Исследовательская работа на тему:
«Чистый, белый снег…»
Раздел
«Экология среды обитания»
работа подготовлена
учащимся 4 г класса
МБОУ-НШ №37
Руководитель
учитель начальных классов
г. Сургут, 2015год
Оглавление
Оглавление | 2 |
Введение | 3 |
Глава 1 Теоретическая | 5 |
Глава 2 Практическая | 9 |
Заключение | 21 |
Список литературы | 23 |
Введение
Многие малыши и некоторые мои одноклассники не прочь есть вновь выпавший снег и облизывать сосульки, несмотря на категорические запреты взрослых. Мне захотелось узнать: а может быть, взрослые зря возмущаются, и белый снег чист и не хуже мороженого. Да и бабушка говорила, что раньше в деревне, когда она была маленькой, они часто топили снег, мылись топленым снегом в бане и даже пили чай. А откуда в нем грязь? Посмотрите он же белый, пушистый и чистый. Возможно ли это сейчас? И кто прав мы дети или взрослые, предстоит разобраться.
Актуальность.
Я решил провести анализ талой воды, и определить в какой степени загрязнен снег и как окружающая среда оказывает влияние на качество снега.
Цель: изучить методом визуального анализа талый снег для определения, насколько чист выпавший снег и можно ли, не опасаясь отравления, есть снег и использовать его в пищу.
Задачи:
1. Определить, качество снега и пригодность его для употребления в пищу.
2. Определить какие факторы влияют на качество снега.
3. Обобщить собранный материал, полученный в результате исследования.
Объект исследования: снег, взятый из разных участков города
Предмет исследования: анализ талой воды полученной из разных мест.
Методы исследования:
Теоретический:
1. Изучение энциклопедической литературы по теме;
2. Поиск недостающей информации в Интернет.
Экспериментальный:
1. Отбор пробы снега.
2. Подготовка талой воды к анализу.
3. Проведение визуального анализа.
4. Изучение литературы.
5. Изучение материалов Интернет-сайтов.
Гипотеза:
В зависимости от источника загрязнения и его удаленности изменяется и состав снегового покрова
- чем выше от земли будет снег, тем снег будет чище
- чем дальше от дороги, тем чище снег.
Таким образом, я предполагаю, что самые чистые пробы будут получены из парковых зон, с машины и из-за окна.
Часть 1. Теоретическая
О снеге и воде.Снег является одним из непременных атрибутов зимы. В России снежный покров устанавливается практически на всей территории страны. В Западной Сибири, в том числе в Тюменской области первый снег обычно выпадает в конце октября начале ноября, снежный покров устанавливается во второй половине ноября, а сходит полностью в мае.
Снег — это замерзшая вода, а как мы знаем, лед бесцветный
Снег образуется, когда вода, находящаяся в атмосфере в виде пара, замерзает. Пар замерзает, и получаются чистые, прозрачные кристаллы. Движение воздуха заставляет эти кристаллы летать вверх и вниз. Двигаясь хаотично, кристаллы соединяются друг с другом или вокруг крохотных частичек, которые постоянно присутствуют в воздухе. Когда кристаллов собирается слишком много, они падают на землю в виде снежинок.
Мы считаем, что снег бывает только белым. Но были такие случаи, когда выпадал цветной снег. Один такой случай был описан Чарльзом Дарвином. Во время одной своей экспедиции он заметил, что копыта мулов покрылись красными пятнами, после того как они прошлись по выпавшему снегу. Покраснение снега было вызвано присутствием пыльцы красного цвета, которая находилась в воздухе, когда начал падать снег.
Появляющиеся кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Кристаллы, из которых состоят снежинки, организованы определенным образом. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок. Каждая грань шестиконечной звезды точно похожа на другую. Хотя все грани одной снежинки похожи друг на друга, едва ли можно встретить две одинаковые снежинки.
