Изучение степени загрязнения воздушной среды через снежный покров в п.Нижний-Бестях

XVII Форум молодых исследователей «Шаг в будущую профессию», посвященный 70 - летию со дня рождения Вячеслава Анатольевича Штырова, выдающегося политического деятеля Республики Саха (Якутия) (Республика Саха (Якутия), г. Якутск, 7-8 декабря 2023 года)

Изучение степени загрязнения воздушной среды

через снежный покров в п.Нижний-Бестях

Авторы:

Аммосов Дамир Георгиевич, Республика Саха (Якутия),

МР «Мегино-Кангаласский улус»

ГБПОУ РС(Я) «Транспортный техникум им.Р.И.Брызгалова», 2 курс

Шестаков Геннадий Михайлович, Республика Саха (Якутия),

МР «Мегино-Кангаласский улус»

ГБПОУ РС(Я) «Транспортный техникум им.Р.И.Брызгалова», 2 курс

Научный руководитель:

Тимофеев Александр Григорьевич,

преподаватель,

ГБПОУ РС(Я) «Транспортный техникум им.Р.И.Брызгалова»,

Я, Тимофеев А.Г., подтверждаю, что данный проект содержит не более 14

страниц, из них текст статьи и список литературы ‒ не более 5 страниц,

_______________________

^{подпись}

Оглавление

Введение………………………………………………………..…………………......……4

1. Снеговой покров как индикатор загрязнения воздуха (литературный обзор)….……6

2. Методы исследования…………………..………………….……………………..……....7

   1. Выбор площадок для исследования …………………..……….……......…..…....…7

   2. Определение внешнего вида снега……………….……………………….….….….9

   3. Качественный анализ талой воды …………………………………………...….......12

   4. Исследование химического состава проб талого снега……………………………16

3.1. Изучение качества воздуха по количеству проезжающих автомобилей…………17

4. Результаты исследования …………………...…………..……….………...…..…….18

Заключение…………………………………………...……..……………………......…..20

Список использованной литературы………………………………………………...….21

Изучение степени загрязнения воздушной среды

через снежный покров в п.Нижний-Бестях

Аммосов Дамир Георгиевич, 2 курс,

Шестаков Геннадий Михайлович, 2 курс.

Аннотация. Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха.

Цель работы: изучить экологическое состояние снежного покрова на территории п.Нижний Бестях.

Для достижения данной цели были выдвинуты следующие задачи :

1. Изучить причины загрязнения снега.

2. Исследовать физико-химические свойства снега.

3. Сделать вывод о степени общей токсичности снега в разных участках поселка.

Брались пробы снега и изучались на базе ГБПОУ РС(Я) «Транспортный техникум им.Р.И.Брызгалова», изучались такие показатели как, цвет, осадок, мутность, запах, наличие осадков,кислотность, наличие ионов железа, наличие ионов свинца. Сделаны выводы.

Качественный анализ снега на пробных площадках, а также химический анализ талой воды позволяют выявить наличие некоторых видов загрязнения окружающей среды и оценить экологическое состояние изучаемого объекта.

Основываясь на результатах химического анализа, можно утверждать, что в целом атмосфера в поселке благоприятная, особенно чистый воздух в центре около техникума и на опушке леса. Загрязнения наблюдаются возле перекрестка и автотрассы, причем наибольшее химическое загрязнение наблюдается на участке около автотрассы. Это связано с работой автотранспорта.

Введение

Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха. Запасы подземных вод в значительной степени пополняются за счет перемещения снега и поверхностного стока воды с почвы. Поэтому состав снежного покрова может существенно влиять на качество грунтовых вод, а, следовательно, и на флору и фауну нашей местности. Различные вредные вещества, которые могут накапливаться в снегу, могут загрязнять почву, открытые и подземные водоемы, поступая в них с талыми водами.

Одним из ключевых направлений реализации Схемы комплексного развития производительных сил, транспорта и энергетики РС(Я) до 2035 года является опережающее развитие транспортной инфраструктуры. Сегодня здесь сходятся три федеральные автомагистрали («Лена», «Колыма», «Вилюй») и республиканская («Амга»). Эта роль существенно усилилась с завершением строительства железной дороги до п. Нижний Бестях. Территория района стала площадкой для дальнейшего транспортного строительства железнодорожной линии до Магадана и развития сети магистральных автомобильных дорог.   

В связи с этим актуально проведение исследования состояния снегового покрова на территории п.Нижний-Бестях.

Цель работы: изучить экологическое состояние снежного покрова на территории п.Нижний Бестях.

Для достижения данной цели были выдвинуты следующие задачи :

1. Изучить причины загрязнения снега.

2. Исследовать физико-химические свойства снега.

3. Сделать вывод о степени общей токсичности снега в разных участках поселка.

Объект исследования: снег, взятый из разных участков п.Нижний-Бестях.

