Научно-исследовательская работа «Снеговой покров как индикатор загрязнения окружающей среды в городе Братске»
«Средняя общеобразовательная школа №3»
Исследовательская работа по теме:
«Снеговой покров - как индикатор загрязнения окружающей среды
в городе Братске».
Выполнила работу: ученица 10 «А» кл.
Куркотова Анастасия
Руководители: учитель биологии
Викторова Е.Л.
Учитель химии: Москвитина М.А
г. Братск 2015 год
Содержание:
Цели и задачи ……………………………………………………………… 2
Гипотеза…………………………………………………………………….. 2
Введение……………………………………………………………………. 3-4
Порядок работы…………………………………………………………….. 5
Исследование талой воды………………………………………………….5-7
Выводы. ……………………………………………………………………. 8
Список используемой литературы………………………………………….9
Цель: провести исследование талой воды и определить, как окружающая среда влияет на качество снега.
Задачи: 1. Определить основные источники загрязнения снега.
2. обобщить собранный материал, полученный в результате исследования.
Гипотеза: Чем дальше источник загрязнения воздуха, тем чище снег.
Введение
Загрязнение воздуха оказывает влияние на климат и здоровье людей.
Вода играет исключительно важную роль в природе. Она создает благоприятные условия для жизни растений, животных, микроорганизмов. Под влиянием солнечного тепла часть воды испаряется. Водяной пар, охлаждаясь в воздухе, превращается в капли, впитывает в себя газообразные выбросы, превращаясь, таким образом, в кислые и щелочные среды и в виде дождя или снега выпадает на землю. Дождевая и талая вода уже не являются чистыми.
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.
Загрязнение снежного покрова происходит в 2 этапа. Во-первых, это загрязнение снежинок во время их образования в облаке и выпадения на местность - влажное выпадение загрязняющих веществ со снегом. Во-вторых, это загрязнение уже выпавшего снега в результате сухого выпадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления из подстилающих почв и горных пород. Выброс загрязняющих веществ автотранспортом происходит практически на уровне земли.
Измерение загрязняющих веществ в снежном покрове позволяет оценить загрязнение атмосферного воздуха, воды и почв. Послойный отбор проб снежного покрова позволяет получить динамику загрязнения за зимний сезон, а всего лишь одна проба по всей толще снежного покрова дает представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы.
Среднее время пребывания в атмосфере антропогенных и природных веществ тесно связано с высотой выброса и физико-химическими свойствами. Время пребывания, как правило, растет с высотой выброса и увеличением дисперсности аэрозольных частиц и составляет от нескольких минут до года и более.
Характерная высота поступления загрязняющих веществ от крупных промышленных предприятий и тепловых электростанций составляет 150 м. Эта оценка учитывает высоту труб, начальный подъем газопьыевого факела, распределение мощности выброса по отдельным типам источника. Реальная высота выброса может колебаться в широких пределах, от десятков до сотен метров.
Выброс загрязняющих веществ автотранспортом происходит практически на уровне земли. Поступление в атмосферу природных веществ (продуктов ветровой эрозии, летучих соединений, морских брызг) происходит непосредственно с поверхности Земли.
При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на 2-3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности.
Снежный покров является эффективным накопителем аэрозольных загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха. При снеготаянии эти вещества поступают в природные среды, главньм образом в воду, загрязняя их. Измерение загрязняющих веществ в снежном покрове позволяет оценить загрязнение атмосферного воздуха, воды и почв.
Основными источниками загрязнения воздуха в городе Братске являются промышленные предприятия и автотранспорт. В зависимости от источника загрязнения и его удаленности изменяется и состав снегового покрова, поэтому мной были взяты пробы снега на анализ в различных местах. Собранный снег растаял, полученный раствор использовался для органолептического анализа: исследовали цвет снега, талую воду исследовали на запах, цвет, наличие осадка и мутности, наличие углеводородной пленки, наличие нитратов, сульфатов, хлоридов, кислотность.
Порядок работы:
Отбор проб снега.
Подготовка талой воды к анализу.
Проведение анализов.
Изучение литературы.
Изучение материалов Интернет-сайтов.
Отбор образцов снега проводился в нескольких точках: в районе Телецентра, в поселке Порожский, в лесной зоне (п. Галачинский) и в районе БЛПК.
Отбор проводился на открытом участке небольшим по площади; брала квадратный участок размером 20*20 см и в глубину 15 см.
Снег собирался и помещался к стеклянную чистую банку, которая закрывалась крышкой. По приходу домой снег ставился и оставался таять. Полученную талую воду использовала для анализов.
Органолептический анализ:
Цвет снега:
Для описания снега используют обычные названия: белый, серый, светло-серый. Для изучения цвета снега я его рассматривала его при дневном свете.
п. Порожский – светло-серый.
