Исследовательская работа по теме: Изучение экологического состояния атмосферы.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ШКОЛА №15 Г. ЧИТЫ»
Исследовательская работа на тему:
Изучение экологического состояния атмосферы района школы №15 и выявление экологически безопасных участков для прогулок и отдыха.
Авторы: Рябцев Дмитрий Алексеевич 9 класс
Батеев Никита Валерьевич 7 класс
Руководитель: учитель биологии МБОУ «СОШ №15»
Рябцева Марина Сергеевна
Чита – 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ……………………………………………………………………3
Состояние атмосферы города Читы…………………………………..5
Исследование состояния атмосферы в районе школы №15………….8
Подготовительный этап исследования ……………………………8
Методика исследования снежного покрова……………………..10
2.3 Методика исследования состояния атмосферы с помощью «ловушек»……………………………………………………………...11
Результаты исследования …………………………………………….12
Заключение ……………………………………………………………….14
Список использованных источников……………………………………15
Приложение 1 …………………………………………………………….16
Приложение 2 …………………………………………………………….19
Приложение 3………………………………………………………….….24
Введение
В настоящее время остро стоит проблема экологического состояния атмосферы в нашем городе. С каждым годом в Чите растет численность населения, все больше строится домов, увеличивается число легковых автомобилей. Ухудшение экологической обстановки ведёт к ухудшению состояния здоровья жителей города. Часто беспокойство жителей вызывает состояние воздуха, от которого напрямую зависит их здоровье.
Экологическое состояние атмосферы района школы №15, где мы живем, также вызывает беспокойство. Сегодня наш район интенсивно застраивается частными домами, через него проходит главная дорога с нескончаемым потоком машин, связывающая Центральный район и КСК. Кроме того школа №15 находится возле озера Кенон, на противоположной стороне которого находится ГРЭС, выбрасывающая в атмосферу в огромном количестве опасные для здоровья вещества. Поэтому сегодня стало актуальным необходимость изучения экологического состояния нашего района.
Цель работы: Изучить экологическое состояние атмосферы района школы №15 и выявить экологически благоприятные места для прогулок и отдыха.
Задачи:
Провести социологический опрос среди учащихся школы о состоянии атмосферы в районе школы №15.
Изучить литературу, методики проведения исследований экологического состояния атмосферы.
Подобрать методики исследования и определить этапы работы.
Провести исследование снежного покрова на разных участках района школы №15.
Провести исследования атмосферы с помощью «ловушек» на разных участках района школы №15.
По полученным результатам охарактеризовать экологическое состояние окружающей среды в районе школы №15, выявить основные источники загрязнения в районе.
Выявить экологически благоприятные места для прогулок и отдыха жителей района, сравнить с результатами социологического опроса.
Составить рекомендации для жителей, проживающих в домах стоящих вдоль автодорог.
Объект исследования: атмосфера на территории района школы №15.
Предмет исследования: степень загрязнения снежного покрова и фильтров «ловушек» на разных участках района школы №15.
Методы исследования:
Теоретические (изучение и анализ литературы, постановка цели и задач).
Экспериментальные (постановка опытов, проведение исследований проб снега).
Эмпирические (наблюдения, описания и объяснения результатов исследований)
Практическая значимость: данная работа поможет выявить экологически благоприятные и опасные для здоровья человека участки в районе школы №15, поможет организовать мероприятия по улучшению экологического состояния на данной территории.
Новизна: Данное исследование впервые проводится в районе школы №15 и является первой научной работой юных исследователей. Впервые
Состояние атмосферы города Читы
Атмосфера – это жизненно важный компонент окружающей природной среды, состояние которой зависит от состава и количества веществ, поступающих в воздух от различных источников загрязнения. Сегодня в результате деятельности человека процессы загрязнения атмосферы идут большими темпами. Загрязняющие вещества, попадая в воздух, переносятся воздушными массами на большие расстояния и осаждаясь, загрязняют почву и воду, оказывая тем самым неблагоприятное воздействие на растительный и животный мир, а также на здоровье человека. Загрязненная приземная атмосфера вызывает рак легких, горла и кожи, расстройство центральной нервной системы, аллергические и респираторные заболевания, дефекты у новорожденных и многие другие болезни. [3]
По характеру загрязнителя загрязнение атмосферы бывает трех видов:
- физическое - механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в т.ч. радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы теплого воздуха и т.п.
- химическое - загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, атмосферная пыль и радиоактивные изотопы.
- биологическое - в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.
В настоящее время в приземной атмосфере находятся многие десятки тысяч загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду продолжающегося роста промышленного и сельскохозяйственного производства появляются новые химические соединения, в том числе сильно токсичные.
Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах в том числе и в России.
Город Чита находится в списке сорока четырех городов Российской Федерации с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Предельно допустимые концентрации превышают такие загрязняющие атмосферу вещества как формальдегид, диоксид азота, пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксид азота, сероводород, а также сажа. Сохраняется высокий уровень бензопирена – особо опасного вещества, способного вызвать раковые заболевания, а также имеет мутагенное действие. [1]
