Весенние палы - благо или зло

Оглавление

Введение 3

1. Опрос населения Калининградской области и оценка площади палов. 3

1.1. Результаты опроса 3

1.2. Оценка площади палов 3

2. Почва. 3

2.1. Состав почвы. Роль почвы в природе и в жизни человека. 3

2.2. Влияние палов на плодородие почвы. 4

3. Влияние на атмосферу. 5

3.1. Кислотные дожди. 5

4.Влияние на человека. 6

5. Влияние палов на популяции некоторых видов птиц, животных и растений. 6

6.Методика определения. 7

6.1. Сбор травы и подготовка к эксперименту. 7

6.2. Качественное определение некоторых ионов в зольном остатке. 7

6.2.1. Определение иона кальция. 7

6.2.2.Определение карбонат иона. 7

6.2.3. Определение сульфат иона. 7

6.2.4. Определения хлорид иона. 7

Выводы 8

Список литературы 10

Введение

С наступлением весны, как обычно, начинаются работы по благоустройству: собирается мусор, сухая трава и все, что только могло накопиться за долгую зиму. В это время начинается самая жаркая пора у пожарных. Так как создается впечатление, что горит вся Калининградская область. Это явление происходит из-за непонимания или незнания людьми последствий сжигания травы.

Целью нашей работы явилось изучение влияния весенних палов на окружающую среду и здоровье человека. Попытаться оценить экологический и экономический ущерб, который наносят весенние палы.

Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить мнение населения (взрослых и школьников) о весеннем поджоге травы.

2. Количественная оценка площадей весенних палов на территории Калининградской области.

3. Оценка ущерба плодородию почв, наносимого весенними палами.

4. Рассчитать количество углекислого газа попадающего в атмосферу при сгорании травы в Калининградской области.

5. Показать влияние весенних палов на здоровье человека.

6. Влияние палов на популяции некоторых видов птиц, животных и растений.

1. Опрос населения Калининградской области и оценка площади палов.

.Чтобы узнать мнение жителей Калининградской области по данной теме, мы опросили 123 человека. Из них 53 человека взрослые и 70 человек школьники. Нами были заданы следующие вопросы:

1.Как вы считаете, приносят ли пользу почве весенние палы?

2. Вы считаете, что после весенних палов трава лучше растет?

3.Вы считаете, что выжигание травы обогащает почву золой?

4. Вы считаете, что весенние палы приносят вред здоровью человека?

1.1. Результаты опроса (приложение № 1)

1.2. Оценка площади палов.

По данным государственного учета, под посевными площадями Калининградской области занято лишь 144.1 тыс. гектаров. Это составляет 38,7% от общей площади пашни. Следовательно, остальные 61,3% пашни – не используются. А значит, подвергаются весенним палам.

2. Почва. 2.1. Состав почвы. Роль почвы в природе и в жизни человека.

Почвенный покров образует одну из геофизических оболочек Земли – педосферу. Основные геосферные функции почвы как природного тела обусловлены положением почвы на стыке живой и неживой природы. И главная из них – обеспечение жизни на Земле. Именно в почве укореняются наземные растения, в ней обитают мелкие животные, огромная масса микроорганизмов. В результате почвообразования именно в почве концентрируются жизненно необходимые организмам вода и элементы минерального питания в доступных для них формах химических соединений.Также почва является важнейшим условием фотосинтетической деятельности растений. Участвует в процессе регулирования состава атмосферы и гидросферы. Почва – основное средство сельскохозяйственного производства, относящееся к категории невозобновимых природных ресурсов. По отношению к окружающей среде и человеку почва выполняет еще одну важную роль – протекторную. Обладая способностью поглощать и удерживать в себе различные загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды, связывая их химическим и физическим путем, почва тем самым служит своеобразным фильтром, предотвращающим поступление этих соединений в природные воды, растения и далее по пищевым цепям в животные организмы и человека.

2.2. Влияние палов на плодородие почвы.

Что происходит с почвой, когда человек «пускает пал»? 
В процессе сжигания сухой травы частично уничтожается верхний, гумусовый, слой почвы и не происходит его восполнения растительными остатками прошлогодней травы, т.е. происходит обеднение или минерализация почвы. Если толщина этого слоя по каким-либо причинам до «пала» была мала, то этот слой, образованный из отмерших растений и животных, будет уничтожен полностью.Но даже та часть слоя, которая не сгорела, подвергается опасности. В процессе пожара происходит высушивание верхнего слоя почвы. А сухая почва прекрасно выдувается ветром. Минеральные вещества, содержащиеся в золе (карбонат кальция, сульфат кальция, хлорид кальция, фосфат калия и др.), в процессе сгорания освобождаются из сухой травы и попадают в почву, а значит, становятся доступны для питания молодых растений – это правда, однако проблема – в азоте, с усвоением которого в природе все очень сложно. Казалось бы, 80 % воздуха это азот, однако лишь немногие растения могут усваивать его напрямую из воздуха, и то – с помощью некоторых микроорганизмов. Большинство же получают азот из почвы в виде нитратов. При сжигании травы азотные соединения, содержащиеся в почве, превращаются в газ и, не попадая в почву, становятся для растений недоступными, а значит, при регулярном сжигании травы почва обедняется. Часть минеральных веществ довольно легко уходят с поверхностными грунтовыми водами, и только незначительная их часть усваивается растениями. Теми растениями, которые имеют стержневую корневую систему – многолетние. Однолетние же растения в большей степени погибают во время палов.

После пала, как правило, остается достаточно большая и трудно затлевающая щетка прикорневых и придернинных остьев, которые начинают гнить. В природе инициация этого гниения нормально происходит осенью. Летом это стимулирует вспышку роста грибов. Они выделяют большое количество кислых веществ, которые попадают в корнеобитаемый слой. Происходит резкое обеднение и закисление почв. После палов на песчаных почвах разрастаются щавель и хвощ, а на глинистых можно видеть большую группу других растений, которые наглядно демонстрируют, что качество почв отнюдь не улучшилось.

Чтобы попытаться возместить ущерб, наносимый почве Калининградской области за один сезон весенних пожаров, а именно увеличить плодородный (гумусовый) слой почвы, нужно внести в почву удобрение, в состав которого входят минеральные вещества, образующиеся в результате гниения травы. Для этого целесообразно использовать полезное ископаемое – торф, который образован скоплением остатков растений. Количество торфа должно соответствовать массе сгоревшей травы, т.е. составлять 1140000 т. Но т.к. торф имеет кислую среду, так же необходимо произвести известкование почвы. В нашей области поля горят ежегодно, и многие из них горят в течение десяти лет и более. Если посчитать, только количество торфа необходимогодля возмещения десятилетнего ущерба, то в денежном выражении это составит порядка 450 млрд. рублей. А если учесть известкование и затраты на вывоз минеральных удобрений эта цифра станет на порядок выше. К сведенью годовой доход Калининградской области составляет 26497,2 млн. рублей.

3. Влияние на атмосферу.

Травяные пожары служат одним из главных источников выбросов в атмосферу углекислого газа, связанных с хозяйственной деятельностью человека. Это приводит к образованию парникового эффекта.

По нашим расчетам в Калининградской области за период весенних палов объем, выделяемого углекислого газа составляет 9,4∙10¹¹ л. .Калининградская ТЭЦ-2, являющаяся одним из наиболее значимых предприятий Калининградской области, за год выделяет 13,0∙10¹¹ л. То есть за период весенних палов количество углекислого газа, выделяющегося в атмосферу в результате сжигания травы, близко к количеству углекислого газа, выделяемого ТЭЦ 2 за год работы. В 1997 году было принято международное соглашение – Киотский протокол, который обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой, в том числе и Россия, сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов. Это первый международный документ, использующий рыночный механизм для решения «парникового эффекта» как глобальной экологической проблемы. По Киотскому протоколу, в 2008 – 2012 гг. развитые страны в целом должны снизить уровень выбросов парниковых газов, в основном СО₂.

Поджигая сухую прошлогоднюю траву вдоль дорог, на опушках леса, на полях и лугах, многие люди даже не подозревают, что весенние палы являются экологическим бедствием. При весенних палах процесс горения растительности сопровождается выбросом в атмосферу не только углекислого газа, но и остатков удобрений и ядохимикатов. При выжигании травы вдоль автодорог происходит загрязнение воздуха тяжёлыми металлами. Все это приводит к загрязнению атмосферного воздуха.

Мы так же рассчитали, время необходимое всей площади леса Калининградской области, чтобы нейтрализоваться углекислый газ, образовавшийся в результате пала, оно составило 24 суток.

3.1. Кислотные дожди.

Оксиды азота, образующиеся в результате горения травы, попадают в атмосферу, где в результате следующей химической реакции превращаются в азотную кислоту:

N₂O₅ + H₂O →2HNO₃

Также при горении травы образуются оксиды серы, которые так же попадают в атмосферу, где в результате следующих химических реакций превращаются в раствор серной кислоты:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Образующиеся кислоты попадают на землю в виде осадков. Окисление водоемов приводит к их заболачиванию, гибели водных обитателей. Тем самым разрывается пищевая цепь, начинающаяся в водной экосистеме. Закисление почв приводит к растворению питательных веществ, а также к выщелачиванию тяжелых металлов, которые впоследствии переходят в растения, приводя к гибели или деградации. Употребление таких растений в пищу также может принести вред здоровью человека. Также значительный риск для здоровья человек получает при использовании воды, т.к. кислотные дожди высвобождают из горных пород и минералов такие тяжелые металлы как ртуть, алюминий и свинец, которые затем попадают в грунтовые воды. Накапливаясь в организме, они пагубно влияют на почки, печень, ЦНС, органы дыхания, могут вызывать болезнь Альцгеймера и онкологические заболевания.Непосредственное вредное воздействие кислотные дожди оказывают на леса. Больше всего страдают хвойные и дубовые леса.

4.Влияние на человека.

Травяные пожары могут служить причиной гибели людей. Причины гибели людей могут быть разными. Самая очевидная – это то, что от травяных пожаров могут загораться дома, леса и торфяники. Менее очевидная, но не менее важная, причина гибели людей из-за поджогов сухой травы состоит в том, что дым травяных пожаров очень вреден для здоровья, и просто опасен для жизни людей, страдающих заболеваниями органов дыхания. Дым от сжигания травы едкий, темный, густой. Аллергики его не переносят. Часто в сухой траве таится мусор, в том числе и опасный для сжигания – пластиковые бутылки и тому подобное.

5. Влияние палов на популяции некоторых видов птиц, животных и растений.

В полях и на лугах Калининградской области живут куропатки, полевой лунь, аисты. Еж обыкновенный, крот обыкновенный, бурозубка малая распространены в нашей области повсеместно. Заяц-русак и его поголовье составляет около 45 тысяч в отличие от редкого вида зайца-беляка, по климатическим причинам встречающегося лишь в восточных районах области. Кроме того в земле обитают различные живые существа, это и простейшие и насекомые и пресмыкающиеся. При сильном пожаре гибнут и практически все обитающие в траве живые организмы,божьи коровки, жужелицы, дождевые черви и другие.Страдают не только насекомые, ящерицы и змеи, но и мелкие грызуны, а также птичьи гнёзда с кладками яиц. Некоторые животные сгорает, а некоторые задыхаются в дыму. И если взрослый заяц способен избежать гибели в огне, у зайчат и ежей шансов куда меньше.

Травяные пожары наносят вред не только молодым деревцам (особенно такие ранимые породы как дуб, клён, липа), но и наносят существенный ущерб опушкам леса, уничтожают молодую древесную поросль, служат одним из главных источников пожаров в лесах и на торфяниках.

Когда погибают одно или много звеньев из всего биоценоза места, экологическая ситуация может необратимо измениться в худшую сторону. Каждый зверек, каждый жучок, бабочка, лягушка, каждая травка и каждый цветочек – составляют единое целое в природе, в биологической цепи. Переизбыток или недостаток особей в таком звене иногда видно воочию.

6.Методика определения.

Чтобы наиболее полно увидеть, влияние палов на почву, нами был проведен химический эксперимент и определенные ионы содержатся в золе.

6.1. Сбор травы и подготовка к эксперименту.

Нами была собрана трава, с участка 1м². После того, как она была высушена, в подвешенном состоянии, на воздухе, ее взвесили. Для проведения эксперимента нужно было получить зольный остаток. Для этого мы ее сожгли. Оказалось, что сжечь траву до полного зольного остатка в лабораторных условиях не простая задача. Предварительно мы измельчили траву. Затем постепенно сжигали, но достичь полого сгорание, не используя дополнительно других веществ, не удалось. Мы использовали спирт и аммиачную селитру.

6.2. Качественное определение некоторых ионов в зольном остатке. 6.2.1. Определение иона кальция.

Для определения наличия в золе иона кальция мы растворили небольшое количество зольного остатка в воде, затем профильтровали его. После этого к полученному раствору добавили несколько капель раствора серной кислоты. В результате реакции в течение 10 – 15 минут наблюдалось образование осадка белого цвета. Кристаллогидрат CaSO₄·2H₂O. Игольчатые кристаллы.

Ca²⁺ + SO₄^2- →CaSO₄↓

6.2.2.Определение карбонат иона.

Для определения карбонат иона мы взяли небольшое количество зольного остатка. К нему прилили раствор соляной кислоты. Наблюдали выделение газа. Опуская тлеющую лучину в пробирку, наблюдали, что газ, образовавшийся в результате реакции, не поддерживает горение, т.е. лучина погасла. Это говорит о том, что в результате реакции выделялся углекислый газ.

CO₃^2- + H⁺ →H₂O + CO₂↑

6.2.3. Определение сульфат иона.

Для определения наличия в золе сульфат-ионов мы растворили небольшое количество зольного остатка в воде, затем профильтровали его, после этого к полученному раствору добавили 3 капли раствора хлорида бария. В результате реакции образовался компактный плотный осадок белого цвета.

SO₄^2- + Ba²⁺ → BaSO₄↓

1. Определения хлорид иона.

Для определения наличия в золе хлорид ионов мы растворили небольшое количество зольного остатка в воде, затем отфильтровали его, после этого к полученному раствору добавили 3 капли раствора нитрата серебра. В результате реакции образовался менее плотный, чем BaSO₄ осадок белого цвета.

Cl^- + Ag⁺ → AgCl↓

Таким образом, нами были обнаружены следующие катионы и анионы, находящиеся в золе. Са²⁺, SO₄^2-, CO₃^2-, Сl^-

По литературным данным состав золы растений содержит :

Наименование компонента	Содержание, %
CaCO3	17
CaSiO3	16,5
Na3PO4	15
CaSO4	14
K3PO4	13
CaCl2	12
MgCO3	4
MgSiO3	4
MgSO4	4
NaCl	0,5

1. Нормативные акты.

Существуют нормативные акты, согласно которым виновные в весенних палах (поджогах травы) могут быть привлечены к ответственности. Административная ответственность устанавливается Кодексом РФ об административных правонарушениях (КоАП):

Статья 8.29. Уничтожение мест обитания животных.

Статья 8.32. Нарушение правил пожарной безопасности в лесах.

Статья 8.33. Нарушение правил охраны среды обитания или путей миграции животных.

Статья 8.35. Уничтожение редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных или растений.

Статья 8.39. Нарушение правил охраны и использования природных ресурсов на особо охраняемых природных территориях.

Уголовная ответственность устанавливается УК РФ. Уголовный кодекс не содержит статей, предусматривающих прямую уголовную ответственность за проведение палов. Тем не менее, некоторые статьи Уголовного кодекса могут быть применены и в случае проведения палов, если они привели к тяжким последствиям для охраны окружающей среды:

Статья 261. Уничтожение или повреждение лесов.

Статья 262. Нарушение режима особо охраняемых природных территорий и природных объектов.

Выводы

1. В составе золы обнаружены катион кальция, а также сульфат, карбонат и хлорид анионы

2. Для возмещения ущерба, наносимого почве Калининградской области в течение десятилетий, потребуется 450 млрд. рублей.

3. Количество углекислого газа, выделяющегося во время весенних палов, равно 13,0∙10¹¹ л.

4. Чтобы нейтрализовать данное количество углекислого газа, всей площади леса Калининградской области понадобится 24 суток.

5. В результате весенних палов происходит тепловое загрязнение, выделяется теплота в количестве 20·10¹² кДж

6. Весенние палы негативно сказываются на здоровье человека.

7. В результате весенних палов снижается численность некоторых популяций видов животных и растений.

Список литературы

1. Книга

Источник информации: Приказ ГУПР и ООС МПР России по Ханты-Мансийскому автономному округу № 75-Э от 16 июня 2004 г. "Об утверждении примерного компонентного состава опасных отходов, присутствующих в ФККО, которые не нуждаются в подтверждении класса опасности для окружающей природной среды". ( для таблицы)

5