Моніторинговий проект Дослідження забрудненості грунту йонами свинцю та хлору в місцевості села Нова Романівка(Новоград-Волинський р-н, Житомирська обл.)

                              Моніторинговий проект

 
            Дослідження забрудненості грунту йонами

    свинцю та хлору в місцевості села Нова Романівка

 

 

Координатор проекту: Ничипорук Дарина, 11 клас.

Автори роботи: учні 7,9,11 класів.

Керівник роботи:  Пасічник Валентина Петрівна, вчитель біології, екології, основ здоров’я.

Адреса: Новороманівська ЗОШ І – ІІІ ст., с. Нова Романівка, Новоград-Волинського р-ну, Житомирської обл.

Телефон: 67-696

Е-mail: novaromanivkaschool1@gmail.com

                                 Інформаційна карта проекту

Назва  номінації	Екологічні проблеми
Назва  проекту	Дослідження забрудненості грунту йонами свинцю та хлору в місцевості села Нова Романівка
Прізвище, ім’я по-батькові керівника, назва навчального закладу	Пасічник Валентина Петрівна, Новороманівська ЗОШ І – ІІІ ст..
Контактні дані	Адреса: Новороманівська ЗОШ І – ІІІ ст., с. Нова Романівка, Новоград-Волинського р-ну, Житомирської обл. Телефон:  67-696 e-mail: novaromanivkaschool1@gmail.com
Місце проведення дослідження	Околиці Новороманівської  ЗОШ І – ІІІ ст.., траса Київ - Чоп
Обгрунтування актуальності проекту	Сьогодні на всі живі істоти біосфери негативно діє дуже багато хімічних речовин, вироблених і використовуваних людиною. Більшість з них не переробляється природою, оскільки для синтетичних речовин немає редуцентів. Вони накопичуються, отруюючи довкілля. Найпоширенішими і небезпечними забруднювачами повітря, ґрунту та води є оксиди азоту, бензол, чадний газ, оксиди сірки, сполуки хлору, пестициди та інші речовини. Особливу небезпеку становлять важкі метали (свинець, мідь, ртуть, кобальт та інші), які у великій кількість накопичуються у грунті, воді, продуктах харчування.   Свинець викидається у повітря у складі вихлопних газів автомобілів. Значна частина його накопичується у грунті, особливо поблизу автошляхів. У придорожній смузі з відривом до 100 метрів від шосе вміст свинцю може становити 100-150 мкг на кг грунту, тоді як його нормальний вміст у літосфері не перевищує 10 мкг на кг.        Потрапляючи  в організм у підвищених концентраціх, свинець залежно від дози може викликати гострі і хронічні отруєння. При гострому отруєнні може настати смертельний результат. Хронічне отруєння розвивається при постійному вживанні свинцю у «малих дозах».         Він має властивість накопичуватися в тканинах організму. Свинець відкладається практично  у всіх тканинах і органах (його багато у волоссі, нігтях, слизовій оболонці ясен).        Основний механізм дії свинцю на організм у тому, що він блокує ферменти, що задіяні у синтезі гемоглобіну, у результаті червоні кров’яні тільця неспроможні переносити кисень, розвивається анемія і хронічна недостатність кисню. У дітей надлишок свинцю призводить до розвитку рахіту, уповільнення розумового й фізичного розвитку, зниження гостроти слуху.
Цілі та завдання проекту	З’ясувати:  1. Вивчити і проаналізувати літературу про  вплив вихлопних газів на довкілля. Дослідити:   1.Наявність йонів свинцю і хлору у грунтах і соку пирію повзучого, зібраних біля автомобільного шляху  і з відривом 10,20,50 і 100 метрів від нього. 2. Встановити ступінь впливу йонів свинцю і хлору на проростання насіння квасолі та розвиток проростків.   Розробити: Рекомедації населенню села Нова Романівка по збору грибів, лікарських рослин уздовж дороги, вирощуванню культурних рослин, випасання худоби.
Короткий зміст дослідження.	Експериментальні дослідження проводились у вересні і жовтні 2017 року.      Нами було досліджено стан руху автотранспорту на трасі Київ – Чоп вздовж села Нова Романівка.   1276 одиниць автотранспорту в середньому проїжджає за три години. Якщо помножити на 4, що відповідає приблизно 12 годинам видимої частини доби, отримаємо  5104  автомобілей. Якщо припустити зменшення потоку транспорту вдвічі у нічний час, то за добу жителі нашого села “вдихають” вихлопні гази приблизно з 7600 машин, а за рік ця цифра може становити приблизно  2 780 000 машин!!!  Ми відібрали проби грунту вздовж траси Київ – Чоп, на відстані 10, 20, 50 та 100 м від неї.         З багатьох рослин, що ростуть на даній ділянці, рослина пирій повзучий є у великій кількості. Тому для експерименту ми відібрали зразки саме пирію повзучого.       Зразки грунту однаковою маси з кожної проби помістили  у хімічні стаканчики, залили однаковою кількістю дистильованої води та поставили на 3 дні. Посадили насіння квасолі у відібрані зразки грунту. Потім усі проби профільтрували, отриманий фільтрат перевірили на наявність йонів свинцю і хлору, визначили кислотність. Результати експериментів занесли в таблиці.  З усіх зразків пирію повзучого отримали сік, додали до нього етиловий спирт і дистильовану воду і поставили  на 3 дні. Через 3 дні профільтрували, фільтрат перевірили на наявність йонів свинцю і хлору. Результати експерименту занесли в таблицю.         Йони свинцю Pb2+ можна знайти з допомогою розчину йодиду калію. Йон J- утворює з йоном Pb2+ жовтий осад:                    Pb2+ +2J- =PbJ2       Йони хлору Cl- можна знайти з допомогою розчин у нітрату срібла. Йон Ag+ утворює з йоном Cl- білий сирнистий осад:                   Ag+ +Cl- = AgCl За підсумками розроблені рекомендації населенню.
Термін виконання проекту	Розпочато: 02.10.2017 Завершено: 31.10.2017
Бюджет дослідження	Відсутній. Розхідні матеріали – матеріальна база кабінету хімії та біології школи.

