Антропогенное загрязнение почв тяжёлыми металлами ( исследовательская работа)

Работу выполнили обучающиеся 11 А класса МОУ СШ №81: Цымбалова Кристина , Савостина Дарья     Научный руководитель: учитель химии МОУ СШ №81 Бунеева Тамара Евгеньевна,

Под загрязнением окружающей среды понимают поступление в биосферу любых твердых, жидких, и газообразных веществ или видов энергии в количествах, оказывающих вредное влияние на человека, животных и растения как непосредственно, так и косвенным путем. Тяжёлые металлы – один из самых опасных видов загрязнений для человека и других живых организмов, т.к. тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Тяжелые металлы поступают в почву преимущественно из атмосферы с выбросами промышленных предприятий. Наиболее типичные тяжелые металлы - свинец, кадмий, ртуть, цинк, молибден, никель, кобальт, олово, титан, медь, ванадий.

Актуальность Одна из важных особенностей почвы – это естественное плодородие, которой обеспечивает рост растений. Накопление в почве тяжелых металлов, отрицательно сказывается на росте и развитии растений. Аккумуляции тяжёлых металлов в почве на различных территориях нашего города. Цель исследования Определить химическим путём содержание тяжёлых металлов (железо, медь, никель, свинец, марганец) в различных пробах почвы, на основе эксперимента сделать выводы о степени загрязнения почвенной среды тяжёлыми металлами на различных участках города Волгограда. Объект исследования: образцы почвы различных участков города Волгограда и растения. Предмет исследования: ионы тяжёлых металлов и их влияние на рост и развитие растений

Описать общие сведения о тяжёлых металлах, их аккумуляции в почвах. Изучить и обработать данные, о влиянии солей тяжёлых металлов на рост и развитие растений. Установить степень влияния ионов тяжёлых металлов на прорастание семян. Показать эффективность использования растения из рода Клаповников – кресс-салат, как тест-объекта, для определения влияния повышенной концентрации ионов тяжёлых металлов(меди, цинка, никеля) на рост и развитие растений. Выявить уровень знаний учащиеся СОШ № 81 о тяжёлых металлах их воздействии на организм человека и окружающую среду. Обосновать необходимость качественного анализа почв, используемых для выращивания сельскохозяйственной продукции, на содержание соединений тяжёлых металлов. По итогам работы сделать оценку уровня загрязнения почвы.

Этапы Отбор проб почв г.Волгограда Приготовление вытяжек почв

Завод Красный октябрь Волгоградский алюминиевый завод

Железная дорога Дачный участок

Цель: Провести качественные реакции на ионы: Pb2+, Fe3+, Cu2+, Ni2+ Mn2+ и на основе анализа сделать вывод о экологической чистоте почв на предмет содержания тяжёлых металлов, некоторых районов города. Отбор проб проводили в Центральном, Тракторозаводском и Краснооктябрьском районах.

Проба почвы Проба №1 Проба №2 Проба №3 Проба №4 Проба №5 Проба №6 Fe3+ РеагентK4[Fe(CN)6) и KSCN Образуется тёмно-синий и кроваво-красный осадки Образуется тёмно-синий и кроваво-красный осадки Образуется тёмно-синий и кроваво-красный осадки Образуется тёмно-синий и кроваво-красный осадки Образуется тёмно-синий и кроваво-красный осадки Образуется тёмно-синий и кроваво-красный осадки Cu2+ РеагентK4[Fe(CN)6) Изменений не происходит Изменений не происходит Образуется кирпично-красный осадок Образуется кирпично-красный осадок Изменений не происходит Изменений не происходит Ni2+ Реагент р-р NaOH, р-р Br2, Незначительное образование зелёного геля. Образование черного осадка Изменений не происходит Образование зелёного геля. Образование черного и осадка Образование зелёного геля. Образование черного осадка Изменений не происходит Изменений не происходит Mn2+ Реагентр-р NaOH, р-р H2O2 Изменений не происходит Изменений не происходит Выпадение белого осадка, который буреет при добавлении H2O2 Выпадение белого осадка, который буреет при добавлении H2O2 Изменений не происходит Незначительное выпадение белого осадка и побурение его при добавлении H2O2 Pb2+ Реагент р-р KI, р-р K2CrO4 Незначительное образование жёлтого осадка Незначительное образование жёлтого осадка Значительное образование жёлтого осадка Значительное образование жёлтого осадка Изменений не происходит Образование незначительного количества жёлтого осадка

Вывод: анализ проб почвы показал содержание железа во всех пробах, большая концентрация наблюдается в пробах почв отобранных в районе Волгоградского алюминиевого завода и в районе металлургического завода «Красный Октябрь»

Цель исследования: получить почвенный фильтрат проб почв некоторых районов города, выяснить влияние почвенного фильтрата на прорастание семян редиса.

