Главная / Биология / Исследование токсичности снега в различных районах города Уссурийска методом биотестирования. Исследовательская работа

Исследование токсичности снега в различных районах города Уссурийска методом биотестирования. Исследовательская работа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«УССУРИЙСКОЕ СУВОРОВСКОЕ ВОЕННОЕ УЧИЛИЩЕ»



Исследование токсичности снега

в различных районах города Уссурийска методом биотестирования.

Исследовательская работа





Шульгина Инна Витальевна,

преподаватель биологии.













Уссурийск - 2014 г.

Тема «Исследование токсичности снега в различных районах города Уссурийска методом биотестирования».

Содержание




















1. ВВЕДЕНИЕ

«Нигде влияние снежного покрова так не велико, как в России, так как нигде нет равнины настолько обширной, отдаленной от морей и покрытой снегом зимой», – писал около 100 лет назад в своей замечательной книге «Климаты земного шара» А.И. Воейков[1].

Ещё в древности считали, что снеговая вода самая чистая, её употребляли для мытья, поливки и даже в пищу. Сегодня качество воды в большинстве районов Земли оставляет желать лучшего. Расточительное расходование пресной воды и повсеместное её загрязнение является главной опасностью для населения. Индикатором загрязнения воды служит и снег. Вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автомобильные выхлопы и даже сажа из печных труб домов накапливаются в снегу и с талыми водами поступают в открытые и подземные водоёмы, загрязняя их.   Проблему накопления токсичных веществ в снеге и влияния талых вод на развитие растений мы выбрали темой своего исследования.

  Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Снег является одним из непременных атрибутов зимы.  Он образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.

 В России снежный покров устанавливается практически на всей территории страны. В Приморском крае первый снег обычно выпадает в конце октября начале ноября, снежный покров устанавливается во второй половине ноября, а сходит полностью в апреле.

Снег является хорошим индикатором распространения загрязнений вокруг населенных пунктов. Загрязняющие вещества выпадают из атмосферы в сухом виде и с осадками и накапливаются в снежном покрове на больших расстояниях от источников — промышленных предприятий, транспортных коммуникаций и т.п. В снежном покрове может находиться во много раз больше загрязняющих веществ, чем в атмосфере. Он  загрязняется поэтапно.  Отдельные  снежинки вбирают в себя загрязняющие вещества из атмосферы, поэтому выпавший снег уже является не чистым, а токсичным. Особенно сильно загрязнен снег, который выпал в промышленных районах, а также рядом с автомобильными трассами, у котельных[1].

Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Антропогенными источниками загрязнения среды в городе являются транспорт, промышленные предприятия, теплоэлектростанции. Вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автомобильные выхлопы накапливаются в снегу и с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы, загрязняя их. Изменяется состав снега. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды. Индикаторы- (от лат. indicator — указатель, англ. indicator; нем. Indikator.) — вещества, позволяющие следить за состоянием среды. В снеговом покрове могут накапливаться сера, тяжелые металлы.

Снег может являться индикатором загрязнения окружающей среды. Исследуя пробы снега, собранного в разных местах, можно получить достаточно полное представление о степени и характере загрязнения окружающей среды на этих участках. Нами использовалась методика, составленная на основе работы «Исследование снега методом биотестирования» [2].






1.1. Актуальность работы

В последние 5-10 лет особое внимание уделяется методам биологического мониторинга, которые основаны на использовании живых организмов, особенно чувствительных к конкретным химическим веществам.

Например, в Голландии широко используют различные полезные для человека растения в качестве тест-объектов на больших площадях страны: гладиолусы и тюльпаны являются тест-объектами на накопление фторидов; итальянская ржаная трава - тест-объект на накопление ионов тяжелых металлов.

Биотестирование с помощью таких высокочувствительных к загрязнению разного рода (ионы тяжелых металлов, нефтепродукты, УФ-излучение и т.д.) тест-объектов, как дафнии (рачки - фильтраторы водоемов), пиявки, инфузории (простейшие), хлорелла (микроводоросль) и другие, находит в настоящее время широкое применение во многих странах.

В настоящее время общепризнана необходимость введения нового вида контроля качества вод - биотестирование на токсичность, - интегральный показатель, отражающий реальную картину токсического загрязнения водных объектов.

Оценка токсичности природных вод с помощью биотестирования широко применяется за рубежом, но не нашла должного применения в системе государственного мониторинга поверхностных вод суши Росгидромета.

Актуальность данной работызаключается в необходимости широкого внедрения данного метода мониторинга для оценки токсичности природных вод, так как метод биотестирования с использованием растений-индикаторов обладает рядом преимуществ над остальными биологическими методами мониторинга природных объектов:

  • использование методов биомониторинга не требует больших экономических затрат (дорогостоящей аппаратуры, больших лабораторий и т.д.), а также

  • позволяет оценить качество среды в случаях, когда количественное содержание загрязнителя может быть определено каким-либо методом, но отсутствуют сведения о биологической активности загрязнителя.

  • позволяет оценить наличие загрязненности в короткие сроки (10 дней).

Практическая значимостьсостоит в использовании на внеклассных занятиях по экологии, а также для широкого информирования местного населения о степени загрязненности атмосферы города Уссурийска.



1.2. Определение цели, задач и методов и исследования

Рабочая группа провела исследование проб снега. Мы использовали метод биотестирования. Под биотестированием обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Благодаря простоте, оперативности и доступности биотестирование получило широкое признание во всем мире и его все чаще используют наряду с методами аналитической химии. Существует 2 вида биотестирования: морфофизиологический и хемотаксический. Хемотаксический метод более точный, так как в нем используется специальный прибор, а морфофизиологический позволяет более точно описать, что происходит с тест-объектами, например, в загрязненной воде. Тест-объекты - это биоиндикаторы (растения и животные), которых используют для оценки качества воздуха, воды или почвы в лабораторных опытах. В качестве организма-индикатора мы выбрали кресс-салат, т.к. семена этих растений быстро прорастают. В качестве показателей учитывали всхожесть семян и скорость роста корней проростков. Сравнительная оценка показателей их роста и развития позволяет оценивать степень воздействия токсичности снега.

Цель работы:исследование химической токсичности снега в городе Уссурийске.

Задачи:

  1. Выделить районы исследования на территории города Уссурийска, взять пробы.

  2. Изучить влияние химического состава талой воды на развитие проростков кресс-салата (постановка биологического эксперимента).

  3. Изучить наличие загрязняющих веществ (постановка химического эксперимента).

  4. Проанализировать результаты опыта.

  5. Обозначить основные источники загрязнения и дать рекомендации по снижению токсичности.

Объект исследования: общая химическая токсичность снега.

Предмет исследования: пробы снега с различных участков города.

Методы исследования:

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

  2. Экспериментальный (постановка биологических и химических опытов).

  3. Эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов эксперимента).

Гипотеза: если исследовать общую токсичность снега в разных районах города, то можно составить картину степени его загрязненности.











2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Основные источники загрязнения воздуха в Уссурийске (обзор литературы)

Основные источники загрязнения воздуха на территории города Уссурийска:

  • Городской и транзитный транспорт, на долю которого приходится 60% загрязнения атмосферы города

  • Теплоэнергетический комплекс (ТЭК)

  • Промышленные предприятия

В городе двустороннее движение как легкового, так и грузового автотранспорта. Раньше непосредственно через Уссурийск проходила автодорога общегосударственного значения Владивосток – Хабаровск, но недавно были построены разводные кольца, что уменьшило загазованность воздуха. Неблагополучное состояние воздушного бассейна в городе обусловлено неуклонным ростом количества автомобилей у населения. В городе на каждого четвертого жителя приходится по одному авто. Двигатели внутреннего сгорания ежедневно выбрасывают в атмосферу примерно 40 млн. т. токсичных веществ. Основные из них – окись углерода (80% от всего выбрасываемого СО), окислы азота (более 40%), сажа, биологически активные полициклические углеводороды (95%), свинец и его соединения. В бензине, используемом в нашей стране отмечается высокое содержание соединений свинца, относящихся к классу высоко токсичных веществ и способных причинить значительный вред окружающей среде и здоровью человека. Самые высокие по городу показатели содержания свинца в почве составляют 288,3 мг/кг. Часто концентрации этих веществ, выбрасываемые в атмосферу превышают предельно допустимые концентрации (ПДК).

Немалый вклад в загрязнение воздушного бассейна города вносит теплоэнергетический комплекс. На территории города он представлен котельными «Примтеплоэнерго». Котельные – это серьёзный источник поступления в атмосферу угарного газа и свинца, что приводит к ухудшению экологической обстановки в зимние месяцы. С началом отопительного сезона содержание угарного газа в помещениях достигает 60%, а концентрация свинца в атмосфере колеблется от 0,2 до 0,15 мкг/куб. м. при норме 0,006 мкг/куб. м. Также при работе котельных в воздух выбрасывается зола, угольная пыль, сажа, абразивная пыль, окислы азота и серы, серная кислота и различные углеводороды.[3].

Для человека очень опасны отравления, вызванные органическим соединением свинца — тетраэтилсвинцом Pb(C2H5)4. Это маслянистая бесцветная жидкость с резким запахом, еще более токсичная, чем сам свинец. Это вещество было впервые найдено в 1921 г. Тетраэтилсвинец начали активно добавлять в бензин в количестве 0,1 % для повышения его октанового числа. Небольшая добавка тетраэтилсвинца повышает качество бензина, экономичность двигателей внутреннего сгорания, а присутствие специальных веществ обеспечивает связывание этого металла в легколетучие соединения и удаление их в атмосферу. Известно, что ежегодно автомобили всего мира выбрасывают в окружающую среду более 2 млн. тонн свинца. С выхлопными газами это вещество оседает вдоль дорог, накапливается в почве, легко попадает в воду, накапливается в растениях. Из почвы, воды и из воздуха свинец попадает в растения.

Обычно содержание свинца в растениях незначительно, примерно 0,001–0,002% от веса золы. Но верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают его в довольно больших количествах, а береза, ива, осина – в меньших. Всего растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежегодно 70–80 тыс. т. свинца. Неудивительно, что содержание этого металла оказывается повышенным в растениях, растущих вблизи автодорог.

Для здоровья человека особую опасность представляет повышенное содержание свинца в овощах и фруктах, выращенных вблизи автострад, а также в молоке коров, которым скармливалась загрязненная трава. Есть сведения о том, что содержание 0,1 г свинца в 1 кг сена является причиной гибели крупного рогатого скота.

Влияют на состояние воздушной среды и два таких крупных предприятия как ООО «Приморский сахар» и ЗАО УМЖК «Приморская соя». Основной загрязнитель воздуха на территории этих предприятий – ТЭЦ, работающие на угле и мазуте.

Анализ обобщенных сведений о состоянии загрязнения воздуха в городе Уссурийске в 2013 году показал, что больше всего воздух загрязнен бензапиреном и диоксидом азота.

Бензапирен - является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды. Он присутствует в атмосферном воздухе населенных мест, в воздухе производственных помещений, в воде открытых водоемов, в растениях, в почве. В организм человека бензапирен может поступать через кожу, органы дыхания, пищеварительный тракт. Одним из широко распространенных источников бензапирена является процесс горения практически всех видов горючих материалов. Бензапирен присутствует в дымовых газах, копоти и саже, оседающих в дымоходах и на поверхностях, имевших контакт с дымом, точнее в смолистых веществах, содержащихся в продуктах сгорания.

Основные сведения о загрязнителях атмосферы и их влиянии на организм человека собраны в таблице. (Приложение. Таблица 1).


2.2. Биологический эксперимент

Ход работы:

  1. Определить участки для исследования проб снега.

  2. Осуществить отбор проб снега на разных участках города.

  3. Растопить снег. Талую воду использовать для проращивания семян – по 10 шт. в каждую пробу.

  4. На смоченную талой водой фильтровальную бумагу в чашки Петри или блюдца поместить по 10 семян кресс-салата. В качестве контроля использовать водопроводную воду.

  5. В ходе наблюдения за проростками учитывать количество проращенных семян, процент всхожести семян, с помощью миллиметровой линейки измерять общую суммарную длину корней проростков в каждой пробе.

  6. В течение 8-10 дней вести наблюдения за проростками, результаты занести в таблицу.

  7. Результаты эксперимента отобразить в таблицах и диаграммах. Сделать вывод о влиянии токсичности снега на развитие проростков растений индикаторов.

Экспериментальный этап работы был поставлен в декабре 2013-январе 2014 года. В ходе исследования было собрано 4 пробы снега в различных районах города:

Проба № 1. Проезжая часть на пересечении улиц Чичерина и Ленина.

Проба № 2. Территория суворовского училища.

Проба № 3. Пригородная зона.

Проба № 4. Район промышленной зоны города (сахзавод).

Контрольная проба № 5. Вода бутилированная «Славда».

Все пробы были распределены по группам в зависимости от удаленности от проезжей части с интенсивным движением. Для исследования использовали растаявший снег и в качестве контрольных образцов использовали бутилированную воду «Славда» воду, не содержащую токсические вещества.

Визуальный осмотр талой воды показал, что все собранные пробы снега в своем составе содержали взвешенные вещества. Наиболее грязной оказалась вода, полученная из снега в районе перекрестка улиц Чичерина и Ленина (проба № 1), что не удивительно, так как там расположен оживленный перекресток. Проба № 2 с участка территории СВУ выглядят менее загрязненными, но с некоторой примесью сажи.

Пробы № 3 (пригород) можно охарактеризовать как прозрачную. Проба №4 (промзона) характеризуется наличием низкой прозрачности. Наиболее загрязненными являются места вблизи оживленных дорог, то есть основной источник загрязнения – это автотранспорт.

Принесли снег в помещение и растопили его. Налили на дно каждой чашки Петри талую воду.Талую воду мы использовали для проращивания семян – по 10 шт. в каждую пробу.(Приложение.Фото 1-3) В 4 тарелки налили талую воду каждой пробы. Пометили их номерами. В тарелки с водой поместили по 10 семян кресс салата. Наблюдали прорастание и рост корешков в течение 10 дней, добавляя, по мере высыхания, талую воду, полученную из снега с тех же участков (Приложение. Фото 4).

Кресс-салат (огородный перечник): однолетнее растение семейства Крестоцветных. Распространен в Закавказья, особенно в Грузии. В пищу используются молодые листья, с терпким вкусом, так как содержит горчичное масло.

Кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддон и т. п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на третий - четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10 суток.(Приложение. Фото 5)

Мы исследовали прорастаемость семян в данных образцах воды. На третий день опыта начали прорастать семена. Была отмечена 100 % высокая прорастаемость семян в пробах № 2 (УСВУ) и № 3 (пригород). (Приложение. Фото 6) При этом сравнивали образцы с контрольным- бутилированная вода «Славда». (Приложение. Фото 7.)Можно сделать вывод об отсутствии загрязнения в этих районах. По прорастаемостислабое загрязнение диагностируется в районе перекрестка улиц Чичерина-Ленина (степень всхожести 90 %) и в промзоне города (всхожесть 80 %).(Приложение. Фото 8, 9)

В зависимости от результатов опыта присваивают один изчетырех уровней загрязнения [5].

1. Загрязнение отсутствует

Всхожесть семян достигает 90-100%, всходы дружные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует сравнивать опытные образцы.(Приложение.Фото 10).

2. Слабое загрязнение

Всхожесть 60-90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.(Приложение.Фото 11).

3. Среднее загрязнение

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

4. Сильное загрязнение

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

Результаты наблюдений по каждой пробе заносили в таблицы (Приложение.Таблицы 2,3).На основании данных таблицы №2 выполнили компьютерную обработку результатов исследований и представили в диаграмме (Приложение.Диаграммы 1,2).

Выводы:

Анализируя данные таблиц, мы сделали вывод о наибольшей токсичности снега в промзоне города. Это связано с наличием промышленных предприятий, транспорта и частного сектора, которые и загрязняют воздух и, соответственно, снег в данном районе.

Менее загрязненным оказался участок пересечения улиц Чичерина-Ленина, который испытывает большую транспортную нагрузку.

Меньшей степенью химической токсичности отличаются пробы снега № 2 (УСВУ) и проба №3 (пригород).

Таким образом, мы попытались проследить влияние общей токсичности снега, вызванной присутствием загрязнителей на рост и развитие проростков кресс-салата.Полученные результаты однозначно доказывают, что снег на территории города загрязняется вредными веществами, выбрасываемыми автотранспортом и промышленными предприятиями.


2.3. Химический эксперимент

Основываясь на данных о загрязнении атмосферы, провели химические опыты на определение наличия некоторых загрязнителей.

Опыт 1.Определение прозрачности воды.

Цель: определить прозрачность талого снега.

Оборудование и реактивы: стеклянный цилиндр диаметром 3 см и высотой 30-35см, печатный текст, дистиллированная вода, пробы талого снега.

Ход работы: установитьстеклянный цилиндр на печатный текст и наливать исследуемую воду, следя за тем, чтобы можно было читать через воду текст. Перед замером воду необходимо взболтать. Отметить, на какой высоте не будет видно шрифта. Измерить высоту столба воды линейкой. Сравнить каждую пробу с контрольным образцом – дистиллированной водой.

Результаты работы: вода может быть прозрачной, слабо мутной, сильно мутной. Прозрачность зависит от количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения и определяется высотой столба воды в цилиндре, сквозь который начинают читаться буквы [4].

Вывод: в пробах № 2,3-вода прозрачная(h=35см), проба №1- вода мутная (h=31см), проба №4-сильно мутная (h=24см).(Приложение.Фото 12)


Опыт 2. Определение интенсивности запаха.

Цель: определить интенсивность запаха талого снега.

Оборудование и реактивы: коническая колба со стеклянной пробкой; пробы талогоснега.

Ход работы: в коническую колбу налить исследуемой воды (до2/3 объема). Взять пробку (желательно стеклянную), закрыть ею колбу и сильно встряхнуть ее в закрытом состоянии. Затем открыть колбу. Оценить интенсивности запаха воды в баллах. (Приложение. Таблица 4)

Результаты работы: одной из характеристик воды является запах. Интенсивность запаха воды (при 20° С не должна превышать двух баллов) определяем по пятибалльной системе [4].(Приложение. Таблица 5)

Вывод: в пробах № 2,3: запах не ощущается – 0 баллов; проба №1: неотчётливый - 1 балл; проба №4: запах замечается, если обратить на это внимание – 2 балла.(Приложение.Фото 13)


Опыт 3. Определение кислотности.

Цель: определить кислотность талого снега.

Оборудование и реактивы: пробирки, штатив для пробирок, пробы талогоснега, универсальный индикатор.

Ход работы: В пробирки налить по 2 млпробы талогоснега и опустить в каждую полоску индикаторной бумаги. Сравнить цветиндикаторной бумаги со стандартной шкалой pH.

Результаты работы: Снег может иметь, как кислую, так и щелочную реакцию, в зависимости от преобладания тех или иных загрязняющих веществ. Если в снег попадают основания различных кислот, он приобретает кислотную реакцию. Присутствие соединений металлов, ароматических углеводородов защелачивает снег [4].

Вывод: показатель величины рН в пробах № 1– улица Чичерина-Ленина; № 2- УСВУ; № 3 –пригород составляет 5-5,6. Чистая дождевая вода и чистый снег имеют значение рН 5,6 - что несколько кислее нормы, для дистиллированной воды рН7. Это происходит потому, что в воздухе всегда содержится легко растворимый в воде углекислый газ. Соединяясь с водой, он образует угольную кислоту, которая и подкисляет атмосферные осадки.(Приложение.Фото 14)


Опыт 4.Определение ионов аммония NH4+

Цель: обнаружить содержание катиона-аммония в талой воде.

Оборудование и реактивы: пробирки, штатив для пробирок, ватный тампон, водяная баня, раствор гидроксида натрия, талая вода, дистиллированная вода, универсальный индикатор.

Ход работы: 5 мл исследуемого талого снега внести в пробирку, осторожно, не касаясь стенок пробирки, добавить 3-4 капли раствора NaOH , закрыть пробирку ватным тампоном и положить сверху полоску универсальной индикаторной бумаги, смоченную дистиллированной водой (рис.) и нагреть смесь на водяной бане.

Результаты работы: Реакция со щелочью. Едкие щелочи (NaOH, KOH) выделяют из растворов солей аммония при нагревании газообразный аммиак:

NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O

Пробирку с полученной реакционной смесью нагревают на водяной бане, и выделяющийся аммиак обнаруживают по посинению универсальной индикаторной бумаги. Обнаружить аммиак можно также по запаху [4].

Вывод: В пробной площадке №4 обнаружены катионы аммония. Это можно объяснить тем, что в выбросах от полей фильтрации сахарного завода присутствует загрязняющее вещество - аммиак.(Приложение.Фото 15)


Опыт 5. Определение ионов свинца Pb2+

Цель: обнаружить содержание катиона свинца в талой воде.

Оборудование и реактивы: пробирки, штатив для пробирок, раствор иодида калия, уксусная кислота, спиртовка, держатель, спички, талая вода.

Ход работы: К 5 мл испытуемого раствора прибавить немного KI, после чего, добавив уксусной кислоты CH3COOH, нагреть содержимое пробирки до полного растворения первоначально выпавшего, мало характерного желтого осадка PbI2.Охладить полученный раствор под краном, при этом PbI2 выпадет в видезолотистых кристаллов[4].

Результаты работы: Иодид калия (KI) дает в растворе с ионами свинца характерный желтый осадок йодида свинца PbI2. После охлаждения полученного раствора под краном, PbI2 выпадет снова, но уже в виде красивых золотистых кристаллов: Pb2+ +2I- PbI2

Вывод: в пробе №1 (улица Чичерина-Ленина) обнаружены ионы свинца. В атмосферу они попали из отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.(Приложение.Фото 16)


Опыт 6. Обнаружение сероводорода и сульфидов.

Цель: обнаружить содержание сульфид-ионов в талой воде (снега).

Оборудование и реактивы: пробирки, штатив для пробирок, ацетат свинца (10г Pb(CH3COO)2растворить в 90мл воды), дистиллированная вода, талая вода.

Ход работы: В пробирки налить по 2 мл пробы талогоснега и опустить в каждую свинцовую бумагу. Свинцовая бумага изменяет цвет.

Приготовление свинцовой бумаги: фильтровальную бумагу пропитать раствором ацетата свинца и высушить.

Результаты работы: Сероводород (0,01мг/л) можно обнаружить по запаху, а также при помощи свинцовой индикаторной бумаги, смоченной дистиллированной водой. Бумага в присутствии сероводорода и сульфидов чернеет: H2S + Pb(CH3COO)2PbS+2CH3COOH

Вывод: в пробной площадке №4 обнаружены сульфид-ионы. Это можно объяснить тем, что в выбросах от полей фильтрации сахарного завода присутствует загрязняющее вещество- сероводород.(Приложение.Фото 17)





  1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ качества снежного покрова позволяет оценить пространственное распределение загрязняющих веществ по территории и получить достоверную картину зон влияния промышленных предприятий и других объектов на состояние окружающей среды.

Проанализировав снег на определённой территории, можно сделать вывод о чистоте и экологическом состоянии атмосферного воздуха, поверхностного слоя почвы и близлежащих водоёмов, так как это компоненты природных экосистем. Они тесно взаимосвязаны между собой и нарушение в одном из них ведёт к нарушению деятельности всего биогеоценоза, что в свою очередь приводит к негативным последствиям, влияющим на здоровье самого человека.

Основным и главным источником загрязнения окружающей среды в Уссурийске является автомобильный транспорт и промышленные предприятия, оказывающие вредное воздействие на окружающую среду. Сажа, соединения свинца, оксиды серы, азота, углерода и другие соединения в составе выхлопных газов от автомобилей поднимаются в воздух, а затем оседают на поверхность снежного покрова. Химический анализ качества снежного покрова позволил оценить пространственное распределение загрязняющих веществ по территории и получить достоверную картину зон влияния промышленных предприятий и других объектов на состояние окружающей среды.

Наша работа затронула важную проблему. С одной стороны автотранспорт облегчает жизнь человека, с другой стороны – он источник многих веществ загрязняющих окружающую среду. Рост автомобилей и, как следствие, увеличение выброса токсичных веществ в атмосферу занимают не последнее место в загрязнении окружающей среды. Об экологической катастрофе пока говорить не приходится, но результаты исследования заставляют серьезно задуматься над этой проблемой. А рост автомобилей продолжает увеличиваться, следовательно, проблема остается нерешенной.

В связи с этим мы дали рекомендации по улучшению состояния атмосферного воздуха, а, следовательно, и снежного покрова:

  • Промышленным предприятиям провести мероприятия по сокращению загрязнения атмосферного воздуха при выполнении работ в первую очередь должны быть направлены на уменьшение выбросов отработавших газов.

  • Проводить экологический мониторинг окружающей предприятия среды.

  • Рассмотреть возможность массового озеленения (хвойными и лиственными породами) прилегающих территорий, как основного природного очистителя атмосферы.

  • В целях уменьшения загрязнения атмосферы следует предусматривать переход дорожных машин на газовое топливо, более высококачественный бензин (Экстра АИ-95 неэтилированный), а стационарного оборудования - на электропривод. 

Выводы

В ходе проведенного исследования была освоена методика проведения биотестирования и достигнута цель работы – установлено наличие токсичности снегового покрова. Биотестирование, проведенное с использованием в качестве тест – объекта проростков кресс-салата, позволяет заключить, что самым высоким по уровню токсичности среди наших проб оказался снег, собранный на перекрестке улиц Чичерина-Ленина и в промзоне Уссурийска. По нашему мнению, такие показатели зарегистрированы потому, что снег был собран в непосредственной близости с проезжей частью и рядом с промышленными предприятиями («Приморский сахар»).

Все 4 пробы обладают низкой степенью токсичности, что является хорошим показателем экологического состояния. Возможно, это объясняется отсутствием крупных промышленных предприятий и комплексов на территории нашего района. А биологические загрязнители не так вредно влияют на уровень токсичности снежного покрова и талой воды.

Использование биотестирования показало, что данный метод мониторинга окружающей среды отличается простотой, оперативностью и доступностью, поэтому должно получить широкое признание.

Биотестирование наиболее перспективный метод мониторинга окружающей среды, который в дальнейшем будет развиваться. Наиглавнейшей задачей данного вида исследования является поиск новых тест – объектов, которые бы позволили делать выводы о качестве природной воды в более короткие промежутки времени, чем с использованием проростков кресс- салата.




































Список литературы

  1. Валетдинов Р.К., Горшкова А.Т., Валетдинов А.Р. Эколого-геохимическая оценка загрязненности снежного покрова тяжелыми металлами. //Вестник ТО РЭА. — 2004. — № 2. – С 43—46.

  2. Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9—11 кл.: Школьный практикум. — М.: Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС, 2001. — 112 с.

  3. Наумов Ю. А. Экология Приморского края: Учеб.пособие/ Ю.А. Наумов. – Находка: Институт технологии и бизнеса, 2010. – 206.

  4. Хазимуллина Ю.З. Определение тяжелых металлов в снежном покрове // Материалы 17 международной экологической студенческой конференции — Новосибирск, 2012

  5. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие/ Под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2006.






















Приложение



Таблица 1. Влияние различных атмосферных загрязнителей на здоровье человека


Загрязнители воздуха

Класс опасн.

Влияние на здоровье человека

Диоксид серы (SO2)

3

Раздражение органов чувств, функциональные расстройства легочной деятельности. Усугубление уже существующих респираторных заболеваний

Сернистый ангидрид (SO3)

3

Оказывает воздействие на бронхо-легочную систему, анемия

Окись углерода (СО)

4

Вступая в реакцию с гемоглобином лишает ткани кислорода, вызывая кислородную недостаточность

Взвешенные частицы

3

Воздействие на бронхо-легочную систему, усугубления влияния газообразных загрязнителей (таких как окись серы)

Свинец и его соединения

1

Интоксикация. Функциональные расстройства ЦНС (головные боли, головокружения, утомляемость, ухудшение памяти, потеря внимания, плохой сон, раздражительность, агрессивность, потеря ориентации, эпилепсия, "свинцовые менингиты", нарушения речевой и слуховой функций). Двигательные расстройства (параличи, полиневриты с поражением мышц-разгибателей, поражение зрительных анализаторов). Изменения системы крови, свинцовая анемия. Эндокринные нарушения (ферментативные расстройства, нарушение менструальной и детородной функций). Тошнота, изжога, потеря аппетита, «свинцовые колики». Аритмия, тахикардия. Нарушения функции почек

Бензапирен

1

Оказывает канцерогенное и мутагенное действие, обладает эмбриотоксическим и тератогенным эффектами. Вызывает дерматиты, кератоконьюктивиты, а также повышает риск возникновения ишемической болезни сердца, хронических заболеваний легких и других болезней респираторной системы

Диоксид азота (NO2)

2

Гепатотоксический эффект, воздействие на кроветворную систему, раздражение слизистых оболочек дыхательных путей

Оксид азота (NO)

3

Неспецифическое рефлекторное и общетоксическое действие

Абразивная и угольная пыль

3

Воздействие на органы дыхания

Воздействие на органы дыхания

3

Воздействие на органы дыхания


Класс опасности веществ - лимитирующий признак вредности вещества в атмосферном воздухе. Вредные вещества подразделяются на 4 класса опасности: 
класс - чрезвычайно опасные; 2 класс - высоко опасные; 3 класс - умеренно опасные; 4 класс - мало опасные.



Фото 1-3. Отбор семян кресс-салата для опыта.



C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0212.JPGC:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0048.JPG


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0215.JPG

Фото 4. Прорастание семян в чашках с образцами талой воды


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0061.JPG



Фото 5. Обработка результатов


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0050.JPG



Фото 6. Образец № 2 (УСВУ) и № 3 (пригород)


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0085.JPG



Фото 7. Проба № 5 (бутилированная вода «Славда»)


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0091.JPG



Фото 8. Проба № 1.Перекресток улиц Чичерина-Ленина


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0092.JPG



Фото 9. Проба №4. Промзона Уссурийска


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0090.JPG


Фото 10. Сравнение роста проростков и длины главного корня у растений проб № 2,3


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0088.JPG



Фото 11. Сравнение роста проростков и длины главного корня у растений проб № 1,4


C:\Users\User\Desktop\биотестирование\к проекту биотестирование\DSCN0089.JPG



Фото 12.Определение прозрачности воды

C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0233.JPG

Фото 13.Определение интенсивности запаха


C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0235.JPG


Фото 14.Определение кислотности


C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0237.JPG

C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0241.JPG


Фото 15.Определение ионов аммония NH4+

C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0245.JPG

C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0246.JPG

Фото 16.Определение ионов свинца Pb2+

C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0257.JPG

C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0255.JPG

C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0260.JPG




Фото 17.Обнаружение сероводорода и сульфидов.

C:\Users\User\Desktop\Новая папка (2)\DSCN0254.JPG



Таблица №2. Результаты наблюдений проращивания семян кресс-салата


Дни 

Проба № 1

Чичерина-Ленина

Проба № 2

УСВУ

Проба № 3

пригород

Проба № 4

промзона

Проба № 5

Бутылир.

вода

1

-

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

3

-

1

1


2

4

1

2

3

1

5

5

2

5

6

2

7

6

5

7

7

4

9

7

7

8

8

5

10

8

8

9

9

6

10

9

9

10

10

7

10

10

9

10

10

8

10


Степень всхожести %

90 %

100 %

100 %

80 %

100 %

Уровень

загрязнения

Слабое

Отсутств.

Отсутств.

Слабое

Отсутств.




Таблица 3. Скорость роста главного корня



Суммарная длина корней (см)

Дни 

Проба № 1

Чичерина-Ленина

Проба № 2

УСВУ

Проба № 3

пригород

Проба № 4

промзона

Проба № 5

Булылиров.

вода

1

-

-

-

-

-

2

-

-

-

-

-

3

-

0,2

0,2


0,5

4

0,2

0,4

0,7

0,2

1

5

0,3

1

1,5

0,5

1,5

6

1

1,4

2

0,8

2

7

1,5

2,5

3

1

3

8

2,3

5

5,6

1,4

3,8

9

3

5,5

6

1,8

5

10

4,2

6,5

6,8

2,5

6,6




Диаграмма 1. Количество проросших семян кресс-салата в разных пробах снега в течение 10 дней


 hello_html_md871bf.gif


Диаграмма 2.Всхожесть семян в опытах на 10-й день


Всхожесть семян в опытах на 10-й день

90%

100%

100%

80%

100%

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1

2

3

4

бутыл. вода

места, гдебыливзятыпробы




Таблица 4. Определение характера запаха


Характер запаха

Естественного происхождения

Искусственного происхождения

неотчетливый (или отсутствует)

неотчетливый (или отсутствует)

землистый

нефтепродуктов (бензиновый)

гнилостный

хлорный

плесневый

уксусный

торфяной

фенольный

травянистый

 


Таблица 5. Пятибалльная система определения интенсивности запаха


Интенсивность запаха

Характер проявления запаха

Оценка интенсивности запаха

Нет

Запах не ощущается

0

Очень слабая

Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании (при нагревании воды)

1

Слабая

Запах замечается, если обратить на это внимание

2

Заметная

Запах легко замечается и вызывает
неодобрительный отзыв о воде

3








31


Исследование токсичности снега в различных районах города Уссурийска методом биотестирования. Исследовательская работа
  • Биология
Описание:

В последние 5-10 лет особое внимание уделяется методам биологического мониторинга, которые основаны на использовании живых организмов, особенно чувствительных к конкретным химическим веществам.

Например, в Голландии широко используют различные полезные для человека растения в качестве тест-объектов на больших площадях страны: гладиолусы и тюльпаны являются тест-объектами на накопление фторидов; итальянская ржаная трава - тест-объект на накопление ионов тяжелых металлов.

Биотестирование с помощью таких высокочувствительных к загрязнению разного рода (ионы тяжелых металлов, нефтепродукты, УФ-излучение и т.д.) тест-объектов, как дафнии (рачки - фильтраторы водоемов), пиявки, инфузории (простейшие), хлорелла (микроводоросль) и другие, находит в настоящее время широкое применение во многих странах.

В настоящее время общепризнана необходимость введения нового вида контроля качества вод - биотестирование на токсичность, - интегральный показатель, отражающий реальную картину токсического загрязнения водных объектов.

Оценка токсичности природных вод  с помощью биотестирования широко применяется за рубежом, но не нашла должного применения в системе государственного мониторинга поверхностных вод суши Росгидромета.

Актуальность данной работызаключается в необходимости широкого внедрения данного метода мониторинга для оценки токсичности природных вод, так как метод биотестирования с использованием  растений-индикаторов обладает рядом преимуществ над остальными биологическими методами мониторинга природных объектов:

·        использование методов биомониторинга не требует больших экономических затрат (дорогостоящей аппаратуры, больших лабораторий и т.д.), а также

·        позволяет оценить качество среды в случаях, когда количественное содержание загрязнителя может быть определено каким-либо методом, но отсутствуют сведения о биологической активности загрязнителя.

·        позволяет оценить наличие загрязненности в короткие  сроки (10 дней).

 

Практическая значимость состоит в использовании на внеклассных занятиях по экологии, а также для широкого информирования местного населения о степени загрязненности атмосферы города Уссурийска.

Автор Шульгина Инна Витальевна
Дата добавления 29.12.2014
Раздел Биология
Подраздел
Просмотров 1304
Номер материала 15598
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