущегося автотранспорта, т.к. нет параллельных основным магистралям дорог. Авиатрасса проходит над центральной частью города. Выбросы загрязняющих веществ от транспорта составляют 53% от общего числа загрязнений. В 2010 г в Омске, благодаря операции «Чистый воздух», индекс загрязнения понизился на 3 единицы по сравнению с 2009 г. Превышение нормативов выбросов было обнаружено у 2,9% машин, в 2009 г. превышение нашли в выбросах 7,3% машин.

Задача 3. Выберите на вашей улице участок дороги протяженностью 100 м, подсчитайте число легковых и грузовых автомобилей, проходящих по этому участку за 15 минут. Рассчитайте общий путь, пройденный всеми машинами за 1 час,  и количество топлива, сжигаемого двигателями автомашин, зная, что расход топлива на 1 км пути для бензиновых двигателей составляет  0,1 л, а для дизельных – 0,4 л. Учтите, что КПД двигателя автомобиля составляет  20%.  Рассчитайте также  количество вредных выбросов, учитывая, что при пробеге 1 км  автомобиля с бензиновым двигателем выделяется  0,6 л  угарного газа, 0,1 л  углеводородов, 0,04 л  диоксида азота, а у дизельных двигателей выбросов в 4 раза меньше.

• В 2009 г. власти Омской области приобрели уникальный мобильный комплекс для анализа окружающей среды  в рамках реализации региональной программы «Об охране атмосферного воздуха и мониторинговых исследованиях в Омской области до 2015 г.».

Задача 4.  Какие молекулы в атмосфере движутся быстрее: молекулы кислорода или азота? (Ответ: молекулы азота движутся быстрее в 1,07 раз).

• 14 сентября 2010 г. жительница г. Омска обнаружила шарики ртути в упаковке куриных полуфабрикатов. Замеры воздуха в квартире женщины показали, что содержание паров ртути выше нормы в 20 раз.

Задача 5.  Сколько молекул  ртути содержится в объеме 1 см3 воздуха в помещении, зараженном ртутью, при температуре 30о С, если давление насыщенного пара ртути при этой температуре равно 0,75 Па? ( Ответ: 1,78. 1014молекул).

• В Омске в 1989 г. было зафиксировано 12 случаев острого лейкоза у детей, в 1990 г. – 25 случаев, а в 1996 г. – 26 случаев лейкоза.  Причина заболевания,  по мнению экспертов, в повышенном радиационном фоне жилых помещений, поскольку с 1976 по 1989 гг. в Омске возводили крупнопанельные дома из блоков, на изготовление которых шел радиоактивный щебень из карьера Макинка. Считается, что облучение радоном стоит на втором месте в ряду факторов, вызывающих онкологические заболевания.

Задача 6. Радон – это α-радиоактивный газ с атомной массой А=222. Какую долю полной энергии, высвобождаемой при  распаде радона, уносит α-частица?  (Ответ: (А-Аα) /А= 98%)

• В июле 2010 г. несколько человек в  Тюкалинском  районе Омской области заболело сибирской язвой в результате несоблюдения санитарно-эпидемиологических требований. На подсобном хозяйстве «Дарина»,было уничтожено мясо с подсобного хозяйства, где были обнаружены случаи заболевания, т.к. споры сибирской язвы могут десятилетиями сохраняться в мясе животных и почве.  В ряде регионов, в том числе и в Москве, были арестованы партии пельменей, производимых этим предприятием. Заболевание было локализовано.

Задача 7. Легочная форма сибирской язвы развивается при размерах  спор не менее 1 микрона и не более 5 микрон. При меньших размерах животное  полностью выдыхает споры, а при большем, они оседают в полости носа и в трахее, не достигая легких. Оцените по этим данным, сколько спор может  находиться в  объеме воздуха, выдыхаемого коровой за час, если температура легких коровы 37оС, масса выдыхаемого воздуха 0,235 кг при давлении 105 Па, 0,001% всего объема занимают споры. (Ответ:  34,5.1010

•  19-20 июня 2010 г. в Омской области прошел шквальный ветер, скорость которого достигала 17 м/с.  В  некоторых районах шел град размером с куриное яйцо, ветром были разбиты стекла  и снесены крыши домов.

Задача 8. Считая, что лист металлочерепицы имеет массу 25 кг, рассчитайте мощность ветра, поднявшего с крыши и унесшего этот лист на расстояние  3 км за 5 секунд.  (Ответ: 150 кВт).

«Загрязнение вод».

Вода - это главный источник жизни на Земле. Но бесконтрольное сбрасывание промышленных отходов превращает реки, моря, озера в сточные канавы, гибнет рыба, заболачиваются территории. Очень опасно загрязнение вод нефтью. В реке Обь концентрация нефти в 15 раз больше нормы. Если говорить о нашем крае, то главной водной артерией Омской области является Иртыш. В настоящее время уровень Иртыша и жизнь его обитателей зависит от режима работы множества гидрологических сооружений, построенных на территории Китая и Казахстана. Иртыш обмелел, перестала затапливаться его пойма , исчез травостой и многие виды рыб. Кроме того,  Иртыш оценивается, как «очень грязная река». На входе в Омскую область в нем уже есть нефтепродукты, фенол, соединения меди, цинка, железа. . В области насчитывается 2353 малых рек. Река Омь является еднственным притоком Иртыша. К наиболее крупной по протяженности на территории области относится река Оша. В области находится более 16 тыс. озер, в том числе 245 соленых. Наиболее крупные озера находятся в Крутинском районе. Самое крупное озеро Салтаим.  Воды Иртыша, малых рек, озер и прудов с каждым годом все больше и больше заполняются техногенными сливами промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Основной вклад в загрязнение Иртыша вносит жилищно-коммунальное хозяйство (86%), химическая и нефтяная промышленность (2,4%) и другие предприятия.

Причины:

1. Огромные массы ливневых вод попадают в реку без очистки;
2. Много оврагов;
3. Вырубка водоохранных лесов;
4. Старое изношенное оборудование очистительных сооружений;
5. Авария на предприятиях цветной металлургии в Казахстане;
6. Слабый надзор за перевозкой грузов нефтепродуктов.

Существуют способы охраны воды:

1. Строительство новых современных очистительных сооружений.
2. Контроль качества воды.
3. Применение новых технологий по очистки вод.

• Главной водной магистралью Омской области является река Иртыш. Сейчас водосток Иртыша и его уровень очень уменьшились из-за работы различных гидрологических сооружений. Кроме того Иртыш постоянно загрязняется разнообразными токсичными веществами.

Задача 9. Протяженность Иртыша от его истоков до слияния с Обью равна 4248 км. Это расстояние иртышская вода проходила за 236 часов. После строительства Усть-Каменогорской и Бухтаминской ГЭС и Шульбинского водохранилища  скорость течения реки уменьшилась в 5 раз. Рассчитайте, какова была  раньше и какова сейчас скорость воды в Иртыше. (Ответ:  5м/с;  1м/с).  

• Температура Иртыша постоянно повышается в результате тепловых сбросов в реку от промышленных предприятий  и бытовых коммуникаций.

Задача 10. На каждого жителя крупного города приходится около 600 л воды в сутки. Если вся эта вода сбрасывается в реку, имея температуру около 20оС, то насколько повысится температура реки в результате такого сброса в течение года? Решите эту задачу для нашего города, считая, что средний объем годового стока Иртыша у  г. Омска составляет 12 тыс. м3 на каждого жителя, население Омска составляет 1,2 млн. человек, а среднегодовая температура в реке составляет 10оС. (Ответ: на 0,2оС)

• В августе 2009 г. в Одесском районе Омской области второй раз зацвели подснежники, причем не только белые, но и редкие – синие. Причиной этого явления явились резкие колебания температуры: в июле шли холодные дожди с градом, а в августе – потеплело.

Задача 11. Капельки воды в облаках обычно начинают замерзать не при 0оС, а при -17оС.  Объясните это явление. (Ответ: замерзание воды при 0оС  происходит только при наличии центров кристаллизации, роль которых могут выполнять нерастворимые частицы, которые всегда находятся в большой массе воды.  Если масса воды раздроблена на маленькие капли, то лишь в сравнительно небольшом числе капель будут иметься центры кристаллизации).