Оксид углерода (СО) –«угарный газ» образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти). При этом 65% от всех выбросов приходится на транспорт, 21% - на мелких потребителей и бытовой сектор, а 14% - на промышленность. При вдыхании угарный газ блокирует поступление кислорода в кровь.
Диоксид серы (SO2) образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при переработке сернистых руд. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем – к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания. [1]
Сажа входит в категорию частиц опасных для лёгких, так как частицы менее пяти микрометров в диаметре не отфильтровываются в верхних дыхательных путях. Дым от дизельных двигателей, состоящий в основном из сажи, считается особенно опасным из-за того, что его частицы приводят к раку.
Холодные забайкальские зимы вынуждают людей использовать большое количество топлива: угля, дров, нефтепродуктов. Так как Чита находится в котловине, то дым от котельных и печных труб, выхлопные газы автомобилей плохо рассеиваются в атмосфере, что приводит к значительному загрязнению атмосферы. Следствием этого является то, что в Чите выбросы в атмосферу приводят к формированию вдвое большего уровня загрязнения, чем в других населённых пунктах.[2] Зимой увеличивается количество смога состоящего из дыма, тумана и пыли, являющийся одним из видов загрязнения воздуха в крупных городах и промышленных центрах.[1]  Поэтому для жителей нашего города сохранение чистоты атмосферного воздуха является очень важной проблемой.
Наш район также испытывает негативное воздействие загрязняющих веществ со стороны автомобильной дороги, ГРЭС, жилых домов, котельных. Особенностью нашего района является удаленность от КСК и Центрального района, поэтому жителям приходится прогуливаться по небольшой территории: берег Кенона, двор в центре пятиэтажных домов и несколько улиц среди домов частного сектора. А так как мест для прогулок мало, то мы решили выяснить, какой участок нашего района самый благоприятный для отдыха и прогулок.
Исследование состояния атмосферы в районе школы №15
2.1 Подготовительный этап исследования
Для выполнения исследовательской работы был составлен план:
№ Мероприятия Сроки исполнения
1 Изучить и проанализировать литературу по данному вопросу Вторая неделя января
2 Определить цель, задачи исследования, выбрать методы и методики работы. Третья неделя января
3 Провести социологический опрос среди учащихся школы. Третья неделя января
4 Определить участки для исследования. Четвёртая неделя января
5 Осуществить отбор проб снега и расставить ловушки для исследования загрязнения атмосферы на исследуемых участках. Первая неделя февраля
6 Провести анализ взятых проб снега. Первая неделя февраля
7 Изучить степень загрязнения ловушек. Вторая неделя февраля
8 Сделать выводы о степени загрязнения атмосферы на исследуемых участках. Третья неделя февраля
9 Оформить исследовательскую работу. Подготовиться к защите работы. Третья неделя февраля
В школе среди учащихся был проведен социологический опрос по вопросам:
Считаете ли вы, что воздух в вашем районе загрязнен?
Если да, то, что является причиной загрязнения воздуха?
Считаете ли вы, что экологическое состояние воздуха оказывает влияние на здоровье человека?
Какой участок вашего района является, на ваш взгляд, безопасным для прогулок, отдыха?
Дайте оценку экологическому состоянию воздуха в вашем районе по пятибалльной шкале:
5 – отличное состояние;
4 – хорошее состояние;
3 – удовлетворительное состояние;
2 – неудовлетворительное состояние;
1 – очень плохое состояние.
В ходе социологического опроса были получены следующие результаты. 89% учащихся считают, что воздух в районе школы №15 загрязнен. (Приложение 1, рис.1) Причиной загрязнения считают: 51,6% - автомобили, 24,1% - ГРЭС, а также жилые дома, заводы, курение. (Приложение 1, рис.2) 76% учащихся считают, что экологическое состояние воздуха оказывает влияние на здоровье человека, 13% - не влияет и 11% - не знают. (Приложение 1, рис.3) Безопасным для отдыха и прогулок большинство учащихся (61,4%) считают детскую площадку во дворе пятиэтажных домов, 32,6% - берег озера Кенон, 6% - район улицы Новодолиновская. (Приложение 1, рис.4) Экологическое состояние воздуха более половины учащихся (58,5%) оценили как удовлетворительное, 26,8% - хорошее, 14,6% - неудовлетворительное, 7,3% - очень плохое. На отлично состояние воздуха никто из учащихся не оценил. (Приложение 1, рис.5)
Исследование атмосферы проводилось на шести участках:
№1 – территория школы;
№2 – берег озера Кенон;
№3 – возле автодороги по ул. Рахова;
№4 – детская игровая площадка между пятиэтажными домами;
№5 – двор возле дома по ул. Новодолиновская, 18;
№6 – возле гаражей.
Участки №2, 4 и 5 были взяты исходя из социологического опроса учащихся, так как там чаще играют и прогуливаются взрослые и дети. Кроме того, для исследования выбраны участки №3 и 6, так как там проходят пешеходные дорожки и по ним часто прогуливаются матери с колясками, с маленькими детьми. Участок №1 включен в исследование в связи с тем, что на территории школы находится спортивные площадки, на которых часто играют в футбол и другие игры дети.
В ходе работы были проведены два исследования. В первом исследовании объектом изучения был выбран снег, так как он является накопителем загрязнений, поэтому позволяет оценить степень загрязнения атмосферы. В ходе работы были изучены литературные источники и выбрана методика проведения исследования снега.
Второе исследование было самостоятельно разработано и проводилось с использованием специальных «ловушек» для загрязняющих веществ.
Методика исследования снежного покрова.

Для выполнения работы необходимо сделать пробы снега на выбранных экспериментальных участках. Пробы снега необходимо отбирать пробирками или стеклянными стаканчиками. Пробы нумеруют. Дальнейшее изучение проводят в лаборатории.
При комнатной температуре снег растаивают, отмечают цвет снега, затем снеговую воду сливают в пробирки. (Приложение 2 рис.1) Далее проводится исследование талой воды на наличие примесей, изучается цвет, запах, прозрачность воды, цвет и количество осадка.
Наличие осадка определяется суточным отстаиванием воды. Если осадок образуется, то он может быть хлопьевидным, плотным, в виде песка, глинистым, похожим на землю, кристаллическим и т.д. Определяется цвет осадка. (Приложение 2 рис.4, 5)
Исследование проб снега на наличие механических примесей производится при помощи микроскопа. Пипеткой берется проба талого снега и рассматривается под микроскопом.
Диагностика цвета - один из показателей состояния воды проводится следующим образом. На фоне белого листа определяется цвет пробы (бесцветный, желтоватый, зеленый, серый, коричневый) - показатель определенного вида загрязнения. В норме вода должна быть бесцветной, наличие цвета показывает, что вода загрязнена какими-либо примесями. (Приложение 2 рис.2)
Для определения запаха следует налить исследуемую жидкость в пробирку, закрыть отверстие пальцем, энергично взболтать и, открыв, сразу понюхать. Запах может ощущаться как болотный, землистый, рыбный, огуречный, аммиачный и т.д. по интенсивности он может быть сильным, отчётливым, слабым, очень слабым. Для чистой воды допустим слабый и очень слабый запах.
Для определения прозрачности в мерный цилиндр наливается 10 мл талой воды, позади цилиндра располагают печатный текст и определяют насколько четко видно буквы через воду. Затем талую воду профильтровывают и определяют количество осадка. (Приложение 2 рис.3)
Методика исследования состояния атмосферы
с помощью «ловушек»
Для проведения исследования атмосферы были разработаны «ловушки», которые изготавливаются из белой бумаги и салфеток. В листе белой бумаги вырезается отверстие, под которое помещается салфетка. (Приложение 3 рис.1). Эти ловушки располагаются на экспериментальных участках на разные промежутки времени (сутки, неделя), затем их собирают и визуально сравнивают степень загрязнения.
3 Результаты исследования экологического состояния атмосферы в районе школы №15
В ходе исследования снежного покрова были получены следующие результаты, представленные в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты исследования снежного покрова.
Характеристика № места отбора проб для исследования
№1 №2 №3 №4 №5 №6
Цвет снега Светло -серый Серый Серый Темно-серый Светло-серый Темно-серый
Наличие примесей пыль пыль, сажа Пыль, сажа,
песок Пыль, сажа, песок пыль Песок, сажа
Цвет осадка Темно-серый черный Темно-серый Темно-серый Серый Почти черный
Цвет талой воды Почти бесцвет-ный серый серый желтоватый Почти бесцвет-ный желтоватый
Запах талой воды Слабый землис-тый Отчетли-вый запах копоти Отчетли-вый землис-тый Слабый землистый Слабый землистый Отчетли-вый землис-тый
Прозрач-
ность Текст хорошо виден Текст не виден Текст не виден Текст не виден Текст виден, но не четко Текст не виден
Количество загрязняющих веществ достаточ-
но достаточно много достаточно мало много
Данные результаты показывают, что больше всего загрязняющих веществ содержится в пробах взятых с экспериментальных участков №2, №3, №4, №6. Такие результаты можно объяснить близостью автомобильных дорог на участках 3 и 6, скоплением автомобилей вблизи детской площадки (участок №4), оседанием сажи при работе ГРЭС на берегу озера Кенон (участок №2). Малое количество загрязняющих веществ в снеге наблюдается на спортивной площадке возле школы (участок №1) и во дворе улицы Новодолиновская, 18, что связано с большой удаленностью от автомобильных дорог. (Приложение 2)
В ходе исследования с помощью «ловушек» визуально сравнили фильтры в них и получили такие результаты. Больше всего пыли оседает из атмосферного воздуха в двух точках: №3 – возле автодороги по ул. Рахова и №6 – возле гаражей, что связано с большой проходимостью автомобилей. (Приложение 3 рис.2, 3)