Гипотеза: зависит ли степень загрязнённости снега от удалённости от промышленных зон и автомобильных дорог.

Предмет исследования: снег, талая вода, полученная из проб снега.

Методы исследования:

1.Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач).

2.Экспериментальный (постановка опытов и проведение физико-химического анализа проб снега)

3.Эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов исследований)

Исследования проводились в ноябре 2022, (1 проба) в марте 2023 года (2 проба), в ноябре 2023 (3 проба)

1. Снеговой покров как индикатор загрязнения воздуха (литературный обзор)

Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Снег является одним из непременных атрибутов зимы. Он образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.

Снежный покров - слой снега на поверхности Земли, образовавшийся в результате снегопадов и метелей. Снежный покров обладает малой плотностью, возрастающей со временем, особенно к весне. . Снежный покров характеризуется слоистостью и зернистостью. На протяжении зимы снежный покров оседает и уплотняется. Разрезы снежного покрова к концу зимы отражают историю прошедших снегопадов и сопровождавших их состояний погоды, запасы тепла в подстилающих грунтах, а так же экологическую обстановку на территории.

Снежный покров оказывает огромное влияние на климат, рельеф, гидрологические и почвообразовательные процессы, жизнь растений и животных. Снежный покров предохраняет почву от глубокого промерзания и сохраняет озимые посевы, поглощает азотистые соединения, удобряя тем самым почву, адсорбирует атмосферную пыль, охлаждает приземные слои воздуха. Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха. Выпавший на земную поверхность снег способен качественно и количественно характеризовать содержание загрязнителей в атмосферных осадках, накапливающихся в толще снега в течение зимнего периода.

Проанализировав обычный снег можно с уверенностью говорить о чистоте атмосферного воздуха в данном районе, так как снег аккумулирует все вредные вещества, попадаемые на почву из атмосферы в виде осадков.

Зимний период характерен замедлением многих процессов в природе. Поэтому основными источниками загрязнения в это время является деятельность человека. В нашем поселке есть одно промышленное предприятия, это АБЗ ООО «Мегинские автомобильные дороги» соответственно есть выбросы в атмосферу ядовитых веществ. Значительным источником загрязнения окружающей среды в населённом пункте является автомобильный транспорт.

2.Методы исследования

Используемые в данной работе методы исследования, это:

- изучение источников антропогенного загрязнения на выбранной территории и выявление его степени.

- изучение качественной характеристики (методом выявления запаха, прозрачности, наличие частиц, осадка, углеводородной пленки);

- изучение химической характеристики (выявление кислотности PH реакцией, изучение на наличие ионов свинца добавлением в талую воду сульфата калия, ионов железа добавлением роданида натрия)

2.1.Выбор площадок для исследования

Для изучения снежного покрова были определены экспериментальные площадки в разных частях поселка. Всего рассмотрено 6 площадок для наблюдений и взятия проб снега. При этом учитывался различный уровень антропогенной нагрузки в указанных местах. Площадки распределены следующим образом:

1-я— на опушке леса в 3 км от поселка;

2-я—на трассе на выходе из поселка;

3-я— перекресток около торгового центра;

4-я—на территории мусорного полигона поселка;

5-я—перекресток с заправкой на вьезде в поселок;

6-я – территория техникума

Пробы брались в пластиковые пакеты обьемом 5 литров, методом конверта со сторонами 50 см, с углов потом с середины.

50 см

50 см

Степень антропогенной нагрузки определялась в баллах по следующей шкале:

Интенсивность антропогенной нагрузки	Баллы
Незначительная или отсутствует	1
Очень низкая	2
Низкая	3
Пониженная	4
Средняя	5
Повышенная	6
Высокая	7
Очень высокая	8

Таблица 2.1 Источники и формы антропогенной нагрузки на пробных площадках

№ п/п	Ближайшие источники загрязнения	Основные формы антропогенных воздействий	Степень антропогенной нагрузки (баллы)1 проба	Степень антропогенной нагрузки (баллы)2 проба	Степень антропогенной нагрузки (баллы)3 проба
1	На опушке леса в 3 км от поселка	Замусоривание	2	2	2
2	на трассе на выходе из поселка	Замусоривание	6	7	5
3	перекресток около торгового центра	Замусоривание, Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания	6	8	6
4	на территории мусорного полигона поселка	Замусоривание	7	8	7
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания, продукты износа шин, тормозных накладок, нефтепродукты	7	8	8
6	территория техникума	Замусоривание	3	4	4

2.2.Определение внешнего вида снега.

Площадка №1. Находится на берегу озера на опушке леса. Сначала рассмотрен внешний вид и состояние снега. Сразу обращено внимание на цвет и вид. Самый чистый снег оказался на площадке №1, он был пушистым, мелкозернистым, рыхлым и рассыпчатым. По твёрдости снег был мягким.

На площадке №2 снег имел цвет беловато-серый, крупнозернистый, довольно плотный и твёрдый.

Площадка №3. Сразу было заметно, что данный снег сильно отличается от изученных ранее. Цвет снега серый, местами бледно-жёлто-сероватый. Сверху плотная ледяная корка, а под ней крупнозернистый снег. Снежки не лепятся, но твёрдость хорошая. Кроме цвета обнаружено наличие мусора, который большей частью являлся антропогенного происхождения (кроме травы и веток деревьев). Цвет снега скорее всего обусловлен примесями песка, которым посыпали дорогу во избежание гололёда. А так же выбросами от автомобилей, когда в воздух попадает много различных веществ, а затем они оседают на поверхности снега. Соответственно при таянии такого снега в почву могут попасть загрязняющие вещества, а так как эта дорога проходит по берегу пруда, то с потоком талой воды вся эта грязь попадёт в водоём .

Площадка №4 также представляла собой бледно сероватый покров. Но при более тщательном осмотре можно было заметить, что цвет снега в данном месте имеет бежевый оттенок. Вид имел мелкозернистый, сухой и твёрдый (проникает карандаш). Иногда на поверхности снега можно видеть чёрный налёт. Скорее всего эти частички сажи от сгорания ТБО.

Площадка №5 находится на обочине дороги с интенсивным движением. В данном месте снег грязный, цвет от бледно-жёлто-серого до бурого и светло-коричневого. Вид имеет крупнозернистый, в снежки не лепится, очень твёрдый (проникает только лезвие ножа). Наличие такого цвета связано скорее всего с тем, что по этой дороге очень оживлённое движение автотранспорта. В атмосферу выбрасывается большое количество выхлопных газов,

содержащих различные примеси. Кроме автомобилей с бензиновыми двигателями здесь очень часто встречаются машины работающие на дизельном топливе. А они ещё, кроме вышеперечисленных веществ, выбрасывают в воздух сажу, которая сама не токсична, но может переносить частицы ядохимикатов. Большегрузные автомобили перевозят строительные материалы. Пыль от стройматериалов также оседает на снегу, тем самым ухудшая его состояние. а весенний паводок всю грязь смоет в реку, что вызывает её постепенное отравление .

Площадка №6. На поверхности покрова встречается мусор, пыль, ветки деревьев (попавшие сюда с кустов и деревьев растущих рядом со техникумом).

Характер мусора говорит о его антропогенном происхождении, скорее всего он попал на снег из техникума с «помощью» студентов. Это например: нитки, карандаши, бумага, ручки и т.д. Особого влияния такой мусор не оказывает, кроме того, как только сойдёт снег вся территория возле техникума тщательно убирается и весь мусор вывозится за пределы образовательного учреждения .

Таблица 2.2. Наличие посторонних частиц

№ п/п	Местоположение	Параметры сравнения
		Мощность снега, см				Цвет снега				Наличие мусора на поверхности снега, во всех трех пробах одинакова
		1 проба	2 проба	3 проба	1 проба		2 проба	3 проба
1	На опушке леса в 3 км от поселка	35	73	17	Белый		Белый	Белый	растительный опад (хвоинки, кусочки коры и лишайника, ветки)
2	на трассе на выходе из поселка	30	81	15	беловато-серый		беловато-серый	беловато-серый	незначительный растительный опад, бытовой мусор сероватая пыль
3	перекресток около торгового центра	25	78	16	беловато-серый, бледно-жёлто-сероватый		беловато-серый, бледно-жёлто-сероватый	беловато-серый, бледно-жёлто-сероватый	пылевидный налёт бытовой мусор частицы сажи
4	на территории мусорного полигона поселка	15	65	18	беловато-серый		бледно-жёлто-серый , бурый и светло-коричневый	бледно-жёлто-серый , бурый и светло-коричневый	пылевидный налёт растительный опад бытовой мусор органические формы жизни
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	25	82	14	бледно-жёлто-серый , бурый и светло-коричневый		бледно-жёлто-серый , бурый и светло-коричневый	бледно-жёлто-серый , бурый и светло-коричневый	пылевидный налёт растительный опад , бытовой мусор
6	территория техникума	25	73	16	Белый		беловато-серый	беловато-серый	растительный опад бытовой мусор

Таким образом, самая темная окраска снега отмечена на площадках с повышенной антропогенной нагрузкой: площадки 3, 4 и 5 (возле автомобильных дорог). Изменение окраски снега является одним из показателей возможного антропогенного загрязнения окружающей среды. Мощность снега на пробных площадках колеблется от 25 см до 82 см, во второй пробе. В третьей пробе слой снега наиболее тонкий.

2.3. й анализ талой воды

С каждого участка взяты пробы снега, помещены в пакет с этикеткой, пересыпаны в банки, и оттаяны. Полученную талую воду использовали для анализов. Качественный анализ талой воды проводился в кабинете экологии того, как температура воды в пробах сравнялась с комнатной температурой. Вода отфильтровывалась и помещадась в баночки с этикетками. Определялись следующие показатели воды: запах, цвет, прозрачность, осадок, наличие углеводородной пленки.

2.3.1. Определение запаха талой воды

Для определения запаха талой воды 500 мл при комнатной температуре, налить в колбу с широким горлом, накрыть стеклом и встряхивать вращательными движениями. Открыв стекло, быстро определяли запах.

В пробах талой воды, взятых на площадках 1, 6 ощущался землистый запах, а в пробе, взятой на других площадках - слабый химический запах. Таким образом, можно судить о том, что в снеговом покрове на площадках с увеличенной антропогенной нагрузкой присутствуют вещества химического происхождения, источниками которых, скорее всего, является автомобильная дорога. Для определения интенсивности запаха, банку накрыть стеклом, нагреть на водяной бане до температуры 60 градусов и определить интенсивность запаха.

Таблица 2.3.1. Качественная характеристика (по запаху)

Баллы	Интенсивность запаха	Качественная характеристика
0	Никакой	Отсутствие ощутимого запаха
1	Очень слабая	Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем
2	Слабая	Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание
3	Заметная	Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением
4	Отчетливая	Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья
5	Очень сильная	Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья

Таблица 2.3.2. Качественная характеристика (по запаху) .

	Интенсивность запаха				Качественная характеристика
№ площ	1	2	3	1		2	3
1	Очень слабая	Очень слабая	Очень слабая	Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем		Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем	Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем
2	Слабая	Заметная	Заметная	Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание		Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением	Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением
3	Заметная	Заметная	Заметная	Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением		Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья	Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание
4	Отчетливая	Заметная	Заметная	Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья		Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья	Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья
5	Очень сильная	Очень сильная	Очень сильная	Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья		Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья	Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья
6	слабая	слабая	слабая	Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем		Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем	Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем

Таблица 2.3.3. Качественная характеристика (по запаху, после нагревания) 1 проба.

№	Местоположение	Запах	Интенсивность запаха
1	На опушке леса в 3 км от поселка	землистый запах	Слабая
2	на трассе на выходе из поселка	нефтепродуктов	Слабая
3	перекресток около торгового центра	нефтепродуктов	Слабая
4	на территории мусорного полигона поселка	слабый химический запах	Слабая
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	нефтепродуктов	Заметная
6	территория техникума	землистый запах	Слабая

Таблица 2.3.4. Качественная характеристика (по запаху, после нагревания) 2 проба.

№	Местоположение	Запах	Интенсивность запаха
1	На опушке леса в 3 км от поселка	землистый запах	Слабая
2	на трассе на выходе из поселка	нефтепродуктов	Заметная
3	перекресток около торгового центра	нефтепродуктов	Заметная
4	на территории мусорного полигона поселка	слабый химический запах	Слабая
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	нефтепродуктов	Заметная
6	территория техникума	землистый запах, нефтепродуктов	Заметная

Таблица 2.3.5. Качественная характеристика (по запаху, после нагревания) 3 проба.

№	Местоположение	Запах	Интенсивность запаха
1	На опушке леса в 3 км от поселка	землистый запах	Слабая
2	на трассе на выходе из поселка	нефтепродуктов	Заметная
3	перекресток около торгового центра	нефтепродуктов	Заметная
4	на территории мусорного полигона поселка	нефтепродуктов	Заметная
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	нефтепродуктов	Заметная
6	территория техникума	землистый запах, нефтепродуктов	Заметная

2.3.2. Исследования цвета талой воды.

Пробы воды налили в цилиндр до отметки 20 см. В качестве контроля использовали цилиндр, заполненный на ту же высоту дистиллированной водой. Затем оба цилиндра рассматривали сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении. В пробах с площадок 1и 6 цвет талой воды был бесцветный. В пробах 3 и 4 талая вода имела незначительные оттенки серого цвета, а в пробе 5 – ярко выраженный серый цвет. Можно предположить, что серый оттенок талой воде придают зольные частицы и частицы топлива.

