Экологический мониторинг станицы Михайловской Курганинского района

Тема: «Экологический мониторинг ст.Михайловской».

2015 год

Содержание:

1)Введение стр.3

2) Определение загрязнений, производимых автотранспортом стр.4

3) Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом стр.4

4) Определение количества единиц автотранспорта, проходящего по контрольному участку исследования стр.5-8

5) Определение содержания свинца в зеленой массе газонных трав стр.9-10

6) Определение содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке стр.11-12

7) Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения стр.13

8)Заключение стр.14

Список литературы стр.15

Введение

Школа №12 расположена в Краснодарском крае, Курганинском районе ст.Михайловкой.

В СМИ имеется достаточное количество данных, говорящих о благополучной экологической обстановке в Краснодарском крае. Таким образом, возникла идея провести данное исследование, чтобы подтвердить или опровергнуть эту информацию.Для успешного выполнения работы я изучила методы диагностики и определила степень загрязненности воздуха в районе. Исследовательская работа данного направления в школе проводилась впервые

Цели работы:

• выяснить наличие загрязнения воды и воздуха в микрорайоне школы, путем проведения физико-химического анализа проб талого снежного покрова, почвы, растительности;

• дать оценку состояния здоровья школьников старших классов;

• выяснить, насколько актуальна проблема загрязнения окружающей среды для микрорайона моей школы;

• сделать выводы.

В ходе исследования решались следующие задачи:

• изучить литературу, используя разные источники информации, о загрязнении атмосферы различными веществами и их влиянии на организм человека;

• освоить методики определения физико-химических характеристик проб, воды, почвы, растительности, атмосферы;

1. Определение загрязнений, производимых автотранспортом

Автомобиль – один из главных источников загрязнения окружающей среды в больших городах. Для ст.Михайловкой выброс автотранспортом загрязняющих веществ в атмосферный воздух остается одной из главных проблем. Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 вредных веществ и соединений, в том числе и канцерогенных. Среди веществ, вызывающих химическое загрязнение воздуха, наиболее распространены и опасны оксиды азота, серы, угарный газ, углеводороды, тяжелые металлы, сажа – продукт неполного сгорания топлива.Загрязнение воздуха в первую очередь отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека, на животных и растениях.В данной части работы проведено исследование влияния выхлопных газов автомобилей на экологическое состояние микрорайона школы №12.

1. 1. Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом

Цель работы на данном этапе: изучить влияние автотранспорта на состояние атмосферного воздуха в районе школы №12.Для достижения данной цели необходимо было выполнить следующие задачи:

• определить интенсивность и состав транспортного потока на контрольных участках;

• рассчитать количество топлива разного вида, сжигаемого двигателями автомашин;

• рассчитать количество образованных вредных веществ по бензину.

Определение количества единиц автотранспорта, проходящего по контрольному участку исследования.

1. На выбранном для исследования участке длиной 100 м, неоднократно производился подсчет автомобилей, движущихся в оба направления. Работа производилась в утренние, дневные и вечерние часы следующим образом: занималось место у исследуемого участка, и в течение 15 минут в отдельный бланк заносились данные о проезжающем транспорте. Исследуемый участок дороги по улице Ленина находится на расстоянииот здания школы(район парка); контрольный участок «дорога перед школой» - 50 метров.

Школа № 12

Участок:Ленина улица.

На основе пятикратного проведения эксперимента были получены усредненные характеристики транспортного потока, представленные в таблице.

Таблица. Среднесуточный поток автотранспорта на контрольных участках

Контрольный участок	Грузовые и легковые автомобили, работающие на бензине	Грузовые автомобили и автобусы, работающие на дизельном топливе
Ул. Ленина	100	18
Дорога перед школой	24	1
Примечание: санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток машин в жилой зоне интенсивностью не более 200 автомобилей в час.

2. Рассчитывается общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (S, км), по формуле: S = N х I, где N – количество автомобилей каждого типа (на дизельном и бензиновом топливе) за 1 час; I – длина участка, км, равная 0,1 км.

3. Рассчитывается количество топлива, сжигаемого двигателями автомашин (R, л), по формуле: R = S х K, где K – расход топлива на 1 км пути, л, приблизительно равный 0,1 л для бензиновых двигателей, 0,4 л для дизельных.

4. Рассчитывается объемное количество выделившихся загрязняющих веществ (V, л) на выбранном нами участке дороги по формуле: V = R х k , где k – коэффициент

• для бензина: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,6 л угарного газа, 0,1 л углеводородов, 0,04 л диоксида азота;

• для дизельного топлива: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,14 л угарного газа, 0,037 л углеводородов, 0,015 л диоксида азота.

