Исследовательская работа "Определение уровня загрязнения осадков на территории Холмогорского района и города Новодвинска"

ОБЛАСТНАЯ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 

«ЮНОСТЬ ПОМОРЬЯ»

Направление Экология

Определение уровня загрязнения осадков на территории Холмогорского района и города Новодвинска

Исследовательская работа

Выполнена учеником 4 класса муниципального бюджетного образовательного учреждения «Кехотская  средняя общеобразовательная школа» муниципального образования «Холмогорский муниципальный район» Архангельской области Фоминым Максимом Юрьевичем Научный руководитель – учитель муниципального бюджетного образовательного учреждения «Кехотская средняя общеобразовательная школа»  муниципального образования «Холмогорский муниципальный район» Архангельской области Алипатова Дарья Георгиевна

г. Архангельск, 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 2

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.. 4

1.1 Источники загрязнения окружающей среды.. 4

1.2      Кресс–салат как биоиндикатор. 4

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.. 6

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.. 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 8

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 10

Приложение 1. Расположение проб на территории Холмогорского района и города Новодвинска  10

Приложение 2. Внешний вид проростков кресс-салата. 11

 

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении своей истории человечество не только познавало природу и открывало новые знания. Люди использовали природные богатства. И по мере увеличения населения все заметнее проявлялись изменения в природе, вызванные деятельностью человека [5].

Быстрое развитие промышленности во второй половине XX века повлекло за собой заметное загрязнение окружающей среды и резкое ухудшение экологической ситуации в различных регионах планеты. Транспортные  средства    являются  одним  из  главных  источников загрязнения почв и растений. В частности, около 60–70% всех выбросов в атмосферу свинца связано  с  использованием  свинецсодержащего  бензина. Помимо свинца с выхлопными газами автотранспорта выбрасываются кадмий, кобальт, хром, медь, цинк, железо и др. [2].

Всё это, безусловно, влияет на растительный и животный мир. Растения – это одно из царств живых организмов. Растения – единственные организмы способные из неорганических веществ создавать органические вещества. Особая роль растений в том, что без них невозможно существование животных и человека. Загрязняющие вещества, поступившие в растения, далее по пищевым цепям попадают в организм человека, вызывая серьезные заболевания [6].

Объектом исследования стал кресс-салат. Предмет исследования – всхожесть семян и развитие проростков кресс-салата.

Цель работы: определение уровня загрязнения осадков на территории Холмогорского района и города Новодвинска.

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

1.                      Изучить литературные источники по заданной теме;

2.                      Заложить и провести опыт в течение 10 суток;

3.                      Обработать результаты и сделать выводы.

Методы исследования: анализ литературных источников и эксперимент.

Перед началом исследования мы выдвинули гипотезу: по мере приближения к городу Новодвинску всхожесть семян кресс-салата будет уменьшаться, а также должна наблюдаться задержка в развитии проростков.

Выполнение данной работы позволит нам определить уровень загрязнения осадкой и как следствие почвы, на территории Холмогорского района и города Новодвинска.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Источники загрязнения окружающей среды

Поступление в среду различных загрязнителей называется загрязнением природной окружающей среды. Любая деятельность человека сопровождается большим или меньшим загрязнением окружающей среды.

Основные причины загрязнения атмосферы – сжигание природного топлива и металлургическое производство [3]. Вместе с ростом населения Земли выросла добыча и потребление  природных ресурсов. Свыше 80 % электроэнергии вырабатывается на электростанциях путём сжигания топлива (угля, нефти, газа) [1].

Из печей, топок, выхлопных труб автомобилей в воздух попадает целый ряд загрязняющих веществ. Эти вещества попадают в почву и воду, оказывая отрицательное влияние на растительный мир, угнетение леса на больших территориях. Скапливаясь в воздухе они угрожают животному миру и человеку.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы [5].

Влияние человека на окружающую среду неоспоримо. На сегодняшний день главной проблемой человечества является загрязнение атмосферы, почвы и водоемов. Некоторые районы нашей страны настолько загрязнены, что жить в них становится опасно для человека.

Причина этому работа предприятий. Только малое число производств соответствует экологическим нормам. Повсюду производятся выбросы в атмосферу, реки и озера. Некоторые отходы не подлежат переработке и их закапывают в землю, где они тоже начинают влиять на природный баланс.

1.2                  Кресс–салат как биоиндикатор

Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные с определенными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определенных микроэлементов и веществ. На изменения окружающей среды растения-индикаторы реагируют изменением внешнего вида; количество их может резко возрасти или, наоборот, уменьшиться.

Не каждое растение может быть индикатором.  Лучшими индикаторами являются растения, приспособленные к существованию в строго определенных условиях и не выносящие больших колебаний окружающей среды [4] .

Биоиндикатор - организм, вид или сообщество,  состоянию и поведению которых  можно судить о свойствах среды, в том числе  о присутствии и концентрации загрязнений.

Кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнениям тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

  Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

   Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддон и т. п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на третий-четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10-15 суток.

   На кресс-салат оказывает влияние состояние воздушной среды. Газообразные выбросы, автомобилей вызывают морфологические отклонения от нормы у проростков кресс-салата, в частности отчетливо уменьшают их длину.

  Кресс-салат можно выращивать на незастекленных балконах многоэтажных домов, расположенных вдоль автодорог. Газообразные выбросы автотранспорта имеют плотность более высокую, чем воздух, и скапливаются в приземном слое до высоты двух метров. Одновременное выращивание кресс-салата на балконах нижних и верхних этажей летом, в период теплой и безветренной погоды, обычно показывает заметные различия в качестве проростков [4, 7].

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Этапы выполнения исследовательской работы:

1.      Сбор проб снега;

2.      Проверка всхожести семян;

3.      Проведение эксперимента;

4.      Определение всхожести семян (%), выводы.

Материалы и оборудование: чашки (для проращивания семян), фильтровальная бумага, семена кресс-салата, пробы воды (полученные из снега).

Прежде чем ставить эксперимент мы проверили семена на всхожесть. Для этого семена кресс-салата проращиваются в контейнерах с очищенной водой. После определения  всхожести семян мы приступили  к проведению опыта.

Для оценки степени загрязнения были взяты пробы снега, на расстоянии 1,5 – 2,0 метра от автодороги «Холмогоры – Новодвинск» (первая проба д. Хомяковская, далее через каждые 5 км до г. Новодвинска, т. е. всего 6 проб) (приложение 1).

Для проведения эксперимента на дно чашек уложили фильтровальную бумагу, равномерно рассыпали по ней 100 шт. семян кресс-салата и добавили раствор (полученный из снега, соответственно каждой пробе), т.е. мы заложили в эксперимент 6 чашек. На протяжении эксперимента в чашках поддерживался постоянный уровень влажности. Длительность эксперимента 10 дней.

По окончанию эксперимента была определена всхожесть семян, а также проростки разделили на три группы в соответствии с их уровнем развития:

1.                      Полностью сформировавшийся проросток (семенная кожура сброшена);

2.                      Проростки с несброшенной семенной кожурой;

3.                      У семени появился только зародышевый корешок (приложение 2).

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

  Продолжительность эксперимента составила 10 дней (с 28 декабря по 7 января). Показатели всхожести и состояния проростков представлены в таблице 1.

Таблица 1. Всхожесть семян и состояние проростков кресс-салата

№ пробы	Группы проростков			Всхожесть, %
	1	2	3
Контрольный вариант	98	0	0	98
1	79	8	2	89
2	76	13	0	89
3	72	13	1	86
4	82	3	0	85
5	62	7	1	70
6	0	0	0	0

  В контейнерах с пробами № 1 и № 2 количество проросших семян достигло 89 %, что очень близко к контрольному варианту (98 %), но несколько ниже, поэтому можно говорить о не большой степени загрязнения данных территорий.

  Для проб № 3 и № 4 всхожесть близка к ранее описанным вариантам опыта и составляет 86% и 85% соответственно, степень загрязнения в данных районах выше, по сравнению с пробами №3 и №4, но, тем не менее, является незначительным.

  Также следует отметить в пробах № 2 и № 3, при относительно высокой всхожести, видны задержки в развитии. Здесь доля проростков с несброшенной семенной кожурой составляет 13 %.

  В контейнере с пробой № 5 всхожесть семян на 28 % меньше, чем в контрольном варианте, что говорит о более высоком уровне загрязнения территории.

Для пробы № 6 всхожесть семян равняется 0 %, т.е. действие загрязняющих веществ оказалось очень сильным и семена не смогли прорасти. Это свидетельствует о высоком уровне загрязнения.

Оказалось, что по мере приближения к городу Новодвинску (проба № 6) количество проросших семян уменьшалось, это говорит о возрастании степени загрязнения территорий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследования подтвердили выдвинутую нами гипотезу:

1.        По мере приближения к городу Новодвинску всхожесть семян кресс-салата уменьшилась, с 89 % (проба № 1 – д. Хомяковская) до 0 % (проба № 6 –   г. Новодвинск);

2.        Во всех исследуемых пробах замечены задержки в развитии проростков, в контрольном варианте все проростке были нормально развитыми, со сброшенной семенной кожурой.

В процессе своей деятельности человек загрязняет окружающую среду. Над городами и промышленными районами в атмосфере возрастает концентрация газов, которые в сельской местности содержатся в очень небольших количествах или совсем отсутствуют. Загрязненный воздух вреден для здоровья. Кроме того, вредные вещества, соединяются с атмосферной влагой и выпадая в виде кислотных дождей, ухудшают качество почвы и снижают урожай [2] .

Кресс-салат, как биоиндикатор, определил состояние загрязнения осадков и как следствие почвы. Это исследование показывает, что повышенное загрязнение  почвы в городах  отрицательно влияет на  прорастающие вблизи растения, замедляя  процесс  роста растений, и может привести  к  их гибели.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.      Бузмаков С.А., Костарев С.М. Введение в экологический мониторинг: учеб. пособие / Бузмаков С.А., Костарев С.М., Перм.гос.ун-т,-Пермь,2009. 178 с.

2.      Лорентзен И. и др. Энергия и окружающая среда: учеб. пособие / СПб, 2008. 88 с.

3.      Мамонтов С. Г.Биология. Общие закономерности. 9кл.:  учеб.для общеобразоват. учрежд. /С.Г.Мамонтов, В.Б.Захаров, Н.И.Сонин .- М.:Дрофа, 2007-287с.

4.      Меженский В.Н. Растения – индикаторы. – М.: ООО «Издательство АСТ»; Донецк: «Сталкер», 2004

5.      Природоведение. 5 класс. Плешаков А.А., Сонин Н.И. 6-е изд., стер. - М.: 2011. — 176 с.

6.      Тягунов, Г.В. Экология : учебник / Г.В. Тягунов. – Москва : Логос, 2005. – 504 с.

7.        Федорова А. И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: учеб. пособие для студентов вузов/ А. И. Федорова; А. Н. Никольская. - Москва: ВЛАДОС, 2003. - 288 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Расположение проб на территории Холмогорского района и города Новодвинска

Приложение 2. Внешний вид проростков кресс-салата

1.           Полностью сформировавшийся проросток (семенная кожура сброшена);

2.           Проростки с несброшенной семенной кожурой;

3.           У семени появился только зародышевый корешок.