Таблица 2.3.6 Визуальная характеристика. Проба 1

№	Местоположение	Цвет
1	На опушке леса в 3 км от поселка	бесцветный
2	на трассе на выходе из поселка	Незначительные оттенки серого цвета
3	перекресток около торгового центра	Незначительные оттенки серого цвета
4	на территории мусорного полигона поселка	Серовато бежевый цвет
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	ярко выраженный серый цвет
	территория техникума	бесцветный

Таблица 2.3.7 Визуальная характеристика. Проба 2

№	Местоположение	Цвет
1	На опушке леса в 3 км от поселка	Незначительные оттенки серого цвета
2	на трассе на выходе из поселка	Незначительные оттенки серого цвета
3	перекресток около торгового центра	Незначительные оттенки серого цвета
4	на территории мусорного полигона поселка	Серовато бежевый цвет
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	ярко выраженный серый цвет
	территория техникума	Незначительные оттенки серого цвета

2.3.3. Наличие углеводородной плёнки

В пробах 1, 4 и 6 углеводородная пленка отсутствует, что свидетельствует об отсутствии заметного загрязнения снегового покрова углеводородами. В остальный пробах талой воды присутствует углеводородная пленка, что свидетельствует о заметном загрязнении снегового покрова углеводородами.

2.3.4. Определение прозрачности воды с помощью цилиндра

Мерой прозрачности может служить высота столба воды, при которой можно различить на белой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм. Воду хорошо перемешали и налили в высокий цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см. и дном из плоско отшлифованного стекла. Цилиндр установили неподвижно над стандартным шрифтом на высоте 4 см. Просмотрели шрифт сверху через столб воды и сливая или доливая воду в цилиндр, нашёл высоту столба воды, еще позволяющую читать шрифт.

Таблица 2.3.8 Определение прозрачности. Проба 1

№	Местоположение	Прозрачность
1	На опушке леса в 3 км от поселка	Прозрачная
2	на трассе на выходе из поселка	Слабо мутная
3	перекресток около торгового центра	Слабо мутная
4	на территории мусорного полигона поселка	Слабо мутная
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	Мутная
	территория техникума	Прозрачная

Таблица 2.3.9 Определение прозрачности. Проба 2

№	Местоположение	Прозрачность
1	На опушке леса в 3 км от поселка	Прозрачная
2	на трассе на выходе из поселка	Слабо мутная
3	перекресток около торгового центра	Сильно мутная
4	на территории мусорного полигона поселка	Сильно мутная
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	Мутная
	территория техникума	Мутная

Таблица 2.3.10 Определение прозрачности. Проба 3

№	Местоположение	Прозрачность
1	На опушке леса в 3 км от поселка	Прозрачная
2	на трассе на выходе из поселка	Прозраяная
3	перекресток около торгового центра	Мутная
4	на территории мусорного полигона поселка	Сильно мутная
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	Мутная
	территория техникума	Мутная

2.3.5. Наличие осадка

Для определения осадка воду отстояли в течение суток, до фильтрации и определили, образуется ли осадок после отстаивания воды. Если осадок образуется, то его интенсивность, чем обусловлен осадок, цвет осадка. На пробе с мусорного полигона была личинка, определен как личинка овода.

Таблица 2.3.11 Определение прозрачности. Проба 1

№	Местоположение	Осадок
1	На опушке леса в 3 км от поселка	Незначительный осадок растительного происхождения
2	на трассе на выходе из поселка	Незначительный осадок растительного происхождения
3	перекресток около торгового центра	Осадок растительного происхождения, песок
4	на территории мусорного полигона поселка	Темный осадок, остатки насекомый.
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	Наибольшее количество осадка
	территория техникума	Незначительный осадок растительного происхождения

Таблица 2.3.12 Определение прозрачности. Проба 2

№	Местоположение	Осадок
1	На опушке леса в 3 км от поселка	Незначительный осадок растительного происхождения
2	на трассе на выходе из поселка	Незначительный осадок растительного происхождения, осадок продуктов горения
3	перекресток около торгового центра	Осадок растительного происхождения, песок
4	на территории мусорного полигона поселка	Темный осадок, остатки насекомый. осадок продуктов горения
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	Наибольшее количество осадка
	территория техникума	Незначительный осадок растительного происхождения

Таблица 2.3.13 Определение прозрачности. Проба 3

№	Местоположение	Осадок
1	На опушке леса в 3 км от поселка	Незначительный осадок растительного происхождения
2	на трассе на выходе из поселка	Незначительный осадок растительного происхождения, осадок продуктов горения
3	перекресток около торгового центра	Незначительный осадок растительного происхождения, песок
4	на территории мусорного полигона поселка	Незначительный осадок растительного происхождения, песок
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	Незначительный осадок растительного происхождения, песок
	территория техникума	Незначительный осадок растительного происхождения

2.4. Исследование химического состава проб талого снега

Снег разложили в пронумерованные сосуды. После того как содержимое сосудов растаяло и приобрело комнатную температуру, стали проводить исследования.

2.4.1. Определение кислотности снега

Так как в атмосферу выбрасываются оксиды азота и серы, то соединяясь с водой, они образуют кислоты. Кислотные осадки губительно действуют на живые организмы, строение. Используя индикаторную бумагу можно определить наличие кислот в осадках. Если pH меньше 6, то это говорит о кислотных выпадениях в изучаемых районах. Для определения pH использовали индикаторную бумажку. Смочив, опускали индикаторную бумажку в ёмкость с растаявшим снегом и сравнивал её цвет со шкалой цветности.

