Исследовательская работа учащихся "Изучение состава и загрязнённости воздуха"
Submitted by Лидия Викторовна Ледяева on Wed, 11/08/2010 - 00:14
Республика Татарстан
Верхнеуслонский муниципальный район
МОУ «Шеланговская средняя общеобразовательная школа»
Исследовательская работа
«Изучение состава и загрязненности
воздуха на территории населенного пункта с. Шеланги»
Работу выполнили учащиеся
8 класса МОУ «Шеланговская СОШ»
Мордвинова А., Николаева О.
Руководитель : учитель химии
Ледяева Л.В.
Май 2008 год
Экспериментальная работа по теме :
Изучение состава и загрязненности воздуха
ЗАДАЧИ:
1.Определить степень загрязненности в атмосфере воздуха села Шеланги.
2.Экспериментально подтвердить наличие твердых примесей в атмосфере воздуха.
В В Е Д Е Н И Е.
Воздух – составная часть атмосферы. Атмосферой называют газообразную оболочку, окружающую Землю, некоторые другие планеты, Солнце. Она состоит из смеси разных газов. Над поверхностью Земли атмосфера простирается примерно на 100 км. Этот относительно тонкий слой оказывает огромное влияние на строение Земли.
Атмосфера состоит из :
- тропосферы ( нижний 12- километровый слой , влияющий на погоду ; содержит взвешенные в воздухе водяные пары , перемещающиеся при неравномерном нагреве поверхности планеты ;
составляет 2/3 массы всей атмосферы ) ;
- стратосферы ( достигает высоты 50 км ; включает озоновый слой с максимальной концентрацией озона на высоте 20 – 30 км ) ;
- мезосферы ( находится на высоте от 50 до 85 км ) ;
- термосферы ( располагается выше 85 км).
Слой, располагающийся выше 80 км и простирающийся до 400 км , включающий мезосферу и термосферу , имеет общее название – ионосфера.
С высотой меняются химический состав и физические свойства атмосферы. Например , при подъеме вверх плотность атмосферного воздуха уменьшается.
Две наиболее важные области атмосферы - это тропосфера и стратосфера.
Примерно 90 % всех молекул, составляющих земную атмосферу , приходится на тропосферу. В тропосфере газы хорошо перемешиваются , так как в результате конвекции теплый воздух поднимается вверх , а более холодный опускается.
Его состав относительно постоянен ( таблица 1 ).
Состав воздуха в тропосфере над незагрязненной территорией
Таблица 1
Газы воздуха тропосферы
Содержание в воздухе,
Молярные проценты
Название
Формула
Азот
Азот
78,08
Кислород
кислород
29,95
Оксид углерода(1У)
Углекислый газ
3,14 на 10 (в минус 2 степени)
Неон
Неон
1,82 на 10 (в минус 3 степени)
Аммиак
аммиак
1,00 на 10 (в минус 3 степени)
Гелий
гелий
5,24 на 10 (в минус 4 степени)
Метан
метан
1,7 – 2,0 на 10 (в минус 4
Степени)
Криптон
криптон
1,14 на 10 (в минус 4 степени)
Водород
водород
5 на 10 в минус 5 степени)
Оксид азота ( 11)
угарный газ
1 на 10 (в минус 7 степени)
Ксенон
ксенон
9 на 10 (в минус 8 степени)
Оксиды азота
монооксид , диоксид
3 на 10 (в минус 9 степени)
Именно такой состав атмосферы нужен для нормальной жизнедеятельности человека , поэтому важно , чтобы он оставался неизменным. Однако различные экологические проблемы приводят к изменению состава воздуха.
В большинстве городов мира воздух загрязнен. Эта проблема ,сегодня , затрагивает и сельские населенные пункты. То чем он засорен , на ладони не ощутить , глазом не увидеть, Но ежегодно на головы жителей городов и сел падает до 100 кг загрязняющих веществ.Загрязнители могут быть естественного ( природного ) или искусственного происхождения. Естественные загрязнители - космические частицы , вулканический пепел и др. , искусственные - отходы производственной деятельности , выбросы транспорта. Основные источники загрязнения – автотранспорт ( 40 – 70 % ), отопление ( 20%), промышленность ( 14%), сжигание мусора ( 5%).
Большой проблемой, для жителей городов и сел, становится запыленность – насыщенность воздуха твердыми частицами. Пылью считаются любые твердые частицы, взвешенные в воздухе. Безвредной пыли не существует. Экологическая опасность её для человека определяется природой и концентрацией в воздухе.
Пыль можно подразделить на две большие группы:
1.Мелкодисперсная пыль состоит из лёгких частиц размером до 10(-6 степени) – 10 (- 5 степени ) м. Она может находиться в воздухе длительное время и , попадая с воздухом в лёгкие при дыхании, накапливается в организме.
2.Крупнодисперсная пыль состоит из тяжёлых и малоподвижных частиц , быстро выпадает из воздуха при отсутствии ветра , образуя пылевые отложения ( например , пыль на мебели , полу , окне и т. д.).
Твердые частицы оседают на поверхности зданий , на почве и растениях, не только загрязняя их , но и затрудняя процессы дыхания растительных объектов. Загрязнение воздуха отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека и животных : механические частицы , дым и копоть в воздухе вызывают лёгочные заболевания.
Запылённость воздуха увеличивается за счёт промышленной пыли, газовых выбросов в атмосферу, распашки почв, опустынивания земель под влиянием деятельности человека.
С О Д Е Р Ж А Н И Е Р А Б О Т Ы .
Опыты по определению состава воздуха и его загрязненности
Опыт 1. Поглощение углекислого газа и выделение кислорода растениями при фотосинтезе.
Цель: рассмотреть процессы поглощения углекислого газа растениями и выделения ими кислорода при фотосинтезе.
Оборудование и реактивы: банка (1 л), воронка, газоотводная трубка, 3-4 ветки комнатного растения , источник света ( настольная лампа ), кристаллизатор ,кусочек мрамора ( мела), лучинка , пластилин , пробирки , гидрокарбонат натрия ( 5% - ный раствор), соляная кислота ( 1:1), спички ,стакан ,элодея.
В литровую банку с притертой пробкой поместили 3-4 ветки комнатного растения (размером чуть меньше высоты банки) с большим количеством листьев. Банку с ветками
заполнили водой, закрыли пробкой и опрокинули в кристаллизатор с водой. Пробку отвели в сторону, а в банку снизу подвели изогнутую стеклянную трубку.
Через трубку заполнили банку на 2/ 3 выдыхаемым воздухом или смесью газов , образующихся при сгорании угля , древесины , и на 1/3 углекислым газом, полученным действием кислоты на мрамор или мел. Вытеснив почти всю воду (для растения оставили слой воды 5 – 10 мм), вынули трубку , снова закрыли банку под водой пробкой, вынули из воды и поставили на стол.
С помощью зажжённой лучинки убедились , что в банке углекислый газ.
Банку закрытую притертой пробкой поставили на свет. При недостатке солнечного освещения использовали электрическое .
Результаты эксперимента.
Через 4 дня проверили наличие углекислого газа в банке с помощью зажженной лучинки.
Лучинка не гасла ,как в начале опыта, а продолжала гореть .
Выводы:
1.Результаты эксперимента подтверждают то , что в процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
Опыт 2. Определение запыленности воздуха по снегу.
Цель: определить запылённость воздуха по снегу зимой.
После появления устойчивого снежного покрова отобрали пробу снега перевернутой литровой стеклянной банкой в разных районах населенного пункта с. Шеланга Верхнеуслонского района Республики Татарстан ( автомобильная трасса у кирпичного завода ОО О «Керамика Синтез» , у стен завода ООО «Керамика Синтез» , у фермы с крупнорогатым
скотом, у школы ).В помещении школы дали снегу растаять и отфильтровали снеговую воду через предварительно взвешенный фильтр.
Высушили фильтр, а затем вновь измерили его массу. Разница в массе показала пылевое загрязнение снега ( для эксперимента были взяты пробы снежного покрова в феврале 2008г.).
Результаты эксперимента.
№ пробы Место взятия пробы Объём Масса
загрязнения
№ 1 автотрасса 400 мл 0,3 г
№ 2 ООО «Керамика Синтез» 400 мл 0,1 г
№ 3 ферма КРС «Луч Синтез» 350 мл -
№ 4 школа 400 мл -
Выводы:
Загрязнение воздуха вызвано хозяйственной деятельностью человека. Большое загрязнение атмосферы воздуха вызывают промышленные предприятия и автотрасса.
Опыт № 3. Оценка загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны.
Цель: определить загрязнение воздуха по состоянию хвои сосны.
Выбрали несколько молодых сосен и осмотрели их хвою на побегах предыдущего года.
Определили класс повреждения и усыхания хвои, используя рисунок и данные таблицы 2, учитывая , что более светлый участок на концах хвоинок в оценку не включается.
Для исследования была взята ветка сосны растущей в посадке у завода
ООО «Керамика Синтез» с общим числом хвои 425 пар.
Результаты эксперимента :
Таблица 2
Класс повреждения хвои Класс усыхания хвои
1 – хвоинки без пятен - отсутствуют 1 - нет сухих участков - 362 пары (85%)
2 -хвоинки с небольшим числом 2 – усохли кончики хвоинок на 2-5 мм-
30 пар (7%)
мелких пятен – отсутствуют
3 – хвоинки с многочисленными 3 – хвоинки усохли на треть длины –
33 пары (8%)
чёрными и желтыми пятнами, 4 - все хвоинки желтые или более чем
мелкими , крупными – отсутствуют. наполовину сухими – отсутствуют.
Выводы : Загрязнение воздуха выбросами хозяйственной деятельности человека оказывает
влияние на состояние растения.
Опыт № 4. Исследование содержания твёрдых примесей в воздухе помещений и на улице.
Цель : определить содержание твёрдых примесей в воздухе помещений.
Оборудование : листы плотной бумаги , клейкая лента, микроскоп.
Вырезали из плотной бумаги прямоугольники размером 10 Х 6 см , а в центре – прямоугольник размером 3 Х 2 см . Заклеили внутренний прямоугольник липкой лентой. Всего заготовили – 8 таких образцов .
Поместили подготовленные образцы в 7 разных местах : у окна , выходящего на дорогу у школы, в кабинетах информатики , географии , химии во время их уборок и т .д.
Через 4 часа собрали образцы и оценили качество воздуха вначале визуально, затем с использованием микроскопа. Сосчитали число твёрдых частиц на каждом образце.
Таблица 3
Образцы Размеры частиц Количество частиц
( более 1 мм, менее 1 мм )
№ 1 кабинет химии менее 1 мм февраль/апрель 24/25
№ 2 кабинет информатики менее 1 мм февраль/апрель 25/25
№ 3 кабинет истории менее 1мм февраль/апрель 27/29
№ 4 коридор 1 этажа менее 1 мм февраль/апрель 22/21
№ 5 коридор 2 этажа менее 1 мм февраль/апрель 24/27
№ 6 кабинет биологии менее 1 мм февраль /апрель 21/26
№ 7 у здания школы менее 1 мм февраль/ апрель 22/25
Выводы :
Результаты показали, что содержание твердых веществ в атмосфере воздуха зависит и от времени года . Так зимой , в сравнении с весной, содержание твердых частиц в атмосфере воздуха меньше. Содержание твердых частичек пыли в помещении зависит и от проветриваемости помещения , от частоты влажной уборки .
Рекомендации:
1.При строительстве промышленных предприятий и автотрасс необходимо учитывать удаленность жилого сектора.
2.Исключить сбор грибов и ягод у промышленных предприятий и вдоль автотрассы.
3.Проводить влажную уборку помещений в любое время года ежедневно.
