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

ИЗУЧЕНИЕ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ТЕРРИТОРИИ ШКОЛЫ П. ТУРТАС,УВАТСКОГО РАЙОНА
Коренева Л.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение.

Круговорот воды в природе осуществляется за счет ее испарения и осаждения в виде атмосферных осадков (снега, дождя, града). При этом в атмосферу попадают сотни веществ, которые ранее отсутствовали в природе. Это атмосферные загрязнители – сернистый газ, оксиды азота, оксид углерода (угарный газ), хлор. В некоторых случаях из двух или нескольких относительно неопасных веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут образоваться ядовитые соединения. Главный источник загрязнения – автотранспорт. Для того чтобы определить уровень загрязнения снежного покрова от источника загрязнения на территории школы, я решила провести химический анализ талого снега.

Считаю, что тема моей работы актуальна, т.к.:

1. Исследование снежного покрова позволит выявить загрязнение местности (сульфатами, нитратами и др. соединениями) за зимний сезон.

2. Учащиеся могут расширить свои знания о свойствах воды в природе.

Итак, цель моей работы: изучить свойства снежного покрова школьной территории, исследовать его состав на наличие механических и химических загрязнителей.

Для реализации поставленной цели были намечены задачи исследования:

  1. изучить свойства снежного покрова: глубину, плотность;

  2. определить наличие взвешенных частиц; оценить кислотность снега; определить наличие в снеге химических веществ загрязняющего характера;

  3. сравнить исследуемые показатели в разных точках опытного участка;

  4. сделать выводы об экологической обстановке в окрестностях школы.

Предполагаю, что выпавший за зиму снег удерживает загрязняющие вещества, которые вредят территории школы.

Объект исследования: снежный покров пришкольного участка.

Предмет исследования: свойства и состав снега.

В своей работе использовала общенаучные методы исследований:

  • теоретический (анализ литературных и Интернет - источников);

  • эмпирический (сравнение, сопоставление, химический эксперимент);

  • математический (расчет и статистическая обработка результатов исследований);

  • метод визуализации данных (диаграммы, таблицы).

2.Основная часть.

Снег—это замёрзшая вода, он является хорошим показателем чистоты атмосферного воздуха в зимний период. Снег очищает атмосферу от механических и химических загрязнений. После снегопада пропадает смог, а это кислотные пары, выхлопные газы. Правда, растениям, в отличие от нас, этот факт радости не прибавляет. Дело в том, что, тая весной, снег отдает все загрязнения в землю через талую воду.

Основным источником загрязнения атмосферы не зависимо от времени года является автотранспорт. При использовании в ДВС дизельного топлива в отработавших газах содержится диоксид серы. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде нетоксична. Однако частицы сажи несут на своей поверхности частицы токсичных веществ. Сажа может длительное время находится во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсических веществ на человека.

Каждый легковой автомобиль до полного износа шин выбрасывает в окружающую среду резиновую пыль. Все эти примеси сохраняются в толще снега в течение холодного времени. С наступлением теплого периода, вода из твёрдого состояния переходит в жидкое. Часть токсичных веществ растворяется в воде и становятся менее ядовитыми, а те примеси, которые не взаимодействуют с водой оседают на поверхности почвы. Сюда же можно отнести и резиновую пыль от автомобильных шин, которая не реагирует с водой, но является источником соединений серы.

3. Практическая часть.

Исходя из вышеизложенного, сделала вывод, что изучение снежного покрова может дать точную оценку экологического состояния данной территории.

Для исследования я выбрала территорию школы (Приложение №1). Определила по периметру участки и присвоила каждому свой номер от 1 до 5. Первый пункт: перекресток улиц Набережная и Победы. Второй пункт: перекресток улиц Набережная и Авиаторов. Третий пункт: переулок, ведущий к Д/С и ул. Авиаторов. Четвертый пункт исследования район около водокачки. Пятый пункт: район около трансформаторной будки.

На первый взгляд из всех пунктов самый загрязнённый это участок под номером три, возле гаража. Т.к. там проводятся ремонтные работы автотранспорта, а также местные жители бросают бытовой мусор, который попадает на территорию школы.

Исследования снега проводила в светлое время суток. Сначала измеряла глубину снега, которая в разных точках опытного участка составляла от 40 см около дороги до 60 см на заснеженной части.

Для изучения структуры, плотности и состава снега я брала пробы по всей глубине среза. Образцы снега, взятые с участка, поместила в сосуды. Оставила их до полного таяния снега при комнатной температуре.

Поскольку снег не является абсолютно чистым (особенно у дорог), я исследовала его состав на содержание механических и химических загрязнителей. Для этого по специальным методикам определяла: содержание взвешенных частиц; цвет, прозрачность, запах; кислотность; химические загрязнители (Приложение №3).

Содержание взвешенных частиц(С) определяла путем фильтрования талой воды через бумажный фильтр, последующего высушивания на бумажном фильтре осадка до постоянной массы и взвешивания. Для анализа я брала 1000мл воды каждой пробы. Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяла по формуле:

С=(m2-m1)*1000/V

 

где m1- масса бумажного фильтра до опыта, мг

m2- масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц , мг

V-объем воды для анализа в л.; ПДК = 10 мг/л.

Во всех пробах верхнего слоя снега нашего исследуемого участка осадка не обнаружила; небольшое содержание взвешенных частиц в нижнем слое связанно с попаданием в пробу частичек почвы и травы при её взятии.

Для определения кислотности снега я бралапо 10 мл из каждой пробы. Опускала в каждую пробирку универсальный индикатор и сравнив окраску индикатора со шкалой универсального индикатора, определила изменение в цвете. На участках № 1,2,4,5 выявила щелочную среду. А на участке№ 3 выявила кислую среду.

Для диагностики цветности, как одного из показателей состояния воды, я брала стеклянный стакан и лист белой бумаги. В сосуд наливала воду и на белом фоне бумаги определяла цвет воды - показатель определенного вида загрязнения. Разницу в цвете не обнаружила. Во всех пробах цвет оставался светло-серым.

Для определения прозрачности воды я использовала стеклянный мерный цилиндр с плоским дном. По высоте столба читабельности оценивала прозрачность талой воды с разных участков. Показатель прозрачности снега, взятых с участка 43см.

При определении запаха выяснила, что образцы под №1,2,4,5 не имели запаха, что говорит облагоприятной экологической обстановке в окрестностях нашего опытного участка. Но проба № 3 имела неприятный запах, похожий на запах табака, т.к. в пробе оказались остатки сигарет.

Также я определила наличие в снеге химических веществ загрязняющего характера, таких как ионы SO4, SO3, Cl, Fe, Cu (Приложение №4).

Определение ионов хлора(Cl ):

К 5 мл талого снега добавила 3 капли 10% раствора нитрата серебра AgNO3, подкисленного азотной кислотой HNO3. Если образуется осадок или мутьзначит в снеге есть ионы хлора. Все пробы были без осадка.

Обнаружение катионов железа (Fe3+): в пробирку добавила 10 мл пробы, 1 каплю концентрированной азотной кислоты, 2-3 капли пероксида водорода и 0,5 мл раствора роданида аммония. При содержании железа менее 0,1мг/л окраска отсутствует, при 0,5мг/л появляется слабое розовое окрашивание, при 10 мг/л –ярко-розовое, при более 100мг/л – красное. У всех проб окраска отсутствовала.

Обнаружение катионов меди (Cu2+): в фарфоровую чашку поместила 3-5мл пробы, осторожно выпарили досуха и нанесли на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии ионов меди Cu2+ . В моем опыте у всех проб не было окрашивания.

Определение сульфат ионов (SO42-)

К 5 мл талого снега добавила 4 капли 10% раствора соляной кислоты HCl и 4 капли 5% раствора хлорида бария BaCl2. Если в снеге присутствовал сульфат ион то выпадал осадок.У всех проб осадокне выпадал.

Обнаружение сульфит ионов (SO32-).

В пробирку внесла 10 мл пробы, добавила 3 мл слабого раствора перманганата калия. При содержании сульфит иона розовый цвет раствора исчезает.В моем опыте у всех проб розовый цвет не исчез.

Изучив все свойства снежного покрова выбранных мною участков и определив показатели талой воды (цвет, запах, прозрачность), наличие взвешенных частиц, кислотность на разных участках. А такжевыполнив качественный анализ снега на наличие химических загрязнителей (хлорид-, сульфат- и сульфит-ионов), пришла к выводу, что

4.Заключение.

  1. Снег не является абсолютно чистым, содержит механические примеси.

  2. На пришкольном участке химических загрязнителей не обнаружено.

  3. Сравнив все пробы, обнаружила, что проба №3 более загрязнена. После таяния снега было обнаружено много взвешенных частиц, а также мусора, например остатки сигарет, травы, листьев, черные мелкие хлопья (сажа).

  4. Экологическое состояние окружающей среды на территории школы в пределах нормы.

Выдвинутая мною гипотеза полностью подтвердилась, снег удерживает механические загрязнители.

Хотелось бы внести некоторые рекомендации, предложения:

  1. Следить за состоянием окружающей среды на территории школы.

  2. Заместителю директора по хозяйственной части провести беседу с жителями многоквартирного дома о загрязнении окружающей среды и о правилах пользования мусорными бачками.

Литература

  1. Габриелян О.С.. Химия. 8 класс: Учебн. для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2014.

  2. Габриелян О.С.. Химия 11 класс: Учебн. для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2014.

  3. Охрана природы. Пособие для учащихся. А.В. Михеев, К.В. Пашканг, Н.Н. Родзевич, М.П. Соловьева. М.: Просвещение, 1995.

  4. Я иду на урок биологии: Экология: Книга для учителя. М.: Издательство «Первое сентября», 2002.

  5. Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум. М.: Просвещение, 2004г.

Приложение

Приложение №1

Территория исследования.

Приложение №2

Результаты взвешивания частиц

ПРОБЫ

m1

m2

C

1

1.29

1.29

0

2

1.27

1.27

0

3

1.29

1.31

2

4

1.32

1.32

0

5

1.27

1.27

0

Диагностика цветности

Приложение №4

Результат химических опытов

пробы

Pb2+

Fe3+

Cu2+

1

Нет

Нет

Нет

2

Нет

Нет

Нет

3

Нет

Нет

Нет

4

Нет

Нет

Нет

5

Нет

Нет

Нет

9