Вывод: на участке №4 в снег попадают основания различных кислот, оксиды азота и серы, поэтому он приобретает кислотную реакцию. На участке №5 выпадают в основном соединения металлов, ароматических углеводородов, которые защелачивают снег. На участке №1 снег чистый, среда нейтральная.

Таблица 2.4.1 Кислотность. Проба 1

№	Местоположение	Кислотность	Цвет индикаторной бумажки
1	На опушке леса в 3 км от поселка	рН=7	не изменился
2	на трассе на выходе из поселка		Изменения незначительно
3	перекресток около торгового центра		Изменения незначительны
4	на территории мусорного полигона поселка	рН=5	красноватый
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	рН=8	синеватый
6	территория техникума	рН=7	не изменился

Таблица 2.4.2 Кислотность. Проба 2

№	Местоположение	Кислотность	Цвет индикаторной бумажки
1	На опушке леса в 3 км от поселка	рН=7	не изменился
2	на трассе на выходе из поселка		Изменения незначительно
3	перекресток около торгового центра		Изменения незначительны
4	на территории мусорного полигона поселка	рН=5	красноватый
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	рН=8	синеватый
6	территория техникума	рН=7	не изменился

Таблица 2.4.3 Кислотность. Проба 3

№	Местоположение	Кислотность	Цвет индикаторной бумажки
1	На опушке леса в 3 км от поселка	рН=7	не изменился
2	на трассе на выходе из поселка		Изменения незначительно
3	перекресток около торгового центра		Изменения незначительны
4	на территории мусорного полигона поселка	рН=5	красноватый
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	рН=8	Изменения незначительны
6	территория техникума	рН=7	не изменился

Определить величину рН талого снега можно разными способами.

1. В пробирку налить 5 мл исследуемой воды и 0,1 мл универсального индикатора, перемешать и по окраске раствора оценить величину рН:

• розово-оранжевая – рН около 5,

• светло-желтая – 6,

• светло-зеленая – 7,

• зеленовато-голубая – 8.

1. Смочить универсальную индикаторную полоску в исследуемой пробе и сравнить ее окраску со стандартной шкалой рН. [6, стр. 206-207].

2.4.2 Определение ионов свинца Pb²⁺

В 5 пробирок налил пробы талой воды. При добавлении сульфата калия в пробирки, жидкости в двух пробирках(№3 и №5) окрасились в синеватый, в №1,№2,№3,№6 не изменился. Цвет пробы, растаявшего снега, взятого около трассы, имел более насыщенную структуру. Это значит, что в снегу, находящимся рядом с трассой, присутствуют ионы свинца, это происходит из- за того, что совершаются выбросы выхлопных газов в атмосферу. Pb2+ + CrО4 2- = PbCrO4

 Вывод: в снегу, находящимся рядом с трассой, присутствуют ионы свинца. Этот связано с выбросами выхлопных газов в результате работы двигателей автотранспорта.

Определение ионов железа Fe³⁺

К 5 мл талой воды добавил роданида натрия, до получения 10% раствора, при наличии ионов железа образуется осадок или муть.

№	Местоположение	Осадок или помутнение	Концентрация хлоридов, мг/л
1	На опушке леса в 3 км от поселка	нет	0
2	на трассе на выходе из поселка	нет	0
3	перекресток около торгового центра	нет	0
4	на территории мусорного полигона поселка	нет	0
5	автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час	нет	0
6	территория техникума	нет	0

3. Изучение качества воздуха по количеству проезжающих автомобилей

3.1. Влияние автотранспорта

Легковому автомобилю для сгорания 1 кг бензина требуется 2,5 кг кислорода. В среднем автомобиль проезжает в год 10000 км и сжигает 10т бензина, расходуя при этом 35т кислорода и выбрасывает в атмосферу 160 т выхлопных газов, в которых обнаружено около 200 различных веществ, в том числе 100кг оксида углерода, 40 кг оксида азота. 200 кг углеводородов. Если бензин этилированный, то еще и 3,5 кг ядовитого свинца.. Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет в атмосферу 5-8 кг резиновой пыли ежегодно. Выхлопные газы автомобилей дают основную массу свинца и кадмия. При износе шин в воздух попадает цинк. Эти тяжелые металлы являются токсикатами.

Взрослые люди и дети, которые являются работниками и учащиеся школы особенно в летний период чувствительны даже к низким дозам таких веществ.

По данным ВОЗ, тяжелые металлы уже сейчас занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широкоизвестные загрязнители, как диоксиды углерода и серы. Основная масса свинца и кадмия поступает в воздух с выхлопными газами автомобилей, а цинка с продуктами износа шин. Особый вред окружающей среде наносят автомобили, технические параметры которых не соответствуют нормам.

В атмосферном воздухе тяжелые металлы присутствуют в форме органических и неорганических соединений, входящих в состав пыли и аэрозолей.

Из 12 распространенных и вредных для здоровья человека тяжелых металлов автотранспорт обычно выделяет в воздух пять: свинец, кадмий, ванадий, бериллий, хром. Основные сведения о влиянии тяжелых металлов на здоровье человека и способах поступления их в организм приведены в таблице.

Табл. 3.1. Влияние некоторых тяжелых металлов на организм человека

Тяжелые Пути поступления в

Поражение органов и тканей человека металлы организм

Свинец	Дыхательная и	Поражение нервной ткани, нарушение
	пищеварительная системы	памяти,распад личности
кадмий	Дыхательная и	Болезни органов дыхания. Пищеварительной
	пищеварительная системы	и нервной системы, все формы рака
ванадий	Дыхательная система	Аллергия, экзема, астма, заболевания крови. Нарушение психики
бериллий	Дыхательная и пищеварительная системы	Аллергия. Поражение кожи и слизистой
хром	Дыхательная и	Болезни кожных покровов дыхательных
	пищеварительная системы	путей, органов зрения, нервной системы

Автотранспорт оказывает губительное воздействие и на зеленые насаждения. У хвойных деревьев, растущих вблизи дорог, появляются характерные темные верхушечные некрозы хвои, причем наиболее чувствительной оказывается ель. У сосен уменьшается диаметр ствола. Уменьшается крона. Ветви истончаются и выглядят сухими.

Страдают от близости дорог, выбросов автомобилей и лиственные деревья. У них появляются точечные пятнистые листья, наблюдается омертвение краев и кончика листа, изменение формы листа и окраски, ассиметрия и другие нарушения.

Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, можно оценить расчетным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов являются:

• число единиц автотранспорта, проезжающего по выделенному участку дороги в единицу времени;

• нормы расхода топлива автотранспортом.

Средние нормы расхода топлива при движении в условиях города приведены в таблице 3-2.

Таблица 3-2

Средние нормы расхода топлива

Тип автотранспорта	Средние нормы расхода топлива (л на 100 км)	Удельный расход топлива Ya (л на 1 км)
Легковые автомобили	11-13	0,11-0,13
Грузовые автомобили	29-33	0,29-0,33
Автобусы	41-44	0,41-0,44
Дизельные грузовые автомобили	31-34	0,31-0,34

Значения эмпирических коэффициентов (К), определяющих выброс загрязняющих веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего, приведены в таблице 3-3.

Таблица 3-3

Значения эмпирических коэффициентов

Виды топлива	Значение коэффициента (К)
	угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04
Дизельное топливо	0,1	0,03	0,04

Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента при сгорании в двигателе автомашины количества топлива, равного удельному расходу (л/км).

3.4. Среднее число учтенных автомобилей

Тип автотранспорта	Всего за 30 мин	Всего за 1 час
Легковые автомобили	204	408
Грузовые автомобили	21	42
Автобусы	3	6
Дизельные грузовые автомобили	9	18

1. Рассчитали общий путь, пройденный установленным числом автомобилей каждого типа за 1 час (La, км) по формуле:

La= NaxL, где

Na- число автомобилей каждого типа; L - длина участка, км; а - обозначение типа автомобиля.

Рассчитали количество топлива разного вида (Qa), сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:

Qa = Y_axl,,, где

Y - удельный расход топлива (л/км); L - длина участка, км; а - обозначение типа автомобиля.

1. Определили общее количество сожженного топлива каждого вида и занесли результат в таблицу 3-5.

Тип автотранспорта	Qa
	Бензин	Дизельное топливо
Легковые автомобили	680
грузовые автомобили	70
автобусы	10
дизельные грузовые автомобили	15	25
Всего (SQ)	775

Таблица 3-5. Общее количество сожженного топлива

1. Рассчитали объем выделившихся загрязняющих веществ в литрах по каждому виду топлива, перемножая соответствующие значения XQ и эмпирических коэффициентов К. Занесли результат в таблицу 3-6.

2. Рассчитали массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле:

m = VxM/22,4, где

М - молекулярная масса (для СО - 28, для NO2 - 46, средняя молекулярная масса для углеводородов - 43).

Таблица 3-6 Объем выделившихся загрязняющих веществ

Виды топлива	Количество вредных веществ, л
	Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04
Дизельное топливо	0,1	0,03	0,04
Всего (V)	0,7	0,13	0,08

1. Определили среднесуточную концентрацию вредных веществ (Ссс, мг/ м³) в атмосферном воздухе района, с учетом того, что объем используемого воздуха вблизи участка дороги длиной 100 метров составляет примерно 20 000 м³.

1. Следует так же учитывать большую интенсивность движения автотранспорта в дневное время. Сопоставили полученные результаты с ПДКСС для каждого из вредных веществ и сделали вывод о степени антропогенного загрязнения атмосферы исследованного района.

4. Результаты исследования

Благодаря своей высокой сорбционной способности, снег является своеобразным индикатором загрязнения окружающей среды. Поэтому изучение снегового покрова позволило оценить экологическое состояние на исследуемой территории поселка Нижний Бестях.

Результаты, полученные в ходе работы, позволяют сделать следующие выводы:

1. На участках с повышенной антропогенной нагрузкой наблюдаются следующие изменения визуальных характеристик снегового покрова:

1. уменьшение мощности снега, обусловленное тепловым воздействием на снег со стороны автомобильного транспорта;

2. более тёмная окраска снега;

3. более сильное загрязнение растительным опадом; наличие бытового мусора и дорожной грязи.

1. В пробах талой воды с площадок с повышенным уровнем антропогенной нагрузки отмечены:

1. слабый химический запах,

2. изменение окраски от светло-серой к серой,

3. повышенная мутность.

1. Кислотность талой воды с пробных площадок составляет от 5,5 до 7,5, т.е. находится в пределах нормы. Однако по мере возрастания антропогенной нагрузки на площадках №3 и №4 отмечается повышение щелочности талой воды ,что свидетельствует о накоплении в снегу защелачивающих веществ.

2. В пробах талой воды с площадок у автомобильной дороги отмечается повышение концентрации ионов свинца; концентрация свинца здесь превышает ПДК.

3. Изменения визуальных характеристик снегового покрова на площадках с повышенной антропогенной нагрузкой соответствуют данным качественного анализа талой воды. Поэтому визуальная оценка состояния снегового покрова может служить первичным показателем состояния окружающей среды.

4. В второй пробе течении зимы, мощность снега заметно увеличилась, также увеличилось загрязнение, это связано с накоплением пыли, продуктов горения от выхлопов автомобилей.

5. В третьей пробе в начале ноября выпало немного снега из-за этого видимо на исследованиях показывает что снег относительно чистый с прошлогодней зимой, пробы взятые весной покажут целостную картину, позволят сравнить годовые показатели.

Заключение

Качественный анализ снега на пробных площадках, а также химический анализ талой воды позволяют выявить наличие некоторых видов загрязнения окружающей среды и оценить экологическое состояние изучаемого объекта.

Основываясь на результатах химического анализа, можно утверждать, что в целом атмосфера в поселке благоприятная, особенно чистый воздух в центре около техникума и на опушке леса. Загрязнения наблюдаются возле перекрестка и автотрассы, причем наибольшее химическое загрязнение наблюдается на участке около автотрассы. Это связано с работой автотранспорта. Один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окиси азота и почти 200 кг различных углеводородов. Таким образом, нам удалось экспериментально подтвердить, что основными источниками загрязнения атмосферы в окрестностях поселка Нижний Бестях является автомобильный транспорт.

Практическая значимость работы заключается в том, что, в процессе исследования были освоены некоторые экспериментальные химические методики и дана характеристика экологического состояния объекта исследования. В последующем работа будет продолжена, будет увеличено количество проб составлена карта загрязнений на основе данных.

Выявлено, что территория поселка Нижний Бестях подвергается определённой антропогенной нагрузке, поэтому рекомендуется проведение следующих мероприятий для сохранения благоприятной экологической обстановки:

1. Регулярная очистка территории от бытового мусора

2. Освещение через местную прессу результатов исследования экологического состояния поселка.

3. Построить объездную дорогу по стороне с инфраструктурой чтобы уменьшить количество проезжающего транспорта.

Список использованной литературы

1. Изучение снегового покрова на профиле: метод. Пособие / сост. А.С. Боголюбов – М.: Экосистема, 2001. – 8 с.

2. Комплексная экологическая практика школьников и студентов. Программы. Методики. Оснащение. Учебно-методическое пособие. Под редакцией проф. Л.А. Коробейниковой. Изд. 3-е, перераб. и дополн. – СПб.: Крисмас+. 2002. – 268 с.

3. Красная книга природы Ленинградской области. Том 1. Особо охраняемые природные территории. / сост. Г.А. Носков, М.С. Боч. – СПб.: Биологический НИИ СПбГУ, изд-во «Акционер и К», 1999. – 352 с.

4. Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. – СПб.: Крисмас+, 2003. – 176 с.

5. Простейшие методы статистической обработки результатов экологических исследований / сост. А.С. Боголюбов – М.: Экосистема, 2001. – 17 с.

6. Стоящева Н.В., Рыбкина И.Д. // Ползуновский вестник. – 2011. – № 4-

2. – С. 98-102.

1. Зарина Л. М., Гильдин С. М. Геоэкологический практикум Спб, РГПУ,

2011г.