Ивановской области Секция: Экология населенного пункта и мониторинг окружающей среды



Скачать 191.11 Kb.
Дата27.04.2016
Размер191.11 Kb.
ТипОбзор
ОГОУ «Ивановский областной центр развития дополнительного образования»

Областная научно-практическая конференция

«Молодежь изучает окружающий мир»

Муниципальное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 6 г.о.Кохма

Ивановской области

Секция: Экология населенного пункта и мониторинг окружающей среды


Работу выполнили учащиеся 7-го класса

Морозова Марина

Руководитель: учитель биологии и экологии

Анучина Марина Николаевна

Кохма - 2008

Оглавление







Содержание

№ страницы

1

Введение

3

2

Обзор литературы

4




2.1.Свинец в истории

4




2.2.Химические свойства и область применения элемента

4




2.3.Вредное воздействие свинца на здоровье человека

6




2.4.Источники свинцового загрязнения

10




2.5.Токсичность свинца

11




2.6.Методы борьбы со свинцовым загрязнением

11

3.

Методика работы

12




3.1.Определение содержания ионов свинца в почве

12




3.2.Методика определение наличия свинца в растительности

14




3.3. Объекты исследования

14

4.

Результаты работы

14




4.1. Содержание ионов свинца в почве

14




4.2. Определение наличия свинца в растительности

15

5.

Выводы и предложения

20

6.

Литература

20

7.

Приложение

21


















1.ВВЕДЕНИЕ

Органические отбросы, биогенные вещества и тепло наносят вред экосистемам тогда, когда перегружают их. Загрязненная ими вода, почва и воздух может при благоприятных условиях очиститься сама. Однако есть загрязнители, которые абсолютно чужды экосистемам. Поэтому их вред более существен. Среди таких загрязнителей особое место занимают металлы.

Токсикология свинца изучена очень тщательно, т.к. его содержание в окружающей среде растет сейчас небывало быстрыми темпами в результате деятельности человека. Еще во времена Древнего Рима отмечались случаи отравлений людей, использовавших свинцовую посуду. Деятельность человека привела к серьезным нарушениям в природном цикле свинца. Как известно, что соединения свинца содержится в выхлопных газах автомобилей.

Необходимость данной работы возникла в результате того, что около школы проходит автомагистраль областного значения. Ра­бота преследует образовательные и исследовательские цели.

Неграмотность населения в вопросах опасности свинцового отрав­ления одна из главнейших проблем, несущая экологическую угрозу здоровья населения. Информирование населения поможет бороться за применение эко­логически чистых технологий.

Цель работы: определение содержания свинца в растительности и почве около школы.

Задачи:


  • с помощью методик определить содержание свинца в почве и растительности около дороги и на пришкольной территории;

  • определить наиболее опасные участки пришкольной территории по уровню загрязнения свинцом;

  • определить основные источники загрязнения территории школы свинцом;

  • предложить пути решения по снижению уровня загрязнения свинцом на пришкольном участке.

2.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1.Свинец в истории

Свинец известен с III - II ты­сячелетия до н.э. в Месопотамии, Египте и других древних странах, где из него изготовляли большие кирпичи (чушки), статуи богов и царей, печати и различные предметы быта. Из свинца делали бронзу, а также таблички для письма острым твердым предметом. В более позднее время римляне стали изготовлять из свинца трубы для водопроводов. В древности свинец сопо­ставлялся с планетой Сатурн и часто именовался Сатурном. В средние века, благодаря своему тяжелому весу, свинец играл особую роль в алхимиче­ских операциях, ему приписывали способность легко превращаться в золо­то. Вплоть до XVII в. свинец нередко путали с оловом. На древнеславянских языках он именовался оловом; это название сохранилось в современ­ном чешском языке (О1оуо). Древнегреческое название свинца (Олово), вероятно, связано с какой-либо местностью. Неясно происхождение русского слова свинец. Один из ученных свое время предложил связывать его со словом вино, так как у древних римлян (и на Кавказе) вино хранили в свинцовых сосудах, придававших ему своеобразный вкус; этот вкус ценили столь высоко, что не обращали внимания на возможность отравления ядо­витыми веществами.

