Листья березы и снег как индикаторы загрязнения атмосферного воздуха | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 февраля, печатный экземпляр отправим 4 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Экология

Опубликовано в Юный учёный №1 (21) январь 2019 г.

Дата публикации: 03.01.2019

Статья просмотрена: 28 раз

Библиографическое описание:

Зворская Т. В., Крапивин Б. Д. Листья березы и снег как индикаторы загрязнения атмосферного воздуха // Юный ученый. — 2019. — №1. — С. 51-55. — URL https://moluch.ru/young/archive/21/1355/ (дата обращения: 21.02.2020).



 

Всем известно, что воздушная оболочка Земли выполняет многочисленные функции. Атмосфера служит средой обитания и источником необходимых веществ для живых организмов. Она также регулирует круговорот веществ и энергии между Землей и космическим пространством. Но, к сожалению, в наше время исследованием состояния воздушного бассейна городской среды занимаются не так много. Поэтому эта тема актуальна, так как города являются основной средой обитания человека.

В последние десятилетия наблюдается интенсивное насыщение атмосферы городов газообразными и пылевидными отходами транспортных средств и промышленных предприятий. Они вызывают ухудшение условий существования человека и других организмов, создавая угрозу здоровью населения, нарушению климата в локальных и глобальных масштабах.

В каждом городе ведется наблюдение за состоянием атмосферного воздуха с помощью так называемых постов. В городе Златоусте, где нами было проведено исследование, за состоянием воздушного бассейна следят два поста [1] на разных, достаточно удаленных друг от друга, территориях. За последние несколько месяцев, по их данным, в Златоусте было превышение нормы загрязнения атмосферного воздуха различными примесями.

Нами было принято решение о проведении собственного исследования. Поставив целью оценить загрязнение воздушного бассейна в разных районах города, мы определили задачи: 1) выбрать районы города, в которых будут отбираться образцы; 2) отобрать образцы листьев березы для последующего их изучения; 3) отобрать образцы снега для их физического и химического анализа; 4) провести градацию районов по степени загрязнения.

Исследование проходило в 2 этапа: теоретический этап и экспериментальная работа.

На первом этапе исследования была выдвинута гипотеза: состояние атмосферного воздуха зависит от близости или удаленности территории к промышленным предприятиям и автомобильным дорогам. Чем дальше район расположен, тем воздух будет чище; чем ближе — тем грязнее.

Были выбраны шесть районов города (Рис. 1), в которых в дальнейшем будут отбираться пробы листьев и снега. У них были изучены прилегающие территории [2], у промышленных предприятий была установлена специализация. Экспериментальные площадки, выбранные для последующего исследования: территория около Златоустовского Машиностроительного завода; завод Булат, расположенный у подножия горы Косотур, в старой центральной части города; территория вдоль перегона, соединяющего две части города: проспект Гагарина и Машзавод; территория вдоль улицы 30 лет Победы, дислоцированная вдоль Златоустовского городского пруда, по одну сторону, и большим количеством многоэтажных домов, по другую; парк «Молодежный», что находится в новой части города чуть выше Дворца культуры «Победа»; Лесная зона, прилегающая к перегону между проспектом Гагарина и Машзаводом.

Рис. 1 Географическое положение районов

 

На втором этапе в выбранных районах города был произведен сбор образцов листьев берёзы повислой для последующего их анализа и выявления поврежденных образцов по определенной методике. Отбор проводился следующим образом: на территории выбрали деревья на небольшом расстоянии друг от друга, собрали определенное количество листьев-образцов. После сбора образцов листьев их осматривали и определяли поврежденные и здоровые. Поврежденность листьев может выглядеть как изменение окраски или отмирание тканей, но если на листьях не наблюдается налета загрязняющих веществ, то листья повреждены насекомыми [3, с. 5-7].

Результаты анализа образцов листьев, в сравнении с прошлым годом, расходятся незначительно (рис. 2). Большое различие наблюдается только на перегоне между проспектом Гагарина и Машзаводом — за год число поврежденных листьев увеличилось на 8 %.

Не останавливаясь на достигнутом, был произведен отбор снежных образцов для последующего анализа талой воды с тех же территорий в разное время: в декабре 2017 года, начале февраля 2018 и в середине февраля после сильного снегопада (рис. 3). Отбор проводился на ровном участке местности с помощью снегомера диаметром 4,5 см и высотой 1 метр. Снегомер вставляли в снег, подкладывали снизу дощечку для задержания содержимого снегомера и аккуратно, придерживая снегомер над ведром, убирали дощечку и высыпали снег из снегомера в ведро. Впоследствии ведро с содержимым снегом заносили в теплое помещение. Образовавшуюся жидкость в результате таяния снега подвергали нижеперечисленным исследованиям. В ходе анализа талой воды был определен внешний вид снега, цветность, его запах, прозрачность, осадок и водородный показатель pH по определенной методике [4, 5].

Рис. 2 Результаты исследования листьев березы за 2016-2017 гг.

 

Рис. 3. Отбор образцов снежного покрова

 

Внешний вид снега описывался пред его сбором. Для описания использовались такие термины, как: белый, светло серый, серый, грязный и другой.

Цветность талого снега определялась следующим образом: жидкость, образовавшуюся после таяния снега, наливали в цилиндр до отметки в 20 сантиметров. В качестве индикатора цветности использовали цилиндр, заполненный дистиллированной водой. Оба цилиндра рассматривали сверху на белом фоне при рассеянном дневном свете. Для описания воды использовались обычные термины: бесцветная, светло-желтая, желтая, зеленая и т.д.

Для исследования запаха талой воды в коническую колбу ёмкостью 250 мл наливали 100 мл исследуемой жидкости при температуре 20°С. Колбу закрывали пробкой и взбалтывали содержимое тщательно несколько раз и сразу органолептический устанавливали характер запаха и его интенсивность по балльной шкале: 0 — запах не ощущался; 1 — запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном обследовании; 2 — запах ощущается, если обратить на это внимание; 3 — запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде; 4 — запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья; 5 — запах настолько силен, что делает воду не пригодной для употребления.

Определение прозрачности талой воды происходило в цилиндрах из бесцветного стекла высотой 30 — 50 см с плоским дном. Мерой прозрачности служит высота столба воды, через который можно прочитать текст, напечатанный специальным шрифтом (средняя жирность, высотой 3,5 мм) или же четко видеть крест, нанесенный черными линиями толщиной 1 мм. Прозрачность измеряется по следующей шкале: более 30 см — прозрачная вода; более 25 — 30 см — мало мутная, более 20 — 25 см — средней мутности; более 10 — 20 — мутная; менее 10 — очень мутная.

Осадок определяется в отстоявшейся воде в течение 1 часа в цилиндре высотой 30 см. Осадок оценивается количественно (отсутствует, незначительный, заметный, большой) и качественно (песчаный, глинистый, кристаллический, хлопьевидный).

Водородный показатель pH определялся следующим образом: в стеклянный бокс налили исследуемую воду, погрузили в воду полоску индикаторной бумаги и быстро сравнили полученный результат со стандартной шкалой универсального индикатора: если индикатор имеет цвет темно — зеленый, синий или цвет ближе к фиолетовому оттенку — вода имеет щелочную среду; если индикатор приобрёл цвет светло — зеленый, желтый или ближе к оранжевому или красному — вода имеет кислотную среду.

В декабре 2017 года результаты снега были следующими: внешний вид снега был неудовлетворительным в местах, вблизи которых располагаются промышленные предприятия и автомобильные дороги, а наиболее чистый снег отмечался в парках и лесной зоне; отрицательный результат цветности талого снега отмечался только близи автомобильных дорог, исходя из этого, можно предположить, что такой цвет воде придают частицы топлива, осаждающиеся на снег при выхлопных газах автотранспорта; запах талого снега не ощущался во всех местах отбора проб; наиболее прозрачный талый снег был в районах, расположенных вдали от промышленных предприятий и дорог, а на территориях вблизи предприятий и дорог снег отмечался мало мутным; осадок у талого снега был незначительным и представлен частичками растительность попавшими в пробы в результате их отбора, следовательно, можно предполагать, что в талой воде нет твердых веществ, но так как вода имеет светло — желтый, желтый цвет, значит, в воде имеются растворенные загрязняющие вещества; по определению кислотно — щелочного баланса, пробы воды оказались нейтральной среды, это можно объяснить тем, что при таянии снега происходит смешивание воды и разбавление загрязняющих веществ.

Результаты талого снега, отобранного в начале февраля 2018 года: несмотря на достаточно долгий промежуток времени между отборами снега, результат внешнего вида снега дублируется с результатами, полученными в декабре прошлого года; цветность талого снега изменяется в образцах, отобранных около промышленного завода “Булат”, но рядом с объектом расположена автодорога, соответственно, выхлопные газы могли переноситься ветровыми потоками и оседать на участки отбора снега. Результат запаха талого снега кардинально поменялся, если в декабре запах ни где не ощущался, то в феврале запах появляется в пробах, отобранных около дорог и промышленных предприятий; в феврале наибольшему изменению подверглась территория около АО “Златмаш”, талая вода приобретает заметный осадок и незначительную мутность; кислотно — щелочной баланс без изменений.

Наибольший интерес представляют образцы снега, отобранные в середине февраля после сильно снегопада. По результатам проведенного анализа данные образцы практически идентичны образцам, отобранным в декабре. Расхождения наблюдаются: в лесной зоне (улучшение качества цветности и осадка), в парке “Нижний” (улучшение качества внешнего вида и запаха), на перегоне между проспектом Гагарина и Машзаводом и на улице 30 лет Победы (улучшение качества внешнего вида и цветности). Данные расхождения можно объяснить тем, что снег только выпал и на него не успели осесть загрязняющие вещества.

В ходе исследования было выяснено, что наибольшую нагрузку на атмосферный воздух города создают большое количество промышленных предприятий и десятки тысяч машин, проезжающих по улицам города. Исследования листьев березы показали, что наиболее загрязненными были участки около промышленных предприятий и автомобильных дорог, а самыми чистыми — территории парков и лесной зоны. Результаты талого снега позволяют утверждать незначительное загрязнение атмосферного воздуха около территорий, находящихся около промышленных предприятий и автомобильных дорог. Сравнивая результаты, полученные в ходе анализа талого снега, можно увидеть, что наиболее загрязнённый талый снег по всем показателям отмечался в начале февраля 2018 года. А наиболее чистый снег по показателям отмечался в середине февраля после сильного снегопада.

Таким образом, проведя анализ всех исследований, можно сделать следующие выводы:

1)                 Снег, долго пролежавший после его выпадения, будет наиболее грязным, и это можно объяснить тем, что частички золы, химических веществ, пыли, попадая в атмосферу, постепенно осаждаются на поверхность Земли.

2)                 Свежевыпавший снег не содержит в себе загрязняющих веществ, так как они еще не успели осесть, соответственно, он является отличным индикатором их обнаружения в атмосфере.

 

Литература:

 

  1.                Белюченко, И. С. Биомониторинг состояния окружающей среды: учебное пособие / И.С. Белюченко, Е. В. Федоненко, А. В. Смагина — Краснодар: КубГАУ, 2014. — 153с.
  2.                Василенко, В.Н. Мониторинг загрязнения снежного покрова / Н. Н. Васиденко, И. М. Назаров, Ш. Д. Фридман. — Гидрометеоиздат, 1985. — 184 с.
  3.                Исследование механических и химических загрязнителей у снежного покрова [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2013/04/06/issledovatelskaya-rabota-issledovanie-mekhanicheskikh-i-khimicheskikh — [Дата обращения: 02.12.2017]
  4.                Жуков В. И. Оценка воздействия транспортно-дорожного комплекса на окружающую среду: учебное пособие Ч. 1/ В. И Жуков, Л. Н. Горбунова, С. В. Севастьянова. – Сибирский федеральный университет, 2012. — 486 с.
  5.                Козлов, А.В. Златоуст — город крылатого коня / А. В. Козлов. — Златоуст: ООО «ФотоМир», 2004. — 336 с.
  6.                Управление по экологии и природопользованию ЗГО [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://www.zlatgo.ru/05_the_administration/subordinated_organizations/mu_department_of_ecology_and_environmental/?ELEMENT_ID=20285 — [Дата обращения: 13.12.2018]
Основные термины (генерируются автоматически): талый снег, талая вода, атмосферный воздух, запах, начало февраля, район города, внешний вид снега, середина февраля, внешний вид, водородный показатель.


Похожие статьи

Исследование талой воды (снега) как показатель загрязнения...

У снега есть свойство адсорбировать из атмосферы вредные вещества. Таким образом, в снег могут попасть самые различные виды отходов.

При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в...

Эколого-аналитический мониторинг снежного покрова городов...

Определение кислотности талой воды. Пробы воды исследуются на водородный показатель и фториды с помощью потенциометрического анализа. Потенциометрический анализ — электрохимический метод исследования и анализа веществ, основанный на зависимости...

Мониторинг загрязнения окружающей среды по...

Исследование талой воды (снега) как показатель загрязнения... Снежный покров является эффективным индикатором процессов закисления

снежный покров, проба снега, участок, снег, талая вода, снеговой покров, Куюргазинский район, район школы, дистиллированная вода...

О чём молчит снег (исследование загрязнения снежного покрова...)

Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Снег является одним из непременных атрибутов зимы.

Загрязняющие вещества выпадают из атмосферы в сухом виде и с осадками и накапливаются в снежном покрове на больших расстояниях от...

Определение чистоты снега на территории школ Ленинского...

Пробы талой воды из снега со всех территорий имеют высокую прозрачность и нормальные для воды свойства — отсутствие запаха и мутности. Значит, снег и воздух нашего района города относительно чистый. Небольшую кислотность имеет снег на территории школ, рядом...

Исследование кислотности атмосферных осадков | Статья...

Атмосферные осадки представляют собой капли воды поступающие на поверхность Земли из атмосферы. Возникает вопрос, «что такое кислотность атмосферных осадков?», «чем они могут быть опасны для человечества?».

Изучение степени загрязнения воздушной среды через снежный...

Проанализирован снег, выпавший в разных районах: промышленных районах, территориях

На здоровье человека влияет значительное количество факторов внешней среды, к которым

Электростанции, бытовые печи, автотранспорт приводят к загрязнению атмосферного...

Снежный покров — индикатор загрязнения атмосферы

В атмосферном воздухе города Белгорода за последние 5 лет отмечается рост среднегодовых концентраций диоксида азота — с 0,9 ПДК до 1,1 ПДК; аммиака — с 0,88 до 0,9 ПДК; формальдегида — с 1,67 до 2,0 ПДК. В 2009–2010 гг. отмечались превышения максимальных...

Изучение загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми...

Особенностью города Омска является расположение крупных промышленных производств в

Снег закрывает открытую поверхность почвы, тем самым происходит уменьшение

Работы по отбору проб снега и анализу их загрязненности различными веществами обычно называют...

Похожие статьи

Исследование талой воды (снега) как показатель загрязнения...

У снега есть свойство адсорбировать из атмосферы вредные вещества. Таким образом, в снег могут попасть самые различные виды отходов.

При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в...

Эколого-аналитический мониторинг снежного покрова городов...

Определение кислотности талой воды. Пробы воды исследуются на водородный показатель и фториды с помощью потенциометрического анализа. Потенциометрический анализ — электрохимический метод исследования и анализа веществ, основанный на зависимости...

Мониторинг загрязнения окружающей среды по...

Исследование талой воды (снега) как показатель загрязнения... Снежный покров является эффективным индикатором процессов закисления

снежный покров, проба снега, участок, снег, талая вода, снеговой покров, Куюргазинский район, район школы, дистиллированная вода...

О чём молчит снег (исследование загрязнения снежного покрова...)

Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Снег является одним из непременных атрибутов зимы.

Загрязняющие вещества выпадают из атмосферы в сухом виде и с осадками и накапливаются в снежном покрове на больших расстояниях от...

Определение чистоты снега на территории школ Ленинского...

Пробы талой воды из снега со всех территорий имеют высокую прозрачность и нормальные для воды свойства — отсутствие запаха и мутности. Значит, снег и воздух нашего района города относительно чистый. Небольшую кислотность имеет снег на территории школ, рядом...

Исследование кислотности атмосферных осадков | Статья...

Атмосферные осадки представляют собой капли воды поступающие на поверхность Земли из атмосферы. Возникает вопрос, «что такое кислотность атмосферных осадков?», «чем они могут быть опасны для человечества?».

Изучение степени загрязнения воздушной среды через снежный...

Проанализирован снег, выпавший в разных районах: промышленных районах, территориях

На здоровье человека влияет значительное количество факторов внешней среды, к которым

Электростанции, бытовые печи, автотранспорт приводят к загрязнению атмосферного...

Снежный покров — индикатор загрязнения атмосферы

В атмосферном воздухе города Белгорода за последние 5 лет отмечается рост среднегодовых концентраций диоксида азота — с 0,9 ПДК до 1,1 ПДК; аммиака — с 0,88 до 0,9 ПДК; формальдегида — с 1,67 до 2,0 ПДК. В 2009–2010 гг. отмечались превышения максимальных...

Изучение загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми...

Особенностью города Омска является расположение крупных промышленных производств в

Снег закрывает открытую поверхность почвы, тем самым происходит уменьшение

Работы по отбору проб снега и анализу их загрязненности различными веществами обычно называют...

Задать вопрос