Экологическое состояние почв мегаполисов на примере Санкт-Петербурга (стр. 5 )

Проведение работы:

1.Определение  среды кислотности почв.

Большинство культурных растений и почвенных микроорганизмов лучше развивается при слабокислой или нейтральной реакции (pH 6—7): щелочная и излишне кислая реакции оказывают на них отрицательное действие. Различные растения по-разному относятся к реакции среды — имеют неодинаковый интервал pH, благоприятный для их роста и развития, и обладают разной чувствительностью к отклонению реакции от оптимальной.

Влияние кислой реакции на растения весьма сложно и многосторонне. В почвах вредное действие повышенной концентрации ионов водорода сочетается с отрицательным влиянием ряда сопутствующих кислой реакции условий и факторов.

Повышенная кислотность почвенного раствора ухудшает рост корней, отрицательно действует на физико-химическое состояние плазмы клеток корня, на их набухаемость и проницаемость, поэтому ухудшается использование растениями питательных веществ почвы и удобрений. Реакция почвенного раствора влияет на поступление солей в растения. Реакция почвенного раствора действует на углеводный и белковый обмен в растениях. При кислой реакции ослабляется синтез белковых веществ, содержание белка и общего азота в растениях уменьшается, а количество небелковых форм азота возрастает; подавляется процесс превращения моносахаров в сахарозу и в другие более сложные органические соединения.

Помимо непосредственного отрицательного действия повышенной концентрации ионов водорода, кислотность почвы оказывает на растения многостороннее косвенное действие. Водород, вытесняя кальций из почвенного гумуса, повышает его дисперсность и подвижность, а насыщение водородом минеральных коллоидных частиц приводит к их постепенному разрушению. Этим объясняется небольшое содержание в кислых почвах коллоидной фракции, они имеют поэтому неблагоприятные физические свойства, плохую структуру, низкую емкость поглощения и слабую буферность. Полезные для растения микробиологические процессы в кислых почвах подавлены, образование доступных для растений форм питательных веществ протекает слабо.

  Рис. 1.  Рис.2  Рис.3

Разные показатели говорят нам о том, что  в образцах, взятых на улице кислотность выше (рис. 1,3), чем у образца, купленного в магазине( рис.2).

2. Полученные образцы почвы поместили в стаканы и добавили смесь соляной и азотной кислот в количестве, превышающем количество почвы  ( рис.4). После тщательного перемешивания в течение  10-15 минут и отстаивания отфильтровали полученные смеси (рис.5). 

    Рис.4  Образец после добавления кислот         Рис.5 Фильтрация

В результате получили рабочие растворы для дальнейших опытов (рис. 6,7,8).

  Рис.6  Рис.7  Рис.8

3.Выявление ионов свинца с помощью раствора сульфида натрия.

Осаждением из водного раствора Рb2+  сульфидами идёт по реакции:

  Рис.9  Рис.10  Рис.11

При действии на исследуемые образцы раствором сульфидом натрия было установлено, что образец №1 «земля, купленная в магазине» (Рис.9) не содержит ионов свинца. Образец №2 «земля у парадной» (Рис.10) показал высокое содержание ионов свинца в отличие от образца №3 «земля у дороги» (Рис.11).

4. Определение ионов железа с помощью раствора желтой кровяной соли.

После того, как к исследуемым растворам мы добавили гексацианоферрат калия K4[Fe(CN)6], или желтую кровяную соль, был получен осадок синего цвета. Это комплексное соединение – берлинская лазурь:

3 К4[Fe(CN)6 ] +4 FeCl3 = KFe [Fe(CN)6])↓ + 12KCl

 

  Рис.12  Рис.13  Рис.14

После проведения опыта ионы железа были выявлены во всех исследуемых образцах (рис.12,13,14). Более интенсивная окраска проявилась в фильтрате полученном при из почвы у парадной (рис.13), что указывает на большее содержание ионов железа. Наименьшая интенсивность окраски первого образца из почвы, купленной в магазине, говорит о меньшем содержании ионов железа (рис.12).

6.Выводы.

Данный проект помог нам понять, что экологическое состояние почв напрямую зависит от состояния воды, воздуха, растительного мира и влияет на них. Мы показали  сложность экологических проблем и необходимость системного подхода к их решению.

Изменится ли окружающая среда, если оставшиеся городские почвы (за исключением, пожалуй, парков), запечатать асфальтом. В  пользу такого предложения тоже можно найти немало доводов.

В городе не хватает парковочных мест. Многие газоны и другие озеленённые участки всё равно заболочены и не используются даже для выгула собак. Значительная часть городских почв сильно загрязнена и является потенциальным источником опасности для здоровья.

Однако такое решение повлечёт ещё большие проблемы, так как роль растительности в городской среде неоценима.

Какие же меры могут уменьшить вредное воздействие загрязненных почв на человека? Главная задача, по нашему мнению,– уменьшить выброс загрязненной пыли, которая оседает на коже, несет опасные химические элементы в легкие.

Задачу можно решить следующими путями:

Поддерживать почвы в хорошем состоянии, максимально покрывать их травянистой растительностью. Регулярно поливать и очищать газоны и асфальт. В районах с загрязненными почвами  необходимо высаживать больше кустарных растений – как для закрепления почв, так и для уменьшения силы ветра вдоль их поверхности. В районах города с максимально загрязненными почвами не должно быть детских и спортивных площадок с открытым грунтом.

Практически все эти меры должны стать обычными для нашего города, в котором мы живём  и который любим!

7. Приложения.

Приложение 1.

Эффекты избирательной токсичности для человека некоторых загрязняющих элементов (OECD, Paris, 1991)

Элемент	Заболевания
Мышьяк	Рак легких, кожные болезни, изъязвление, гематологические эффекты, анемия
Бериллий	Дерматиты, воспаление слизистых оболочек
Кадмий	Острые и хронические респираторные  заболевания, почечная дисфункция, злокачественные образования
Хром	Рак легких, злокачественные образования  желудочно-кишечного тракта, дерматиты
Свинец	Нарушения кроветворения, повреждение печени и почек, неврологические эффекты
Ртуть	Воздействие на нервную систему, нарушение краткосрочной памяти, нарушение координации, почечная недостаточность
Никель	Респираторные заболевания, астма, поражение плода, уродства
Ванадий	Раздражение дыхательных путей, астма, нервные расстройства, изменение формулы крови

Приложение 2.

Источники загрязнения	Тип производства	Тяжелые металлы, попадающие в атмосферу.
Машиностроительная и металлообрабатывающая промышленность	Предприятия с термической обработкой металлов. Производство свинцовых аккумуляторов.	Свинец, цинк. Никель, хром, ртуть, олово, медь.
Химическая промышленность	Производство суперфосфатных удобрений. Производство пластмасс	Стронций, цинк, фтор, медь, хром, мышьяк, иттрий, медь цинк, серебро
Полиграфическая промышленность.	Шрифтолитейные заводы, типографии.	Свинец, цинк, олово.
Загрязненные поливочные воды	–	Свинец, цинк. Медь.

8. Список литературы.

1. Глазовская МЛ. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость // Биохимические циклы в биосфере. М., 1976. С. 99-115.

2. Глазовская МЛ. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М., 1988. С. 324.

3. Деградация и охрана почв / Отв. ред. . М.: Изд-во МГУ, 2002. 651 с.

4. , , Гришина ЛЛ. Принципы и задачи почвенного мониторинга // Почвоведение. 1983. № 11. 34 с.

5. , Функции почв в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. 261 с.

6. иосфера и место в ней  человека. М.: Прогресс,1968. 185 с.

7. Микроорганизмы и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. 203с.

8. Израэль ЮЛ. Экология и контроль состояния  природной среды. М.: Гидрометиздат, 1984. С. 375.

9. Геохимическая экология: Очерки. М.: Наука, 1974. С. 300.

10. Ковда ВЛ. Почвенный покров, его улучшение,  использование и охрана. М.: Наука, 1981. 181 с.

11. , Эрозия и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1996. 333 с.

12. Судьбы цивилизации. Путь разума. М.: Изд-во МНЭПУ, 1998. 225 с.

13. сновы экологии. М., 1986. Т. 2. 376 с.

Интернет-ресурсы:

1. http://www. ekologos. ru/

2.http://www. ereading. link/chapter. php/99104/42/Zhidkova,_Tkachenko,_Alekseev_-_Bezopasnost'_zhiznedeyatel'nosti. html

3. http://portaleco. ru/kratkie-novosti/problema-zagrjaznenija-pochv-i-metody-e-reshenija. html