Снег является хорошим индикатором распространения загрязнений вокруг населенных пунктов. Загрязняющие вещества выпадают из атмосферы в сухом виде и с осадками и накапливаются в снежном покрове на больших расстояниях от источников — промышленных предприятий, транспортных коммуникаций и т. п. В снежном покрове может находиться во много раз больше загрязняющих веществ, чем в атмосфере. Он загрязняется поэтапно. Отдельные снежинки вбирают в себя загрязняющие вещества из атмосферы, поэтому выпавший снег уже является не чистым, а токсичным. Особенно сильно загрязнен снег, который выпал в промышленных районах, а также рядом с автомобильными трассами, у котельных.
Основными источниками загрязнения снега в нашем районе является автомобильный транспорт и сажа, которая является продуктом горения топлива.
В течение зимы вредные вещества продолжают поступать в окружающую среду, так как деятельность человека продолжается круглый год. Определить какие именно вещества, поступают в атмосферу и каковы последствия их влияния на окружающую среду можно в зимний период с помощью анализа снежного покрова данной территории. Сделав анализ можно точно определить загрязнение, какими веществами наиболее опасно для здоровья человека и природы. Так же можно сделать прогноз о последствиях выбросов в атмосферу выхлопных газов и других твёрдых частиц.
Методы исследования снега.
Если растопим снег, то получим воду. Проверить воду дома в домашних условиях можно только на органолептику – цвет, вкус, запах, мутность. Остальные важные показатели должны проверяться специальными лабораториями.
При лабораторном анализе воды в ней проверяются следующие показатели:
1)Технологические показатели качества воды: содержание в ней железа, жесткость, кислотность воды, и др.)
2)Токсикологические показатели качества воды: содержание нитратов, фосфатов, органики, тяжелых металлов и др.)
3)Показатели бактериального и санитарно-химического загрязнения: наличие в воде вредных бактерий, кишечной палочки и др.
Пригодная для питья вода должна удовлетворять, как минимум следующим требованиям:
- отсутствие в воде такого количества веществ, как природного, так и другого происхождения, которое может причинить вред организму человека;
- отсутствие в воде большого количества болезнетворных организмов. Иными словам вода должна быть безопасной с точки зрения эпидемиологии;
- вода по цвету прозрачная и лишена неприятного запаха или привкуса.
Методика органолептического анализа талой воды.
Для органолептического анализа снега использовалась следующая методика
В качества стандарта была взята чистая водопроводная вода, пригодная для питья.
Отбор образцов снега
Отбор образцов снега проводился в нескольких точках города
Отбор проводился на открытом участке Снег помещался в 200 мл баночку и закрывался крышкой. Баночка помечалась номером. Образцы приносились домой, снег таял. Полученную талую воду использовал для анализов.
Определение внешнего вида снега
Перед отбором образца снега поверхность снежного покрова осматривалась на определение внешнего вида снега. Снег выбирался визуально чистый.
Анализ талой воды
Запах воды
Для определения запаха талой воды мы оценивали запах воды сразу поле открывания баночек (перед открыванием встряхивали воду в баночки вращательными движениями) при комнатной температуре.
Повторно запах определялся через 3 дня. По аналогичной методике.
Наличие углеводородной пленки
Вода в баночке отстаивалась в течении суток и отмечалось наличие радужной пленке.
Цвет воды
Для описания цвета воды используют обычные ее названия: бесцветная, светло-желтая, зеленая, светло-зеленая, бурая и т. д.
Проба воды сравнивалась с контрольной. В качестве контроля используют баночка, заполненный на питьевой водопроводной водой. Затем обе баночки рассматривают сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении.
Наличие осадка и мутности
Мутность воды - мера содержания в ней взвешенных частиц, различных по происхождению. Это могут быть частицы глины, ила.
Для определения осадка воду отстоять в течение суток, определить, образуется ли осадок после отстаивания воды. Если осадок образуется, то определить его интенсивность, предположить, чем обусловлен осадок, цвет осадка.
После оценки мутности, колбу с водой взболтать, профильтровать через фильтр (ватный диск).
использованный фильтр сравнить с контрольным и оценить количество и качество загрязнений.
Таким образом, мы выяснили, что снег, как губка, поглощает загрязняющие вещества, которые выбрасывают разные предприятия, выхлопные газы автомобилей, природные материала, отходы жизнедеятельности животных и пр. Анализируя талый снег можно определить наличие и характер загрязнений в атмосфере и на поверхности земли. Изучив разнообразные методы исследования снега, мы определи критерии анализа снега и способы изучения снега, доступные в домашних условиях.
Часть 2. Экспериментальная.
Я взял 11 одинаковых баночек 200 мл (из-под детского питания), вымыл их и пронумеровал от 1 до 10 и К (контроль).
Для чистоты эксперимента я взял 10 проб снега из разных мест города. Места я выбирал по принципу знакомости, т. е. те места, где я чаще всего бываю. При этом в список мест вошли места рядом с домом (моим, бабушки), школой (моей и маминой) и парковые зоны (Сайма, Кедровый лог и Энегретиков). Снег я брал с земли, с машин и даже за окном, т. е. на разном уровне от земли и на разном удалении от проезжей части. К сожалению, не удалось найти место в городе, где снег был бы и высоко над землей и далеко от дороги.
номер | место | Близость дороги | Высота над землей | фотоотчет |
1 | Парк Энергетиков | Дорога далеко | С земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
2 | ШКОЛА СКОШ 8 ВИДА | Рядом внутри дворовый проезд | С земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
3 | С АВТО СТОЯКИ | Рядом внутри дворовый проезд | С земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
4 | С МАШИН | Рядом внутри дворовый проезд | 1 метр от земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
5 | Дом бабушки | Рядом внутри дворовый проезд | С земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
6 | СК факел | Рядом внутри дворовый проезд | С земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
7 | Кедровый лог | Дорога далеко | С земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
8 | Школа № 37 | Рядом внутри дворовый проезд | С земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
9 | Парк Сайма | Дорога далеко | С земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
10 | С отлива за окном | Дорога рядом | Высоко от земли | Фотографии учащегося с места забора снега |
11 | контроль | - | - | Фотографии учащегося с места забора снега |
Все пробы были отобраны в течении 1 часа. Снег я выбирал по принципу «визуальной чистоты», с верху, т. е. тот снег, который мог бы быть съеден. Набирал снег полные баночки, не утрамбовывая снег.
В ходе отбора я записывал место где брался каждый из образцов и как выглядел снег.
В качестве контроля чистоты, в одну из баночек (К) налил 100 мл водопроводной воды.
После того как все образцы были отобраны, баночки я занес в дом и оставил их таять при комнатной температуре.
После того, как весь снег растаял, я оценил чистоту полученной воды по следующим критериям: прозрачность, наличие осадка, наличие частиц загрязнения в воде, наличие запаха. Кроме того, я измерил объем талой воды.
номер | место | прозрачность | Наличие осадка | Грязь в воде | фото |
1 | Парк Энергетиков | + | 0 | + | Фотография талого снега |
2 | ШКОЛА СКОШ 8 ВИДА | + | + | + | Фотография талого снега |
3 | С АВТО СТОЯКИ | - | + | + | Фотография талого снега |
4 | С МАШИН | - - | ++ | ++ | Фотография талого снега |
5 | Дом бабушки | + | + | + | Фотография талого снега |
6 | СК факел | - | ++ | + | Фотография талого снега |
7 | Кедровый лог | + | ++ | ++ | Фотография талого снега |
8 | Школа № 37 | + | + | 0 | Фотография талого снега |
9 | Парк Сайма | + | ++ | ++ | Фотография талого снега |
10 | С отлива за окном | -- | ++ | ++ | Фотография талого снега |
11 | контроль | + | 0 | 0 | Фотография талого снега |
Оценка воды фиксировалась на фотоаппарат, рассматривалась на компьютере под большим увеличением и результаты визуального анализа заносилась мною в таблицу.
Из анализа таблицы мы видим, что все образцы (кроме контрольного) имеют видимое загрязнение:
Практически все (9) имеют осадок
Практически все (9) имеют видимые частицы грязи
И лишь 1 образец имел небольшой запах – с машин запах выхлопных газов, в этом образце отмечалась также нефтяная пленка на воде.
