Проект "Загрязнение почв тяжелыми металлами"

Введение

В последнее время вопрос загрязнения окружающей среды является наиболее острым, потому что состояние окружающей среды не только влияет на состояние биосферы, но и отражается на здоровье людей. На состояние здоровья оказывают влияние различные факторы. Всемирная организация по охране здоровья отмечает, что здоровье людей на 50% зависит от образа жизни, на 20% - от генетических факторов, на 10% - от работы органов охраны здоровья и на 20% - от состояния окружающей среды. Специалисты считают, что теперешнее состояние здоровья миллионов людей в мире неблагоприятное. Каждый из нас имеет право знать об экологических изменениях, которые происходят в местах существования и во всей стране. Мы должны знать все о пище, которую употребляем, о состоянии воды, которую пьем, о состоянии воздуха, которым дышим. Человек должен понимать опасность, которая ей угрожает, и уметь действовать в данной ситуации.

Влияние антропогенного загрязнения окружающей среды на важнейшие молекулярные структуры и биохимические процессы в клетках приводят к нарушению структуры и функционирования биологических мембран. Изменение структуры мембран может привести к смещению мембранного потенциала – важнейшего элемента регуляторной системы клеток. Такое усиление перекисного окисления липидов обнаружены при влиянии на организм металлов и их соединений. Избыточное содержание в организме ионов металлов приводит к интенсификации липидного окисления, грубым нарушениям гармонии регуляторных механизмов и гибели клеток. Ионы металлов могут также взаимодействовать с нуклеиновыми кислотами, разрушая водородные связи в их структуре. Тяжелые металлы могут подавлять действие ферментов, вызывая их денатурацию.

Добыча полезных ископаемых, вырубка лесов, радиоактивное загрязнение и другие антропогенные влияния приводят к увеличению концентрации тяжелых металлов в окружающей среде. Берилиозы, ванадиевые токсикозы, силикозы, ртутные отравления желудочно-кишечного тракта, а также другие заболевания, вызванные токсическими элементами, все более увеличиваются во всех странах.

Одним из основных источников загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами является сжигание угля, нефти. Второй источник загрязнения – это диспергирование руд при их добыче, транспортировке и обогащении. Третий – металлургия. Важным источником загрязнения является также бензиновый и дизельный транспорт.

Кроме загрязнения тяжелыми металлами, окружающая среда загрязняется также разными газообразными веществами, такими как: угарный газ, оксиды серы и азота, водородными соединениями карбона, серы и других.

Вредные вещества легко включаются в биохимический круговорот и надолго в нем задерживаются. Они выборочно поглощаются растениями из воды и почвы, в составе пищи попадают в организм животных и людей. В океане эти вещества аккумулируются в планктоне, попадают в организм рыб, которые питаются планктоном, а потом к млекопитающим.

Низкая культура производства и экономия на организации очистных сооружений приводят к чрезвычайному загрязнению атмосферного воздуха, природных вод, почв, а значит продуктов питания, которое приводит опасным последствиям для всех живых существ, в том числе и людей.

Токсические вещества влияют на сердечнососудистую систему, снижают иммунный статус человека, вызывают токсологические, аллергические, онкологические заболевания.

Токсическое действие веществ может проявиться сразу или после какого-то латентного периода. Действие оксида карбона, например, проявляется через несколько минут после контакта, а отравление бериллием – через несколько недель. Необходимо учитывать также и явление синергизма – усиление эффекта при влиянии нескольких веществ в сравнении с действием этих веществ отдельно.

Исходя из сказанного выше, люди должны уметь не только находить пути загрязнения окружающей среды токсическими веществами, а и уметь исследовать степень загрязнения воздуха, воды и почв, для того чтобы уменьшить риск попадания в организм вредных веществ.

Поэтому, целью этой работы является, изучения степени загрязнения почв в городе Молодогвардейске.

Задания работы:

• Научиться выявлять наиболее актуальные для среды существования человека;

• Познакомиться с методикой получения количественных и качественных показателей экологического состояния среды обитания человека;

• Учиться использовать свои знания для прогнозирования дальнейших изменений среды обитания человека и проектирования решения экологических проблем своего города.

Исследование загрязнения почвы тяжелыми металлами

Характер загрязнения почв зависит от состояния сточных вод. Свинец попадает в почву, главным образом, из выхлопных выбросов автомобилей, которые работают на этилированном бензине. Сейчас в окружающей среде накопилось большое количествосвинца. Для профилактики свинцового отравления необходимо знать источник его попадания в окружающую среду. На первом месте находятся большие металлургические комбинаты. Большая часть свинца попадает в воздух во время эксплуатации автотранспорта. Большую угрозу представляет собой загрязнение свинцом почв. Свинец попадает в организм человека во время употребления консервированных продуктов.

В Украине у людей недостаточно знаний о путях попадания свинца в организм и отсутствие адекватных стандартов качества окружающей среды приводит к недооценке риска отравления свинцом, особенно, если учитывать, отличия в характере свинцового отравления у людей разного возраста.

В ходе выполнения этой работы мы брали для анализа образцы в районе улиц, исследованных нами во время работы над проектом «Загрязнение воздуха в Молодогвардейске». Для выполнения исследований нам потребовалось следующее оборудование:

• Сушильный шкаф

• Керамическая ступка с пестиком

• Сито

• Стеклянный стакан объемом 200 мл

• Термометр

• Штатив с пробирками

• Лист пергамента

• Растворы аммиака, нитратной и хлоридной кислоты, калия иодид, калия хромат, желтой кровяной соли.

• Образцы почв с улиц: Осьмухина, Литвинова, Коцюбинского, Молодежной.

В ходе работы над проектом мы :

• высушили почву в сушильном шкафу при температуре 30-40^○ С, расположив ее тонким слоем на пергаментной бумаге, забрав предварительно включения и корни растений.

• Высушенный грунт измельчили в ступке и просеяли через сито.

• Полученный образец почвы положили в стакан и аккуратно прилили смесь хлоридной и нитратной кислот в количестве большем в 3-4 раза по объему, чем почва. После перемешивания на протяжении 10-15 минут отстаивания отфильтровали полученную смесь.

• Ионы меди находили в растворе при помощи характерных реакций:

- образование гидроксида меди под действием раствора аммиака и растворение его в избытке аммиака вследствие образования комплексной соли;

- образование характерного осадка красно-бурого цвета под действием желтой кровяной соли – К ₄[Fe (CN)₆]

• Ионы свинца в растворе определяли при помощи таких реакций:

- ионы свинца образуют осадок ионов свинца интенсивно-желтого цвета под действием калия иодида;

- образование золотисто-желтого осадка под действием хромат-ион, калия хромата.

Полученные результаты

Вывод: В результате проведенных исследований было выявлено, что ионы меди и свинца содержатся во всех пробах почв, но в пробах с улицы Молодежной их содержание наибольшее, т.к. окраска растворов и осадков наиболее насыщенная и интенсивная. Ионы свинца и меди в меньшем количестве присутствуют в пробах почвы с улиц Коцюбинского и Осьмухина.

Выводы

Все виды современного транспорта наносят большой вред биосфере, но наиболее опасным для нее является автомобильный транспорт. Сегодня в мире где-то около 600 млн. единиц автомобилей. В среднем каждый из них выделяет за сутки 3,4- 4 кг угарного газа, значительное количество оксидов серы и нитрогена. При использовании бензина с добавлением свинца, приводит к тому, что этот высокотоксичный элемент попадает в выхлопы. Автомобили используют кислород воздуха, для них ежемесячно расширяется сеть дорог с твердым покрытием, которые как паутина опутывают планету.

Автомобили расходуют большое количество топлива. А его источники исчерпываются, их осталось на Земле не много. Особенно быстро тают запасы нефти, ее переработка и транспортировка загрязняют почву, воду и воздух. Наличие ионов свинца еще раз дает возможность убедиться в том, что автотранспорт наносит большой вред окружающей среде. Кроме того следует помнить о том, что растения, которые растут на обочинах дорог также содержат в себе большую концентрацию ионов свинца и употребление их в пищу может привести к свинцовому отравлению. Особенно это касается детей, потому что у взрослых усвоение свинца составляет 60-80 % до приема пищи, 6% - после, а у детей 50% и до приема пищи и после этого. Наиболее активно свинец накапливается при недостатке в организме соединений железа, кальция, цинка. Попав в организм, свинец откладывается в костях, почках, печени, мозге, волосах, ногтях, зубах. Свинец влияет на нервную, репродуктивную системы, вызывает анемию, задержку умственного и физического развития, повышению кровяного давления, агрессию, депрессию. Большое количество свинца приводит к разрушению эритроцитов и снижению работы почек у детей. Из результатов исследований видно, что наибольшему загрязнению подвергаются почвы в районе улиц Молодежной и Литвинова. Это можно объяснить тем, что наибольшая интенсивность движения транспорта в районе улицы Молодежной в связи с тем, что вблизи этой улицы находится автомагистраль Луганск – Краснодон. Интенсивность движения транспорта по улице Литвинова также большая, так как тут проходят маршруты городского и междугороднего сообщения Краснодон – Молодогвардейск.

Все выше сказанное приводит к следующим выводам:

• Растения, которые растут возле дорог всасывают вредные вещества как из воздуха так и из почвы.

• Нельзя употреблять в пищу растения, которые выращиваются около автодорог, а также дикорастущие растения ( грибы, ягоды), потому что они могут вызвать отравления вредными веществами.

Чтобы уменьшить пагубное влияние автомобилей на природу, необходимо:

• Уменьшить содержание вредных веществ в выхлопных газах автомобилей. Схемы работы двигателей можно изменить так, что бы рационально использовать более экологически чистое топливо, чем бензин. Экологически безопасной является заправка автомобилей не бензином, а жидким газом или спиртом, выбросы с таких автомобилей менее опасны. В перспективе использовать водород, полученный при разложении воды.

• Рационально организовать движение транспорта, что бы уменьшить количество выбросов, движение по улицам желательно делать безостановочным, потому что наиболее вредные выбросы автомобили выделяют в момент остановки и набирания скорости. Особенно большое содержание выхлопов около светофоров и в местах автотранспортных пробок.

• Маршруты грузового транспорта необходимо выносить за пределы городов, а в центр города въезжать лишь в случае крайней необходимости.

• В систему городского транспорта необходимо повысить роль троллейбусов, которые меньше загрязняют окружающую среду.

• Человек должен больше ходить пешком или передвигаться на велосипедах.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

«МОЛОДОГВАРДЕЙСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 10»

Выполнила

ученица 10-А класса

МСОШ № 10

Храмченкова Мария

Руководитель проекта

учитель биологии

МСОШ № 10

Шематович С.М.

2015