Номер пробы 1 день 2 день 3 день 4 день 5 день 6 день 7 день 8 день 9 день № 1 - - 4 30 32 32 32 32 32 № 2 - - 2 24 25 26 26 26 26 № 3 - - - 9 11 12 15 15 15 № 4 - - - 13 14 14 14 14 14 № 5 - - 5 29 33 33 33 33 33 № 6 - - 1 16 17 17 17 17 17

Цель исследования: подтвердить или опровергнуть опытным путём, полученную информацию из научных источников, что повышенная концентрация солей тяжёлых металлов: меди, цинка, никеля негативно влияет на рост и развитие растений.

Группа растений Дата Наблюдение (рост растений) 1 группа 6 декабря Размер растений: NiSO4 (сульфат никеля II) 9 декабря Размер растений: 1.7см-2.5см, 1шт завяла 13 декабря Несколько растений упало, начинают желтеть листья. Размер растений: 2.5см-5.5см 15 декабря 1шт упала и сломалась, все растения наклонились в одну сторону, пожелтели листья. Размер растений: 3.1см–5.7.см 17 декабря 2шт упали и сломались, ещё сильнее пожелтели листья прекратила поливать, т. к. растения перестали впитывать воду. Размер растений: 3.3см–5,5.см, 18 декабря 2шт упали, хорошо виден настоящий лист, некоторые растения выглядят достаточно хилыми. Размер растений: 3.3см–5,8см 22 декабря 1шт сломалась, практически все растения выглядят хилыми и безжизненными, практически не изменились в росте, наблюдается деформация стеблей и листьев. Размер растений: 3.6см–6см

24 декабря Выглядят больными, 1шт завяла. Размер растений: 3.7см- 25 декабря Размер растений: 3,7см-6,1см последний день наблюдений, в связи с гибелью большинства растений, наблюдения прекратила. 2 группа 6 декабря Размер растений: 7,5мм ZnSO4 (сульфат цинка II ) 9 декабря Размер растений: 1.5см–2.5см 13 декабря 1шт сломалась. Размер растений: 2.5см-4.9см 15 декабря 1шт погибла, растения стали хилыми, некоторые листья пожелтели и скрутились. Размер растений: 3.6см-6.2см 17 декабря 2шт сломались, перестали поливаться, так как перестали впитывать воду. Размер растений: 3.8см-6.7см 18 декабря Размер растений: 4.1см-7см, появился настоящий лист

22 декабря Практически не изменились в росте, настоящий лист стал больше, поливать не начала, так как воду до сих пор не впитывают. 24 декабря Размер растений: 4.3см –7,5см, листья 5 растений стали отпадать, большинства стали вянуть 25 декабря Размер растений: 4.5см–7.7см последний день наблюдений, в связи с гибелью большинства растений, прекратила наблюдения. 3 группа 6 декабря Размер растений: CuSO4 (сульфат меди II) 9 декабря 1шт погибла. Размер растений: 1.5см-3.2см 13 декабря 1шт сломалась. Размер растений:2.3см-4.8см 15 декабря Растения выглядят хилыми, 1шт завяла, становятся тёмно-зелёного цвета, гораздо темнее, чем остальные группы растений. Размер растений: 2.5см-5.см, замедление роста растений

