Антропогенные факторы и загрязнение окружающей среды
Муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа
с.Тат-Верх-Гоньба
Малмыжского района
Кировской области
ПРОЕКТ
Работу выполнили:
учащиеся 11 класса
руководитель:
Ахатова
Раида Шакирьяновна
с.Тат-Верх-Гоньба
2007 год
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение стр.2
2. Антропогенные факторы и загрязнение атмосферы
с.Тат-Верх-Гоньба стр.6
3. Роль антропогенных факторов в загрязнении вод Мирового океана
3.1. Особенности водной среды стр.7
3.2. Основные источники загрязнения воды стр.8
3.3. Основные меры по охране водных ресурсов стр.9
3.4. Оценка состояния воды на территории с.Тат-Верх-Гоньба стр.10
4. Роль антропогенных факторов в загрязнении почвы
4.1. Состав и особенности почвы стр.11
4.2. Основные источники загрязнения почвы стр.12
4.3. Эрозия почвы. Виды эрозии стр.13
4.4. исследование состояния почвы на территории
с.Тат-Верх-Гоньба стр.14
5. Вывод, предложения стр.15
6. Приложения стр.16-21
7. Литература стр.22
1. ВВЕДЕНИЕ
Любой организм теснейшим образом связан с окружающей средой через вещество и энергию, которые поддерживают его жизнь. Растения усваивают энергию солнечных лучей, синтезируя из неорганических веществ органические. Животные используют вещество и энергию, заключенные в их пище. Грибы всасывают растворы органических веществ, бактерии потребляют как органические, так и разнообразные неорганические соединения. Отобранные продукты обмена веществ выделяются в окружающую среду.
Человек сильно преобразует экосистемы Земли, создавая сельскохозяйственные угодья, города, дороги, промышленные и горнодобывающие предприятия, используя колоссальное количество энергии, влияя, в конечном счете, на всю биосферу.
Мы выявили следующую проблему:
Активно занимаясь хозяйственной деятельностью, население нашего села тоже оказывает влияние на окружающую природу.
Мы поставили перед собой цели:
-изучить состояние окружающей среды своей местности;
-выявить главных загрязнителей окружающей нас природы;
-разработать пути решения выявленных проблем.
2. АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ И ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
2.1. Особенности воздушной среды Земли
Атмосфера- газовая оболочка, защищающая Землю от коротковолнового излучения Солнца, от губительных космических лучей, метеоритов. Масса атмосферы 5,15*1015тонн.
Атмосфера имеет слоистое строение:
1. Тропосфера- нижняя часть атмосферы, здесь постоянно дуют ветры, температура с высотой понижается. Толщина тропосферы 8-10 км. в полярных широтах, 16-18 км. у экватора;
2. Стратосфера– до 55 км. над землей;
3. Мезосфера- до 80 км.;
4. Термосфера-до нескольких сот километров, температура сильно повышается;
5. Экзосфера- его граница на высоте примерно 2000км.
Слои выше тропосферы называются верхними. До высоты 100-200км. атмосфера имеет сильное влияние на жизнь и здоровье человека и на его деятельность. Состав атмосферы:N2-78,08%, О2-20,95%, Ar-0,92%,СО2-0,03%, и остальные элементы вместе взятые-0,02% (Н2 ,Ne, He, Kr, Xe, Rn, I, O2, CH4, CS2); твердые частицы- продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы, остатки растительного и животного происхождения; водяной пар, содержание которого с высотой уменьшается. Наибольшее значение для разных экосистем имеют три газа: кислород, азот и углекислый газ. Эти газы участвуют в основных биохимических циклах.
Кислород необходим всем для дыхания. Под действием ультрафеолетовых лучей он превращается в озон.
Углекислый газ используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ.
Азот –незаменимый биогенный элемент. Атмосфера- неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений. Частично азот поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота. Состав воздуха поддерживается за счет постоянно идущих процессов: использования газов живыми организмами и выделения их в атмосферу.
2.2. Загрязнение атмосферы
Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный.
Естественный источник – это вулканы (приложение 2.2.1.), пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.
Антропогенные источники – предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия (приложение 2.2.2.). Они выделяют в атмосферу несгоревшие частицы топлива, сажу, золу, пыль, газообразные вещества. 1000 автомобилей в день выбрасывают около 3 т. СО2, 500 кг соединения неполного сгорания бензина.
Кислотные дожди . Многие газообразные вещества, попавшие в атмосферу, взаимодействуют с влагой. Образуя кислоты. Кислотные дожди вызывают тяжелые последствия. От нее страдают тяжелые здания и сооружения, каменные и металлические конструкции.
Парниковый эффект. С загрязнением атмосферы промышленными отходами и выхлопными газами наблюдается образование смога и накопление СО2 на поверхности Земли, что приводит к повышению температуры последствием чего может стать глобальное потепление. Также наблюдается разрушение озонового экрана, так как этот озон очень неустойчив, следствием данного процесса является повышение ультрафиолетового облучения, что может привести к ожогам кожи у человека.
Фотохимический туман. Для его возникновения необходим свет. К веществам, участвующим в фотохимическом тумане относят: альдегиды, раздражающие глаза.
Глобальное загрязнение атмосферы сказывается на состоянии природных экосистем, особенно на зеленом покрове нашей планеты. Одним из самых наглядных показателей состояния биосферы служат леса – их самочувствие.
2.3.Меры по охране атмосферы
Длительное время локальные загрязнения атмосферы сравнительно быстро разбавлялись массами чистого воздуха. Пыль, дым, газы рассеивались воздуш-ными потоками и выпадали на землю с дождем и снегом, нейтрализовались, вступая в реакции с природными соединениями. Сейчас объемы и скорость выбросов превосходят возможности природы к их разбавлению и нейтра-лизации. Поэтому необходимы специальные меры для устранения опасного загрязнения атмосферы. Основные усилия сейчас направлены на предупрежде-ние выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. На предприятиях устанав-ливают пылеулавливающее и газоочищающее оборудование. Таким образом задерживается около ¾ всех выбросов. В настоящее время продолжается поиск более совершенных способов их очистки. Другое важное направление — это создание и внедрение безотходных технологий, строительство таких промыш-ленных комплексов, в которых используются все исходное сырье и любые отходы предприятий. Безотходные технологии ценны сходством с процессами, происходящими в биосфере, где отходов не существует, так как все биологи-ческие выделения утилизируются различными звеньями экосистем. Примерами таких технологических процессов могут служить замкнутые циклы воздуха и воды, при которых полностью исключаются выбросы отходов в окружающую среду.Благодаря современным исследованиям разработаны и внедряются в практику системы, снижающие и предотвращающие загрязнение от выхлопных газов автомобилей. Частично загрязнения снижают, устанавливая в двигателях автомобилей фильтры и дожигающие устройства, исключая содержание свинец добавки, организуя четкое движение транспорта на улицах, без частой смены режимов работы двигателей. Кардинальное решение проблемы загрязнений атмосферы автотранспортом — замена двигателей внутреннего сгорания иными. Созданы образцы газотурбинных, роторных, солнечных и иных двигателей. Наиболее перспективные средства передвижение — электромобили. Современные их модели еще несовершенны: у них сравнительно небольшая скорость и короткий пробег без подзарядки, что не позволяет им конкурировать с современными автомобилями. Для уменьшения содержания токсических веществ в выхлопных газах автомобилей в некоторых странах переходят на другие виды топлива вместо бензина, например метан, спирт. Важное значение в борьбе с загрязнениями атмосферы имеет озеленение городов и промышленных центров. Растения обогащают воздух кислородом. На деревьях и кустах оседает до 72% частиц пыли и до 60% диоксида серы. Поэтому в городских парках, скверах, садах пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды — биологические активные вещества, убивающие бактерии. Зеленые растения регулируют микроклимат города, поглощают и снижают городской шум.
2.4 Оценка состояния атмосферы на территории с.Тат-Верх-Гоньба
Оценка состояния атмосферы была проведена путем школьного мониторинга (приложение 1.1, 1.2, 1.3, 1.4,)
Лиханоиндикация. С целью определения чистоты воздуха были изучены деревья, произрастающие на территории села. На всех деревьях были обнаружены лишайники: кустистые, листоватые, накипные. Этот факт подтверждает, что воздух на территории села чистый.
Биоиндикация. Сосна обыкновенная (Pinus silvestris) Возле села были отобраны 3 площадки. С боковых побегов кроны сосны (от 5 до 10 деревьев), отобрали образцы хвои (от 150 до 200 пар хвоинок) и разделили на 3 группы:
1 группа – неповрежденные
2 группа – с пятнами
3 группа – усыхающие (приложение 2.4.1, таблица 1)
По нашим наблюдениям было выявлено, что количество неповрежденных хвоинок больше, что свидетельствует о незагрязненности воздуха.
Химический анализ снегового покрова
Известно, что снеговой покров накапливает в себе почти все вещества поступающие в атмосферу.
Для анализа были взяты две пробы снегового покрова с разных участков:
1 проба – около газовой котельной
2 проба около животноводческой фермы (приложение 2.4.1, таблица 2)
По уровню загрязнения снегового покрова обе исследуемые точки примерно одинаковы, выделить какую-нибудь, как наиболее загрязненный невозможно. Значит, местные источники значительного вклада в загрязнение атмосферы не вносят.
Вывод: воздух на территории села чистый!
3. РОЛЬ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ В ЗАГРЯЗНЕНИИ МИРОВОГО ОКЕАНА
3.1. Особенности водной среды
Гидросфера-это совокупность всех вод Земли: материковых, океанических, атмосферных. Вода- возобновляемый ресурс, так как идет постоянный круговорот воды в природе.
Воду делят на три группы: природная, питьевая, техническая.
Природная вода –это воды морей, океанов, рек и озер, других естественных и искусственных водоемов, дождевые и талые воды, воды подземных источников.
Наиболее чистая – дождевая вода, в ней примесей до 50 мг\л (в морской воде- от 10000 до 20000мг\л, в океанической- 35000мг\л, в соленых озерах- 200000мг\л).
Вода, содержащая до 0,1 % растворенных веществ считается пресной, от 0,1 до 5% – минерализованной, свыше 5%- соленой.
В природной воде растворены вещества, такие как: соли, кислоты, щелочи, газы (CO2,N2 , O2 , H2 S), продукты отходов промышленных предприятий и нерастворимые частицы минерального и органического происхождения.
3.2. Основные источники загрязнения воды
Основной водной артерией Кировской области является река Вятка. Многочисленные хозяйственно-бытовые объекты, расположенные по берегам реки Вятка, сильно загрязняют воду, вследствие чего происходит изменение биологических свойств реки, появляются токсические свойства, препятству-ющие использованию воды для питьевых целей.
Основными загрязнителями являются нефтепродукты, железо общее, азот, медь, марганец.
Основные причины загрязнения- это сброс сточных вод без очистки или с низкой эффективностью очистки в большинстве районных центров и поселков.
На берегах Вятки расположены 8 городов, ни один из которых не имеет ливневой канализации. В реку сбрасывают воду более 20 крупных водопользователей. Продолжается загрязнение прибрежной полосы и различных зон отходами. Учитывая то, что реки Вятка и Чепца обеспечивают питьевой ресурс Кирова и Кирово-Чепецка, необходимы оценки возможного содержания тяжелых металлов, фосфоритов, нитратов и их влияние на экосистемы и здоровье человека.
3.3. Основные меры по охране водных ресурсов
Важнейшая мера по охране водных ресурсов- бережное их расходо-вание. Сейчас при орошении полей около 20% воды теряется на филь-трацию и испарение. Надежная гидроизоляция дна и стенок каналов позволяет снизить непроизводительный расход воды и препятствует засо-лению почвы в засушливых районах. При использовании дождевальных установок расходуется в 5-6 раз меньше воды, чем при обычном поливе. Другой способ экономного расходования воды для полива – подведение воды непосредственно к корневой системе плодовых деревьев при помощи капельниц. Это позволяет избежать излишнего испарения и строго дозировать поступление воды к растениям.
Наиболее эффективный путь защиты водоемов от загрязнений- это создание безотходного производства, когда отходы одной ступени производ-ственного цикла используются как сырье для другой. Однако в настоящее время не существует универсальной бессточной системы, пригодных для различных отраслей народного хозяйства.
Наибольшее распространение получила очистка сточных вод. Сов- ременные методы очистки позволяют удалить различные примеси из сточных вод на 95-96%. Часто этого бывает недостаточно, но для дальнейшей очистки воды необходимо строить более дорогие очистные сооружения, что экономически невыгодно. Так как сточные воды многих предприятий сложно, дорого, а иногда невозможно очистить до такой степени, чтобы они стали безвредными для растений, животных и человека, их очищают частично и используют в замкнутых оборотных системах. За последние годы такие системы внедрены в нескольких нефтехимических, металлургических и целлюлозно-бумажных предприятиях.
Большое значение имеет очистка стоков, образующихся при мойке машин на предприятиях автотранспорта. После того, как были найдены высокоэффективные нефтеглотающие материалы, потребовалось создать установки, в которых они могли бы наиболее рационально использоваться.
Забота о чистоте воды открывает широкое поле деятельности для общественности. Важную роль в решении этой задачи Всероссийское общество охраны природы отводит молодежи. Контроль уровня загрязнения водоемов прошел путь от отдельных приборов до создания автоматической системы контроля качества воды АНКОС (автоматическое наблюдение контроля окружающей среды-вода) (Приложение 3.3)
3.4. Оценка состояния воды на территории с.Тат-Верх-Гоньба
Река Гоньбинка –впадает в реку Вятка, длина реки – 26 км, площадь водозабора – 151 км2, ширина запретной полосы лесов – 100 метров. Река имеет смешанное питание: таяние снега, дождь, грунтовые воды. В пойме реки слоями лежат иловатые суглинки, супесь, глина, песок с остатками растений, торфа и раковинами пресноводных моллюсков. Встречаются сцементированные натеки окиси железа, обволакивающие растительные остатки.
Нами была изучена береговая зона реки.
Год за годом береговая зона сильно изменяется: изменяется направление русла, местами идет обмеление, растут овраги. Причиной этих изменений наряду с природными факторами является и человеческая деятельность. Нами были выявлены несанкционированные свалки в береговой зоне.
Для оценки качества воды была использована методика школьного мониторинга (приложение 3.4.1, 3.4.2,3.4.3)
Были взяты пробы с двух источников:
Вода обеих источников бесцветная, есть легкий естественный запах.
Вода – слабоминерализована. Сухой остаток составляет 0,2 мг/л – 90 – 96% минеральных солей, следовательно органических веществ небольшое количество, это же показывает и определение кислотности.
Вывод: по данным исследования – водные источники села чистые.
4. РОЛЬ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ В ЗАГРЯЗНЕНИИ ПОЧВЫ
4.1. Состав и особенности почвы
Почва-верхний плодородный слой земли. Почва включает в себя: живую, твердую, жидкую, газообразную фазы, что и составляет плодородие.
Компонентами почвы являются: 1. Минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух; 2. Отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных; 3. Множество живых организмов.
Следовательно, почва- биокосное вещество.
В Малмыжском районе основные типы почв: 1. Дерново-подзолистые почвы южной части подзоны хвойно-широколис-твенных лесов; 2. Серые лесные.
Малмыжский район характеризуется теплым и влажным климатом. Почвы плодородные: больше гумуса, лучше его качественный состав, незначительная почвенная кислотность. Наблюдается дефицит калия и фосфора, 1\3 пахотного клина подвергается эрозийному смыву.
4.2. Основные источники загрязнения почвы
1.Горнопромышленная работа;
2. Строительство предприятий и городов;
3.Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова;
4.Интенсивное загрязнение почвенного покрова: металлами, их соеди- нениями, радиоактивными элементами, удобрениями и ядохимикатами в сельском хозяйстве;
5. Многократная распашка без соблюдения правил агротехники, приводящий к эрозии.
Вместе с урожаем человек изымает из почвы минеральные и органические вещества, тем самым обедняя его. Поэтому необходимо постоянно пополнять запасы этих веществ в почве внесением удобрений. Тщательно удобряя и обрабатывая почву, человек повышает плодородие настолько, что большинство современных возделываемых почв следует считать искусственными. Таким образом воздействие человека на почву может привести к повышению плодородия, а так же к ее деградации, гибели.
4.3. Эрозия почвы. Виды эрозии
К опасным последствиям отрицательного воздействия человека на почвы относится их ускоренная эрозия.
Эрозия- процесс разрушения и выноса плодородного слоя почвы водой или ветром. Естественная эрозия протекает очень медленно, и процессы вымывания и выдувания почв уравновешиваются естественным почвообразо-ванием. При ускоренной эрозии разрушение почвы происходит во много раз быстрее естественных процессов его восстановления. При катастрофических ураганах, ливнях нарушенные человеком почвы могут быть уничтожены в течении нескольких дней и даже часов.
Виды эрозии почвы:
4.4. Исследование состояния почвы на территории с.Тат-Верх-Гоньба
Исследование состояния почвы было проведено методом школьного мониторинга ( приложение 4.4.1)
Для исследования были взяты пробы почвы с двух участков: 1 проба- пришкольный участок; 2 проба- район колхозного гаража (приложение 4.4.2, таблица 4 )
В районе колхозного гаража в почве мало гумуса, низкая кислотность. Загрязнение почвы на территории пришкольного участка не наблюдается.
Вывод: на исследуемых территориях почвенный покров можно охарактеризовать как чистый.
5. ВЫВОД
Основными источниками антропогенной нагрузки на территории с.Тат-Верх-Гоньба являются: фермы КРС, ремонтная мастерская колхозного гаража, газовая котельная, зерновой склад и зерновая сушилка.
Для оценки экологического состояния села были взяты пробы воды, снега, почвы; было проведено биоиндикационное исследование по лишайникам и сосне обыкновенной.
После проведенных исследований мы сделали заключение: антропо-генное влияние на окружающую среду невысокое, исследуемые нами объекты можно охарактеризовать как чистые.
НАШИ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Для поддержания в удовлетворительном состоянии окружающую нас природу предлагаем:
6. ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 2.2.1.
Приложение 2.2.2.
Приложение 2.2.3.
Таблица 1
Определение состояния хвоинок сосны для оценки загрязненности атмосферы
| № | Состояние хвоинок | Участок 1 | Участок 2 | Участок 3 |
| 1 | Общее число хвоинок | 67 | 55 | 63 |
| 2 | Количество хвоинок с пятнами | 22 | 19 | 18 |
| 3 | % хвоинок с пятнами | 32,8% | 324,9% | 28,5% |
| 4 | Количество усыхающих хвоинок | 13 | 8 | 9 |
| 5 | % усыхающих хвоинок | 19,4% | 14,5% | 14,2% |
| 6 | Количество неповрежденных хвоинок | 32 | 28 | 36 |
| 7 | % неповрежденных хвоинок | 47,7% | 50,9% | 57,1% |
Приложение 2.2.4.
Таблица 2
Органолептические показатели характеристики снега
| № пробы | запах | цветность | Цвет высота столба | рН | Окисляе-мость мг О2 \л | Жесткость ммоль экв\л | Сухой остаток мг\л | Минер. часть % | Органич. часть % | ||
| 20° | 60° | 10см | 20см | ||||||||
| Проба 1 | 1б | 1б | Бесцвет | бесцв | бесцв | 6 | 1 | 1-5 | 0,054 | 76 | 24 |
| Проба 2 | 1б | 1б | 0 | бесцв | Бесцв | 6 | 1 | 1-5 | 0,0664 | 80 | 20 |
Приложение 3.3.
АНКОС –автоматическое наблюдение контроля окружающей среды
Приложение 3.4.1.
Определение сухого остатка
Сухой остаток – остаток после выпаривания отфильтрованной пробы воды и высушивание остатка до постоянной массы при t=110-120°С, величина сухого остатка-мг\л
Расчет по формуле (М1 –М2 )*1000
V
М1 –масса пустой чаши (мг)
М2 –масса чаши с сухим остатком (мг)
V- объем воды взятой для определения (мл)
Приложение 3.4.2.
Определение окисляемости
Окисляемость – общее количество содержащихся в воде восстановителей реагирующих с сильными окислителями, измеряется в мг О2 на 1л Н2 О.
Методика: 5мл отфильтрованной воды наливаем в пробирку, добавляем 0,3 мл раствора Н2 SO4 (1:3) и 0,5 мл 0,01Н раствора KMnO4 и оставляем на 20 минут. По цвету раствора оценивается окисляемость.
| Цвет раствора | Окисляемость мг\л |
| Ярко лилово-розовый | 1 |
| Лилово-розовый | 2 |
| Слабо лилово-розовый | 4 |
| Бледно лилово-розовый | 6 |
| Бледно-розовый | 8 |
| Розово-желтый | 12 |
| Желтый | 16 |
Приложение 3.4.3.
Определение жесткости воды
Методика : 5 мл пробы + 2 капли 10% раствора НСl + 3 капли 10% раствора уксусной кислоты +2-3 капли 0,5 Н раствора оксалата аммония.
При появлении мути или осадка:
| Показатели | Жесткостьмоль-экв\л |
| Едва заметная муть | 1-5 |
| Слабая муть | 5-15 |
| Осадок, медленно оседает | 15-50 |
| Большой осадок, оседает медленно | Более 100 |
Приложение 3.4.4.
Показатели воды
| Проба | запах | Цвет-ность | Цвет высота столба | рН | Окисля-емостьмгО2 \л | Жест-костьМмоль экв\л | Сухой остаток мг\л | Минер.часть % | Орган.часть
% |
||
| 20° | 60° | ||||||||||
| 10см | 20см | ||||||||||
| р.Гоньбинка | 1б | 2б | 0 | бесцв | Бесцв | 7-8 | 1 | 1-5 | 0,1398 | 96 | 4 |
| Пруд | 1б | 2б | 0 | Бесцв | бесцв | 7 | 1 | 5-15 | 0,1368 | 92 | 8 |
Приложение 4.4.1.
Кислотность почвы
Признаки кислотности почвы:
1.Наличие растений-хвощ, мох, осока, щавель;
2.Неправильное развитие культурных растений : клевер и люцерна изрежены;
3. Застойная вода-ржавый вид с пленками на поверхности.
Приложение 4.4.2.
Таблица 4
Исследование почвенного покрова
| № пробы | Сухой остаток, г | Гумус, % | Кислотность гидролитическая ммоль экв\100г почвы |
| Проба 1 | 0,086 | 1,7 | 0,021 |
| Проба 2 | 0,119 | 0,19 | 0,017 |
7. Литература