ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ
РАБОТА
«ВЛИЯНИЕ ТРАНСПОРТА НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕКИ
РУБЕЖКИ»
ВВЕДЕНИЕ
В 1991 году в Рубежинской школе была создана экологическая группа. В работах
этой группы имеется достаточное количество данных, говорящих о благополучной
экологической обстановке села Рубежка.(фото №1, фото №2)
Целями исследования являются выяснение наличия
загрязнения воды и воздуха автотранспортом в районе села Рубежка путем
проведения физико-химического анализа почвы, растительности; выяснение,
насколько актуальна проблема загрязнения окружающей среды для села Рубежка;
формулировка выводов.
В ходе исследования
решались следующие задачи:
·
Изучить литературу,
используя различные источники информации, о загрязнении атмосферы различными
веществами и их влиянии на организм человека;
·
Освоить методики
определения физико-химических характеристик проб воды, почвы, растительности,
атмосферы;
·
Определить физические
характеристики, качественный и количественный состав воды, почвы,
растительности, атмосферы.
Для успешного выполнения работы мы изучили
следующие методы диагностики степени загрязненности района села Рубежка:
1.Определение загрязнений, производимых
автотранспортом;
1.1Определение содержания количества вредных веществ,
выбрасываемых в атмосферу автотранспортом.
1.2. Определение содержание ионов свинца в зеленой массе в
районе моста р. Рубежка;
1. 3. Определение содержания свинца и хлоридов
в почвенной вытяжке;
1. 4. Определение загрязнений воздуха по
снежному покрову;
Село Рубежка, название которого известно с XVI века, расположено на
берегу реки Рубежка. Рубежка- степная речка ЗКО, правый приток
Урала. (фото №3)Течение с севера на юг.Летом во многих местах пересыхает. При
ее устье в урочище «Орешная лука» было одно из первых селений яицких казаков
конца 16 и начала 17 столетий.
Ход исследования:
1.Определение загрязнений, производимых
автотранспортом.
Автомобиль - один из главных источников загрязнения
окружающей среды. Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания содержат
более 200 вредных веществ и соединений, в том числе и канцерогенных. Среди
веществ, вызывающих химическое загрязнение воздуха, наиболее распространены и
опасны оксиды азота, серы, угарный газ, углеводороды, тяжелые металлы, сажа -
продукты неполного сгорания топлива.
Загрязнение воздуха, в первую очередь, отрицательно
сказывается на состоянии здоровья человека, на животных и растениях.
В данной части работы проведено исследование влияние
выхлопных газов автомобилей на экологическое состояние реки Рубежка.
1.1Определение содержания количества
вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом.
Цель работы на данном этапе: изучить влияние автотранспорта на
состояние атмосферного воздуха района реки Рубежка.
Для достижения данной цели необходимо было выполнить следующие
задачи:
·
Определить интенсивность и
состав транспортного потока на контрольном участке;
·
Рассчитать количество
топлива разного вида, сжигаемого двигателями автомашин;
·
Рассчитать количество образованных
вредных веществ по бензину.
Определение количества единиц
автотранспорта, проходящего по контрольному участку исследования:
1.
На мосту, расположенном
над рекой Рубежка, неоднократно производился подсчет автомобилей, движущихся в
оба направления. Работа производилась в утренние, дневные и вечерние часы
следующим образом: занималось место у исследуемого участка и в течение 15 минут
в отдельный бланк заносились данные о проезжающем транспорте.
На основе шестикратного проведения эксперимента были получены
усредненные характеристики транспортного потока, представленные в таблице №1.
2.
Рассчитывается общий путь,
пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час(S, км)
по формуле: S=N*L, где N- количество автомобилей каждого типа (на дизельном
и бензиновом топливе) за 1 час; L- длина участка, км, равная 0,1
км.
S=N*L=30*4*0,1 км=12 км
S=N*L=10*4*0,1 км=4 км
3.
Рассчитывается количество
топлива, сжигаемого двигателями автомашин (R, л) по формуле: R=S*К, где
К-расход топлива на 1 км пути ,л, приблизительно равный 0,1
л для бензиновых двигателей, и 0,4 л для дизельных.
R=S*К=12
км*0,1 л= 1,2 л/км
R=S*К=4 км
*0,4=1,6 л/км
4.Рассчитывается объемное количество выделившихся загрязняющих веществ
(V, л)на выбранном нами участке дороги по формуле : V=R*K, где
К- коэффициент (для бензина: при сгорании топлива, необходимого для пробега 4
км, выделяется : 0,6 л угарного газа,0,1 л углеводорода, 0,04
л диоксида азота; для дизельного топлива: при сгорании топлива, необходимого
для пробега 1 км, выделяется: 0,14 л угарного газа, 0,037
л углеводорода, 0,015 л диоксида азота.)
V (бензиновый)=R*K=1,2 л
*0,6л=0,72 л (СО)
V (бензиновый)=R*K=1,2 л
*0,1л=0,12 л (углеводороды)
V (бензиновый)=R*K=1,2 л *0,04л=0,048
л (NO2)
V (дизельный)=R*K=1,6 л
*0,14 л= 0,224 л (СО)
V (дизельный)=R*K=1,6 л
*0,037 л= 0,0592 л (углеводороды)
V (дизельный)=R*K=1,6 л
*0,015 л= 0,024 л (NO2)
5.Рассчитывается количество свинца(m, г),содержащееся в топливе (1
л этилированного бензина содержит в среднем 0,25
г тетраэтилата свинца), с использованием данных по расходу топлива на
исследуемом участке автотрассы: m(Pb)= R*K(Pb), где R- количество сжигаемого топлива, К-
коэффициент, равный 0,25
m(Pb) (бенз)= R*K(Pb)=1,2*0,25=0,3 г
m(Pb) (диз)= R*K(Pb)=1,6*0,25=0,4 г
( таблица №2)
Вывод: Полученные результаты говорят о том, что среднечасовой
транспортный поток на мосту р. Рубежка немного превышает санитарные нормы.
Можно предположить небольшое превышение количества вредных веществ (особенно
свинца), выбрасываемых в атмосферу работающим автомобильным двигателем.
Представлялось целесообразным провести дальнейшее исследование по определению
загрязнения проводимым автотранспортом.
1.2. Определение содержание ионов свинца
в зеленой массе в районе моста р.Рубежка
Причиной
летнего листопада является высокое содержание свинца в воздухе. Но концентрируя
этот металл, растения очищают воздух. Для борьбы с гололедом разбрасывают
большое количество противогололедных реагентов, содержащих соединения хлора
(СаСl2). Соль хлорида кальция отрицательно воздействует на растения.
Кроме того, листья деревьев накапливают в себе вредные соединения из атмосферы.
Поэтому осенью следует собирать листья и уничтожать их. Причем экологически
целесообразно захоронять загрязненные листья, так как при сжигании все
накопленные вредные вещества, снова поступят в атмосферу.
Задачи данного этапа работы:
- определить наличие свинца в зеленой массе в районе моста р.Рубежка;
- показать уровень загрязнения окружающей среды выхлопными газами
автомобилей.
Пробоотбор
проводился 13 сентября 2010 г.
Методика определения содержания свинца в листьях растений
1.
Было собрано по 100
г растительных проб одного вида с контрольного участка, которые затем растирались
в ступке.
2.
Затем было добавлено по 50
мл 40%-ного этилового спирта.
3.
Проведено фильтрование
раствора.
4.
Экстракт кипятился на
водяной бане, чтобы соединения свинца (а это главным образом бромид свинца)
перешли в раствор.
5.
Экстракт упаривался до 10
мл.
6.
Далее на фильтровальную
бумагу необходимо было нанести каплю исследуемого раствора. Затем подсушить ее
на воздухе, (над плиткой или пламенем спиртовки). В то же самое место капнуть
раствор реагента – йодистого калия (KI).
Результаты эксперимента представлены в таблице №3; фото
№ 4.
Эксперимент
показал, что соединений свинца в растениях нет.
Вывод: Полученные результаты можно объяснить несколькими причинами.
Во-первых, по автодороге проезжает умеренное количество. С другой стороны,
ведется борьба с недобросовестными производителями бензина, которые в целях
повышения октанового числа используют присадки, содержащие соединения свинца. А
если в топливе нет свинца, то его нет и в атмосфере.
1. 3. Определение
содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке
Вдоль
дорожных магистралей и вокруг мест свалок промышленных отходов образуются зоны
загрязнения почвы свинцом, мышьяком, висмутом, медью, кадмием и т. д. Поэтому
качественный химический анализ почвенного раствора является одним из простых и
доступных методов обнаружения «нежелательных элементов».
Анализ
водной вытяжки почв описан русским ученым Н. Комовым (1788
г.), а с конца ХIХ века он используется как основной метод для определения
степени и характера засоленности почв и решения других практических задач. В
лаборатории для получения водной вытяжки используют дистиллированную воду.
Задача:
Определить
наличие свинца в образцах почвы, взятых на контрольных участках.
Для
качественного анализа почв было исследовано три образца, взятые из разных мест:
с придорожной полосы в районе моста реки Рубежка (проба №1), на расстоянии 500
м от автодороги (проба №2), на территории , используемой арендаторами под
овощные культуры(проба №3). Пробоотбор проводился 18 июня 2010 г.
Методика определения содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке.
1. Образцы
почвы были взяты с глубины 5 см, сложены в три разных полиэтиленовых пакета.