5. Рассчитывается количество свинца (m , г), содержащееся в топливе (1 л этилированного бензина содержит в среднем 0, 25 г тетраэтилата свинца), с использованием данных по расходу топлива на исследуемом участке автотрассы: m(Pb) = R х k(Pb) где R – количество сжигаемого топлива, k - коэффициент, равный 0,25.

В таблице представлен расчет количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу исследуемым количеством автомобилей, проезжающих на контрольном участке за сутки.

Табл. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу

Тип топлива	Контрольный участок	Количество автомобилей в сутки	Количество выделившихся загрязняющих веществ
			CO, л/ч	NO2, л/ч	CxHy, л/ч	Pb2+, г/ч
Бензиновое топливо	Ул. Ленина	100	0,6	0,04	0,1	0,25
	Дорога у школы	24	0,144	0,0096	0,024	0,6
Дизельное топливо	Ул. Ленина	18	0,0252	0,0027	0,07	-
	Дорога у школы	1	0,056	0,006	0,002	-

Вывод: полученные результаты говорят о том, что среднесуточный транспортный поток на ул. Ленина немного превышает санитарные нормы. Можно предположить небольшое превышение количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу работающими автомобильными двигателями. На вспомогательной дороге обстановка благоприятная. Представлялось целесообразным провести дальнейшее исследование по определению загрязнения проводимым автотранспортом.

1. 2. Определение содержания свинца в зеленой массе газонных трав.

Причиной летнего листопада является высокое содержание свинца в воздухе. Но концентрируя этот металл, растения очищают воздух. В условиях станицы возникают и специфические проблемы охраны зеленых насаждений. Так, на улицах станицы для борьбы с гололедом разбрасывают большое количество противогололедных реагентов, содержащих соединения хлора (СаСl₂). Соль хлорида кальция отрицательно воздействует на растения. Кроме того, листья деревьев накапливают в себе вредные соединения из атмосферы. Поэтому осенью следует собирать листья и уничтожать их. Причем экологически целесообразно захоронять загрязненные листья, так как при сжигании все накопленные вредные вещества, снова поступят в атмосферу.

Задачи данного этапа работы:

• определить наличие свинца в зеленой массе газонных трав, окружающих школу;

• показать уровень загрязнения окружающей среды выхлопными газами автомобилей.

Пробоотбор проводился 13 октября 2015 г.

Методика определения содержания свинца в листьях растений

1. Было собрано по 100 г растительных проб одного вида с контрольных участков. Собранные пробы пронумеровывались, измельчались и растирались в ступке.

2. Затем было добавлено по 50 мл 40%-ного этилового спирта.

3. Проведено фильтрование раствора.

4. Экстракт кипятился на водяной бане, чтобы соединения свинца (а это главным образом бромид свинца) перешли в раствор.

5. Экстракт упаривался до 10 мл.

6. Далее на фильтровальную бумагу необходимо было нанести каплю исследуемого раствора. Затем подсушить ее на воздухе, (над плиткой или пламенем спиртовки). В то же самое место капнуть раствор реагента – йодистого калия (KI).

Результаты эксперимента представлены в таблице.

Таблица. Количество ионов свинца в листьях растений

Контрольный участок	Количество ионов свинца (Pb2+)
Ул. Ленина	-
Дорога перед школой	-
Школьный двор	-

Эксперимент показал, что соединений свинца в растениях нет.

Вывод: полученные результаты можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, пробоотбор проводился во время листопада, а в нашей станице, как известно, вся листва собирается и вывозится за пределы станицы,или сжигается. Газонная же трава может не обладать хорошей очищающей способностью. С другой стороны, ведется борьба с недобросовестными производителями бензина, которые в целях повышения октанового числа используют присадки, содержащие соединения свинца. А если в топливе нет свинца, то его нет и в атмосфере.

1. 3. Определение содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке

Вокруг крупных городов, металлургических предприятий, вдоль дорожных магистралей и вокруг мест свалок промышленных отходов образуются зоны загрязнения почвы свинцом, мышьяком, висмутом, медью, кадмием и т. д. Поэтому качественный химический анализ почвенного раствора является одним из простых и доступных методов обнаружения «нежелательных элементов».

Задача: определить наличие свинца в образцах почвы, взятых на контрольных участках.

Для качественного анализа почв было исследовано три образца, взятые из разных мест: с придорожной полосы ул. Ленина(проба №1), с дороги перед школой (проба №2) и со школьного двора (проба №3). Пробоотбор проводился 15 октября 2015 г.

Методика определения содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке.

