Качественное определение катионов

Третий этап работы определение катионов качественное и количественное. Для исследования образцов почв города при выполнении аналитических реакций были использованы визуальный метод, макро и полумикрометоды качественного химического анализа. Химические реакции проводились в лаборатории ООО "Пермэнергоаудит" и на предметных стеклах (капельных пластинках) при нормальных условиях там же.

Анализ проведен в небольшом объеме, что объясняется ограниченной доступностью в реактивах. В работе использованы наиболее простые методики качественного химического анализа, что связано с ограниченными возможностями. Качественный анализ проведен с помощью химических реакций, сопровождающихся заметными внешними изменениями.

3.3

Все лабораторные исследования показали:

кислотность почвы:

Двор – средне-кислая почва(5,5 – 6 Ph)

Парк им. Балатова – слегка щелочная(7,5-8 Ph)

Данные показания нам ярко показывают, что плотная застройка влияет на химический состав почвы, ведь на всей территории горда Перми основной слой почвы одинаков. Проверим содержание катионов тяжёлых металлов.

Качественное определение катионов:

Двор –калий, железо, медь и цинк

Парк им. Балатова –калий, кальций, магний

Данные о катионах подтверждают ещё раз то, что город ярко влияет на химический состав почвы.

Проведение социального опроса.

На опрос с вариантами ответов «за», «против» и «нейтрально» 100 человек ответило так:

Где вопросы были такими:

Как вы относитесь к плотной застройке города?

Ухудшает ли застройка территории города качество почвы?

Влияет ли качество почвы города на жизнь его жителей?

Как вы относитесь к озеленению своего двора?

Должна ли администрация города следить за качеством почв?

Должны ли люди меньше загрязнять почвы города мусором?

Считаете ли вы, что экология города это важно?

Есть ли в вашем дворе детская площадка?

Ещё по нескольким вопросом мы вывели следующие данные:

Среднее количество людей, которые выходят во двор – 410

Средняя площадь двора – 143

Средняя площадь земли во дворе на человека – 3

Среднее количество машин во дворе – 33

Из данных опроса можно легко понять, что во дворе земля более чем переуплотнённая, что негативно будет сказываться на её химическом составе и свойствах.

Выводы:

Было исследовано два образца почв г. Перми, взятые из разных мест: пересечение улиц М.Горького и Краснова(проба №1), парк им. Балатова(проба №2) . При исследовании двух образцов обнаружено что в лесопарке почва менее кислая, и в ней не содержится опасных для человека веществ; во дворе обнаружена повышенная кислотность почвы и нахождение в ней опасных тяжёлых металлов.

Заключение

Много лет стремясь покорить природу и господствовать над ней, человек неожиданно для себя оказался на грани экологической катастрофы. Нехватка чистой воды, загрязнение Мирового океана - это проблемы, ставшие перед человечеством, грозя гибелью и требуя немедленного решения. Но для этого требуются совместные усилия всех людей, независимо от места жительства и рода занятий, необходимо соответствующее перераспределение средств, отказ от некоторых материальных благ в пользу экологических программ, перестройка не только производственных технологий, но и образа жизни и мышления, строительство вместительных бесплатных парковок. Почвы являются важнейшим компонентом окружающей природной среды, возобновляемым, ограниченным и уяз­вимым природным ресурсом, используются и охраняются в Российской Федерации как основа жизнедеятельности народов, проживающих на ее территории, обеспечивают экономическое, социальное, экологическое благополучие населения, существование живого и растительного мира.

Подводя итоги исследовательской работы, хочу сказать, что предположение подтвердилось: плотная застройка оказывает огромное влияние на свойства почв, а именно загрязнение бытовым и строительным мусором, загрязнение химическое за счет промышленных выбросов и автомобильных выхлопов. Но самый масштабный урон наносится почвенному покрову за счет отчуждения под строительные объекты и дороги.

Чтобы предотвратить трагедию загрязнения почв, необходимо в первую очередь жителям не сваливать мусор и бытовые отходы , так как это тоже имеет весьма сильное влияние на санитарно-гигиеническое состояние. Необходимо шире использовать альтернативные виды топлива при эксплуатации автомобильного транспорта. Необходимо вести постоянный контроль за химическим состоянием биосферы (мониторинг), анализировать эволюцию химических загрязнений, работать над повышением уровня экологической культуры личности, беречь и охранять окружающую среду. Целесообразно проведение экологических конференций. Отходы необходимо перерабатывать в экологически чистые органические и органоминеральные удобрения.

Немалая роль в охране окружающей среды от загрязнения по праву принадлежит школьникам.

 

Литература

Данилова В.И. «Экологические проблемы»;

1. Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков «Окружающая среда и человек», издательство «Высшая школа», 1986 г.

2. А.И. Воронцов, Н.Г. Николаевская «Вопросы экологии и охраны окружающей среды», Москва, 1986 г.

3. Безуглова О. С., «ВЛИЯНИЕ ГОРОДА НА СВОЙСТВА ПОЧВ

, 2011 г.

 

К процессам деградации почв относится их переуплотнение. Как правило, почвы города сильно переуплотнены с поверхности, в корнеобитаемом слое. Уплотнение почв приводит к уменьшению их пористости, а значит, к уменьшению влагоемкости и воздухопроницаемости почв. От величины пор зависит продвижение воды в почве. Наблюдается зависимость между плотностью почвы и водопроницаемостью. Так, водопроницаемость естественных почв на 60% выше по сравнению со средневытоптанным участком и в 4 раза выше по сравнению с сильновытоптанным. Средняя плотность городских почв составляет 1,4…1,6 г/см³. В то время как оптимальная плотность пахотного горизонта для большинства культурных растений составляет 1,0…1,2 г/см³, а граница переуплотнения горизонта и прерывание развития корней начинается с величины 1,4 г/см³ для суглинистых почв и 1,5 г/см³ для песчаных. Твердость почвы на уплотненных участках города составляет 40…45 г/см², тогда как для нормального роста трав эта величина должна быть в два раза меньше. Сильное уплотнение почвы ведет к созданию в корнеобитаемом слое условий, близких к бескислородному, особенно в период продолжительных дождей. В таких условиях затрудняется рост корней древесных и травянистых растений и нарушается процесс их естественного возобновления. В уплотненных почвах масса корней в 2,5…3 раза меньше, чем в неуплотненных. Хорошо предохраняет почву от переуплотнения лесная подстилка, а также дернина.

Земли отчуждаются под жилые здания, промышленные объекты, дороги. Застроенные или замощенные земли в крупных городах занимают до 70…90% городской территории. Запечатанные асфальтом, жилыми и промышленными постройками почвы практически непроницаемы для осадков и, в меньшей мере, для воздуха. Запечатанные почвы имеют измененные водный, воздушный и тепловой режимы. Для них характерны условия повышенной влажности, дефицита кислорода, меньшего градиента температуры.

Почвы, запечатанные под зданиями, без естественного насыщения воздухом переувлажняются. Это вызывает повышение влажности в подвалах и ведет к разрушению фундаментов. Одной из мер уменьшения негативного воздействия запечатывания почвы является создание вокруг каждого здания буферной зоны.

Излишнее покрытие почвы асфальтом в лесопарках, скверах, бульварах и прочих аналогичных территориях также неблагоприятно: корни, попадающие под асфальт, гибнут в бескислородных условиях. Асфальтовое покрытие практически полностью экранирует почву от поступления кислорода с атмосферным воздухом. В почву под асфальтом дорог кислород может поступать из граничащих с ней участков. Фиксируется прямая связь между количеством кислорода в центре дороги и ее шириной. В почвах асфальтированных территорий города развиваются специфичные бескислородные виды микроорганизмов. Часть почв городской территории отчуждается захламлением бытовыми и строительными отходами. При этом свалки отходов становятся источниками химического загрязнения почв, а также атмосферного воздуха и грунтовых вод.

Загрязнение почв в результате выбросов в атосферу предприятиями отработанных химических связей приводит к изменению химического состава и ухудшению качества грунтов, вызывает целый ряд негативных последствий вплоть до потери способности к взращиванию растений и самоочищению. Вредные вещества поступают в почвы городов в результате разрушения и строительства зданий, выбросов транспорта, металлургических, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, энергетических станций, слива сточных вод, применения противогололедных химикатов.

Наиболее опасные компоненты техногенного загрязнения почв – тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь и др. Тяжелые металлы поступают в почву в основном из воздуха, вовлекаются в биологический круговорот, передаются по цепям питания и вызывают целый ряд негативных последствий для здоровья человека. Тяжелые металлы блокируют течение многих биохимических реакций, уменьшают скорость разложения органических веществ в почве. Только водорастворимые подвижные формы металлов способны переходить в водный раствор почвы и уходить за пределы почвенного профиля в грунтовые воды. В настоящее время для многих крупных городов составляются картосхемы загрязнения земель тяжелыми металлами.

Противогололедные соли: хлориды кальция, натрия и др., которыми посыпают тротуары и дороги зимой, попадают в почву с поверхностными стоками и дренажными водами. С присутствием этих солей связывается повышенная щелочность среды корнеобитаемого слоя городских почв. Другой причиной щелочности городских почв считают высвобождение соединений кальция из отходов строительства (бетонной крошки, цементной пыли, строительного мусора, обломков кирпича) под действием кислотных атмосферных осадков [80]. Высокая щелочность почвы может сделать ее непригодной для роста растений.

Загрязнение почв природным газом в местах его утечки из городских коммуникаций вызывает изменение газового состава почв. Это может приводить к усыханию деревьев и кустарников, а также вызывать активное развитие групп анаэробных микроорганизмов. Микроорганизмы участвуют в окислении природного газа, употребляя кислород и продуцируя углекислый газ. Область влияния утечки газа зависит от интенсивности последней и может иметь радиус до 20 м.

Почвы городских территорий подвержены загрязнению патогенными организмами, яйцами гельминтов и личинками насекомых, отдельные группы которых могут обуславливать возникновение и передачу заболеваний различной этиологии (кишечные инфекции, гельминтозы, паразитарные заболевания). Большую санитарную опасность представляют собой возбудители кишечной инфекции, попадающие в почву с фекальными массами. В фекальных осадках могут содержаться также представители патогенной микрофлоры – возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунтах. К ним относятся возбудители столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и др. микробы. Почвы способны освобождаться от бактерий. Даже при очень сильном бактериальном загрязнении самоочищение почв происходит в течение нескольких месяцев. Существенную роль в этом процессе играет тип почв и степень их загрязнения.

Загрязнение почв сопровождается распространением ее загрязнителей в других средах: воздухе и воде. Вредные вещества почвы переходят в растения.

Основнаяэкологическая функция городских почв – очищение городской среды от загрязнения ее вредными веществами. Эта функция связана с поглотительными, адсорбционными и биологическими функциями почв. Почвы эффективно изымают, преобразуют и нейтрализуют различные загрязнители. Почвы города поглощают вредные газообразные вещества, в том числе от автотранспорта, ТЭЦ, промышленных предприятий, и регулируют состав атмосферного воздуха. Прямое участие почвы в преобразовании состава воздуха определяется живущими в ней микроорганизмами, участвующими в реакциях микробиологического окисления газов.

Почва является хорошим биогеохимическим барьером для большинства токсичных соединений (тяжелых металлов, пестицидов, нефтепродуктов и др.) на пути их миграции из атмосферного воздуха города в грунтовые воды и речную сеть. Через почву поверхностные сточные воды попадают в грунтовые воды, водоемы и водотоки. При этом почва играет роль очистного фильтра. Почва является хорошим антисептиком, уничтожая патогенные микроорганизмы, разлагая органические остатки и продукты обмена живых организмов. Однако насыщение почв загрязнителями имеет предел, в границах которого они могут функционировать. Превышение этого предела приводит к развитию патологии почв.

Одно из основных требований к почвам города – обеспечение оптимальных условий произрастания зеленых растений. К факторам, определяющим плодородие почв, следует отнести достаточное обеспечение их питательными веществами, значение водородного показателя, плотность почв, загрязнение тяжелыми металлами, углеводородами и другими токсичными веществами.

Показатели и оценка экологического состояния городских почв.Основными загрязняющими веществами почв являются металлы, нефтепродукты, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды. Они попадают в организм человека главным образом через среды, контактирующие с почвой: через воздух и воду. То есть почвы являются источниками вторичного загрязнения сред и в первую очередь для городских условий, приземного слоя атмосферного воздуха. Загрязняющие вещества почвы могут переходить в организм человека по пищевым цепям (через растительные и животные продукты питания). Кроме того, загрязнение почвы понижает ее способность к самоочищению от болезнетворных и др. микроорганизмов, что создает эпидемиологическую опасность для населения города. Поэтому с гигиенических позиций загрязнение почвы химическими веществами оценивается уровнем ее возможного негативного влияния на воздух и воду, на пищевые продукты, непосредственно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения. Оценка уровня загрязнения почв города проводится по двум показателям: коэффициенту концентрации химического вещества К_С и суммарному показателю загрязнения Z_С. Коэффициент К_С определяется как отношение реального содержания вредного вещества в почве С_i к фоновому С_ф: К_С = С_i / С_ф .

Тяжелые металлы почвы являются индикаторами загрязнения атмосферного воздуха и другими загрязнителями. Поэтому показатель Z_С отражает дифференциацию загрязнения воздушного бассейна города как комплексом тяжелых металлов, так и других распространенных ингредиентов (пыли, оксида углерода (II), оксидов азота, оксида серы (IV)).