Управление образования и молодежной политики администрации Тонкинского
муниципального округа Нижегородской области
Муниципальная ученическая научно-практическая конференция
памяти С.Д. Юдинцева
Секция: экология
Авторы: Березин Андрей Михайлович,
Денников Роман Леонидович
Тема: «Оценка экологического состояния атмосферного воздуха с. Вязовкад. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино через снежный покров и методом биоиндикации»
МБОУ "Вязовская ОШ"
Руководитель: Смирнова Наталья Вячеславовна,
учитель биологии МБОУ «Вязовская ОШ»
с.Вязовка
2024 год
Оглавление
Введение 3
Раздел 1.Основная часть 5
1.1. Обзор литературы 5
1.1.1. Причины и источники загрязнения атмосферного воздуха 5
1.1.2.Влияние загрязняющих веществ атмосферы на живые организмы 7
1.1.3.Экологически ймониторинг оценки качества атмосферного воздуха 8
1.1.4. Лихеноиндикация 10
Раздел 2. Материалы и методы исследования 11
2.1.Отбор проб снежного покрова. Описание эксперимента 11
2.2. Методы оценки уровня загрязнения воздуха 11
2.2.1. Исследование физических показателей талой воды 12
2.2.2. Исследование химических показателей талой воды 12
2.2.3. Оценка качества атмосферного воздуха с. Вязовка д. Ст.Краи,
Кодочиги, р.п. Тонкино методом лихеноиндикации. 14
Раздел 3. Результатыисследования 15
3.1.Выбор площадок исследований 16
3.2. Результат изучения физических показателей талой воды, с помощью цифровой лаборатории Z.LABS 16
3.3. Результат исследования химических показателей талой воды 17
3.4.Изучение степени загрязнения воздуха методом лихенологии. 18
Заключение 19
Источники информации 20
Приложение
Введение
Атмосферный воздух – один из основных элементов окружающей среды. Он играет главную роль в поддержании жизни на планете Земля. Человек без еды может прожить 3-4 недели, без воды до 5 дней, а без воздуха только несколько минут. Качество воздуха, которым мы дышим, оказывает влияние на здоровье людей и общую экологическую обстановку. В связи с этим оценка экологического состояния атмосферного воздуха является важной частью современных исследований в области охраны окружающей среды.
Развитие цивилизации привело к росту городов, увеличению промышленных предприятий, количества транспорта, к сокращению лесов, которые в свою очередь являются «легкими планеты». Вследствие этого произошло увеличение выбросов вредных веществ в атмосферу.
Над городами и промышленными зонами виден смог. В последнее время и на селе можно заметить увеличившееся количество автомобилей и возникающие на дорогах «пробки». Но все же, приезжая из города, наши близкие и знакомые говорят, что воздух у нас в селе очень чистый и свежий, так как в округе нет промышленных предприятий и село находится вдалеке от крупных автострад.
Нас заинтересовал вопрос качества воздуха в нашей местности. Мы решили изучить эту тему и провести исследования по оценке атмосферного воздуха с. Вязовка, д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино.
Гипотеза:степень загрязнённости воздуха зависит от удалённости от промышленных зон и автомобильных дорог.
Практическая значимость: результаты исследования будут полезны местным жителям, учащимся школы, могут использоваться во внеурочной работе.
Актуальность исследования: Эта тема актуальна и интересна не только нам, но и другим учащимся, так как мы дышим атмосферным воздухом, и важно знать о его качестве, чтобы сохранить свое здоровье и здоровье своих близких.
Новизна исследования: подобных исследований атмосферного воздуха на территории нашего села не проводилось, использовались средства Интернет.
Субъект исследования: атмосферный воздух
Объект исследования: показатели чистоты воздуха в с. Вязовка, д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино
Цель работы: изучить экологическое состояние атмосферного воздуха с. Вязовка, д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино путем проведения физико-химического анализа проб талого снежного покрова и биоиндикации.
Задачи исследования:
Выявить источники и причины загрязнения воздуха;
Описать влияние загрязняющих веществ на живые организмы;
Изучить материалы и методы исследования атмосферного воздуха;
2) Исследовать физико-химические свойства снежного покрова с. Вязовка,д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино с помощью цифровой лаборатории Z.LABS, химических качественных реакций;
3) Провести оценку экологического состояния атмосферного воздуха с. Вязовка, д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино методом лихеноиндикации;
4) Сделать выводы о степени загрязненности воздуха
Чтобы решить поставленные задачи были использованы следующие методы:
1. Теоретический (изучение и анализ источников информации, постановка целей и задач).
2. Экспериментальный (проведение физико-химического анализа проб снега, изучение внешнего вида лишайников, их видового состава)
3. Эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов исследований)
Материально – техническое обеспечение исследований: цифровая лаборатория Z.LABS, цифровой фотоаппарат, компьютер, школьная химическая лаборатория.
Сроки проведения исследования: март-апрель 2024 г.
Место исследования: населенные пункты: с. Вязовка, д. Ст. Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино, расположенные в северо-восточной части Нижегородской области Тонкинского муниципального округа.
Основная часть
Причины и источники загрязнения атмосферного воздуха.
Воздух является основой жизни на Земле. От его качества зависит здоровье человека и животных. Загрязнение атмосферы является глобальной проблемой. По данным Всемирной организации здравоохранения около 99 % населения планеты живёт в условиях, не отвечающих требованиям к качеству воздуха. [4]
В атмосфере постоянно присутствует большое количество загрязняющих соединений, как натурального, так и антропогенного происхождения. В естественной среде воздух содержит незначительные примеси пылевых частиц, продуктов жизнедеятельности животных и растений, выветривания. Все это является частью природного баланса.
Загрязнения антропогенного происхождения оказывают губительное влияние на все живое. В процессе различных промышленных и бытовых процессов в воздух попадают частицы пыли, сажи, химикатов и даже радиоактивных веществ.Большая доля загрязнений в атмосфере исходит от автомобильных выхлопов, в которых содержатся: угарный газ, окись азота и другие опасные вещества. Выхлопные газы от любых видов транспорта загрязняют атмосферу токсичными соединениями тяжелых металлов. Особенно активно это происходит при резком разгоне автомобилей, при резких остановках, во время медленного движения, например в «пробках». Превышение предельно допустимой концентрации угарного газа приводит к быстрой утомляемости, головной боли, нарушению сна, ухудшению памяти, возникновению заболеваний сердечно-сосудистой и нервной систем у населения придорожной полосы. В местах, где происходит распад органических остатков обнаруживается аммиак и другие газообразные и жидкие вещества. Опасен для всего живого сернистый газ, выходящий из заводских труб, являясь причиной кислотных дождей. Среди важнейших загрязнителей выделяют оксид азота, угарный газ, оксид серы, углеводороды, тяжёлые металлы, аммиак, радиоактивные изотопы и множество других. Наиболее токсичные газы, поступающие в атмосферу в результате человеческой деятельности – озон и оксид азота. [6, стр. 8] Особую опасность представляют собой микроскопические частицы сажи, резины, асфальта и мельчайших капелек жидкости. Их размер может быть всего 0,001 мкм, поэтому увидеть их невооружённым глазом невозможно.[15] Они способны долго оставаться в воздухе и легко проникать в организм человека. В основном это продукты горения, например, лесные пожары или работа автомобильного двигателя. Основные источники загрязнения воздуха антропогенного характера: сжигание топлива для обогрева и получения энергии; выхлопы от промышленного производства; деятельность железнодорожного, автомобильного и авиатранспорта;сжигание мусорных отходов или процессы их гниения на свалках; пожары. [10, стр 8]
Распространению вредоносных выбросов помогает атмосферная циркуляция, перенося вещества за многие километры от очага загрязнения. Осадки, проходя через слои атмосферы, забирают из воздуха загрязняющие вещества и встраивают их в круговорот воды. Вредные вещества оказывают негативное воздействие на организм человека. Существуют предельно допустимые концентрации веществ (ПДК) в окружающей среде. Они установлены в нормативных документах.[9]
Влияние загрязняющих веществ атмосферы на живые организмы
Загрязнение атмосферы опасно для большинства живых организмов представителей всех царств живого на планете. Среди факторов среды, влияющих на здоровье человека самый высокий показатель, имеет химическое загрязнение воздуха.
Трудность защиты от опасных загрязнителей в атмосфере состоит в том, что живые организмы не могут не дышать. Попадая внутрь, яды нарушают все физиологические процессы и могут вызывать мутации.
Атмосферное загрязнение ухудшает работу сердечно-сосудистой системы, легких. Характерные заболевания: болезнь сердца, рак легких, инсульт, астма.
Превышение предельно допустимых концентраций веществ в воздухе оказывает губительное влияние на организмы. Постоянное воздействие оксида серы может вызвать хроническое отравление, поражение печени, системы крови, развитие пневмосклероза.
Вредные составляющие воздуха могут оказывать на живые организмы как прямое так и косвенное влияние. Например, кислотные дожди. Они повышают уровень кислотности в почве и водоемах. Из-за этого гибнут растения, животные, микроорганизмы. Разрушение озонового слоя губительно действует на все живое. Истончение озонового слоя на 1% увеличивает риск развития рака кожи на 3%. На открытом воздухе становится проще получить солнечные ожоги. [7] Жесткое ультрафиолетовое излучение может привести к потеплению, к гибели фитопланктона, а в животном мире к вымиранию некоторых видов. Это излучение способно разрушать химические связи в органических молекулах, приводя к мутациям, опухолям и различного рода заболеваниям.
Вредные вещества попадают в почву, растения, организмы животных, могут накапливаться там до высоких, опасных для жизни концентраций и передаваться по трофическим связям на разные уровни, доходя и до человека. Особенно опасны высокотоксичные соединения тяжелых металлов, особенно свинца. [10, стр.14]
Экологический мониторинг оценки качества атмосферного воздуха.
Воздух это вещество без цвета и запаха, по этой причине нам сложно судить о его чистоте. В целях наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, комплексной оценки и прогноза его состояния ведется экологический мониторинг. Он направлен на исследование различных объектов наблюдения с целью выявления источников загрязнений.
Мероприятия включают в себя:
наблюдение за состоянием окружающей среды и факторами, воздействующими на нее;
оценку фактического состояния окружающей среды и уровня ее загрязнения;
прогноз состояния окружающей среды в результате возможных загрязнений и оценку этого состояния.
Система мониторинга основывается на методах наблюдения. Виды мониторинга атмосферы:
физико-химический мониторинг – это система наблюдений за физическими свойствами, химическим составом атмосферы, осадков;
биологический мониторинг осуществляется с помощью биоиндикаторов. По их наличию, состоянию и поведению судят об изменениях в окружающей среде;
экобиохимический мониторинг – это оценка двух составляющих окружающей среды: химической и биологической.
В 2018 году в нашей стране в рамках нацпроекта «Экология» начал работу федеральный проект «Чистый воздух». Целью проекта является снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха в крупных промышленных центрах. Наша Нижегородская область значится в списках с высоким уровнем загрязнения атмосферы. Это такие города как Дзержинск, Дзержинск (Восточная промзона), Кстово. [2] Это города с высокой антропогенной нагрузкой.
Контроль состояния атмосферного воздуха производится на станциях экологического мониторинга в крупных городах всего мира. Станции функционируют непрерывно в автоматическом режиме и обеспечивают регулярное получение оперативной информации об индексе качества атмосферного воздуха. Увидеть это можно в режиме реального времени.[3](Прил.1) Качество воздуха нашего региона оценивается как хорошее. Главный загрязнитель на нашей территории определен как PM2.5 — это взвешенные частицы диаметром 2,5 мкм и менее - частицы сажи, резины, асфальта и мельчайших капелек жидкости.[15]
Уровень содержания вредных веществ в воздухе определяется при мониторинге состава атмосферы. Справочными значениями определеныПДК каждого вещества, которые сравниваются с полученными значениями. При сравнении учитываются нормы, по которым дается оценка общему состоянию атмосферы.
Физико-химический мониторинг – это система наблюдений за физическими свойствами, химическим составом атмосферы, осадков: дождя и снега. Проходя путь до земли, снег может накапливать в себе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Вторично снег загрязняется реагентами для таяния снега. При таянии снега произойдет испарение, в результате которого вредные вещества вновь попадут в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха.
Содержание элементов-загрязнителей в снежном покрове зависит от степени антропогенного влияния. Одна проба по всей высоте снежного покрова дает представительные данные о загрязнении за весь период от установления снежного покрова до момента отбора пробы.
Физико-химический анализ талой воды позволяет выявить наличие некоторых видов загрязнения окружающей среды и оценить экологическое состояние изучаемого объекта.[8]
Лихеноиндикация
Биологический мониторинг осуществляется с помощью биоиндикаторов. По их наличию, степени развития, состоянию и поведению судят об изменениях в окружающей среде, о качестве воды и состоянии экосистем.В качестве биоиндикаторов часто выступают лишайники.
Лихеноиндикация - это достаточно надежный и доступный способ изучения окружающей среды. Благодаря широкому распространению лишайников, этот метод может быть использован практически везде, что делает его простым в использовании.[11]
Лишайники, являются биоиндикаторами загрязнения окружающей среды, так как реагируют на изменения в атмосфере своим численным и видовым разнообразием. Наблюдаемые морфологические изменения в лишайниках, такие как уменьшение таллома, некрозы слоевища и изменение окраски видов, подчеркивают их уникальность как показателей состояния окружающей среды.
Лишайники - симбиотические организмы, относящиеся к низшим споровым растениям. Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники (или эпифиты), т.е. лишайники, растущие на коре деревьев.
По внешнему виду они делятся на три группы: накипные, листоватые и кустистые. Накипные, прочно сросшиеся с корой своим талломом, являются самыми распространенными и являются наименее чувствительными представителями. Листоватые лишайники более структурированы, имеют вид распростертых по субстрату пластин, чуть более чувствительны к загрязненному воздуху. Кустистые представители имеют вид ветвящихся кустиков и являются наиболее чувствительными.