17 декабря 1шт завяла, 5шт упало, 1шт сломалась, начали плохо впитывать воду. Размер растений: 2.7.см-5.1.см, полегание растений, появились тёмные пятна на нижних листочках, замедление роста растений. 18 декабря Начал прорезаться новый настоящий листик, растения совсем перестали впитывать воду, в связи с этим прекратила полив 7шт растут, остальные упали и сломались. Размер растений: 3см-5.1см 22 декабря Практически все растения упали, выглядят вялыми и безжизненными по сравнению с остальными группами растений Размер растений: 3,1см-5.2см 24декабря Размер растений: 3.2см-5,2см стоят только 5шт, все остальные упали, выглядят безжизненно 25 декабря Размер растений: 3.2см-5,3см последний день наблюдений, в связи с гибелью растений, остановлено наблюдение 4 группа 6 декабря Размер растений: 8мм (отстоявшая водопроводная вода) 9 декабря Размер растений: 2см- 13декабря 1шт сломалась, Размер растений: 2.9 см-5.7см

15 декабря Размер растений: 3.4 см-6.3см 17 декабря Впитывают хорошо воду. Размер растений: 3,8см-6.8см. 18 декабря Начал расти настоящий лист, сильно выросли стебли растения, продолжаю полив растений. Размер растений: 3.9см-6.8см, начал прорезаться настоящий листик, цвет листьев ярко зелёный. 22 декабря Размер растений: 4.2см-7.5см, растения выглядят жизнеспособными, хорошо развитым стеблем и листьями. 24 декабря Размер растений: 4.3см –7,6см 25 декабря Размер растений 4.5см–8,2см последний день наблюдений, рост растений идёт активно.

Выводы эксперимента: из данных, приведенных в таблице следует, что растения поливаемые раствором нитрата цинка росли более интенсивно, рост кресс-салата поливаемых растворами сульфата меди и сульфата никеля был замедлен.

Цель: опытным путём доказать, что повышенная концентрация тяжёлых металлов (никеля, свинца, меди, марганца) в образцах почвы отобранных в этих районах отрицательно влияет на развитие растений .

Наблюдения № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 20.01.14 Прорастание семян (количество) 14 17 6 10 38 7 21.01.14 Прорастание семян (количество) 42 32 19 24 47 16 22.01. 14 Прорастание семян (количество) 42 33 14 Погибли 5 растений 24 47 23

23.01.14 Развитие растений (зрительная оценка ) Растения жизнеспособные, хорошо развиты стебли и листья, цвет естественно зелёная. Растения жизнеспособные, хорошо развиты стебли и листья, цвет естественно зелёная. Растения отстают в развитии, стебли тонкие, слабое развитие листовой пластинки, цвет бледно зелёный с желтизной. Растения немного лучше развиваются, растений в пробе № 3, стебли и листовая пластинка тонкие, цвет бледно зелёный с желтизной. По развитию превышают растения всех групп. По развитию, опережают только растения групп № 3, 4. 24.01.14 Высота растения 5,5 см 6,5 см 3,5 см 5 см 6,8 см 6см Догнали в росте растения групп № 1,2 28.01.14 Развитие растений (зрительная оценка) Растения хорошо развиты, выглядят здоровыми Растения хорошо развиты, выглядят здоровыми Растения хилые, стебли деформированы, практически не растут. Растения выглядят больными, листья закрутились, стебли поникли и появились бурые пятна. По развитию перегнали растения всех групп. Растения хорошо развиты, выглядят здоровыми.

Выводы: Повышенная концентрация ионов металлов меди, свинца, никеля, железа в пробах почв, отобранных вблизи металлургических заводов «Красный октябрь» и Алюминиевый Волгоградский завод, пагубно влияет на рост и развитие растений и указывает на экологическую опасность почв.

Цель: выяснить, что знают учащиеся о тяжёлых металлах их воздействии на организм и окружающую среду. В результате анкетирования по 1 вопросу были названы множество экологических проблем, но 15 учащихся из анкетируемых (это 15% из них 10% учащиеся 10-11 классов и 5%учащиеся 8-9 классов) назвали проблему загрязнения природной среды тяжелыми металлами и их вредного воздействия на живые организмы и организм человека.

Проведенное нами исследование по выращиванию растений кресс-салата в условиях поступления различных ионов тяжелых металлов показало, что тяжелые металлы в почве пагубно влияют на развития растений. Опыты показали, что территории, где используются тяжелые металлы, и находящиеся рядом окрестности содержат в почве большое количество ионов тяжелых металлов. Ионы металлов попадают в атмосферу, а затем поступают в почву с осадками, из-за этого почва становится менее плодородной.