Проектно-исследовательская работа: "Определение образцов почв методом биотестирования"

МКОУ «Верхнелюбажская средняя общеобразовательная школа»

Фатежского района Курской области

Научно – исследовательская работа

«Оценка экологического состояния почвенных образцов методом биотестирования»

Подготовила:

Обучающаяся 8 класса

Рудакова Екатерина Николаевна

Руководитель работы:

Шванова Ольга Альбертовна,

учитель химии и биологии

МКОУ «Верхнелюбажская средняя

общеобразовательная школа»

2022г

Содержание

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

Глава I. Почвенные ресурсы планеты Земля……..………….……………...4

Глава II. Биоиндикация окружающей среды

§1.Общие принципы использования биоиндикаторов……………..8

§2.Особенности использования растений в качестве

биоиндикаторов……………………………………………………..9

§3. Диагностика состояния почвы …….…………………………….9

Глава III. Оценка общего экологического состояния почв

§1. Физические показатели почвы……………………….……….10

§2. Химические свойства почвы………………………………….12

§3. Биотестирование почвы………………………………………14

Глава IV. Практическое определение экологического состояния

различных образцов почвы

§1. Описание объектов исследования……………………………15

§2. Отбор проб почвы и приготовление почвенных вытяжек…...16

§3. Физические и химические показатели почвы……………….19

§4. Оценка токсичности почвенных образцов с помощью

тест-объекта……………………………………………………26

Заключение…………………………………………………………………30

Литература ………………………………………….………………………31

Введение

Почвообразовательный процесс начался примерно 400- 500 млн. лет назад, когда появились высшие растения. После отмирания биомасса растений, находящаяся в земле, используется животными и бактериями в пищевых целях. Переработка биомассы и ее минерализация в почве сопровождаются выделением углекислого газа ,испарением влаги , образованием перегноя, накоплением соединений азота, серы ,фосфора, калия других элементов. Важнейшей функцией почвенного покрова в природе является обеспечение благоприятных условий для существования и воспроизводства жизни. В этом отношении почвенный покров земли можно сравнить с озоновым экраном стратосферы, который защищает все живое от губительного действия космических излучений. Обрабатываемые земли планеты Земля дают 88% энергии, получаемой человечеством с пищей, около 10% ее люди получают от естественных лугов, пастбищ, лесов и 2% дают ресурсы Мирового океана. Для человека более знакомым является слово «почва», ведь именно она преподносит человечеству такой дар как растительность. Многообразие почв велико. Существуют различные виды почв, с различными характеристиками и данными. Нас заинтересовал вопрос о многообразии почв и их экологическом состоянии.

Актуальность проблемы: здоровье, а порою и жизнь человека, находятся в непосредственной зависимости от экологического состояния среды, окружающей человека. Одной из основных сред является литосфера, более знакомая нам как почва. Соответствует ли норме экологическое состояние почвы моего села Верхний Любаж ? На этот вопрос я и попыталась найти ответ.

Цель работы – дать оценку токсичности почвенных образцов с помощью биологического тест-объекта. Для достижения цели были поставлены следующие задачи :

Задачи:

1. Определить зависимость развития тест- растения от токсичности объектов исследования.

2. Определить физические и химические показатели образцов почвы.

Объектом работы стали три определённых территории: учебно- опытный участок школы, лес, участок около автодороги М.2).

Предметом исследования является воздействие токсичности исследуемых объектов на рост и развитие тест- растений: кресс-салат, пшеница.

.

Гипотезой исследования является предположение, что токсичность образцов почвы отличается и зависит от объектов исследования.

Методами исследования стали химический эксперимент, наблюдение, оценка.

Оборудование: фотоаппарат, линейка, ручка, блокнот, калькулятор, компьютер и компьютерные программы, весы, химическое оборудование и реактивы.

Продолжительность исследования: 2 месяца (сентябрь-октябрь).

Глава I. Почвенные ресурсы планеты Земля

Почва - это особое природное тело, образующееся на поверхности Земли и обладающее уникальным свойствам – плодородием, т.е. способностью обеспечивать растения необходимым набором и количеством питательных веществ, водой, воздухом. Исключительно важное значение для плодородия имеет перегной, в котором накапливаются необходимые для питания растений химические элементы: азот, фосфор, калий и др. Гумус придает почве агрономически благоприятную структуру, при которой создается оптимальный режим для обеспечения растений водой и воздухом. Плодородие почвы зависит не только от содержания в ней питательных веществ, но и от многих других ее свойств. Такими свойствами являются: плотность, механический состав, структура, влажность, кислотность, засоленность.

Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почву может приводить к повышению ее плодородия, а в других – к ухудшению , деградации и гибели. К особо опасным последствиям отрицательного воздействия человека на почвы относится их ускоренная эрозия. Под эрозией почв понимают процессы разрушения и выноса плодородного слоя водой или ветром. Естественная эрозия протекает очень медленно, и процессы вымывания и выдувания почв уравновешиваются естественным почвообразованием. При ускорении эрозии разрушение почвы происходит во много раз быстрее естественных процессов ее восстановления. Образование плодородного гумусового горизонта процесс длительный. При катастрофических ураганах, ливнях нарушение человеком почвы могут быть уничтожены в течение нескольких дней и даже часов.

Различают несколько типов ускоренной эрозии почв:

1. Ветровая, или эоловая, эрозия происходит при перемещении ветром мелких частиц почвы. Распространена она на сухих песчаных почвах, содержащих много мелких пылевидных частиц.

2. Водная эрозия может быть плоскостной, струйчатой и овражистой. Она вызывает оползни и сели. При плоскостной эрозии происходит постепенный смыв поверхностного слоя почвы талыми водами и дождями в понижения.

3. Струйчатая, или борозчатая, эрозия быстро развивается при дружном таянии снега весной и сильных ливнях на склонах, лишенных растительности или занятых пропашными культурами. Вода, стекающая по склонам, увлекает за собой частицы почвы, образуя параллельно струйчатые размывы. Развитию этой эрозии способствует распашка полей вдоль склонов.

4. Овражистая эрозия развивается на склонах, лишенных древесной растительности, со слаборазвитой дерновиной. Ручейки, сбегающие со склона, соединяются вместе, образуя единый крупный поток. Он смывает поверхностный слой почвы, углубляет дно оврага до материнской породы, подмывает берега. Средняя скорость роста оврага в безлесных районах 1- 3 м в год, в отдельных районах она может достигать 8 и даже 25 м в год. Скорость роста оврагов зависит от особенностей почвы, рельефа местности, плодородно-климатических условий, развития растительности и дерновины.

Селевые потоки и оползни – наиболее опасные формы водной эрозии в горах.

5. Ирригационная эрозия возникает в районах орошаемого земледелия в результате неумеренного и неправильного полива. В тех случаях, когда вода на поле подается мощным потоком. Стекает по склонам, происходит смыв и разрушение почвы и даже образование оврагов.

Водная эрозия распространена на Земле значительно шире, чем ветровая. Приносимый ею вред более существенный.

Наиболее существенной проблемой, связанной с сохранением почв, является их охрана. Межзональные мероприятия по борьбе с эрозией почв включает следующее:

1) противоэрозинную организацию территории, включающую правильное размещение и чередование севооборотов, полезащитных лесонасаждении и гидротехнических сооружений;

2) введение почвозащитных и лугопастбищных севооборотов, включающих многолетние травы, занятые пары, сокращение площадей пропашных культур и черных паров;

3) прекращение рядового посева растений, культивация полей вдоль склонов;

4) создание на склонах полос-буферов из многолетних трав;

5) укрепление, облесение склонов оврагов, песков, создание защитных лесонасаждений;

6) залужение и закрепление ложбин, крутых склонов, заравнивание промоин;

7) регулирование выпаса скота в балках, на крутых склонах, супесчаных и песчаных почвах;

8) специальные меры по защите насыпей дорог от размыва.

Зональные мероприятия по борьбе с эрозией очень разнообразны. В группу агротехнических мер включают:

1) вспашку, культивацию, посев растений поперек склона;

2) углубление пахотного слоя для лучшего впитывания влаги и уменьшения поверхностного стока;

3) безотвальную обработку почв по стерне;

4) прокладку на глубине 40 – 50 см специальных горизонтальных скважин, или дрен, для стока излишней воды и др.

Лесомелиоративные меры заключаются в создании полезащитных лесных полос.

Для борьбы с оврагами, подмывом и разрушением их берегов, катастрофическими паводками, оползнями, селями предусмотрено создание валов, дамб, плотин, каналов в сочетании с облесением территорий вокруг гидротехнических сооружений.

Глава II. Биоиндикация окружающей среды.

§1.Общие принципы использования биоиндикаторов.

Состояние биологической системы (организм, популяция, биоценоз) в той или иной степени характеризует воздействие на нее природных или антропогенных факторов и условий среды и может применяться для их оценки. Биоиндикаторы (от био и лат. indico-указываю, определяю)-организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Многолетний опыт ученых разных стран по контролю состояния окружающей среды показал преимущества, которыми обладают живые индикаторы:

• В условиях хронических антропогенных нагрузок могут реагировать даже на относительно слабые воздействия вследствие кумулятивного эффекта; реакции проявляются при накоплении некоторых критических значений суммарных дозовых нагрузок;

• Суммируют влияние всех без исключения биологически важных воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом, включая ее загрязнение и другие антропогенные изменения;

• Исключат необходимость регистрации химических и физических параметров, характеризующих состояние окружающей среды;

• Фиксируют скорость происходящих изменений;

• Вскрывают тенденции развития природной среды;

• Указывают пути и места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений и ядов, возможные пути их попадания в пищу человека;

• Позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых человеком веществ для живой природы и для него самого, причем дают возможность контролировать их действие.

В качестве биоиндикаторов могут быть использованы представители всех «царств» живой природы. Для биоиндикации не пригодны организмы, поврежденные болезнями, вредителями и паразитами.

§2.Особенности использования растений в качестве биоиндикаторов.

С помощью растений можно проводить биоиндикацию всех природных сред. Индикаторные растения используются при оценке механического и кислотного состава почв, их плодородия, увлажнения и засоления, степени минерализации грунтовых вод и степени загрязнения атмосферного воздуха газообразными соединениями, а также при выявлении трофических свойств водоемов и степени их загрязнения поллютантами.

§3. Диагностика состояния почвы

В основе принципа биологической диагностики почв лежит представление о том, что почва как среда обитания составляет единую систему с населяющими ее популяциями разных организмов.

Лучше других разработаны ботанические методы фитоиндикации и диагностики почв. Например, путем анализа состава и структуры растительных сообществ, распространения растений-индикаторов или определенных индикационных признаков у отдельных видов растений можно установить тип почвы, степень ее гидроморфизма, развитие процессов заболачивания, соленоскопления и т.д. Среди растений обнаружены индикаторы на тот или иной механический и химический состав почв, степень обогащенности питательными элементами, на кислотность или щелочность, глубину протаивания мерзлотных почв или уровень грунтовых вод. Кроме того, для оценки экологического состояния почвы возможно и удобно применить метод биотестирования, как простой и достаточно точный.

Глава III.Оценка общего экологического состояния почв.

§1. Физические показатели почвы

Характеристика физических свойств почвы включает в себя несколько показателей:

1. Механический состав.

Механический состав обусловлен наличием в ней глины, песчаника, мелких камней, биогенных и антропогенных включений. По механическому составу почвы бывают: песчаные – состоит из песчаных частиц, сыпучие; супесчаные – шнур не скатывается, при растирании дает ощущение песчаных частиц; легко-, средне-, тяжелосуглинистые – во влажном состоянии имеют слабую пластичность, шнур образуются непрочный; легко- , тяжелоглинистые – во влажном состоянии пластичны, при скатывании получается шнур небольшой длины. От механического состава зависит водопроницаемость, водоудерживающая и водоподъемная способность почв.

2. Структура почвы

Под структурой почвы понимают строение её агрегатных частиц, а под структурностью – способность почвы при ее рыхлении распадаться на отдельные комочки (агрегаты). В зависимости от величины комочков различают микро- и макроструктуру. Под макроструктурой подразумевают почвенные агрегаты величиной от 0,25 до 10 мм. Комочки больше 10 мм характеризуют глыбистую структуру. По структуре почвы подразделяются на следующие типы:

Кубовидный тип

Структурные отдельности простираются по 3 – м направлениям ( х,у,z ).

а) глыбистая

б) комковатая (грани ребра обтекаемые)

в) ореховая

г) зернистая (грани и ребра выражены четко)

Призмовидный тип.

Структурные отдельности вытянуты по оси ОУ

а) столбчатая (закругляется вверху и внизу )

б) призматическая (усеченная вверху и внизу).

Плитовидный тип

Структурные отдельности вытянуты по горизонтальной оси.

а) плитчатая

б) чашуйчатая.

Для эффективного плодородия наибольшую ценность представляет зернистая и мелкокомковатая структура.

§2. Химический состав почвы.

Необходимо рассмотреть следующие составляющие:

1. Кислотность почв.

Реакция почвы обусловлена соотношением в почвенном растворе водородных и гидроксильных ионов.

Кислотность почвенного раствора обуславливается наличием в нем положительно заряженных ионов (Н⁺), щелочность – наличием отрицательно заряженных гидроксид - ионов (ОН^-). Для удобства концентрации водородных ионов выражают в виде отрицательных степеней от числа 10. например, 10^-1 моль/литр.

Для характеристики кислотности принято пользоваться одним показателем степи, взяв его с обратным знаком. Это водородный показатель или pH.

Величина pH регулирует химические и биохимические процессы. От нее зависит рост растений, развитие, существование полезных микроорганизмов и т.д.

По величине pH растворы почвы делятся на: сильнокислые – pHЗ – 4; кислые – pH- 4.00-5; слабокислые – pH – 5,0-6; нейтральные – pH – 6-7; слабощелочные – pH 7-8; сильнощелочные – pH 8-9.

Многие сельскохозяйственные культуры лучше всего растут на нейтральных или слабощелочных почвах.

Избыточная почвенная кислотность отрицательно сказывается на росте и развитии растений. Она подавляет жизнедеятельность бактерий, в особенности тех, которые разлагают органическое вещество и делают его доступным для растений, и которое усваивают азот воздуха (фиксация атмосферного азота клубеньковыми бактериями происходит при pH7 – 7,20), поэтому подбор удобрений и эффективность их использования сильно зависят от кислотности почвы. Известно, например, что нейтральные соли азота лучше усваиваются в кислотной среде (pH5), а аммиачные соединения – в нейтральной (pH7). Различают две формы кислотности – актуальная и обменная. Актуальная кислотность показывает концентрацию ионов водорода в почвенном растворе. Эта кислотность влияет на рост растений. Но более постоянной является обменная кислотность, характеризующая количество поглощенных почвой ионов водорода, способных вытесняться в почвенный раствор при взаимодействии с нейтральными солями.

Реакция почвы оказывает разносторонее влияние на свойства почв и растения. В кислых почвах наблюдаются недостаток Са, повышается токсичность ионов А1, Мп, Н, ухудшается физические свойства почвы, снижается ее биологическая активность.

В кислых почвах повышается растворимость соединений железа, марганца, алюминия, бора, меди, цинка. При избытке этих элементов продуктивность растений снижается. В то же время высокая кислотность понижает доступность молибдена. Усвояемость фосфора максимальна при рН – 6,5, в более кислой (как и щелочной) среде она снижается. Кислая среда угнетающе действует на процессы аммонификации, нитрификации, фиксации азота из воздуха, ухудшая азотный режим почвы. Оптимальные условия для развития микрофлоры, определяющей эти процессы, находятся в пределах рН 6.5 – 8.0.

2. Засоленность почвы.

Засоленность почвы характеризуется повышенным содержанием легкорастворимых минеральных солей, что неблагоприятно сказывается на физических и химических свойствах почвы и создает неблагоприятные условия для развития и роста растений. Сильнозасоленные почвы обычно непригодны для выращивания сельскохозяйственных культур. У растений, произрастающих на засоленных почвах, задерживаются набухание семян, цветение, рост, снижается урожайность. Наиболее вредное влияние оказывают карбонаты, хлориды и сульфаты натрия. При выявлении сильного засоления почв сельскохозяйственных угодий необходимо проводить специальные гидромелиоративные мероприятия (орошение, дренаж, промывка).

§3. Биотестирование почвы.

Любая человеческая деятельность, особенно связанная с производством, провоцирует попадание в окружающую среду множества различных химических элементов. Все они обладают определенными токсикологическими свойствами. Данные вещества, попадая в почву, делают ее особо токсичной. Эти процессы пагубно влияют на живые организмы, способствуют появлению у них разнообразных повреждений. 

Биотестирование — часто применяемый способ определения присутствия загрязняющих веществ в окружающей среде, а именно, степени ядовитости грунта, причины неодинакового приспособления живых организмов к выявленным токсикантам и основные тенденции их адаптации. Данный способ предполагает применение различных тест-объектов, которые способны отреагировать на возникшую угрозу. Его результаты составляют полную картину о токсикологических характеристиках окружающей среды при различных составах загрязняющих веществ. 