На лишайники избирательно действуют, прежде всего, вещества, увеличивающие кислотность среды. Это SО2, HF, HCL, NO, О3 и сравнительно безвредны тяжелые металлы, накапливающиеся в слоевище, а также радиоактивные изотопы.Установлено, что при увеличении загрязнения атмосферного воздуха в первую очередь исчезают кустистые лишайники, а затем – листоватые и накипные лишайники. Кроме того, чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других поверхностях. [12]
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Отбор проб снежного покрова. Описание эксперимента
Существует несколько способов отбора проб. Мы остановились на способе «площадная съемка», при которой образцы снежного и почвенного покровов отбираются по равномерной сети пунктов наблюдения. Снег собирался методом «конверта» либо цилиндром, либо лопатой или совком. [10, стр. 6]При выборе места учитывался уровень антропогенной нагрузки. Степень антропогенной нагрузки и интенсивность определялась в баллах по следующей шкале. (Прил.2) Пробы поместили в емкости из стекла и промаркировали. Пробы снежного покрова перевели в талую воду при комнатной температуре.
Методы оценки уровня загрязнения воздуха
Исходя из имеющегося оборудования и возможностей кабинета биологии и химии, мы использовали физический, химический и метод биоиндикации (лихеноиндикации).
Исследование физических показателей талой воды
Изучались такие показатели, как запах, цвет, мутность, осадок (сухой остаток).
а) Исследование запаха талой воды
Запах воды характеризуется видами запаха и интенсивностью запаха, которую оценивают по 6 - балльной шкале, приведенной в таблице.(Прил3)Для определения запаха заполняли коническую колбу водой на 1/3 объема при 20° С и закрывали. Несколько раз сильно взбалтывали, затем открывали и тотчас же органолептически определяли характер запаха и его интенсивность (осторожно, не допуская глубоких вздохов).
б) Исследование цвета образцов талой воды
Оценку цветности воды провели сравнивая ее с дистиллированной водой на фоне белой бумаги (бесцветная, светло-бурая, желтоватая, серая, мутная и т. д).
в) Исследование мутности образцов талой воды
Исследование мутности проводилось с помощью цифровой лаборатории Z.LABS по инструкции. (Прил. 4)
г) Определение осадка (взвешенных частиц)
Этот показатель определяли путем фильтрования определенного объема воды через бумажный фильтр и последующего высушивания осадка на фильтре, осадок с фильтром взвешивали. Содержание взвешенных частиц в испытуемой воде определяли, находя разницу массы фильтра до и после фильтрования и высушивания.(Прил.5)
Исследование химических показателей талой воды
а) Определение рН образцов талой воды
Исследование кислотности среды талой водыпроводилось с помощью цифровой лаборатории Z.LABSпо инструкции. (Прил.6)Уровень кислотности определили по шкале от 1 до 14. (Прил.7)
Исследование проб на наличие ионов хлора Cl- , сульфат ионов SO42- , ионов меди, свинца Pb2+ проводилось с помощью качественных реакций
б) Определение наличия ионов хлора в талой воде
К 5 мл талого снега добавили 3 капли раствора нитрата серебра AgNO3 подкисленного азотной кислотой HNO3. Если присутствуют ионы хлора, то образуется белый осадок: Ag+ + Cl- = AgCl. При малых концентрациях хлорид ионов осадок не выпадает, а возникает помутнение раствора:
слабая муть – 1-10 мг/л,
сильная муть – 10-50 мг/л,
хлопья – 50-100 мг/л,
белый творожистый осадок 100 мг/л.
в) Определение наличия сульфат ионов в талой воде
К 5 мл талого снега добавили 4 капли раствора соляной кислоты HCl и 4 капли раствора хлорида бария BaCl2. Если присутствуют сульфат ионы - образуется осадок: Ba2+ + SO42- = BaSO4. При малых концентрациях сульфат ионов осадок не выпадает, а возникает помутнение раствора:
слабая муть – 1-10 мг/л,
сильная муть – 10-50 мг/л,
хлопья – 50-100 мг/л,
белый творожистый осадок 100 мг/л.
г) Определение наличия ионов меди в талой воде
К 5 мл.пробы воды добавили 1-2 мл 10% раствора NaOH. Если присутствуют ионы меди наблюдается помутнение раствора. По цвету осадка можно сделать предположение о наличии Сu2+ (голубое помутнение)
д) Обнаружение ионов свинца в талой воде
К 10 мл пробы воды прилили 1 мл раствора хромата калия.
Pb2+ + CrO42– = PbCrO4 Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке. При малых концентрациях хлорид ионов осадок не выпадает, а возникает помутнение раствора:
опалесценция - 0,1 мг/л.
помутнение раствора - 20 мл/л
желтый осадок 100 мг/л. [15]
Оценка качества атмосферного воздуха с. Вязовка д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино методом лихеноиндикации.
Мы изучили видовое разнообразие эпифитных лишайников и их относительную численностьна исследуемых территориях. Для визуального обследования мы выбрали те же площадки, где выполнялся забор проб снежного покрова. На этих площадках обследовали деревья и кустарники с целью изучения видового разнообразия; жизнеспособности и состояния слоевищ. На каждом дереве определили наличие и подсчитали число видов листоватых, кустистых, накипных лишайников. Данные занесли в таблицу.
Для измерения проективного покрытия лишайников на пробных площадках мы использовали способ «линейных пересечений». [13] Мерную ленту с мелкими делениями накладывали на поверхность ствола и фиксировали все пересечений со слоевищами лишайников. Деревья, на выбранных площадках в основном были березы, осины, ели, сосны.
По завершению измерений производили расчет проективного покрытия лишайников, т.е. определяли отношение покрытой лишайниками части ствола к его общей поверхности. Вначале мы подсчитали общую длину талломов лишайников. Затем, зная общую длину окружности ствола и принимая ее за 100%, рассчитали проективное покрытие лишайников. Проективное покрытие определяли для всех видов лишайников в сумме. Определили степень загрязнения воздуха по таблице (Прил.8) Сделали вывод о степени загрязнения воздуха в баллах от 1 до 10. (Прил.9) Чем больше значение, тем более загрязнен воздух на этой территории. Нулевое значение может быть только в случае полного отсутствия лишайников (14,15)
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Выбор площадок исследований
Для изучения степени загрязнения воздушной среды через снежный покров были сделаны заборы проб снега в разных частях села Вязовка, а для сравнения в д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п.Тонкино. ( Прил. 10) Пробы снега были взяты 25 марта 2024 года. Отбор проб производился не менее 500 м от ближайшего источника антропогенного воздействия.
Степень антропогенной нагрузки определена следующим образом.
Таблица 1.Степень антропогенной нагрузки
Место забора пробы снега | Интенсивность нагрузки (по плотности населения) | Основные формы антропогенной нагрузки | Баллы(8-ми бальная система) |
с. Вязовка (возле школы) | Средняя (4,2 чел./км² (339 чел.) | Котельные, работающие на твердом топливе, печное отопление | 3 |
с. Вязовка (автобусная остановка) | Средняя (4,2 чел./км² (339 чел.) | Замусоривание, мусорные контейнеры, отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания, котельные, работающие на твердом топливе, печное отопление | 5 |
с. Вязовка (автомобильная трасса, поворот на с.Вязовка) | Повышенная | Замусоривание, отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания | 6 |
д. Кодочиги | Пониженная (178 чел.) | Котельные, работающие на твердом топливе, печное отопление | 3 |
д. Ст. Краи | Пониженная (120 чел.) | Котельные, работающие на твердом топливе, печное отопление | 3 |
р.п. Тонкино (автостоянка) | Повышенная (9,4 чел./км² (5 189 чел.) | Замусоривание, отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания, котельные, работающие на твердом топливе, замусоривание | 6 |
р.п. Тонкино (парк Победы) | Повышенная (9,4 чел./км² (5 189 чел.) | Котельные, работающие на твердом топливе, замусоривание, печное отопление | 4 |
Таблица 2.Нумерация участков проб снега
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
д. Ст. Краи (3) | с. Вязовка (возле школы) (3) | д. Кодочиги (3) | р.п. Тонкино (автостоянка) (6) | с. Вязовка (автомобильная трасса, поворот на с.Вязовка) (6) | р.п. Тонкино (парк Победы) (4) | с. Вязовка (автобусная остановка) (5) |
Вывод: наибольшую степень антропогенной нагрузки имеют территории под № 4 и 5 с большей плотностью населения и большим количеством автотранспорта.
Изучение физических показателей талой воды: запаха, цвета, мутности, осадка.
Таблица 3. Результаты измерений
№ участка забора пробы | Интенсивность запаха в баллах | Цвет | Мутность | Масса осадка(г) |
1 | 1 | бесцветный | 0,01 | 0,01 |
2 | 2 | бесцветный | 0,02 | 0,05 |
3 | 1 | бесцветный | 0,01 | 0,03 |
4 | 3 | бесцветный | 0,03 | 0,10 |
5 | 3 | бесцветный | 0,03 | 0,11 |
6 | 2 | бесцветный | 0,02 | 0,03 |
7 | 3 | бесцветный | 0,02 | 0,07 |
Вывод: талая вода с участков №1.2, 3,6 с низкой степенью антропогенного воздействия не имеет запаха, более выраженный запах имеют пробы с участков с наибольшим антропогенным воздействием № 4,5,7. Цвет воды по сравнению с дистиллированной водой на фоне белой бумаги у всех образцов бесцветный. Наименьшие показатели мутности талой воды на площадках с наименьшей антропогенной нагрузкой - № 1,3, наибольшие значения на участках с наибольшей антропогенной нагрузкой - № 4,5. Большее количество осадка имеют пробы № 4,5,7, взятые с территории с наибольшей степенью антропогенной нагрузки, наименьшее с участков с небольшим антропогенным воздействием №1,3,6.
Исследование химических показателей талой воды
Таблица 4. Результаты измерений
№ п/п | рН | наличие ионов |
хлора Cl- | сульфат ионов SO42 | меди Сu2+ | свинца Pb2+ |
1 | 7,30 | нейтральная | - | - | - | - |
2 | 8 | нейтральная | - | - | - | - |
3 | 7,20 | нейтральная | - | - | - | - |
4 | 6,70 | нейтральная | - | - | - | - |
5 | 6,9 | нейтральная | - | - | - | - |
6 | 6,7 | нейтральная | - | - | - | - |
7 | 6,8 | нейтральная | - | - | - | - |
Вывод: все пробы талой воды имеют нейтральную кислотность, значит соответствуют нормам качества.Ионов хлора Cl-, сульфат ионов SO42- , ионов меди Сu2+, свинца Pb2+ при проведении качественных реакций не обнаружено. Это означает, что талая вода не имеет в своем составе определяемых веществ в превышающих нормы количестве.
Изучение степени загрязнения воздуха методом лихенологии.
Показатели | № площадки |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
д. Ст. Краи (3) | с.Вязовка (возле школы) (3) | д. Кодочиги (3) | р.п. Тонкино (автостоянка) (6) | с. Вязовка (автомобильная трасса, поворот на с.Вязовка) (6) | р.п. Тонкино (парк Победы) (4) | с. Вязовка (автобусная остановка) (5) |
Общее кол-во видов лишайников, в том числе: | 7 | 8 | 6 | 5 | 3 | 4 | 3 |
Кустистых | 1 | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Листоватых | 4 | 4 | 3 | 2 | 0 | 2 | 2 |
Накипных | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 1 |
Степень покрытия древесного ствола лишайниками, % | 75 | 81 | 79 | 71 | 21 | 64 | 10 |
Вывод: наибольшее количество видов лишайников находится на территории школы с. Вязовка , д.Ст.Краи и Кодочиги. Это зоны с наименьшей антропогенной нагрузкой. Меньше всего видов произрастает на территории с. Вязовка на автобусной остановке и на перекрестке автомобильной трассы – на повороте на с. Вязовку. Это территории с наибольшей антропогенной нагрузкой. Самые чувствительные к загрязнению воздуха, кустистые виды лишайников, в большем количестве находятся на территориях с наименьшей антропогенной нагрузкой - с. Вязовка , д.Ст.Краи и Кодочиги. Менее требовательные к чистому воздуху накипные виды лишайников обнаружены нами на территориях р.п.Тонкино (автостоянка) и автомобильная трасса, поворот на с.Вязовка.
С помощью атласа-определителя и других источников мы определили видовой состав лишайников на исследуемых участках: Нами определено несколько видов лишайников:
кустистых: Эверния, Уснея, Кладония;
листоватых: Пармелия бороздчатая, Гипогимния вздутая, Меланохалея, Меланеликсия, Фисция;
накипных: Калоплакия, Ксантория, Леканора, Лицедея.
На участке № 5 обнаружены только накипные формы лишайников. Это свидетельствует о среднем загрязнении воздуха. На участках № 4,6 и 7 в основном имеются накипные формы лишайников с хорошо развитым талломом и листоватые со средне развитым талломом. Эти участки имеют слабое загрязнение. На участках № 1,2 и 3 обнаружены несколько видов листоватых лишайников, и кустистые лишайники. Эти территории считаются чистыми, т.е. не имеют загрязнений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Нами проведена оценка степени чистоты атмосферного воздуха.
Мы изучили причины и источники загрязнения атмосферного воздуха, влияние загрязняющих веществ атмосферы на живые организмы, рассмотрели виды и методы экологического мониторинга.
Нами были проведены исследования физико-химических свойств талого снежного покрова с. Вязовка, д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино с помощью цифровой лаборатории Z.LABS, химических качественных реакций. Определены органолептические показатели талой воды: запах, цвет, степень мутности, осадок, исследовали уровень рН, наличие ионов хлора Cl-, сульфат ионов SO42- , ионов меди Сu2+, свинца Pb2+.
По результатам исследований мы смогли дать оценку качества атмосферного воздуха на выбранных территориях. По органолептическим показателям на участках р.п. Тонкино (автостоянка) с.Вязовка (автомобильная трасса, поворот на с.Вязовка) обнаружено большее количество осадка в талой воде и более интенсивный запах. Эти участки расположены вблизи автотрассы, и могут быть загрязнены пылью содержащей частицы шин, песчаной смеси для таяния снега, копоть и сажу от выбросов котельных и печей. Так же исследован видовой состав и проективное покрытие лишайников на выбранных территориях. Исходя из результатов мы узнали, что наиболее чистый воздух на территории д.Ст.краи, Кодочиги, с.Вязовка (возле школы). Об этом говорят хорошие органолептические показатели, отсутствие на этих территориях вредных химических веществ.и наличие кустистых лишайников, которые являются наиболее требовательными к чистоте воздуха. Эти территории с наименьшей антропогенной нагрузкой. По показателям лихеноиндикации наиболее чистый воздух в селе Вязовкавозле школы. Это объясняется тем, что возле школьной территориирасположен парк и количество транспорта, передвигающегося по примыкающей дороге незначительное. Наиболее загрязненной оказалась территория: перекресток автотрассы - поворот на с. Вязовка. На это указывает отсутствие кустистых лишайников и малое количество листоватых и накипных. Это связано с постоянной работой автотранспорта.
Основываясь на обобщенных результатах, можно утверждать, что наша гипотеза подтвердилась. Степень загрязнённости воздуха действительно зависит от удалённости от промышленных зон и автомобильных дорог. Мы убедились, что в целом атмосферный воздух с. Вязовка, д. Ст.Краи, Кодочиги, р.п. Тонкино можно назвать чистым.
Полученные знания мы можем применить в своей дальнейшей жизни и с помощью доступных способов сможем определять чистоту воздуха, чтобы сохранить свое здоровье, что особенно важно в крупных городах и промышленных зонах.
ИСТОЧНИКИ
Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2022 г.https://clck.ru/3Acsin
Федеральный проект "Чистый воздух" https://mnr-air.ru/home
Карта качества воздуха в реальном времени https://www.iqair.com/ru/
Чистый воздух, урок Яклассhttps://goo.su/WzeN
Численность населения Тонкинского района https://goo.su/BLejVSL
Экологический практикум http://lib.ulstu.ru/venec/disk/2016/104.pdf
Разрушение озонового слоя https://cleanbin.ru/problems/ozone-layer-destruction
Экологический мониторинг. Материал из Википедии https://goo.su/zqyBCq2
Гигиенические нормативы и требования.К обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. https://ds278-krasnoyarsk-r04.gosweb.gosuslugi.ru/netcat_files/19/8/SP123685_21_0.pdf
Геоэкологический практикум.Изучение снежного покрова https://geoecology.nethouse.ru/static/doc/0000/0000/0129/129250.csxi795y17.pdf
Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикацииhttps://karpolya.ru/uploads/fajly/10lihen.pdf
Определение чистоты воздуха по лишайникам. https://урок.рф/library/metodika_opredelenie_chistoti_vozduha_po_lishajnikam_070422.html
Метод линейных пересечений https://ecosystema.ru/07referats/pchelkin/monitoring.htm
Определитель лишайниковРоссии http://www.ecosystema.ru/08nature/lich/index.htm
Загрязнение воздуха в городе https://laboratoria.by/stati/zagrjaznenie-tv-chasticami?ysclid=lw6ch4vsfv520393221
Исследование качества снежного покрова в окрестностях города Людиново https://goo.su/mK7UKFn
Элективный курс по химии 9 класс «Практическая химия» https://infourok.ru/elektivniy-kurs-predprofilnoy-podgotovki-prakticheskaya-himiya-1939933.html
ПРИЛОЖЕНИЕ
Приложение 1
Рис.1. Карта загрязнений Нижегородской области в реальном времени.
Приложение 2
Таблица1.Степень антропогенной нагрузки
Интенсивность антропогенной нагрузки | Баллы |
Незначительная или отсутствует | 1 |
Очень низкая | 2 |
Низкая | 3 |
Пониженная | 4 |
Средняя | 5 |
Повышенная | 6 |
Высокая | 7 |
Очень высокая | 8 |
Таблица 2. Интенсивность антропогенной нагрузки
Показатель | Интенсивность нагрузки |
Средняя для РФ | Очень высокая | Высокая | Повывшенная | Средняя | Пониженная | Низкая | Очень низкая | Незначительная |
Общая плотность населения, чел/км2 | 8,6 | 85 | 50-85 | 25-50 | 10-25 | 5-10 | 1-5 | 0,1-1,0 | 0,1 |
Плотность выбросов веществ в атмосферу, т/км2 в год | 3,1 | 50-100 | 25-50 | 10-25 | 5-10 | 1-5 | 0,1-1,0 | 0,1 | 0 |
Приложение 3.
Таблица 3. Интенсивность запаха
Интенсивность запаха | Характер проявления запаха | Оценка интенсивности запаха |
Нет | Запах не ощущается | 0 |
Очень слабый | Запах обычно не замечаемый, но обнаруживаемый опытным исследователем | 1 |
Слабый | Запах обнаруживаемый неопытным исследователем, если обратить на это внимание | 2 |
Заметный | Запах легко замечаемый и могущий вызвать неодобрительный отзыв | 3 |
Отчетливый | Запах обращающий на себя внимание и вызывающий отрицательный отзыв | 4 |
Очень сильный | Запах настолько сильный, что вызывает неприятное ощущение | 5 |
Приложение 4
Инструкция исследования мутности талой воды с помощью цифровой лаборатории Z.LABS
Оборудование: турбидиметр (мутности растворов), ноутбук, дистиллированная вода, химический стакан
1. Подключить датчик турбидиметр (мутности раствора) к ноутбуку или планшету.
2. Запустить программу измерений «Экологический мониторинг» и нажать на «Пуск».
3. Перед началом эксперимента в кювету следует налить дистиллированной воды и установить ее в датчик.
4. Наполнить кювету датчика мутности раствором растопленного образца снега.
5. Поместить кювету в датчик. В течение нескольких минут наблюдать изменения показаний датчика. Наблюдения продолжать до тех пор, пока показания датчика не установятся на определенном значении или будут изменяться незначительно.
6. Зафиксировать значение мутности
Приложение 5
Таблица 5. Определение осадка (взвешенных частиц)
№ | Номер участка забора пробы | Масса фильтра | Масса фильтра с осадком | Масса осадка |
| | | | |
Приложение 6
Инструкция исследования рН среды талой воды
1. Электрод рН подготовить к работе. Снять защитный колпачок с электрода, при помощи лабораторной промывалки и дистиллированной воды сполоснуть его нижнюю часть, после чего высушить бумагой.
2. Закрепить датчик рН в лапке штатива.
3. Запустить программу измерений «Цифровая лаборатория».
4. Подключить мультидатчик цифровой лаборатории «Экология» к ноутбуку в соответствии с руководством пользователя ПО «Цифровая лаборатория».
5. Подключить датчик рН к мультидатчику.
6. В растопленную пробу снега поместить электрод рН.
7. Подождать установления показаний в течение нескольких минут и зафиксировать показания
Приложение 7
Таблица 6. Шкала измерения уровня рН среды
Уровень кислотности воды | Значение (моль/л) |
Сильнокислый | 1-3 |
Кислый | 3-5 |
Слабокислый | 5-6 |
Очень слабокислый | 6-7 |
Нейтральный | 7 |
Очень слабощелочной | 7-8 |
Слабощелочной | 8-9 |
Щелочной | 9-10 |
Сильнощелочной | 10-14 |
Приложение 8
Таблица 7 Степень загрязнения воздуха
Зона | Степень загрязнения | Наличие или отсутствие лишайников | Наличие или отсутствие лишайников | Наличие или отсутствие лишайников |
| | Кустистые | Листовые | Накипные |
1 | Загрязнений нет | имеются | имеются | имеются |
2 | Слабое загрязнение | - | имеются | имеются |
3 | Среднее загрязнение | - | - | имеются |
4 | Сильное загрязнение («лишайниковая пустыня») | - | - | - |
Приложение 9
Таблица 8. Оценка проективного покрытия по 10-балльной шкале
Балл | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Покрытие,% | 1-3 | 3-5 | 5-10 | 10-20 | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-60 | 60-80 | 80-100 |
Приложение 10
Рис. 2 Карта участков, с которых взяты пробы снежного покрова
Приложение 11
|
| |
| |
Фото 1. Забор проб снежного покрова на разных территориях. |
| |
Фото 2. Маркировка образцов талой воды |
| |
| |
Фото 3. Исследование органолептических показателей |
| |
| |
Фото 4. Исследование химических показателей |
|
| |
Фото 5. Исследование методом лихеноиндикации №1 Участок д. Ст.Краи |
| |
№2 Участок с.Вязовка (школа) |
| |
№3 Участок д.Кодочиги |
| |
№4 с.Вязовка (поворот на Вязовку) |
| |
№5 Участок р.п. Тонкино (автостоянка) |
| |
№ 6 Участок р.п. Тонкино, парк Победы |
| |
№7 Участок с.Вязовка, автобусная остановка |
18