Исследовательская работа на тему: «Комплексное исследование микрорайона МБОУ СОШ №154 Промышленного района г. о. Самары»

Исследовательская работа на тему:

«Комплексное исследование микрорайона МБОУ СОШ №154

Промышленного района г. о. Самары»

Содержание

1.Введение……………………………………………………………………3

2.Цели и задачи………………………………….…………………………...4

3.Объекты и время проведения исследования………………………………………………………....………5

4.Методы исследования…………………………………………………......5

5.Актуальность исследования. Практическая значимость……………..…5

5.Место и время проведения………………………………………………...5

3.Практические исследования:

3.1 .Определение загрязнений, производимых автотранспортом.……………………………………………………….…6
1.1. Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом…………………………………………………6
1.2Определение количества единиц автотранспорта, проходящего по контрольному участку исследования………………………………………. 7
1.3.Выводы…………………………………………………………………….8
3.2 Определение содержания свинца в опавших осенних листьях…………………………………………………………………..…..…9
1.1Методика определения содержания свинца в листьях растений… …10

1.2.Выводы……………………………………………………………… …11

3.3. Определение содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке
………………………………………………………………………….……..11
1.1. 1Методика определения содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке………………………………………………………………………11
1.2 Результаты эксперимента. Выводы…………………………………….12
3.4.Определение загрязнений воздуха по снежному покрову………..…..13

1.1Методика определения физических свойств талого снега………………13

1.2. Методика определения химических свойств талого снега ………….....15
1.3.Анализ результатов исследования свойств талого снега и выводы …..17
1.4 Обобщение результатов химического анализа снежного покрова
и почвы……………………………………………………………………. . …18

3.5. Определение загрязнений содержащихся в воде озера, находящегося радом со школой………………………………………………………….........19
1.1 Анализ физических и химических свойств воды в озере, расположенном
в непосредственной близости от школы……………………………………..19

3.6.Влияние загрязнения воздуха на здоровье жителей Промышленного района и обучающихся нашей школы……………………………..…....20

4. Социологический опрос: результат анкетирования обучающихся, их родителей и учителей нашей школы…………………………………..….…22

5. Результаты исследования. Заключение……………………………………22

6.Используемые источники…………………………………………………....24

7.Приложение………………………………………………………….…….…25

Введение.
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром.

Только сейчас люди открыли то, что должны были знать намного раньше: мы обязаны своим существованием и всем, чего достигли, природе. Поэтому именно нам, растущему поколению предстоит осознать всю глубину этого сложного явления на Земле, чтобы не разорвать экологический круг жизни.

МБОУ СОШ № 154 расположена в Промышленном районе городского округа Самара.

В СМИ имеется достаточное количество данных, говорящих о благополучной экологической обстановке микрорайона Солнечный, в котором находится МБОУ СОШ № 154.
Но, проанализировав отчет по заболеваемости детей детской поликлиники при МСЧ №14 Промышленного района г.о. Самара и данные профилактических осмотров, обучающихся нашей школы, пришли к выводу, что уровень заболеваемости не снижается: продолжает увеличиваться заболеваемость органов дыхания, системы кровообращения и др. Эпидемиологическая ситуация по Промышленному району ухудшается. Таким образом, возникла идея провести данные исследования, чтобы подтвердить или опровергнуть эту информацию. Поэтому тема нашего исследования- «Комплексное исследование микрорайона МБОУ СОШ №154 Промышленного района г.о. Самара».

Для успешного выполнения работы мы изучили методы диагностики и определили степень загрязненности воздуха, почвы, воды в озере, находящемся недалеко от школы, снежного покрова и ситуацию с негативным влиянием экологической обстановки на здоровье обучающихся МБОУ СОШ № 154. Исследовательская работа данного направления в школе проводилась впервые.

Цель исследования:

• Выяснить наличие загрязнения воды и воздуха в микрорайоне школы, путем проведения физико-химического анализа проб талого снежного покрова, почвы, а так же анализа проб воды из озера, расположенного недалеко от школы;

• Выяснить, насколько актуальна проблема загрязнения окружающей среды для микрорайона нашей школы;

• Дать оценку состояния здоровья школьников старших классов;

• Привлечь внимание обучающихся нашей школы к проблеме загрязнения окружающей среды и поиск способов улучшения местной экологической обстановки.

• Сделать выводы.

Задачи исследования:

• Изучить литературу, используя разные источники информации, загрязнении атмосферы различными веществами и их влияние на организм человека;

• Освоить методики определения физико-химических характеристик проб талого снега, воды, почвы, растительности, атмосферы;

• Определить физические характеристики, качественный и количественный состав талого снега, воды, почвы, растительности, атмосферы;

• Выявить отношения обучающихся нашей школы к природе, необходимость коллективных усилий для предотвращения экологической катастрофы, ответственности каждого гражданина по отношению к природе;

• Внести предложения по улучшению качества воздушной среды микрорайона нашей школы;

Провести конференцию по итогам исследований среди старших классов нашей школы с целью привлечения внимания к проблемам окружающей среды;

• Провести мониторинг среди учащихся нашей школы, родителей учеников и жителей микрорайона по исследуемой проблеме;

Продолжить работу в волонтерских отрядах экологической направленности в нашей школе.

Объекты исследования:

• Окрестности микрорайона МБОУ СОШ №154 Промышленного р-на г.о. Самара;

• Озеро, прилегающее к территории МБОУ СОШ №154;

Время проведения исследования:
исследования проводились с октября 2014года по март 2015 года.
Методы исследования:

• Теоретическая работа с литературными источниками и Интернет-ресурсами;

• Эмпирическое (наблюдение, анкетирование, интервьюирование);

• Химические (анализ пробы воды, снежного покрова, почвы, воздуха);

• Методы статистической обработки результатов.

В ходе исследования составлены и выпущены справочные материалы: листовки, презентации. Все результаты исследований обрабатывались в виде таблиц, схем, диаграмм.

Актуальность исследования:

Экологически чистая полноценная внешняя среда, наряду с другими факторами, является важной предпосылкой сохранения и укрепления здоровья и развития людей. Для нас, учащихся МБОУ СОШ №154, важно знать, каким воздухом мы дышим. Изучая глобальные экологические проблемы, нам не видятся проблемы, которые рядом с нами. Сегодня перед нами стоит задача не только в том, чтобы увидеть их, но и осмыслить, осознать и оказать практическую помощь окружающей среде.

Практическая значимость

Заключается в том, что полученные данные позволили проанализировать экологическую обстановку микрорайона нашей школы и частично микрорайона Солнечный и на основании этого разработать рекомендации по улучшению экологической обстановки в микрорайоне.

3.1.Определение загрязнений, производимых автотранспортом.

Автомобиль - один из главных источников загрязнения окружающей среды в больших городах. Для Самары выброс автотранспортом загрязняющих веществ в атмосферу остается 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.
Все виды автомобильного транспорта наносят большой ущерб биосфере. Увеличение числа автомобилей неизбежно влечёт за собой возрастание выброса вредных веществ в атмосферу. Легковому автомобилю для сжигания 1 кг бензина требуется 2,5 кг кислорода. По статистике легковой автомобиль сжигает за год в среднем10 т бензина, расходуя при этом 35 т кислорода и выбрасывая в атмосферу 160 т выхлопных газов, в которых обнаружено около 200 кг углеводородов, 40 кг оксида азота, 800 кг оксида углерода. Этилированный бензин «обогащает» атмосферу ещё и 3,5 кг ядовитого свинца. Пожилые люди и дети являются особо чувствительной категорией населения даже к низким дозам таких веществ.

Загрязнение воздуха в первую очередь отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека, животных, растений.

В данной части работы проведено исследование влияния выхлопных газов автомобилей на экологическое состояние микрорайона МБОУ СОШ №154. Это проезжая дорога, находящаяся в непосредственной близости от школы(46 метров от школы), трасса по ул. Ново-Садовой, расположенная в 200 метров от школы и трасса по ул. Солнечной (близость к школе 177 метров).

1.1. Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом

Цель работы на данном этапе: изучить влияние автотранспорта на состояние атмосферного воздуха в районе МБОУ СОШ №154.

Для достижения данной цели необходимо было выполнить следующие задачи:

• Определить интенсивность и состав транспортного потока на контрольных участках;

• Рассчитать количество образованных вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, по бензину.

1.2. Определение количества единиц автотранспорта, проходящего по контрольному участку исследования.