Для определения загрязнения почвы используют экспресс-диагностику с применением водных экстрактов, содержащих определенное количество водорастворимой фракции почв. Тест-объектами становятся ракообразные, водоросли и инфузории. Способ изучения загрязнения грунта с помощью организмов, живущих в почве, называют биотестированием ее фитотоксических свойств. 

В качестве тест-объектов используют семена разнообразных культурных растений и живые организмы (например, кольчатых червей). Наиболее часто экспериментируют над кресс-салатом, поскольку это растение обладает быстрой всхожестью (2-3 дня) и созреванием (через неделю возможно собирать урожай). Метод заключается в отборе почвы на трех различных земельных участках и посеве семян в отобранный материал. Используемый материал во время исследования содержится при равных условиях. В конце опыта (через 10-12 дней) рассматривают полученные результаты. Изучают всхожесть семян, размер зародышевого корешка и побега. Итоговые результаты сравнивают с контрольными данными, для получения которых используют заведомо грязный грунт.

Глава IV. Практическое определение экологического состояния

различных образцов почвы

§1. Описание объектов исследования.

Школьный учебно-опытный участок.

Лес. Расположен в северной части поселка

Участок около автодороги . Простирается по всей территории поселка.

§2.Отбор проб почвы и приготовление почвенных вытяжек.

Отбор проб почвы начинается с выбора места для исследования почвы. Проба почвы-это определенное количество почвы, взятое в соответствии с нормативно-технической документацией для исследования. Значит, прежде чем выбирать место для изучения почвы, надо установить, почву какого участка вы намереваетесь изучить-склона, водораздела или днища долины, пашни или леса. Место для изучения должно находиться в центральной, а не в краевой части территории с характерными условиями. Оно не должно чем-либо выделяться на участке-здесь не должно быть ни каких-либо мелких повышений или понижений рельефа, ни дороги (или даже тропинки), ничего, что могло бы придать почве особые черты, сделав ее нетипичной для тех условий, которые были избраны.

Отбор проб проводился на трех экспериментальных участках: р ядом с автотрассой, школьный учебно- опытный участок , лес.

Наиболее распространенным методом отбора объединенной пробы почвы является метод конверта. Данный метод применяется для исследования почвы гумусового горизонта. При этом из точек контролируемого участка отбирают четыри точечных проб почвы. Точки должны быть расположены так, чтобы, мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта (длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5-10 м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины 20 см, что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг (по объему около 0,5 л), но не менее 0,5 кг.

Почвенные пробы упаковывают в полиэтиленовые или полотняные мешки и прилагают к каждому из них этикетку (сопроводительный талон), в которой, в общем случае, указывают:

• Место взятия образца (адрес, номер пробной площадки);

• Номер образца (почвенного разреза) и дату (час) отбора, горизонт или слой, глубину взятия пробы.

• Характер метеорологических условий в день отбора пробы (освещение солнцем, применение удобрений, наличие близлежащих свалок и мусора, сточных канав и др.)

Следует иметь в виду, что при транспортировке и хранении пробы почвы в мешке проницаемом для паров воды, может измениться влажность пробы. С другой стороны, при длительном нахождении пробы в «недышащем» мешке, например, полиэтиленовом, в пробе могут протекать биологические процессы, в результате которых изменяется состав микрофлоры и микрофауны, а также может измениться химический состав. Все методы аналитической химии, используемые при анализе почв, основаны на исследовании растворов. Поэтому химический анализ почв начинают с переведения в раствор составных частей почвы или с их разложения. Основными способами подготовки пробы почвы для химического анализа являются следующие:

1. Приготовление водной вытяжки. Применяется при определении содержания в почве растворимых солей-хлоридов, сульфатов, карбонатов, гидрокарбонатов, солей кальция и магния - главным образом при оценке засоленности почвы. Является наиболее простой процедурой, легко осуществимой практически в любых условиях.

2. Приготовление солевой вытяжки. Применяется при определении величины pH, являющейся показателем обменной кислотности почвы (иногда величину pH вытяжки называют кислотностью почвы, что не вполне корректно). Для приготовления водной вытяжки обычно применяют дистиллированную воду либо кипяченую питьевую воду с малым солесодержанием («мягкую»).

Приготовление водной почвенной вытяжки.

1. В стакан на 200 мл поместили 20-50 г высушенной и охлажденной до комнатной температуры почвы. Взвесили стакан с почвой и без нее, определив массу почвы.

2. Добавили к почве дистиллированную воду в количестве 5хm мл (5 мл воды на 1 кг почвы).

3. Перемешали содержимое стакана в течение 3-5 минут с помощью лопатки.

4. Отфильтровали содержимое стакана через бумажный фильтр, собирая готовую вытяжку в нижнем стакане. Вытяжка должна быть однородной и не содержать частиц почвы.

Приготовление солевой вытяжки.

Солевая вытяжка используется для определения величины pH, являющейся показателем обменной кислотности почвы. Солевую вытяжку приготавливают с применением раствора хлорида калия концентрацией 1 г-моль экв/л. Такой раствор можно приготовить растворив 38 г (0,5 г-моль) сухой соли хлорида калия (KCLв 0,5 л дистиллированной воды, используя мерную колбу или другую подходящую мерную посуду.

§3. Физические и химические показатели почвы

1. Определение механического состава почвы

Определение механического состава почвы с помощью мокрого метода, или метода раскатывания шнура.

Механический состав обусловлен наличием в ней глины, песчаника, мелких камней, биогенных и антропогенных включений. По механическому составу почвы бывают: 1. Песчаные – состоит из песчаных частиц, сыпучие;

2. Супесчаные – шнур не скатывается, при растирании дает ощущение песчаных частиц;

3. Легко-, средне-, тяжелосуглинистые – во влажном состоянии имеют слабую пластичность, шнур образуются непрочный;

4. Легко- , тяжелоглинистые – во влажном состоянии пластичны, при скатывании получается шнур небольшой длины.

От механического состава зависит водопроницаемость, водоудерживающая и водоподъемная способность почв.

Вывод: Представленные образцы почвы достаточно разнообразные по всем характеристикам физических показателей почвы.

2. Определение влагопроницаемости.

Вывод: Наибольшая влагопроницаемость отмечается у образца №3.

3. Определение физических показателей почвы.

4. Определение химических показателей почвы.

Опыт 1. Обнаружение катионов калия

Условия проведения реакции:

1. Температура комнатная.

Выполнение анализа:

В пробирку помещают 10 мл пробы почвенной вытяжки(pH=4-6). Опускают металлическую проволоку поочерёдно в пробы, а затем в открытое пламя. При наличии катионов калия пламя окрашивается в розово-фиолетовый цвет.

Результаты:

Вывод: Катионы калия присутствуют только в образце №1

Опыт 2. Обнаружение катионов кальция

Условия проведения реакции:

1. Температура кипения.

Выполнение анализа:

Катионы кальция обнаруживаются процессом кипячения, в результате которого образуется нерастворимый осадок карбоната кальция.

Результаты:

Вывод: Катионы кальция присутствуют во всех образцах

Опыт 3. Обнаружение хлорид – ионов.

Реагенты:нитрат серебра (5 г AgNO₃ растворить в 95 мл воды); азотная кислота ( 1: 4).

Условия проведения реакции:

1. pH

2. температура комнатная.

Выполнение анализа:

К 10 мл пробы воды прибавляют 3-4 капли азотной кислоты и прибавляют 0,5 мл раствора нитрата серебра.

Белый осадок выпадает при концентрации хлорид – ионов более 100 мг/л:

Cl^-+Ag⁺=AgCl ↓/

Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид – ионов более 10 мг/л, опалесценция – более 1 мг/л.

При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.

Результаты:

Вывод: Наибольшее количество исследуемых ионов обнаружено в образце №1

«Общее содержание ионов»

Опыт №4 Определение кислотности почвы

Данный опыт проводился с помощью компьютерной программы «Химический практикум».

§4. Оценка токсичности почвенных образцов с помощью тест- объекта.

Все исследования по теме проводились в кабинете химии Арьевской средней общеобразовательной школы в дневное время, при сочетании искусственного и естественного освещения в стандартных, оптимальных для тест-растений условиях. Оценить уровень загрязнения почвы можно, используя тест на прорастание семян. Интенсивность прорастания будет определяться наличием вредных примесей (тяжелые металлы и другие токсические вещества), и такое тестирование проводится как предварительное для выявления особенно загрязненных водоемов с целью последующего химического анализа. В качестве тест-растений были использованы проростки высшего растения - кресс-салата и пшеницы.

Методика исследования

Соотношение между продуктивностью растений и токсичностью почвы показывает метод биотестов предложенный Фёдоровой А.И.(Практикум…, 2001). В качестве тест-растений применяли семена кресс-салата. Из всех используемых в исследованиях растений кресс-салат обладает повышенной чувствительностью к загрязнению воды тяжелыми металлами. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти 100% всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Кроме того, побеги и корни кресс-салата под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям(задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней) (Голубкина, 2008).

За 2-3 дня до опытов семена тестового растения замачивались на сутки в воде, затем производится посадка семян в приготовленные заранее образцы почвы. Землю поливают сверху одинаковым количеством дистиллированной воды. Повторность – трёхкратная. После достижения ростками высоты 5-7см их выкапывают, разделяют бритвой на части (стебель, корни), измеряют и взвешивают. Данные обрабатывают статистически, выражают в процентах к контролю.

Соотношение между продуктивностью растений и токсичностью почвы определялось после измерения и взвешивания проростков тест – растений. Нами были получены данные, которые мы занесли в таблицу в числовом виде.

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТ-РАСТЕНИЯ «КРЕСС-САЛАТ»

Токсическое действие пробы считается доказанным, если в эксперименте зафиксирован токсический эффект торможения роста проростков, а именно их корней на 50 % (Груздева, 2002).

Вывод: из данных таблицы видно, что наиболее благоприятной для роста и развития проростков тест-растения является проба № 1 – учебно- опытный участок По степени роста и вегетативной мощности проростков можно сделать вывод о том, что в пробе № 3 автотрасса наблюдается торможение роста корней проростков.

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТ-РАСТЕНИЯ «ПШЕНИЦА»

Вывод: из данных таблицы видно, что наиболее благоприятной для роста и развития проростков тест - растения является проба № 1 – учебно-опытный участок. По степени роста и вегетативной мощности проростков можно сделать вывод о том, что в пробе № 3 автотрасса наблюдается торможение роста корней проростков.

Заключение

Достигнуты следующие результаты:

1. Определена зависимость развития тест - растений от токсичности объектов исследования.

2. Определены физические и химические показатели образцов почвы.

Кроме того, в работе показана большая значимость и важность экологического состояния почвы, изучен состав и виды почв, основные загрязнения. В целом, мы получили достаточно подробную характеристику взятых образцов почвы. Результаты исследования показали, что все образцы почв очень разнообразны, имеют большие механические примеси камней, стекла и другие неопознанные материалы. Это свидетельствует о плохом экологическом состоянии окружающей нас почвы. Цель работы достигнута, гипотеза подтверждена.

Литература

1. О.В. Астафьева, С.Е. Дерягина, А.Н. Медведев отходы предприятий горно-

добывающего комплекса Урала – перспективный источник минеральных ресурсов. -

ЭкиП, январь 2011, с. 40-43.

2. А.В. Васильев, Ю.П. Терещенко, Л.Р. Хамидуллова Оценка токсикологических

загрязнений биосферы на основе балльно-рейтингового ранжирования. - ЭкиП, февраль

2013, с.46-48.

3. Н.М. Дуров, Г.С. Подгородецкий Исследование состава и физико-химических

свойств отходов металлургического производства и углеобогащения ОАО «Северсталь». –

ЭкиП, январь 2011, с. 56-59.

4. Л.И. Леонтьев Нет дальнейшему накоплению техногенных отходов металлургии. –

ЭкиП, январь 2013, с.1-2.

5. Е.В. Нефедова Экология. Учебное пособие. - Новотроицк: НФ НИТУ "МИСиС", 2015.

– 136 с.

6. Е.В. Нефедова, М.Н. Белова Экология. Лабораторный практикум. - Новотроицк: НФ

НИТУ "МИСиС", 2015. – 90 с.

7. Т.А. Трифонова, Е.Ю. Алхутова Фитоэкстракция тяжелых металлов из

загрязненных почв на примере системы почва – гальваношлам – луговая растительность. -

ЭкиП, январь 2012, с.33-37.

8. В.Д. Черчинцев, В.С. Кошкина, Н.А. Антипова Влияние шлаковых отвалов на

экосистемы Южного Урала. - ЭкиП, февраль 2010, с.52-54.