Атмосферный воздух города Нальчика

МКОУ «СОШ им. А.Т. Кучмезова с. п. Герпегеж»

Черекского района КБР

Атмосферный воздух города

Нальчика.

Работу выполнил Гериев Солтан

ученик 11 класса

МКОУ «СОШ им. А. Т. Кучмезова с. п. Герпегеж»

Черекского района КБР

Научный руководитель:

Кучмезова Лейля Борисовна –учитель биологии I квалификационной категории

2016 г. Нальчик КБР.

Оглавление:

1. Изучение роли зеленых растений в поддержании газового состава атмосферного воздуха---------3-11.

2. Определение уровня пылевого загрязнения на разных участках города (по состоянию снежного покрова)---11-16.

3. Автотранспорт как основной источник загрязнения атмосферного воздуха города -------------------16-20.

4. Загрязнение атмосферного воздуха соединениями тяжелых металлов. Действие на биологические структуры солей тяжелых металлов ------------20-30.

5. Дожигающие и фильтрующие устройства как способы снижения уровня загрязненности атмосферного воздуха ------------------------------------------------30-35.

6. Определение уровня загрязненности атмосферного воздуха на разных участках с помощью метода биоиндикации (по состоянию хвои сосны обыкновенной) --------------------------------------35-39.

7. Искусственное получение «кислотных облаков» и изучение их влияния на архитектурные сооружения города -------------------------------------------- 39-41.

8. Изучение влияния диоксида серы (SO₂) на растения (лабораторный эксперимент) --------------- ----41-43.

Заключение ----------------------------------------43-44.

Список литературы ------------------------------44-45.

Глобальные и локальные проблемы загрязнения воздушной среды

Геоэкологические проблемы могут иметь глобальный характер, когда они охватывают поверхность Земли, соизмеримую с размерами океанов или континентов, а также если касаются ее атмосферы и гидросферы. В таком случае оказывается, что возникающие геоэкологические проблемы обладают универсальным характером. Региональные и локальные геоэкологические проблемы хотя и охватывают ограниченные территории, но способны расширяться и многократно повторяться и в конце концов перерасти в глобальные. Загрязнение атмосферного воздуха — характерный пример геоэкологической универсальной проблемы, встречающейся как на локальном, так и на региональном уровне, но при определенных обстоятельствах оно способно охватить целый континент и перерасти в глобальную проблему.

В настоящее время фоновое загрязнение отдельными элементами и соединениями охватывает целые континенты. К числу загрязнителей относятся парниковые газы, оксиды азота, серы и некоторые другие газообразные соединения. Их постепенное накопление в атмосфере свидетельствует о том, что этим соединениям удалось преодолеть естественный экологический барьер, т. е. биосферную мембранную систему, что существующая природная поглотительная емкость атмосферы исчерпана, а естественные природные резервуары — Мировой океан, наземная гидросфера и ледосфера — оказались неспособными принять новые дополнительные порции этих веществ.

На территории России высокое загрязнение атмосферного воздуха (допустимый уровень превышен в десять раз и более) в 1997 г. было зафиксировано в 66 городах, а превышение допустимого уровня по одной или нескольким примесям отмечалось в 187 городах, в которых проживает около 65 млн. человек. Несмотря на то что уровень загрязнения воздуха в целом снизился из-за остановки или сокращения целого ряда производств, по-прежнему в ряде городов средние уровни концентраций загрязняющих веществ остаются высокими. Это связано с неритмичной работой предприятий, отсутствием или низким качеством работы очистных сооружений и залповых выбросов загрязнений. Во многих городах резко возрос выброс загрязняющих веществ вследствие роста количества автомобилей.

Основными источниками загрязнений воздуха являются предприятия тепловой энергетики, черной и цветной металлургии, химической и цементной промышленности, нефте- и газопереработки, транспорт (кроме транспорта, работающего на электрической тяге). Согласно существующим данным, в 150 городах России объем выбросов транспорта превышал объем выбросов промышленных предприятий. В Москве вследствие вывода некоторых предприятий за пределы города и установки на них специальных фильтров, в частности окислителей выхлопных газов, объемы выбросов медленно сокращаются. Выбросы в атмосферу от работы транспорта составляют до 70% общего объема выбросов.

Каждый индустриальный источник загрязнения выделяет свой специфический набор загрязняющих веществ: теплоэнергетика -  оксиды углерода, серы, азота, пыль, оксиды металлов; транспорт -  оксиды углерода и азота, углеводороды, тяжелые металлы; черная металлургия - пыль, диоксид серы, фтористые газы, диоксид углерода, металлы; нефтепереработка - углеводороды, сероводород, оксиды углерода; производство цемента - оксиды углерода, пыль.

Высокое загрязнение атмосферного воздуха существенно повышает заболеваемость населения. В сельской местности заболеваемость увеличилась на 15%, а в городах возросла по крайней мере в два раза. В экосистемах на городских территориях и в пригородах накапливаются соединения тяжелых металлов, растительность угнетена или сильно трансформирована. Радиус вредного воздействия предприятий зависит от их производительности и мощности и может достигать десятков километров. Например, вокруг г. Норильска растительность погибла или чрезвычайно трансформирована на расстоянии до 150 км от города, а это северотаежная зона. В окрестностях Братского алюминиевого завода и Братского лесопромышленного комплекса постепенно деградируют лесные экосистемы, в первую очередь высыхают сосны. В окрестностях некоторых центров цветной промышленности на Кольском полуострове практически отсутствует лесная растительность.

Свойства и защитные функции насаждений.

Зеленые насаждения в городе улучшают микроклимат городской территории, создают хорошие условия для отдыха на открытом воздухе, предохраняют от чрезмерного перегревания почву, стены зданий и тротуары. Это может быть достигнуто при сохранении естественных зеленых массивов в жилых зонах. Человек здесь не оторван от природы: он как бы растворен в ней, поэтому и работает, и отдыхает интереснее продуктивнее.

Велика роль зеленых насаждений в очистке воздуха городов. Дерево средней величины за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трёх человек. За один теплый солнечный день гектар леса поглощает из воздуха 220-280 кг углекислого газа и выделяет 180-200 кг кислорода. С 1 м² газона испаряется до 200 г/ч воды, что значительно увлажняет воздух. В жаркие летние дни на дорожке у газона температура воздуха на высоте роста человека почти на 2,5 - градусов ⁰С ниже, чем на асфальтированной мостовой. Газон задерживает заносимую ветром пыль и обладает фитонцидным (уничтожающим микробы) действием. Вблизи зеленого ковра легко дышится. Не случайно в последнее время в практике озеленения все чаще отдается предпочтение ландшафтному или свободному стилю проектирования, при котором 60 % благоустраиваемой территории и более отводится под газон. В жаркий летний день над нагретым асфальтом и раскаленными железными крышами домов образуются всходящие потоки теплого воздуха, поднимающие мельчайшие частицы пыли, которые долго держатся в воздухе. А над парком возникают нисходящие потоки воздуха, потому что поверхность листьев значительно прохладнее асфальта и железа. Пыль, увлекаемая нисходящими токами воздуха, оседает на листьях. Один гектара деревьев хвойных пород задерживает за год до 40 тонн пыли, а лиственных - около 100 тонн.

Практика показала, что достаточно эффективным средством борьбы с вредными выбросами автомобильного транспорта являются полосы зеленых насаждений, эффективность которых может варьироваться в довольно широких пределах - от 7 % до 35%.

Крупные лесопарковые клинья могут быть активными проводниками чистого воздуха в центральные районы города. Качество воздушных масс значительно улучшается, если они проходят над лесопарками и парками, площадь которых составляет в 600-1000 га. При этом количество взвешенных примесей снижается на 10 - 40%.

В зависимости от величины города, его народнохозяйственного профиля, плотности застройки, природно-климатических особенностей, породный состав насаждений будет различным. В крупных индустриальных центрах, где создается наибольшая угроза санитарному состоянию воздушного бассейна, для оздоровления городской среды в окрестностях заводов рекомендуется высаживать клён американский, иву белую, тополь канадский, крушину ломкую, казацкий и виргинский можжевельник, дуб черешчатый, бузину красную.

Древесно-кустарниковая растительность обладает избирательной способностью по отношению к вредным примесям и в связи с этим обладает различной устойчивостью к ним. Газопоглотительная способность отдельных пород в зависимости от различных концентраций вредных газов в воздухе неодинакова. Исследования, проведенные Ю.З. Кулагиным (1968 год), показали, что тополь бальзамический является наилучшим «санитаром» в зоне сильной постоянной загазованности. Лучшими поглотительными качествами обладают липа мелколистная, ясень, сирень и жимолость. В зоне слабой периодической загазованности большее количество серы поглощают листья тополя, ясеня, сирени, жимолости, липы, меньше - вяза, черемухи, клена.

Защитные функции растений зависят от степени их чувствительности к различным загрязняющим веществам. В.М. Рябинин (1965 год) установил, что предельно допустимая среднесуточная концентрация сернистого ангидрида для лиственницы сибирской равна 0,25 мг/м³ , сосны обыкновенной - 0,40 мг/м³ , липы мелколистой - 0,60 мг/м³, ели обыкновенной и клена остролистного - по 0,70 мг/м³. Если концентрация вредных газов превышает предельно допустимые нормы, то клетки растений разрушаются и это приводит к угнетению роста и развития, а иногда и к гибели растений.

Ионизация воздуха растениями

Существуют аэроионы легкие, которые могут нести отрицательный или положительный заряды, и тяжелые - положительно заряженные. Наиболее благоприятное воздействие на окружающую среду оказывают легкие отрицательные ионы. Носителями положительно заряженных тяжелых ионов обычно являются ионизированные молекулы дыма, водяной пыли, паров, загрязняющих воздух. Следовательно, чистота воздуха в значительной мере определяется соотношением количества легких ионов, оздоравливающих атмосферу, и тяжелых ионов, загрязняющих воздух.

Существенной качественной особенностью кислорода, вырабатываемого зелеными насаждениями, является насыщенность его ионами, несущими отрицательный заряд, в чем и проявляется благотворное влияние растительности на состояние человеческого организма. Для более ясного представления о возможности растений обогащать воздух отрицательными легкими ионами можно привести следующие данные: число легких ионов в 1 см³воздуха над лесами составляет 2000-3000, в городском парке - 800, в промышленном районе - 200-400, в закрытом многолюдном помещении - 25-100.

На ионизацию воздуха влияет как степень озеленения, так и природный состав растений. Лучшими ионизаторами воздуха являются смешанные хвойно-лиственные насаждения. Сосновые насаждения только в зрелом возрасте оказывают благоприятное воздействие на его ионизацию, так как вследствие выделяемых молодыми сорняками паров скипидара концентрация легких ионов в атмосфере снижается. Летучие вещества цветущих растений так же способствуют повышению в воздухе концентрации легких ионов. По данным В.Н. Власюка (1976 год), ионизация лесного кислорода в 2-3 раза выше по сравнению с морским и в 5-10 раз - с кислородом атмосферы городов. Поэтому леса, образующие зеленый пояс вокруг городов, оказывают значительное благотворное воздействие на оздоровление городской среды, в частности обогащают воздушный бассейн легкими ионами. В наибольшей мере способствуют повышению концентрации легких ионов в воздухе акация белая, береза карельская, тополелистная и японская, дуб красный и черешчатый, ива белая и плакучая, клен серебристый и красный, лиственница сибирская, пихта сибирская, рябина обыкновенная, сирень обыкновенная, тополь черный.

Так же растения усваивают солнечную энергию и создают из минеральных веществ почвы и воды в процессе фотосинтеза углеводы и другие органические вещества.

Фитонциды растений

К санитарно-гигиеническим свойствам растений относится их способность выделять особые летучие органические соединения, называемые фитонцидами, которые убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Эти свойства приобретают особую ценность в условиях города, где воздух содержится в 10 раз больше болезнетворных растений, чем воздух полей и лесов. В чистых сосновых лесах и лесах с преобладанием сосны (до 60%) бактериальная загрязненность воздуха в 2 раза меньше, чем в березовых. Из древесно-кустарниковых пород, обладающих антибактериальными свойствами, положительно влияющими на состояние воздушной среды городов, следует назвать акацию белую, барбарис, березу бородавчатую, грушу, граб, дуб, ель, жасмин, жимолость, иву, калину, каштан, клен, лиственницу, липу, можжевельник, пихту, платан, сирень, сосну, тополь, черемуху, яблоню. Фитонцидной активностью обладают и травянистые растения - газонные травы, цветы и лианы.

На интенсивность выделения растениями фитонцидов влияют сезонность, стадии вегетации, почвенно-климатические условия, время суток.

Максимальную антибактериальную активность большинство растений проявляют в летний период. Поэтому некоторые из них можно использовать в качестве лечебного материала.

 

Роль зеленых насаждений в защите от шума

Недостаточное озеленение городских микрорайонов и  кварталов, нерациональная застройка, интенсивное развитие автотранспорта и другие факторы создают повышенный шумовой фон города.

Борьба с шумом в городах - острая гигиеническая проблема, обусловленная усиливающимися темпами урбанизации. Шум не только травмирует, но и угнетают психику, разрушает здоровье, снижая физические и умственные способности человека.

Исследования показали, что характер нарушений функций человеческого организма, вызываемый шумом, идентичен нарушениям при действии на него некоторых ядовитых препаратов.

Различные породы растений характеризуется разной способностью защиты от шума. По данным венгерских исследователей, хвойные породы (ель и сосна) по сравнению с лиственными (древесные и кустарниковые) лучше регулируют шумовой режим. По мере удаления от магистрали на 50 метров лиственные древесные насаждения (акация, тополь, дуб) снижают уровень звука на 4,2 дБ, лиственные кустарниковые - на 6 дБ, ель - на 7 дБ и сосна - на 9 дБ.

Исследования показали, что лиственные породы способны поглощать до 25 % звуковой энергии, а 74 % её отражать и рассеивать. Наилучшим в этом отношении являются из хвойных пород ель, пихта; из лиственных - липа, граб и другие.

Шумозащитная функция в определенной степени зависит от приемов озеленения. Однорядная посадка деревьев с живой изгородью из кустарника шириной в 10 метров снижает уровень шума на 3-4 дБ; такая же посадка, но двухрядная шириной 20-30 метров - на 6-8 дБ, 3-4-рядная посадка шириной 25-30 метров - на 8-10 дБ, бульвар шириной 70 метров с рядовой и групповой посадкой деревьев и кустарников - на 10-14 дБ; многорядная посадка или зеленый массив шириной 100 метров - на 12-15 дБ.

Высокий эффект защиты от шума достигается при размещении зеленых насаждений вблизи источников и шума и одновременно защищаемого объекта.

Полное и всестороннее использование зеленых насаждений приводит к оздоровлению городской среды.

Защитные свойства растений во многом зависят от тех экологических условий, в которых они находятся. В городских условиях оптимальными для роста и развития многих растений являются парки площадью 50-100 га и сады, несколько худшими - бульвары и скверы и неблагоприятными - асфальтированные улицы.

В составе парковых насаждений у растений наблюдаются более интенсивные процессы фотосинтеза и дыхание по сравнению с теми, которые произрастают на асфальтированных улицах и вблизи магистралей.

Система озелененных территорий общего пользования города включает парки, сады, скверы, бульвары, насаждения на улицах, при административных и общественных учреждениях.

Парк - это обширная территория (от 10 га), на которой существующие природные условия (насаждения, водоемы, рельеф) реконструированы с применением различных приемов ландшафтной архитектуры, зеленого строительства и инженерного благоустройства и представляющая собой самостоятельный архитектурно-организационный комплекс, где создана благоприятная в гигиеническом и эстетическом отношении среда для отдыха населения. Существует несколько типов парков.

Парк культуры и отдыха представляет собой зеленый массив, который по размерам, размещению в плане населенного пункта и природной характеристике обеспечивает наилучшие условия для отдыха населения и организации массовых культурно-просветительных, спортивных, политических и других мероприятий.

Зеленые насаждения в нем занимают не менее 70 - 80 % общей площади. Кроме того, на его территории прокладывают благоустроенные пешеходные дорожки с покрытием из щебня, кирпича, плит; водопровод, обеспечивающий поливку не менее 25 % общей площади парка; устраивают наружное освещение и сооружают строения и площадки, предусмотренные проектом.

ВЛИЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ НА ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

При повышении влажности воздуха уменьшается прозрачность атмосферы, а вследствие этого уменьшается и количество лучистой солнечной энергии, достигающей поверхности земли. Поэтому повышение влажности воздуха оказывает положительное влияние на теплоощущение человека. Правда при температуре воздуха 37°С и при ветре очень высокая относительная влажность (близкая к 100%) влияет на теплоощущение отрицательно. Но следует иметь в виду, что такие показатели температуры и влажности - явления исключительные. Испаряющая поверхность листьев деревьев и кустарников, стеблей трав и цветов в 20 раз и более превышает площадь почвы, занимаемой этой растительностью. Поэтому озелененные территории увеличивают влажность воздуха.

В. Г. Нестеров установил, что «а год 1 га леса испаряет в атмосферу 1 - 3,5 млн. кг влаги, что составляет от 20 до 70% атмосферных осадков».Н. М. Анастасьев и М. К. Харахинов приводят данные относительной влажности воздуха в различных точках (в %):

Первая серия наблюдений

Лес 45

Парк 44

Двор в городе 24

Вторая серия наблюдений:

Лес 50

Бульвар

Двор в городе -

Третья серия наблюдений

Лес 51

Сквер 34

Из этих данных видно, что относительная влажность воздуха значительно выше среди зеленых насаждений, чем на участках без насаждений. Разность в показателях влажности тем больше, чем крупнее зеленый массив.

С целью изучения состава атмосферного воздуха и его загрязнённости я провела следующую практическую работу.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Поглощение углекислого газа и выделение кислорода растениями при фотосинтезе

Опыт 1. Поглощение углекислого газа и выделение кислорода растениями при фотосинтезе

Цель: рассмотреть процессы поглощения углекислого газа растениями и выделения ими кислорода при фотосинтезе.

В литровую банку (лучше с притёртой пробкой) поместили 3–4 ветки комнатного растения герань (размером чуть меньше высоты банки) с большим количеством листьев. Банку с ветками заполнил водой, закрыл стеклом и опрокинул в кристаллизатор с водой. Стекло отвел в сторону, а в банку снизу подвел изогнутую стеклянную трубку.

Через трубку заполнил банку на 2/3 выдыхаемым воздухом и на 1/3 углекислым газом, полученным действием кислоты на мел. Когда из банки была вытеснена почти вся вода (для растений следует оставить слой воды 5–10 мм), вынул трубку, снова закрыл банку под водой стеклом, вынул из воды, перевернул и поставил на стол.

С помощью зажжённой лучинки убедился, что в банке углекислый газ.

Банку закрыл притёртой пробкой и поставил на свет. Был недостаток солнечного освещения. Поэтому вместо солнечного освещения использовал электрическое. Для этого поместил растение на расстоянии 30 см от лампы.

Через 4 дня проверил наличие углекислого газа в банке с помощью зажжённой лучинки. Зажжённая лучинка ярко горела. Следовательно в банке нет углекислого газа, а находится кислород. Значит, углекислый газ поглощается в процессе фотосинтеза.

Опыт 2. Выделение кислорода растениями при фотосинтезе

В стакан с водой поместили водное растение элодею. Поставили стакан с растением на яркий свет и собирали выделяемый кислород, как показано на фотографии, методом вытеснения воздуха, т. к. кислород малорастворим в воде.

Через 6 дней обнаружили кислород при помощи тлеющей лучинки. При внесении тлеющей лучинки в пробирку, она ярко загоралась, следовательно в пробирке находится кислород, который образовался в процессе фотосинтеза.

Вывод: на свету в растениях протекает процесс фотосинтеза, при котором они поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

В естественных условиях летом дерево средней величины за 24 часа выделяет столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек, а 1 га зеленых насаждений за 1 ч поглощает 8 л углекислого газа и выделяет в атмосферу количество кислорода, достаточное для поддержания жизнедеятельности 30 человек.

2. Проблемы пылевого загрязнения окружающей среды

Пыль - вид аэрозоля, дисперсная система, состоящая из мелких твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газовой среде. Отдельные частицы или их скопления, от ультрамикроскопических до видимых невооруженным глазом, могут иметь любую форму и состав. В большинстве случаев пыль образуется в результате диспергирования твердых тел и включает частицы разных размеров, преимущественно в пределах 0,00001-0,1 мм. Они могут нести электрический заряд или быть электронейтральными. Концентрацию пыли (запыленность) выражают числом частиц или их общей массой в единице объема газа (воздуха). Пыль неустойчива: ее частицы соединяются в процессе броуновского движения или при оседании (седиментации). Воздушное пространство всегда содержит частицы пыли, возникающей при выветривании горных пород, вулканического извержениях, пожарах, вследствие уноса в атмосферу и испарения капель морской воды, ветровой эрозии пахотных земель, производственной деятельности человека. В воздухе также находятся твердые частицы космического и биологического происхождения, например пыльца растений, споры, микроорганизмы. Пыль, как и другие виды аэрозолей, усиливает рассеяние и поглощение света атмосферой, влияет на ее тепловой режим. В промышленности часто специально прибегают к распылению, например при сжигании пылевидного топлива, воздушной сепарации порошков, в некоторых процессах химической технологии. Нежелательное образование пыли происходит при дроблении и сухом измельчении твердых пород, добыче полезных ископаемых (пыль рудничная), переработке и транспортировании сыпучих продуктов и материалов, сжигании зольного органического топлива. Постоянные источники повышенной запыленности - металлургия, химическое и текстильное производства, строительство и некоторые отрасли сельского хозяйства (например, полеводство), многие транспортные средства.

Наиболее важный источник пыли - почва. На втором месте - океаны, выбрасывающие в воздух маленькие кристаллы солей. Оценки общей массы этих пылинок соли колеблются от 300 миллионов до 10 миллиардов тонн в год. Разумеется, выбрасываются не сами кристаллики, а мельчайшие капельки воды, возникающие при волнении моря и при разрушении поднимающихся к поверхности пузырьков воздуха. Капельки высыхают, и воздух насыщается солями. Большая часть кристалликов поднимается высоко в воздух и служит ядрами для конденсации водяных паров. Если бы в воздухе не было пыли, не было бы и облаков. Третий по значению источник пыли - вулканы. Они дают самые крупные пылевые частицы. Знаменитое извержение вулкана Кракатау 26-28 августа 1883 года выбросило в атмосферу более 18 куб. км измельченных горных пород, причем часть этой массы залетела на высоту до 40-50 км. Через три месяца пыль из Индонезии, где находиться вулкан, долетела до Европы, и еще в течение трех лет дневной свет на всей земле был тусклее обычного, а закаты и рассветы более живописными, багровыми, благодаря рассеянию света на мелких частицах пыли.

Следующим этапом моей работы было обнаружение загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Снег – один из наиболее информативных и удобных индикаторов загрязнения воздушной среды. На его запыленность оказывают влияние природные факторы и особенно ветровой режим. Правильный отбор проб – залог успешного результата анализа. После появления устойчивого снежного покрова перевернутой литровой стеклянной банкой отбирал пробу по всей глубине снежной толщи. Пробу клал в полиэтиленовый пакет, а в помещении давала снегу растаять. Весь объем растаявшего снега фильтровал через предварительно взвешенный фильтр, который после высушивания также взвешивала. Разница в массе показала пылевое загрязнение снега.

Определение взвешенных частиц по снежному покрову.

      Талую воду, полученную из проб снега, тщательно перемешивают и пропускают через бумажный фильтр, доведённый в сушильном шкафу до постоянного веса. Отфильтровывается не менее одного литра воды. Фильтр с осевшими на нём взвешенными веществами высушили и затем взвешивали.

                                        M = n - l/v;

Где,

N- вес фильтра с пылевыми частицами;

l- вес чистого фильтра;

v-объём воды, пропущенный через фильтр в литрах;

M-количество пылевых частиц (в мл/г).

Результаты занесли в таблицу.

Район города	Масса фильтра до опыта	Масса фильтра после опыта	Масса загрязняющих веществ
Автовокзал	900	1110	210
Ул. Головко	900	1030	130
М-он Дубки	900	970	70
М-он Стрелка	900	966	66
М=он Горный	900	1020	120
М-он Александровка	900	1000	100

        Анализ органолептических показателей показывает, что снежный покров на территории города имеет слабый землистый запах, кроме территории автовокзала №2,

где повышенное содержание загрязнённых веществ в виде пыли, и выхлопных газов.

      Мутность изучаемых проб не соответствует нормативам, наличие мутности говорит о наличии в воде осадка взвешенных частиц, наиболее мутная вода была возле автовокзала, которая находится на пересечении улиц Пачева и Осетинская.        Данные о содержании сухого остатка было выше всего у здания автовокзала №2, при этом на улице Головко и в микрораойне Горный было тоже немалое содержание остатка, но остаток был в виде песка, на основе всего сказанного можно сделать заключение, что большинство органолептических характеристик не удовлетворяет нормы ГОСТа.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Практическая работа №1

Анализ пылевого загрязнения атмосферы

Наиболее простой способ изучения атмосферного загрязнения — определение количества пылевых частиц. Хорошо улавливается пыль липкой поверхностью, а если она будет прозрачной, то при подсчете пылевых частиц можно использовать микроскоп. С помощью математических методов можно вычислить количество пыли, осаждающееся на 1 м² в течение 1 часа.

Цель работы:

• проанализировать запыленность разных участков микрорайона;

• научиться методике определения запыленности приземных слоев атмосферы;

• научиться делать "ловушки", работать с микроскопом и лупой.

Оборудование: ловушки с липкой поверхностью, картонный прямоугольник (15x20 см) с круглым отверстием в центре (диаметр 4 см), заклеенным липкой лентой, и шнурком для крепления или предметные стекла, намазанные вазелином в центре (диаметр 2 см), лупы, микроскопы.

Ход работы

1. Описать место сбора данных, отметить время.

2. Укрепить "ловушку" на открытой местности на высоте 1,5 м от земли.

3. С помощью микроскопа или лупы подсчитать количество пылевых частиц на каждой "ловушке" (для быстроты подсчета разделить липкий участок на четыре части, подсчитать в одной и умножить на четыре).

4. Вычислить средний показатель по группе (сложить все пылевые частицы и разделить эту сумму на количество членов группы).

Практическая часть :

В нашей проектной работе мы рассмотрели пылевое загрязнение атмосферы.

Для анализа пылевого загрязнения различных участков г. Нальчика, нами была выполнена практическая работа, которая состояла из нескольких этапов:

1. 
   Изготовление ловушек (картонных прямоугольников (15х20см) с круглым отверстием в центре (диаметр 4 см), заклеенный липкой лентой, и шнурком для крепления.

2. 
   Установили «ловушки» на открытой местности на высоте 1,5 м от земли.

3. 
   Собрали материал и рассмотрели пылевые частицы с помощью микроскопа и лупы

4. 
   Анализ выполненной работы .

Для сбора необходимого материала нам было предложено несколько участков - это оживленный перекресток, подоконник, игровая площадка, сквер у школы и парк.

Отчетное задание.

1. Заполнить таблицу.

Участок городского ландшафта	Количество пылевых частиц
Оживленный перекресток	98
Игровая площадка	63
Подоконник	42
Сквер у школы	32
В глубине парка	14

2. Сравнить участки по степени загрязненности пылевыми частицами и определить места с наибольшей и наименьшей загрязненностью.

3. Предложить способы зашиты от пылевого загрязнения и меры по его устранению.

Проба снега берется с 1 квадратного метра (до самого грунта). Снег раскладывается в пронумерованные пакеты. Хранить пакеты можно за окном, на балконе, в холодильнике. Содержимое пакетов растопили, довели до комнатной температуры. Проверили загрязнение снега на водородный показатель (рН). Для определения рН можно мы использовали индикаторную бумажку, смочив ее водой и сравнив ее цвет со шкалой цветности.

Кислотность измерял с помощью универсальной индикаторной бумаги по значению водородного показателя pH. Значение pH для чистых атмосферных осадков должно быть равно 7. Водородный показатель нашей пробы снега составляет pH=6. Это говорит о том, что среда слабокислая, за счет растворения углекислого газа, сернистого газа транспортных выбросов.

Затем учениками 11 класса был проведен социологический опрос местных жителей домов ул. Ленина, окна которых выходят на дорогу.

Содержание опросного листа:

1) Пол, возраст, образование, время проживания в доме.
2) Как Вы оцениваете состояние своего здоровья? Каковы наиболее частые заболевания?
3) Сколько респираторных заболеваний Вы перенесли в прошедшем году?
4) Связываете ли Вы проблему здоровья с состоянием окружающего воздуха?
5) Как по Вашему мнению можно улучшить состояние воздуха?

