Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Исследовательская работа по теме:"оценка уровня запылённости воздуха пришкольной территории"

Исследовательская работа по теме:"оценка уровня запылённости воздуха пришкольной территории"

  • Химия

Поделитесь материалом с коллегами:

МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 2 имени Героя Советского Союза Ивана Ефимовича Жукова» города Владимира





Научно-исследовательская работа

на тему: «Оценка уровня запыленности воздуха пришкольной территории»





Выполнил:

Синицын Иван

Учащийся 9 «Б» класса



Руководители:

Учитель химии Люльчук Татьяна Владимировна

Учитель биологии Трофимова Любовь Борисовна



Г. Владимир 2013

Содержание

1.Введение стр. 3

2. Теоретическая часть стр.4-10

2.1. Состав пыли стр.4-5

2.2. Источники запыленности стр.6

2.3. Биологическое влияние пыли стр. 6-9

2.4.Климатообразующее значение пыли стр.9-10

3. Практическое исследование стр.10-

3.1. Методика стр.10-11

3.2 . Анализ результатов стр.11-12

4. Выводы и рекомендации стр.12-15

5. Источники информации стр.16

6. Приложения стр.17-22















  1. Введение

Одна из острых глобальных экологических проблем - проблема загрязнения окружающей среды, и, в частности, атмосферы. Путешествуя по сети Интернет, я обратил внимание на проблемы, связанные с запыленностью воздуха в помещениях и на улицах. О вреде пыли в помещениях известно практически всем. Каждый день мы пропускаем через свои легкие около 50 миллилитров пыли, причем происходит это не на улице, а дома. Именно дома образуется огромное количество пыли, а в замкнутом пространстве ее концентрация становится достаточно высокой. К примеру, всего за год в городской квартире может образоваться до 30 килограммов пыли. Но о вреде уличной пыли мало кто задумывается. А это довольно серьезная проблема. Экология имеет два разных аспекта. Один ее аспект, как фундаментальной науки - это стремление к познанию ради самого познания. Другой аспект экологии - применение собранных знаний и объяснений для решения проблем человечества, связанных с окружающей средой. Цель этой работы ответить на ряд теоретических и практических вопросов:

  1. Что такое уличная пыль?

  2. Каково Биологическое и климатообразующее значение пыли?

  3. На сколько загрязнён воздух пылью на территории школы?



Я проанализировал показатели уровня запылённости воздуха на пути следования ученика от остановки до школы.









2.1Состав пыли.

Каков состав пыли?

Наверняка этот вопрос не нов и имеет ответы, поскольку представляет интерес, как для населения, общественных экологических организаций, так и для городской администрации.
Однако рискнем предположить, что пыль в воздухе контролируется на систематической основе только по таким параметрам, как общая масса пыли в пробах воздуха и элементный химический состав пыли. Основанием к такому предположению является то, что пыль
– очень мелкие твердые тела органического или минерального происхождения, среднего диаметра 0,005 мм и максимального — 0,1 мм. Более крупные частицы относят в разряд песка, который имеет размеры от 0,1 до 1 мм. Под действием влаги пыль превращается в грязь. Обладая необходимыми технологиями и инструментами, городские экологические службы проводят анализ состояния воздушного бассейна по этим параметрам. Однако бытовое любопытство побудило нас посмотреть каков же фазовый состав пыли городского воздуха: ведь, с воздухом мы вдыхаем не атомы химических элементов и не концентрации химических элементов (концентрации - это нематериальные понятия), а мелкие твердые частицы пыли. Из каких же частиц состоит пыль?

Пыли можно подразделить на две большие группы:

1) Мелкодисперсная пыль, состоящая из легких и подвижных частиц размером от 2 до 5 мкм. Такая пыль может находиться в воздухе длительное время – «витать». Она попадает с воздухом в легкие при дыхании, проникает в глубокие отделы дыхательных путей, может накапливаться в организме.

Такая пыль вызывает заболевания легких, в первую очередь пневмокониозы (от греч. pneumon - легкое, konia - пыль) в различных модификациях.

2) Крупнодисперсная пыль, состоящая из тяжелых и малоподвижных частиц. Такая пыль быстро выпадает из воздуха при отсутствии ветра, образуя пылевые отложения. Они являются источниками вторичного загрязнения воздуха. В 1 см3 воздуха в закрытом помещении может содержаться до 10 000 000 пылинок различного размера, природы и степени опасности. Пыль может содержать органические вещества (частицы биогенного происхождения – растительного, животного и антропогенного) и неорганические вещества (частицы почвы, строительных материалов, синтетических моющих средств, различных химических веществ и др.). На пылевых частицах могут поселяться вредные микроорганизмы, являющиеся сапрофитами.

В Интернете мы нашли фото частиц пыли и их химический состав: соединения таких металлов как серебро, железо, цинк, медь, свинец, соединения кремния (диоксид и силикаты) (Приложение №1)

Интересно, что наряду с минеральными частицами из горных пород и техногенными фазами свинца, олова, меди, цинка и др., присутствуют новообразованные идиоморфные микрокристаллы цинка, тесно ассоциирующие с оловом и свинцом, генезис которых не совсем ясен.
Кроме минеральных фаз в пыли присутствует биоорганика . Возможно, это споры или пыльца, или яйца насекомых, но может оказаться, что это продукты жизнедеятельности мелкой живности.

Таким образом, ПЫЛЬ, которую мы вдыхаем на улице, — не просто безобидные соринки. Она состоит из частичек почвы, отработанных выхлопных газов, оседающих вниз, химических соединений от промышленных производств, солей тяжелых металлов, пыльцы. Кроме того, в ней содержатся бактерии и множество вирусов, которые могут спровоцировать болезнь.



2.2. Источники пыли

Источником грязи и пыли на улицах в окрестностях школы №2 (приложение № 2)становятся колеса выезжающих со строек машин, кузова перевозящих насыпные материалы грузовиков, незаасфальтированные, но и не озелененные пустыри вдоль дорог, искромсанный шипами шин асфальт, смываемая дождями с крыш грязь и грунт с обочин, выносимый автомобилями на дорогу. Одним из самых явных природных источников пыли является пыльца цветущих растений.



2.3. Биологическое влияние пыли

Оценка состояния атмосферной пыли по критериям норм ПДК (предельно допустимых концентраций) недостаточна. Есть разница: ПДК свинца - n*10-m и 5 мелких частиц свинца при вдохе попали в легкие? Разница принципиальная: "концентрация" - это понятие «нематериальный фантом», число, показывающее часть от целого и только, число нельзя вдохнуть и оно не производит никакого ни механического, ни химического воздействия на организм. Концентрация - косвенный показатель, который опосредованно и слабо отражает события материального мира. В противоположность - пять частиц свинца в легких (а еще хуже пять зерен (U,Th)O2 или кадмия) оказывают прямое воздействие на организм: и механическое, и химическое, и радиогенное. Как и аллергия, большая раковая опухоль начинается с одной первой мутировавшей клетки. И различные аллергии у половины детей, и пониженный иммунитет - это результат пусть микро-, но вполне материальных воздействий, а не влияние нематериальных чисел-фантомов ПДК. Считается, что у нас все лучше норм ПДК, и вода из крана, и в воздухе все хорошо, только растет количество аллергиков с пониженным иммунитетом и люди раньше и больше умирают... Эта статистика сама по себе свидетельствует о лукавстве ПДК и, вообще, концентрационного подхода к измерениям. Так концентрация пыли в воздухе меньше, но и там вредных составляющих в пыли предостаточно. ПДК - косвенный показатель...

Безвредных пылей не существует. Экологическая опасность пылей для человека определяется их природой и концентрацией в воздухе. Краткие сообщения о пылевых болезнях легких впервые встречаются в литературе древних и средних веков. В древнегреческой и римской литературе (VI-IV вв. до н.э.) имеются указания на болезнь горнорабочих серебряных и золотых рудников, сопровождающуюся давлением в груди и тяжелой одышкой. В своих трудах Гиппократ указывал на болезнь горнорабочих, протекающую с тяжелой одышкой, болями в груди, бледностью. По-видимому, речь шла о пневмокониозе.

