Исследовательская работа Исследование снежного покрова в Комсомольске-на-Амуре методом биотестирования

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 3

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

ИССЛЕДОВАНИЕ СНЕЖНОГО ПОКРОВА

В КОМСОМОЛЬСКЕ-НА-АМУРЕ МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ

Содержание:

Введение …………………………………………………………………………………….….3

1. Теоретическая часть………………………………………………………………………..5

   1. Общее экологическое состояние города Комсомольска-на-Амуре……….…………5

1. Состояние атмосферы…………………………………………………………..5

2. Состояние почвенного покрова………………………………………………..6

3. Химические отходы…………………………………………………………….7

4. Состояние и характеристика зеленых насаждений………………………….8

5. Природные памятники и заповедники города Комсомольска-на-Амуре….8

2. Практическая часть...............................................................................................................11

Выводы……………………………………………………………………………………………..13

Заключение.......................................................................................................................................15

Использованная литература............................................................................................................16

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………………………………....17

Введение.

Атмосфера, являясь одним из основных компонентов биосферы, оказывает интенсивное и разностороннее воздействие на гидросферу, геологическую среду, почвенный покров, здания, сооружения, другие техногенные объекты, а также на биоту в целом и на человека в частности. Поэтому охрана атмосферного воздуха представляет собой приоритетную экологическую проблему, которой уделяется пристальное внимание во всех развитых странах. Активное воздействие атмосферы на наземные экосистемы и гидросферу проявляется через атмосферные осадки в виде дождя и снега. Поверхностные и подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание и их химический состав в значительной степени зависит от состояния атмосферы.

Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды. Вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автомобильные выхлопы и др., накапливаются в снегу и с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы, загрязняя их.

В зависимости от источника загрязнения изменяется состав снегового покрова. Так, вблизи котельных, железнодорожных сетей, обслуживаемых тепловозами на мазутном топливе, большого потока автотранспорта, работающего на дизельном серосодержащем топливе, а также ряда специфичных промпредприятий следует ожидать повышенное содержание соединений серы. Антропогенные источники содержания соединений азота – автотранспорт, теплоэнергетика, промпредприятия. Город Комсомольск-на-Амуре является промышленным центром, поэтому я выдвинул гипотезу – атмосферные осадки в городе загрязнены химическими отходами.

Цель работы:

Исследовать общую химическую токсичность снега в Комсомольске-на-Амуре методом биотестирования семян огурца.

Задачи:

1. Проанализировать научную литературу по данной проблеме.

2. Изучить влияние химических веществ на прорастание семян.

2. Поставить эксперимент по прорастанию семян огурца с использованием проб снега из разных мест города.

3. Проанализировать результаты эксперимента

Объект исследования: Общая химическая токсичность снега.

Предмет исследования: Пробы снега с различных участков Комсомольска

Методы исследования:

1. Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач)

2. Экспериментальный (постановка опытов)

3. Описание и объяснение результатов эксперимента

Оборудование:

• семена огурца, примерно одинаковые по размеру;

• чашки Петри;

• пробы снега.

Общее экологическое состояние города Комсомольска-на-Амуре.

Одним из главных факторов, определяющих условия жизни населения, является состояние воздушной среды.

В 2011 г. министерством природных ресурсов и экологии Российской Федерации опубликован приоритетный список городов России с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха, куда вошли 36 городов с максимальным комплексным индексом загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей. Населенные пункты Хабаровского края не вошли в этот список.

Министерство природных ресурсов Хабаровского края назвало главных виновников загрязнения воздуха в крупнейших населенных пунктах региона. Согласно результатам мониторинга качества воздуха, к городам с высоким уровнем загрязнения атмосферы отнесены Комсомольск-на-Амуре, Хабаровск и п. Чегдомын. Высокий уровень загрязнения атмосферы формируется, в основном, под влиянием выбросов предприятий по производству, передаче и распределению электроэнергии, газа, пара и горячей воды, котельных и автотранспорта.

Состояние атмосферы.

Наиболее сильно загрязнён в Комсомольске воздух. Загрязняющие вещества попадают в атмосферу в виде газов (CO и CO₂, NO, NH₃), Соединений тяжёлых металлов (таких, как Pb, Hg, Cu, Co), пылеватых частиц, аэрозолей и твёрдых веществ (сажа, асбест и т.д.). Сильнее всего загрязняет воздух автотранспорт (77%).

На втором месте по загрязнению воздуха в Комсомольске-на-Амуре является «Комсомольская ТЭЦ-2». Вклад этого предприятия в загрязнение города составляет 36% от всех предприятий города. Несмотря на то, что степень улавливания загрязняющих веществ здесь составляет около 90 %, проводимые мероприятия по реконструкции пылеулавливающего оборудования не дают необходимого эффекта, и предприятием не достигаются нормативы предельно-допустимых выбросов. В результате более всего загрязнена центральная часть города.

На третьем месте металлургическое и нефтеперерабатывающее производства приходится 15 и 18% вредных выбросов в атмосферу города. ОАО «Амурметалл», согласно данным гидромета, является основным загрязнителем атмосферного воздуха в Привокзальном микрорайоне.

На ООО «РН – КНПЗ» в связи с ростом объемов производства также увеличились выбросы на 154,7 т по отдельным летучим элементам углеводорода. В июле 2012 года на КНПЗ была запущена установка замедленного коксования, в это время от жителей города Юности стали поступать жалобы на неприятный запах. Специалисты Управления ГО и ЧС с привлечением других служб взяли пробы воздуха в четырёх микрорайонах Комсомольска, в результате было выявлено превышение предельно допустимой концентрации сероводорода, разное в разных районах, максимальное — в 3,5 раза — в районе, приближенном к нефтезаводу.

Состояние почвенного покрова.

На большей части города естественный почвенный покров уничтожен. Зелёные насаждения в городе создаются на почвенных субстратах мощностью от 30 см до 1м. Антропогенные факторы преобладают над естественными факторами почвообразования, формируя специфические типы почв. В таких почвах скелетный материал – мусор (кирпичная крошка, куски асфальта, битое стекло, уголь и т.п.), с отходами, торфокомпостной смесью и иногда фрагментами естественных почвенных горизонтов. Важной характеристикой городских почв является их водопроницаемость.

Сильное воздействие на почву городской средой выражается в её загрязнении человеческими отходами. Соединения ряда микроэлементов, NO₂ и SO₂ нарушают равновесие в почве. Основные источники загрязнения почвы – выбросы промышленных предприятий, ТЭЦ и автотранспорта. Наиболее опасные загрязнители – тяжёлые металлы, хлорорганические соединения и другие токсические вещества.

Большинство выбросов токсических веществ концентрируется на поверхности почвы. Городские почвы (за исключением лесопарковых) имеют повышенное содержание тяжёлых металлов в верхних слоях почвы. Оно возрастает по мере приближения к центру города.

По результатам обработанных и систематизированных данных, полученных от основных (крупных) отходообразующих предприятий и организаций, в 2011 году в Хабаровском крае образовалось 80,686 млн тонн отходов производства и потребления, в том числе: I класса опасности для окружающей среды — 33,611 тонн, II класса — 320,480 тонн, III класса — 0,029 млн тонн; IV класса — 1,620 млн тонн; V класса — 79,037 млн тонн. Отходы V класса опасности составили 97,98 % , IV — 2 %, на долю I, II III классов опасности приходится 0,02 %.

Наибольшее количество отходов 2011 году по данным отчетности образовалось в добывающей промышленности (98 % от общего объема отходов, образующихся в крае). Оставшиеся 2 % представлены следующими отраслями: производство и распределение электроэнергии, газа и воды, лесное хозяйство и металлургическое производство.

Химические отходы.

На территории нашего региона осталось около 15 тонн опасных веществ.

В 2012 году министерство природных ресурсов Хабаровского края приступило к ликвидации химических отходов. Речь идет о ядохимикатах, удобрениях и пестицидах, которые остались от прекративших свою деятельность сельскохозяйственных предприятий. Утилизация потенциально опасного «наследия прошлого» проводится в рамках государственной целевой программы «Охрана окружающей среды и обеспечение экологической безопасности в Хабаровском крае» до 2020 года.

На начало 2012 года объем опасных отходов на территории края составлял около 50 тонн. В течение года ликвидировано 35 тонн отходов, которые находились на территориях Комсомольского, Амурского, Хабаровского муниципальных районов.

Ежегодно в Комсомольске-на-Амуре образуется более 400 тыс. кубометров бытовых отходов и более 300 тыс. т промышленных отходов, из которых используется или обезвреживается более 250 тыс. т. Остальная часть либо подлежит захоронению, либо хранится на объектах временного хранения. На все мероприятия программы планируется затратить более 10 млрд руб., из них средства городского бюджета составят около 370 млн руб. Остальные деньги планируется привлечь из федерального и краевого бюджетов. Предполагаются и частные инвестиции.

В городе уже действует ряд предприятий по переработке промышленных отходов. ООО «Комсомольская алюминиевая компания» в 2012 году утилизировала более 65 т свинцовосодержащих отходов и бывших в употреблении аккумуляторов для последующей переработки. Прием отработанных нефтепродуктов ведет фирма «Сталкер», обезвреживанием ртутьсодержащих отходов занимается предприятие «РЭЦеДем» — в прошлом году на демеркуризацию было отправлено более 80 тыс. ртутьсодержащих ламп. Для повышения уровня переработки отходов в программе предусмотрено более 30 проектов. Будет проведена реконструкция городского полигона, осуществлен ввод установки по переработке резинотехнических изделий и пластика, организована переработка металлургического шлака в щебень и песок для дорожного строительства. Также будет решен вопрос переработки падежной птицы и пера на птицефабрике, организовано централизованное обезвреживание сельскохозяйственных ядохимикатов, создан пункт обезвреживания опасных медикаментов, организован пункт сдачи ртутьсодержащих ламп.

Состояние и характеристика зелёных насаждений.

На растительность города негативное влияние оказывает транспорт. Вдоль дорог растения накапливают в себе в огромных количествах широкий комплекс микроэлементов, содержащиеся в выбросах автотранспорта.

Весь центр Комсомольска сильно загрязнён тяжёлыми металлами, особенно веществами 1 и 2 класса опасности – цинком, кадмием, свинцом, хромом, никелем и медью.

Одним из основных факторов стресса и гибели древесных насаждений является вытаптывание. Уплотнение почвы ведёт к снижению водопроницаемости почвы и воздухообмена в ней. На тропах водопроницаемость снижается до 7 раз. Почва становится бесструктурной, уменьшается пористость. Влага либо стекает с поверхности, либо испаряется, не достигая корней. В 2–3 раза увеличивается глубина промерзания почвы зимой.

Сохраняется тенденция сокращения занятых растительностью площадей. Происходит как антропогенная деградация местообитаний растений, так и их прямое уничтожение. Исчезают внутридворовые и придорожные посадки. Площадь насаждений на одного жителя сокращается и составляет менее 18 м² при норме 24 м².

Природные памятники и заповедники г. Комсомольска-на-Амуре.

1. «Кедрово-тисовая роща»

Памятник природы краевого значения «Кедрово-тисовая роща» располагается в окрестностях турбазы «Снежинка».

Площадь 60,0 га.

Охраняется тис остроконечный, кедр корейский.

1. «Силинский лес»

Памятник природы краевого значения «Силинский лес» располагается в границах лесопарковой зоны Силинского парка.

Площадь 50,76 га.

Охраняется природный дендрарий.

1. Природный заповедник «Комсомольский»

Природный заповедник государственного значения «Комсомольский» расположен на гористом левобережье Амура, недалеко от г. Комсомольска-на-Амуре.

Организован в 1963 году.

Площадь 64 тыс. га, из которых 70% приходится на леса.

Охраняется природный комплекс типичный для Нижнего Приамурья, генетический фонд живых организмов.

Нижнее Приамурье – особый природный регион Дальнего Востока, здесь произошло совмещение трех различных типов флоры, фауны и ихтиофауны: охотского, сибирского, маньчжурского.

Растительный мир Нижнего Приамурья насчитывает около 700 видов растений. Лесными массивами занято – 80 % всей территории. Возраст некоторых деревьев достигает 400 лет.

Животный мир представлен 47 видами млекопитающих и 250 видами водоплавающих и околоводных птиц. В наших лесах можно встретить бурого и белогрудого медведей, амурского тигра, лесного дальневосточного кота.

В многочисленных реках и озерах обитает свыше 130 видов пресноводных рыб. Типичными представителями являются калуга, амур, осетр, змееголов, ауха, ленок, сазан, щука, таймень, налим, сиг, хариус, сом. В период нереста из морей в Амур заходит кета, горбуша, тихоокеанская минога.

Особое место среди охраняемых птиц занимают – японский и черный журавли, белоплечий орлан, дальневосточный белый аист, малый лебедь, орлан-белохвост, беркут, рыбный филин, сапсан, тетеревятник и другие.

1. Рекреационные зоны г. Комсомольска-на-Амуре

- Озеро Рудниковское. Расположено между рекой Амуром и озером Мылки. Площадь 7 га.

- Лесопарковая зона «Амурсталевские сопки». Расположена в границах поселков Амурсталь, Таежный, птицефабрика.

- Парк Строитель. Расположен в границах парка.

- Парк Судостроитель. Расположен в границах парка.

- Парк Железнодорожник. Расположен в границах парка.

- Парк имени Ю.А. Гагарина. Расположен в границах парка.

Практическая часть работы - это эксперимент, который был поставлен в ноябре -декабре 2014 года.

Было взято 5 проб снега из разных участков Ленинского района города Комсомольска-на-Амуре:

1. Со школьного двора (проба № 1),

2. С тротуара тихой улицы Орехова(проба № 2),

3. Возле оживленной площади Металлургов(проба № 3),

4. Из местного парка на улице (Парк имени Ю.А. Гагарина)(проба № 4),

5. Контрольная проба – дистиллированная вода (проба № 5).

Принесли снег в помещение и растопили его. Простерилизовали чашки Петри, подписали на них место, откуда взята проба и поместили в них по 10 семян огурца. Налили на дно каждой чашки талую воду. Каждую пробу повторили 3 раза.

Вели наблюдения за семенами огурца в течение 10 дней. Чтобы не дать семенам и проросткам высохнуть, по мере необходимости добавляли в чашки талую воду, полученную из снега тех же участков. Вели учет проросших семян и суммарную длину корней (в см.), которую определяли путем сложения длины каждого проростка.

Результаты своих наблюдений по каждой пробе занесли в таблицу №1. На основании данных таблицы №1 выполнили компьютерную обработку результатов исследований и представили в диаграмме № 1.

Таблица №1. Результаты наблюдений.

Результаты и обсуждения.

По результатам наблюдений можно сказать, что скорость роста и вегетативной мощности неодинакова в различных пробах. Наибольшая степень общей химической токсичности снега соответствует пробе № 3, взятой в районе прохождения Площади Металлургов. Достаточно высокой токсичностью отличается проба № 2, взятая рядом с тротуаром улицы Орехова. Меньшей степенью химической токсичности отличаются пробы снега № 1 и № 4 , собранные в районе школьного двора и с территории местного парка. Полученные результаты однозначно доказывают, что снег на территории города загрязняется вредными веществами, выбрасываемыми автотранспортом.

Несмотря на то, что проба № 1, оказалась наименее токсичной, но нельзя сказать, что снег этой пробы не содержит вредных примесей, так как всхожесть семян составила менее 50 %.

В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения.

1. Загрязнение отсутствует

Всхожесть семян достигает 90-100%, всходы дружные, проростки креп­кие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует сравнивать опытные образцы.

2. Слабое загрязнение

Всхожесть 60-90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение

Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению с контролем короче тоньше. Некоторые проростки имеют уродства,

4. Сильное загрязнение

Всхожесть семян очень слабая (менее 20%), Проростки мелкие и уродливые.

Выводы.

По результатам наблюдений можно сказать, что скорость роста и вегетативной мощности неодинакова в различных пробах. Наибольшая степень общей химической токсичности снега соответствует пробе № 3, взятой на площади Металлургов. Достаточно высокой токсичностью отличается проба № 2, взятая на тротуаре тихой улицы Орехова. Меньшей степенью химической токсичности отличаются пробы снега № 1 и № 4 , собранные в школьном дворе и с территории местного парка.

Полученные результаты однозначно доказывают, что снег на территории города Комсомольска-на-Амуре загрязняется вредными веществами, выбрасываемыми в атмосферу автотранспортом. Снеговой покров на территории района накапливает все вещества, поступающие в атмосферу в результате сгорания автомобильного топлива. Накапливаясь в снегу, вредные выбросы с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы, тем самым загрязняя их.

В данной работе, используя метод биотестирования (испытания действия вещества или комплекса веществ на живые организмы), мы исследовали общую химическую токсичность различных проб снега и выяснили, что снег действительно является индикатором чистоты воздуха. Сильная степень загрязнения отмечена в пробах, взятых с площади Металлургов и улицы Орехова. Поэтому можно сделать вывод, что основным источником загрязнений в Комсомольске является автотранспорт.

Использованная литература

1. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Хабаровского края в 2011 году / под ред. В.М. Шихалева. — Хабаровск: ООО «Амурпринт», 2012. — 266 с., ил.

2. Государственная целевая программа Хабаровского края "Охрана окружающей среды и обеспечение экологической безопасности в Хабаровском крае" [Электронный ресурс] : в ред. постановления Правительства Хабаровского края от 06.02.2013 N 9-пр // КонсультантПлюс : справ.-правовая система. – 2013

3. Постановление Правительства Хабаровского края от 25.10.2011 N 353-пр

4. (ред. от 19.02.2013) "Об утверждении краевой целевой программы "Обращение с твердыми бытовыми и промышленными отходами в Хабаровском крае на период до 2020 года" // КонсультантПлюс : справ.-правовая система. – 2013

5. Стратегический план устойчивого социально-экономического развития города Комсомольска-на-Амуре до 2025 года : отчет о научно-исследовательской работе / Министерство экономического развития Российской Федерации, Дальневосточный научно-исследовательский институт рынка. – Хабаровск, 2010. – 680 с.

6. Доклад о результатах и основных направлениях деятельности министерства природных ресурсов Хабаровского края за 2012 г. [Электронный ресурс] / Министр природных ресурсов края В.М. Шихалёв // Министерство природных ресурсов Хабаровского края : официальный сайт. – Режим доступа: http://mpr.khabkrai.ru/contents/475/ (дата обращения 18.04.2013)

ПРИЛОЖЕНИЕ