Научно-исследовательская работа по экологии: Определение состояния атмосферыАвтор(ы): Катаева Галина Юрьевна, учитель биологии
Откуда в биосфере – углекислый газ Наряду с кислородом углекислый газ играет очень важную роль в процессах, происходящих в биосфере. Углекислый газ (диоксид углерода) – это вещество, существующее обычно в газообразном состоянии. В воздухе всегда содержится небольшое количество углекислого газа – около 0,4 литра в 1000 литрах воздуха. Большая часть углекислого газа поступает в воздух в результате жизнедеятельности различных организмов, населяющих нашу планету. Некоторая часть углекислоты поступает в атмосферу в результате таких естественных процессов, происходящих на планете, как вулканическая деятельность. Значительная часть углекислоты в настоящее время появляется в воздухе вследствие сжигания органического топлива, содержащего углерода ( древесина, каменный уголь, нефтепродукты, природный газ ). Для нормальной деятельности человеку необходимо незначительное количество углекислого газа. Он имеет важное значение в регуляции таких важнейших процессов, как дыхание и кровообращение, и некоторые другие функции организма. Но превышение концентрации углекислого газа в воздухе, а затем и в крови человека может причинить вред и даже стать причиной смерти. Мы получаем кислород из воздуха, которым дышим. Кислород поступает в кровь. Там он соединяется с питательными веществами и в результате химических реакций превращается в углекислый газ, который возвращается в легкие и выдыхается. Точно так же процесс образования углекислоты происходит в организме животных. Растения также испытывают жизненную необходимость в углекислом газе. Они поглощают углекислый газ из воздуха через поры в листьях. В клетках растений он соединяется с водой, а затем с помощью энергии солнечного света эти вещества превращаются в углеводы и другие вещества, необходимые растениям для нормальной жизнедеятельности. Растение при этом выделяет кислород. Растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Люди и животные, наоборот, вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ. Таким образом, поддерживается относительно постоянное количество кислорода и углекислого газа в воздухе. В последнее время вследствие сжигания большого количества топлива в промышленности и на транспорте происходит нарушение теплового баланса на планете, так как углекислый газ относится к парниковым газам. Загрязнение воздушной средыРоль 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.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/м3). При работе на серосодержащем топливе в выхлопах появляется диоксид серы. Тысяча автомобилей с карбюраторным двигателем в день выбрасывает около 3т 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, фторсодержащие соединения, серная кислота, аэрозольная пыль, тяжелые металлы, радиоактивные соединения и многие другие вредные вещества. Кислотные оксиды вместе с дождем могут выпадать на поверхность земли, воздействия на почву, растительность и живые организмы. 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 газа. На занятиях творческого объединения “Антропоген” мы решили исследовать чистоту воздуха нашего поселка. Оценку состояния воздушной среды проводили в условиях школы с использованием биоиндикационных, физических и химических методов исследования. Из бионикационных методов мы использовали определение степени чистоты воздуха по хвое сосны обыкновенной и лишайникам. Кроме того, чистоту воздуха можно определить по химическому анализу снегового покрова, кислотности дождевых осадков и запыленности воздуха. Биоиндикационные методыСильнейшее 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 серосодержащего 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 листовые и, наконец, накипные формы. Из высших растений повышенную чувствительность к оксиду серы имеют хвойные (кедр, ель, сосна). Устойчивые 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, гераневые, гвоздичные, вересковые, сложноцветные. Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию хвои сосныСчитается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого настоящее время за “эталон биодиагностики”. Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические 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 30-60% в сравнении с контрольными участками. Для мониторинга загрязнения атмосферы мы выбрали участки соснового леса разноудалённые от обогатительной фабрики, как основного загрязнителя воздуха. На каждом участке взяли пробы хвои и проанализировали.Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферыВ лесных незагрязненных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зелёные пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязнённой атмосфере появляются повреждения, и снижается продолжительность жизни хвои сосны.Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны стоит в следующем. С нескольких боковых побегов в средней части кроны 5-10 деревьев сосны в 15–20–летнем возрасте мы отобрали 200– 300 пар хвоинок второго и третьего года жизни. Всю хвою разделили на три части (неповреждённая хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания), и подсчитали количество хвоинок в каждой группе. Данные занесли в рабочую таблицу. Все пробы брались в течение одного месяца. Обработанные данные вносятся в таблицу экопаспорта. По этим результатам мы можем судить о загрязнении воздуха на территории посёлка и можем проследить изменения загрязнения атмосферы в дальнейшем. 1 2 3 4 5 6 1 – хвоинки без пятен; 2, 3 – хвоинки с черными и желтыми пятнами; 4,5,6 – хвоинки с усыханием. Таблица Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы поселка Мундыбаш
1 участок – контрольный ( природный ландшафт) – район б/п Красный луч. 2 участок – сосновые посадки к югу от поселка. 3 участок – сосновые посадки в конце улицы Буденного. 4 участок – сосенки на территории поселка. Из диаграммы и таблицы можно пронаблюдать зависимость качества хвои от чистоты воздуха по мере удаленности от поселка. Почему грязный воздух губит деревья?Во всем мире загрязнение воздуха, вызванное сжигаемого топлива, наносит невосполнимый ущерб хвойным лесам. Сильно пострадали, так как менее устойчивы по сравнению с лиственными, хвойные массивы в России и Скандинавии, Германии и Соединенных Штатах. Гибнут ранее высокопродуктивные леса, и в этом не виноваты ни болезни, ни вредители. Главная причина гибели деревьев – загрязнение воздуха и связанные с ним кислотные дожди и накопление озона в приземных слоях атмосферы. Ученые установили, что кислотные дожди и озон оказывают неблагоприятное влияние на деревья двояким способом. Во – первых, они непосредственно разрушают хлорофилл в клетках хвои и, нарушая фотосинтез, ослабляют деревья. Во– вторых, эти загрязнители способствуют вымыванию из почвы важных для растений питательных составляющих – магния, калия и кальция. Это еще больше ухудшает положение ослабленного дерева. Признаки ухудшения питания можно обнаружить, если внимательно присмотреться к городским соснам. Пожелтение хвои и усыхание вершин – верный признак тяжелого недуга, вызванно...
Простая ссылка на эту страницу:
Ссылка для размещения на форуме:
HTML-гиперссылка:
Добавлено: 2011.04.08 | Просмотров: 5107 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
