10

каковы причины загрязнения снежного покрова?

Объект исследования: талый снег. Предмет исследования: органолептические и химические свойства талого снега.

выпавший за зиму снег удерживает многие загрязняющие вещества, и чем дальше источник искусственного загрязнения воздуха, тем чище снег.

Изучить состояние снежного покрова Советского района г. Омска на разном расстоянии от дороги, выявить уровень загрязнения химическими веществами снежного покрова.

Изучили рH снеговой воды, содержания в ней растворимых веществ, фосфатов, нитратов, хлоридов, жесткости, окисляемости, ионов аммония, питательности среды на выращивание бактерий. ВЫВОДЫ Большинство выбросов химических веществ концентрируется в атмосфере, а затем в верхних слоях почвы. Значит чистота выпавшего снега - это здоровье всех живых организмов и человека. Именно качество снежного покрова ярко демонстрирует влияние различных источников загрязнения атмосферного воздуха на поверхности земли. Гипотеза исследования - выпавший за зиму снег удерживает многие загрязняющие вещества - подтверждена. • На качество снега большое влияние оказывает автомобильный транспорт. • Самый грязный снег около дороги, потому что качество снега зависит от удаленности источника загрязнения. • Самый чистый снег в парке Советского Административного Округа. • Высокие концентрации нитратов, фосфатов отмечаются вблизи крупных автомагистралей (Проспект Мира), а при удалении от дороги снижаются. • Максимальное количество колоний бактерий было обнаружено на основных магистралях: Проспект Мира, а на расстоянии 30-50 метров количество их снижается.

Исследовательская работа воспитывает экологическую культуры среди школьников и молодого населения нашей страны, помогает обратить внимание на насущные проблемы.

Этапы работы:

Этап	Содержание деятельности
Подготовительный	Выявление и анализ проблемы. Определение цели и задач работы. Составление плана работы. Выбор методов работы.
Деятельностный	Сбор информации о  талом снеге. Изучение специальной  литературы, связанной с темой исследовательской работы. Выбор методик, которые возможно применить  в условиях школьной лаборатории. Проведение исследований по определению  органолептических и химических свойств талого снега. Определение основных источников загрязнения на территории посёлка. Участие в школьной научно-практической конференции.
Аналитический	Анализ и оценка собственной деятельности. Планирование работы на будущее.

 

Исследования проводились по методике Т.В. Скрипко  и методике, описанной в учебно-методическом пособии под редакцией  Т.Я. Ашихминой. [2,7] Сбор снега проводили на автомагистрали улицы Проспект Мира, Андрианова и в парке Советского Административного Округа с 1 по 7 февраля 2013 года [2].

 

Органолептические и химические свойства талого снега выявляли на базе Омского государственного технического университета (кафедра «Физической химии») с 1 по 22 февраля 2013 года. Места отбора проб, образцы и их внешний вид описаны в таблице 1.

 

Программа исследований предусматривала изучение рH снеговой воды, содержания в ней растворимых веществ, фосфатов, нитратов, хлоридов, жесткости, окисляемости, ионов аммония, питательности среды на выращивание бактерий.

Методы исследования:

• теоретические:  анализ, синтез, сравнение, обобщение;
• практические: наблюдение, эксперимент.

 

 

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты исследований представлены в таблице 2 и в графике 1. [2,7]

 

Таблица 2.

 

 

 

 

 

График 1.

 

Водородный показатель (рН) воды – это один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины рН может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д. Если водородный показатель больше 7,5, то среда в таких растворах щелочная; если меньше 6,5 – среда кислотная. Если показатель pH воды ниже нормы, то такая вода обладает высокой коррозионной активностью. При рН более 10, вода может нанести вред здоровью человека: вызвать раздражение слизистой оболочки глаз и кожи, такая вода имеет повышенную мылкость и характерный неприятный запах.[2] В пробе 1 наблюдается рН, равный 10,35, в пробе 2 – 8,7, в пробе 3 – 7,6, в пробе 4 – 7,3, в пробе 5 – 7,2. Таким образом, в 1, 2 и 3 пробах щелочная среда, в 4 и 5 пробах – нейтральная. Самой непригодной талой водой является вода, полученная из снега на автомагистрали, а самой чистой талой водой можно считать воду, полученную из снега в парке САО.