Таким образом, вся «снеговая» вода была загрязнена и непригодна к употреблению в пищу.
номер | место | Запах через 3 дня | Объем | фото |
1 | Парк Энергетиков | +++ | 30мл | |
2 | ШКОЛА СКОШ 8 ВИДА | ++ | 38мл | |
3 | С АВТО СТОЯКИ | + | 41мл | |
4 | С МАШИН | + | 51мл | |
5 | Дом бабушки | 0 | 24мл | |
6 | Ск факел | 0 | 91мл | |
7 | Кедровый лог | 0 | 30мл | |
8 | Школа № 37 | + | 28мл | |
9 | Парк Сайма | ++ | 36мл | |
10 | С отлива за окном | 0 | 78мм | |
11 | контроль | 0 | 100мл |
Оценивалась мутность воды и наличие запаха через 3 дня.
3 образца мутные
У 5 образцов появился запах – эти образцы взяты с уровня земли в местах, где могут гулять животные (парк энергетиков, парк Сайма, школа СКОШ 8 вида, автостоянка во дворе). Я предполагаю, что запах может появиться из-за разложения органических веществ.
Интересно, что объем талой воды был разный от 24 мл до 91 мл.
По исследованиям, снежинка состоит на 95% из воздуха и в зависимости от того, как плотно находятся снежинки друг с другом, будет различен и объем талой воды. То есть объем воды связан с разной плотностью снега. Самый большой объем – СК факел (91мл) и с отлива за окном (81 мл). Визуально это был самый плотный снег.
Все образцы талого снега загрязнены, но ведь снег был белым и казался чистым. Любопытно, почему снег белого цвета? Причина в том, что каждая снежинка состоит из большого количества ледяных кристалликов. Но они не гладкие, а с гранями. Отражение света от граней этих кристаллов делает снег белым. Снег белый, но не чистый.
Я заметил, что загрязнение во всех образцах разное. Появился интерес узнать больше о загрязнении снега в разных местах города.
После я отфильтровал воду с помощью ватных дисков и воронки для того, чтобы оценить качество и количество частиц, загрязняющих воду.
Затем тщательно изучил содержимое фильтров, сфотографировал, рассмотрел при большом увеличении на компьютере и описал их в таблице.
номер | место | Характер частиц после первичной фильтрации | ФОТО |
1 | Парк Энергетиков | Частицы коры, земля, песок, волоски | |
2 | ШКОЛА СКОШ 8 ВИДА | Частицы коры, земля, песок, волоски | |
3 | С АВТО СТОЯКИ | Сажа, копоть, песок | |
4 | С МАШИН | Песок, кусочки деревьев, земля, копоть, сажа | |
5 | Дом бабушки | Песчинки | |
6 | СК факел | семена березы, песок, синтетический материал (маленькие полупрозрачные шарики) | |
7 | Кедровый лог | Частицы коры, земля, песок | |
8 | Школа № 37 | Песок, семена березы | |
9 | Парк Сайма | Частицы коры, земля, песок | |
10 | С отлива за окном | Сажа, копоть, песок, волоски | |
11 | контроль | 0 |
Все загрязнения можно разделить на 2 группы:
антропогенные (из-за деятельности человека) – сажа, копоть, волоски, синтетический материал;
природные – частицы коры, веток, песок, земля, семена растений.
Антропогенные загрязнения преобладают в пробах, взятых близко к дороге и рядом с машинами – с автостоянки, с машины и с отлива за окном. Во всех остальных пробах присутствуют природные загрязнения.
Некоторые частицы загрязнения были изучены мною в микроскоп.
Как все эти загрязнения попадают в снег?
Природные загрязнения попадают в снег осыпаясь с деревьев.
Снегом называют особую форму осадков, которая состоит из мельчайших кристаллов замерзшей воды. Физический механизм образования снега очень простой. Микроскопические капли воды, находящиеся в атмосфере, прилипают к частицам пыли и замерзают при температуре -2 градуса и ниже. В результате этого образуются кристаллы льда, которые под действием силы тяжести падают на землю. Такие кристаллы называются снежинками. То есть изначально снег не чистый и содержит пыль.
Кроме того, вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автомобильные выхлопы и даже сажа из печных труб домов накапливаются в снегу.
Снег, как губка, поглощает загрязняющие вещества, которые выбрасывают разные предприятия (в том числе и ГРЭС), выхлопные газы автомобилей, природные материала (частицы деревьев, семена, веточки), отходы жизнедеятельности животных и пр. Добавим в снежную "начинку" черный песок, который щедро разбрасывают на дорогах, кое-где соль - и уж точно получим не чистый снег.
Зимний период характерен замедлением многих процессов в природе. Поэтому основными источниками загрязнения в это время является деятельность человека. В нашем городе основным и главным источником загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт. Сажа, соединения свинца, оксиды серы, азота, углерода и другие соединения в составе выхлопных газов от автомобилей и продуктов сгорания газа поднимаются в воздух, а затем оседают на поверхности снежного покрова и остаются там до начала тепла. Кроме этого зимой дороги посыпают песком во избежание гололёда.
Таким образом, отдельные снежинки вбирают в себя загрязняющие вещества из атмосферы, поэтому выпавший снег уже является не чистым, а токсичным. Особенно сильно загрязнен снег, который выпал в городе, а также рядом с автомобильными трассами.
Заключение
Моя гипотеза подтвердилась частично:
Снег вдали от дорог в парковых зонах действительно чище, но в нем присутствуют природные и биологические загрязнения.
Высота забора снега не сильно влияет на его загрязнение.
Целью нашей работы было выяснить, можно ли использовать осадки в виде снега в пищу. Проведённые исследования подвели меня к следующему выводу:
1. В городе выхлопные газы автотранспорта, жизнедеятельность людей способствуют загрязнению атмосферного воздуха. Снежинки по дороге к земле «собирают» пылинки, частички копоти и различные ядовитые вещества. Снег - накопитель загрязняющих веществ. Поэтому нельзя облизывать сосульки, пить талую воду, есть снег. Он белый, но не чистый! Да, возможно раньше в деревнях пили снеговую воду, ополаскивали ей голову, умывались. Но все-таки мы не рекомендуем этого делать в городе, поскольку снег, как и любые осадки, содержит слишком много вредных примесей. Вы же не знаете, в каких местах собирала влагу та или иная тучка.
2. Проводя эти опыты мы брали снег в разных местах, и даже самый свежий чистый талый снег содержал черные точки - грязь, видимую даже глазом. Не говоря уже о микроскопических вредных примесях. Выпавший снег в городе уже является не чистым, а токсичным из-за обилия транспорта и загрязняющих воздух предприятий
Выходит, взрослые правы! СНЕГ ЕСТЬ НЕЛЬЗЯ
Практическая значимость работы
Результаты моего исследования должен знать каждый школьник и малыш. Если каждый ребенок увидит, какая грязь содержится в «чистом» снеге, то он не будет употреблять в пищу снег и сосульки.
В процессе работы над данной темой я познакомился с различными источниками информации, восполнил свои знания, приобрела полезный опыт исследовательской деятельности и выступления перед разной аудиторией.
Перспективы работы
Данная методика исследования снега и талой воды может быть использована и в последующие годы, что позволит провести мониторинг загрязнения снега в одних и тех же местах (в местах взятия проб), а, следовательно, и мониторинг загрязнения атмосферного воздуха нашего города.
Список источников информации и иллюстраций:
1. Экологический мониторинг / под ред. . – М.: Академический проект, 2006. – 416с;
2. , Школьный практикум. Следим за окружающей средой нашего города. Изд. «Владос», Москва, 2001г.
3. , , Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 181 с.
4. , Эколого-краеведческая работа с учащимися в природе – Первое сентября – 2004 г. - № 16-18
5. , , Экология человека: культура здоровья. – М.: Вентана-Граф, 2007 г.
Сайты в Интернете:
1. Интернет –сайт http://ru.wikipedia.org
2. Интернет –сайт о природе http// www. apus. ru
Иллюстрации:
1. Фото из личного архива автора
2. фото, найденные в поисковой системе Яндекс-картинки