1. Образцы почвы были взяты с глубины 5 см, сложены в три разных полиэтиленовых пакета. Каждая проба была перемешана, высушена на воздухе в течение 7 дней, удалены из почвенных смесей листья, корни и камни, измельчены все комки до размеров 2-3 мм в диаметре и пересыпаны в бумажные пакеты с этикетками.2. Для приготовления водной вытяжки на весах отмерялось по 50 г почвы из каждого пакета. В каждый из трех стаканов с образцами почв добавлялось по 125 мл дистиллированной воды, до соотношения почва: вода - 1:2,5. Смесь в каждом стакане тщательно перемешивалась в течение 4 минут, затем суспензия была отфильтрована через бумажный фильтр.

Исследование проводилось с целью обнаружения катионов свинца и анионов хлора.

3. Для обнаружения ионов свинца в почвенных образцах использовался метод капельного анализа. На рабочем столе выкладываются три предметных стекла. На отдельные стекла наносится по 1 капле каждой вытяжки. Затем к каждой капле вытяжки добавляется по капле реагента KI. На всех пластинках не было обнаружено видимых изменений (выпадение осадка в виде желтых хлопьев). Следовательно, во всех трех пробах качественные реакции на свинец дали отрицательный результат.4. Хлорид-ионы обнаруживают с помощью 2%-ного раствора нитрата серебра АgNО₃, путем добавления нескольких капель. В результате взаимодействия ионов хлора с ионами серебра выпадает белый творожистый осадок. Помутнение будет тем значительнее, чем больше концентрация хлорид-ионов в воде.

Результаты эксперимента представлены в таблице.Таблица. Количество ионов свинца и хлора в почвенной вытяжке

Контрольный участок	Количество ионов
	свинца (Pb2+)	хлора ( Cl- )
Ул. Ленина	-	+
Дорога перед школой	-	+
Школьный двор	-	-

В пробах №1 и №2 было обнаружено незначительное содержание хлорид-ионов судя по характеру выпавшего осадка в виде слабой мути (концентрация 1-10 мг/л).

Выводы: присутствие хлорид-анионов является, скорее всего, результатом обработки дороги и придорожной полосы противогололедными реагентами в зимнее время в течении многих лет, поэтому остаток, хоть и незначительный, обнаружился.

3. Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения

Дыхательная система человека имеет ряд устройств, помогающих защитить организм от действия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает маленькие частицы и растворяет некоторые газовые загрязнители. Механизм непроизвольного чихания и кашля удаляет загрязненные воздух и слизь при раздражении дыхательной системы. Тонкие частицы представляют наибольшую опасность для здоровья человека, так как способны пройти через естественную защитную оболочку в легкие.

Логическим завершением работы является оценка состояния здоровья старшеклассников нашей школы. В таблице представлены статистические данные по некоторым заболеваниям (к сожалению, мы не располагаем статистическими данными округа по остальным заболеваниям).

Таблица . Статистические данные по некоторым заболеваниям среди населения

Заболевание	Школа № 12
Заболевания дыхательных путей	2,1%
Кожные заболевания	1,2%

Известны основные факторы, влияющие на здоровье человека. Это наследственность, стрессы и питание, степень загрязненности воды и воздуха, психологический комфорт в семье и социальной среде.

Видно, что экология является всего лишь одним из факторов, влияющих на здоровье, поэтому нельзя однозначно объяснить полученные результаты, что большинство старшеклассников, болеющих заболеваниями дыхательных путей, приходится на долю учеников 9-х-11 классов.

Заключение

По результатам работы я могу сделать следующие выводы:

1. Умеренная нагрузка на автодорогах, большая площадь зеленых насаждений оказывают благотворное влияние на экологическое состояние школьного микрорайона.

2. Необходимо проведение ежегодного экологического исследования школьного микрорайона.

3. Необходимо заниматься озеленением родной станицы, проводить экологические рейды в районе.

4. Необходимо распространять среди школьников экологическую культуру, пропагандировать здоровый образ жизни, проводить лекции о вреде курения, алкоголя, наркотиков.

 

Список литературных источников

1. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV (V-VIII) групп: Справ. изд. / А.Л.Бандман, Н.В. Волкова, Т.Д. Грехова и др.; Под ред. В.А. Филова и др., - Л.: Изд-во «Химия», 1989 г.

2. Вредные химические вещества. Природные органические соединения. Изд. Справ. – энциклопедического типа. Т. 7/Под ред. В. А. Филова. - СПб.: СПХФА, НПО «Мир и семья-95», 1998 г.

3. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том III. Неорганические и элементорганические соединения. Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной, - Л.: Изд-во «Химия», -1977 г.

4. ГОСТ 17.2.2.03-87. Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями.

5. ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. – М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России, 2003. - /Гигиенические нормативы/.

6. Экологический мониторинг в школе. / Под ред. Коробейниковой Л.А. – Вологда: Русь, 1998. - 212 с.

7. Следим за окружающей средой нашего города.9-11 кл, школьный практикум. М.Владос, Под ред .Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. 2001.

9