 

Окисляемость – показывает содержание органических веществ. Наибольший показатель окисляемости отмечен на автомагистрали улицы Проспект Мира – 6,32 мг/дм³, по мере отдаления от дороги снижался и достиг минимального значения в парке САО – 0,88 мг/дм³.

Соединения фосфора встречаются во всех живых организмах, регулируя энергетические процессы клеточного обмена. Нарастание концентрации соединений фосфатов в воде нарушает биологическое равновесие, что приводит в результате к повышению продуктивности водоема (к "цветению" воды). Предельная допустимая концентрация фосфат-ионов равна 0,2 мг/л. Превышение ПДК наблюдается во всех пробах, кроме пробы 5. Максимальное содержание отмечено у дороги – 0,406 мг/л. Минимальное содержание фосфатов отмечено на расстоянии 50 метров от дороги в парке САО – 0,2 мг/л.

Нитраты – это соли азотной кислоты. Для человеческого организма плохи не сами нитраты, а преобразование их в ядовитые нитриты. Здесь все решает количество. При невысоком количестве нитратов минимальное количество нитритов вреда не принесет. Но при высоком содержании нитратов образуется опасное количество нитритов. Высокие дозы нитратов у животных и человека могут вызвать тяжелое отравление и даже привести к смерти.

Исследования показали, что максимальное количество нитратов наблюдается вблизи дороги (8,403 мг/л), а по мере отдаления от нее уменьшается. Минимальное количество нитратов зафиксировано в парке САО – 4,98 мг/л.

Хлориды в воде — это лишние и вредные примеси в воде. Следовательно, определяя количество хлор-анионов, мы определяем качество, чистоту воды, в данном случае талой.[7] Максимальный показатель хлоридов зафиксирован в талой воде в пробе 1 – 180 мг/л, а в пробе 5 минимальный показатель, который равен  100 мг/л.

Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»). В лаборатории жесткость талого снега определяется титрованием пробы в присутствии индикатора. [2]Максимальная жесткость отмечается в 1 и 2 пробах, 11 и 9,01 гр.Ж соответственно, т.е. данную талую воду можно считать жесткой.  В 3 и 4 пробах талая вода средней жесткости. При жесткости до 4 гр.Ж, как в пробе 5, в которой показатель жесткости равен 3,9 гр.Ж,  вода считается мягкой, 4-8 гр.Ж – средней жесткости, 8-12 гр.Ж – жесткой, более 12 гр.Ж – очень жесткой.

Во всех пробах снега отмечалось превышение ПДК ионов аммония, кроме пробы 5. Максимальная концентрация отмечена у дороги - 0,69 мг/л. Минимальное содержание ионов аммония отмечено  в парке САО - 0,34 мг/л. Аммоний-ион (NH₄⁺) накапливается в водах при растворении в воде газа - аммиака (NH₃), образующегося при биохимическом распаде азотосодержащих органических соединений. Наличие иона аммония в концентрациях, превышающих фоновое значение, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения.

Количество бактерий определяли путем посева проб снега на питательную среду, МПА [4]. Подсчитать точное количество колоний на глаз не удалось, поскольку их огромное число. Поэтому были проанализированы и сравнены приблизительно полученные результаты. Максимальное количество колоний бактерий было обнаружено на основных магистралях: Проспект Мира. Это связано с высоким содержанием фосфатов и нитратов, которые являются элементами питания бактерий и используются для синтеза белков бактериальной клетки. Минимальное количество зафиксировано в 4 и 5 пробах. Следовательно, 1 место по количеству колоний бактерий присвоено пробе 1, 2 место – 2 пробе, 3 место – 3 пробе, 4 место – 4 и 5 пробам, т.е. по данному показателю самый чистый снег в парке САО и на территории школы №117.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

1. На качество снега большое влияние оказывает автомобильный транспорт.
2. Самый грязный снег около дороги
3. Самый чистый снег в парке Советского Административного Округа.
4. Высокие концентрации нитратов, фосфатов отмечаются вблизи крупных автомагистралей (Проспект Мира), а при удалении от дороги снижаются.
5. Максимальное количество колоний бактерий было обнаружено на основных магистралях: Проспект Мира, а на расстоянии 30-50 метров количество их снижается.