• 31 января 2007 года в Омской области на территории Тарского, Седельниковского, Знаменского, Колосовского и Тюкалинского районов выпал оранжевый снег. Он занял площадь около 1,5 тыс. кв. м. Токсичных веществ в снеге не обнаружено.  

Задача 12. Укажите причину этого необычного явления и назовите физическое явление, объясняющее окрашивание снега.  (Ответ: Причиной окрашивания снега явилось загрязнение атмосферы глиняно-песчаными вихрями из Казахстана. Возможной причиной  также могут быть выбросы металлургических  предприятия. Физическое явление, объясняющее окрашивание снега – диффузия).

• В 2005 г. из-за прорыва нефтепровода «Омск-Иркутск» было загрязнено 600 кв. метров земель. Всего в окружающую среду попало 8 кубических метров нефти.

Задача 13. Известно, что нельзя заставить капельку нефти объемом  1,0 мм3 расплыться по поверхности воды так, чтобы она заняла площадь больше 3 м2. Оцените по этим данным минимальные размеры частиц нефти. (Ответ: 3,3.10-10 м).

«Загрязнение почвы».

Земля является национальным богатством страны любого государства. Она не только кормит, одевает, поит людей, но и является колыбелью людей, где они рождаются, живут и умирают. Россия имеет огромные земельные ресурсы, но из-за деятельности человека происходит деградация почв, а ведь процесс почвообразования долгий:  за 100 лет примерно образуется 1,5- 2 см почвы.                              

Земельные ресурсы Омской области составляют 14114,0 тыс. га  Земли сельскохозяйственного назначения составляют 67%. Обладая значительными площадями пашни, область имеет мало высокопродуктивных земель сельскохозяйственного назначения. По качеству и ценности почв область стоит на 4 месте в Западной Сибири. По наличию типов почв территория области делится на три зоны: южная таежно-лесная (14%), лесостепная (51,3%) и степная (8,6%).  В хвойных и хвойно-лиственных лесах формируются дерново-подзолистые почвы; под лиственными лесами образуются серые лесные; в различных понижениях и переувлажненных местах распространены торфяно-болотные почвы. На юге идет образование плодородных черноземов.  В степи и лесостепи встречаются солончаки, солонцы и солоди. К долинам крупных рек приурочены пойменные почвы.  

 В почвах Омского района сегодня содержится немало различных химических элементов, среди которых есть токсичные. Работают ТЭЦ день и ночь дымят трубы, пылит огромный золоотвал. Все это попадает в почву расположенных вокруг садоводческих обществ и сельскохозяйственных предприятий. Томаты «начинены» свинцом, хромом, никелем. В луке хром, в картофеле цинк и никель.

Существуют способы охраны почвы:

1.  Необходима мелиорация земель, применение новейших технологий по обработки почвы.
2.  Увеличение штрафа за нарушение экологической обстановки.
3.  Создание менее токсичных удобрений.
4.  Мероприятия по защите почв от ветровой эрозии.

• В Омске полигоны для хранения отходов и золоотвалы  занимают огромную терри- торию, теснят город и обостряют экологическую обстановку.

Задача 14. На сегодняшний день в Омской области скопилось более 100 млн. тонн разнообразных отходов.  Рассчитайте площадь земельных угодий, занимаемых свалками и полигонами, считая толщину мусорного слоя, равной 10 м, а плотность мусора 250 кг/м3.  (Ответ: 4000 га – это «мертвая земля», которую нельзя оживить. Для сравнения: общая площадь земель населенных пунктов – 226 тыс. га).

• Состояние почв в Омске в 1998 г. отнесено к чрезвычайной экологической ситуации: 88% пахотных земель нуждаются в дополнительном внесении удобрений . С 1996 г. почти полностью прекратились работы по мелиорации земель.

Задача 15. Плодородие почвы определяют по наличию в ней гумуса или перегноя. Плотность рыхлой почвы, богатой гумусом, чуть больше 1000 кг/м3. Возьмите пробу земли в вашей местности, вырезав кусок почвы с помощью жестяной банки, и, измерив массу и объем образца, определите плотность почвы. Плодородна ли она? Как влияет на плодородие почв использование тяжелой сельскохозяйственной техники?.

• В мае 2004 года в Омской области полыхали пожары, причиной которых стало неосторожное обращение с огнем при выжигании прошлогодней травы на полях, пикники в лесах. Теплая погода и сильный ветер лишь усугубили ситуацию. За месяц произошло 420 лесных  и бытовых пожаров, в результате которых сгорело 2 тыс. га лесов, несколько дачных домов и погибло 4 человека.

Задача16.  Рассчитайте сколько деревьев сгорело,  считая, что удельная теплота сгорания дерева 10 МДж/кг, количество теплоты, выделившееся при сгорании равно 32.1014 Дж, масса одного дерева 900 кг. (Ответ: 360 тыс. деревьев)

• В 2008 году Омская область вошла в число восьми регионов России, где высаживаются леса в рамках Федерального закона «О ратификации Киотского протокола и Рамочной конвенции  ООН об изменении климата в 2008-2012 г.»

Задача 17. 1 га  леса поглощает в  день 220-250 кг углекислого газа. Кинетическая энергия поступательного движения всех молекул кислорода, выделенного деревом  в процессе фотосинтеза за день, 5 кДж. Средняя квадратичная скорость этих молекул  470 м/с. Рассчитайте,  какова  масса выделенного деревьями  кислорода, считая, что на 1 га высажено 180 деревьев. (Ответ: 82 кг)

• 14 февраля 2003 г. в Тюкалинском районе омской области сейсмические станции засекли колебания земной коры между селами Сарабалы и Кушкуль.

Задача 18. По имеющимся данным в Омской области землетрясения не может быть. Базальтовая плита с двухкилометровым слоем осадочных пород, по мнению научных работников, является хорошим природным амортизатором дл гашения внутрипланетарных катаклизмов. Что,  по-вашему, послужило причиной колебаний земной коры? (Ответ: падение большого метеорита-болида на дно озера Дубровное. Это уже третий метеорит. Первый был найден в позапрошлом веке, второй – в 1925 г. в селе Карманово Саргатского района)

• На юге Омской области снега выпадает мало. Зимние температуры до минус 40 градусов. Промерзание почвы  до 2-х метров. Весенние дожди – редкость. Весной складывается такая картина: верхний 3-5 см слой уже высохший, а ниже лед. Верхний слой почвы высыхает одновременно с прогреванием. Нижние слои почвы насыщены водой, но при безпахотной технологии огородничества важно иметь во время посева влажный верхний слой. В таких условиях открытые грядки – быстрая потеря влаги. Наиболее оптимальный в этих условиях вариант: мульчировать с осени тонким слоем органического материала, а весной мульчу не убирать. Когда снег начинает таять, разбрасывают по почве золу. Темные частички золы нагреваются на солнце и ускоряют таяние снега.  На припорошенном золой участке снег сходит на 9 дней раньше, чем без золы. Когда снег тает, зола на поверхности мульчи способствует прогреванию тонкого мульчирующего слоя и почвы под ним.

Задача 19.  Для повышения температуры верхнего слоя почвы применили мульчирование угольным порошком, в результате чего установилась температура, равная  27оС. Определить лучеиспускательную способность угольной мульчи, если ее лучепоглощательная  способность при данной температуре  - 0,88.  (Ответ: 404 Вт/м2)

Задача 20. На какую высоту поднимается вода в почвенном монолите,  за счет его пористости, если диаметр почвенного капилляра 7,5.10-5 м, а вода полностью смачивает почву?  (Ответ: h=2σ.cosθ / rρg =0,4 м)

• Основными свойствами почвы как экологической среды являются ее физическая структура, механический и химический состав, окислительно-восстановительные условия, содержание органических веществ, аэрация (насыщение воздухом), влагоемкость и увлажненность.                                      

Задача 21.  Вследствие разности давлений над гребнями и бороздами вспаханного поля имела место аэрация почвы. Определите давление воздуха в борозде, если  скорость его движения над гребнями  5 м/с, а в основании борозды  0,4 м/с. Давление над гребнями считать равным 1,013.105 Па.  (Ответ:  p2= p1 + ρ(v12-v22)/2=101316 Па)