Проекты

Использование современных технологий по утилизации снежного покрова территорий урбанизации с целью улучшения экологической обстановки в городах России

Работа победителя конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Экология и природопользование»

Направление работы: Промышленная экология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1520 им. Капцовых
Предметы: Биология, Экология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

В последнее время стремительно растёт негативное влияние антропогенных и техногенных факторов, что создаёт прямую угрозу здоровью и даже жизни населения. В таких условиях чрезвычайно актуальной проблемой является разработка посильных мер борьбы с воздействием экотоксикантов. Так, например, все актуальнее сейчас становится проблема грязного снега в городах. Наиболее существенную угрозу для экологической обстановки представляет не сам по себе снег, а именно процесс таяния уже загрязнённого снега. В Москве, как ни в одном другом мегаполисе мира, остро стоит проблема очистки улиц от снега и его утилизация. Для улучшения экологической обстановки в Москве было осуществлено строительство снегоплавильных пунктов, расположенных во всех районах города.

Цель

Исследовать уровень экологичности снегоплавильных пунктов и санитарно-эпидемиологической безопасности мест их расположения.

Задачи

1. Изучить способы утилизации снежного покрова с территорий урбанизации и, проведя сравнительный анализ, выявить наиболее экологичный и выгодный способ.

2. Изучить преимущества снегоплавильных установок.

3. Проанализировать состав городского снега Москвы, снега населённого пункта Московской области (расположенного вблизи озера), грязных снежных масс с автомобильных колёс и выяснить, какие опасные примеси и химикаты содержатся в данных пробах.

4. Изучить санитарно-эпидемиологические нормы построения снегоплавильных пунктов вблизи жилых районов города.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Универсальная индикаторная бумага

• Конические колбы стеклянные

• Пипетки лабораторные

• Воронки лабораторные

• Мензурка стеклянная

• Мерный стакан пластиковый

• Магнитная лабораторная мешалка с подогревом

Описание

Для проведения исследования использовано:

вода дистиллированная, 5%-й раствор перманганата калия КМnО4, соляная кислота HCl, пероксид водорода 3%-й, 50%-й раствор роданида калия KSCN, концентрированный раствор аммиака NH3, 10%-й раствор нитрата серебра AgNO3, 5%-й раствор хлорида бария BaCl2.

Отбор проб осуществлялся автором трижды: первая проба взята на улице, вблизи дорожного покрытия на северо-востоке Москвы. Вторая и третья – вблизи озера и с колеса автомобиля в Московской области (деревня Лобаново, коттеджный посёлок «Павловы озёра»).

Автор подготовил пробы к исследованию путём нагревания снега на магнитной лабораторной мешалке с подогревом. В своей работе автор использовал универсальную индикаторную бумагу (полоску смочили в пробе и сравнили цвет со стандартной шкалой pH). Провёл исследование по обнаружению органических веществ в пробе. В одну пробирку налили 5 мл дистиллированной воды, в другую – исследуемую талую воду. В каждую пробирку прибавили по капле 5%-го раствора перманганата калия КМnО4. В пробирке с дистиллированной водой окраска не изменилась. Исчезновение окраски в исследуемой снеговой воде указывает на присутствие в ней органических веществ.

Автором проведено несколько реакций для обнаружения в пробах хлорид-ионов, сульфат-ионов и ионов тяжёлых металлов.

Результаты

1. В зимний период снег загрязнён тяжёлыми металлами, хлоридами, сульфатами вне зависимости от места его забора.

2. Самый чистый снег оказался из пробы 2: в ней отсутствуют органические вещества, и pН-среда нейтральная. Пробы 1 и 3 схожи по составу загрязняющих веществ, и это говорит о техногенном заражении городского снега.

Выводы

1. Снег загрязнён тяжёлыми металлами, хлоридами и сульфатами, наиболее чистый снег оказался из пробы, взятой в Московской области на берегу озера.

2. Стаивание снега на снегоплавильных пунктах является наиболее оптимальным.  Утилизация снега посредством снегоплавильных установок более эффективна по сравнению с другими способами, система очистки-детоксикации талых вод предохраняет окружающую среду от ядовитого воздействия загрязнённого снега.

3. Уровень экологичности снегоплавильных пунктов в Москве достаточно высокий, особенно в сравнении со снежными полигонами. Нормы санитарно-эпидемиологической безопасности мест их расположения соответствуют необходимым требованиям.