1.На выбранном для исследования участках длинной 100 м, неоднократно производился подсчет автомобилей, движущихся в оба направления .Работа проводилась в утренние, дневные и вечерние часы следующим образом : занималось место у исследуемого участка , и в течение 15 минут в отдельный бланк заносились данные о проезжающем транспорте . Исследуемый участок дороги по улице Солнечной находится на расстоянии 177 метров от здания школы; контрольный участок «дорога перед школой» -46 метров и участок дороги по Ново-Садовой -200 метров от здания школы.

На основе пятикратного проведения эксперимента были получены усредненные характеристики транспортного потока, представленные в таблице.

Таблица1. Среднесуточный поток автотранспорта на контрольных участках

Контрольный участок

Грузовые и легковые автомобили , работающие на бензине

Грузовые автомобили и автобусы , работающие на дизельном топливе

Ул. Солнечная

200

36

Дорога перед школой

48

2

Ул. Ново-Садовая

286

59

Примечание : санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток машин в жилой зоне интенсивностью не более 200 автомобилей в час

2.Расчитывается общий путь , пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (S, км) , по формуле : S=N x L , где N-количество автомобилей каждого типа( на дизельном и бензиновом топливе) за 1 час ; L-длина участка, км , равная 0, 1 км.

3.Расчитывается количество топлива, сжигаемого двигателя автомашин (R,л), по формуле : R=S x K, где K -расход топлива на 1 км пути , л, приблизительно равный 0,1 л для бензиновых двигателей ,0,4 л для дизельных.

4.Расчитывается объемное количество выделившихся загрязняющих веществ( V, л ) на выбранном нами участке дороги по формуле : V=R x k , где k-коэффициент для определенного вида топлива

• Для бензина : при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,6 л угарного газа,0,1 л углеводородов , 0,04 л диоксида азота

• Для дизельного топлива: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,14 л угарного газа, 0,037л углеводородов, 0,015 л диоксида азота.

5.Рассчитывается количество свинца (m , г), содержащийся в топливе (1 л этилированного бензина содержит в среднем 0,25г тетраэтилата свинца), с использованием данных по расходу топлива на исследуемом участке автотрассы: m(Pb) = R x k(Pb) где R - количество сжигаемого топлива, k- коэффициент, равный 0,25.

В таблице представлен расчет количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу исследуемым количеством автомобилей, проезжающих на контрольном участке за сутки.

Таблица 2. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу

Тип топлива

Контрольный участок

Количество автомобилей в сутки

Количество выделившихся загрязняющих веществ

СО,л/ч

NO₂,л/ч

C_xH_y,л/ч

Pb²⁺,г/ч

Бензиновое топливо

Ул. Солнечная

3340

20,04

1,002

3,34

8,35

Дорога у школы

185

1,11

0,055

0,185

0,462

Ул. Ново-Садовая

6920

41,52

2,30

6,90

17,3

Дизельное топливо

Ул. Солнечная

1820

10,9

0,54

1,82

4,53

Дорога у школы

-

-

-

-

-

Ул. Ново-Садовая

2420

14,52

0,726

2,420

6,05

1.3.Выводы:
1.Соотнесем полученные в ходе исследования результаты с санитарными требованиями: по уровню загрязнения и шума допускается поток транспорта в жилой зоне не более 200 машин /час. При интенсивности движения 1500-2000 машин/час создаются опасные условия для загрязнения воздуха.
2.Значит, санитарным нормам соответствует лишь дорога у школы. По ул. Ново-Садовой транспортный поток выше санитарной нормы в 1,9 раза. Что значительно превышает санитарные нормы и естественным образом неблагоприятно сказывается на экологической обстановке микрорайона в целом, ведь территория школы находится в непосредственной близости от этой улицы.
3.Немного превышаются санитарные нормы по ул. Солнечной (в 1,075 раз).

3.2. Определение содержания свинца в опавших осенних листьях.

Листья деревьев могут служить показателем экологически неблагоприятной обстановки. Причиной раннего листопада является высокое содержание

свинца в воздухе. Но, концентрируя этот металл, растения очищают воздух. В условиях города возникают и специфические проблемы охраны зеленых насаждений. Так, на улицах города для борьбы с гололедом разбрасывают большое количество противогололёдных реагентов, содержащих соединения хлора (CaCl₂). Соль хлорида кальция отрицательно воздействует на растения. Кроме того, листья деревьев накапливают в себе вредные соединения из атмосферы. Поэтому осенью следует собирать листья и уничтожать их. Причем экологически целесообразно захоронять загрязненные листья, так как при сжигании все накопленные вредные вещества, снова поступят в атмосферу.

Задачи данного этапа работы:

• Определить наличие свинца в опавших осенних листьях, собранных с газонов, окружающих школу и с обочины дороги перед школой, а также с обочины дороги по улице Солнечной;

• Показать уровень загрязнения окружающей среды выхлопными газами автомобилей.

Пробоотбор проводился 31 октября 2014 г.

1.1Методика определения содержания свинца в листьях растений

1. Было собрано по 100 г растительных проб одного вида с контрольных участков. Собранные пробы пронумеровывались, измельчались и растирались в ступке.

2. Затем было добавлено по 50 мл 40%-ного этилового спирта.

3. Проведено фильтрование раствора.

4. Экстракт кипятился на водяной бане, чтобы соединения свинца (а это главным образом бромид свинца) перешли в раствор.

5. Экстракт упаривался до 10 мл.

6. Далее на фильтровальную бумагу необходимо было нанести каплю исследуемого раствора. Затем подсушить ее на воздухе, (над плиткой или пламенем спиртовки). В то же самое место капнуть раствор реагента - йодистого калия (Kl).

Результаты эксперимента представлены в таблице.

Таблица 3. Количество ионов свинца в листьях растений

Контрольный участок

Количество ионов свинца (Pb²⁺)

Ул. Солнечная

+

Дорога перед школой

-

Школьный двор

-

1.2.Выводы:
1.Присутствие ионов свинца в опавших осенних листьях, взятых вдоль дороги по ул. Солнечной, является скорее всего, результатом повышенного транспортного потока вдоль трассы.
2.Ионы свинца не обнаружены в пробах, взятых со школьного двора и дороги перед школой, это объясняется тем, что пробоотбор проводился во время осеннего листопада. 31 октября считается глубокой осенью, а летний листопад, в основном, характерен для листьев, которые накопили в себе определенное количество свинца, но летом, как правило, всегда ведется уборка школьной территории, как известно, вся листва собирается и вывозится за пределы Самары. Транспортный поток перед школой вполне укладывается в норму, поэтому и по показаниям в этих пробах наличие ионов свинца отрицательное.

3.3. Определите содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке

Вокруг крупных городов, металлургических предприятий, вдоль дорожных магистралей и вокруг мест свалок промышленных отходов образуются зоны загрязнения почвы свинцом, мышьяком, висмутом, медью, кадмием и т.д. Поэтому 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 XIX 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.

Задача: определить наличие свинца в образцах почвы, взятых на контрольных участках.

Для качественного анализа почв было исследовано три образца, взятые из разных мест:
1.С придорожной полосы ул. Ново-Садовая (проба №1);
2.У дороги перед школой (проба №2);
3.Со школьного двора (проба №3).
Пробоотбор проводился 6 ноября 2014г.

1.1Методика определения содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке.

1. Образцы почвы были взяты с глубины 5 см, сложены в три разных полиэтиленовых пакета. Каждая проба была перемешана, высушена на воздухе в течение 7 дней, удалены из почвенных смесей листья, корни и камни, измельчены все комки до размеров 2-3 мм в диаметре и пересыпаны в бумажные пакеты с этикетками.

2. Для приготовления водной вытяжки на весах отмерялось по 50г почвы из каждого пакета. В каждый из трех стаканов с образцами почв добавлялось по 125мл дистиллированной воды, до соотношения почва: вода -1:2,5. Смесь в каждом стакане тщательно перемешивалась в течение 4 минут, затем суспензия была отфильтрована через бумажный фильтр.

Исследование проводилось с целью обнаружения катионов свинца и анионов хлора.

3.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 KI. На пластинке №2 и 3 не было обнаружено видимых изменений, а на пластинке с №1 наблюдалось, еле заметное, выпадение осадка в виде желтых хлопьев. Следовательно, только в пробах № 2 и 3 качестственные реакции на свинец дали отрицательный результат.

4.Хлорид-ионы обнаруживают с помощью 2%-ного раствора нитрата серебра AgNO3 , путем добавления нескольких капель. В результате взаимодействия ионов хлора с ионами серебра выпадает белый творожистый осадок. Помутнение будет тем значительнее, чем больше концентрация хлорид-ионов в воде. Незначительное помутнение наблюдалось в пробах № 1 и 2.

1.2 Результаты эксперимента представлены в таблице.

Таблица 4. Количество ионов свинца и хлора в почвенной вытяжке.

Контрольный участок

Количество ионов

Свинца (Pb )

Хлора (Cl-)

ул. Ново-садовая

+

+

Дорога перед школой

-

+

Школьный двор

-

-

В пробах №1 и №2 было обнаружено незначительное содержание хлорид-ионов, судя по характеру выпавшего осадка в виде слабой мути (концентрация 1-10мг/л ).

В пробе №1 было обнаружено, так же незначительное содержание ионов свинца, судя по характеру выпавшего осадка в виде слабой мути (концентрация так же 1-10мг/л).

Выводы: присутствие хлорид-ионов и ионов свинца является, скорее всего, результатом повышенного транспортного потока вдоль трассы и обработки дороги и придорожной полосы противогололёдными реагентами в зимнее время, содержащими в себе соль хлорид кальция.

3.4.Определение загрязнений воздуха по снежному покрову.

Как известно, круговорот воды 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, формальдегид, и др. В некоторых случаях из двух или нескольких относительно неопасных веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света, могут образовываться ядовитые соединения. Главные источники загрязнения - тепловые электростанции, перерабатывающие предприятия и автотранспорт.

Основные реагенты воздействия атмосферы на гидросферу- это атмосферные осадки в виде дождя и снега. Снежные хлопья и дождевые капли захватывают примеси и выводят их из атмосферы. Таким образом, осадки приводят к уменьшению концентрации загрязняющих веществ в воздухе. Снежные хлопья за счет большой поверхности адсорбции являются лучшими его очистителями. При таянии снежного покрова примеси загрязняют водоемы. Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Поэтому по результатам качественного анализа талого снега можно судить и об атмосферном загрязнении.

Задачи работы на данном этапе:

• установление таких характеристик талого снега, как прозрачность, запах, наличие осадка;

• установление химического состава талого снега: определение кислотности, обнаружение в пробах талого снега катионов металлов и анионов кислотных остатков.

Отбор проб и подготовка их к исследованию.

Для отбора проб мы выбрали три точки в микрорайоне МБОУ СОШ №154:

• проба №1 - на территории школы;

• проба №2 -около озера;

• проба №3 -около дороги по улице Солнечной .

Пробоотбор проводился 21 января 2015г.

Отбор проб снега проводился пластмассовой трубкой, которую врезают на всю толщину снежного покрова до поверхности земли, после чего вытаскивают со снегом, поддерживая ее снизу полиэтиленовой лопаткой. Нижняя часть трубки тщательно очищается от частиц грунта. Проба снега из трубки высыпается в полиэтиленовый мешок, подписывается номер пробы и снег оставляется в пакете до полного таяния. После таяния снега и достижения талой воды комнатной температуры, проба готова к проведению анализа.

1.1Методика определения физических свойств талого снега.

1. Для определения прозрачности проб талой воды в стеклянный цилиндр диаметром 3 см высотой 30 см наливается определенное количество воды, через которую просматривается шрифт (печатный текст). Можно сравнить каждую пробу с контрольным образцом - дистиллированной водой. Вода может быть прозрачной, слабо мутной, сильно мутной. Перед замером воду
необходимо взболтать. Прозрачность зависит от количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения и определяется высотой столба воды в цилиндре, сквозь который начинают читаться буквы.

2.Для определения запаха в чистую широкогорлую колбу, объемом 100мл, наливают исследуемую воду на 2\3 объема, прикрывают стеклышком, осторожно взбалтывают. Затем, сдвинув с колбы стеклышко, определяют запах воды.

Интенсивность запаха воды (при 20^о С не должна превышать двух баллов ) определяем по пятибалльной системе (см. таблицу)

Таблица 5. Пятибалльная система определения интенсивности запаха.