Кочетова Елена Николаевна

Проектно-исследовательская работа «Состояние экологии в Городском округе Подольск»

Материал опубликован 17 January 2020

Отечество – 2019-20 уч. год

Номинация: _ Экологическое краеведение _____________

Тема:

____ Состояние экологии в Городском округе Подольск____

Автор:

Кочетова Елена Николаевна,

учитель географии "Лицей № 23", г. Подольск,

2020 год

Оглавление

1. Введение 3-4

2. Методики исследования 4

3. Основная часть 5-8

3.1. Теоретическая часть

3.2. Практическая часть

4. Результаты исследования 9-11

5. Выводы 11-12

7. Заключение 12

8. Список источников и использованной литературы 13

9. Приложение 1 14-15

10. Приложение 2 15-16

11. Приложение 3 17

12. Приложение 4 17-18

Введение

Г.о. Подольск относится к хорошо развитым, индустриальным городам Московской области. Здесь строятся новые дома, развивается инфраструктура и образовательный потенциал. Город сильно влияет на экологию и состояние окружающей среды. И чтобы узнать об этом поподробнее мы провели ряд исследований и изучили разнообразную информацию из многих источников. Гипотеза: в связи с сокращением производства в городе Подольск за последние 10 лет экологическая обстановка улучшилась.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что человек непосредственно связан с окружающей его средой и её состоянием. Мы не только потребляем ресурсы нашей планеты, но и видоизменяем природную среду. Качество окружающей среды оказывает огромное влияние на урожайность, а также на самочувствие и здоровье людей.

Цель работы: проследить за изменениями экологической обстановки в городе Подольск за последние 10 лет. Подтвердить или опровергнуть выдвинутую ранее гипотезу.

Задачи работы:

- собрать данные для исследований (архивные и лабораторные материалы);

- провести исследование образцов в школьной лаборатории;

- проанализировать и сравнить полученные данные;

- выявить причины и очаги загрязнения, сделать выводы по результатам работы.

Основными источниками информации являются:

Денисов, Денисова, Гутенев «Экология города», Феникс, 2015г.

Ясовеев, Стреха, Пацыкайлик «Экология урбанизированных территорий», ИНФРА-М, 2019 г.

Наумов «Основы комплексного мониторинга ресурсов природопользования. Теория, методология, концепция», Лань, 2019 г.

http://www.mnr.gov.ru/activity/regions/moskovskaya_oblast/

http://temnyjles.ru/dr/Podolsk.shtml

Место проведения исследования: Московская область, г. Подольск.

Сроки проведения исследования: сентябрь 2018 г. – октябрь 2019 г.

Характеристика района исследования:

Подольск – крупный культурный и промышленный центр Подмосковья.

Он расположен на берегах реки Пахры, в 15 км от МКАД. Через город проходят железная дорога Москва-Симферополь и автомобильная магистраль М-2 «Крым». Население Подольска более 300 тысяч человек. Московская область расположена в центре Восточно-Европейской равнины. Рельеф преимущественно равнинный, но с перепадами высот примерно 115 метров. Почвы здесь аллювиальные, серые лесные. В Подольске гидрографическая сеть представлена малыми реками, принадлежащими к бассейну р. Ока. Бассейн Пахры занимает большую и густозаселённую часть города. Согласно данным Подольского райкомзема наибольшую площадь в г.о. Подольск занимают лесные земли Гослесфонда - 48,4% . Климат в Подольске умеренно-континентальный. Для района характерны тёплое влажное лето и относительно холодная зима с устойчивым снежным покровом. В Подольске имеется достаточное количество парковых насаждений (городской парк культуры и отдыха им. В. Талалихина, сквер Подольских курсантов, лесопарк «Берёзки» и другие).

Методики исследования

В своей работе мы использовали полевые методы исследования, они имеют для нас первостепенное значение. Это сбор образцов почв, воздуха и воды в естественной среде, они позволяют установить воздействие на образцы комплекса факторов загрязнения, изучить общую экологическую картину г. Подольск. Но в полевых исследованиях очень сложно выявить значение одного фактора загрязнения, как биотического (аллелопатии, плодородия почв) и абиотического (тепло, влаги, света, засоления, кислотности почв), так и антропогенного в городской среде, тем более, что все факторы функционально связаны друг с другом.

В нашем исследовании огромное значение играют химические и физиологические методы, т.к. они позволяют выявить роль разных компонентов экосистемы Подольска. Химические методы дают возможность определить особенности накопления химических элементов в почве и воде.

Изучаемая биосистема района обладает хорошей саморегуляцией, т.е. восстановлением экологического равновесия, а законы их развития имеют причинно-следственную связь. В ходе работы мы прибегли к математическим методам (математическая статистика), которые широко распространены в современной науке. На их основе мы также использовали методы моделирования. Моделирование биологических явлений - воспроизведение в искусственных системах (электронная теплица) процессов, свойственных живой природе.

Экспериментальные методы помогли нам более точно, чем при обычном наблюдении, выявить влияние антропогенного воздействия на окружающую среду.

В своей работе мы также использовали метод анкетирования, при помощи которого можно с наименьшими затратами получить довольно высокий уровень массовости исследования. Посредством анкетирования мы собрали информацию о мнении людей по оценке экологической обстановки в городе Подольск.

Основная часть

Теоретическая часть

В процессе сбора данных мы сделали запрос данных в ЭКОЦЕНТР – П (по адресу: Г.о. Подольск, ул. Февральская, д. 57, офис № 14) о состоянии атмосферного воздуха, почвы и водных ресурсов в Подольске за 2009 год.

Наименование видов загрязнения в воздухе	Значение (в долях ПДК)	Загрязняющее вещество в почвах	Значение (в долях ПДК)
Диоксид азота	2,3	Бензин	0,18
Формальдегид	3	Бенз(а)пирен	0,03
Аммиак	2	Кобальт	5,2
Оксид азота	0,3	Медь	3,1
Оксид углерода	1	Мышьяк	2,03
Бенз(а)пирен	2,3	Ртуть	2,14
Взвешенные вещества	1,3	Свинец	33,5
Хлорид водорода	0,7
Фенол	0,9
Сероводород	2
Ацетон	0,3
Бензол	0,3
Ксилол	0,5
Толуол	0,4

Загрязняющее вещество в водных ресурсах	Значение (в долях ПДК)
Азот нитритный	15
Азот аммонийный	30
Легкоокисляемые органические вещества	9
Растворенный кислород	2
Нефтепродукты	0,8

Производства негативного влияющие на экологию города

Г.о. Подольск относится к городам, где хорошо развита промышленность и сельское хозяйство. Он является экологически неблагоприятным районом Подмосковья.

Негативное воздействие на экологию города оказывают следующие предприятия: АО «Подольский машиностроительный завод», АО «Подольский электромеханический завод», ОАО «НП «ПОДОЛЬСККАБЕЛЬ», АО «Промкомплектрезерв», ОКБ «ГИДРОПРЕСС», НПО «ЛУЧ», ОАО «ПМЗ», ОАО «ПХМЗ», ЗАО «Подольский аккумуляторный завод», ОАО «Подольский завод цветных металлов».

А также большое значение имеет постоянно увеличивающийся поток автомобильного транспорта, увеличение населения города (свалки, малая мощность очистных сооружений и т.д.).

Загрязнение почв

Забор почв производился в июне 2019 года в районе Шепчинки.

В Подмосковье распространена водная эрозия. Её причины: вырубка лесов, осушение и распашка пойм, распашка водоохранных зон и др. Из-за эрозии уменьшается количество азота, перегноя, влаги в почве; происходит снижение плодородности земель из-за уменьшения гумуса в почве.

Загрязнение почв тяжёлыми металлами, такими как, олово, медь, молибден, вольфрам, цинк и т.д. – ещё одна из серьёзных экологических проблем Подмосковья. Источники загрязнения – промышленность, свалки, транспорт.

