Физико-химические свойств снега в ауле Кошехабль

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 2

муниципального образования «Кошехабльский район»

Исследовательская работа

Физико-химические свойства снега в ауле Кошехабль

а.Кошехабль, 2026 г.

Содержание

Введение

Снег…Восхитительноеприродноеявление.

Где-то в воздухе пылевые частицы притягивают к себе микроскопические капельки воды. Замерзая, они превращаются в кристаллы льда размером 0,1 мм в диаметре, а в результате конденсации на них влаги, продолжают расти, падая вниз. Приэтомобразуютсяшестиугольныекристаллическиеформы.Навершинахтакого шестиугольника снова и снова осаждаются новые кристаллы, образуя разнообразные формы звёздочек - снежинок.

Зимой,врезультатеснегопадов,образуетсяснежныйпокров,обладающиймалойплотностью,носовременемвозрастающей.Снежныйпокровхарактеризуетсяслоистостьюизернистостью.Напротяжениизимыснежный покров оседает и уплотняется. Разрезы снежного покрова к концу зимы отражают историю прошедших снегопадов и сопровождавших их состояний погоды, запасы тепла в подстилающих грунтах, а так же экологическую обстановкуна территории.Снежныйпокровоказываетогромноевлияниенаклимат,рельеф,гидрологические и почвообразовательные процессы, жизнь растений и животных. Снежныйпокровпредохраняетпочвуотглубокогопромерзанияисохраняет озимыепосевы,поглощаетазотистыесоединения,удобряятемсамымпочву,

адсорбируетатмосфернуюпыль,охлаждаетприземныеслоивоздуха.

Благодаря высокой сорбционной способности, снег накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Поэтомуснег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды. В снежном покрове могут накапливаться различные вредные вещества, которые с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы ипочву, загрязняя их [1, с. 7]. В нашем регионе снег стал очень редким явлением. 31 декабря 2025 года выпал первый в этом году снег, чему очень обрадовались дети. Возник вопрос,наосновании всего вышеизложенного,неможетлиигравснежки,катание с горок, валяние в снегу, а так же поедание снега и лизание сосулек может нанести вред здоровью детей. В связи с этим проведение исследования состояния снегового покрова является актуальным.

Снег можно исследовать так же, как и воду. Для этого пробу снега растапливают, азатем проводятисследование. Исследуя пробы снега,собранного в разных местах можно получить достаточно полное представление о степени и характере загрязнения территории, выявить причины и источники загрязнения[7, c 14].

Цель работы: исследовать экологическое состояние снежного покрова на территории а.Кошехабльпутем физико-химических методов.

Длядостиженияпоставленнойцелибыливыдвинутыследующиезадачи:

1. Изучитьлитературупопроблемеисследования.

2. Исследоватьфизико-химическиесвойстваснега.

3. Изучитьпричинызагрязненияснега.

4. Сделатьвыводыостепениобщейтоксичностивразныхучасткахстаницы и вреде на здоровье детей.

Объектисследования:снег,взятыйсразныхучастковнатерритории а.Кошехабль.

Предметисследования:снег,талаявода,полученнаяизпробснега.

Методыисследования:

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

   2. Экспериментальный (органолептический и химический анализ талой воды и снега; физико-химического анализа проб снега).

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

Местоисследования:а.Кошехабль.

Сроки проведения исследования: январь 2026 года.

Глава1Методыисследований

1. 1. Объектыиэтапыисследования

Для изучения снежного покрова были определены экспериментальные площадки в разных частях а.Кошехабль. При их выборе учитывался уровень антропогенной нагрузки.

Степень антропогенной нагрузки определялась в баллах по следующей шкале [6, c.112]:

Таблица1–Степеньантропогеннойнагрузки

Таблица2–Источникиантропогеннойнагрузки

1. 1. Методикаполевыхилабораторныхисследований

Для качественной оценки снежного покрова на экспериментальных площадках а.Кошехабль были использованы следующие методы: физический и химический [2, c 67].

Физическиеметоды,используемыевработе:

1.Визуальнаяоценкаснежногопокрытия.

2.Качественный анализ талой воды:

1. определениезапаха;

2. исследованиецвета;

3. наличиеуглеводороднойплёнки;

4. определениепрозрачности;

5. наличиеосадкавпробахталойводы.

Исследованиепробталойводыспомощьюхимическихметодов:

1. определениекислотностиснега;

2. исследованиепробнаналичиеионовнекоторыххимическихэлементов.

Глава 2 Результаты исследования

1. 1. Сравнительная характеристика снега на пробных площадках

2. Припервичном визуальном осмотре снега на пробных площадках дали сравнительную характеристику

снежного покрова [4, c 34]. Данные разместили в таблице 3.

Пробная площадка №1 – железная дорога. Цвет снега на площадке №1 – визуально снег выглядит серым, местами с частицами грязи, бледно-сероватый. Рыхлый, крупнозернистый, ледяная корка отсутствует.

Пробная площадка №2 – автодорога. Цвет снега- коричневый, с примесью песка, топлива и реагентов.

Пробная площадка № 3 – школьный двор. Снег белый, с небольшим серым налетом от пыли, рыхлый.

П робная площадка № 4 – двор частного дома. Визуально снег выглядит чистым, белым, местами бледно-сероватый. Рыхлый, крупнозернистый,ледяная корка отсутствует.

Таблица 3 – Сравнительная характеристика снежных покровов

Обобщая выше изложенную информацию, самая темная окраска снега отмечена на площадке с повышенной антропогенной нагрузкой: площадка №2 – снег с обочины автодороги. Изменение окраски снега является одним из показателей антропогенного загрязнения окружающей среды. Мощность снега на пробных площадках колеблется от 7 см до 18 см.

2.2Качественный анализ талой воды

Физические исследования талой воды

Взятый с пробных площадок снег, поместили в ёмкости, промаркировали, дали полностью растаять при комнатной температуре. Полученную талую воду использовали для анализов. Качественный анализ талой воды проводился в школьном кабинете «Точка роста» с использованием высокотехнологичного оборудования и методических рекомендаций. Определялись следующие показатели воды: запах, цвет, прозрачность, осадок, наличие углеводородной пленки.

А. Определение запаха талой воды

Для определения запаха, в стеклянную колбу с широким горлом налили 200 мл талой воды комнатной температуры, накрыли крышкой и встряхивали вращательными движениями. Открыв крышку, быстро определили запах

Впробе талой воды, взятой на площадке №1, ощущался запах дизельного топлива, в пробе, взятой на площадке №2 – запах обращает на себя внимание, резкий, неприятный, химический запах. Следовательно, в пробе №2 содержатся химические вещества,источникамикоторых является транспорт. В пробе № 3 незначительный запах топлива. В пробе № 4 землистый запах.

Для определения интенсивности запаха, колбу накрыли стеклом, нагрели на водяной бане до температуры 60 градусов и определили интенсивность запаха (таблица 4, 5).

Таблица4–Интенсивность запаха

Таблица5–Результатыисследования

В.Исследованияцветаталойводы

Пробы воды налили в цилиндр до отметки 20 см. В качестве контроля использовал цилиндр, заполненный на ту же высоту дистиллированной водой. Затем оба цилиндра рассматривали сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении.В пробе №1талая вода грязная, мутная, серого цвета, а в пробе №2 – вода очень грязная, мутная, хорошо различимы взвешенные частицы и имеет ярко выраженный коричнево-серый цвет. В пробе № 3 вода мутная, с незначительными примесями. В пробе № 4 визуально примеси не обнаруживаются, прозрачная. Можно предположить, что серый оттенок талой воде придают частицы топлива (таблица 6).

Таблица6–Результатыисследованияцвета

С . Определение прозрачности воды с помощью цилиндра

Меройпрозрачностиможетслужитьвысота

столба воды, при которой можно различить набелой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3,5мм.Водуследуетхорошоперемешатьиналить в высокий цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и дном из плоско отшлифованного стекла. Цилиндр устанавливается неподвижно над стандартным шрифтомнавысоте4см. Шрифт просматривается сверху через столб воды с одновременным доливанием воды на такую высоту столба, которая позволяла бы читать шрифт (таблица 7).

Таблица7–Результатисследованияпрозрачности

Е.Наличиеосадка

В течение суток даем снегу самостоятельно растаять. С помощью дистиллированной воды доводим объем талой воды в каждой пробе до 500 мл. Перемешиваем стеклянной палочкой. Подготавливаем к работе бумажные фильтры, по одному на каждую пробу. Подготовленные сухие фильтры взвешиваем на лабораторных весах. Его массу записываем. После этого помещаем в стеклянную воронку так, чтобы края прилегали к краю воронки. Перед началом фильтрации смачиваем бумажные фильтры водой из соответствующих проб. Используя стеклянные палочки, пропускаем всю воду из проб через соответствующие фильтры.

После окончания фильтрования, фильтры аккуратно разворачиваем и высушиваем. После высушивания фильтры взвешиваем на лабораторных электронных весах (приложение 1).

Для того чтобы можно было провести сравнительную оценку запыленности территории, каждую величину пересчитывали на 0,5 л талого снега: Количество пыли на кг снега = Масса осадка • 500/объем талого снега (таблица 8).

Таблица8–Результатыисследованияналичияосадка

Исследованиепробталойводыспомощьюхимическихметодов: 1 Определение кислотности снега

После отбора проб, снег сутки самостоятельно таял. Затем талую воду поместили в два маркированных лабораторных стеклянных стакана по 50 мл в каждый. Для определения величины рН талой воды использовали Мультидатчик цифровойлаборатории «Точки роста» [8,c.25] (приложение 2).

Величина pH среды снега обусловлена попаданием из атмосферы не только твёрдых частиц, но и газообразных загрязняющих веществ: SO2, CO, CO2, N2O, NO, NO2. Этот показатель очень важен, т. к. может сильно повлиять на реакцию среды почвы после таяния снега (подкислить или подщелочить). Чистыйснег,какичистаядождеваявода,имеетpH=5,6,что связано сналичием в воздухе CO2, образующим угольную кислоту, подкисляющую атмосферные осадки. Если в воздухе много оксидов азота, сернистого газа, диоксида серы и других кислотных оснований, то снег будет иметь величину pH < 5,6 (средаснег кислая). Если снег имеет значение pH выше 7, то среда щелочная и снег загрязнён оксидами металлов (ионы свинца, железа (III) и меди (II), содержащиеся вавтомобильных выхлопах).

Данныеисследованийзанесливтаблицу 9:

Таблица9–Результатыисследований

2Исследованиепробнаналичиеионовнекоторыххимическихэлементов А. Проверка проб снега на наличие ионов меди

Налили в 2 пробирки пробы растаявшего снега и добавили в них аммиачную воду. Ни в одном из сосудов осадок не образовался – ионы меди отсутствуют.

В.ОпределениеионовжелезаFe³⁺

К 1 мл исследуемого талого снега прибавили 2-3 капли соляной кислоты НСl, несколько капель пероксида водорода и 0,2 мл (4 капли) 50% раствора роданида калия KSCN. Перемешиваем и наблюдаем за реакцией. Метод чувствителен, можно определить до 0,02 мг/л. Качественная реакция протекает по ионному уравнению: Fe³⁺ + 3SCN^- = Fe(SCN)_3. Примерное содержание железа можно найти по таблице 10.

Максимальное содержание железа обнаружилось в пробе № 1( железная дорога). В пробе № 2 железо есть в незначительном количестве, в остальных пробах визуально не определяется.

С.ОпределениеионовхлораCl^-(качественнаяреакция)

К5млталойводыдобавили3капли10%растворанитратасеребра AgNO₃, подкисленного азотной кислотой HNO₃. Образуется осадок или муть:

Ag⁺ + Cl^-=AgCl. Приблизительное содержание хлоридов определяют по таблице (таблица 11) [2, с 157].

Таблица11–Определениесодержанияхлоридов

В пробе № 2 сильная муть. Возможными источниками поступления хлора в атмосферный воздух, а потом и в снег являются выбросы автомобилей, поток которых на данной территории довольно интенсивный. Источником хлорид-ионов в талой водетакжеможетявлятьсяпосыпаниеснегасмесьютехническойсолиипескав качестве антиобледенителей дорожных покрытий.

Выводы

Результаты, полученные в ходе работы, позволяют сделать следующие выводы:

1. На участках с повышенной антропогенной нагрузкой наблюдаются следующие изменения визуальных характеристик снегового покрова: уменьшение мощности снега, обусловленное тепловым воздействием на снег со стороны автомобильного транспорта; потемнение окраски снега; более сильное загрязнение растительным опадом; наличие бытового мусора и дорожной грязи и пыли.

2. В пробах талой воды с площадки с повышенным уровнем антропогенной нагрузки отмечены: сильный химическийнеприятный запах, изменение окраски от светло-серой ккоричнево-серой, повышенная мутность.

3. Кислотность талой воды с пробных площадокнаходится в пределах нормы. Однако по мере возрастания антропогенной нагрузки на площадке №2 отмечается повышение щелочности талой воды, что свидетельствует о накоплении в снегу защелачивающих веществ (катионов металлов).

4. В пробе талой воды с площадки у железной дороги отмечается повышение концентрации ионов железа (III), ионов свинца(II)ихлорид-ионов.

5. Данные качественного анализа талой воды позволяют предположить, что основным источником катионов железа (III) и свинца (II) в исследуемом районе является автомобильная и железная дороги и большое количество пешеходов, хлорид-ионов – используемая зимой техническая соль. Состояние окружающей среды в исследуемых районахаула Кошехабль можно считать относительно благоприятным, т.к. кислотность талой воды, а также концентрация хлоридоввпробахталойводысоответствуютнорме,загрязнений

снега углеводородами и тяжёлыми металлами (медь) не обнаружено, а железа и свинца незначительная.Однако,участок №3 –это территория школьного двора, поэтому наличие катионов металлов и хлорид-ионав снегу любой концентрации недопустимо.

1. Изменения визуальных характеристик снегового покрова наплощадках с повышенной антропогенной нагрузкой соответствуют данным качественного анализа талой воды. Поэтому визуальнаяоценка состояния снегового покрова может служить первичным показателем состояния окружающей среды.

Заключение

Качественный анализ снега на пробных площадках, а также химический анализ талой воды позволяют выявить наличие некоторых видов загрязнения окружающей среды и оценить экологическое состояние изучаемого объекта.

Основываясьнарезультатаххимическогоанализа,можноутверждать,что в целом атмосфера исследуемой территории благоприятная, особенно чистый воздухв районе частного дома. Загрязнения, в том числе и химические, наблюдаются возле автодороги, железной дороги и школы. Это связано с работой автотранспорта и ж/д транспорта. Один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окиси азота и почти 200 кг различных углеводородов. Таким образом, удалось экспериментально подтвердить, что основными источниками загрязнения атмосферы в окрестностях аула Кошехабль является автомобильный транспорт.

Практическая значимость работы заключается в том, что, в процессе исследования были освоены некоторые экспериментальные химические и физические методики, дана характеристика экологического состояния объекта исследования. Выявлено, что территория аулаподвергается определённой антропогенной нагрузке, поэтому рекомендуется проведение следующих мероприятий для сохранения благоприятной экологической обстановки:

1. Регулярнаяочисткатерриторииотбытовогомусора;

2. Освещениечерезместнуюпрессурезультатовисследования экологического состояния станицы;

3. Информированиеучениковшколыобопасностисосаниясосулек и поедания снега;

4. ОбращениевАдминистрациюсельского поселенияобограничении проезда автомобильного транспорта мимо школы.

Используемаялитература

1. Боголюбов А.С. Изучение снегового покрова на профиле: метод. Пособие– М.: Экосистема, 2001. – 8 с.

2. Комплексная экологическая практика школьников и студентов. Программы. Методики. Оснащение. Учебно-методическое пособие. Под редакцией проф. Л.А. Коробейниковой. Изд. 3-е, перераб. и дополн. – СПб.: Крисмас+. 2002. – 268 с.

3. Мансурова, С.Е., Кокуева, Г. Н. Школьный практикум. Следим за окружающей средой нашего города. —М.:Владос, 2011. —112 с.

4. Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. – СПб.: Крисмас+, 2003. – 176 с.

5. Парахин С.А. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2016 году»,ООО «Альтаир»: г. Ростов-на-Дону,2017. – 368 c.

6. Простейшие методы статистической обработки результатов экологических исследований / сост. А.С. Боголюбов – М.: Экосистема, 2001. – 17 с.

7. Экологическиймониторинг/подред.Т.Я.Ашихминой. — М.: Академический проект, 2006. —416 с.

8. Методическиерекомендациидляпроведениялабораторных работ по биологии с использованием датчиков цифровой лаборатории.

Приложение1–Процессопределениеналичияосадка

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/634654-fiziko-himicheskie-svojstv-snega-v-aule-koshe