Проблема исследования заключается в том, что при таянии снега загрязняющие вещества из атмосферы попадают в окружающую среду. Однажды задумавшись об этом, решил изучить данную тему. Целью работы является определение опытным путём загрязнения снежного покрова города Междуреченска. В статье также рассматриваются методы отбора проб и современные подходы к анализу загрязнителей в снежном покрове.

Что такое снег? Снег — это замёрзшая вода, так как снежинки состоят из маленьких кристалликов льда, и поскольку свет, отражается от их многочисленных граней, снежинки кажутся белыми, а не прозрачными. Снег образуется при замерзании водяного пара, содержащегося в атмосфере. Вначале появляются крошечные кристаллики, чистые и прозрачные, которые следуют за воздушными течениями. Постепенно они «приклеиваются» друг к другу, пока их не наберётся сотня или даже больше. Размеры смёрзшихся льдинок оказываются большими, и они начинают медленно опускаться к земле.

Загрязнение снежного покрова в городе Междуреченске приобретает особую актуальность в свете растущей урбанизации и промышленных нагрузок на региональную экологическую среду. Снег выполняет важную функцию в экосистеме, выступая временным хранилищем загрязнителей, влияющих на качество почв, воды и воздуха после таяния. В Междуреченске, с его развитой угледобывающей промышленностью и транспортной инфраструктурой, уровень загрязнения снега может служить индикатором общего состояния окружающей среды. Анализ состава и концентрации вредных веществ в снежном покрове поможет определить источники загрязнений, что крайне важно для разработки эффективных мер по охране природы и обеспечению здоровья населения. Кроме того, исследования позволят улучшить прогнозирование экологических рисков в зимний период и минимизировать негативное воздействие на водные ресурсы, что отражается на долгосрочной устойчивости региона. Таким образом, исследование загрязнения снега в Междуреченске является неотъемлемой частью комплексного экологического мониторинга и способствует формированию научно обоснованной политики в области охраны окружающей среды.

Город Междуреченск, расположенный в индустриально развитом районе, сталкивается с серьезной проблемой загрязнения снежного покрова. Основной причиной является расположение множества угольных шахт и промышленных предприятий, выбросы которых содержат значительное количество пыли, сажи, тяжелых металлов и других вредных веществ. В зимний период снег, покрывающий город, становится своеобразным индикатором состояния окружающей среды, так как загрязненный слой не только портит внешний вид, но и влияет на здоровье жителей. При таянии снежного покрова загрязненные частицы попадают в почву и водные источники, приводя к дальнейшему распространению токсичных веществ. Кроме того, загрязнение снега ухудшает качество воздуха, способствуя формированию вредных аэрозолей, которые могут вызывать респираторные заболевания. Недостаток систематического мониторинга и меры по ограничению выбросов только усугубляют ситуацию, делая вопрос охраны и восстановления снежного покрова актуальным и требующим незамедлительного внимания со стороны органов власти и экологических служб.

Основными источниками загрязнения снежного покрова в г. Междуреченске являются промышленные предприятия, транспорт и бытовые отходы. Город расположен в зоне интенсивной промышленной деятельности, где работают угольные предприятия. Выхлопы и выбросы вредных веществ, содержащих тяжелые металлы и твердые частицы, оседают на поверхности снега, ухудшая его экологическое состояние. Автомобильный транспорт также вносит значительный вклад в загрязнение: выхлопные газы, содержащие оксиды азота, углерода и другие токсичные соединения, оседают на снежный покров, особенно вблизи магистралей и жилых районов. Бытовые отходы и несанкционированные свалки, часто расположенные в черте города, способствуют локальному загрязнению, негативно влияющему на качество снега и почвы после таяния. Кроме того, химикаты, используемые для обработки дорог в зимний период, создают дополнительный риск загрязнения, приводя к накоплению солей и других веществ на поверхности снега.

Выделяются пять основных групп загрязнителей, содержащихся в снежном покрове:

1. макрокомпоненты снеговых вод — пыль, сульфатные и гидрокарбонатные ионы, кальций, хлор, фтор, минеральные формы азота и фосфора и др.;
2. тяжелые металлы и другие микроэлементы, органические соединения;
3. фенолы, формальдегид и др.;
4. полициклические ароматические углеводороды;
5. радионуклиды.

Хлор — один из важнейших макроэлементов, содержится во всех живых организмах.

Хлорид-ион образуется в результате растворения солей — хлоридов.

Сульфаты присутствуют практически во всех поверхностных водах и являются одними из важнейших анионов. Повышенные содержания сульфатов ухудшают органолептические свойства воды и оказывают физиологическое воздействие на организм человека.

Свинец (Pb) является одним из весьма распространенных в окружающей среде токсичных элементов. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде (в т. ч. и в поверхностных водах) связано со сжиганием углей, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т. д. Свинец и его соединения действуют на разные органы и системы организма и вызывают в основном изменения в нервной и сердечно-сосудистой системах, а также нарушения ферментативных реакций, витаминного обмена, снижают иммунобиологическую активность человека.

Фенолы органические вещества, токсины. Фенолы являются одним из наиболее распространенных загрязнений, поступающих в поверхностные воды со стоками предприятий нефтеперерабатывающей, коксохимической, анилинокрасочной промышленности и др. В сточных водах этих предприятий содержание фенолов может превосходить 10–20 г/дм3 при весьма разнообразных сочетаниях.

Целью данной работы является опытным путём определить загрязнение снежного покрова города N. и сравнительный анализ полученных результатов. В качестве метода исследования мы выбрали эксперимент, взяли пробы снега в четырёх местах, которые наглядно покажут нам уровень загрязнения в разных районах.

Методика исследования описана:

— в учебнике О. С. Габриеляна, химия 8 класс, стр. 182;

— журнале «Химия в школе» № 3, 2004 года, стр. 9.;

— методика, составленная на основе научной работы «Исследование снега методом биотестирования» (Мансурова С. Е., Кокуева Г.Н).

Заключение

Результаты исследования позволяют сделать вывод:

Образец № 1 (Возле котельной)

— физические характеристики: цвет воды желтоватый; мутность очень большая: наличие частиц сажи, пыли, грязи.

— химический анализ: кислотность в норме; содержатся ионы хлора, сульфат-ионы. Не обнаружено содержание ионов сульфидов и свинца.

— биоиндикация: всхожесть 90 % семян, ростки со слабо развитыми корнями, стебелёк тонкий, листочки насыщенного зеленого цвета.

Образец № 2 (Дамба)

— физические характеристики: цвет воды светло-серый; мутность есть, но из всех образцов самое низкое значение. Наличие частиц сажи, пыли, грязи, мусора, органика.

— химический анализ: кислотность в норме; содержатся хлорид-ионы, в минимальном количестве сульфат-ионы, сульфид-ионы не обнаружены, не выявлены ионы свинца.

— биоиндикация: 93 % всхожесть семян, ростки с крепкими корнями, крепким стебельком, листочки насыщенного зеленого цвета.

Образец № 3 (Во дворе дома)

— физические характеристики: цвет воды светло-серый; небольшая мутность, но также есть наличие частиц сажи, пыли и грязи,

— химический анализ: кислотность в норме; большое содержание хлорид-ионов, наличие сульфат-ионов. Сульфид-ионы, ионы свинца не обнаружены,

— биоиндикация: 93 % всхожесть семян, ростки с крепкими корнями, крепким стебельком, листочки насыщенного зеленого цвета.

Единственный образец, в котором были обнаружены одноклеточные простейшие — инфузории.

Образец № 4 (Возле дороги по проспекту Строителей)

— физические характеристики: цвет воды тёмно-серый; мутность очень большая: много частиц сажи, пыли, грязи, осевших твердых частиц резины и т. д.

— химический анализ: кислотность в норме; содержатся сульфат-, хлорид- ионы, а также выявлено содержание ионов свинца. Сульфид ионов не обнаружено.

— биоиндикация: 83 % всхожесть семян, у ростков корни развиты слабо, стебелёк тонкий, листочки насыщенного зеленого цвета.

Анализ результатов биоиндикации

Анализируя данные из таблицы по всходам семян кресс-салата видно, что семена проросли больше 80 % в образце, взятом возле дороги, и больше 90 % во всех остальных образцах. Ростки везде развивались нормально.

По итогам биоиндикации мы видим, что самые крепкие проростки в воде из образца № 2 (дамба) и № 3 (двор дома) и химический анализ подтверждает это, т. к. в данных образцах не обнаружено токсичных ионов свинца, сульфид-ионов, которые влияют на развитие живого организма; в норме сульфат-ионы, увеличено только количество хлорид-ионов в образце № 3 (двор дома) (возможно они сработали, как необходимые минеральные вещества).

В образце № 1 (возле котельной) всхожесть средняя, но и наличие вредных веществ не обнаружено, кроме пыли и сажи.

А вот хуже качество проростков в образце № 4 (возле дороги) объясняется наличием ионов различных вредных веществ.

Для сравнения была взята дистиллированная вода. В этом образце было немного отставание в прорастании, и на вид ростки были тоньше и не насыщенно-зеленого цвета, где-то деформированные. Возможно, это из-за нехватки минеральных солей, так же на 7 день в данном образце было обнаружено большое количество плесени.

Таким образом, в результате проведённого исследования было установлено, что содержание вредных веществ в пробах талой воды, взятых в городе Междуреченске не превышают предельно допустимых концентраций.

Выполнив исследовательскую работу, я узнал много нового и интересного о снежном покрове, о качественном анализе.

Литература:

1. Алексеев С. В., Груздева Н. В., Муравьева А. Г., Гущина Э. В. Практикум по экологии, М., АО МДС, 1996.
2. Детская энциклопедия. Том 19. Экология.- М.: Аванта +, 2001. — 448 с.
3. Хотунцев Ю. Л. Экология и экологическая безопасность: учебное пособие для студентов.- М.: Издательский центр «Академия», 2004.-480с.
4. Мансурова С. Е., Кокуев Г. Н. «Исследование снега методом биотестирования» следим за окружающей средой нашего города: 9–11 кл.: Школьный практикум.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001–112с.:ил.
5. https://infourok.ru/nauchnoissledovatelskaya-rabota-po-teme-snegovoy-pokrov-kak-indikator-zagryaznennosti-okruzhayuschey-sredi-3439144.html
6. https://ru.wikipedia.org/wiki/Транспорт