Исследовательская работа по биологии на тему "Экологическое состояние снежного покрова села Донского"

Введение

Атмосфера, являясь одной из основных частей биосферы, оказывает интенсивное и разностороннее воздействие на гидросферу, почвенный покров, здания, сооружения, а также на живые организмы, в том числе и на человека. Поэтому охрана атмосферного воздуха представляет собой важную экологическую проблему, которой уделяется пристальное внимание во всех развитых странах. Активное воздействие атмосферы на почву, воду и живые организмы проявляется через атмосферные осадки в виде дождя и снега.

Снежный покров является хорошим накопителем загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха. При снеготаянии эти вещества поступают в природные среды, главным образом в воду, загрязняя их.

Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим  снег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды.

Цель   работы:

-  провести химическое исследование  снега, степени загрязнения снежного покрова  на  разных участках территории  села;

Для достижения поставленной цели, определили следующие задачи:

1. Изучить литературу о загрязнении воздуха и снежного покрова;

2. Изучить состояние снежного покрова   на различных участках села Донского.              

3. Провести визуальный анализ растопленного снега.

4. Определить загрязнённость воздуха на исследуемых участках по снежному покрову путем химического анализа талых вод.

5. Установить степень антропогенного воздействия населения на экологическое состояние воздуха села Донского.

Сроки проведения исследования: февраль 2013 года

Место проведения исследования: Участок № 1: обочина дороги по ул. Московская (жилая зона); Участок № 2: обочина дороги по ул. Ленина; Участок № 3: парковая зона около стадиона; Участок № 4: берег реки Ташла (нежилая зона в районе школы)

Методы исследования:

1. Теоретический (изучение литературы)
2. Наблюдение
3. Сравнение
4. Химический

Гипотеза: мы полагаем, что в нашем селе в целом атмосфера благоприятная, а около  автомобильных дорог  воздух загрязнён, так как именно автотранспорт является основным источником загрязнения воздуха.

Обзор литературы.

В настоящее время в современном мире остро стоит проблема загрязнения окружающей среды, в частности воздуха. Состояние среды обитания человека сильно влияет на его здоровье  и на  живые организмы.                                                                                         Проблема определения характера и уровней загрязнения территории является одной из наиболее актуальных проблем в экологии, так как её решение является основой для оценки и прогнозирования состояния и изменения компонентов окружающей среды и здоровья населения.

Загрязнение снежного покрова происходит в 2 этапа. Во-первых, это загрязнение снежинок во время их образования в облаке и вьпадения на местность - влажное выпадение загрязняющих веществ со снегом. Во-вторых, это загрязнение уже выпавшего снега в результате сухого выпадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления из подстилающих почв и горных пород (3).                                        Взаимоотношение между сухими и влажными выпадениями зависит от многих факторов, главными из которых являются: длительность холодного периода, частота снегопадов и их интенсивность, физико-химические свойства загрязняющих веществ.                          Измерение загрязняющих веществ в снежном покрове позволяет оценить загрязнение атмосферного воздуха, воды и почв.                                                                                                              

Результаты исследования

2.1. Подготовительный этап.

 Взятие и подготовка проб снега из разных участков села;

Для исследования были взяты четыре пробы снега с определенных точек в начале февраля 2013 года (7.01.2013).

Глубина снежного покрова в это время была (см):

1.	Участок № 1	9
2.	Участок № 2	6
3.	Участок № 3	10
4.	Участок № 4	10

2.2. Визуальный осмотр снежного покрова.

 При визуальном рассмотрении снежного покрова выявлено, что самый грязный снег на участке обочины дороги по ул. Ленина. Он имеет светло серый оттенок. Высота снежного покрова здесь 6 см. Также здесь расположены жилые дома, большая интенсивность движения автотранспорта. На втором месте участок по ул. Пролетарская. Выбросы от проезжающих автомобилей придают снежному покрову также серую (слабозаметную) окраску. Самый чистый (светлый) снег на участке около реки Ташла. Этот участок удален от автодороги и других объектов. Здесь антропогенное воздействие практически отсутствует.

2.3 Определение прозрачности воды (растопленного снега)

          Мерой прозрачности служила высота столба воды, при которой можно различить на белой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3.5 мм. Мы налили воду в высокий цилиндр  с плоским прозрачным дном. Просматривая шрифт сверху через столб воды и доливая воду в цилиндр нашли высоту столба воды. Самой прозрачной оказалась вода с участка № 4 (р. Ташла). На втором месте по прозрачности вода с участка № 3 (территория  парковой зоны). Самой «грязной» была вода из пробы с улицы Ленина.

№ п/п	Точка исследования	Высота столба воды
1.	Участок № 1	13 см
2.	Участок № 2	9 см
3.	Участок № 3	23 см
4.	Участок № 4	25 см

2.4 Исследование химического состава и примесей растопленного снега.

Определение запаха снеговой воды.

          Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем. Для определения запаха снеговой воды мы брали по 100 мл каждой пробы, помещали  в сосуд объемом 200 мл, накрывали стеклом и встряхивали вращательными движениями. После открыли сосуд и определили интенсивность запаха воды.

1.	Участок № 1	Слабая (не привлекает внимания, если на него не обратить внимание)
2.	Участок № 2	Заметная (запах легко обнаруживаемый)
3.	Участок № 3	Отсутствие ощутимого запаха
4.	Участок № 4	Отсутствие ощутимого запаха

Определение количества примесей и исследование их химического состава.

 С каждого участка воду в объеме 100 мл мы отфильтровали, высушили остатки на фильтре. Таким образом, мы определили количество загрязнителей в пробах снеговой воды.  Наиболее загрязненным был фильтр от пробы 2. На фильтрах от проб 3 и 4 загрязняющие вещества практически отсутствовали и не были заметны невооруженным взглядом на поверхности фильтра. 

Определение кислотности снега

Промышленные предприятия, автомобильный транспорт выбрасывают в атмосферу вещества, которые в атмосфере, соединяясь с водой, образуют кислоты. 

Используя индикаторную бумагу, можно определить наличие кислот в снеге, талой воде. Кислотность определяется показателем рН. Если в пробе рН меньше 5, 6 то это говорит о кислотных выпадениях в изучаемом районе.

Цель работы: оценить кислотность снега; сравнить показатели кислотности в разных   участках.

Оборудование: пробы снега, индикаторная бумага (универсальный индикатор), пробирки.

Ход работы

 1.Для проведения опыта отлили по 10 мл фильтрата из каждой пробы.

 2.Опустили в каждую пробирку универсальный индикатор и определили кислотность фильтрата.

3.Сравнили окраску индикатора со шкалой универсального индикатора.

На участках № 1 и 2 кислотность почвы понижена. На участках 3 и 4 кислотность нормальная.

 Выявление химических загрязнителей в снеге

Промышленные предприятия, транспорт выбрасывают в атмосферу разные химические соединения. Используя специальные методики, можно выявить в пробе конкретные химические вещества, которые попадают  на снег из атмосферы.

          Путем химического исследования мы определили наличие различных веществ в снеговой воде.

           Обнаружение хлорид - ионов (Cl ^- ).

К 10мл пробы прибавить 3-4 капли азотной кислоты (1:4) и прилить 0,5мл. нитрата серебра (AgNO3)

Белый осадок выпадает при концентрации хлорид - ионов более100мг/л:

Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид – ионов более 10мг/л,

При добавлении аммиака NH3 раствор становится прозрачным.

Вывод:  Изменения прозрачности растворов не произошло, что свидетельствует об отсутствии хлорид-ионов во всех пробах талой воды .

 Обнаружение сульфат – ионов (SO₄^-2 ).

В пробирку внести 10 мл пробы 0,5мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5% раствора хлорида бария.

По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфат - ионов.

При отсутствии мути концентрация сульфат - ионов менее 5 мг/л,

При слабой мути, появляющейся не сразу , а через несколько минут - 5-10мг/л.

При концентрации сульфат - ионов более10мг/л выпадает белый осадок:

Вывод: в пробах 1 и 2 через некоторое время наблюдается помутнение растворов, что свидетельствует о наличии в талой воде с этих участков сульфат-ионов.

Обнаружение сульфит – ионов (SO₃^-2).

В пробирку внесли 10 мл пробы, добавили 3 мл слабого раствора перманганата калия. При содержании сульфит – иона розовый цвет раствора исчезает.

Вывод: розовый цвет раствора исчез в пробе талой воды с участков 1 и 2, что свидетельствует о повышенном содержании в этих водах сульфит – ионов.

                                                Выводы и рекомендации.

          На основании проведенных исследований можно сделать вывод о том, что степень загрязненности  снежного покрова напрямую зависит от состояния атмосферного воздуха, показатели которых во многом зависят от экологического состояния автодорог и транспорта.

          В пробах были обнаружены вещества, влияющие на засоление почв, что сказывается на росте и развитии растений. Поэтому вдоль автодороги необходимо высаживать растения устойчивые к засолению почв.

          Растения поглощают пыль, токсичные газы из воздуха и тяжелые металлы из почвы. Поэтому необходимо озеленение территории села. Деревья обладают избирательной способностью по отношению к вредным примесям в воздухе. Хорошим поглотителем свинца по обочинам дорог является  акация желтая. Вяз обыкновенный поглощает сернистый газ и пыль.

          Перевод автомашин  на газовое топливо позволит почти в 100 раз снизить выбросы в атмосферу канцерогенных веществ.