Опрос местных жителей показал, что наиболее часто встречающимися заболеваниями являются сердечно–сосудистые и заболевания дыхательных путей. Большинство опрошенных связывают проблемы своего здоровья с состоянием окружающего воздуха, который загрязняется выхлопными газами автотранспорта. Особенно, большое количество вредных веществ поступает в атмосферу во время частых заторов, т.к. водители не выключают двигатели в зимнее время, простаивая у железнодорожного переезда. Местные жители считают, что улучшить ситуацию можно следующими мероприятиями:

1) Посадка большого количества деревьев вдоль автотранспорта
2) Улучшение сан. очистки района
3) Соблюдение санитарных норм при размещении промышленных предприятий и городской свалки.
4) Постройка мусороперерабатывающего завода

Степень запыленности воздуха увеличивается по мере удаления от лесных массивов. В лесу загрязнение в 5,5 раз меньше, чем вблизи дорог.

Таким образом, чистота воздуха пропорциональна степени озеленения. При озеленении нужно учитывать устойчивость древесных пород и их экологическую пользу. Так тополь устойчив к загрязнению, по количеству поглощаемого СО2 превосходит ель в 7 раз, а по увлажнению воздуха в 10 раз, лучше всех деревьев он поглощает шум. Необходимо сажать мужские или пирамидальные тополя.

3. В большинстве городов мира воздух загрязнён. То, чем он засорён, на ладони не ощутить, глазом не увидеть, но ежегодно на головы жителей городов падает до 100 кг загрязняющих веществ. Загрязнители могут быть естественного (природного) или искусственного происхождения. Естественные загрязнители — космические частицы, вулканический пепел и др., искусственные — отходы производственной деятельности, выбросы транспорта. Основные источники загрязнения — автотранспорт (40–70%), отопление (20%), промышленность (14%), сжигание мусора (5%).

Все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный транспорт. Сегодня в мире примерно 600 млн штук автомобилей. В среднем каждый из них выбрасывает в сутки 3,5 – 4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу. При использовании этилированного (с добавками свинца Pb), бензина этот высокотоксичный элемент попадает в выхлопы. “Вклад” автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы составляет сегодня не менее 30%.

Мы проводили расчеты по главным улицам Нальчика – проспекту Ленина, Шогенцукова, Кабардинской, Мальбахова, Идарова, Кирова и Чернышевского - и сопоставили их с данными санэпидемстанции, полученными путем измерения шумового фона, – результаты совпали. Было зафиксировано превышение предельно допустимой нормы, зарегистрированной в ГОСТе «Шум. Общие требования безопасности» 1983 года: на названных улицах уровень шума колебался от 73 до 79 децибел, в то время как норма – 55 децибел. Главная причина шумового загрязнения – транспорт.

Состав выхлопных газов M_ni,k:

M_ni,k: (г/мин) – удельный выброс i-гo ЗВ автомобилями, k-й группы,

находящихся в "очереди" у запрещающего сигнала светофора;

Проводил анкетирование владельцев автомобилей. Полученные данные обобщила.

Я собираю информацию о влиянии автомобильного транспорта на окружающую среду нашего города. Буду вам благодарен, если вы ответите на несколько вопросов, связанных с этой проблемой.

1. Какой критерий был для вас основным при покупке автомобиля?

A. Престижность марки
Б. Экономичность в эксплуатации
B. Потребности семьи
Г. Минимальная цена автомобиля

2. Пользуетесь ли вы общественным транспортом?

А. Да
Б. Нет
В. В исключительных случаях

3. Водите ли вы машину с умеренной скоростью?

А. Да
Б. Нет
В. Не всегда

4. “Гоняете” ли вы двигатель в холостом режиме?

А. Да
Б. Нет
В. Иногда

5. Регулярно ли вы проводите профилактику, держите в исправности воздушные и масляные фильтры?

А. Да
Б. Нет
В. Не всегда

6. Моете ли вы в летнее время машину в реке или в пруду?

А. Да, часто
Б. Нет
В. Никогда

7. Какая из причин, заставляющих вас следить за уровнем СО в автомобильных выхлопах, является для вас наиболее веской?

А. Вероятность быть оштрафованным ГАИ
Б. Ответственность за состояние воздуха в нашем городе
В. Иные причины

8. Известно ли вам, что автомобильный транспорт – основной источник загрязнения воздуха в городе?

А. Да
Б. Нет
В. Для меня этот факт не имеет значения

9. Приходилось ли вам испытывать недомогание из–за высокого уровня загазованности воздуха в городе (головная боль, резь в глазах, кашель и т. п.)

А. Часто
Б. Очень редко
В. Никогда
Г. Затрудняюсь ответить

Анкетирование владельцев автомобилей показало, что основным критерием при покупке автомобиля являются потребности семьи, в редких случаях автомобилисты пользуются общественным транспортом, любят проехаться “с ветерком”, “гоняют” двигатель в холостом режиме, регулярно проводят профилактику, следят за уровнем СО в автомобильных выхлопах, т.к. боятся быть оштрафованными в ГАИ. Знают, что автотранспорт – основной источник загрязнения воздуха. Большинство водителей никогда бы не поменяли бы свой автомобиль на более экологичный.

Мы исследовали выхлопные газы разных автомобилей и вот эти результаты:

Выброс автотранспортом вредных веществ (гр/км)

Тип автомашины	Сажа	Угарный газ	Углеводороды	Оксид азота
Легковой 1	0,05	2	2	3
Грузовой 1	0,15	70	8	7
Автобус 1	18	8	3	6

Чем больше машин выходит на улицы, тем труднее горожанам мирно сосуществовать с их стальным гудящим и гадящим потоком. В выхлопах двигателей внутреннего сгорания содержатся окись углерода, окись азота, углеводороды, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен, тяжелые металлы. Окись углерода попадая в кровь, так действует на красные кровяные шарики- эритроциты, что они теряют способность транспортировать кислород. В результате наступает кислородное голодание, что прежде всего сказывается на центральной нервной системе. Лидером газовых выбросов от автотранспорта являются оксиды углерода. Наш организм очень чувствителен к содержанию углекислого газа в воздухе. При повышении его концентрации до 1-1,5 % наблюдается ухудшение самочувствия, а при концентрации 10-12 % может наступить смерть. Особую опасность для организма представляет угарный газ. Это продукт неполного сгорания органических веществ, побочный продукт при переработке нефти, газа, угля, компонент взрывных , выхлопных газов, табачного дыма. Он активней , чем кислород , соединяется с гемоглобином, при этом образуется очень стойкое соединение – карбоксигемоглобин.

Гемоглобин + угарный газ = карбоксигемоглобин.

Когда мы вдыхаем окислы азота, они в дыхательных путях соединяются с водой и образуют азотную и азотистую кислоту. В результате возникают не только раздражения слизистых, но и весьма тяжёлые заболевания. Считается, что окислы азота в 10 раз опаснее для организма, чем окись углерода.

4.Помимо выхлопных газов нашу атмосферу загрязняют соединениями тяжелых металлов.

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмеримо обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями. Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека. 

Термин «тяжелые металлы» отождествляется с представлением о высокой токсичности.     
    Тяжелые металлы - группа химических элементов со свойствами металлов со значительным атомным весом либо плотностью. Многие тяжелые металлы, такие как железо, медь, цинк, молибден, участвуют в биологических процессах и в определенных количествах являются необходимыми для функционирования растений, животных и человека микроэлементами. С другой стороны, тяжелые металлы и их соединения могут оказывать вредное воздействие на организм человека, животных и способны накапливаться в тканях, вызывая ряд заболеваний.
      Наибольшее токсикологическое значение имеют соли ртути, свинца и кадмия и их соединения. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистительные мероприятия, содержание соединений тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Они также поступают в окружающую среду с бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий. Многие металлы образуют стойкие органические соединения, хорошая растворимость этих комплексов способствует миграции тяжелых металлов в природных водах. К тяжелым металлам относят более 40 химических элементов, но при учете токсичности, стойкости, способности накапливаться во внешней среде и масштабов распространения токсичных соединений, контроля требуют значительно меньшее число элементов.
Помимо сточных вод, большие массы соединений тяжелых метал-лов поступают в океан через атмосферу и с захоронением разнообразных отходов в Мировом океане. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.
      Ртуть - переносится в океан с материковым стоком (прежде всего -из стока промышленных вод) и через атмосферу. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. тонн ртути. До трети от этого количества образуется при выветривании пород, содержащих ртуть (киноварь). Ртуть антропогенного происхождения попадает в атмосферу в первую очередь при сжигании угля на электростанциях. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. тонн) попадает в океан. Некоторые бактерии переводят токсичные хлориды ртути  в еще более токсичное соединение метилртуть.
Соединения ртути накапливается многими морскими и пресноводными организмами в концентрациях, во много раз превышающих содержание ее в воде. Употребление в пищу рыбы и морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению населения. Соединения ртути высокотоксичны для человека.
       Свинец - рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Помимо того, свинец поступает в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека, в том числе с выхлопными газами. Через атмосферу океан получает 20-30 тысяч тонн свинца в год с континентальной пылью. Бензин как основной источник тетраэтилсвинца проходит контроль на предельно-допустимые его концентрации.
тяжелых металлов.

2.1. Основные загрязняющие вещества.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония.

Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 % от общемирового выброса.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км . о т таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д) Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. предельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Поступление тяжелых металлов в окружающую среду имеет как естественное, так и техногенное происхождение. Техногенная доля меди и цинка в атмосфере составляет примерно 75%, кадмия и ртути – 50% , никеля – 30%, кобальта – 10%. Наиболее высокая эмиссия в атмосферу характерна для свинца. По различным оценкам она составляет от 50 до 80%. Главными антропогенными источниками поступления тяжелых металлов в объекты биосферы являются предприятия по добыче и производству цветных металлов и сплавов, нефтепереработка, автомобильный транспорт и химическая промышленность. Но в нашей республике нет предприятий по переработке нефти. Ниже приведены сведения о негативном воздействии соединений некоторых тяжелых металлов на организм человека. 

Медь содержится в организме в основном в виде комплексных органических соединений и играет важную роль в процессах кроветворения. Во вредном действии избытка меди в организме предполагают реакцию её с SH-группами ферментов. С колебаниями содержания меди в сыворотке и коже связывают появление депигментации кожи. Соединения меди, вступая в реакцию с белками тканей, оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.

Свинец является ядом, действующим на все живое и вызывающим изменения особенно в нервной системе, крови и сосудах. Он активно влияет на синтез белка, является энергетическим балансом клетки и ее генетическим аппаратом. Многие факты говорят в пользу денатурационного механизма действия. Он подавляет ферментативные процессы превращения порфиринов и инкорпорацию железа в протопорфирин с образованием гемма. Дети более чувствительны к свинцу.

«Содержание в воздухе селитебных территорий различных веществ контролируется Управлением Роспотребнадзора по КБР. В течение 2010 года исследовано 2006 проб воздуха, отобранных в гг. Нальчике, Баксане, Прохладном, Тырныаузе, Майском, Чегеме, Нарткале и поселениях Зольского района, из них с превышением предельно-допустимой концентрации (ПДК) - 76 (3,8%).

Таблица № 1

Доля проб атмосферного воздуха

с превышением гигиенических нормативов ПДК (%)

Районы	По маршрутным и подфакельным измерениям в зонах влияния промышленных предприятий					На автомагистралях в зоне жилой застройки
	2006г.	2007г.	2008г.	2009г.	2010г.	2006г.	2007г.	2008г.	2009г.	2010г.
Всего по КБР	1,05	5,5	2,55	3,5	3.8	1,01	0	2,9	3,4	2.8
г.о. Нальчик	6,5	18,1	2,8	13,7	11.7	1,2	0	4,6	5,9	6.0

На автомагистралях в зоне жилой застройки отобрано 1010 проб (в 2009 году – 1374), превышение уровня ПДК неорганической пыли в 29 пробах или 2,8 % (в 2009году – 3,4 %), что связано с ростом количества автотранспорта».(Федеральный портал PROTOWN.RU)

«Количество выбросов различных веществ по г. Нальчику на 2010 г., тонн

Количество выбросов различных веществ	Легковые с бензиновым	Грузовые с бензиновым	Грузовые с дизельным	ВСЕГО грузовыми	Автобусы с бенз.	Автобусы с диз.	Всего автобусами	ВСЕГО
Количество выбросов диоксида серы, тонн	65,837484	29,532475	189,2919	218,82438	9,85635	59,3082	69,16455	353,826409
Количество выбросов окислов азота, тонн	2118,096	989,737	1781,101	2770,838	328,545	588,375	916,92	5805,854
Количество выбросов летучих органических веществ (ЛОС),	1765,08	702,394	212,4542	914,8482	183,0465	65,898	248,9445	2928,8727
Количество выбросов оксида углерода, тонн	7889,9076	7550,7355	495,194	8045,9295	2093,301	192,987	2286,288	18222,1251
Количество выбросов твердых частиц сажи, тонн	0	0	83,0648	83,0648	0	27,8759	27,8759	110,9407

Суммарные выбросы загрязняющих веществ (от стационарных источников и автотранспорта) на территории Кабардино-Балкарской республики составили 77,322 тыс.т/год., в том числе: твердых веществ 1,144 тыс.т., диоксида серы 0,893 тыс.т., оксида углерода 50,364 тыс.т., оксидов азота 15,983 тыс.т., летучих органических веществ (ЛОС) 8,733тыс.т.» (Федеральный портал PROTOWN.RU)

Наибольшие выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в городах: Нальчик, Прохладный, Нарткала, Баксан, Майский.

Основной вклад в суммарные выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников вносили следующие предприятия: по производству и распределению электроэнергии, газа и воды (ОАО «Теплоэнергетическая компания» - 26%, ОАО «Прохладный теплоэнерго» - 6%), добыче известняка, гипсового камня и мела (ООО «Каббалкгипс» - 12%), производству этилового спирта из сброженных материалов (ООО «Моя столица» - 5%), производству прочих цветных металлов (ОАО «Гидрометаллург» - 4%) Таблица № 20.

Таблица № 20

Предприятия – основные загрязнители атмосферы

№	Наименование предприятия	Суммарный выброс загрязняющих веществ, тонн	Город	Код предприятия по ОКПО	Наименование продукции
1	2	3	4	5	6
1	ОАО "Теплоэнергетическая компания"*	810,7	Нальчик	70553924	Передача пара и горячей воды (тепловой энергии)
2	ООО "Каббалкгипс"	362,8	Тырныауз	52517764	Добыча известняка, гипсового камня и мела
3	ОАО "Прохладный теплоэнерго"*	177,9	Прохладный	70554326	Производство пара и горячей воды (тепловой энергии) котельными
4	ООО «Пищекомбинат »Докшукино»*	82,0	Нарткала	70560522	Производство пищевых продуктов, включая напитки
5	ОАО "Эльбрустеплоэнерго"*	174,9	Тырныауз	7055326	Производство пара и горячей воды (тепловой энергии) котельными
6	ООО "Моя столица"	141,8	Прохладный	43598278	Производство этилового спирта из сброженных материалов
7	ООО «Росспирт»	78,9	Нарткала	70560522	Производство пищевых продуктов, включая напитки
8	ОАО «Кирпично-черепичный завод»	79,1	Прохладный	05307996	Производство строительных материалов
9	ООО Завод «ЖБИ №4»	99,4	Нальчик	74908073	Производство строительных материалов
10	ОАО Гидрометаллург	119, 87	Нальчик	5783515	Производство никеля и кобальта

Примечание: * - обозначены предприятия, которыми сведения о выбросах не представлены. » (Федеральный портал PROTOWN.RU)

На предприятиях республики было уловлено 1,4 тыс. т загрязняющих веществ, из них утилизировано 0,7тыс.т.

Высокая степень улавливания загрязняющих веществ от 51% до 95% на предприятиях: производства крахмала и крахмалопродуктов, производства сахаров и сахарных сиропов, производства мяса, производства электроэнергии гидроэлектростанциями, производства общестроительных работ по строительству сооружений для горнодобывающей и обрабатывающей промышленности и добыча известняка, гипсового камня и мела, производства инструментов, производства электро- и радиоэлементов, электровакуумных приборов, хранения и складирования зерна, производства мебели, производства частей и принадлежностей автомобилей и их двигателей, металлургического производства, производство прочих цветных металлов, декоративное садоводство и производство продукции питомников, производство общестроительных работ по строительству автомобильных дорог, железных дорог, производство изделий из бетона для использования в строительстве.

Самая низкая от 5 до 22% на предприятиях: производство деревообрабатывающего оборудования, деятельность воздушного пассажирского транспорта, производство обуви, производство этилового спирта из сброженных материалов.

От предприятий по производству и распределению электроэнергии, газа и воды, разведения крупного рогатого скота, разведения сельскохозяйственной птицы, производства сидра и прочих плодово-ягодных вин, воспроизводства рыбы и водных биоресурсов, производства общестроительных работ по возведению зданий, производство пива, производство обуви, производства машин и оборудования для добычи полезных ископаемых и строительства, оптовая торговля прочим жидким и газообразным топливом, оптовой торговли моторным топливом, включая авиационный бензин, производства дистиллированных алкогольных напитков, деятельности магистрального железнодорожного транспорта, производства кирпича, черепицы и прочих строительных изделий из обожженной глины, выращивания винограда, производства хлеба и мучных кондитерских изделий недлительного хранения, полиграфической деятельности, не включенной в другие группировки, транспортирования по трубопроводам газа, выбросы загрязняющих веществ поступили в атмосферный воздух без очистки.

Опыт . Денатурация белка солями тяжелых металлов

К 2–3 мл раствора белка прилить раствор ацетата свинца Pb(CH3COO)2, содержимое пробирки перемешать. Описать наблюдаемые явления. Сделать вывод о влиянии соли свинца на устойчивость коллоидного раствора белка. Как исходя из проведенного опыта, можно объяснить тот факт, что соли тяжелых металлов являются ядами для живых организмов.

Опыт . Осаждение белков солями тяжелых металлов. В две пробирки наливают по 1–2 мл белка и осторожно по каплям при встряхивании в одну пробирку добавляют 5%-ный раствор сульфата меди, в другую – 5%-ный раствор ацетата свинца. С солью меди выпадает осадок белка голубого цвета, а с солью свинца – белого цвета. При избытке реактива осадок снова растворяется.

Соли тяжелых металлов (Нg, Аg, Сu, Рb и др.) вызывают необратимое осаждение белков, образуя с ними нерастворимые в воде соединения. Некоторые такие осадки (например, с солями меди, свинца, цинка) растворяются в избытке осадителя вследствие адсорбции ионов поверхности белковых частиц, которые приобретают заряд и вновь растворяются.

Ионы тяжелых металлов образуют при взаимодействии с белками нерастворимые соли. Именно на этом явлении основано использование яичного белка как противоядия при отравлении солями тяжелых металлов. В желудочно- кишечном тракте они под действием яичного белка превращаются в нерастворимые соединения и выводятся наружу, не успев причинить вреда (вызвать денатурацию) белкам, из которых построен организм человека.

5. Способ дожигания и обеспыливания отходящих газов электродуговых сталеплавильных печей (патент РФ № 2451092)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электросталеплавильному производству. Способ включает транспортирование отходящих газов через отводящий охлаждаемый газоход, очистку отходящих газов от пыли в рукавных фильтрах, создание разрежения для прососа газов с помощью дымососа. Навстречу потоку отходящих газов в отводящем охлаждаемом газоходе через сопло подают противоточную струю кислорода. При этом через второе сопло в указанный газоход подают спутную с потоком отходящих газов струю кислорода с тем же расходом, что и через первое сопло. Суммарный расход кислорода через оба сопла составляет 50% от объемного расхода оксида углерода, содержащегося в отходящих газах в газоходе. На оба потока кислорода накладывают акустическое поле от акустического газового излучателя с частотой 100-4000 Гц. При этом давление кислорода перед соплами составляет 1,2-0,5 МПа. Использование изобретения обеспечивает снижение эмиссии вредных выбросов, снижает нагрузку на фильтрующие устройства, обеспечивает снижение мощности дымососов и капитальных затрат. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электросталеплавильному производству.

Известны способы дожигания отходящих газов электродуговых сталеплавильных печей (ЭДП).

В наиболее распространенных способах [1, 2] это осуществляется путем подсасывания атмосферного воздуха в зазор между отводящим газоходом печи и стационарным газоходом. Однако при этом резко увеличивается количество отходящих газов, что увеличивает необходимые затраты на транспортировку и удаление большого количества дымовых газов.

Недостатком обоих отмеченных способов является также образование оксидов азота в зонах дожигания из-за наличия азота в аспирационном воздухе. Кроме того, оба способа не обеспечивают снижения количества пыли в отходящих газах.

Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение дожигания отходящих газов ЭДП при одновременном снижении содержания в отходящих газах плавильной пыли, оксидов азота, диоксинов и фуранов, а также снижение мощности дымососов.

Данная задача решается таким образом, что способ дожигания и обеспыливания отходящих газов электродуговых сталеплавильных печей включает транспортирование отходящих газов через отводящий водоохлаждаемый газоход, очистку отходящих газов от пыли в пылевых рукавных фильтрах, создание разрежения для прососа газов с помощью дымососа, отличается тем, что в отводящем водоохлаждаемом газоходе навстречу потоку отходящих газов через сопло подают противоточную струю кислорода, одновременно через второе сопло в указанный газоход подают спутную с потоком отходящих газов также струю кислорода с тем же расходом, что и через первое сопло, при этом суммарный расход кислорода через оба сопла составляет 50% от объемного расхода оксида углерода, содержащегося в отходящих газах в отводящем газоходе электродуговой печи, а на оба потока кислорода накладывают акустическое поле от акустического газового излучателя с частотой 100-4000 Гц.

Способ отличается также тем, что расход кислорода через сопла по ходу плавки устанавливают программным регулятором с коррекцией по концентрации оксида углерода в газоходе после пылевых рукавных фильтров. При этом давление кислорода перед соплами составляет 1,2-0,5 МПа, а истечение кислорода из сопел осуществляют в звуковом или сверхзвуковом режимах.

Таким образом, в предлагаемом способе дожигание содержащегося в отходящих газах электродуговой печи оксида углерода осуществляется не атмосферным воздухом, подсасываемым через зазор в отводящем тракте, а кислородом, что обеспечивает полное дожигание оксида углерода при одновременном отсутствии образования оксидов азота - токсичного газа. В соответствии с реакцией, определяющей объемные доли составляющих газов,

для дожигания одного моля СО требуется половина моля O₂. Таким образом, общий объемный расход подаваемого кислорода для дожигания составляет в данном способе по объему 50% от расхода содержащегося в отходящих газах оксида углерода, т.е.

где V_CO - расход оксида углерода в отходящих газах ЭДП.

В свою очередь расход СО равен

где СО - концентрация СО в отходящих газах; V_o.г. - расход отходящих газов.

Направление в данном способе одной струи кислорода против потока отходящих газов, с одной стороны, обеспечивает хорошее перемешивание кислорода с отходящими газами и осаждение пыли в рабочем пространстве ЭДП, но, с другой, приводит к повышению противодавления по тракту отходящих газов. Поэтому в данном способе предусмотрена подача второй эжектирующей струи кислорода спутно с потоком отходящих газов. Расходы кислорода в противоточной и спутной и струях равны между собой, т.е.

Эжектирующее действие спутной струи компенсирует противодавление противоточной струи и обеспечивает нормальную эвакуацию отходящих газов по отводящему газоходу при использовании разрежения для прососа отходящих газов с помощью дымососа без увеличения мощности дымососа.

В данном способе не потребуется подсос атмосферного воздуха для дожигания, поэтому зазор между трактом для подачи атмосферного воздуха в газоходе перекрывается. Это приводит к резкому снижению количества отходящих газов, уменьшению нагрузки на пылевые рукавные фильтры и снижению необходимой мощности дымососа.

Использование в данном способе давления кислорода в диапазоне 1,2-0,5 МПа и истечение струй кислорода в звуковом или сверхзвуковом режимах (со скоростью 330 м/с и выше) обеспечивает известный турбулизирующий эффект [3, с.384] и способствует интенсивному осаждению пыли в рабочем пространстве ЭДП без ее выноса в отводящий тракт. Дополнительное наложение акустического поля на струи кислорода с использованием струйных акустических излучателей (в которых рабочим телом является тот же кислород) при частоте акустических колебаний 100-4000 Гц обеспечивает интенсификацию пылеосаждения и снижение выноса пыли из ЭДП [4]. Осаждение плавильной пыли в рабочем пространстве ЭДП с учетом содержания в этой пыли ценных легирующих элементов (Cr, V, Ti и др.) обеспечивает улучшение качества выплавляемой стали и снижает требуемый расход легирующих элементов в шихте ЭДП.

Необходимое снижение температуры отходящих газов перед пылевыми рукавными фильтрами обеспечивается охлаждением в охлаждаемом газоходе и подачей охлаждающей воды в газоход.

Подача кислорода обеспечивает также дожигание в отводящем патрубке ЭДП выделяющихся при использовании замасленного лома углеводородов, что предотвращает образование и эмиссию фуранов и диоксинов.

Как следует из формул (2)-(4), требуемый расход кислорода для подачи в отводящий газоход определяется расходами оксида углерода, содержащегося в отходящих газах. Эти расходы по ходу плавки в ЭДП предварительно определяются с использованием материальных балансов плавки и вводятся в виде базы данных в программный регулятор. Последний, воздействуя на задатчик регулятора-стабилизатора расхода кислорода, устанавливает во времени требуемые расходы кислорода по ходу плавки. Однако для уточнения требуемого расхода и его корректировки используется датчик содержания оксида углерода в отходящих газах (установленный после пылевых фильтров) и корректирующий регулятор, который в зависимости от превышения концентрации оксида углерода над некоторой допустимой заданной величиной (согласованной с экологическими нормами, например, 0,1% CO) увеличивает расход кислорода. При снижении концентрации оксида углерода ниже установленного уровня расход кислорода, наоборот, снижается.

Данный способ реализуется с помощью устройства, представленного на рис.1. Оно включает рабочее пространство ЭДП 1, охлаждаемый газоход 2, подачу охлаждающей воды 3, пылеулавливающую аппаратуру (например, пылевые рукавные фильтры) 4, отвод газов к дымососу 5, фурму для подачи кислорода 6, струйный акустический излучатель 7, сопло противоточной струи 8, сопло спутной струи 9, датчик расхода кислорода 10, регулятор расхода кислорода 11, исполнительный механизм 12, регулирующий орган 13, программный регулятор 14, корректирующий регулятор 15, датчик концентрации оксида углерода 16.

Устройство работает следующим образом. Из рабочего пространства ЭДП 1 в отводящий охлаждаемый газоход 2 поступают отходящие газы, содержащие оксид углерода, углеводороды и пылевые частицы. Навстречу потоку отходящих газов через фурму 6 и сопло 8 подается противоточная струя кислорода. Одновременно через фурму 6 и сопло 9 подается спутная струя кислорода с тем же расходом, что и через сопло 8. Предварительно подаваемый кислород проходит через струйный акустический излучатель 7, обеспечивающий наложение акустического поля с частотой 100-4000 Гц на струи кислорода.

Для снижения температуры отходящих газов перед пылевыми рукавными фильтрами 4 через форсунки 3 подаются охлаждающие струи воды.

Расход кислорода определяется с использованием датчика расхода 10, стабилизируется регулятором расхода кислорода 11, исполнительным механизмом 12 и регулирующим органом 13. Программный регулятор 14 устанавливает требуемый расход кислорода по ходу плавки, полученный предварительным расчетом. Датчик 16 измеряет концентрацию оксида углерода в газоходе после пылевых рукавных фильтров, а корректирующий регулятор 15 корректирует требуемый расход кислорода по ходу плавки при обнаружении превышения концентрации оксида углерода в отходящих газах сверх установленного минимального значения.

Фильтрационные пылеуловители. В этих устройствах газовый поток проходит через пористый материал различной плотности и толщины, в котором задерживается основная часть пыли. Фильтрационные устройства в зависимости от фильтрующих материалов разделяют на 4 группы:

1) с гибкими пористыми перегородками из природных, синтетических и минеральных волокон, из тканевых, нетканевых волокнистых материалов (войлока, картона, губчатой резины, пенополиуретана, металлотканей). В последние годы натуральные ткани (шерсть, хлопок) заменяют на синтетические, химически, термически, механически стойкие к воздействию микроорганизмов, с меньшей влагоемкостью (ровил из поливинилхлорида, крилор из полиакрил-нитрила, тергаль из полиэфирной смолы), а также используют стекловолокно, обработанное силиконом, которое выдерживает температуру 300 °С;

2) с полужесткими перегородками (из стружки, сеток);

3) с жесткими перегородками (из керамики, пластмасс, прессованного порошка, металла);

4) с зернистыми слоями (из кокса, гравия, кварцевого песка).

Фильтрующий эффект пористого материала состоит в улавливании частиц, диаметр которых превышает размер отверстий (пор) материала. При этом более крупные частицы пыли располагаются поперек этих отверстий, образуя сплошной слой пыли, который задерживает тонкую пыль. Чем меньше диаметр пор, тем эффективнее улавливание аэрозолей. Частицы, достигая поверхности материала, оседают под действием сил Ван-Дер-Ваальса, электростатического притяжения. На практике широко используют рукавные фильтры. Рукавный фильтр запатентован в 1886 г. Бетом. Поэтому его еще называют бета-фильтром .

6.  Оценка загрязненности атмосферы по состоянию

хвои сосны обыкновенной

1.2.Биологические и экологические характеристики сосны обыкновенной

Рис. 2. Сосна обыкновенная

Сосна обыкновенная (лат. Pinus sylvestris) — растение, широко распространённый вид рода Сосна семейства Сосновые. В естественных условиях растёт в Европе и Азии [9].

  

                                   Научная классификация

Царство:	Растения
Отдел:	Хвойные
Класс:	Хвойные
Порядок:	Сосновые
Семейство:	Сосновые
Род:	Сосна
Вид:	Сосна обыкновенная

        Дерево высотой 25—40 м и диаметром ствола 0,5—1,2 м. Ствол прямой (изогнутый лишь если побег повреждён, часто побеговьюном зимующим (Rhyacionia buoliana)). Крона высоко поднятая, конусовидная, а затем округлая, широкая, с горизонтально расположенными в мутовках ветвями. Кора в нижней части ствола толстая, чешуйчатая, серо-коричневая, с глубокими трещинами. Чешуйки коры образуют пластины неправильной формы. В верхней части ствола и на ветвях кора тонкая, в виде хлопьев (шелушится), оранжево-красная. Разветвление одномутовчатое. Побеги вначале зелёные, затем к концу первого лета становятся серо-светло-коричневыми. Почки яйцевидно-конусообразные, оранжево-коричневые, покрыты белой смолой чаще тонким, реже более толстым слоем.

Хвоинки расположены по два в пучке, (2,5-) 4—6 (-9) см длиной, 1,5—2 мм толщиной, серо- либо сизовато-зелёные, как правило, слегка изогнутые, края мелкозубчатые, живут 2—6 (-9) лет (в Средней России 2—3 года). Верхняя сторона хвоинок выпуклая, нижняя желобчатая, плотная, с хорошо заметными голубовато-белыми устьичными линиями. У молодых деревьев хвоинки длиннее (5—9 см), у старых короче (2,5—5). Влагалище листа плёнчатое, серое, 5—8 мм, с возрастом медленно разъедается до 3—4 мм. Мужские шишки 8—12 мм, жёлтые или розовые. Женские шишки (2,5-) 3—6 (-7,5) см длиной, конусообразные, симметричные или почти симметричные, одиночные или по 2—3 шт., при созревании матовые от серо-светло-коричневого до серо-зелёного; созревают в ноябре—декабре, спустя 20 месяцев после опыления; открываются с февраля по апрель и вскоре опадают. Чешуйки шишек почти ромбические, плоские или слабовыпуклые с небольшим пупком, редко крючковатые, с заострённой верхушкой. Семена чёрные, 4—5 мм, с 12—20 мм перепончатым крылом.  

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В лесных экосистемах, расположенных в зоне загрязненности атмосферы меняется состояние хвои, появляются повреждения и снижается продолжительность ее жизни.

На рис.1 показаны различные варианты состояния хвои сосны.

Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны состоит в следующем. С нескольких боковых побегов в средней части кроны 5–10 деревьев сосны (в молодых 15-20-летних древостоях) отбирают 200-300 пар хвоинок второго и третьего года жизни.

Анализ хвои проводят в лаборатории. Вся хвоя делится на три части (неповрежденная хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания), и подсчитывается количество хвоинок в каждой группе. Данные заносятся в рабочую таблицу 1. с указанием даты отбора проб на каждом ключевом участке.

1 2 3 4 5 6

Рис. 1. Повреждение и усыхание хвои сосны: 1 – хвоинки без пятен, 2,3 – с черными желтыми пятнами, 4-6 - хвоинки с усыханием.

Таблица 1

Определение состояния хвои сосны обыкновенной

для оценки загрязненности атмосферы

(измеряемые показатели – количество хвоинок)

Повреждение и усыхание хвоинок	Номера ключевых участков
	1	2		9	10
Общее число обследованных хвоинок
Количество хвоинок с пятнами
Процент хвоинок с пятнами
Количество хвоинок с усыханием
Процент хвоинок с усыханием
Дата отбора проб

  Результаты исследования. 
1. По состоянию хвои сосны обыкновенной в зимний периоды. Мы знаем , что летом практически на всех ключевых участках наблюдается увеличение количества хвоинок с пятнами по сравнению с числом тех же хвоинок, но только в зимний период. Зимой  же количество хвоинок с усыханием больше, чем число тех же хвоинок летом. 
Несмотря на это, наименее загрязненным воздух оказался в районе Дубки, где в зимний период из 250 пар исследуемых хвоинок 42 пары с пятнам (16,8 %), а в летний – 53 пары (21,2 %). Также в этом районе наблюдается наименьшее процентное содержание хвоинок с усыханием. 
Наиболее загрязнённым воздух наблюдается на третьем ключевом участке – территории автовокзала №2 , где  зимой из 250 пар хвоинок 164 пары с пятнами, что составило 65,6 %, и 7 пар хвоинок с усыханием – 2,8 %. Вторым по процентному количеству хвоинок с пятнами стал ключевой участок № 4 – микрорайон Горный. Зимой из 250 пар исследуемых хвоинок 110 – с пятнами, что составило 44% , и 9 пар с усыханием – 3,6 %.

Наименьшим по процентному содержанию хвоинок с пятнами зимой является микрорайон Искож – 15,6 %, но, в то же время, здесь наблюдается достаточно большой процент хвоинок с усыханием –5,2 %. 

Приложение №1. Результаты исследования по состоянию хвои сосны обыкновенной в зимний период. 

Сезон	Номера ключевых участков
	Зимний период
Повреждение и усыхание хвоинок	1	2	3	4	5	6	7	8
Общее число обследованных хвоинок	250	250	250	250	250	250	250	250
Количество хвоинок с пятнами	39	47	164	110	42	46	65	51
Процент хвоинок с пятнами (%)	15,6	18,8	65,6	44	16,8	18,4	26	20,4
Количество хвоинок с усыханием	13	23	7	9	5	6	19	7
Процент хвоинок с усыханием (%)	5,2	9,2	2,8	3,6	2	2,4	7,6	2,8
Дата отбора проб	080113	090113	100113	110113	110113	120113	150213	140213

Приложение №3. Таблица местоположения исследуемых участков. 

Номер ключевого участка	Количество исследуемых деревьев	Местоположение исследуемого участка на территории города
1	5	Микрорайон Искож
2	7	Микрорайон Стрелка
3	4	Территория автовокзала №2
4	5	Территория ОАО Гидрометаллург
5	6	Микрорайон Дубки
6	7	Микрорайон Долинск
7	5	Микрорайон Горный
8	5	Александровка

7. Искусственное получение «кислотные облаков» и изучение их влияния на архитектурные сооружения (лабораторный эксперимент).

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних . Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония.

«Кислотные дожди». Цель работы

• Изучить процессы сгорания серы: а) на воздухе, б) в кислороде

• Изучить растворение продуктов сгорания серы в воде

• Выяснить, как образуются кислотные дожди

• Изучить их влияние на растения

Что нужно для опыта Сжигание серы в воздухе:

• Серный цвет (порошок серы)

• Стеклянный цилиндр

• Ложечка для сжигания

• Часовое стекло

• Спиртовка

• Лист зеленого растения (хлорофитум)

• Набираем порошок серы в ложечку

• Поджигаем серу в ложечке в пламени спиртовки

• Вносим ложечку с горящей серой в цилиндр

• Наблюдаем белый дым от горения серы

Добавление воды

• С помощью промывалки вливаем в цилиндр воду

• В полученный раствор кладем лист зелёного растения хлорофитума

• Закрываем цилиндр часовым стеклом и оставляем на сутки

Что нужно для опыта Сжигание серы в кислороде:

• Серный цвет (порошок серы)

• Пероксид водорода и диоксид марганца (для получения кислорода)

• Стеклянный цилиндр

• Ложечка для сжигания

• Часовое стекло

• Спиртовка

• Лист зеленого растения (хлорофитум)

• Наливаем в цилиндр примерно 10 мл раствора пероксида водорода, добавляем диоксид марганца

• Начинается выделение кислорода по реакции 2H2O2  = 2H2O + O2 (диоксид марганца – катализатор реакции)

• Серу насыпаем в ложечку и поджигаем в пламени спиртовки

• Ложечку с зажженной серой вносим в цилиндр и кислородом

• Сера горит ярко-фиолетовым пламенем

• Образуется белый дым

Добавление воды

• С помощью промывалки вливаем в цилиндр воду

• В полученный раствор кладем лист зелёного растения хлорофитума

• Закрываем цилиндр часовым стеклом и оставляем на сутки

Через  сутки

На фотографии видно, как сильно повреждаются листья хлорофитума при действии «кислотного дождя»

Добавили лакмус, мел и магний

• С помощью пипетки капаем на полоски красной и синей лакмусовой бумаги по 2 капли «кислотного дождя – раствора продуктов сгорания серы в воде

• Капаем «кислотный дождь» на кусочек мела

• Капаем «кислотный дождь» на магниевую стружку

• Красная лакмусовая бумага осталась без изменений, а синяя покраснела

• Мел запузырился, выделяется углекислый газ

• Магний начал растворяться, выделился водород

Выводы

• При проведении опыта окисление диоксида серы до триоксида серы не происходит. Но эта реакция идет в атмосфере и в промышленности при нагревании в присутствии катализатора.

• Кислотные дожди разрушают растительные клетки, растворяют магний и мел.

• Металлические детали и памятники архитектуры, если на них постоянно действуют кислотные дожди, будут разрушаться (из-за коррозии).

Чтобы предотвратить кислотные дожди, надо улавливать примеси диоксида серы (из трубы).

Показательным примером может служить влияние кислотных дождей на архитектурные сооружения и памятники. Обычные материалы для каменной кладки - это известняк, мрамор, песчаники, базальт, гранит. Кроме того, используются и искусственные материалы, такие, как кирпич, бетон, различные известковые растворы. Хорошо известно, что эти материалы в основном состоят из карбонатов и силикатов, все обладают высокой чувствительностью к воздействию кислых осаждений и к присутствию атмосферного . Так, например, если взять мрамор, то под действием указанных химических агентов протекают следующие реакции:

Основной реакцией, ответственной за разрушение мрамора и повреждения памятников, является образование сульфата, которое происходит на поверхности этих материалов. При этом окисление  до  происходит за счет каталитического действия таких поверхностных примесей, как , копоть, влага, а также благодаря окисляющим серу бактериям. Обобщение большой информации, в том числе и рассмотренной выше, позволяет сделать ряд далеко идущих выводов о влиянии кислотных дождей на окружающую среду. В частности, можно утверждать, что:

- кислотный дождь изменяет величину рН рек и озер и может вызвать их биологическую смерть;

- при поглощении почвами кислотный дождь выщелачивает основные природные минералы (калий, кальций, магний) и, унося их в подпочвенный слой, лишает деревья и растения питательных веществ;

- под влиянием кислотных дождей возрастает геохимическая подвижность алюминия, приводящая одновременно со снижением рН к возрастанию его концентраций и изменению его токсичных форм;

- кислотные дожди способствуют разрушению каменной кладки, а также архитектурных сооружений и памятников.

9. Изучение воздействия диоксида серы ( SO ₂) на растения.

Загрязняющее вещество первоначально поступает в растение через устьица – отверстия, имеющееся на листьях и в нормальных условиях использующихся для газообмена. Диоксид серы, прежде всего, воздействует на клетки, которые регулируют открывание этих отверстий. Степень их открывания и факторы, влияющие на нее, в начальный период являются основными параметрами, определяющими интенсивность воздействия загрязнителей. Даже при очень малых концентрациях диоксид серы способен оказывать стимулирующее действие, в результате которого при достаточно высокой относительной влажности устьица остаются постоянно открытыми. В тоже время при высоких концентрациях диоксида углерода устьица закрываются. Кроме того, в случае высокой влажности устьица открываются, в случае низкой – закрываются.

Попав в межклеточные пространства листа, загрязняющее вещество вступает в контакт с мембраной окружающей клетку. При нарушении целостности этой полупроницаемой мембраны нарушается баланс питательных веществ и процесс поступления ионов.

Пройдя в клетку, диоксид серы взаимодействует с органеллами – метохондриями и хлоропластами, в том числе и с их мембранами, что может привести к весьма серьезным последствиям.

Однако сера необходима для нормального роста растений, и присутствие SO2 может оказывать влияние и на усвояемость серы. Растения потребляют серу в восстановленном состоянии. В присутствии SO2 основным продуктом становится сульфат; присутствует также цистеин, глютатион, и, по меньшей мере, одно не идентифицированное вещество. Основными промежуточными соединениями при восстановлении сульфатов являются сульфиты.

Возможна также дезактивация ферментов. Диоксид серы ингибирует различные биохимические реакции. Сульфиты, обладающие слабокислотными свойствами, дезактивируют некоторые ферменты, блокируя активные центры, препятствуя протеканию основной химической реакции; это явление известно как конкурентное ингибирование. Диоксид серы является конкурентным ингибитором дифосфаткарбоксилазы, препятствующим фиксации СО 2 в процессе фотосинтеза.

Хотя точный механизм действия SO2 на молекулярном уровне неизвестен, можно предположить, что основную роль играют присутствие избыточного количества окисленных форм серы, нарушение баланса с восстановленными формами и воздействие на жизненно важные ферменты.

Влияние диоксида серы на растения.

Наряду с действием SO2 на человеческий организм, большое значение имеет его влияние на растения. Концентрация SO2 1-2 млн-1 могут уже через несколько часов вызвать серьезное повреждение листьев в виде локализованных разрушений ткани (некрозов).У чувствительных растений хронические повреждения могут возникнуть уже начиная с концентраций 0.3 млн-1. Предельно допустимой даже для самых чувствительных растений считается концентрация 0.15 млн-1. Особенно подвержены воздействию SO2, помимо вечнозелёных хвойных деревьев, бобовые, а злаковые- ячмень.

Заключение Хозяйственная деятельность человека, приобретая все более глобальный характер, начинает оказывать весьма ощутимое влияние на процессы, происходящие в биосфере. К счастью, до определенного уровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но существует предел, когда биосфера уже не в состоянии поддерживать равновесие. Начинаются необратимые процессы, приводящие к экологическим катастрофам. С ними человечество уже столкнулось в ряде регионов планеты. Из-за увеличения масштабов антропогенного воздействия (хозяйственной деятельности человека), особенно в последнее столетие, нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам и поставить вопрос о возможности жизни на планете. Это связано с развитием промышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства и других видов деятельности человека без учета возможностей биосферы Земли. Уже сейчас перед человечеством встали серьезные экологические проблемы, требующие незамедлительного решения.

Для всего живого на Земле важ­ны основные физические и хими­ческие свойства атмосферы как час­ти природной среды. Давление атмо­сферы считается нормальным при величине у поверхности Земли 760,1 мм рт. ст. В пределах земного шара существуют постоянные облас­ти высокого и низкого давления, что обеспечивает динамику атмосферы и формирование системы господству­ющих ветров. Это обеспечивает вер­тикальное и горизонтальное переме­шивание воздуха, рассеивание и ас­симиляцию загрязняющих веществ.

Давление атмосферы мы не за­мечаем, хотя на каждого человека давит примерно около 12 т. возду­ха. Для нас ощутимы лишь откло­нения давления при подъеме на высоту (понижение), при погруже­нии в воду (повышение). В абсо­лютном вакууме гибель живого наступает мгновенно. Однако ис­чезновение или резкое уменьшение атмосферного давления нашей пла­нете не угрожает.

Прозрачность атмосферы имеет очень важное средообразующее значение. Именно от нее зави­сит проницаемость атмосферы для солнечных излучений видимых час­тей спектра. Количество (интенсив­ность) солнечной энергии определя­ет интенсивность фотосинтеза — единственного природного процесса фиксации солнечной энергии на Зем­ле. Установлено влияние прозрач­ности на тепловой баланс Земли. Современные изменения прозрачнос­ти атмосферы в значительной мере определяются антропогенным вли­янием, что уже привело к возник­новению ряда проблем.

Весьма существенное значение имеет состоя­ние газового баланса в ат­мосфере. Атмосфера в пределах тропосферы (до высоты 15—16 км), где заключено более 90% всей ее массы, состоит по объему из азота (78,09%), кисло­рода (20,96%), аргона (0,93%), уг­лекислого газа (0,03%); она содер­жит также весьма малые доли инертных газов и озона.

 Атмосферный азот является гигант­ским источником первичного «сы­рья» как для деятельности азотфиксирующих микроорганизмов и водо­рослей, так и для промышленности азотистых удобрений.

Без кислорода невозможно дыха­ние, а значит, энергетика многокле­точных животных. Вместе с тем кислород - это продукт жизнедея­тельности, выделяемый фотосинтезирующими организмами. Накопление в ходе эволюции атмосферы и био­сферы всего 1% кислорода создало условия для бурного развития совре­менных форм жизни. При этом обра­зовался озоновый экран - защита от космических лучей высоких энергий. Однако происходит катастрофичес­кое уменьшение кислорода в атмо­сфере. За последние 10 лет количест­во его уменьшилось настолько, насколько уменьшилось за предыду­щие 10 тыс. лет сокраще­ния.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Сооружение промышленных печей. Проектирование плавильных комплексов. Справочное издание. Т.1, кн.2. / Под ред. В.Г.Лисиенко. - М. - Теплотехник, 2006. - 775 с.

2. Кочнов М.Ю., Шульц Л.А., Кочнов Ю.М. Повышение эффективности дожигания и охлаждение технологических газов крупнотоннажных дуговых сталеплавильных печей. Изв. вузов. Черная металлургия, 2009, №11. С.49-55.

3. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Плавильные агрегаты: теплотехника, управление и экология. Справочное издание. В 4-х книгах, кн.1 / Под ред. В.Г.Лисиенко. - М.: Теплотехник, 2005. - 768 с.

4. Воронов Г.В., Лисиенко В.Г., Шиленко Б.П. и др. Газоструйный стержневой излучатель. Патент РФ №1455444. Опубл. 15.10.1994.

5.Ломаева С.Н. Биоиндикация загрязнений окружающей среды.- Тюмень, 1998.

6. Алексеев С. В. , Груздева Н. В. , Гущина Э. В. Экологический практикум школьника. Методическое пособие для учителя. Издательский дом «Федоров». Издательство учебная литература, 2006. 

7. Алексеев С. В. , Груздева Н. В. , Гущина Э. В. Экологический практикум школьника. Методическое пособие для учащихся. Издательский дом «Федоров». Издательство учебная литература, 2005. 

8. Ашихмина Т. Я. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие. М. : Академический проект Альма Матер, 2008.

9.Боголюбов А . С. Оценка жизненного состояния леса по сосне «Экосистема», 1999 // http://karpolya.ru/uploads/fajly/05sosny.pdf.

10. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / под ред. Шуберта Р. М: Мир, 1988.

11. Илькун Г. М. Загрязнители атмосферы и растения. Киев: «Наукова думка», 1978.

12. Приступа Г. К., Мазепа В. Г. Анатомо-морфологические изменения хвои сосны в техногенных условиях. Журнал Лесоведение №1. 1987.

13. Рисунок «Хлорозы и некрозы хвои» //

14. Б.Т. Величковский и др. Здоровье людей и окружающая среда (учебное пособие);

15. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат 1991;

16. Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва : Высшая школа , 1993.