ЗМІСТ

І. ВСТУП. Обгрунтування актуальності проекту. …………………………4

ІІ. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ………..6

ІІІ. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

3.1 Методика експерименту. Устаткування, реактиви, матеріали…..7

3.2 Послідовність експерименту.  Взяття проб грунту………………8

3.3 Збір рослин пирію повзучого………………………………………8

3.4 Якісні реакції на йони свинцю і хлору……………………………8

3.5 Дослідження грунту………………………………………………..8

3.6  Дослідження пирію повзучого……………………………………9

3.7  Дослідження впливу зразків грунту, узятих на різній відстані від

автомобільної дороги, на проростання та розвиток квасолі………..10

IV. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ………………………………………………11

V. ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ…………………………………………….....12

VI. СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ………………………………….12

VІІ. ДОДАТКИ ……………………………………………………………………...13

 

І. ВСТУП

Проблема забруднення довкілля дуже актуальне в  наш час. Природне середовище піддається антропогенному впливу, у результаті забруднюються повітря, грунт, вода. Це спричиняє погіршення здоров'я.

Одним з основних джерел забруднення довкілля є автотранспорт, позаяк у склад вихлопних газів входять чадний газ, оксиди азоту та сірки, вуглеводні, сполуки важких металів - речовини, надзвичайно токсичні для живих організмів. Ці речовини втягуються в колообіг  речовин, потрапляють в організми рослин, тварин і людини.

Через викиди автомобільних двигунів атмосфера збагачується розсіяним свинцем, який осідає на поверхню грунту в придорожньої зоні. Наявність свинцю в вихлопних газах пояснюється лише тим, що тетраетилсвинець додається в бензин як антидетонатор. У 1 л. бензину може міститись близько 1г. тетраетилсвинцю, який руйнується і викидається у повітря,  як сполука свинцю. У викидах дизельного транспорту свинець відсутній. Забруднення біосфери свинцем ілюструє на такому факті: зміст свинцю в кістках древніх людей було якихось 2мг, тоді як в сучасної людини -100-200мг.  Рослини і гриби, які ростуть у придорожньої зоні, накопичують свинець у органах, поглинаючи його з грунту. Рослини, що ростуть вздовж доріг, стають їжею тварин, у результаті свинець накопичується в організмі тварин, викликаючи патологічні зміни. Багато людей збирають гриби і ягоди вздовж доріг. Застосовуючи для харчування забруднені свинцем гриби і ягоди, люди піддають своє здоров'я небезпеці.

Тому ми вирішили провести дослідження забрудненя грунтів та рослин іонами свинцю і хлору  нашої місцевості, з'ясувати їх вплив на ріст та розвиток рослин. За підсумками отриманих результатів розробити рекомендації для місцевого населення про збір ягід і грибів вздовж доріг.

Наше село розташоване вздовж міжнародної траси Київ – Чоп. Нею щодня проїжджає велика кількість автотранспорту. Ми провели підрахунки: з 12-00 до 13-00 щодня через наше село проїжджає в середньому …..

Приступаючи до дослідження, ми висунули гіпотезу: вихлопні гази містять шкідливі речовини, впливають на зростання та розвиток рослин. Оскільки основна кількість речовин, які є у вихлопних газах, осідає поблизу траси, то по мірі віддалення від неї рівень впливу вихлопних газів автомобілів на рослини зменшується.

Мета роботи:  Визначити вплив вихлопних газів автомобілів на стан забрудненості  грунту та ріст і розвиток рослин.   

Завдання:

1. Вивчити і проаналізувати літературу про  вплив вихлопних газів на довкілля.

2. Визначити наявність йонів свинцю і хлору у грунтах і соку пирію повзучого, зібраних біля автомобільного шляху і з відривом 10, 20, 50 і 100 метрів від нього.

3. Встановити ступінь впливу йонів свинцю і хлору на проростання насіння квасолі та розвитку проростків.

4.Розробити рекомендацій  для жителів села Нова Ромавнівка прО вибір місць збирання грибів, ягід, лікарських рослин, вирощування культурних рослин.

Об'єкт дослідження: грунт й рослини, взяті біля автомобільної траси. Насіння квасолі.

Предмет дослідження: вплив йонів свинцю і хлору на життєдіяльність рослин.

Теоретична значимість роботи залежить від того, як отримані внаслідок дослідження дані розширять знання про  вплив автотранспорту на довкілля.

Практична значимість дослідження у тому, що отримані матеріали можна використовувати для оцінки екологічного стану довкілля нашої місцевості і розробки рекомендацій жителям села Нова Романівка про вибір місць збору грибів, ягід, лікарських рослин, вирощування культурних рослин.

 

ІІ. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

 Вивчивши і проаналізувавши літературу, ми з'ясували, що сьогодні на всі живі істоти біосфери негативно діє дуже багато хімічних речовин, вироблених і використовуваних людиною. Більшість з них не переробляється природою, оскільки для синтетичних речовин немає редуцентів. Вони накопичуються, отруюючи довкілля. Найпоширенішими і небезпечними забруднювачами повітря, ґрунту та води є оксиди азоту, бензол, чадний газ, оксиди сірки, сполуки хлору, пестициди та інші речовини. Особливу небезпеку становлять важкі метали (свинець, мідь, ртуть, кобальт та інші), які у великій кількість накопичуються у грунті, воді, продуктах харчування. Важкі метали використовуються людиною давно. Про небезпечні властивості деких з тих було відомо щедо  початку другого тисячоліття. Відомості про свинцеве отруєння відомі  з того часу, коли з свинцю виготовляли водогінні труби. Такий водогін діяв у Давньому Римі (тим часом тривалість життя римських патриціїв не перевищувала 25 років). Сьогодні, мабуть, ніде у світі немає свинцевих водопроводів, але число отруєнь свинцем зростає. Свинець викидається у повітря у складі вихлопних газів автомобілів. Значна частина його накопичується у грунті, особливо поблизу автошляхів. У придорожній смузі з відривом до 100 метрів від шосе вміст свинцю може становити 100-150 мкг на кг грунту, тоді як його нормальний вміст у літосфері не перевищує 10 мкг на кг.

Потрапляючи  в організм у підвищених концентраціх, свинець залежно від дози може викликати гострі і хронічні отруєння. При гострому отруєнні може настати смертельний результат. Хронічне отруєння розвивається при постійному вживанні свинцю у «малих дозах».  Він має властивість накопичуватися в тканинах організму. Свинець відкладається практично  у всіх тканинах і органах (його багато у волоссі, нігтях, слизовій оболонці ясен). Основний механізм дії свинцю на організм у тому, що він блокує ферменти, що задіяні у синтезі гемоглобіну, у результаті червоні кров’яні тільця неспроможні переносити кисень, розвивається анемія і хронічна недостатність кисню. У дітей надлишок свинцю призводить до розвитку рахіту, уповільнення розумового й фізичного розвитку, зниження гостроти слуху.

Вміст хлору в організмі рослин становить приблизно 0,1% (щодо маси). Це один з основних елементів водно - сольового обміну всіх живих організмів. Йони хлору беруть участь у енергетичному обміні, позитивно впливають на поглинання корінням кисню. У рослин хлор бере участь у окисних реакціях і фотосинтезі.

При надлишку хлору можна спостерігати потовщення стебла, скручування і відмирання листя.

 

ІІІ. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

Аналіз літератури з проблеми показав, що вихлопні гази автомобілів забруднюють навколишнє середовище і у містах, і у сільській місцевості. Від вихлопних газів потерпають усі живі організми: рослини, тварини, людина.

Експериментальні дослідження проводились у вересні і жовтні 2017 року. 

3.1 Методика експерименту. Устаткування, реактиви, матеріали.

1) конічні колби;

2) хімічні склянки;

3) порцелянові ступки з копистками;

4) воронки;

5) пробірки;

6) лотки для насіння квасолі;

7) паперові фільтри;

8) дистильована вода;

9) етиловий спирт;

10) розчин йодида калію;

11) розчин нітрату срібла;

12) універсальний індикаторний папір;

13) проби грунту;

14) рослини пирію повзучого;

15) насіння квасолі.

 

 

 

 

3.2  Послідовність експерименту. Взяття проб грунту

Проби грунту взято обабіч автомобільної дороги ( проба №1), удесятеро м. від дороги (проба №2), у  20 м. від дороги (проба №3), у 50 м. від дороги (проба №4), у 100 м. від дороги (проба №5).  (Додаток № 1)

 

 3.3 Збір рослин пирію повзучого

Для експерименту обраний пирій, тому що цей вид росте на усіх ділянках, де було взято проби грунту. На цих же ділянках було зібрано рослини пирію повзучого. (Додаток №1)

 

3.4 Якісні реакцію на йони свинцю і хлору

Йони свинцю Pb2+ можна знайти з допомогою розчину йодиду калію. Йон J- утворює з йоном Pb2+ жовтий осад:

Pb2+ +2J- =PbJ2

Йони хлору Cl- можна знайти з допомогою розчину нітрату срібла. Йон Ag+ утворює з Йоном Cl- білий сирнистий  осад:

Ag+ +Cl- = AgCl

 

3.5 Дослідження грунту

Зразки грунту однаковою маси з кожної проби помістили в стаканчики, залили однаковою кількістю дистильованої води та поставили на 3 дня.

(Додаток №2)

 

Потім усі проби профільтрували, отриманий фільтрат перевірили на наявність йонів свинцю і хлору, визначили кислотність.

(Додаток №3)

Результати експерименту занесли в таблицю 1:

Таблиця 1

	ПРОБА №1 Обочина  дороги	ПРОБА     №2     10м	ПРОБА     №3     20м	ПРОБА      №4      50м	ПРОБА       №5      100м
РЕАКТИВ  Калій йод (Розчин KJ)   Йон, що визначається, - Pb2+	Осад жовтого  кольору	Осад  жовтого  кольору	Осад  жовтого  кольору відсутній	Осад жовтого  кольору  відсутній	Осад жовтого  кольору  відсутній

3.6  Дослідження пирію повзучого.

З усіх зразків пирію повзучого отримали сік, додали до нього етиловий спирт і дистильовану воду і поставили  на 3 дні. Через 3 дні профільтрували, фільтрат перевірили на наявність йонів свинцю і хлору. Результати експерименту занесли в таблицю 2 і 3.

Таблиця 2

	Проба №1 Обочина  дороги	Проба №2 10м	Проба №3 20м	Проба №4 50м	Проба №5 100м
Реактив  нітрат  срібла (AgNO3) Йон, що визначається, - йон хлору	Білий  сирнистий  осад	Білий сирнистий  осад	Слабке помутні-ння	Слабке помутні-ння	Слабке помутні-ння

Таблиця 3

	ПРОБА №1 Обочина  дороги	ПРОБА №2 10м	ПРОБА №3 20м	ПРОБА №4 50м	ПРОБА №5 100м
РЕАКТИВ  Калій йод (Розчин KJ)  Йон, що визначається - Pb2+	Осад  жовтого  кольору	Осад жовтого  кольору	Осад  жовтого  кольору відсутній	Осад жовтого  кольору  відсутній	Осад жовтого  кольору  відсутній

3.7  Дослідження впливу зразків грунту, узятих на різній  відстані від автомобільної дороги, на зростання та розвиткок  квасолі.

	Проба  №1	Проба  №2	Проба  №3	Проба  №4	Проба  №5
1-й  день	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає
2-й день	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає
3- й  день	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає	Сходів  немає
4-й   день
5-й  день
6-й день
7- й день
8-й  день
9-й  день
10-й  день			.

Спостереження тривають. Але, можна припустити, що у зразках №1і 2 рости і розвиватись квасоля буде гірше,

 

IV. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХНІ ОБГОВОРЕННЯ

Наявність йонів свинцю визначали з допомогою йодида калію. Випадання жовтого осаду в пробах №1,2 свідчить  про те, що грунт, узятий  біля автомобільної дороги,  та на відстані 10 метрів від неї, містить йони свинцю. У пробах №3, 4,5, узятих з відривом 20, 50 та 100 метрів від автомобільної дороги, йони свинцю не виявлено.

Йони хлору є у пробах №1,2,3,4,5, бо у досліджених  пробах  з допомогою нітрату срібла випав осад білого кольору.  Проте, інтенсивність випадання осаду в пробах №3,4 і 5 дуже слабкий. Отже, у цих пробах йони хлору є у незначних кількостях.

Дослідження соку пирію повзучого показало, що рослини, які ростуть біля шляху – проби №1 і 2, містять йони свинцю. У соку рослин , зібраних з відривом 20, 50 і 100 метрів від дороги, йони свинцю не виявлено. Йони хлору є у невеликих кількостях  у всіх пробах соку пирію повзучого.

Насіння квасолі за 3 дні не проросло. Будемо продовжувати спостереження. Але, можна припустити, що у зразках №1 і 2  рости квасоля буде гірше.

V. ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Шкідливі речовини, які є у вихлопних газах автомобілів, накопичуються у навколишньому середовищі.

2. Через серію проведених досліджень була підтверджена висунута на початку роботи гіпотеза. Найбільше йонів свинцю і хлору міститься у грунті і соку рослин, що у безпосередній близькості до автомобільної дороги. Віддаляючись від дороги вміст йонів свинцю і хлору у довкіллі зменшується.

3. Джерелом йонів хлору може бути протиожеледечні реагенти. Йони хлору підвищують засолення грунтів, що впливає на ріст і розвиток рослин. Але небагато йонів хлору необхідне  всім живим організмам, тому йони хлору є  у всіх пробах рослинного соку.

4.Вміст йонів свинцю в соку пирію повзучого свідчить, що рослини поглинають з грунтів та накопичують у собі ці йони.

5. Йони свинцю і надлишок йонів хлору впливають на ріст та розвиток рослин. Рослини ростуть повільніше, гірше розвиваються, швидше гинуть.

6.Необхідно  інформувати населення про вплив вихлопних газів автомобілів на довкілля.

 

За наслідками  проведених досліджень розроблено такі рекомендації:

1.Не можна  збирати і вживати для харчування рослини та гриби, що ростуть вздовж автошляхів, оскільки вони накопичують шкідливі речовини з вихлопних газів автомобілів, а ці речовини, потрапляючи у організм людини, сприяють погіршенню здоров'я.

2. Не можна збирати і застосовувати на лікування лікарські рослини, які ростуть поблизу автошляхів, оскільки в них накопилися  шкідливі речовини з вихлопних газів автомобілів, роблять їх небезпечні у плані здоров'я.

3. Не можна випасати корів, кіз, овець попри дороги та заготовляти для них корми.

4. Не засаджувати городи культурними рослинами впритул до доріг.

5. Необхідно висаджувати вздовж автошляхів рослини, стійких  до забруднення довкілля, щоб  обмежити  проникнення  шкідливих речовин  вихлопних газів автомобілів в довкілля. Для цього підходять яблуня, липа дрібнолиста, клен платанолистний, береза поникла, тополя черний.

(Додаток №4)

 

VI. СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Вплив важких металів на організм людини /Л.А.Яковлева,Н.Бунт /Хiмiя:проблеми викладання.-2012.-№9.

2.ЛитвиноваТ.Н.,Смикова До., Морозова І. Визначення порівняльної стійкості деревних рослин до вихлопних газів автомобілів. Екологiя.-2009.-№12.

3. Інтернетресурси: http://ua-referat.com, http://eworks.com.ua/

4. Васильев А. Современные подходы к решению проблемы загрязнения почв тяжелыми металлами //Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2000. - № 5 .

4. Пістун І. П.Практикум з безпеки життєдіяльності: Навчальний посібник -Суми: Університетська книга, 2000.

5. Яремко З. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник -К.: Центр навчальної літератури, 2005.

6. Реферат. Бурова Е.Ю.

ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТА НА БИОТИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ СРЕДЫ.

ДОДАТКИ

№1

 

 

 

 

 

№2

 

 

№3

 

 

№4