Похожие публикации

Фку сзао города Москвы гбоу сош №1056, л/с 2607542000830261 кбк 07530303020020000180 Дополнительная информация: внеб/счет питание кпп (1)
Документ
Уважаемые родители! В связи с тем, что заказ на питание учащихся формируется за 3 рабочих дня, убедительная просьба принести оплаченные квитанции за д...полностью>>

Смиронова Т. Ю. Максимова М. И. Микрюкова Н. Г. Постнова О. А
Документ
А.- председатель Совета каб. 01, часы приема: понедельник 15.00-1 -30 417- 9-14 Серебренкова Т.Е. и.о.зам.директора по АХР- член Совета Члены Совета: ...полностью>>

«Моделирование и формализация»
Документ
3. Пары объектов, которые не находятся в отношении «объект - модель»: а) компьютер – его фотография; б) компьютер – его функциональная схема; в) компь...полностью>>

Работы первичной организации оо «брсм» уо «кгхптк»
Документ
работник, гр.43, кураторы Мисс колледж— 013 октябрь педагог-организатор, БРСМ, Совет колледжа 7 Исторический экскурс «День седьмого ноября» ноябрь пед...полностью>>



Практическая исследовательская работа по мониторингу воздушной среды

Практическая исследовательская работа
по мониторингу воздушной среды

Роль атмосферы в природных процессах огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафиоле­тового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них - на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования. Чистый воздух необходим для жизни человека, растений и животных. Атмосферные загрязнения оказывают отрицательное влияние на живые организмы, что приводит к сокра­щению численности, видового разнообразия животных и растений, заболеваемости человека.

Основные составные части атмосферного воздуха подразделяют на три группы: постоянные, переменные и случайные.

К первой группе относятся кислород (21 % по объему), азот (около 78%) и благородные газы (около 1 %). Ко второй группе относятся диоксид углерода (0,02­ - 0,04%) и водяной пар. К третьей группе относятся слу­чайные компоненты, определенные местными услови­ями. Так, вблизи металлургических заводов воздух часто содержит диоксид серы, техногенные примеси тяжелых металлов; в местах, где происходит распад органических остатков, - аммиак и другие газообраз­ные и жидкие вещества.

Источников антропогенного характера, вызываю­щих загрязнение атмосферы, а также серьезные нарушения экологического равновесия в биосфере ­множество. Однако самыми значительными из них являются два: транспорт и индустрия.

При работе двигателей на этилированном бензине в выхлопных газах содержатся оксиды азота, соедине­ния свинца (количество свинца в воздухе находится в прямой зависимости от интенсивности движения и может достигать 4-12 мг/мЗ). При работе на серосо­держащем топливе в выхлопах появляется диоксид серы. Тысяча автомобилей с карбюраторным двигателем в день выбрасывает около 3 т угарного газа, 100 кг оксидов азота, 500 кг продуктов неполного сгорания бензина.

При сжигании горючих ископаемых (угля, нефти, газа) большая часть содержащейся в них серы превра­щается в диоксид серы. От индустрии в атмосферу попадают различные загрязнители, прежде всего это диоксид серы, оксиды углерода, аммиак, сероводород, фенол, хлор, углеводороды, сероуглерод, фтор содержа­щие соединения, серная кислота, аэрозольная пыль, тяжелые металлы, радиоактивные соединения и мно­гие другие вредные вещества. Кислоты вместе с дож­дем могут выпадать на поверхность земли, воздействуя на почву, растительность и живые организмы. Известно, что в нейтральной среде значение рН=7, а дождевая вода в относительно чистом воздухе имеет рН = 5,6 вследствие воздействия углекислоты воздуха.

Помимо выбросов химических веществ, серьезны­ми загрязнениями атмосферы являются выбросы боль­шого количества водяного пара, шум, электромагнит­ное излучение, тепловое загрязнение, в том числе выбросы большого количества нагретого воздуха.

Оценку состояния воздушной среды можно сде­лать, используя как климатический мониторинг, так и мониторинг загрязнения. К основным параметрам ме­теорологических исследований относятся температу­ра воздуха (максимальная, минимальная, суточная, среднесуточная); характеристика ветра (скорость и направление); влажность воздуха; атмосферные явле­ния (виды облаков, осадки жидкие и твердые); состо­яние подстилающей поверхности в радиусе до 100 мот места наблюдения (трава зеленая или пожелтевшая; почва сухая пылящая, сухая не пылящая, влажная, мокрая; снег и т. д.).

Обычно климатический мониторинг проводится на метеоплощадке школы. Часть параметров определяется визуально, а для некоторых из них требуются спе­циальные приборы: термометры, анемометры для оп­ределения скорости ветра, психрометры для опреде­ления влажности воздуха.

Оценку состояния воздушной среды можно про­водить в условиях школы с использованием биоинди­кационных, физических и химических методов иссле­дования. Биоиндикация – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов – биоиндикаторов.

Биоиндикационные методы

Сильнейшее антропогенное воздействие на фито­ценозы оказывают загрязняющие вещества в окружа­ющем воздухе, такие, как диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и др. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серо содержащего топлива (работа предприятий тепло­энергетики, котельных, отопительных печей населения, а также транспорта, особенно дизельного).

Устойчивость растений к диоксиду серы различна. Даже незначительное наличие диоксида серы в воздухе хорошо диагностируется лишайниками – сначала исчезают кустистые, потом листоватые и, наконец, накипные формы. Из высших растений повышенную чувствительность к S02 имеют хвойные (кедр, ель, сосна). Устойчивы к загрязнению бересклет, бирючина, клен ясенелистный.

Для ряда растений установлены границы их жиз­недеятельности и предельно допустимые концентрации диоксида серы в воздухе. Величины ПДК (мг/куб. м): для тимофеевки луговой, сирени обыкновенной - 0,2; барбариса - 0,5; овсяницы луговой, смородины золо­тистой - 1,0; клена ясенелистного - 2,0 .

Чувствительны к содержанию в воздухе других загрязнителей (например, хлороводорода, фтороводорода) такие растения, как пшеница, кукуруза, пихта, ель, земляника садовая, береза бородавчатая.

Стойкими к содержанию фтороводорода в воздухе являются хлопчатник, одуванчик, картофель, роза, та­бак, томаты, виноград, а к хлороводороду - крестоц­ветные, зонтичные, тыквенные, гераниевые, гвоздич­ные, вересковые, сложноцветные.

Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию сосны

Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосно­вые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики».

Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. При хроничес­ком загрязнении лесов диоксидом серы наблюдаются повреждения и преждевременное опадение хвои со­сны. В зоне техногенного загрязнения отмечается снижение массы хвои на 30 - 60% в сравнении с контрольными участками.

Ключевые участки для мониторинга загрязнения атмосферы могут иметь большую площадь (например, 1 га), и выбираются в однородном по видовому составу массиве леса.

Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пят­на и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загряз­ненной атмосфере появляются повреждения и снижа­ется продолжительность жизни хвои сосны. Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны состоит в следующем. С нескольких боковых побегов в средней части кроны 5-10 деревьев сосны в 15-20-летнем возрасте отбирают 200-300 пар хво­инок второго и третьего года жизни.

Анализ хвои проводят в лаборатории. Вся хвоя делится на три части (неповрежденная хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания) и подсчиты­вается количество хвоинок в каждой группе. Данные заносятся в рабочую таблицу 1 с указанием даты отбора проб на каждом ключевом участке.

На рисунке показаны различные варианты состо­яния хвои сосны.

Рис. Повреждение и усыхание хвои сосны: 1- хвоинка без пятен; 2, 3- с черными и желтыми пятнами; 4-6 –хвоинки с усыханием

Таблица 1

Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы (измеряемые показатели – количество хвоинок)

Повреждение и усыхание хвоинок

Номера ключевых участков

1

2

9

Общее число обследованных хвоинок

Количество хвоинок с пятнами

Процент хвоинок с пятнами

Количество хвоинок с усыханием

Процент хвоинок с усыханием

Дата отбора проб

Определение состояния генеративных органов сосны обыкновенной (обследование шишек сосны)

Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивной деятельности сосны. Число шишек на дереве снижается, уменьшается число нор­мально развитых семян в шишках, заметно изменяют­ся размеры женских шишек (до 15-20%).

Для проведения исследования в осеннее или зим­нее время на ключевом участке отбирают 100-200 шишек (по 10 шишек с 10- 20 деревьев 30 - 40-летнего возраста) и определяют их линейные размеры штан­генциркулем, мерной лентой или полоской миллимет­ровой бумаги.

Полученные данные вносят в рабочую тетрадь, подсчитывают средние для ключевого участка длину и диаметр шишек и заносят данные в табл. 2.

Полученные результаты сравниваются с результатами прошлых лет. Делается вывод об изменении загрязнения атмосферы.

Таблица 2.

Определение состояния генеративных органов сосны обыкновенной

(измеряемые показатели – размеры шишек сосны)

Средние значения по 10-20 деревьям

(все показатели - средние)

Номера ключевых участков

1

2

...

9

10

Средняя длина шишки, мм

Средний диаметр шишки, мм

Определение загрязненности атмосферы по продолжительности жизни хвои

Информативным по техногенному загрязнению является продолжительность жизни хвои сосны (от 1 до 4-5 и более лет).

С целью определения продолжительности жизни хвои на каждом участке необходимо осмотреть не ме­нее 100-200 деревьев. для удобства про ведения ис­следования методом визуального осмотра выбираются невысокие деревья (в возрасте 10-15 лет). Результаты осмотра заносят в таблицу 3.

Таблица 3.

Определение по продолжительности жизни хвои как оценка загрязненности атмосферы (измеряемый показатель - количество деревьев)

Количество осмотренных деревьев с данной продолжительностью

жизни хвои, Т

Номера ключевых участков

1

2

.. .

9

10

Возраст хвои 4 года и более

В1

Возраст хвои 3 года

В2

Возраст хвои 2 года

В3

Хвоя только текущего года

В4

Определение загрязненности атмосферы по со­стоянию прироста деревьев последних лет

Биоиндикатором загрязненности атмосферы может служить ежегодный прирост деревьев по высоте, ко­торый на загрязненных участках может быть на 20­-60% ниже, чем на контрольных.

Для индикации состояния атмосферы этим методом в сентябре следует визуально осмотреть на ключевых участках сосновый древостой возраста 10-15 лет. На исследуемом участке выбрать направление (например, с севера на юг), вдоль которого подсчитать все деревья подряд, кроме тех, у которых поврежден главный побег. Чтобы измерения были более точными, необходимо об­следовать не менее 100 деревьев, находящихся по воз­можности в разных местах исследуемого участка для исключения случайных факторов, например, вредите­лей (хрущ, пилильщик, сосновая совка). На каждом де­реве измерить длину центрального побега между двумя верхними мутовками (т. е. прирост последнего года) и определить среднюю величину прироста.

По данным таблицы рассчитывают индекс продол­жительности жизни хвои Q сосны по формуле:

1+2В2+1В3

Q = –––––––––––––––

B1+B2+B3

где B1, В2, В3 - количество осмотренных деревьев с данной продолжительностью жизни хвои. Чем выше индекс Q, тем больше продолжительность жизни хвои сосны, а значит - и чище воздух.

Затем проводят расчет средней продолжительнос­ти жизни хвои Q сосны для каждого ключевого учас­тка.

Литература

Экологический мониторинг. Учебное пособие под редакцией Т.Я.Ашихминой. М.: Академический Проспект, 2005, - 416 с.