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

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

Кылаев Владимир Дмитриевич,

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

Судинов Ньургустан Васильевич,

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»

Аннотация и цель работы.

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. 

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 Гипотеза Предмет исследования Методы исследования

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:

• Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач).
• Экспериментальный (постановка опытов и проведение физико-химического анализа проб снега)
• Эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов исследований)

Исследования проводились в ноябре 2022 года.

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: 

Выбор площадок для исследования

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 

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

50 см

50 см

Интенсивность антропогенной нагрузки

Баллы

Незначительная или отсутствует

1

Очень низкая

Низкая

2

Пониженная

3

4

Средняя

5

Повышенная

6

Высокая

7

Очень высокая

8

Степень антропогенной нагрузки определялась в баллах по следующей шкале: 

Источники и формы антропогенной нагрузки на пробных площадках

№ п/п

Ближайшие источники загрязнения

1

Основные формы антропогенных воздействий

На опушке леса в 3 км от поселка

2

Степень антропогенной нагрузки (баллы)

Замусоривание

на трассе на выходе из поселка

3

4

2

Замусоривание 

перекресток около торгового центра

5

на территории мусорного полигона поселка

6

Замусоривание,

Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания

6

Замусоривание

автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час

6

7

Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания, продукты износа шин, тормозных накладок, нефтепродукты

территория техникума

7

Замусоривание

3

Местоположение и параметры сравнения

№ п/п

Местоположение

1

Параметры сравнения

На опушке леса в 3 км от поселка

Мощность снега, см

2

на трассе на выходе из поселка

35

3

Цвет снега

10

30

4

перекресток около торгового центра

25

Наличие мусора на поверхности снега

Белый

5

на территории мусорного полигона поселка

25

беловато-серый

растительный опад (хвоинки, кусочки коры и лишайника, ветки)

10

6

автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час

15

незначительный растительный опад, бытовой мусор

территория техникума

беловато-серый, бледно-жёлто-сероватый

25

15

сероватая пыль

25

беловато-серый

30

пылевидный налёт

бытовой мусор

бледно-жёлто-серый , бурый и светло-коричневый

15

пылевидный налёт

растительный опад бытовой мусор

Белый

частицы сажи

пылевидный налёт

органические формы жизни

растительный опад , бытовой мусор

растительный опад бытовой мусор

Качественный 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 после того, как температура воды в пробах сравнялась с комнатной температурой. Вода отфильтровывалась и помещалась в баночки с этикетками. Определялись следующие  показатели воды: запах, цвет, прозрачность, осадок, наличие углеводородной пленки, кислотность.

Баллы

Интенсивность запаха

0

Никакой

1

Качественная характеристика

Очень слабая

Отсутствие ощутимого запаха

2

3

Слабая

Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем

Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание

Заметная

4

Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением

Отчетливая

5

Очень сильная

Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья

Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья

Система интенсивности запаха 

№

Местоположение

1

На опушке леса в 3 км от поселка

2

Запах

3

Интенсивность запаха

землистый запах

на трассе на выходе из поселка

перекресток около торгового центра

Слабая

нефтепродуктов

4

Слабая

нефтепродуктов

на территории мусорного полигона поселка

5

Слабая

автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час

слабый химический запах

6

территория техникума

Слабая

нефтепродуктов

Заметная

землистый запах

Слабая

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.

Определение кислотности снега

Определить величину рН талого снега можно разными способами.

• 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.

№

Местоположение

1

Кислотность

2

На опушке леса в 3 км от поселка

Цвет индикаторной бумажки

3

на трассе на выходе из поселка

рН=7

4

перекресток около торгового центра

не изменился

Изменения незначительно

5

на территории мусорного полигона поселка

рН=5

6

Изменения незначительны

автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час

красноватый

рН=8

территория техникума

синеватый

рН=7

не изменился

В 5 пробирок налили 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 в большем количестве. Этот связано с выбросами выхлопных газов в результате работы двигателей автотранспорта. 

Определение ионов свинца Pb2+ 

№

Местоположение

1

Осадок или помутнение

2

На опушке леса в 3 км от поселка

Концентрация хлоридов, мг/л

3

на трассе на выходе из поселка

нет

4

перекресток около торгового центра

нет

на территории мусорного полигона поселка

5

нет

6

автомобильная дорога с интенсивным движением (до200 автомобилей в час

нет

нет

территория техникума

нет

Определение ионов железа Fe3+

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

Выводы: 

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:

• На участках с повышенной антропогенной нагрузкой наблюдаются следующие изменения визуальных характеристик снегового покрова:
• уменьшение мощности снега, обусловленное тепловым воздействием на снег со стороны котельной, автомобильного транспорта;
• более тёмная окраска снега;
• более сильное загрязнение растительным опадом; наличие бытового мусора и дорожной грязи.

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

слабый химический запах,

изменение окраски от светло-серой к серой, 

повышенная мутность.

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.

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

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.

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 города.

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

Спасибо за внимание