В 1565 г. Парацельс опубликовал работу, где подробно описал «чахотку рудокопов». В русской литературе указания на заболевания легких от вдыхания пыли у рудокопов имеются в произведении М. В. Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763 г.). Впервые патолого-анатомические изменения в легких у каменотесов описал в 1761 г. Дж. Морганьи, обратив внимание на вредные последствия вдыхания пыли. Однако отождествление туберкулеза легких с пневмокониозом сохранялось еще много лет. Термин «пневмокониоз» является собирательным в отношении легочных фиброзов, развивающихся вследствие вдыхания различных видов пыли. Действие пыли зависит от ее физико-химических свойств: химического состава, концентрации в воздухе, дисперсности (размеров частиц), формы пылинок, их твердости и т.д.

Если ежедневно дышать воздухом с частицами пыли, то неизбежны заболевания дыхательной системы (хронические заболевания полости носа, глотки, бронхов, легких), воспалительные процессы, головные боли, раздражение слизистых оболочек глаз из-за возникновения аллергии на пыль. Такая пыль вызывает заболевания легких, в первую очередь пневмокониозы (от греч. pneumon - легкое, konia - пыль) в различных модификациях.

Существуют следующие основные виды пневмокониозов: силикоз, силикатозы, анракоз, алюминоз, апатитоз, пневмокониозы от воздействия органической пыли и др. Кратко охарактеризуем некоторые из этих заболеваний.

Силикоз – заболевание, возникающее в результате вдыхания пыли, содержащей свободный оксид кремния (IV) (кремнезем). Для силикоза характерна триада жалоб: одышка, боли в грудной клетке, кашель.

Силикатозы – пневмокониозы, развивающиеся в результате вдыхания пыли силикатов. Наиболее распространенными видами силикатов, обусловливающих развитие силикатозов, являются асбест, тальк, нефелин и др. Клиническая картина силикатозов довольно типична: прогрессирующая одышка, кашель, боли в грудной клетке, общая слабость, недомогание.

Асбестоз – один из наиболее тяжело протекающих силикатозов. В развитии его играет роль не только химическое действие пыли, но и механическое повреждение легочной ткани асбестовыми волокнами, имеющими размеры 10-12 мкм и более. У больных с выраженным асбестозом отмечаются тяжелые нарушения общего состояния: колющие боли в груди, сильный кашель, головная боль, общая слабость, повышенная утомляемость, нередко желудочные расстройства. Часто наблюдается особый серый землистый цвет лица и легкий цианоз (синюшность) губ.

На пылевых частицах могут поселяться вредные микроорганизмы, являющиеся сапрофиты. Несмотря на близость к человеку, сам по себе сапрофит практически безопасен — он не портит продукты и не переносит инфекционные заболевания, как это делают, например, мыши, крысы и мухи. Также клещи не разносят яйца паразитов (в отличие от тараканов и муравьёв), однако мелкие фрагменты клещей (от 10 до 40 микрон) и продукты их жизнедеятельности (особенно фекальные частицы) обладают высокой аллергенностью. Поднявшись в воздух, эти частицы подолгу не оседают, а при вдыхании попадают в дыхательные пути человека, что наиболее опасно для астматиков и аллергиков. На пылевых частицах могут адсорбироваться еще более мелкие частицы вредных веществ (например, тяжелых металлов, органических соединений). Наиболее токсичны пыли, содержащие сложные белковые молекулы и простейшие организмы (живые и отмершие), например, пыль белково-витаминного концентрата, пыль хитинового покрова отмерших бытовых насекомых – мух, тараканов, муравьев. Некоторые виды пылей могут создавать взрывоопасные смеси с воздухом (древесная, хлопковая, мучная).

2.4. Климатообразующее значение пыли.

Частицы пыли участвуют в формировании облаков, являясь ядрами конденсации. Именно на пылинках высоко в небе происходит конденсация водяных паров, и образуются облака, выпадающие на землю осадками – дождь, снег, град. Микронные частички пыли на больших высотах служат центрами кристаллизации в построении неповторимых снежинок. Только осадки, являются единственным естественным источником воды на суше, а пыль – основа облаков. Без пыли – не будет дождей, а вся суша быстро превратится в огромную пустыню, и жизнь останется лишь в морях. Пыль играет большую роль в рассеянии света в атмосфере. Из-за своих микронных размеров эти частички не оседают. Их поддерживают на весу постоянные турбулентные воздушные потоки. Заряды статического электричества, возникающие при столкновениях нейтральных пылинок друг с другом, содействуют укрупнению пылевых образований, образованию микроаэрозолей в атмосфере и накоплению огромных электрических потенциалов – положительных и отрицательных. Этим, кстати, объясняются сильнейшие грозы в пустынях. Но до конца еще не понятен механизм образования самих микрозарядов - пока так и неясно, откуда возникает поле, в котором происходит поляризация нейтральных частиц пыли.

Количество пыли в атмосфере оказывает большое влияние на климат. Частицы пыли поглощают часть солнечной радиации, смягчая последствия глобального потепления.

Так как климатообразующий фактор действует на высоте значительно превышающей рост человека, то борьба с пылью является приоритетной.



  1. Практическое исследование

Очень важно уметь оценивать качество воздуха по содержанию в нем пыли и представлять ее экологическую опасность. Поэтому мы решили изучить запыленность воздуха на пришкольной территории

3.1.Методика

Методика была взята из работы «Оценка запыленности воздуха школы и пришкольной территории», выполненной Евдокимовой Татьяной и Еремеевой Анной, ученицами 11 «В» класса МОУ Лицея №15 Заводского района г. Саратова. Под руководством Седлецкой О.В., учителя биологии высшей категории.

Нами внесены изменения в принцип взятия проб пыли. В отличие от работы Евдокимовой Татьяны и Еремеевой Анны, мы ввели помимо предложенной ими вертикальной ещё и горизонтальную зональность, и брали пробы на разном расстоянии от проезжей части дороги, пробы брали при разной погоде (сухая, после дождя).

Для выполнения работы нам потребовалась прозрачная клейкая пленка.

Были собраны листья в разных участках территории по пути учащихся от остановки «Школа №2» 1м, 15м, 50м, 100м (около школы и в школьном саду) и на разной высоте:

образца

Где собран

На какой высоте

1

трава

10 см

2

кустарнички

25с м

3

кустарники

50 см

4

Нижняя крона деревьев

1 м

5

Середина кроны деревьев

2 м


К поверхности листьев была приложена клеящаяся прозрачная пленка.

Затем пленку сняли с листьев вместе со слоем пыли и приклеили её на предметное стекло (см. приложение № 3). Отпечатки сравнили между собой. Образцы расположили по вертикальной и горизонтальной зональности.



3.2. Анализ результатов (приложение 3)

  1. Наблюдается чётная закономерность по горизонтальной зональности: чем дальше от проезжей части дороги, тем меньше пыли, что очевидно.

  2. Но при анализе вертикальной зональности, что не исследовалось в исходной работе, взятой в Интернете, обнаружилась интересные закономерности:

а) большее содержание пыли наблюдается на высоте кустарничков (25 см), с удалением от поверхности почвы содержание пыли уменьшается. Это связываем с загрязнениями от колёс автотранспорта, движения пешеходов. Так как промышленная зона территории Обувной фабрики достаточно удалена от школы, то количество верхней пыли незначительна.

б) в глубине сада видна прямая зависимость: чем выше взята проба, тем больше пыли, так как загрязнения от движения транспорта и пешеходов там отсутствует.

в) на высоте кустарничков обнаружена пыльца (приложение 4)

3. Погода влияет на содержание пыли, после дождя значительное увеличение пылесодержания наблюдается на высоте 25-100 см около дороги, что связано с оседанием грязи от колёс движущегося транспорта по лужам. При удалении от дороги видно, что после дождя количество пыли на остальных зонах уменьшилось.





4.Выводы и рекомендации

Охрана атмосферного воздуха от загрязнения почвенными компонентами - важная часть мероприятий по созданию благоприятных условий проживания населения городов. Городская территория, содержащаяся в надлежащем санитарно-техническом состоянии, безусловно, не должна быть источником загрязнения окружающей среды. Более того, она призвана создавать на территории района благоприятный микроклимат.

Территорию города и каждого отдельного объекта (предприятие, организация, особая территория) в зависимости от функционального назначения делят на зоны с соответствующим видом элементов благоустройства. На территории каждого обособленного объекта должны быть выделены хозяйственные зоны для размещения и оборудования места сбора и временного хранения разрешенных промышленных и бытовых отходов. Площадку для хранения отходов покрывают непроницаемым для вредных веществ влагостойким материалом с оборудованием локальной системы ливневых стоков с очистными сооружениями. Свободные от зданий и сооружений территории (зоны) должны иметь покрытия. Определены четыре вида покрытий:

твердые покрытия (асфальтобетон, цементобетон, природный камень и т.п.);

мягкие покрытия (природные или искусственные сыпучие материалы - песок, щебень, керамзит, резиновая крошка и т.д.);

газонные покрытия (покров из травянистой растительности);

комбинированные покрытия.

На территории города (любых объектов, предприятий и организаций) не допускается наличие открытых участков почвы. Мягкие покрытия могут использоваться только при благоустройстве отдельных видов территорий - детских, спортивных площадок, площадок для выгула собак, прогулочных дорожек и тому подобных объектов. Автомобильные дороги, транспорта езды всех видов, автостоянки обязательно иметь твердое водонепроницаемое покрытие. В летний период в плановом порядке необходимо проводить механизированную мойку, полив и подметание твердых покрытий автомобильных дорог и проездов, производственных и хозяйственных площадок. Дорожные покрытия следует мыть так, чтобы загрязнения не выбрасывались потоками воды на полосы зеленых насаждений. Для снижения запыленности воздуха и уменьшения загрязнений твердые поверхности убирают при помощи подметально-уборочных машин.

Свободные от застройки и дорог территории, в том числе производственных объектов, нужно озеленять. Для защиты почв используют стационарное озеленение на естественных и искусственных элементах рельефа: газоны, цветники, площадки с кустами и деревьями и т.п. Напоминаем, что растительность - один из основных элементов экосистемы, поддерживающий ее жизнедеятельность.

Значительно снизить вред от загрязненной атмосферы способны наши «зеленые друзья» - растения. Зеленые насаждения формируют санитарную зону вокруг промышленных предприятий, защищая жилые районы от шума, пыли, вредных выбросов. Даже при прекрасно работающих воздухоочистных сооружениях озеленение необходимо, так как растения «дочищают» окружающую среду благодаря большой поглотительной способности листьев. Зелень задерживает до 86% пыли. Некоторые породы (<тополь черный, ива козья, лох узколистный, карагана, шиповник) в состоянии поглощать очень токсичные вещества.

Зеленые насаждения снижают уровень загрязнения воздуха и регулируют температурный режим. Даже малые площади зеленых насаждений, расположенные между зданиями, улучшают микроклимат, особенно в дневные часы. Одно крупное дерево выделяет за сутки столько кислорода, сколько необходимо одному человеку. В условиях города под влиянием загазованности фотосинтез снижается в 10 раз, поэтому на каждого человека должно приходиться не одно, а десять деревьев. Растения также выделяют в атмосферу биологически активные летучие вещества - фитонциды. В воздухе садов и парков в 20 раз меньше бактерий, чем в воздухе улиц. Лучшие «производители» фитонцидов – хвойные, особенно туи и можжевельники, из лиственных – черемуха, береза, ива, робиния, дубы красный и черешчатый, тополь бальзамический, маньчжурский орех.

Однако зеленые насаждения в городе находятся в условиях, значительно отличающихся от природных: здесь иной световой и тепловой режим, нарушен водный баланс, во многих случаях естественные почвы заменены малоплодородными насыпными. Пыль и зола городов поглощают значительную часть солнечной радиации, ухудшая освещенность растений; дым и пыль увеличивают облачность над городом, уменьшают количество водяного пара в воздухе, что является причиной сухости воздуха в городе. Сажа прочно оседает на листья и не смывается дождем. Плохие экологические условия отрицательно сказываются на росте и развитии растений, сокращают их срок жизни. По наблюдениям ученых, продолжительность жизни ясеня, вяза, тополя, липы мелколистной в условиях города не превышает 40-80 лет (в парках – до 150-200 лет, в подмосковных лесах - 300-400 лет). Еще меньше срок жизни у кустарников - 20-40 лет.

Повышенное загрязнение воздуха промышленной пылью является одной из причин образование смога (грязевых облаков висящих над крупными городами), который причиняет ущерб экологии - здоровью людей и окружающей природе. В настоящее время во всех развитых странах существуют специальные системы по борьбе со смогом.

































  1. Источники информации



hello_html_7eef14bd.gif























Приложение № 1

Фото частиц пылиo3k SQ2 Pb$.gif (139442 bytes)

o3k SQ1 Ags$.gif (111979 bytes)










o3k SQ1 Cu nerj$.gif (146692 bytes)

o3k SQ1 CaWO4 REEOX$.gif (114885 bytes)









o3k SQ2 FeSi$.gif (157363 bytes)o3k Pb2$.gif (135982 bytes)















hello_html_m4046b44d.png



hello_html_m10ec74dd.png







o3k 2$$.gif (169960 bytes)o3k 3$.gif (206074 bytes)











hello_html_59a74521.png



hello_html_m3a2a3724.png














Приложение № 2



План расположения школы № 2C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\карта.bmp

















Приложение № 3

Сводная таблица проб пыли

До дождя.

15м

50м

100м

сад

10см

10 мелк.

20 мелк

11 средн

11мелк

(пыльца)

3 мелк

25см

50 оч.мелк

25 мелк

16мелк

21 оч. Мелк

3 оч мелк

50см

36 крупн.

10 средн мелк

14 средн

7 мелк

4 средн

1 м

33оч. Крупн

15 мелк

11 средн

20 оч.мелк

7 мелк

2 м

16 средн

12 средн

13 мелк

14 средн

6 средн



после дождя

15м

50 м

100 м

сад

10 см

17 средн

12 мелк

6 мелк

5 мелк

6 оч. Мелк

25см

31 средн

6 средн

11 средн

15 средн

7 оч.мелк

50 см

46 крупн

15 мелк

10 мелк

10 средн

4 мелк

1 м

40 крупн

21 мелк

15 мелк

9 средн

9 оч. Мелк

2 м

37 крупн

8 мелк

5 оч мелк

19 оч. Мелк

5 мелк









Приложение № 4I:\25-10.jpgI:\1м-1м.jpg

Фото с электронного микроскопа

E:\сад 2 м.jpgE:\сад 50.jpgE:\100-50.jpgE:\100м-25см.jpg



I:\50-25.jpgI:\50-50.jpgI:\100-2м.jpgI:\50-10.jpgI:\50-2.jpgI:\2.jpgI:\1м-10.jpgI:\15-50.jpg

21


Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Краткое описание документа:

публикуется научно-исследовательская работа учащихся школы по теме:"Оценка уровня запылённости школьной территории". Данный материал содержит теоретическую и практическую часть исследований, методику работы, анализ результатов, выводы и рекомендации, интересные приложения. Работа призвана ответить на вопросы:

-что такое уличная пыль

-каково биологическое и климатообразующее значение пыли

-оценить уровень загрязнённости воздуха пылью по пути следования ученика от остановки до школы

Лёгкая методика исследований делает доступной данную работу для любого ученика 8-11 классов

Автор
Дата добавления 19.06.2015
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров780
Номер материала 570790
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх