Шишкина Елена Федоровна

Муниципальное бюджетное общеобщеобразовательное учреждение

“СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №6”

Елабужского муниципального района Республики Татарстан

Научно-практическая работа

по географии

Снежный покров как индикатор загрязнения

природной среды города Елабуги

Выполнила:

ученица 9 В класса

Шакирова Альбина Илинаровна,

МБОУ сош №6 г. Елабуги РТ

Руководитель:

учитель географии МБОУ сош №6 г. Елабуги РТ

Шишкина Елена Федоровна

Елабуга 2011

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Снежный покров как индикатор загрязнения природной среды

Снежный покров является эффективным накопителем аэрозольных загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха. При снеготаянии эти вещества поступают в природные среды, главным образом в воду, загрязняя их.

При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на 2-3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности.

Снежный покров как естественный планшет- накопитель дает действительную величину сухих и влажных выпадений в холодный сезон и количественную величину параметров загрязнения. В горах и полярных областях земного шара снежный покров, постепенно превращаясь в лед, как бы консервирует находящий в нем загрязняющие вещества и сохраняет их при благоприятных условиях в массе ледников многие сотни и тысячи лет, становясь своеобразной летописью состава атмосферного воздуха и его загрязнения.

Загрязнение снежного покрова происходит в два этапа. Во-первых, это загрязнение снежинок во время их образования в облаке и выпадения на местность - влажное выпадение загрязняющих веществ снегом. Во-вторых ,это загрязнение уже выпавшего снега в результате сухого выпадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления из подстилающих почв и горных пород.

Характерная высота поступления загрязняющих веществ от крупных промышленных предприятий и тепловых электростанций составляет 150 метров. Эта оценка учитывает высоту труб, начальный подъем газового факела, распределение мощности выброса по отдельным типам источника. Реальная высота выброса может колебаться в широких пределах, от десятков до сотен метров.

Выброс загрязняющих веществ автотранспортом происходит почти на уровне земли.

Поступление в атмосферу природных веществ ( продуктов ветровой эрозии, летучих соединений) происходит непосредственно с поверхности Земли.

Содержащие микроэлементы в снеге и их выпадения колеблются в очень широком диапазоне главным образом в зависимости от степени антропогенного влияния.

Перенос загрязняющих веществ на большие расстояния осуществляются главным образом за счет общей циркуляции атмосферы. Поступающие в атмосферу примеси, подхваченные воздушными потоками, могут распространяться на расстояние от нескольких сотен до нескольких тысяч километров. Так, например, тяжелые металлы в идее аэрозолей при среднем времени их пребывания в нижней тропосфере, равно 5 суткам, могут быть перенесены на расстояние. На загрязнение атмосферного воздуха и снежного покрова негативное влияния оказывает транспорт.

Снежный покров- прекрасная возможность для исследования загрязнений природной среды. Он обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а так же последующего загрязнение вод и почв. При образовании и выпадении снега концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе (Василенко В.Н и др. Мониторинг загрязнения снежного покрова- Л.Гидромет.,1985). Поэтому измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности.

Отбор проб снежного покрова прост, не требует сложного оборудования. Всего лишь одна проба по всей толще снежного покрова даёт представительные данные о загрязнение в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы. Снег может служить индикатором атмосферного загрязнения веществами : сульфатами, нитратами, аммонием, основаниями, тяжелыми металлами и рядом других веществ(Василенко В.Н и др. Мониторинг загрязнения снежного покрова- Л.Гидромет.,1985).Суммарная проба всех снегопадов усредняет все загрязнения, как по направлению сноса, так и по времени. В этом её ценность, т. к эта проба наиболее близка к среднему уровню загрязнения атмосферы в данном районе за период от начала формирования снежного покрова до времени отбора пробы(Сонин Г.В Кондуктометрический метод анализа атмосферных осадков и природных вод.- Казань, 1997)

Исследование химического состава снежного покрова является обязательной частью изучения процессов загрязнения окружающей среды. Именно качество снежного покрова ярко демонстрирует влияние различных источников загрязнения атмосферного воздуха на поверхности земли.

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

Цели

Исследование проб снежного покрова в населённом пункте городе Елабуга Республики Татарстан на содержание некоторых химических элементов и соединений ,выявление физических свойств талой воды, данных проб снега (февраль- март 2011 ГОД).

На основе анализа данных, полученных в процессе исследований, и обработки результатов наблюдений за погодой формирования снежного покрова, сделать вывод о возможных источниках загрязнения снега в нашей местности.

Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

Провести качественный, в соответствие с методикой, отбор проб снег;

Определить физические свойства снега и проанализировать данные снегозапасов,

Провести аналитические работы по качественному составу снега.

Исследовательская работа

Данная работа состоит из этапов:

1) характеристика физических свойств воды, образовавшиеся при таянии проб снега, обязательно в течение периода формирования снежного покрова ведутся наблюдения за погодой в данной местности

2) характеристика химического состава разных проб талой воды, т.е определение содержания различных катионов, анионов, молекул различных веществ.

Методика работы (I этап)

Для проведения данной работы были взяты 6 проб снега. Точки для отбора проб снега были выбраны у проезжей части дорог, в тихих уголках и парковых зонах города Елабуги. Отбор проб снега на маршруте проводился пластмассовой трубкой 6 сантиметров. В месте отбора пробы трубу врезают на всю толщину снежного покрова до поверхности земли, после чего трубку с керном снега вытаскивают, поддерживая ее снизу полиэтиленовой лопаткой. Нижняя часть трубы и основание столбика снежного керна тщательно очищаются от частиц грунта. Проба снега из трубки высыпается в полиэтиленовый мешок, взвешивается, пересыпается в чистую посуду для таяния, либо снег оставляется в пакете до полного таяния. После таяния снега и достижения талой воды комнатной температуры, проба готова к проведению анализов(методика Сонина Г.В)

Методика работы(II этап)

Для анализа физических свойств талой воды мы пользовались методикой, взятой из сборника Алексеева С.В и Беккера А.М. «Изучаем экологию - экспериментально» и из школьного практикума по экологии Пасечника В.В

Цель работы: на данном этапе - установление таких характеристик талой воды, как прозрачность цвет, запах, наличие осадка,pH, наличие растворенных солей

1)Для определения прозрачности проб талой воды в колбу наливается определенное количество воды и через нее просматривается шрифт( печатный текст) . Можно сравнить каждую пробу с контролем дистиллированной водой. Вода может быть прозрачный, слабомутной ,сильно мутный.

2)Для определения цвета используют белый фон ( лист белой бумаги или белая пластина), на котором трубу талой воды рассматривают сверху

3) Для определения запаха талую воду наливают в коническую колбу (250 мл), закрывают колбу пробкой, встряхивают, затем открывают её и быстро определяют характер запаха. Запахи могут быть естественными и искусственными. Интенсивность запаха оцениваются по 5-бальной системе:

0-никакой, 1- очень слабый,2- слабый, 3- заметный, 4 – отчётливый, 5- очень сильный.

4)Наличие осадка определяется суточным отстаиванием воды. Если осадок образуется, он может быть: хлопьевидным, плотным белым, плотным бурым, сероватым, в вид песка, глины или растительных остатков.

5) Для определения реакции водной среды необходим универсальный индикатор, цвет которого сравнивается со шкалой рН. Если в воздухе много азота, диоксида серы и других кислотных образований, то снег будет иметь значение ниже рН. Если снег будет иметь значение выше 5 рН, то он щелочной, и скорее всего, загрязнен окислами металлов и автомобильными выхлопами (ароматическими углеводородами).

Методика работы (III этап)

Целью работы на данном этапе является обнаружение в пробах талой воды различных ионов и соединений. Для этого необходимы различные реактивы, которые являются их химическими индикаторами, а также необходима химическая посуда: пробирки, мерные пипетки. Для сравнения полученных результатов необходимо приготовить стандартный раствор, содержащий интересующий нас ион и контроль.

Для обнаружения сульфат-ионов SO42- используют раствор хлорида бария BaCl2. При взаимодействии в стандартном растворе образуется так называемое «молоко» BaSO4,а в контроле ничего не изменятся

Ион аммония NH4 можно обнаружить при выполнении к стандартному раствору КОН и последующем нагревании. При этом будет выделяться аммиак NH3, газ с резким запахом. В контроле реакция не пройдет.

Реактивом на ионы Pb2 является иодид калия KJ, при взаимодействии которого с ионамиPb2 образуется ярко-желтый осадок. В контроле раствор остаётся бесцветным до и после применение реактива KJ.

Для обнаружения фенола можно использовать реактив FeCl3. В стандартном растворе при приливании реактива возникает фиолетовая окраска, а в контроле - желтая.

Результаты исследовательской работы

Проба № 1- Майдан (высота снежного покрова 50 см.)

Проба № 2- 4 микрорайон (высота снежного покрова 41 см.)

Проба № 3- ул. Строителей, вокзал (высота снежного покрова 50 см.)

Проба № 4- 12 микрорайон, центральный рынок (высота снежного покрова 39 см.)

Проба №5- площадь Ленина (высота снежного покрова 43 см.)

Проба № 6- школьный парк( высота снежного покрова 47 см.)

Высота рельефа местности вдоль маршрута наблюдений различна. Самая низкая точна №2, самые высокие №1,3,4,6, а в направление к точке №5 высота рельефа опять снижается.

Анализ физических свойств талой воды дал следующие результаты (см. таблицу №1)

Три пробы талой воды оказались прозрачными, три - мутными.

При рассматривании проб воды на фоне белой бумаги обнаружили, что пробы №1, 5, 6, 7- бесцветные, пробы №2,3,4 имеет желтоватый цвет.

Пробы №1, 5, 6, 7- оказались без запаха, в пробах №2,3 присутствует резкий (гнилостной) запах.

После суточного отстаивания проб талой воды обнаружено: в пробах №1,2,3,4,5,6 присутствует механический осадок в довольно большом количестве.

Анализ химического состава проб воды показал следующие результаты (см. таблицу 1 и 2)

Ионыобнаружены в очень малой концентрации в пробах №2,3,4,5; в пробах №5 их концентрация довольно велика.

Ионыобнаружены в пробах №2,3,5, где их концентрация довольно мала.

При проведении анализа на содержание ионов -не обнаружены.

Фенол ни в одной из проб обнаружен не был.

Полученные в ходе исследований данные помещены в сводную таблицу №2.

III. Выводы по результатом работы.

Анализ физических свойств талой воды взятых проб снега показал, что наиболее близки к контролю – дистиллированной воде- по прозрачности и цвету все пробы, кроме №2 и 3 ; по запаху отличается от контроля пробы №2,3 и 5; механический осадок, присутствующий во всех пробах, особенно велик в пробе №4

Обработка данных наблюдение за погодой показала преобладание ветров юго-западного направления, т. е. со стороны г. Нижнекамска – роза ветров была составлена.

Самой чистой оказалась проба №1,6 мы не обнаружили в ней присутствие ни одного из исследуемых веществ. Наиболее загрязнена проба №3,2,5- в ней обнаружены в разной степени концентрации 2 из 4 исследуемых химических элементов. Сопоставляя все результаты наблюдений, можно предположить потенциальные источники загрязнения снежного покрова в нашей местности.

Размещение промышленных предприятий городов Менделеевска, Нижнекамска, Елабуги (роза ветров).Перенос загрязняющих веществ на большие расстояния осуществляется главным образом за счет общей циркуляции атмосферы. Поступающие в атмосферы примеси, подхваченные воздушными потоками, могут распространяться на расстояние от нескольких сотен до нескольких тысяч километров. Так, например, тяжелые металлы в виде аэрозолей при среднем времени их пребывания в нижней тропосферы, равном 5 суткам, могут быть перенесены на расстояние до 3000 км, а в верхней тропосфере и на значительно большее расстояние.

Антропогенное влияние - особенно выброс загрязняющих веществ автотранспортом (продукты сгорания), что подтверждает загрязненность снега по уровню pH. Если в воздухе много азота, диоксида серы и других кислотных образований, то снег будет иметь значение ниже 5 pH. Если снег будет иметь значение выше 5pH , то он щелочной, и скорее всего, загрязнен окислами металлов и автомобильными выхлопами (ароматическими углеводородами).pH = 5,6 норма для атмосферных осадков.

3- Кроме того, степень загрязненности проб снега, вероятно, можно объяснить разной удалённостью точек взятия проб снега от источников загрязнения и особенностями рельефа: в пониженных местах в пробах снега(№5) количество загрязняющих веществ их концентрация выше. Самая загрязненная территории- площади Ленина, причины: пониженный рельеф, наличие близко автострады, котельной и химического предприятия по выпуску пластмассовых изделий «Камполимер».

Таблица №1. Физические показатели исследованных проб снега

Таблица №2

Таблица №3

Используемая литература

Полевые практики по географическим дисциплинам : учебное пособие для студентов./ под ред. В.А.Исаченкова, М,: Просвещение,1980

Школьный практикум по экологии Пасенчика В.В.

Алексеев, С.В.; Беккер, A.M. [Текст] / С.В. Алексеев, A.M. Беккер // Изучаем экология экспериментально. - М.: Наука – 2000, С. 22-29;

Березина, С.А. [Текст] / С.А. Березина // Город задыхается. - Белово: Беловский вестник, 67 – 2009, С. 6;

Василенко, В.Н. [Текст] / В.Н. Василенко // Мониторинг загрязнения снежного покро­ва. - Л.: Гидромет - 1985, С. 3;

ГОСТ 17.4.1.02-83 [Текст] / ГОСТ 17.4.1.02-83// Охрана природы. Почвы. Классифика­ция химических веществ для контроля загрязнения. - М.: Наука – 1998, С. 11;

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/1407-shishkina-elena-fedorovna