Научно-исследовательская работа по экологии Определение состояния атмосферы

Одним из способов изучения чистоты воздуха является исследование снега. Снеговой
покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу.
В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха.

В зависимости от источника загрязнения и его удаленности изменяется состав снегового
покрова, поэтому нами были взяты пробы снега на анализ в различных местах на территории
п. Мундыбаш. А именно: у дороги по улице Октябрьская, вблизи котельной, железной
дороги, на территории обогатительной фабрики, школы №18, в конце улицы Буденного
и Суворова. В результате этих исследований выяснилось, что в близи автодороги на
ул. Октябрьская, территории фабрики и школы снег содержит повышенное содержание
соединений серы. Вблизи автомобильных дорог и котельных наблюдаются повышенное содержание
соединений азота.

Информативным является показатель величины рН снеговых вод. В малозагрязненном
снеге, взятом в конце ул. Буденная и ул. Суворова он изменяется от 5,5 до 5,8. Вблизи
железной дороги и котельной, как правило, рН снега имеет более высокие значения,
т.е. обозначает слабощелочную или щелочную среду, что связано с выпадением зольных
частиц, содержащих соединения гидрокарбонатов калия, магния, повышающий pH снеговой
воды.

Вдоль автомобильной дороги, на территории фабрики и школы № 18 снеговой покров
уменьшается, что свидетельствует о кислотности осадков, т.к. продукты сгорания содержат
оксиды серы, азота и углерода.

Хорошим показателем чистоты воздуха, на наш взгляд, является определение наличия
нерастворимых веществ в снеговой воде. Для определения этого мы на всех участках
набрали одинаковое количество снега – 3 кг. Сразу после таяния провели анализ на
цвет, прозрачность и запах. Затем пробы профильтровали, высушили осадки на фильтре
и взвесили. Даже невооруженным взглядом было видно, что самый грязный снег находился
на территории фабрики и по улице Октябрьская, здесь масса нерастворимых частиц превышала
показатели других участков в несколько раз. Следующими по загрязненности шли участки
при железной дороги, котельной и территория школы № 18. Самыми чистыми оказались
улицы Буденного и Суворова, но и там наблюдаются нерастворимые осадки, т.к. это
районы частного сектора, где люди в зимнее время топят печи.

Определение кислотности снега

Промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу оксиды азота и серы; соединяясь
с водой, они образуют кислоты. Кислотные осадки губительно действуют на живые организмы,
строения, памятники. Используя индикаторную бумагу, можно определить наличие кислот
в осадках и предсказать, к каким последствиям приведет таяние снега. Если в пробе
pH меньше 5,6, то это говорит о кислотных выпадениях в изучаемом районе в течение
зимы, что наблюдается на участках приближенных к обогатительной фабрике: 3,4,5

Участок название

pH

характеристика

1

ул. Суворова

5,5

нейтральная

2

ул. Буденного

5,5

нейтральная

3

ул. Октябрьская

5

слабокислотная

4

территория школы №18

5

слабокислотная

5

территория фабрики

4,5

кислотная

6

железная дорога

6

щелочная

7

котельная

6

щелочная

Органолептические показатели снеговой воды. Прозрачность

Прозрачность снеговой воды зависит от количества взвешенных частиц и содержания
химических веществ.

Мерой прозрачности служила высота столба воды (в см), при которой можно различить
на белой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм. Для определения прозрачности
мы налили воду в высокий цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и дном из плоско
отшлифованного стекла. Цилиндр установили неподвижно над шрифтом на высоте 4 см.
Просматривая шрифт сверху через столб воды и доливая воду в цилиндр, нашли высоту
столба воды.

Участок

Название

Высота столба (см)

1

ул. Суворова

45

2

ул. Буденного

40

3

ул. Октябрьская

15

4

территория шк. №18

20

5

территория фабрики

11

6

железная дорога

22

7

котельная

24

Самой прозрачной оказалась снеговая вода с участков наиболее удаленных от обогатительной
фабрики, железной дороги и котельной.

Запах

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее
естественным путем.

Для определения запаха снеговой воды мы взяли ее 100 мл при комнатной температуре,
налили в колбу вместимостью 200 мл с широким горлом, накрыли стеклом и встряхнули
вращательными движениями. Открыв стекло, быстро определили запах и его интенсивность,
используя таблицы, приведенные далее.

Характер и род запаха воды естественного происхождения

Характер запаха

Примерный род запаха

Ароматический

Огуречный, цветочный

Болотный

Илистый

Гнилостный

Фекальный, сточной воды

Древесный

Мокрой щепы, древесной коры

Землистый

Прелый, свежевспаханной земли, глинистый

Плесневый

Затхлый, застойный

Рыбный

Рыбы, рыбьего жира

Сероводородный

Тухлых яиц

Травянистый

Скошенной травы, сена

Неопределенный

Не подходящий под предыдущие определения

Интенсивность запаха воды

Балл

Интенсивность запаха

Качественная характеристика

0

Никакой

Отсутствие ощутимого запаха

1

Очень слабая

Запах, неподдающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый
в лаборатории

2

Слабая

Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый,
если на него обратить внимание

3

Заметная

Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относится к
воде с неодобрением

4

Отчетливая

Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной
для питья

5

Очень сильная

Запах настолько сильный, что вода становится непригодной
для питья

На участках 1,2 интенсивность запаха была слабая, на остальных – заметная. По
характеру он был похож на землистый или неопределенный. В общем, так пахнет обычный
снег, только в районе фабрики и железной дороги немного интенсивнее.

Выявление химических загрязнений в снегу

Используя специальные методики, можно выявить в снеговой пробе конкретные химические
вещества, которые попадают в снег из атмосферы. Для этого мы использовали отфильтрованную
снеговую воду.

Методики определения химических веществ.

  1. SO42-.

К 10 мл пробы прибавить 1мл хлорида
бария. При содержании SO42- возникает помутнение.

  • SO32- .

  • К 10 мл пробы прибавить слабый раствор
    марганцовокислого калия. При содержании сульфит ионов розовый цвет исчезает.

  • S2-.

  • К 10 мл пробы добавить нитрат серебра. Если есть сульфид
    ионы, то появиться слабое помутнение.

  • CL-.

  • К 10 мл пробы добавить ацетат свинца. При наличии хлорид
    ионов выпадает осадок черного цвета.

  • NH4-.

  • К 10 мл пробы добавить р-р щелочи сильной
    концентрации и подогреть. При наличии ионов аммония появится запах аммиака.

    Полученные данные внесли в таблицу. Мутность измеряли в баллах от 0 до 10.

    Химические соединения

    Исследуемые участки

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    1.

    SO42-

    2

    3

    5

    6

    8

    1

    1

    2.

    SO32-

    0

    1

    2

    2

    2

    2

    2

    3.

    S2-

    2

    2

    7

    8

    9

    3

    3

    4.

    CL-

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    5.

    NH4-

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Самыми загрязненными химическими веществами как всегда оказались участки 3, 4,
    5, прилегающие к территории фабрики, самыми чистыми являются удаленные участки.
    Во всех пробах оказались соединения серы, в общем, что и следовало ожидать.

    Воздух нашего поселка

    Поселок Мундыбаш находится на склонах возвышенного плато, расчлененного долинами
    трех рек: Мундыбаш, Тельбес и Кондома. Так же как и в Кемеровской области, в результате
    ее географического положения, в нашем поселке преобладают западные и юго-западные
    ветры. Он также оказался в котловине, образованной долинами рек, поэтому в тихую
    безветренную погоду атмосфера над поселком застывает.

    Основными загрязнителями атмосферы поселка являются: обогатительная фабрика,
    особенно в зимнее время, когда на всю мощь работают сушилки; железная дорога, так
    как она проходит сквозь весь поселок, а по ней перевозят грузы, загрязняющие воздух
    твердыми частицами; котельные, их в поселке 5; печи в частном секторе; горящий уголь,
    лежащий вдоль дороги на протяжении 200 метров; и автотранспорт, которого становится
    все больше. Как уже видно, основное загрязнение происходит в зимнее время, и от
    дыма и пыли населению просто некуда деться, потому что в поселке нет ни тротуаров,
    ни пешеходных дорожек, отгороженных от основной дороги насаждениями, обойти задымленные
    участки дороги тоже невозможно, потому что другой дороги тоже нет.

    Самым грязным районом является территория обогатительной фабрики и прилежащие
    к ней жилые районы, т.е. ул. Октябрьская, Рабочая и Советская. По мере удаления
    от них, особенно в северном и восточном направлениях воздух становится гораздо чище,
    снег белее, появляются лишайники и сосенки, на хвое которых поражений становится
    заметно меньше. В результате всех исследований и наблюдений можно сделать вывод
    о том, что воздух над поселком Мундыбаш – относительно чистый, особенно в летнее
    время, зимой же состояние атмосферы резко ухудшается. В белое время года – зимой,
    красивый Мундыбаш становится неприглядным, черным и вонючим.

    Для улучшения состояния атмосферы ребята нашей школы каждый год занимаются посадкой
    лиственных и хвойных деревьев и в течение года ухаживают за ними. Весной изготавливают
    и вывешивают скворечники для привлечения птиц, а птицы, уничтожая гусениц, тоже
    помогают деревьям. Во время прогулок ребята без надобности не жгут костры и не бросают
    в огонь пластиковые предметы, продукты сжигания которых очень вредят атмосфере.

    Хотелось бы, чтобы и руководители фабрики обратили внимание на грязно-дымящиеся
    трубы и надели на них фильтры. А начальнику территориального управления С.И.Сергиенко
    необходимо обратить внимание на благоустройство поселка Мундыбаш, с чем мы обращались
    к нему в письменном виде.

    Литература:

    1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Москва: АГАР, 2000.
    2. Дядюн Т.В. Практикум «Мир воздуха». Ж. «Биология в школе», № 1, 2001.
    3. Самкова В.А. Мы изучаем лес. Ж. « Биология в школе», № 7, 2003.
    4. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. Учебное пособие для педагогических институтов.
      Москва. Просвещение, 1988.
    5. Чижевский А.Е. Я познаю мир. Детская энциклопедия. Экология. Москва. Издательство
      АСТ, 1999.

    Следующий: