Качественное определение анионов.

МБУДО «Центр детского творчества» Дубенского муниципального района Республики Мордовия

Исследовательская работа

«Снег как индикатор загрязнения окружающей среды»

Выполн ил а :

Игушкина Кристина Николаевна

ученица 10 класса

МБОУ «Дубенская СОШ»,

обучающаяся кружка

«Юный краевед»

МБУДО «Центр

детского творчества».

Адрес образовательного

учреждения: РМ, Дубенский р-н,

с. Дубенки, ул. Денисова,7.

Руководитель:

Фалина Галина Ильинична

педагог дополнительного

образования МБУДО

«Центр детского творчества».

e – mail:galina-dom22@rambler.ru

село Дубенки – 2018 год.

Содержание

1. Введение стр. 3

2. Практическая часть работы стр. 4

2.1 . Качественный анализ. Физико - химическое исследование снега. стр.4

2.2. Биотестирование стр. 6

3. Результаты исследований стр. 7

4. Заключение стр.8

5. Использованная литература стр.8

6. Приложения стр.9

Введение

Ни для кого не секрет, что проблема загрязнения окружающей среды очень актуальна в наше время. Практически любая отрасль деятельности человека затрагивает эту проблему.

Одним из основных источников загрязнения окружающей среды является транспорт.

Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды. В зависимости от источника загрязнения изменяется состав снегового покрова. Антропогенные источники различных загрязнителей – автотранспорт, теплоэнергетика, промпредприятия.

Снежный покров является эффективным накопителем аэрозольных загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха. Вдоль автомобильных дорог в зимний период в снегу накапливается большое количество различных веществ, поступающих с выхлопными газами автотранспорта. Таким образом, концентрация загрязняющих веществ в снежном покрове оказывается на 2-3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе. Вместе с талой водой они всасываются из почвы растениями, которые быстро растут и развиваются за весенне-летний период.

Таким образом, гипотеза нашего исследования заключается в следующем: автомобильный транспорт активно влияет на состав атмосферы нашего села, изменяя ее в худшую сторону, что отражается на состоянии снежного покрова.

В связи с этим, целью нашего исследования стало изучение состояния снежного покрова территории МБОУ «Дубенская СОШ» и оценка по нему состояния атмосферного воздуха в зимний период.

Актуальностью работы является тот факт, что раннее такая работа не проводилась.

Цель работы:

- проведение химического исследования снега, исследование степени загрязнения снежного покрова в районе нашей школы;

- выявление влияния талой воды на рост растений методом биотестирования.

Для достижения поставленных целей, определили следующие задачи:

1. Изучить литературу о загрязнении воздуха и снежного покрова.

2. Определить загрязнённость воздуха на исследуемых участках по снежному покрову путем химического анализа и методом биотестирования проб снега.

Объект исследования: снежный покров окрестности МБОУ «Дубенская СОШ».

Предмет исследования: пробы снега с разных участков территории МБОУ «Дубенская СОШ» и их степень загрязнения.

Сроки проведения исследования: вторая половина февраля 2018 года.

Место исследования:

Участок №1: главный вход в здание школы по улице Денисова

Участок №2: территория школы (внутренний двор) по улице Жадейкина

Участок №3: территория школы (гаражи)

Участок №4: территория школы (помещение лыжной базы)

Методы исследования:

1. Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач).

2. Экспериментальный (постановка опытов, проведение химического анализа и биотестирования проб снега).

3. Эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов исследований).

Практическая часть работы.

Наша работа состояла из четырех этапов:

1) подготовительный - взятие и подготовка проб снега из разных участков;

2) качественный анализ - характеристика физических и химических свойств снеговой воды;

3) биотестирование проб снега;

4) подведение результатов исследований, составление таблиц.

Эксперимент был поставлен в феврале 2018 года. Было взято 4 пробы снега из разных участков территории МБОУ «Дубенская СОШ» Дубенского муниципального района РМ:

1: главный вход в здание школы по улице Денисова (проба №1);

2: территория школы (внутренний двор) по улице Жадейкина (проба № 2);

3: территория школы (гаражи)- (проба №3);

4: территория школы (помещение лыжной базы) -(проба №4).

С каждого участка взяли около 3 л. снега. Принесли снег в помещение МБУДО «Центр детского творчества», на всех пробах сделали этикетки. После того как содержимое в емкостях растаяло (объем талой воды составил примерно 1,2 л) и приобрело комнатную температуру, стали проводить опыты.

1. Качественный анализ. Физико - химическое исследование снега.

1.1. Физические методы исследования.

Визуальный осмотр талой воды показал, что все собранные пробы снега в своем составе содержали взвешенные вещества. Наиболее грязной оказалась вода, полученная из снега, взятого с внутреннего двора территории школы (проба № 2), в ней – самый большой осадок. Пробы № 1, 4 выглядят менее грязными, меньше взвешенных частиц, прозрачные. Осадок небольшой. Наиболее чистой оказалась вода из пробы № 3. Вода всех проб не имеет цвета .

Вывод: Наиболее загрязненной пробой является проба №2, взятая с территории школы вблизи тротуара, где проходит не малая часть людей, поэтому в этом месте основным источником загрязнения снега являются прохожие, т. е. человеческий фактор.

1.2. Химические методы исследования.

· Определение кислотности снега.

Для определения pH использовали универсальный индикатор. Смочив, опускали индикаторную бумажку в ёмкость с растаявшим снегом и сравнивали её цвет со шкалой цветности.

а) Индикаторная бумажка, опущенная в сосуд с растаявшим снегом, взятым на территории внутреннего двора(проба №2) не окрасилась, это свидетельствует о наличии нейтральной реакции в пробе снега (рН=7).

б) Индикаторная бумажка, опущенная в сосуд с растаявшим снегом, взятым с проб № 1,3,4, окрасилась в зеленоватый цвет (рН=8), значит среда- слабощелочная.

Вывод: на участках № 1,3,4 снег загрязнен, что возможно от автотранспорта, т.к. эти места являются проезжей частью для автобусов, занимающихся перевозкой учащихся школы. Сюда попадают основания различных кислот, оксиды азота, поэтому он приобретает щелочную реакцию. На участке №1 снег чистый, среда нейтральная.

· Выявление химических загрязнителей в снеге.

Качественное определение анионов.

Обнаружение хлорид - ионов (Cl^-).

К 10мл пробы прибавить 3 капли нитрата серебра (AgNO3). Белый осадок выпадает при концентрации хлорид - ионов более100мг/л: Cl- +Ag+ = AgCl↓. Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид – ионов более 10мг/л, опалесценция – более 1мг/л.

Обнаружение сульфат – ионов (SO₄^2-).

В пробирку с 10 мл пробы внести 2 мл 5% раствора сульфата бария. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфат - ионов. При отсутствии мути концентрация сульфат - ионов менее 5 мг/л. При слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут - 5-10мг/л. При концентрации сульфат - ионов более 10мг/л выпадает белый осадок: Ba²⁺ + SO₄^2-= BaSO_4| .

Вывод: во всех пробах снега, взятых с пришкольной территории, содержание ионов SO₄^2- не обнаружено. В пробе снега, взятой с участка у лыжной базы (проба №4) было обнаружено небольшое помутнение раствора в присутствии нитрата серебра, что показывает некотороесодержание хлорид-ионов (Cl-). Ионы хлора возможно имеются из – за того, что в качестве противогололедного средства применяется хлорид натрия(соль) в смеси с песком.

Биотестирование .

Было проведено исследование проб снега методом биотестирования, т.е. определения качества окружающей среды с помощью живых организмов.

Для этого в 4 пластиковые тары налили талую воду каждой пробы. Пометили их номерами. В емкости с водой поместили на влажную ткань по 60 семян растения кресс-салата. Наблюдали прорастание семян и рост корешков растений в течение 10 дней, добавляя, по мере высыхания, талую воду, полученную из снега с тех же участков (в одинаковых объемах).

Кресс-салат (синонимы: огородный перечник): однолетнее растение семейства Крестоцветных. Широко распространен в Закавказье, особенно в Грузии. В пищу используются молодые листья, с терпким вкусом, так как содержит горчичное масло. Кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян). Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддон и т. п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на третий - четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10 суток.

В качестве показателей мы учитывали всхожесть семян и скорость роста корней проростков. Сравнительная оценка показателей их роста и развития позволяет оценивать степень воздействия токсичности снега.

В первую очередь исследована проростаемость семян в данных образцах воды. Уже на третий день эксперимента семена во всех пробах начали прорастать. В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения :

1. Загрязнение отсутствует

Всхожесть семян достигает 90-100%, всходы дружные, проростки крепкие, ровные.

2. Слабое загрязнение

Всхожесть 60-90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение

Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению короче и тоньше. Некоторые проростки имеют уродства

4. Сильное загрязнение

Всхожесть семян очень слабая (менее 20%). Проростки мелкие и уродливые.

В пробах № 2, 3, 4 – всхожесть на восьмой день эксперимента составила 90-93%, что говорит об отсутствии загрязнения. Проростки длинные, ровные, мощные. В пробе снега №1 всхожесть составила 80%, что говорит о слабом загрязнении в этом участке. Наименьший % всхожести семян составил в пробе, взятой с участка, расположенного у входа в здание школы. Проростки короткие и слабые.

Результаты наблюдений по каждой пробе мы занесли в таблицы.

Вывод: Полученные результаты доказывают, что снег на территории школы загрязнен, но степень загрязнения не столь высока, так как всхожесть семян в среднем составила 88,5 %. Используя метод биотестирования (испытания действия вещества или комплекса веществ на живые организмы), мы выяснили, что снег действительно является индикатором чистоты.

Результаты исследований.

Качественный анализ.

Характеристика физических показателей.

	Проба №1	Проба №2	Проба №3	Проба №4
Прозрачность	Прозрачная	Прозрачная	Прозрачная	Прозрачная
Наличие взвешенных частиц, осадка	Мало	Много	Очень мало	Мало
Цветность	Бесцветная	Бесцветная	Бесцветная	Бесцветная

Характеристика химических показателей

	Проба №1	Проба №2	Проба №3	Проба №4
рН	8	7	8	8
Обнаружение хлорид - ионов (Cl^-).	-	-	-	Слабое помутнение раствора
Обнаружение сульфат – ионов (SO₄).	-	-	-	-

Биотестирование.

1. Количество проростков кресс – салата

	Проба №1		Проба №2		Проба №3		Проба № 4
19.01.2015	Посеяли 60 семян
21.01.2015		43		44	46	46
23.01.2015		48		50	50	52
26.01.2015		48		55	54	56
28.01.2015		48		55	54	56
% всхожести		80%		91%	90%	93%

2. Длина проростков

	Проба №1	Проба №2	Проба №3	Проба №4
21.01.2015	3 мм	4 мм	2 мм	2мм
23.01.2015	4 мм	7 мм	12 мм	14 мм
26.01.2015	5 мм	57 мм	55 мм	63 мм
28.01.2015	5 мм	57 мм	55 мм	63 мм

Заключение .

Мы исследовали общую химическую токсичность различных проб снега и выяснили, что снег действительно является индикатором чистоты воздуха.

Основываясь на результатах химического анализа и биотестирования, можно утверждать, что в целом снежный покров на территории нашей школы достаточно чистый. Загрязнения наблюдаются возле главного входа в здание школы, это связано с тем, что там проходит большое количество учащихся и прохожих, живущих по улице Денисова. Отсюда можно утверждать, что в целом атмосфера около школы благоприятная, достаточно чистый воздух. Экологическое состояние окружающей среды в районе школы в пределах нормы.

В ходе исследования выяснили, что опытное растение кресс-салат является биоиндикатором, реагируя на изменения состояния окружающей среды изменением скорости роста, всхожестью и другими заметными признаками.

Список использованной литературы.

1. Артемов А.В. Сравнительный анализ антропогенного загрязнения снежного покрова и гидросферы урбанизированных ландшафтов. //Экология человека – 2003 г. — № 4. – с. 35.

2. Голов В. П. Способы оценки экологического состояния окружающей среды. Полевые исследования со школьниками – необходимое условие формирования экологического типа сознания. // География в школе .- №4-2205г

3. Мансурова С.Е. Исследование снега. Исследование снега на общую токсичность методом биотестирования. // Школьный практикум «Следим за окружающей средой нашего города». – М.: Издательство «Владос», 2001. – с. 49- 53.

4. Федоров, А. Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учебное

пособие для студ. высших учебных заведений - М.: Гуманит.. изд. центр ВЛАДОС, 2001

5. Экология: Лабораторный практикум для учащихся школ и студентов вузов, сост. Ю.С.

Григорьев, И.К.Григорьева; Красноярский государственный университет, Красноярск, 1997 .

6. Интернет-ресурсы: http://www.bestreferat.ru/referat-216004.html , http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200702407, http://batalin-agro.ru/pshenica, http://agro-him.kiev.ua/stati-nashej-kompanii/107-stati/1321-pshenitsa.html, http://nature-home.ru/ogorod/news.php?item.1.1..

Приложения.

Фотографии.