Таким образом, на основании полученных результатов двух исследований можно сделать вывод. Состояние атмосферы в районе школы №15 оценивается как удовлетворительное. Из атмосферного воздуха на поверхность земли оседает много пыли, частичек сажи, песка. Больше всего негативное влияние от загрязнения испытывают районы: вдоль дороги по улице им. Рахова, берег озера Кенон, гаражи, детская площадка. Наименьшее влияние загрязнений испытывают районы: территория школы №15 и улица Новодолиновская, 18, так как они наиболее удалены от дорог.
Заключение
На основании изученной литературы были выбраны методики и проведены исследования экологического состояния атмосферы при помощи «ловушек» и изучения снежного покрова на разных экспериментальных участках района школы №15. В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
Экологическое состояние атмосферы в районе школы №15 можно оценить как удовлетворительное, что совпадает с мнением многих учащихся школы.
К экологически безопасными для отдыха и прогулок модно отнести двор в районе улицы Новодолиновская, 18 и спортивную площадку на территории школы №15. По мнению учащихся экологически безопасными является детская площадка в районе пятиэтажных домов и берег озера Кенон, но проведенные исследования показали отрицательный результат. На детской площадке в пробе снега выявлено большое количество загрязняющих веществ, что может быть связано с большим количеством автомобилей во дворе. На берегу озера Кенон в пробах выявлено большое количество загрязняющих веществ, сажи, которые обусловлены отходами в атмосферу с ГРЭС.
Опасными для здоровья человека являются районы вдоль дорог. Таким образом, большой вред атмосфере наносят выбросы автомобилей, что подтверждают проведенные исследования.
Для улучшения экологической ситуации рекомендуется жителям проводить озеленение во дворах, на детских площадках, вдоль дорог.
Данная работа имеет большое практическое значение, так как может помочь в организации озеленения во дворах домов, на территории школы, вдоль дорог. Кроме того, люди, проживающие в этом районе и ознакомленные с данной информацией могут спланировать отдых с наименьшей угрозой для своего здоровья. В будущем планируется продолжить исследования экологического состояния района школы №15.
Список использованных источников
Горлачёв В.П., Корсун О.В., Игумнова Е.А., Золотарёва Л.Н., Региональная экология: Учебник для общеобразовательных учебных заведений Читинской области и Агинского Бурятского автономного округа. - Чита: Экспресс – издательство,2007. – 210 с.
Региональная экологическая акция «Охранять природу – значит охранять Родину!: сборник научно – методических материалов по экологическому образованию в целях устойчивого развития / Отв. Ред. Е.А. Игумнова.- Чита: Экспресс – издательство,2009. – 140с.
Экология (пособие для учителей Читинской области). – Чита, 1997.-170 с.
Экология атмосферы. Википедия. https://ru.wikipedia.
Экология атмосферы, гидросферы, педосферы. http://www.globaltrouble.ruПРИЛОЖЕНИЕ 1
Результаты социологического опроса учащихся школы №15

Рисунок 1 - Загрязнена ли атмосфера в вашем районе?

Рисунок 2 – Причины загрязнения атмосферы района школы №15

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рисунок 3 – Влияет ли экологическое состояние атмосферы на здоровье?

Рисунок 4 – Экологически безопасное место для отдыха и прогулок в районе школы №15.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рисунок 5 – Состояние воздуха в районе школы №15.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Исследование снежного покрова в районе школы №15


Рисунок 1 - Определение цвета снега в исследуемых образцах
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Проба №1 Проба №2 Проба №3

Проба №4 Проба №5 Проба №


Рисунок 2 - Определение цвета талой воды в исследуемых образцах
ПРИЛОЖЕНИЕ 2


Рисунок 3 - Определение прозрачности талой воды
ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Пробы №1 и №2 Пробы №3 и №4 Пробы №5 и №6

Рисунок 4 - Определение количества и цвета осадка
ПРИЛОЖЕНИЕ 2



Рисунок 5 - Определение цвета и количества осадка
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Исследование атмосферы с помощью «ловушек»

Рисунок 1 – «Ловушка»

Рисунок 2 – Результаты проб №1 и №2 через неделю

Рисунок 3 – Результаты проб №3,4,5,6 через неделю