Проекты

Исследование влияния автомобильного транспорта на содержание тяжелых металлов в почве и выработка рекомендаций по снижению негативного воздействия

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

Направление работы: Экология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 171
Предметы: Химия, Экология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами занимает особое место среди множества негативных последствий хозяйственной деятельности человека. Многие тяжелые металлы являются чрезвычайно токсичными даже в минимальных количествах. Они способны концентрироваться в живых организмах, вызывая при этом различные патологии. В отличие от органических веществ, подвергающихся процессам разложения, металлы способны лишь перераспределяться между природными средами.

Автотранспортное загрязнение является одним из наиболее опасных, оказывающих жесткое влияние на придорожные экосистемы. В выхлопных газах обнаружено большое количество различных веществ, из которых нетоксичны только несколько. С работой автомобильного транспорта связано загрязнение почв в наибольших количествах свинцом, кадмием, цинком, оловом, бериллием и т.д.

Ежегодно на долю промышленных предприятий приходится примерно 6,6% от всего загрязнения города, а остальные 93,45% – на выбросы автомобилей.

Цель

Выяснить зависимость содержания тяжелых металлов в почве от уровня автомобильной нагрузки.

Задачи

  1. Исследовать содержание тяжелых металлов в образцах почвы с разной степенью автомобильной нагрузки: поле вдали от трасс, городской лес и разные по уровню загруженности участки улиц Москвы.
  2. Провести сравнительный анализ загрязнения почв.
  3. Разработать рекомендации по уменьшению загрязнения почвы, связанного с автотранспортом.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  • стеклянные воронки и палочки,
  • колбы конические на 50 мл и стаканы на 50 мл,
  • пробирки – 10 шт. и штативы для пробирок,
  • фильтры бумажные, ступки, пестики,
  • тест-системы «Железо общее», «Медь», «Хромат-тест»,
  • «Аквариус» с программным обеспечением,
  • датчик определения содержания свинца в растворах из цифровой лаборатории по химии.

Гипотеза

Степень загрязнения почв зависит не только от количества машин, но и от режима движения: в местах, где транспорт делает остановки, степень загрязнения увеличивается за счет продолжительности выбросов выхлопных газов.

Описание

Для исследований взяты почвенные пробы в четырех местах, значительно отличающихся по воздействию транспорта: в д. Поливаново Московской области (вдали от дорог), в Битцевском лесу г. Москвы (где воздействие автотранспорта небольшое), на улице Чертановской и на Варшавском шоссе (более загруженной транспортными средствами дороге).

Авторы приготовили почвенные растворы и отфильтровали их.

Провели исследование по обнаружению ионов тяжёлых металлов в фильтратах, приготовленных из разных образцов почвы:

- ионов свинца (с помощью датчика определения содержания свинца из цифровой лаборатории по химии и «Аквариуса» с программным обеспечением),

- ионов меди (тестирование фильтрата с помощью тест-системы «Медь»),

- ионов железа (тестирование с помощью тест-системы для экспресс-анализа воды и водных сред «Железо»),

- ионов хрома (тестирование фильтрата с помощью тест-системы для экспресс-анализа воды и водных сред «Хромат-тест»).

Результаты

Анализ данных почвенных образцов показал:

- в д. Поливаново тяжелых металлов не обнаружено,

- Битцевский лесопарк – тяжелые металлы присутствуют,

- ул. Чертановская – содержание ионов больше, чем в лесопарке,

- в месте прогона (ул. Чертановская, Варшавское шоссе) меньше, чем рядом с остановкой или перекрестком (самое высокое – на перекрестке);

- на Варшавском шоссе содержится большее количество ионов тяжелых металлов, чем на ул. Чертановской.

Выводы

1. Выдвинутая гипотеза подтвердилась. Содержание тяжелых металлов действительно зависит и от расположения места отбора проб относительно загруженных трасс, и от режима движения транспорта.

2. В поле, расположенном вдали от города, содержание ионов металлов значительно меньше, чем в городе. Исследование показало, что на остановках и перекрестках реализуется неустановившийся, «стартстопный» режим движения, при котором выделение выхлопных газов повышается за счет остановок транспорта с включенным двигателем.

Кроме того, содержание ионов свинца в почвенных образцах оказалось самым большим, что связано с составом бензина.

3.Предложены мероприятия по уменьшению загрязнения почв вдоль городских трасс.

Мнение автора

«Автор считает, что работа над проектом позволила изучить проблему загрязнения почвы вдоль городских дорог, освоить различные методы исследования и обработки результатов. Данная конференция объединяет ребят заинтересованных, увлеченных.

Это очень нужный и интересный проект!»