12+ Свидетельство СМИ ЭЛ № ФС 77 - 70917 Лицензия на образовательную деятельность №0001058 |
Пользовательское соглашение Контактная и правовая информация |
Гуренко Инна Борисовна30 |
Проектно-исследовательская работа: Изменение органолептических свойств и характеристик снежного покрова под влиянием антропогенных факторов
Изменение органолептических свойств и характеристик снежного покрова под влиянием факторов антропогенного происхождения
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..
Обзор литературы……………………………………………………….
Антропогенное воздействие на природную среду города Тореза….
Изменение органолептических свойств и характеристик снежного покрова под влиянием факторов антропогенного происхождения
ВЫВОД…………………………………………………………………………
ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………..
ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………….
ВВЕДЕНИЕ
Как человек не безразличный к экологическим проблемам региона и интересующийся вопросами охраны окружающей среды, считаю данную тему наиболее значимой сегодня и актуальной, ведь вопросы охраны и сохранения окружающей среды Республики не могут быть второстепенными. Донецкий промышленный регион является регионом с критическим состоянием окружающей природной среды. В результате, в промышленных городах ДНР уровень загрязнения экосиситемы в течение длительного времени классифицируется как "опасный" и "чрезвычайно опасный". Кроме постоянно действующего пресса негативного производственного воздействия на окружающую среду.
По оценке основных видов угроз, - техногенной, гидрометеорологической, опасных геологических явлений, определяется как критический уровень опасности возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера. Оценка следствий техногенно -природной опасности области показывает, что 84 % населения Республики живет в зонах повышенного риска для их жизнедеятельности. Все это привело к тому, что индустриальная нагрузка на биосферу превышает допустимые нормы, а экологическое равновесие глубоко нарушено, деформирована система жизнеобеспечения и повседневно оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье населения. Экологических проблем в донецком регионе много и никто кроме нас их не решит.
Я с детства испытываю своеобразное волнение перед свежим покровом снега... Точно вступаешь в какой-то новый мир, и всего тебя пронизывает радость открытия, первого соприкосновения с чем-то чистым, нетронутым, неоскверненным.
Джон Стейнбек, "Зима тревоги нашей"
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
изучить литературу по вопросам экологии промышленных предприятий, антропогенного воздействия на среду
- провести эксперимент и исследовать снежный покров нашего города
- установить характер изменения свойств снежного покрова отдельных зон: парковой зоны города, поля, территории прилегающей к Республиканской трассе
- выявить практически динамику изменений свойств и характеристик снежного покрова под воздействием антропогенного фактора.
Предмет исследования: степень загрязнения снежного покрова на разных участках территории города Тореза.
Актуальность. Одним из способов изучения чистоты воздуха является исследование снега. Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха. Я решила провести анализ талой воды, и определить в какой степени состав воздуха, и окружающая среда оказывают влияние на качество снега.
Цель: Проведение органолептического и химического анализа снега.
Задачи: 1. Определить, какие факторы влияют на качество снега.
2. Обобщить собранный материал, полученный в результате исследования.
Объект исследования: снег, взятый из разных участков
Методы исследования:
Теоретический
(изучение и анализ литературы, постановка целей и задач).
Экспериментальный
(эксперимент, проведение анализа органолептических характеристик снега)
Эмпирический
(наблюдения, описания и объяснения результатов исследований)
Гипотеза:
Чем дальше источник искусственного загрязнения воздуха, тем чище снег.
В зависимости от источника загрязнения и его удаленности изменяется и состав снежного покрова, поэтому были взяты пробы снега на анализ в различных местах.
І. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
— Сайто-сан, вы любите снег?
— Снег — чудное явление. Любуясь им, становится так легко. Он будто очищает мою душу, завораживает собой.
«Hakuouki»
Сказание о демонах сакуры
Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей. Красота снежного убранства неоднократно становились объектом восхищения поэтов, писателей, философов, фотографов, художников - пейзажистов:
«Сыпал снег, и огромные белые хлопья застилали дорогу. Кто-то выбросил из окна очень высокого дома перекладной календарь, и листки его летели, как хлопья снега или прожитые дни, и человек шел по снегу (конечно, по снегу, не по дням же). Шел человек по снегу… Они усыпали улицу, черненькие цифры пролетевших дней, и ветер пытался приподнять бумагу, чтобы, вдруг взвившись вверх, швырнуть ее в окно человека, выбросившего год под ноги прохожим, выбросившего дни в снег, дни, ставшие снегом, который сойдет»2
Завораживающее явление природы не осталось без внимания науки: ученых, исследователей и просто интересующихся, среди них Кеннет Либбрехт, Иоганн Кеплер, Рене Декарт, Уилсон Бентли, Андрей Сигсон, Джон Нельсон, Илларион Шафрановский,
В
В 1889-м году в Санкт-Петербурге действительным членом
В
В данной исследовательской работе, следует подчеркнуть, что изученные научные труды и публикации объединяет идея о том, что снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха. Так, известен случай на Рождество 1969 года,. когда в Швеции выпал черный снег. Скорее всего, это произошло из-за того, что снег при падении впитал из атмосферы копоть и промышленные загрязнения. Во всяком случае, лабораторная проверка проб воздуха выявила в черном снеге присутствие инсектицида ДДТ4. А в 1955 году около Даны, штат Калифорния, выпал фосфоресцирующий5 зеленый снег. Жители, рискнувшие попробовать на язык его хлопья, вскоре скончались, а у людей, бравших снег в руки, появились сыпь и сильный зуд. Возникло предположение, что подобные ядовитые осадки явились результатом атомных испытаний в штате Невада. Однако комиссия по расследованию этого происшествия данное предположение отвергла. По сей день происхождение зеленых хлопьев остается тайной. Остаётся очевидным только одно – снег сильнейший индикатор того, что происходит в среде.
ІІ. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ ГОРОДА ТОРЕЗА
Развитие экономики ДНР и восстановление инфраструктуры является приоритетом правительства Республики. В тяжелых условиях продолжающейся войны, несмотря ни на что, функционируют крупнейшие хозяйственные предприятия Республики: «Стиролбиофарм» и «Восток-ресурс» в Горловке, Макеевский ремонтно-механический завод, входящий в состав ГП «Макеевуголь», Ясиноватский машиностроительный завод, ГП «Донецкгормаш», ГП «Недра», за 2015 год возобновили деятельность 55 предприятий пищевой промышленности. К началу 2016 на территории Республики действующих предприятий 113. За 2015 год возобновили деятельность такие крупные предприятия как «Авангард», «Славолия» и другие. Ничем не уступает в экономическом становлении хозяйственного комплекса Республики и наш родной город Торез, только за 9 месяцев действующими промышленными предприятиями города было реализовано продукции на сумму более 2 миллиардов 121 миллионов рублей. Почти 96% реализации принадлежит угольной отрасли. За январь - сентябрь текущего года шахтами ГП «Торезантрацит» добыто 772 тысяч тонн угля. По сравнению с соответствующим периодом 2015 года добыча увеличилась на 186 тыс. тонн (на 32%). Кроме этого, «антрацит» добывают шахты частной формы собственности. В пищевой отрасли произведено 350 тонн муки, 749 тонны хлеба и хлебобулочных изделий и 475 тонн кондитерских мучных изделий. Предприятием по производству стройматериалов выпущено более 2 тысяч тонн изделий из железобетона.
В металлургии произведено 158 тонн стали и чугуна для литья, 30 тонн различных металлоизделий; оказаны различные услуги по ковке, прессовке, штамповке в порошковой металлургии, токарной и механической обработке металлоизделий.
В машиностроении произведены детали и части для машин и оборудования угольной промышленности, оказываются услуги по ремонту и техобслуживанию машин и оборудования.
Все усилия горожан направлены на скорейшее качественное восстановление и сохранение экономического и трудового потенциала для дальнейшего социального развития города и благополучия населения.
Однако, все вышеперечисленные положительные экономические шаги и достижения для города, не остаются бесследными для экологического состояния города. Так, среди значительных источников загрязнения экосистемы являются предприятия ГП «Торезантрацит», обогатительные фабрики, ликвидируемые шахты Шахтерской ДИПЛШ и дополнительные организации либо учреждения, которые имеют по одному источнику загрязнения (котельные). На загрязнение воздушного бассейна города, как и прежде существенное влияние оказывают горящие породные отвалы, промышленные и коммунальные котельные. Большой удельный вес составляют выбросы автотранспорта.