2.2.Химические свойства и область применения элемента

Свинец - элемент IV группы 6-го периода периодической системы Д. И. Менделеева, п. н. 82, атомная масса 207,19. Самородный свинец встречается редко, наиболее важный минерал - галенит (свинцовый блеск) РЬ8. Свинец - мягкий, ковкий и пластичный металл серого цвета. На воздухе быстро покрывается тонким слоем окиси, защищающим его от дальнейшего окисления. В электрохимическом ряду напряжений свинец стоит непосредственно перед водородом. Разбавленная соляная и серная кислоты почти не действуют на свинец вследствие малой растворимости РЬС12 и РЬ804. Легко растворяется в азотной кислоте. Свинец так же, как и гидроокись его, растворяется в щелочах, при этом образуются плюмбит-ионы. Все растворимые соединения свинца ядовиты. Свинец получают из сульфидных руд: свинцовый блеск обжигают до окиси свинца, которую восстанавливают углем до металла. Проявляет валентность 2+, а также 4+. Соединения четырехвалентного свинца значительно менее стойки.

Свинец широко используется для производства электрических ка­белей, кислотных аккумуляторов, а также в военной промышленности. Он входит в состав многих сплавов: для подшипников (баббиты), типограф­ского сплава и др. Свинец хорошо поглощает гамма-лучи и используется для защиты от гамма-излучения при работе с радиоактивными веществами и рентгеновским излучением.

Свинец образует два простых окисла РЬО и РЬО2, отвечающих его двух- и четырехвалентному состоянию, и два смешанных окисла РЬ2Оз и РЬ3О4, в которых одновременно проявляются обе валентности свинца. Желтый порошок окиси свинца (свинцовый глет) применяют для заполнения ячеек аккумуляторных пластин, при выработке некото­рых сортов свинцового стекла. Сурик РЬ3О4 - вещество ярко-красного цвета, применяется для приготовления масляной красной краски, защи­щающей железные и стальные конструкции (напр., корпуса морских судов) от коррозии. Двуокись свинца РЪСЬ - окислитель, применяется также в аккумуляторах.

Книги, журналы, газеты изготовляются руками людей, которым приходится работать с типографским металлом, содержащим свинец. Свинцовая пыль ядовита. Максимальное содержание свинца в воздухе на промышленных предприятиях не должно превышать 0,00001 мг на литр.

Как часто мы встречаем надпись на автомашине «бензин этилиро­ванный». Почти все автомашины работают на таком бензине и заметно от­равляют воздух городов свинцом. Этилированный бензин содержит тетра-этилсвинец (ТЭС), который уменьшает детонацию топлива в моторе, но в виде летучих соединений поступает из глушителей в воздух, которым мы дышим.

2.3.Вредное воздействие свинца на здоровье человека

Свинец - это тяжелый металл, токсичен, токсичная доза 1 3 г, смертельная доза для человека 10 г, является канцерогеном. Попадает в организм через пищевод, дыхательные пути, кожу, накапливается в орга­низме и трудно оттуда выводится, при постоянной работе с ним будут по­являться различные заболевания, связанные с токсичностью свинца.

Во всем мире вредное воздействие свинца на здоровье человека в результате свинцового загрязнения окружающей среды, повышенных кон­центраций свинца на рабочем месте и в быту обходится человечеству неве­роятно дорого, вызывая распространение свинцовой интоксикации среди взрослых и детей, впоследствии долгие годы страдающих от тяжелых хро­нических заболеваний. Только в тех странах, где в силу специфических обстоятельств или действующего законодательства применение свинецсо-держащих материалов было ограничено или находилось под контролем, проблема свинцового отравления может рассматриваться как имеющая второстепенное значение.

Из-за широкого распространения свинцового загрязнения практи­чески все население подвергается риску его воздействия независимо от социально-экономического статуса, расовой и этнической принадлежности или места проживания (сельская местность, город или пригород). Однако большинство случаев свинцового отравления остаются нераспознанными, поскольку при низких дозах интоксикации явные симптомы проявляются только у небольшого процента пострадавших. За исключением высоких доз свинцовое отравление очень трудно или невозможно диагностировать без данных анализов крови.

Дети дошкольного возраста наиболее восприимчивы к вредному воздействию свинца, поскольку их нервная система находится в стадии формирования.

Даже при низких дозах свинцовое отравление вызывает снижение интеллектуального развития, внимания и умения сосредоточиться, отставание в чтении, ведет к развитию агрессивности, гиперактивности и другим проблемам в поведении ребенка. Эти отклонения в развитии могут носить длительный характер и быть необратимыми. Низкий вес при рождении, отставание в росте и потеря слуха также являются результатом свинцового отравления. Высокие дозы интоксикации ведут к умственной отсталости, вызывают кому, конвульсии и смерть.

Вредное воздействие свинца на здоровье взрослых проявляется в повышении кровяного давления, нарушении деятельности нервной систе­мы, печени, почек, снижении репродуктивной функции.

2.4.Источники свинцового загрязнения

Во всем мире к числу шести наиболее значительных источников свинцового воздействия на здоровье детей и населения в целом.

Перемещение свинца в окружающей среде (по Р.Р. Брукс)



  1. Загрязнение воды, проходящей по трубам;

  2. Вымывание свинца из пород и руд;

  3. Рудоперерабатывающие процессы;

  4. Получение чушкового свинца;

  5. Прокат труб;

  6. Получение этилированного бензина;

  7. Автомобильные выхлопы;

  8. Абсорбция свинца растениями из загрязненной атмосферы;

  9. Употребление человеком в пищу загрязненной с/х продукции;

  10. Использование загрязненной питьевой воды;

  11. Попадание свинца в растения через корневую систему;

  12. Выбросы в атмосферу при выплавке;

  13. Поедание загрязненных растений животными;

  14. Употребление человеком в пищу мяса с/х животных, выращенных на загрязненных кормах;

  15. Изготовление свинецсодержащих красок;

  16. Попадание свинца с красками в организм человека;

  17. Покрытие посуды свинцовой глазурью;

  18. Попадание свинца в пищу из глазурованной посуды.

Ежегодное мировое потребление свинца составляет около 3 млн.тонн, из которых 40% используют для производства аккумуляторных батарей, 20% тетраэтил свинца (ТЭС) и тетраметил свинца — присадок к бензину, 12% — в строительстве, 6% — для покрытия кабелей.

Тетраэтил свинец (С2 Н5)4 Pb и тетраметил свинец (CH3)4Pb — это летучие ядовитые жидкие вещества, которые добавляют до сих пор как антидетонирующие присадки к бензинам. Поэтому выхлопы автомобилей — наиболее серьезный источник загрязнения окружающей среды свинцом.

Концентрация свинца в воздухе некоторых городов 5 мкр/см3 , и эта величина ежегодно увеличивается на 5%. Вдоль автомобильных дорог свинец абсорбируют растения (из воздуха, а не из почвы!), этот же процесс происходит при загрязнении поверхностных слоев вод. В воду свинец может попадать из загрязненных им почв.

Еще совсем недавно при приготовлении красок широко использовались свинцовые пигменты. Для этих целей, в частности, употребляли такие соединения, как хромат свинца PbCrO4 (“желтый крон”) и ортоплюмбат свинца Pb2PbO4(сурик). Известные свинцовые белила содержат основной карбонат свинца Pb(ОН)2.2 PbCO3.

2.5.Токсичность

Неорганические соединения свинца (Pb2+) нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов, у детей вызывая умственную отсталость, заболевания мозга. Попадая в клетки, свинец дезактивирует ферменты. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны. Степень отравления свинцом определяют по концентрации его в крови. Безопасным уровнем содержания его считается (0,2 - 0,8) . 10 -4 %.

2.6.Методы борьбы со свинцовым загрязнением

Важнейшая проблема загрязнения воздуха — выхлоп автомобильного двигателя и очистка выхлопа. Если уменьшать количество Pb в присадках, то увеличивается выброс других загрязнителей (прежде всего СО). Тем не менее, во многих странах концентрация свинца в бензине снижена до 1 - 0,3 г/л. Однако даже 1 г Pb способен загрязнить на уровне ПДК около 1 400 000 м3 воздуха. Решается вопрос о заменителях тетраэтил свинца; конструирования принципиально новых двигателей, работающих на “не этилированном”, т.е. не содержащем свинцовых присадок бензине, либо потребляющих “альтерна-тивное” горючее.

Ещё одна важная проблема — извлечение свинца из сточных вод (и его возвращение в производство).

При отравлении свинцом применяют метод хелатизации с использованием широко известного комплексообразователя этилдиаминтетра ацетона (ЭДТА) или 2,3 — димеркаптопропанола. Свинец в этих случаях выводится с мочой в виде хелатов. Метод позволяет снизить процент летальных исходов у отравившихся детей с 70 до 5%.

3. Методика работы.

Мы предлагаем методику обнаружения свинца в почве и растительности (Биологический эксперимент в школе, А.В.Бинас, Москва, 1990). Методика была апробирована в экологическом лагере «Зеленый патруль» летом в 2007 году.

3.1.Определение наличия ионов свинца в почве

Оборудование:



  • колбы конические 250 мл — 3 шт.;

  • стаканы химические 100 мл — 3 шт.;

  • пробирки ПХ-16 — 3 - 6 шт.;

  • пипетки (колбы) мерные 5 мл — 3 шт.;

  • мерный цилиндр 50 мл — 1 шт.;

  • нагреватель НЛШ;

  • штатив для пробирок;

  • палочки стеклянные — 3 шт.;

  • весы учебные ВГУ;

  • фильтры бумажные — 6 шт.;

  • воронки — 3 шт.;

  • водяная баня.

Реактивы:

  • Азотная кислота 1 : 3;

  • Соляная кислота (1 : 2) или р-р NaCl 5%;

  • р-р KI (5%);

  • р-р хромата калия;

  • Уксусная кислота 1 : 3;

  • Вода дистиллированная.

Ход работы

  1. Отобрали образцы почв (1 - 2 столовых ложки в зависимости от влажности почвы) в трех пунктах на различном расстоянии от автомагистрали.

  2. Взвесили на фильтрах, предварительно уравновесив их на весах по 10 г каждого образца почвы.

  3. Перенесли навески в пронумерованные конические колбы (№ 1,2,3). Налили в каждую по 15 мл HNO3, взболтали в течение 2 - 3 минут. Полученные вытяжки отфильтровали в пронумерованные стаканы, используя для каждой вытяжки свой фильтр.

  4. Для анализа из каждого стакана взяли по 5 мл фильтрата и поместили в три пронумерованные пробирки, используя для этого мерные пипетки.

  5. Провели осаждение ионов свинца в пробирках прилив равные объемы реактивов.

Pb2+ + 2HCl =PbCl2 реакцию проводить на холоде

  1. Поставили пробирки в штатив, дали осадкам настояться. Сравнили содержание ионов свинца в почве на различном расстоянии от автомагистрали.

3.2. Методика определения наличия свинца в растительности,
произрастающей на разном расстоянии от автомагистрали

Проведение работы



  1. Собрали небольшое количество растительности (листьев, травы) на расстоянии 2 м, 10 м, 20-30 м от оживленной магистрали. Пронумеровали соответствующие пробы.

  2. Размололи собранную растительность и добавили во все пробы строго одинаковое количество спирта и воды. Затем кипятили на водяной бане.

  3. Добавили к раствору растительности раствор Na2S. В результате в растворах выпал черный осадок разной степени концентрации.

  4. Растворы разных проб налили в стеклянные пробирки с отметками, указывающими, на каком расстоянии от дороги они взяты.

3.3. Объекты исследования клевер белый и клевер красный, почва - грунт у дороги и школы

4. Результаты работы.

4.1. Содержания ионов свинца в почве

Проба № 1: соляная кислота

Проба «А»1( у дороги) – цвет светло-желтый, осадок есть.

Проба «А»2( тротуар) – цвет светло-желтый, осадка нет.

Проба «А»3 ( у школы) – цвет светло-желтый, осадок есть.

Проба «Б»1(у больницы) – цвет светло-желтый, осадок есть.

Проба «Б» 2(10м. от больницы) – цвет светло-желтый, осадка нет.

Проба «Б» 3(у школы со стороны больницы) – цвет светло-желтый, осадок есть.

Проба № 2: йод и уксусная кислота.

Проба «А»1(у дороги) – цвет бледно-желтый, осадок есть.

Проба «А»2( тротуар) – цвет светло-желтый, осадка нет.

Проба «А»3 (8м. от дороги) – цвет светло-желтый, осадка нет.

Проба «Б»1(у больницы) – цвет, бледно-желтый, осадок есть.

Проба «Б» 2(10м. от больницы) – цвет светло-желтый, осадок есть.

Проба «Б» 3(у школы со стороны больницы) – цвет светло-желтый, осадок есть.

4.2. Определения наличия свинца в растительности

Клевер белый

Проба «А»1( через дорогу ) – цвет коричневый, осадок есть.

Проба «А»2( у дороги ) – цвет светло коричневый, осадка есть.

Проба «А»3 (8м. от дороги) – цвет желтый, осадка нет.

Проба «Б»1(у больницы) – цвет коричневый, осадок есть.

Проба «Б» 2(10м. от больницы) – цвет светло- коричневый, осадок есть.

Проба «Б» 3(у школы со стороны больницы) – цвет желтый, осадок есть.

Проба «В»1(у жилого сектора) – цвет желтый, осадка нет.

Проба «В»2(20м. от школы) – цвет желтый, осадка нет.

Проба «В»3(со стороны площадки у школы) – цвет желтый, осадка нет.

Проба «Г»1(у гаражей со стороны школы) – цвет коричневый, осадка нет.

Проба «Г»2(10м. от гаражей) – цвет желтый, осадка нет.

Проба «Г»3(у школы со стороны гаражей) – цвет желтый, осадка нет.

Клевер красный

Со стороны дороги:

Проба 1 - через дорогу- цвет тёмно - коричневый, есть осадок

Проба 2 - у дороги со стороны школы - цвет коричневый, есть осадок

Проба 3 - 10 м от дороги со стороны школы - цвет светло желтый, есть осадок

Со стороны больницы:

Проба 4 - у больницы - цвет тёмно коричневый, есть осадок

Проба 5 - 10 м от больницы - цвет жёлтый, есть осадок

Проба 6 - у школы со стороны больницы - цвет светло коричневый, есть осадок

Со стороны школьной площадки

Проба 7- у школы со стороны школьной площадки - цвет коричневый , нет осадка

Проба 8 - 20 м от школы со стороны площадки - цвет светло коричневый, нет осадка

Проба 9 - у жилого сектора - цвет жёлтый, нет осадка

Со стороны гаражей

Проба 10 - у школы со стороны гаражей - цвет тёмно коричневый, нет осадка

Проба 11-10 м от школы со стороны гаражей - цвет светло коричневый, нет осадка

Проба 12 -30 м от школы со стороны гаражей - цвет тёмно жёлтый , нет осадка

Рассматривая их на свет, мы увидели, что, чем дальше от дороги, тем меньше концентрация свинца (меньше черный осадок) в растительности.


Сводная таблица

Место взятие пробы

Почва

Наличие свинца в пробе

пробы

Реактив


Наличие свинца в пробе

пробы

Реактив


Наличие свинца в пробе

Клевер

белый


Клевер красный

Со стороны дороги

1

Соляная кислота

Присутствует

1

йод и уксусная кислота

Присутствует

Присутствует

Присутствует

2

Соляная кислота

Отсутствует

2

йод и уксусная кислота

Отсутствует

Присутствует

Присутствует

3

Соляная кислота

Присутствует

3

йод и уксусная кислота

Отсутствует

Отсутствует

Присутствует

Со стороны больницы

1

Соляная кислота

Присутствует

1

йод и уксусная кислота

Присутствует

Присутствует

Присутствует

2

Соляная кислота

Отсутствует

2

йод и уксусная кислота

Присутствует

Присутствует

Присутствует

3

Соляная кислота

Присутствует

3

йод и уксусная кислота

Присутствует

Присутствует

Присутствует

Со стороны спортплощадки

1

-

-

-

-

-

Отсутствует

Отсутствует

2

-

-

-

-

-

Отсутствует

Отсутствует

3

-

-

-

-

-

Отсутствует

Отсутствует

Со стороны гаражей

1

-

-

-

-

-

Отсутствует

Отсутствует

2

-

-

-

-

-

Отсутствует

Отсутствует

3

-

-

-

-

-

Отсутствует

Отсутствует

Из таблицы видно, что свинец обнаружен только в тех местах, где перемещается автотранспорт ( по дороге и со стороны больницы около школы)



Из диаграммы видно, что наиболее опасный участок по загрязнению свинцом автопарк больницы и скорой помощи. Уровень загрязнения свинцом превышает на 92% со стороны автопарка больницы и на 67 % со стороны дороги. Со стороны дороги зеленые насаждения шириной до 20 метров, которые в основном состоят из тополя, вяза, липы (деревья более устойчивые к загрязнению и большой способностью поглощать выхлопные газы автомашин). Со стороны больниц полоса зеленых насаждений около 5-8 метров и это в основном плодово-ягодные деревья и кустарники ( вишня, яблоня, рябина). План – схема представлена на следующей странице.


5.Выводы и предложения

1) Основным источником свинцового загрязнения пришкольной территории является транспорт.

2)В ходе анализов было обнаружено содержание свинца в грунте и растительности.

3)Наибольшее загрязнение наблюдается со стороны дороги и больницы, где находится автопарк скорой помощи.

4) Свинец является опасным токсикантом, который, попадая и на­капливаясь в окружающей среде, надолго сохраняется в ней, не подверга­ясь разрушению и не теряя своих токсичных свойств. Как стало известно из литературных источников, свинцовое отравление вызывает снижение интеллектуального развития, внимания и умения сосредоточиться, отставание в чтении, ведет к развитию агрессивности, гиперактивности и другим проблемам в поведении ребенка.

5) Предотвращение свинцового отравления можно избежать расширяя зоны зеленых насаждений, которые одновременно защитят школу от шума автотранспорта.

6.Использованная литература

1. Ливанов П. А., Соболев М. Б., Ревич Б. А. Свинцовая опасность и здоро­вье населения. // Рос. Сем. Врач. 1999, № 2, с. 18 26.

2. Корбанова А. И., Сорокина Н. С., Молодкина Н. Н. и соавт. Свинец и его действие на организм. // Мед. труда и пром. экология. 2001, № 5, с. 29 34.

3. Изомеров И. Ф. К проблеме воздействия свинца на организм человека. // Мед. труда и пром. экология. 1998, № 2, с. 1 4.

4. Дракин С. И., Каракетьянц М. X. Общая и неорганическая химия. // «Хи­мия». Москва, 1981. С. 381

5. Энгельс 3., Новак А. По следам элементов. // «Металлургия». Москва, 1983.

6. Рич В. В поисках элементов. // «Химия». Москва, 1985.



7. Биологический эксперимент в школе, А.В.Бинас, Москва, 1990








База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал