Загрязнение атмосферы и снежного покрова ионами свинца в городе Инта



Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 3»

города Инта, Республики Коми.

Тема: «Загрязнение атмосферы и снежного покрова ионами свинца в городе Инта»

Обучающийся 9 класса: Аксенов Влад

Учитель биологии:

Кибиткина Виктория Владимировна.

г. Инта 2012

Содержание

Введение3

Обзор литературы4

Источники загрязнения атмосферы ионами свинца и влияние на живые

организмы. 4

2.2 Влияние свинца на здоровье человека.5

Материалы и методика исследования

Методика определения загруженности дорог7

3.2 Методика определения загрязнений ионами свинца снежного покрова.7

3.3 Загрязнение атмосферы ионами свинца.7

Результаты исследования9

Вывод11

Список литературы12

Приложение 1 13

Введение

Выбор данной темы изучения был не случайным. В нашем г. Инта эта тема, актуальна. Так как количество транспорта в городе значительно выросло, по сравнению с прошлыми годами. Этот факт свидетельствует о том, что загрязненность атмосферного воздуха увеличивается.

Цель: Узнать в каких районах нашего города наиболее сильное загрязнение атмосферы ионами свинца.

Для достижения данной цели мной были поставлены следующие задачи:

1. Изучить литературу и выяснить, источники загрязнения атмосферы ионами свинца;

2. Выяснить, как свинец влияет на здоровье человека;

3. Провести химический анализ по определению свинца в растениях и снежном покрове.

2. Обзор литературы

2.1 Источники загрязнения атмосферы ионами свинца и влияние на живые организмы.

Наибольшие выбросы свинца в атмосферу происходит в следующих отраслях производства: металлургическая промышленность, машиностроение, точнее производство аккумуляторов, топливно-энергетический комплекс. Загрязнение среды обусловлено производством этилированных бензинов, химический комплекс. Выбросы связаны с производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадок, полимеризацией пластмасс, стекольные предприятия.

Но в большинстве регионов РФ основным источником загрязнения атмосферы не зависимо от времени года является автотранспорт. Количество автомашин непрерывно растёт, а вместе с этим растет валовой выброс вредных продуктов в атмосферу. Токсическими выбросами двигателей внутреннего сгорания являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Применение этилированного бензина, имеющего в своём составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными его соединениями. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими газами. Из них 30% оседает на снегу сразу, а 40% остаётся в атмосфере и оседает постепенно. Один грузовой автомобиль средней грузоподъёмности выделяет 2,5-3 кг свинца в год.

Все эти примеси сохраняются в толще снега в течение холодного времени. С наступлением теплого периода, температура воздуха повышается, вода из твёрдого состояния переходит в жидкое. С потоками воды свинец частично поступает в верхние слои почвы, а часть вымывается стоками и попадает в водоёмы и грунтовые воды. Таким образом происходит загрязнение почвы. Из почвы по корневым системам загрязняющие вещества попадают в надземные части растений (частично накапливаются в тканях растений и грибов), которые употребляют в пищу травоядные животные. Хищники питаются травоядными организмами, тем самым получая свою долю токсичных веществ по пищевой цепи. Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал вездесущим компонентом любой растительной и животной пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.

Причина летнего листопада — высокое содержание свинца в воздухе. Но, концентрируя свинец, деревья тем самым очищают воздух. В течение вегетативного периода одно дерево обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 130 л бензина. Наименее восприимчивым к свинцу является клен, а наиболее восприимчивы орешник и ель. Сторона деревьев, обращенная к автомобильным магистралям, на 30 – 60% «металличнее». Хвоя ели и сосны обладает свойствами хорошего фильтра по отношению к свинцу. Она его накапливает и не обменивает с окружающей средой. Растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежедневно 70 – 80 тыс. т. свинца.

2.2 Влияние свинца на здоровье человека.

В природе свинец встречается повсеместно, но жизненно необходимым он не является. За последние десятилетие уровень концентрации свинца в природе все больше повышается вследствие антропогенных нагрузок. Дефицит кальция и витамина Д усиливает всасывание свинца в желудочно-кишечном тракте. В среднем за сутки организм человека поглощает 26-42 мкг. свинца. Около 90% общего количества свинца в человеческом теле находится в костях, у детей — 60-70%. Количество свинца накопленного в костях, с возрастом увеличивается, и в 30-40 лет (фаза насыщения) у лиц, не связанных по роду занятий с загрязнением свинцом, составляет 80-200мг. Допустимый уровень содержания свинца в волосах — 8-9 мкг/г. Систематические исследования по определению накопления свинца в волосах населения проводятся в различных городах России с 1980 г. Особую опасность свинец представляет для женщин, т.к. этот элемент обладает способностью проникать через плаценту и накапливаться в грудном молоке. Свинец активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и ее генетический аппарат. Одним словом, свинец — яд, действующий на все живое и вызывающий изменения, прежде всего в нервной системе, крови и сосудах.

Американские исследователи установили, что пары этилированного бензина способны привести к развитию шизофрении. Данное исследование началось в Колумбийском университете Нью-Йорка еще в 1959 году, когда тетраэтилсвинец применялся для изготовления высокооктанового топлива и выделялся в атмосферу вместе с парами бензина или выхлопными газами. Тогда содержание этого опасного соединения измеряли в крови беременных женщин. Выяснилось, что среди их детей заболели шизофренией именно те, кто подвергался воздействию тетраэтилсвинца во время внутриутробного развития. Ученые связывают это с повреждением нервных клеток плода, подобным тому, что происходит при алкоголизме беременных.

Основным показателем воздействия свинца на здоровье детей является уровень его содержания в крови, причем происходит постоянный пересмотр рекомендуемого нормативного содержания свинца в крови. Результаты ряда крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при увеличении концентрации свинца в крови ребенка с 10 до 20 мкг/дл происходит снижение коэффициента умственного развития (IQ). В России исследования по определению содержания свинца в крови детей крайне немногочисленны, но их результаты свидетельствуют о его повышенном уровне у детей, проживающих вблизи аккумуляторного завода в С.-Петербурге, металлургических заводов в городах Белово, Карабаш и Красноуральск.

Среди детского населения, подвергающегося воздействию повышенных концентраций свинца, наиболее высокие уровни его накопления отмечаются на территориях вблизи металлургических и аккумуляторных производств в городах Владикавказ, Курск, Карабаш, Красноуральск, Кыштым, Саратов, Челябинск, а также в зоне влияния Чернобыльской катастрофы.

Неврологические эффекты. У маленьких детей изменения психомоторных реакций связывают с повышенным поступлением свинца в организм при облизывании пальцев рук и игрушек, побывавших на загрязненной почве. Для детей школьного возраста характерно изменение показателя IQ. Влияние свинца проявляется также в изменениях двигательной активности, координации движений, времени зрительно- и слухомоторной реакции, слухового восприятия и памяти. Эти изменения в психоневрологическом статусе ребенка возможны и в более старшем возрасте, что выражается в трудностях обучения. Группой наибольшего риска в условиях России являются дети в возрасте от 6 месяцев до 3 лет, родители которых контактируют со свинцом, и дети, проживающие вблизи автомобильных магистралей.

Воздействие свинца вызывает определенные изменения в сердечнососудистой системе. Патогенез поражения сердца при действии свинца связывается с поражением митохондрий, в частности с ингибированием поглощения ионов кальция. У детей с повышенным содержанием свинца в крови (более 20 мкг/дл), проживающих вблизи аккумуляторного завода в С.-Петербурге, выявлены функциональные изменения сердечнососудистой системы.

Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние на состояние здоровья новорожденных, у женщин увеличено число случаев бесплодия, мертворождаемости и рождения детей с уродствами: дефектами развития костно-суставной системы, врожденными пороками сердца и др.

Интегрированная биокинетическая модель поступления свинца в организм детей позволяет произвести оценки для детской популяции вероятностного распределения концентрации свинца в крови по имеющейся информации о поступлении свинца в организм различными путями. Риск рассчитывали как вероятность того, что концентрация свинца в крови детей превышает нормативные уровни, в качестве которых использовали принятые в США официальные медицинские нормативы содержания свинца в крови детей (шкала CDC), так как в России аналогичные стандарты не разработаны.

Симптомами отравления свинца являются слюнотечение, рвота, кишечные колики, острая форма отказа работы почек, поражение мозга, черная свинцовая кайма на деснах возле зубов. В тяжелых случаях смерть через несколько дней. Для диагностики заражения организма свинцом служит анализ крови. Концентрация свинца в крови не должна превышать 15мкг/100мл. уже при концентрации свинца 50-60мкг./100мл, в поведении человека появляются признаки депрессии, агрессивности, а также ухудшения общего самочувствия.

3. Материалы и методика исследования

Методика определения загруженности дорог

Методика: Выбрать точки на дороге, где будем считать количество машин, следующих в обе стороны в течение 15 минут, затем количество машин умножим на 4. Загруженность измерим в выходной и будничный день, в 15 часов. С тройной повторностью. Результаты занесены в таблицу. (15*4= 60 минут = 1 часу потока машин, цифры в таблице приблизительные) Уровень загруженности определяем, сравнивая площадью участка дороги с количеством проехавших по нему машин.

Участок дороги

легковые

грузовые

автобусы

Всего машин в час

3.2. Методика определения загрязнений ионами свинца снежного покрова.

Методика: Для исследования снежного покрова на наличие ионов свинца необходимо заранее сделать пробы снега на экспериментальных площадках. На экспериментальных площадках пробы снега необходимо отбирать пробирками. Каждое определение проводится с тремя различными образцами. Пробы помещают в пронумерованные пробирки. Дальнейшее изучение проводят в лаборатории Ревич и др., 1999.

1) раствор сравнения (в нем должен присутствовать ион свинца)

2) контроль (дистиллированная вода, не содержащая ионы свинца)

3) исследуемый образец

При работе в лаборатории, подготовить оборудование. Сполоснуть три колбы дистиллированной водой. Пробы снега, взятые в определенных точках, растопить. Налить в каждую колбу по 5 мл исследуемого раствора. Присутствие ионов свинца определятся в ходе качественной реакции. Для обнаружения ионов свинца используют реактивы иодид калия или сульфид натрия (Pb+2 +S-2= PbS). Образование желтого или черного осадка соответственно укажет на наличие ионов свинца. Полученные результаты занесем в таблицу.

Образец

цвет

Осадок

Наличие ионов Pb

Раствор сравнения

прозрачный

черный

присутствует

контроль

прозрачный

нет

нет

№1 площадь Комсомольская

№2 остановка «Западный»

№3 остановка «Морозова»

3.3 Методика определения наличия ионов свинца в растениях.

Методика: Собрать по 100 грамм растительной пробы хвои и листьев в трех различных точках. Пробы пронумеровать. Их лучше собирать в конце лета, начале осени, если исследования проб планируется провести через определенное время, то растительный материал высушивается и хранится в пакетах в сухом месте.

При работе в лаборатории, необходимо подготовить оборудование. Измельчить растительную массу. Добавить 50 грамм смеси C2H5OH и H2O в соотношении 1:2. Прокипятить полученную смесь в течение 5 минут, чтобы свинец перешел в раствор. В полученный экстракт по каплям добавлять иодид калия, пока не образуется желтый осадок или сульфид натрия — образуется черный осадок. Сравнить интенсивность желтой (черной) окраски у осадка, полученного у растительных проб. Для достоверности результатов лучше продублировать эксперимент и использовать оба реагента на наличие ионов свинца. Полученные результаты занести в таблицу.

Реагент сульфид натрия

Образец

цвет

Осадок

Наличие ионов Pb

Раствор сравнения

прозрачный

черный

есть

Реагент иодид калия

Образец

цвет

Осадок

Наличие ионов Pb

Раствор сравнения

прозрачный

желтый

есть

4. Результаты работы

Основным источником загрязнения атмосферы, ионами свинца для г. Инты является автотранспорт. Количество машин в нашем городе постоянно увеличивается, что приводит к загруженности дорог. От количества автотранспорта работающего на свинцово содержащем бензине (этилированном) зависит уровень свинца в атмосфере. Загруженность была измерена в выходной и будничный день, в 15 часов. С тройной повторностью. Результаты занесены в таблицу 1 и 2 (прил. 1).

Как вы видите из данных таблицы 1 и 2, в выходной день загруженность больше, основное движение наблюдается по маршруту Морозова – Мира и в центре города площадь Комсомольская. На всех трех постах уровень загруженности высокий, следовательно, присутствует загрязнение воздуха. Так как количество транспорта в городе значительно выросло, по сравнению с прошлыми годами. Этот факт свидетельствует о том, что загрязненность атмосферного воздуха увеличивается.

Почему именно снежный покров? Дело в том, что он обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, а также последующего загрязнения вод и почв. Изучение частиц, содержащихся в нем, дает возможность измерить поток вещества из атмосферы и изучить состав осаждающегося материала и, таким образом, оценить степень загрязнения атмосферы. Для изучения снежного покрова были определены экспериментальные площадки в разных направлениях: площадь Комсомольская, остановка «Западная» и остановка «Морозова». Согласно методикам из каждой пробы мы взяли по 5 мл исследуемого раствора и прилили реактив сульфид натрия, результаты поместили в таблицу 3 (прил.1).

В пробирке №3 выпал черный осадок, следовательно присутствуют ионы свинца.

Pb+2 +S-2= PbS

Для подтверждения результата провели повторную реакцию на ионы свинца с иодидом калия.

+ 2 -=

В пробирке №3 выпал желтый осадок, что подтверждает наличие ионов свинца. По результатам исследования можно сделать вывод, что проба снега, взятая с остановки Морозова, содержит ионы свинца.

Мы провели исследования атмосферного воздуха в нашем городе на содержание свинца через изучение хвои деревьев в близи площади Комсомольской, остановки «Западная» и остановки «Морозова». Первая растительная проба была взята в начале марта 2012г. Так как на земле еще лежал снег объектом нашего исследования стали представители хвойных растений. Собрав хвою ели и сосны, мы приступили к лабораторному исследованию в соответствии с методикой. После добавления спирта и воды 1:2 и кипячения, экстракт приобрел светло-коричневый цвет. При добавлении сульфида натрия в пробирке №1 и №2 изменений не произошло. В пробирке №3 выпал черный осадок. Что указывает на наличие ионов свинца.

Следующая растительная проба была взята в августе 2012г. В основном здесь присутствовали травянистые растения, листья рябины и березы. После добавления спирта и воды 1:2 и кипячения, экстракт приобрел светло-коричневый цвет. При добавлении сульфида натрия в пробирке №1 и №2 изменений не произошло. В пробирке №3 выпал черный осадок. Что указывает на наличие ионов свинца. Продублировав эксперимент, в качестве реагента взяли иодид калия в пробирке №2 реакции не произошло. В пробирке №1 и №3 выпал желтый осадок.

+ 2 -=

Осадок растворяется при нагревании в воде и 2 М растворе уксусной кислоты. При медленном охлаждении раствора выпадают характерные золотистые чешуйки кристаллов PbI2. Что точно доказывает наличие ионов свинца. Результаты показывают, что хвоя сосны и ели, листья растений на остановке «Морозова» содержит в себе ионы свинца. Зеленые насаждения выполняют роль своеобразных фильтров и способны очищать воздух, накапливая токсины, в том числе и ионы свинца.

5. Выводы:

Изучив литературу, выявил, что в г. Инта основным источником загрязнения ионами свинца является автотранспорт. Ознакомился с симптомами отравления свинцом. Узнал, какие вредные последствия свинец несет для людей. Влияние ионов свинца огромно и распространяется на всю биосферу.

По результатам исследования выяснил, что в городе наблюдается загруженность дорог, очень большой поток транспорта указывает на загрязнение атмосферы ионами свинца.

Анализ снежного покрова показал содержание свинца в районе остановки «Морозова».

Хвоя сосны и ели на остановке «Морозова» содержит в себе ионы свинца. Хвоя ели и сосны обладает свойствами хорошего фильтра по отношению к свинцу. Поэтому предпочтительнее вдоль дорог высаживать хвойные деревья. Свинец обнаружен в растительных организмах, поэтому необходимо: убедить учащихся и население, что собирать лекарственные растения, грибы, ягоды у дорог нельзя.

Мои исследования показали, что обстановка с загрязнением ионами свинца довольно благоприятна в городе, но дальнейшее увеличение автопарка приведет к большему загрязнению нашего города.

Данную проблему можно решить, увеличив количество зеленных насаждений вдоль дорог города. Привлекать местное население к пешим прогулкам и езде на велосипедах. Что сократит выброс ионов свинца в атмосферу.

6. Список литературы

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

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

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

4. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды / под ред. Л.К. Исаева. – СПб., 1998.

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

6. “Государственный доклад о состоянии окружающей среды в Свердловской области”, Свердловск, 1997 год.

7. http://med-stud.narod.ru/med/hygiene/lead.html

8. http://www.fehealthfund.org/rus/programs/lead_impact.htm

9. http://www.wms.ru/information/mendeleev/svnc.php

10. http://psdoc.strana.de/nushda/plumbum.html

Приложение 1

Таблица 1

25.03 2012 (будни)

Участок дороги

легковые

грузовые

автобусы

Всего машин в час

площадь Комсомольская

152

12

12

176

остановка «Западная»

84

16

8

108

остановка «Морозова — Мира»

172

25

4

201

Таблица 2

4.04.2012(выходной)

Участок дороги

легковые

грузовые

автобусы

Всего машин в час

площадь Комсомольская

128

8

16

152

остановка «Западная»

72

12

12

96

остановка «Морозова — Мира»

152

16

12

180

Таблица 3

Пробы взяты в февраль 2012года (реагент сульфид натрия)

Образец

цвет

Осадок

Наличие ионов Pb

Раствор сравнения

прозрачный

черный

присутствует

контроль

прозрачный

нет

нет

№1 площадь Комсомольская

прозрачный

мутный

нет

№2 остановка «Западный»

прозрачный

мутный

нет

№3 остановка «Морозова»

прозрачный



Страницы: 1 | 2 | Весь текст




sitemap sitemap