III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГОРОДА
Зверев И.В., Зинкина В.М., Куклина А.Г.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Сегодня экология стала очень популярным словом. А что это слово значит? Экология – это наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой [3].

В начале нашего исследования был проведен опрос среди учащихся 9 - 11 классов на предмет выявления мнения о том, влияют ли экологические факторы на качество жизни (Приложение 1). Было проанкетировано 100 человек. Оценки экологической ситуации в городе распределились так: «нормальная» — 25 %; «удовлетворительная» — 43 %; «плохая» — 17 %; «затруднились ответить» — 15 %. По мнению 64 % учащихся городская среда проживания сказывается на здоровье человека, 15 % считают, что нет ее влияния, остальные не смогли ответить однозначно на поставленный вопрос. В анкету был включен вопрос: «Какая экологическая проблема в городе наиболее актуальна?». Данные представлены на рисунке 1:

Рис. 1. Экологические проблемы в нашем городе.

Ответы ребят подтвердили, что экологическое состояние нашего города – это актуальная тема.

Для исследования была выбрана одна из выделенных проблем, а именно загрязнение почвы.

Объект исследования: факторы, влияющие на экологическое состояние города.

Предмет исследования: состояние почвы из разных участков нашего города.

Цель: выделение факторов, влияющих на состояние почвы в нашем городе и представление мероприятий, направленных на сохранение благоприятной окружающей среды.

Задачи:

  1. Изучить и проанализировать информационные материалы по данной теме.

  2. Провести исследование состава почвы из разных мест нашего города.

  3. Выделить мероприятия, направленные на сохранение благоприятной окружающей среды в нашем городе.

1. Факторы и элементы, влияющие на экологическое состояние городской среды

Фактор среды - это комплекс окружающих условий, которые влияют на жизнедеятельность организмов, вызывая приспособительные реакции, т. е. адаптацию [2, с. 46]. Характерной чертой современной цивилизации является рост городов, рост населения, следовательно, увеличение потребления ресурсов, отсюда все больший рост предприятий, автотранспорта. С одной стороны, такие показатели имеют положительную сторону, так как идет развитие и улучшается материальное благосостояние граждан, но с другой стороны, следствием является исчерпание минеральных ресурсов и чрезмерное загрязнение природной среды. Выброс вредных веществ в атмосферу, сточные воды могут попадать в дальнейшем в организм человека через пищу, воду и даже в процессе дыхания. Вредное влияние человек испытывает на себе каждый день, что влияет на самочувствие и на общее состояние человека. Экологические показатели Российской Федерации, представленные в ежегодном государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды» свидетельствуют о том, что загрязняющих выбросов в атмосферный воздух, как от стационарных источников, так и от автотранспорта увеличивается. Выбрасываются такие вещества как: оксид углерода, диоксид серы, оксид азота [1].

В ФЗ «Об охране окружающей среды» (от 10.01.2002 N 7-ФЗ) дано понятие городскойсреды, как совокупности антропогенных объектов компонентов природной среды, природно-антропогенных и природных объектов.

Антропогенные объекты:

- жилые, общественные и промышленные здания, улицы, магистрали, площади, стадионы и другие сооружения;

- транспортные и другие передвижные и технические средства.

Компоненты природной среды города (компоненты среды обитания):

- атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, грунты, солнечный свет.

Природно-антропогенные объекты:

- городские леса, парки, сады, озеленённые территории жилых и промышленных районов, бульвары, скверы, защитные зоны, каналы, водохранилища и т. п.

Природные объекты – памятники природы.

Городская среда - это сложная экосистема, состоящая из двух субсистем – природной и антропогенной. При этом каждая субсистема делится на подсистемы, каждая из которых делится на подсистемы более низкого порядка (Рис. 2).

Рис. 2. Город как экосистема

Среда обитания организма - это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливается к этим изменениям. Земной биотой освоены три основные среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная вместе с горными породами приповерхностной части литосферы. Воздействие среды воспринимается организмами через посредство факторов среды, называемых экологическими.

Почва особое природное образование, сформировавшееся в результате преобразования горных пород растениями и животными, т.е. в результате почвообразовательного процесса.

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей.

Твердая часть — это минеральные и органические частицы. Они составляют от 80–98% почвенной массы и состоят из песка, глины, илистых частиц, оставшихся от материнской породы в результате почвообразовательного процесса. Соотношение этих частиц характеризует механический состав почвы.

Жидкая часть почвы, или почвенный раствор, вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями. Воды в почве содержится от долей процента до 40–60%. Жидкая часть участвует в снабжении растений водой и растворенными элементами питания.

Газообразная часть, почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Почвенный воздух содержит больше углекислого газа и меньше кислорода, чем атмосферный воздух, а также метан, летучие органические соединения и др.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты и др.), представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Они обитают в основном в верхних слоях почвы, около корней растений, где добывают себе пищу. Некоторые почвенные организмы могут жить только на корнях.

Почва содержит микроэлементы (азот, фосфор, калий, кальций, сера, железо и др.) и микроэлементы (бор, марганец, молибден, цинк и др.), которые растения потребляют в ограниченных количествах. Их соотношение определяет химический состав почвы.

Из физических свойств почвы наибольшее значение имеет влагоемкость, водопроницаемость, скважность.

Состав и свойства почвы постоянно меняются под влиянием жизнедеятельности, климата, деятельности человека.

Санитарное состояние почв определяется на основании химических и бактериологических анализов. Почвы загрязняются также выбросами промышленных предприятий, оседающие на нее. Состав промышленных выбросов чрезвычайно разнообразен; отдельные элементы могут накапливаться в почвах, изменять ее состав и свойства, отрицательно влиять на растения, накапливаться в них в количествах, вредных для человека и животных.

Исходя, из вышеизложенного сделали вывод, что на состояние почвы в нашем городе основное влияние могут оказывать предприятия, расположенные на территории нашего города, и автотранспорт.

2. Состояние почвы в нашем городе

Для практической части исследования необходимо взять образцы для проб. Проба № 1 была взята в лесу, рядом с городом.

Выброс автотранспортом загрязняющих веществ в атмосферный воздух является одной из главных проблем. 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 – продукт неполного сгорания топлива. Также эти вещества оседают и в почву. Проба № 2 была взята на обочине дороги в центре города.

Вблизи заводов отрасли цветной металлургии, химической промышленности могут образоваться зоны загрязнения почвы свинцом, мышьяком, висмутом, медью, кадмием и другими тяжелыми металлами. Проба № 3 была взята вблизи АО «Уралэлектромедь».

Предприятие осуществляет весь производственный цикл: от переработки черновой меди и лома до выпуска продуктов из меди. К основным видам деятельности предприятия относятся:

  • производство черновой меди

  • производство катодов медных

  • производство медного электролитического порошка и изделий из него

  • получение медного купороса и никеля сернокислого

  • производство золота и серебра в слитках, концентрат металлов платиновой группы, селена, теллура

  • производство сплавов на свинцовой основе

  • оказание услуг по горячему цинкованию металлоконструкций

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.

2.1. Определение интенсивности запаха почвенной вытяжки

Таблица 1.

Интенсивность

запаха, балл

Характеристика

Признаки появления запаха

0

никакого запаха

отсутствие ощутимого запаха

I

очень слабый

запах, не замечаемый потребителем, но обнаруживаемый специалистом

II

слабый

запах, обнаруживаемый потребителем, если обратить на это внимание

III

заметный

запах, легко обнаруживаемый, может быть причиной того, что вода неприятна для питья

IV

отчетливый

запах, обращающий на себя внимание; может заставить воздержаться от питья

V

очень сильный

запах, настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

Запахи естественного происхождения

Таблица 2.

Обозначение запаха

Характер запаха

Примерный род запаха

А

Ароматический

Огуречный, цветочный

Б

Болотный

Илистый, тинистый

Г

Гнилостный

Фекальный, сточный

Д

Древесный

Запах морской щепы, древесной коры

З

Землистый

Прелый, запах свежевспаханной земли, глинистый

П

Плесневый

Затхлый, застойный

Р

Рыбный

Запах рыбьего жира, рыбы

С

Сероводородный

Запах тухлых яиц

Т

Травянистый

Запах скошенной травы, сена

Н

Неопределенный

Запахи естественного происхождения, не подходящие под предыдущие определения

Результаты исследования:

Таблица 3.

Параметр

Проба 1

Проба 2

Проба 3

Интенсивность запаха

III

IV

II

Запахи естественного происхождения

+

-

+

Обозначение запаха

З

Запах не похожий на естественный

Н

Вывод: исследование на запах показало, что запах Пробы № 2 не естественного происхождения.

2.2. Определение кислотности почвы

Для определения реакции водной среды почвы необходим универсальный индикатор, полоску которого необходимо смочить в пробе и сравнить цвет со шкалой pH. Почва имеет сабокислую среду, в зависимости от преобладания тех или иных загрязняющих веществ pH может изменяться. Если в почву попадают основания различных кислот, он приобретает кислотную реакцию. Присутствие соединений металлов, ароматических углеводородов защелачивает почву.

Показатели кислотности почвы:

Таблица 4.

Проба 1

Проба 2

Проба 3

pH 5

pH 6

pH 6

Вывод: показатель кислотности говорит о том, что больших изменений в кислотности почвы не произошло.

2. 3. Определение содержания свинца и в почвенной вытяжке

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 калия йодистого. На двух пластинках не было обнаружено видимых изменений (выпадение осадка в виде желтых хлопьев), появление хлопьев было обнаружено только во второй пробе.

Наличие свинца в почве Pb2+:

Таблица 5.

Проба 1

Проба 2

Проба 3

-

+

-

Вывод: только одна Проба № 2 дала качественный результат на наличие свинца.

2. 4. Определение содержания меди в почвенной вытяжке

Для обнаружения ионов меди в почвенных образцах использовался гексацианоферрат калия. В каждый стакан с вытяжкой обавлялось по 1 капле K4[Fe(CN)6]. Во всех трех пробах не было обнаружено видимых изменений (выпадение медного осадка).

Наличие меди в почве Cu2+:

Таблица 6.

Проба 1

Проба 2

Проба 3

-

-

-

 
 

Вывод: в образцах почвы медь не обнаружена.

Общий вывод: в образцах почвы из разных мест нашего города норме не соответствует Проба № 2. У нее присутствует запах неестественного происхождения и обнаружено наличие свинца.

Данные результаты свидетельствуют о том, что на экологическую обстановку в городе оказывает вредное влияние автотранспорт. Предприятие АО «Уралэлектромедь» осуществляет природоохранные мероприятия. Данное направление подробно описано на сайте предприятия.

Охрана окружающей среды – одно из приоритетных направлений деятельности АО “Уралэлектромедь”.

Основной целью предприятия в области экологии является постоянное стремление к снижению и предотвращению негативного воздействия производства на окружающую среду.

Для достижения поставленной цели руководство и персонал предприятия обязуются:

  • Соблюдать природоохранное законодательство Российской федерации.

  • Продолжать совершенствовать существующие технологии и внедрять новые передовые с учетом экологических требований.

  • Вести поиск путей рационального использования природных и энергетических ресурсов.

  • Постоянно совершенствовать систему экологического менеджмента как один из основных факторов устойчивого развития предприятия.

  • Предотвращать и снижать риски загрязнения окружающей среды, связанные с аварийными ситуациями.

  • Проводить обучение персонала для повышения уровня его экологического сознания и культуры производства.

Техническое руководство по обеспечению экологической безопасности производства осуществляет главный инженер.

Непосредственно вопросами экологии занимается Управление окружающей среды, созданное в августе 2003 года.

Заключение

В работе были изучены факторы, влияющие на экологическое состояние окружающей среды нашего города. Проведено исследование состояния почвы. Одним из основных факторов влияния на окружающую среду города был выделен антропогенный объект, а именно автотранспорт.

Поэтому мероприятия, направленные на сохранения благоприятной окружающей среды выделены с учетом этого фактора:

  1. Постоянное совершенствование моделей двигателей и уменьшение корпусов автомобилей с целью минимизации потребления ими топлива.

  2. Использование экологичных видов топлива (природного газа, жидкого водорода, этилового спирта и прочих разновидностей "зелёного бензина").

  3. Снабжение выхлопных труб автомобилей нейтрализаторами. В развитых странах машинам запрещено появляться на дорогах без этих "фильтров" для очистки выхлопных газов.

  4. Внедрение автоматизированных систем регулирования движения с целью сокращения времени работы автомобильных двигателей в режиме холостого хода и набора скорости.

  5. Создание зоны зелёных насаждений вдоль дорог. Данная мера позволяет вполовину уменьшить вредное воздействие автомобильных выбросов на окружающую среду. Одно дерево за год поглощает объём выхлопных газов, выделяемый среднестатистической машиной за 25 000 км пробега.

Библиографический список

  1.  
    1. Калашникова Г. В., Минигалеева А. М. Влияние экологических факторов на показатели качества жизни населения. Молодой ученый. - 2015. - №12. - С. 560-563.

  2. Маврищев В.В. Основы экологии: учебник. Минск: Выш.шк. 2007. - 447с.

  3. Большой энциклопедический словарь. Большая Российская энциклопедия. 2000.

  4. Экологические проблемы городских территорий. // http://pandia.ru/text/77/217/3194.php

  5. Экология почв. // http://biofile.ru/bio/22358.html

  6. Лекции по экологии почв. 21 марта 2015 // http://www.studfiles.ru/preview/2383801/

  7. АО «Уралэлектромедь». Предприятие. // http://www.elem.ru/ru/about/

  8. Влияние автотранспорта на экологию города. // https://www.studsell.com/view/25688/10000

  9. АО «Уралэлектромедь». Экология. // http://www.elem.ru/ru/about/ecology/

  10. Химический анализ почвы и его особенности. // http://xn--80anccgcwd3a3hra8a.xn--p1ai/laboratornye-issledovaniya/analiz-zemli/khimicheskij-analiz-pochvy

  11. Загрязнение атмосферы автотранспортом в России. // http://www.dishisvobodno.ru/avto_zagryaznenie.html

Приложение 1

Уважаемые ребята!

Просим Вас ответить на следующие вопросы:

  1. Оцените экологическую ситуацию в нашем городе.

___________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Влияет ли городская среда проживания на здоровье человека?

___________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Какая экологическая проблема в городе наиболее актуальна?

___________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Пути решения данной проблемы.

___________________________________________________________________________________________________________________________

Приложение 2