Загрязнение воды

Большое число рек Подмосковья загрязнены азотом, диоксином, нефтепродуктами, тяжёлыми металлами, органическими веществами. Причинами этой экологической проблемы являются бытовые сбросы в населённых пунктах, выбросы в атмосферу, промышленные стоки. Есть проблемы с очищением воды. Для их решения нужно строить, модернизировать объекты водоподготовки и очистные сооружения. Из-за плохого качества воды происходит её дефицит. Ещё одна важная экологическая проблема, задевшая Подмосковье – истощение подземных вод, а также их загрязнение нефтепродуктами, свинцом, кадмием, алюминием и т.п.

К этому привели интенсивная добыча подземных вод и чрезмерный водозабор, свалки и очистные сооружения в долинах рек.

Загрязнение атмосферного воздуха

В г.о. Подольск наблюдается активное загрязнение атмосферы твердыми веществами (зола, сажа, пыль) и газами (сернистый ангидрид, окись углерода, окислы азота, углеводороды, аммиак, хлор).

В атмосферу Подольска поступает большое количество загрязняющих веществ. Наиболее опасными из них являются: диоксид азота, оксид углерода, сернистый ангидрид, аммиак, соединения тяжелых металлов, ксилол, сажа, асбест, фенол, цианистый водород, пыль, толуол, бензин.

Практическая часть

Загрязнение воздуха

Пробы воздуха отбирали в районе Шепчинки через день с 01.03.2019 по 05.03.2019. Анализ проб воздуха был произведен в лаборатории наблюдения загрязнения атмосферы (ЛНЗА), расположенной по адресу: Подольск, ул. Филиппова, д. 20, кв. 35. (См. приложение 1)

В атмосферном воздухе уровень загрязнения в целом по городу в марте 2018 года был низким, стандартный индекс (СИ) был равен 0,8; наибольшая повторяемость превышений ПДК (НП) составила 0 %. Максимальная разовая концентрация диоксида азота в марте повышалась до 0,8 ПДК м.р. Среднее содержание данной примеси в целом по городу составило 1,3 ПДК с.с., в центре города, где отмечается большое скопление автотранспорта – 1,7 ПДК с.с

Разовые концентрации других загрязняющих веществ за март составили: оксида углерода и взвешенных веществ – 0,6 ПДК м.р., фенола – 0,5 ПДК м.р., хлорида водорода и формальдегида – 0,4 ПДК м.р., бензола и оксида азота – 0, 3 ПДК м.р., ксилола и толуола – 0,2 ПДК м.р. Содержание диоксида серы было ниже предела обнаружения.

Загрязнение почв

В первых числах апреля 2019 года мы произвели забор почв в лесопарке «Берёзки». (См. приложение 1)

Опыты по анализу почвы

Цель опыта №1: определение кислотности почвы данной территории с помощью лакмусовой бумаги (pH – тестер).

Методика проведения опыта №1 (См. приложение 4)

Мы взяли 10 проб земли с глубины 30 см на данной территории. Десять - это самый минимум для получения результатов с минимальной погрешностью. Отобранный грунт завернули в трёхслойную марлю и опустили в колбу с чистой дистиллированной водой. Тщательно взболтали сосуд с жидкостью и затем опустили лакмусовую бумажку в воду на пару секунд, пока она не изменила цвет. Мы определили кислотность по вкладышу в наборе. Полученные значения находятся в пределах от 5,1 до 5,3 pH.

Вывод: мы определили почвы как слабокислые.

Цель опыта №2: проверить состав почвы на наличие тяжёлых металлов в лабораторных условиях школы.

Методика проведения опыта №2 (См. приложение 4)

Для проведения химического анализа отбираем почву методом конверта с глубины 10см, так как именно в верхнем ее горизонте накапливаются тяжелые металлы. Рекомендуется взять участок площадью 100 м2 (10x10м). Тяжелые металлы дают окрашенные соединения с растворами солей-реагентов. По характерному окрашиванию можно определить наличие в растворе того или иного металла. Медь образует с раствором аммиака комплексное соединение – гидроксид тетраамминмеди (II) василькового цвета. Ионы железа +3 определяют реакцией с роданидом калия. Образуется раствор кроваво-красного цвета – комплексная соль гексароданоферрат (III) калия. Ионы свинца дают характерное желтое окрашивание – осадок хромата свинца с хроматом калия. Ионы марганца +2 бесцветны, поэтому, чтобы определить их наличие, марганец окисляют персульфатом натрия до перманганат-ионов MnO4- фиолетово-розового цвета.

Вывод: в пробах были обнаружены: медь, железо, свинец, марганец.

В ходе исследования мы производили опыты в электронной теплице на предмет плодородия почв данной местности. В процессе работы опыты показали, что плодородие почв можно охарактеризовать, как хорошее. Растение за 7 месяцев дало стебель 20 см и лист 15-20 см. Но частично произошло засоление почв, и нижние листья растения завяли. (См. приложение 2)

Загрязнение воды

В первых числах мая 2019 года нами были проведены исследования химического состава воды в реке Пахра. (См. приложение 1)

Опыты по анализу воды в реке Пахра

Цель опыта №1: определить концентрацию ионов железа в составе воды из р. Пахра с помощью раствора танина на основании его оптических свойств.

Методика проведения опыта №1

Опыт основывается на оптических свойствах раствора: чем сильнее поглощается свет, тем выше концентрация поглощенного вещества. Эта зависимость выражается формулой D= KCL, где D –оптическое поглощение.

Оптическое поглощение, при котором глаз человека способен заметить окраску этого раствора, равно 0,1. Отсюда концентрация вещества: c= D/*56 kl. Для проведения эксперимента приготовили раствор коры дуба. Высота образцов жидкости в мерном цилиндре должна быть 2,5 см. Производим расчет подставляя данные в формулу, получаем:c= D/ kl=0,1/ 4000*5=0,000005 моль/л*2,5=0,000013моль/л один моль железа=56г, следовательно, c=0,0000013*56=0,000073г/л=0,7г/л.

Вывод: Органолептическое исследование воды показало наличие в воде в избытке марганца и железа. Данные проведенного опыта также показывают превышение ионов железа в воде.

Цель опыта №2: определить температуру, жёсткость воды концентрацию солей, фосфатов, кислорода.

Методика проведения опыта №2 (См. приложение 3)

Я измерила температуру воды в р. Пахра в мае. Она колебалась от 14 до 15 градусов. Реакция среды (рН) в среднем была близкая к слабощелочной и колебалась от 7,8 ед.рН до 7,9 ед.рН. Концентрация растворенного в воде кислорода не опускалась ниже 9,15 мг/л. Содержание фосфатов было повышенным. Минерализация воды в водотоке была немного выше средней 496,2 - 542,9 м г/л, жесткость воды – 5,14 - 5,82 мг - экв/л. Содержание нефтепродуктов находилось на уровне 1,0 ПДК.

Вывод:

Исследования показали, что в воде превышено значение концентрации солей, количество фосфатов; жёсткость воды немного выше нормы, выявлено повышенное содержание нефтепродуктов.

Анкетирование

Анкетирование проводилось в Лицее №23 (среди сотрудников) и жителей близлежащего микрорайона Шепчинки. В опросе приняли участие 80 человек разного возраста (от 30 до 70 лет). Задавались следующие вопросы: «Как Вы оцениваете состояние экологии в 2009 году? Как Вы оцениваете состояние экологии в 2019 году? На какие заболевания по Вашему мнению повлияла экологическая обстановка в городе за последние 10 лет? Страдаете ли Вы или Ваши родственники этими заболеваниями?» (См. приложение 5)

Результаты исследования

В процессе сбора данных мы сделали запрос данных в ЭКОЦЕНТР – П (по адресу: Г.о. Подольск, ул. Февральская, д. 57, офис № 14) о состоянии атмосферного воздуха в Подольске за 2009 и 2019 года. На основании которого, мы сделали следующие выводы: по некоторым показателям (см. таблицу 1) уровень загрязнения вырос, по другим же упал.

Таблица 1

В комплекс исследовательских работ мы включили опыты с электронной теплицей на определение плодородия почв Подольского района. В процессе выполнения получили следующие результаты: растение за 7 месяцев дало ствол 20 см и лист 15-20 см. Но частично произошло засоление почв, и нижние листья растения завяли.

Анализируя материал, полученный в ЭКОЦЕНТРЕ и собранный нами, мы делаем следующие выводы: состояние почвы за последние 10 лет в целом улучшилось (см. таблицу 2).

Таблица 2

На основе опытов, проведенных в школьной лаборатории, получили следующие результаты, выраженные в виде диаграммы:

На основе опытов, проведенных в школьной лаборатории, получили следующие результаты: исследования показали, что в воде превышено значение концентрации солей, количество фосфатов; жёсткость воды немного выше нормы, выявлено повышенное содержание нефтепродуктов. Систематизируя полученные данные, мы делаем следующие выводы: состояние воды за последние 10 лет ухудшилось (см. таблицу 3).

Таблица 3

Результаты анкетирования :

Выводы

Охрана окружающей среды важнейшее дело для всех нас. По развитию количества изменений населения и масштабов производства экологические последствия хозяйственной деятельности людей в Подмосковье становятся все более ощутимыми, а площади нетронутых природных территорий неуклонно сокращаются. Население и власти достаточно давно начали ощущать угрозу глобального загрязнения окружающей среды, но как таковых методов решения этих проблем до сих пор не было принято. Сегодня, мы должны понимать, что удовлетворение наших потребностей может и должно происходить без вступления в конфликт с экологией.

Из результатов работы следует, что за последние 10 лет состояние атмосферы не изменилось. Это связано с увеличением количества населения и единиц транспорта, но и со значительным уменьшением выбросов предприятий.

За счет сокращения работы некоторых предприятий и действий по благоустройству муниципальных служб города состояние почв в целом

улучшилось.

Состояние воды за последние 10 лет на основании приведенных ранее данных ухудшилось. Причиной стали быстрый рост населения, устаревшее оборудование и увеличение слива сточных вод.

По мнению граждан нашего города состояние окружающей среды улучшилось по сравнению с 2009 годом, что в целом благотворно повлияло на здоровье граждан.

Анализируя данные, полученные при проведении опытов в электронной теплице, можно сделать вывод, что плодородие почв можно охарактеризовать, как хорошее.

Подведя итог вышесказанному и систематизируя и анализируя источники полученной информации (опыты в школьной лаборатории, статистические данные ЭКОЦЕНТРА – П г. Подольск, анкетирование и литературные источники), можно сделать вывод, что выдвинутая ранее гипотеза частично подтвердилась.

Заключение

В нашей исследовательской работе была задействована группа людей (Алексеева Екатерина, Щаникова Анна Евгеньевна, Бугакова Наталья).

Для улучшения экологической обстановки в Г.о. Подольск планируются следующие действия: комплексная очистка реки Пахра (2020–2023 гг). Весной 2020 г. запланировано мероприятие «Береговой десант», для очистки от мусора береговой линии силами подольчан и группой экологов.

Процесс восстановления речной системы включает: сокращение источников загрязнения воды; очистка береговой линии и бассейна от различного вида отходов, веток деревьев; снятие донных отложений; удаление иловых масс; внесение в реку микроводорослей; посадка водных растений; зарыбление, остановить несанкционированного сброс сточных вод, ремонт очистных сооружений.

Муниципальные службам города необходимо уделить больше внимания проблеме стихийных свалок и сортировке мусора. Внедрять на предприятиях города малоотходные и безотходные технологии.