Согласно данных Главного управления статистики за 2015 год от стационарных источников загрязнения в воздушный бассейн города Тореза поступило 1,8 тысяч тонн загрязняющих веществ, что составляет 8% от общего объема по ДНР. В среднем одним предприятием было выброшено 17,2 т загрязняющих веществ. Кроме того, объемы выбросов диоксида углерода составили 70,5 тысяч тонн (0,6% от общего объема выбросов по ДНР). В расчете на одного человека – 900 кг СО2.
Из общего количества загрязняющих веществ выбросы метана составили 94,8 т или 9,6% общего объема выбросов по Республике, диоксида и других соединений серы - 395,7 т (0,6%), оксида углерода – 549,9 т (1,2%), веществ в виде суспендированных твердых частичек – 649,6 т (0,5%), соединений азота – 112,2 т (0,5%).
В расчете на одного человека выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников составили 23,1 кг.
Экологические проблемы города Тореза в сфере обращения с опасными отходами остаются острыми, в первую очередь, из-за отсутствия лицензированных перерабатывающих предприятий на территории ДНР. 50% промышленного комплекса города - это предприятия угледобывающей отрасли, которая является основным источником образования и накопления промышленных отходов на территории города.
Существующая система зеленых насаждений города не обеспечивает выполнения своих функций (санитарной, экологической, эстетической, рекреационной) из-за недостаточной площади зеленых насаждений, а также из-за отсутствия в последние годы необходимого финансирования зеленого строительства: на создание новых площадей, реконструкцию и уход за существующими насаждениями.
ІІІ. ИЗМЕНЕНИЕ ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК СНЕЖНОГО ПОКРОВА ПОД ВЛИЯНИЕМ ФАКТОРОВ АНТРОПОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Снежный покров достаточно разнообразен исходя из состава, он имеет слоистое строение, вызванное множеством причин: перемежающимися снегопадами, собственной массой снежинок, возгонкой и сублимацией снежных кристаллов6, в том числе, воздействием атмосферных факторов (солнечной радиации, ветра, других атмосферных осадков). Таким образом, снежный покров не является стабильным, его мощность и все физико-механические свойства непрерывно изменяются. Снежный покров, словно лакмусовая бумажка, показывает нам, на изменения, которые происходят в атмосфере ежедневно. Благодаря высокой сорбционной способности, снег накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Исходя из этого, мы имеем возможность рассматривать снег как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды. В снежном покрове могут накапливаться различные вредные вещества, которые с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы, почву, загрязняя их. Снег можно исследовать так же, как и воду. Для этого пробу снега в своём эксперименте я растапливала, а затем изучала органолептические свойства.
Данный эксперимент основан на органолептическом7 анализе характеристик проб снега, собранного в разных местах города Тореза:
- пробы собранной в поле за микрорайоном 4,
- пробы взятой в районе Республиканской трассы,
продуктовый магазин № 18,
- в парковой зоне около детской игровой площадки «Акварель»,
- пробы снежного покрова во дворе жилого дома по улице Котовского, что позволило получить достаточно полное практическое представление о степени и характере загрязнения снежного покрова территории города.
Этап 1. Подготовительный: сбор и подготовка проб снега.
Дата проведения эксперимента:
30.12.2016 - 03.01.2017
Этап 2. Ведение дневника – исследования. Анализ результатов и характеристика воды, которая образовалась в следствие таяния снега.
| Поле | Трасса | Парк | Двор |
30.12.2016 | Свежевыпавший снег представляет собой пушистый, воздушный покров белого цвета и без запаха. | Снежный покров местами в виде крупки со смесью мягкого снега. Цвет неоднородный: присутствуют оттенки белого, серого. Запах присутствует, но не ярко выражен. | Снежный покров белого цвета: мягкий, пушистый. В области парковых тропинок преобладает светло-серый оттенок. При растворении, пробы не дали запаха, цвет тускло-едва прозрачный. | Снежный покров воздушный, белого цвета и без запаха. При растворении: Талая вода едва прозрачного цвета, без запаха и примесей. |
31.12.2016 | Снежный покров матово-белый, влажный, воздушный, без запаха, замёрзший в лёгкую корку. При растворении вода тусклая, едва прозрачная, светлого тона, запах отсутствует. | Снежный покров серого цвета, местами цвет светло-коричневый, со слабым запахом бензина, осадок в виде рыжих примесей | Снежный покров пушистый, мягкий, белый, без запаха. Местами в виде крупки, со смесью мягкого снега. В местах тропинок цвет резко отличается серым оттенком, местами жёлто-коричневым. При растворении пробы – талая вода дала смесь мутная, серого цвета, со слабовыраженным запахом. | Снежный покров воздушный, белого цвета и без запаха. При растворении: Талая вода едва прозрачного цвета, без запаха, но с небольшим видимым осадком в 0,3 мм. |
01.01.2017 | Замёрзший в корку, пористый снег немного потемнел, но цвет по-прежнему белый, тускловат. Ярко выраженный запах – отсутствует. При растворении: Слабый, не привлекающий внимание запах. Вода мутная, но без скопления веществ. | Покров тёмно-коричневого цвета, за ночь температура понизилась на 2 – 3 градуса, за счет этого, образовался плотный налёт-корка. При растворении вода – мутного, грязного цвета, присутствует осадок и не растворившиеся комочки. Запах характерный дороге систематического передвижения автотранспорта. | Талая вода - мутная, серого цвета, местами темно-серого, коричневого и светло-коричневых оттенков со слабовыраженным запахом. | Талая вода прозрачного светло- серого цвета, без запаха, но с небольшим видимым осадком. Местами, покров места, где производятся пробы – точечно покрыт сажей. |
02.01.2017 | Замёрзший в корку, немного потемнел, но цвет по-прежнему белый, тускловат. Ярко выраженный запах – отсутствует. | Цвет приближён к однородному коричневому. При растворении получили плотный глинистый осадок до 0,5 мм, ярко выраженный неприятный запах, вода мутная. | Плотная корочка поверх снега. Местами, где нет тропинки снег выглядит прежним: светло-серого цвета, но уровень покрова визуально кажется несколько ниже, плотно застывшей под снежной коркой. При растапливании талая вода становится мутной, по-прежнему серого цвета, несколько темнее тоном, нежели при сборе проб. Запах слабо выражен. | Снежный покров белого и серого цвета, несколько тусклее по характеристикам нежели накануне, без ощутимого запаха. При растворении талая вода средней прозрачности цвета, без запаха, небольшим видимым осадком в 0,3 мм. |
03.01.2017 | Замёрзший в корку, немного потемнел, но цвет по-прежнему белый, тускловат. Ярко выраженный запах – отсутствует. | При растворении: в пробе отмечается плотный, мутный тёмный цвет, осадок в 0,7 мм грязевой уличной смеси. Запах, раздражающий, чётко определяется | Плотная корочка поверх снега. Местами, где нет тропинки снег выглядит прежним: светло-серого цвета, но уровень покрова визуально кажется несколько ниже, плотно застывшей под снежной коркой. При растапливании талая вода становится мутной, по-прежнему серого цвета, несколько темнее тоном, нежели при сборе проб. Запах слабо выражен. | Высокая плотность снежный покрова, светло-серого цвета, без особого запаха. Прозрачность средняя, даже несколько хуже, чем накануне. |
По результатам, можно объединить характеристики по группам:
№ | Характеристика | Место отбора образцов снега | |||
Поле | Трасса | Парк | Двор | ||
1 | Цвет снега | белый | Грязный | светло-серый | светло-серый |
2 | Запах воды | нет | с запахом | Нет | с запахом |
3 | Цвет воды | непрозрачный | мутный | мутный | Мутный |
4 | Наличие осадка | нет | есть | есть | Есть |
5 | Мутность | нет | есть | есть | Есть |
Из проб исследуемых участков и полученных органолептических характеристик снежного покрова, следует, что снежный покров более загрязнен в районе трассы. Однако, в динамике наблюдается постепенное изменение цвета на всех участках исследования, что отражает содержимое атмосферного воздуха. Если учитывать добычу угля, то имеет значение способ, - добыча ведется как открытым, так и закрытым способом, котельные, работающие как на угле, газе, так и на мазуте, транспорт: выхлопные газы от автомобилей поднимаются в воздух, а затем оседают на поверхности снежного покрова и остаются там до начала тепла. Кроме того, зимой дороги посыпают песком и отходами сгоревшего угля, во избежание гололеда. Песок остается в толще снега до весны, а затем смывается в почву, плотину. Таким образом, происходит загрязнение почвы вредными выбросами от автомобилей и промышленной деятельности человека. В течение зимы вредные вещества продолжают поступать в окружающую среду, так как деятельность человека продолжается круглый год. Из почвы загрязняющие вещества попадают в надземные части растений, которые употребляют в пищу травоядные животные. Хищники питаются травоядными животными, отравляя свой организм. Да и мы, люди питаемся и растительной, и животной пищей.
Соответственно эксперимент показал, значительность влияния выбросов в атмосферу ядовитых веществ. Любое из предприятий причиняет вред окружающей среде и это, влечёт за собой экологические последствия – загрязнение воздуха, воды, почвы, - в исследуемом случае – снежный покров, выступает индикатором проявления, вредного воздействия, которое мы изучали в динамике.
ВЫВОД
Уровень жизни и состояние природной среды как Тореза, так и других территорий Республики, зависимы от того, как скоро сегодня будут приняты меры для улучшения экологической ситуации. Это можно решить, путем проведения мероприятий направленных на обязательное соблюдение экологической дисциплины, рационального отношения к использованию ресурсов, энергии и прочее, нам необходим процесс экологизации мышления населения.
Благополучие окружающей среды, сбалансированность потребностей экономического развития и возможностей воссоздания экологически полноценных природных ресурсов - основа стабильного развития Донецкой Народной Республики в целом.
ЛИТЕРАТУРА:
Котляров В.М. Избранные сочинения: Снежный покров и ледники Земли. Книга 2. М: «Наука», 2004, - 448 с.
Кононов И.Ф., Кононова Н.Б., Денщик В.А. Кризис и самоорганизация: Шахтерские города Донбасса в период реструктуризации угольной промышленности: социальное и экологическое измерения. - Луганск: Альма-матер, 2001.- 260 с.
Крайнов С.Р., Фойгт Г.Ю., Закутин В.П. Геохимические и экологические последствия изменения химического состава подземных вод под влиянием загрязняющих веществ //Геохимия, 1991, №2. –С.169-182.
Маврищев В.В. Основы общей экологии. /Учебное пособие. – Минск. -2000. – с.309.
Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: Агентство «ФАИР», 2006,— 320 с
Панов Б.С., Шевченко О.А., Дудик А.М., Селяков С.Ю. К геоэкологии Донецкого каменноугольного бассейна//Известия ВУЗов, серия геология и разведка, 1998, №5.– С.138-145.
Формозов А.Н. Снежный покров в жизни млекопитающих и птиц. Изд-во: «ЛКИ», 2010, - 217
ИНТЕРНЕТ РЕСУРСЫ:
Официальный сайт администрации города Тореза
ПРИЛОЖЕНИЯ
Рис.1. Международная классификация снежинок8
Приложение 2
Рисунок 2 Органолептические показатели воды
1
3 Заметка «Снег необычной формы» // Известия Императорского русского Географического общества. Том XXV. 1889. СПб. С 108 - 109
4
5 Фосфоресцирующий - светящийся в темноте слабым голубовато-зеленым светом.
6 Переход от твёрдого состояния к газообразному называется сублимацией или возгонкой.
7 Органолептический метод , органолептика - (от
8
Символы: F1-пластинки; F2 - звездочки; F3-столбики; F4 -иголки; F5 -пространственные звездочки; F6 - столбики с пластинками; F7 - кристаллы неопределенной формы; F8 - снежная крупа; F9 - ледяные зерна; F0 - град. Первый столбик - графические символы.
22