Телецентр – светло-серый.
БЛПК – серый.
Лесная зона – белый.
Запах:
Для определения запаха нужно взять 200 мл талой воды, налить в колбу с широким горлом, накрыть стеклом и встряхивать вращательными движениями. Открыв стекло, быстро определить запах. Для определения интенсивности запаха, колбу накрыть стеклом, нагреть на водяной бане до температуры 60 градусов и определить интенсивность запаха.
I. п. Порожский – заметный. Легко обнаруживается, вода неприятна.
II. Телецентр – отчетливый, привлекает внимание.
III.БЛПК – сильный, неприятный.
IV.Лесная зона – слабый.
Наличие углеводородной пленки:
Воду в колбе отстоять в течении суток и отметить есть или нет радужной пленки.
п. Порожский – не обнаружено.
Телецентр – не обнаружено.
БЛПК – не обнаружено.
Лесная зона – не обнаружено.
Наличие осадка и мутности:
Для определения осадка воду отстоять в течение суток, определить, образуется ли осадок после отстаивания воды. Если осадок имеется – определяем его интенсивность.
Воду взболтать, профильтровать и сравнить фильтр на наличие примесей.
п. Порожский – осадок есть, на фильтре достаточное количество примесей.
Телецентр - осадок есть, на фильтре достаточное количество примесей.
БЛПК – осадок есть, на фильтре много примесей.
Лесная зона – осадок есть, на фильтре еле заметны примеси.
Определение кислотности воды:
Опустить в воду листок индикаторной бумаги и сравнить цвет листа со стандартной шкалой. Во всех образцах обнаружена кислотная среда.
п. Порожский – pH4.
Телецентр - pH4.
БЛПК - pH4.
Лесная зона – pH5.
Обнаружение хлорид-ионов:
К 10 мл пробы воды прибавляют 3-4 капли азотной кислоты (1:4) и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра.
Белый осадок выпадает при концентрации хлорид-ионов более 100 мг/л:
Cl- + Ag+ = AgCl↓
Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид-ионов более 10 мг/л, опалесценция – более 1мг/л. При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.
п. Порожский – опалесценция (более 1 мг/л).
Телецентр – опалесценция (более 1 мг/л).
БЛПК – опалесценция (более 1 мг/л).
Лесная зона – не обнаружено.
Обнаружение сульфат-ионов:
К 10 мл пробы воды прибавляют 2-3 капли соляной кислоты (16 мл соляной HCl (p=1,19), растворить в воде и довести объем до 100 мл) и прибавляют 0,5 мл раствора хлорида бария (10 г BaCl2 * 2H2O растворить в 90 г воды).
При концентрации сульфат-ионов более 10 мг/л выпадает осадок:
SO42- + Ba2+ = BaSO4↓
Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат-ионов более 1 мг/л.
Осадок нерастворим в азотной и соляной кислоте.
п. Порожский – не обнаружено.
Телецентр – не обнаружено.
БЛПК – опалесценция (более 1 мг/л).
Лесная зона – не обнаружено.
Обнаружение катионов свинца:
В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента – хромата калия (10 г K2CrO4 растворить в 90 мл воды). Реакцию проводят в нейтральной среде при комнатной температуре. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг/л:
Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 (желтый)
Если наблюдается помутнение раствора, то концентрация ионов свинца более 20 мг/л, а при опалесценции – 0,1 мг/л. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.
п. Порожский – концентрация ионов свинца более 20 мг/л.
Телецентр – концентрация ионов свинца более 20 мг/л.
БЛПК – концентрация ионов свинца более 20 мг/л.
Лесная зона – опалесценция (0,1 мг/л).
Выводы:
Качество снега зависит от удаленности источника загрязнения.
На качество снега большое влияние оказывают промышленные предприятия.
Самый чистый снег оказался в образце, взятом в лесной зоне. Снег белый, талая вода имеет слабый запах, при фильтрации обнаружены слабозаметные примеси.
Самый грязный оказался образец снега, взятый в районе «БЛПК»; снег серый, талая вода имеет неприятный запах, на фильтре осталось большое количество примесей.
Список используемой литературы:
М.З. Федорова, В.С.Кучменко, Г.А.Воронина «Экология человека», Москва, «Вентана-Граф», 2010год.
В.М.Суворова «Опыт экологической работы со школьниками», Волгоград, 2009 год.
Г.А. Фадеева «Международные экологические акции в школе», Волгоград, 2006 год.
Н.Н. Юшков, М.Р. Ерофеева, В.А. Рубцова «Непрерывное экологическое образование(программно-методические материалы)», Братск, 200о год.
В.Л. Горохов, Л.М. Кузнецов, А.Ю.Шмыков «Экология», учебное пособие, Москва-Санкт-Петербург, «Издательский дом Герда», 2005год.