Каждая проба была перемешана, высушена на воздухе в течение 7 дней, удалены из
почвенных смесей листья, корни и камни, измельчены все комки до размеров 2-3
мм в диаметре и пересыпаны в бумажные пакеты с этикетками.
2. Для
приготовления водной вытяжки на весах отмерялось по 50
г почвы из каждого пакета. В каждый из трех стаканов с образцами почв
добавлялось по 125 мл дистиллированной воды, до соотношения почва: вода -
1:2,5. Смесь в каждом стакане тщательно перемешивалась в течение 4 минут, затем
суспензия была отфильтрована через бумажный фильтр.
Исследование
проводилось с целью обнаружения катионов свинца и анионов хлора.
3. Для
обнаружения ионов свинца в почвенных образцах использовался метод капельного
анализа. На рабочем столе выкладываются три предметных стекла. На отдельные
стекла наносится по 1 капле каждой вытяжки. Затем к каждой капле вытяжки
добавляется по капле реагента KI. На всех пластинках не было обнаружено видимых
изменений (выпадение осадка в виде желтых хлопьев). Следовательно, во всех трех
пробах качественные реакции на свинец дали отрицательный результат.
4.
Хлорид-ионы обнаруживают с помощью 2%-ного раствора нитрата серебра АgNО3,
путем добавления нескольких капель. В результате взаимодействия ионов хлора с
ионами серебра выпадает белый творожистый осадок. Помутнение будет тем значительнее,
чем больше концентрация хлорид-ионов в воде.
Результаты эксперимента представлены в таблице №4.
В пробах
№1 и №2 не было обнаружено содержание хлорид-ионов, тогда как в пробе №3 ,судя
по характеру выпавшего осадка в виде слабой мути, концентрация составляет 1-10
мг/л.
Выводы: Присутствие хлорид- анионов на территории, используемой арендаторами
под овощные культуры, может быть связано с применением различных пестицидов.
Кроме этого, происходит обмеление реки Рубежка в результате использования воды
из реки для полива культур (фото №5)
По результатам проведенного исследования можно сделать
следующие выводы:
·
Умеренная нагрузка на
мосту реки Рубежка автотранспортными средствами, большая площадь зеленых
насаждений оказывают благотворное влияние на экологическое состояние реки
Рубежка;
·
Обмеление реки Рубежка и
небольшое содержание хлорид- ионов в почвенной вытяжке, возможно, связано с
использованием территории вблизи реки арендаторами под овощные культуры;
Использованная литература:
1.
Водный Кодекс Республики
Казахстан,2002.
2.
Галимов А.Г., Галимов
М.А.,Амельченко В.И. География Западно-Казахстанской области.Уральск,2001.
3.
Гарин В.М.,Кленова
И.А.,Колесников В.И. Экология для технических вузов.Ростов-на Дону,Феникс,2001.
4.
Мазур И.И.,Молдаванов О.И.
Курс инженерной экологии,М.,В.Ш.,1999.
5.
Ниязбекова А.Б.,Чуб Т.И.
Экологическая экспертиза и нормирование.Уральск,2007.
6.
Парфенова А.Я. География
сельского хозяйства Уральской области.Уральск, 1990.
7.
Туремуратова Ж.М.
Приуралье.Алматы,2001.
8.
Экологический кодекс,2007.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица №1.Характеристика
транспортного потока:
Контрольный
участок
|
Грузовые
и легковые автомобили, работающие на бензине
|
Грузовые
и легковые автомобили, работающие на дизельном топливе
|
Мост
на реке Рубежка
|
30
|
10
|
Таблица№2.
Количество вредных веществ,
выбрасываемых в атмосферу:
Тип
топлива
|
Контрольный
участок
|
Количество
автомобилей в час
|
Количество
загрязняющих веществ
|
СО
|
NO2
|
Углеводороды
|
Свинец
|
Бензиновое
топливо
|
Мост
на реке Рубежка
|
120
|
0,72 л
|
0,048л
|
0,12л
|
0,3 г
|
Дизельное
топливо
|
40
|
0,224л
|
0,024л
|
0,0592л
|
0,4 г
|
Таблица
№3. Количество ионов свинца в
листьях растений:
Контрольный участок
|
Количество ионов свинца (Pb2+)
|
Район моста р. Рубежка
|
-
|
Таблица
№4. Количество ионов свинца и
хлора в почвенной вытяжке:
Контрольный участок
|
Количество ионов
|
свинца (Pb2+)
|
хлора ( Cl- )
|
Придорожная полоса в районе моста реки Рубежка
|
-
|
-
|
На расстоянии 500
м от автодороги
|
-
|
-
|
Территория, используемая арендаторами под овощные
культуры
|
-
|
+
|
Фото №1. План
села Рубежка
Фото №2. Создание
первой экологической группы (1991 г)
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.