Экологический мониторинг чистоты снежного покрова в г. Усолье-Сибирское

Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Если в недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявлялась отрицательно лишь на ограниченных территориях, а сила воздействия была несравненно меньше мощного круговорота веществ в природе. То теперь масштабы естественных и антропогенных процессов стали сопоставимыми, а соотношение между ними продолжает изменяться с ускорением в сторону возрастания мощности антропогенного влияния на биосферу.

Опасность непредсказуемых изменений в стабильном состоянии биосферы, столь велика при сохранении привычных способов хозяйствования, что перед нынешними поколениями людей, населяющими Землю, возникла задача экстренного усовершенствования всех сторон своей жизни в соответствии с необходимостью сохранения сложившегося круговорота веществ и энергии в биосфере. Кроме того, повсеместное загрязнение окружающей нас среды разнообразными веществами, подчас совершенно чуждыми для нормального существования организма людей, представляет серьезную опасность для нашего здоровья и благополучия будущих поколений.

Одной из экологических проблем является повышение кислотности окружающей среды. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается около 200 млн. т твердых частиц (пыль, сажа и др. ), сернистого газа (SO2), 700 млн. т оксида углерода (II), 150 млн. т оксидов азота, что в сумме составляет более 1 млрд. т вредных веществ.

В зависимости от источника загрязнения изменяется состав снежного покрова. Так вблизи котельных, работающих на угле, железных дорог, сетей, обслуживаемых тепловозами на мазутном топливе, большого потока автотранспорта, работающего на дизельном серосодержащем топливе, а также ряда специфичных промышленных предприятий следует ожидать повышенное содержание серы. Антропогенные источники содержания соединений азота - автотранспорт, теплоэнергетика, промышленные предприятия. Вдоль автомобильных трасс, в местах выбросов промышленными предприятиями продуктов сгорания с преобладанием оксидов серы, азота, углерода, наблюдается повышенное содержание хлорид ионов, за счет посыпания улиц смесью (песок + хлорид натрия).

В г. Усолье – Сибирское к основным источникам экологической опасности относятся производственные объекты теплоэнергетики, транспорта, деревообработки, химической и фармацевтической промышленности. Большинство из них размещается в зонах жилой застройки.

Город расположен возле железной дороги, по которой часто проходят составы. По территории города проходит федеральная трасса, обладающая высокой пропускной способностью, но помимо этого потоки грузовых автомобилей, строительной техники могут передвигаться по жилым кварталам. Увеличилось число личного транспорта. Озеленение города по сравнению с прошлыми годами стало хуже, так как старые деревья заболевают и их вырубают. Вырубают деревья также под различные застройки (гаражи, киоски и т. д. ). Высадка новых деревьев практически не проводиться. А значит очищение атмосферного воздуха (поглощение разных веществ) на территории нашего города растениями осуществляется незначительно. О загрязнении атмосферного воздуха можно говорить, изучив состав снежного покрова.

Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снежный покров является индикатором загрязнения атмосферных осадков, атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения почвы и воды. При образовании снежного покрова концентрация загрязняющих веществ в снегу оказывается на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Средняя продолжительность снежного покрова в нашей местности составляет более 5 месяцев. Он появляется преимущественно в начале ноября, а начинает разрушаться в конце марте. После таяния снега все вещества, растворившись в воде, попадут в почву, грунтовые воды, водоёмы. То есть кроме воздуха загрязнению подвергаются почва и вода.

Экспериментальная часть.

Цель работы:

1. Определить состав снежного покрова в различных районах г. Усолье – Сибирского.

2. Выявить факторы, влияющие на уровень загрязненности снежного покрова.

3. Определить пути возможного снижения уровня загрязнения окружающей среды.

Методы исследования:

1. Изучение методики исследования состояния снеговой воды на загрязнители.

2. Исследование снеговой воды г. Усолье - Сибирского, через проведение химического эксперимента, наблюдения и измерения.

Пробы снега отбираются в чистые банки (3 шт. ), и растапливается при комнатной температуре.

Для исследования брались пробы в разных точках города и района: возле железной дороги, в парке, на территории школы. Проведен анализ на следующие компоненты: наличие механических примесей, кислотность снежного покрова, наличие катионов и анионов химических элементов.

1. Наличие механических примесей

Берём 50 мл талой воды (пробы 1-3) и фильтруем, а затем высушиваем осадок на фильтре и взвешиваем на весах.

Масса осадка на фильтре в трех разных пробах оказалась различной.

Место взятия пробы № пробы Вид осадка Наличие примесей в мг/л

Район ЖД 1 Снег (талая вода) 0,160

Территория школы 2 Снег (талая вода) 0,080

Парк 3 Снег (талая вода) 0,115

Наиболее загрязненный снег в районе железной дороги, а наименьшее загрязнение наблюдается на территории школе.

2. Определение цветности воды.

Цветность воды определяется содержащимся в ней общим количеством минеральных и органических примесей и загрязнений. При отсутствии видимой окраски вода считается бесцветной. Качественную оценку цветности воды можно провести путем сравнения ее с дистиллированной водой, на фоне листа белой бумаги (бесцветная, светло-бурая, желтоватая, серая, мутная и т. д. ).

Установила, что цвет воды в пробах №1, 2, 3 - светло-серый. Цвет воды пробы № 1 более темный, чем воды в пробах № 2 и № 3.

3. Определение прозрачности воды.

Для определения прозрачности воды, используем прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливаем воду, подкладываем под цилиндр на расстоянии 4см от его дна, шрифт, высота букв которого 2мм, а толщина линий букв - 0,5 мм. Затем сливаем воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряем высоту столба оставшейся воды линейкой и выражаем степень прозрачности в сантиметрах.

Установила - степень прозрачность воды – проба № 1 – 10 см, проба № 2 – 20 см, проба № 3 – 15 см.

4. Определение запаха воды.

Определение запаха воды производится следующим образом: в чистый стакан наливают исследуемую воду, осторожно взбалтывают. Затем, определяют запах воды. Различают следующие запахи воды: ароматический, болотный, землистый, рыбный, огуречный, аммиачный, гнилостный, древесный, плесневелый, сероводородный, травянистый и др. Интенсивность определяют в баллах: 0 – не ощущается, 1 – очень слабый, 2 – слабый, 3 – заметный, 4 – отчетливый, 5 – очень сильный.

Проба № 1 – слабый, проба № 2 – очень слабый, проба № 3 – заметный.

5. Кислотность снеговой воды

Количественной характеристикой кислотности раствора является водородный показатель pH, который показывает реакцию среды pH < 7 - кислая среда pH < 5,6 - слабокислая pH > 7- щелочная среда pH > 5,0 - кислая pH = 7 - нейтральная среда pH >5,6 – слабощелочная определяют с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Место взятия пробы № пробы Значение РН Характеристика осадка (среда)

Район ЖД 1 5 Кислая

Территория школы 2 5,5 Слабокислая

Парк 3 5,5 Слабокислая

Реакция среды в пробах № 2 и № 3 слабокислая, а в пробе № 1 кислая.

6. Анализ на содержание катионов металлов: а) свинца – Pb2+

К 1-2мл раствора 1-4 пробы добавили 1-2мл разбавленной серной кислоты.

Выпадение белого осадка и помутнение раствора указывает на наличие катионов свинца.

В пробе № 1 – наблюдается слабое помутнее, в пробе № 3 – еле заметное помутнее, а это означает, что в этих пробах содержатся катионы свинца. В пробе № 2 – катионов свинца нет.

б) цинка - Zn2+

К 1-2мл раствора 1-4 пробы добавили 1-2 мл раствора подогретой щелочи КOH. Если присутствуют катионы цинка, должен выпасть творожистый осадок.

В пробах № 1, № 2, и № 3 - творожистого осадка не обнаружено. Катионы цинка отсутствуют.

7. Анализ на содержание анионов: а) SO42-

К1-2мл раствора 1-4 пробы добавили 1-2 мл BaCl2. Если присутствуют ионы SO42-, то должно быть помутнее или выпасть осадок. При проведении анализа этого не наблюдалось. В пробах № 1, № 2, и № 3 - сульфат – ионов нет.

б) NO3-

К 1-2мл раствора 1-4 пробы добавили 1-2 мл концентрированной серной кислоты и опустили медную проволоку.

Никаких изменений не произошло. В пробах № 1, № 2, и № 3 – нитрат - ионов нет.

в) Определение хлорид - иона.

Определение хлорид ионов основано на реакции осаждения хлоридов нитратом серебра.

При малых концентрация хлорид ионов выпадение осадка не происходит, а возникает помутнение раствора.

Хлорид - ионы обнаружены в пробе №3. Появилось помутнее раствора.

И того

1. Проведенные исследования показали, что в городе снег относительно чистый.

2. Механических примесей сравнительно мало.

3. Наиболее чистый снег на территории нашей школы. Следовательно, воздух здесь тоже чище по сравнению с территорией в районе железной дороги.

4. Жилой район возле железной дороги не защищен полосой зеленых насаждений от загрязнения, которое происходит от железнодорожного транспорта.

5. Следует проводить активное озеленение г. Усолье - Сибирское, чтобы снизить вредные воздействия промышленных выбросов и выхлопов автомобилей на организм человека.