Муниципальное общеобразовательное учреждение « Средняя школа № 113 Красноармейского района Волгограда»

Исследовательская работа

«Изучение экологического состояния почвы пришкольного участка»

г.Волгоград -2016

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

Глава I. Теоретические и методологические

аспекты изучения экологического состояния почвы………………………….6

1.1. Виды и состав почвы………………………………………………………..6

1.2. Особенности загрязнения почв…………………………………………….8

1.3. Экологическое состояние почв Волгоградской области…………………10

Глава II. Экспериментальное изучение экологического

состояния почвы пришкольного участка МОУ СОШ № 113………………...20

2.1. Характеристика пришкольного участка и прилегающей

к нему территории……………………………………………………………….20

2.2. Исследование экологического состояния почвы

микрорайона школы…………………………………………………………….22

2.3. Рекомендации по улучшению экологического состояния почв…………32

Заключение………………………………………………………………………36

Список литературы……………………………………………………………...38

Введение

Актуальность темы исследования. В отличие от воды и атмосферного воздуха, которые являются лишь миграционными средами, почва является наиболее объективным и стабильным индикатором техногенного загрязнения. Она четко отражает эмиссию загрязняющих веществ и их фактического распределения в компонентах городской территории. Наиболее крупные промышленные города, к которым относится и Волгоград (в особенности Красноармейский район), образуя обширные зоны загрязнений, постепенно превращаются в сплошные техногенные территории, представляющие серьезную опасность для здоровья проживающего на них населения.

Почва практически невозобновимый ресурс, «фундамент» экосистем. Не случайно этимологически «почва» восходит к древнерусскому слову «подошва». Лишить почвы возможности «исполнять» возложенные на нее экологические функции можно за сезон, а реанимировать и долго, и сложно, и дорого.

Почвы - национальное и одновременно личное достояние каждого человека, богатство государства. Сохранение почвенного покрова территории возможно только при его целостном восприятии, учете всего спектра почв независимо от характера и режима их эксплуатации, поэтому тема «Экологическое состояние почвы микрорайона школы» показалась мне достаточно актуальной в наши дни. Мы считаем, что стоит самостоятельно заботиться об окружающей среде и поддерживать тот природный баланс, в котором человек способен нормально существовать. И начинать нужно с улучшения окружающих условий непосредственно близких к нам, в данном случае с состояния почвы пришкольного участка и близлежащей территории.

Цель данной работы заключается в обосновании вопроса об экологическом состоянии почвы микрорайона школы.

Гипотеза исследования. Почва пришкольного участка и близлежащих территорий имеет определённую степень загрязнённости.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- рассмотреть виды и состав почвы;

- изучить особенности загрязнения почв;

- проанализировать экологическое состояние почв Волгоградской области;

- дать характеристику пришкольного участка и прилегающей

к нему территории;

- осуществить исследование экологического состояния почвы микрорайона школы;

- дать ряд рекомендаций по улучшению экологического состояния почв.

Объектом исследования в данной работе является почва пришкольного участка.

Предмет исследования - экологическое состояние почвы пришкольного участка.

Степень разработанности проблемы. Вопросу изучения экологического состояния почв Волгоградской области посвящены работы Б. И. Кочурова, А. С. Рулёва, О. Ю. Быковой, Б. В. Виноградова. Закономерности формирования и изменения параметров источников ионизирующего излучения изучены в работах Э. М. Крисюка, В. И. Уткина, И. В. Павлова, Н. К. Кострюковой, О. М. Кострюкова, Л. А. Гулабянца, Б. Ю. Заболотского, В. Н. Шулейкина, В. К. Титова, И.С. Тушевой. Характеристика природных комплексов на территории Волгоградской области дана в работах В. А. Брылёва, Г. М. Ярикова, П. И. Филиппова, А. В. Цыганкова, В. М. Алешина, А. Г. Ляховой, А. Н. Федюкова, С. И. Никитина, Б. С. Кубанцева, А. С. Крюкова, А. С. Рулёва, Н. О. Рябининой. Характеристики некоторых параметров ионизирующего излучения на территории Волгоградской области приведены в работах П. А. Сидякина, И. П. Михнева, Ю. Д. Козлова, О. П. Сидельниковой, П. Э. Соколова, М. В. Трохимчука, С. В. Ананских, С. В.Честнова.

Методы исследования. Классический трудовой метод: проведено множество наблюдений на рабочем месте и изучение продуктов деятельности. Материал обрабатывался статистическим методом, контент-анализом, логическим сравнением, подсчетом процентных соотношений. Применялись методы сбора эмпирических данных: наблюдение, опыты; анализ различных источников.

Эмпирическая база исследования. Пришкольный участок МОУ СОШ № 113, а также близлежащие территории.

Теоретическая значимость. Теоретическая значимость данной работы заключается в том, что материал нашего исследования вносит вклад в разработку вопроса об экологическом состоянии почвы пришкольного участка МОУ СОШ № 113. В работе представлен богатый эмпирический материал, обработанный посредством опытно-экспериментальной деятельности. Результаты исследования пополнят научные знания в области экологии.

Практическая ценность. Результаты исследования позволяют: давать рекомендации для улучшения состоянии почвы. Также материал нашего исследования может использоваться в качестве дополнительного лекционного материала на занятиях по биологии, экологии и др. дисциплинам.

Глава I. Теоретические и методологические аспекты изучения экологического состояния почвы

1.1. Виды и состав почвы

Современное почвоведение - это фундаментальная наука. Для изучения состояния почвенного покрова используются космические спутники с приборами дистанционного зондирования.¹ В то же время для понимания тончайших процессов, происходящих на поверхности минералов в почве при воздействии на них микроорганизмов и корневых волосков, широко применяются электронные и сканирующие микроскопы. Жизнь почвы изучают на основании периодических автоматических измерений влажности, температуры, состава почвенных растворов. Однако, несмотря на такую техническую оснащенность, главным «прибором» для почвоведа остается лопата. Сейчас почвоведение из науки, которая нужна была, прежде всего, сельскому хозяйству, становится наукой, изучающей природную среду и воздействие на нее человека. И все чаще почвоведы - непременные участники крупных экологических проектов.

Цвет, механический состав, структура, новообразования - основные характеристики почвенных горизонтов.

Почва бывает разного цвета из-за того, что в ней как бы смешиваются цвета ее главных компонентов.

Механический состав почвы - это содержание в ней песчаных и глинистых частиц разного размера.

Наконец, новообразования - это особые выделения в почвенном веществе, образующие в результате выпадения из растворов различных солей и соединений, составу почвенного раствора, почвенного воздуха и живых организмов.

В.В. Докучаев в конце XIX века определил почву как функцию, т.е. величину, которая зависит от климата, рельефа, горных пород, живых организмов и времени. В наши дни это определение немного уточнили: время стали считать особым, может быть, более общим, глобальным фактором, поскольку ведь и все другие силы, формирующие почвы, существуют как во времени, так и в пространстве.

Почвенная фауна. В почвенную фауну входят представители многих групп наземных и водных животных. Простейшие, коловратки, мельчайшие нематоды (нанофауна) обитают в капиллярной и даже пленочной воде. Мелкие членистоногие - клещи, ногохвостики, симфилы и другие (микрофауна) - населяют не заполненные водой промежутки между твердыми частицами почвы. Более крупные беспозвоночные - дождевые черви, многоножки, личинки насекомых, прокладывающие ходы в почве (мезофауна), - используют всю почву как среду обитания. Роющие позвоночные - крот, слепыш, слепушонка, цокор и другие крупные обитатели почвы - составляют макрофауну, или мегафауну. На 1м² почвы приходится от десятка до нескольких сотен особей мезофауны, от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч - микрофауны; количество простейших в 1г почвы исчисляется тысячами.² В составе почвенной фауны различают: постоянных обитателей (геобионты); организмы, проходящие в почве одну из активных (питающихся) стадий (геофилы); виды, использующие почву лишь как убежище (гексены). Почвенную фауну заселяют в основном верхние (глубиной до 20 - 40 см) горизонты почвы; в сухих местностях лишь отдельные виды проникают на глубину нескольких метров. Почвенная фауна - важный фактор почвообразования, влияющий на все свойства почвы, включая ее плодородие.

Деятельность почвенной фауны ускоряет гумификацию и минерализацию растительных остатков, изменяет солевой режим и реакцию почвы, повышает ее пористость, воду - и воздухопроницаемость, способствует углублению аккумулятивного горизонта и перемешиванию слоев почвы, создает водопрочную зернистую структуру почвы. Многие обитатели почвы, особенно личинки насекомых (хрущей, щелкунов, чернотелок и др.) и почвенные фитонематоды, - опасные вредители сельскохозяйственных растений и леса; для уничтожения их применяют агротехнические и химические методы борьбы.

Почва создается в результате взаимодействия во времени и пространстве Климата, живых Организмов (растений, животных и особых организмов - грибов), горных Пород, Рельефа. Однако при этом ни в коем случае нельзя забывать о факторе времени, в которое климат, организмы, горные породы и рельеф образуют почву.

1.2. Особенности загрязнения почв

Хозяйственная деятельность человека влияет на некоторые факторы почвообразования, например на растительность (вырубка леса, замена его травянистыми фитоценозами) и непосредственно на почву путем ее механической обработки, мелиорации, внесения минеральных и органических удобрений. При соответствующем сочетании этих воздействий можно направленно изменять почвообразовательный процесс и свойства почвы.

Пока бытует мнение, что основными загрязнителями атмосферы и воды являются с их многочисленными предприятиями. Однако переход сельского хозяйства на промышленную основу производства продуктов и все возрастающая степень его химизации приводит к тому, что и сельские районы становятся источниками отрицательного воздействия на окружающую среду. Там, где сосредоточены животноводческие фермы и откормочные площадки, в воздухе велика концентрация аммиака. Дальность распространения загрязнения от фермы может достигать 12 км. Дождь поглощает загрязнения из воздуха и из верхних слоев почвы. Дождевая вода в районе крупных животноводческих ферм, стекая в ближайшие водоемы, содержит много органических примесей, на гниение которых расходуется кислород, растворенный в воде. Из-за отсутствия кислорода в водоемах погибает все живое. Неслучайно по этому сейчас поднимается вопрос об очистке сточных дождевых вод в районах крупных животноводческих комплексах.

Большой вред приносят рекам удобрения, смытые с полей. Может быть, поставить вопрос об уменьшении, применения удобрений и ядохимикатов на сельскохозяйственных угодьях? Ясно, что для обеспечения устойчивых высоких урожаев они необходимы. Но использовать эти сильно действующие вещества необходимо грамотно, строго соблюдая соответствующие нормы, сроки и способы их внесения. Иначе вместо большой пользы от применения химических средств можно получить большой вред.

Сейчас в сельском хозяйстве во всех странах используется 1,5 млрд. га земельных угодий, что составляет 10 - 11% суши.³

Защита почв от вымывания осуществляется целой системой агрохимических мероприятий. Но тогда, когда требуется экстренное вмешательство, на помощь приходит химия.

Почва повсеместно загрязняется ядовитыми компонентами выхлопных газов транспортных двигателей, а также нефтью, смазочными материалами, обмывочными водами, металлической и синтетической пылью. Сейчас расширяется содержание установок по улавливанию, нейтрализации и уничтожению нефтезагрязнений. Они включают в себя относительно небольшие подземные емкости-отстойники, в которые стекает загрязненная дождевая вода. Здесь фильтры из древесных стружек и отходов от производства нетканых материалов задерживают нефтепродукты, а очищенная вода сбрасывается в систему канализаций. Один такой агрегат очищает до 20 м³ воды в 1 час.

Загрязнение почв вызывают самые различные вещества - микроэлементы металлов, микродозы органических загрязнителей, продукты ассенизации и дезинфекции, средства защиты растений, углеводороды и радиоактивные вещества. Загрязнение почв губительно сказывается на растениях, приводя к накоплению в них токсичных элементов; эта биоаккумуляция опасна и для человека. Кроме того, попавшие в землю химикаты могут вызвать коррозию подземных коммуникаций. В наибольшей степени загрязнению подвергаются почвы в горнодобывающих районах, в местах интенсивного земледелия, а также почвы прилегающих к автодорогам лугов и пашен, земли, куда сбрасываются стоки агропромышленных предприятий или отстойный ил, образовавшийся после очистки городских стоков. Большая часть загрязненных земель находится в крупных промышленных регионах, в частности в Нор-Па-де-Кале, Иль-де-Франсе и Рона-Альпы. Техногенное загрязнение почвы потребовало разработки особых методов ее регенерации и охраны. Политика Франции в области загрязненных почв и населенных пунктов опирается на три оси: предупреждать, очищать и восстанавливать, и знать. Она в основном направлена на то, чтобы заполнить пробелы в данных о землях, и к 2005г должен был бы быть составлен общенациональный реестр земель.

1.3. Экологическое состояние почв Волгоградской области

Наблюдения за химическим загрязнением почв территории Волгограда осуществляется с 1993 года. Одним из наиболее мощным факторов, приводящим к загрязнению окружающей среды, является промышленность. Общая площадь промышленных зон - 70 кв. км, что составляет 16% всей площади города. Зона существенного загрязнения почв химическими элементами в окрестностях промышленных предприятий занимает площадь радиусом 10 км с гораздо большей протяженность (до 30 км и более) в направлении господствующих ветров, а также в направлении стока поверхностных и грунтовых вод.

Более трети территории города (35%) характеризуется в различной степени опасным уровнем загрязнения. Практически на всей остальной территории города фиксируются повышенные (надфоновые) концентрации загрязняющих веществ.

Источниками загрязнения почвы являются:⁴

- выбросы вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников загрязнения;

- полигоны промышленных и бытовых отходов;

- несанкционированные свалки промышленных и бытовых отходов;

- средства химической защиты растений и минеральные удобрения.

На загрязнение почвы значительное влияние оказывают проливы нефтепродуктов, неорганизованные сбросы ливневых и талых вод, а также санитарное состояние городской территории.

В 2009 году проведен комплекс исследований по оценке воздействия полигона Красноармейского района на состояние почв. Красноармейский полигон размещен на южной окраине города, имеет площадь 6,75 гектара, заложен и эксплуатируется с 1960 года, имеет степень заполнения более 80%, не оборудован в соответствии с нормативными требованиями: не имеет ограждения, не оснащен противофильтрационными устройствами, не оборудован сетью наблюдательных скважин.

Программа мониторинга за состоянием почв в зоне влияния полигона, включала в себя:

-оценку количественного накопления отходов производства и потребления на полигоне;

- инструментальную оценку состояния прилегающей территории в зоне влияния полигона;

- выбор наиболее подверженных загрязнению участков земель различного назначения (территории жилых массивов, лесополос, сельскохозяйственных полей, неиспользуемых земель и плата полигона).

Обследование почвы в зоне влияния полигона показал, что основная часть территории характеризуется допустимым уровнем загрязнения почвы соединениями тяжелых металлов. В тоже время, с северной стороны полигона (верхняя горизонтальная отметка) выявлено содержание меди и свинца в количестве 1,3 ПДК. На полигоне, в 70 метрах юго-восточнее от участка складирования отходов, почва загрязнена подвижными формами цинка в количестве 6,0 ПДК, меди - 11,5 ПДК, свинца - 7,3 ПДК. С южной стороны полигона (нижняя горизонтальная отметка) выявлен свинец в количестве 1,5 ПДК и медь в количестве 1,4 ПДК.⁵

В результате проведенных работ выявлено загрязнение верхних почвенных горизонтов различными загрязняющими веществами с превышением ПДК на расстоянии 100-300 метров от границ полигона.

На расстоянии более 1500 метров от границ полигона - загрязнение ртутью, формальдегидом, фенолом, фторидами, нефтепродуктами, ионами цинка, соединениями меди, свинца и марганца в концентрациях, не превышающих ПДК.

Вблизи полигона имеет место загрязнение приземных слоев атмосферы диоксидом серы, аммиаком, формальдегидом, метилмеркаптаном, сероводородом, подземных горизонтов - фильтратом, содержащим растворенные загрязняющие вещества, в том числе соединения тяжелых металлов. Глубина проникновения фильтрата достигает 85 м, а ареал загрязнения - до 1,5 км.⁶

Так, в ходе обследования почвы отрогов балки «Бирючья», расположенной в непосредственной близости от полигона, выявлено содержание цинка в количестве 4,9 ПДК. Опасные водо-растворимые соединения (и продукты их распада), мигрируя в направлении движения грунтовых вод, являются потенциальными источниками загрязнения поверхностных водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых целей.

Для дальнейшего углубленного изучения степени влияния полигона необходимо оборудовать его наблюдательными скважинами для осуществления эффективного контроля за фильтрационными и грунтовыми водами.

Химическому загрязнению почв подвергаются не только территории полигонов для размещения отходов, промышленных предприятий, санитарно-защитных зон, примагистральные территории, но и территории особо охраняемых природных объектов.

С целью получения оперативной информации о состоянии природных комплексов проводятся наблюдения, отражающие изменения природной среды, происходящие без прямого воздействия человека.

Программа мониторинга включает в себя многолетние наблюдения за состоянием природных комплексов и их отдельных компонентов.

Так, в 2009 г. продолжены работы по мониторингу почв особо охраняемых природных территорий: Чапурниковской балки, Шен-Брунского самоизливающего источника пресной воды, Дендрологического сада Красноармейского района, Ергенинского источника, островной системы Сарпинский-Голодный, Григоровой балки, долины р. Царицы, лесопарковой зоны на Мамаевом Кургане, акватории нереста и зимовки осетровых рыб и белорыбицы на берегу р. Волга, Балки Сухая Мечетка.

Перечень показателей химического и биологического загрязнения почв определялся исходя из: целей и задач исследований, характера землепользования, специфики источников загрязнения, определяющий характер (состав и уровень) загрязнения изучаемых территорий.

В результате работы было отобрано 36 проб почвы, проведено 610 химических анализов по 17 показателям, а именно: влажность, реакция среды, плотный остаток, кальций, магний, хлориды, сульфаты, азот аммонийный, азот нитратный, фосфор общий, гумус, нефтепродукты, фенол, формальдегид, фториды водорастворимые, ртуть, соединения тяжелых металлов (до 10 элементов).

Анализ показал, что основными загрязняющими веществами техногенного характера являются: формальдегид, фенол, фториды, цинк, медь, свинец. Диаграмма вклада основных загрязняющих веществ в почве особо охраняемых природных территорий приведена на рис.1.⁷

Рис.1 Диаграмма вклада основных загрязняющих веществ в почве особо охраняемых природных территорий, (%)

Приведенные данные показывают, что наиболее значительный вклад в уровень загрязнения почв особо охраняемых природных территорий вносят формальдегид, водорастворимые фториды, цинк.

Показатели фактических концентраций загрязняющих веществ в почве особо охраняемых природных территорий приведены в табл.1 и на рис.2.

Таблица 1. Сравнительные показатели фактических и предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ, содержащихся в почве особо охраняемых территорий г. Волгограда)

Загрязняющее вещество

Концентрация, мг/кг

ПДК, мг/кг

Кратность превышения, раз

Формальдегид

25,0

7,0

3,6

Фенол

1,2

1,0

1,2

Фториды

14,3

10,0

1,43

Цинк

8,13

23,0

0,4

Медь

0,5

3,0

0,12

Свинец

1,0

6,0

0,17

Рис.2 Фактических концентраций загрязняющих веществ в почве особо охраняемых природных территорий

Процент вклада формальдегида составляет 25% от общего уровня химического загрязнения почв.

Уровень загрязнения почвы формальдегидом по отдельным природным территориям в 2009 г. составил: в Дендрологическом саду 1,9-5,7 ПДК; в Чапурниковской балке 2ПДК; на территории Ергенинского источника 1,5-1,6ПДК; в Григоровой балке 1,4-2,5 ПДК; в прибрежной полосе акватории нереста 2,5ПДК; в прибрежной полосе островной системе Сарпинский-Голодный 1,3-3,7 ПДК.

Формальдегид является токсичным веществом и относится ко второму классу опасности. Пути поступления в окружающую среду - промышленные выбросы предприятий, а также выхлопные газы дизельных двигателей. Как вторичный продукт формальдегид образуется в воздухе из выхлопных газов автомобилей в результате фотохимических реакций под воздействием солнечного ультрафиолета.

Формальдегид оказывает бактерицидное действие на почвенные бактерии, в том числе на азотфиксирующие от содержания которых зависит благополучие почвы. Под действием формальдегида содержание почвенных бактерий сокращается в 30 раз, что приводит к потере плодородных свойств почв. Угнетается корневая система растений, увеличивается подвижность верхнего почвенного покрова, уменьшается его механическая прочность, в результате активизируются экзогенные процессы: ветровая и водная эрозия почв, оврагообразование в пониженных частях рельефа.

Потери почвами растительного покрова ведут к постепенному омертвлению почв, снижению биопродуктивности и к утрате экологических функций. Это особенно актуально для ландшафтных памятников природы (Чапурниковская балка, Григорова балка, Дендросад).

В ходе мониторинговых исследований почв особо охраняемых природных территорий выявлено незначительное превышение по фторидам 1,4-1,5 ПДК на территории Ергенинского источника и 1,5 ПДК на территории Дендросада Красноармейского района. Высокие концентрации фторидов ухудшают плодородные свойства почвы. Наиболее опасны водорастворимые формы фторидов, вызывающие повторное загрязнение подземных и грунтовых вод.

В результате исследований выявлено, что почва особо охраняемой территории подвержена техногенной нагрузке.

Пробы почвы имеют реакцию среды от нейтральной до щелочной (рН=6,8 - 8,9 ед). Содержание водорастворимых форм солей, хлоридов, сульфатов является характерным для механического состава исследованных почв (супеси, легкие и средние суглинки).

Количественное определение содержания подвижных форм соединений тяжелых металлов, как наиболее опасных в силу их подвижности, характеризуется допустимым уровнем загрязнения почвы, с агрохимической точки зрения обеспеченность микроэлементами (металлами) - низкая. Эти ингредиенты могут быть использованы как фоновые показатели для загрязненных почв, находящихся вблизи охраняемых природных объектов.

Контроль почвы особо охраняемой территории показал, что южная часть города более подвержена негативному воздействию промышленных предприятий. Наибольшее содержание загрязняющих веществ в почвах особо охраняемых природных территорий выявлено в зонах влияния таких промышленных предприятий как: ОАО «Красноармейскмебель», ОАО «Судостроительный завод», ЗАО р НП «Волгоградмебель».

Результаты обследования почв учитывают при определении и прогнозе степени их опасности для здоровья и условий проживания населения, разработке мероприятий по их рекультивации, генерального плана и схем районной планировки, технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при решении очередности санационных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ, оценки эффективности экологического контроля за объектами негативного воздействия.

Проведенными исследованиями по контролю почв на территориях промышленных и природных объектов города установлено, что за истекший период степень загрязнения почв не изменилась в лучшую сторону. Очистка от загрязнения почв соединениями тяжелых металлов представляет большие трудности, но выводить металлы из экосистемы до безопасного уровня содержания необходимо. Экологическое благополучие без благополучия почв в принципе невозможно. Почвоохранные задачи не могут откладываться даже в «ближний ящик». Их надо решать незамедлительно.

Глава II. Экспериментальное изучение экологического состояния почвы пришкольного участка МОУ СОШ № 113

2.1. Характеристика пришкольного участка и прилегающей к нему территории

В ходе нашего исследования нами было установлено, что по санитарно-гигиеническим нормам промышленные предприятия, бани, прачечные, магазины, ателье и т.п. должны стоять от границ школы не менее чем на 50 м, жилые дома - не менее чем на 10 м, автотрасса - не менее чем на 25 м. Школа № 113 раположена в Красноармейском районе г. Волгограда, по ул. Саушинская, 22.

Рядом со школой нет производственных и коммунальных предприятий. Школа очень близко находиться к автотрассе примерно - 16 м. Жилые дома расположены в соответствии санитарно гигиеническим требованиям, но располагаются очень близко к школе. На основании вышеизложенного мы пришли к выводу, что расположение школы не соответствует санитарно-гигиеническим нормам, так как рядом со школой находится автотрасса, автостоянка.

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха являются автомобили и другие виды транспорта. Автотранспорт загрязняет атмосферный воздух еще и продуктами износа шин, тормозных накладок. В городские водоемы и почву попадают топливо и масла, моющие средства и грязная вода после мойки машин, сажа. Частицы сажи несут на своей поверхности частицы токсичных веществ, в том числе и канцерогенных. Сажа может длительное время находиться во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсичных веществ на человека. Автомобильный и железнодорожный транспорт являются источниками шумового загрязнения территории. Исследуемый район не входит в зону акустического дискомфорта от автомагистралей и железных дорог, тем не менее расположение школы обуславливает несколько повышенный шумовой фон.

Так же в непосредственной близости от школы расположена автостоянка (около 70 автомашин), что, безусловно, негативно влияет на экологическое состояние территории. Это негативное воздействие усугубляется весьма слабой озеленённостью района - отсутствием зелёных посадок на близлежащих улицах, скверов и парков вблизи школы.

На исследуемой территории примерно 70% - дома частного сектора. Если раньше подобные районы служили образцом чистоты и порядка, так как каждый житель обязан был убирать территорию вокруг усадьбы, то сейчас многие стали об этом забывать. В итоге многие улицы находятся в неудовлетворительном состоянии. Стихийные свалки - это не только неприглядное зрелище, портящие городской пейзаж, но и опасный источник загрязнения. В апреле 2009 года мы обнаружили 13 несанкционированных свалок, общей площадью 576 м по объему 326,5м. После схода снега количество их увеличивается, сейчас число таких свалок увеличилось до 20.

На территории школы находится пришкольный участок, на котором имеются газоны, клумбы, растут деревья, кустарники. Каждое лето на клумбы высаживается более 300 корней цветов. Ежегодно в весенний и осенний период озеленения города на пришкольном участке школьниками высаживаются кустарники и молодые деревья.

Участок имеет площадь 0,25 га, расположен по обе стороны школы. Вокруг участка создана живая изгородь из семенных насаждений.

На участке выделено несколько отделов: цветочно-декоративный, экологический. Цветочно-декоративные растения располагаются перед зданием школы, а экологический отдел находится на участке начальных классов. Здесь подобраны растения с разными сроками цветения и созревания плодов, светолюбивые и теневыносливые.

Основные направления работы на учебно-опытном участке: разбивка грядок цветников; посада овощей, цветов, зелени; наблюдение за всхожестью семян, развитием растений; изготовление наглядных пособий (гербарий); сбор семян для выращивания рассады; проведение экскурсий, уроков для ознакомления с растениями, расположенными на территории школы.

Насаждения оказывают благоприятное влияние на окружающую среду и на человека, создают благоприятные микроклиматические и санитарно-гигиенические условия. Учитывая способность зеленых насаждений благоприятно влиять на состояние окружающей среды, их необходимо максимально приближать к месту расположении школы. Общая площадь зеленых насаждений школ должна занимать больше половины ее территории.

Учащиеся с 5-11 классы выращивают овощные, плодово-ягодные культуры, около входа в школу находятся клумбы цветов, которые во время цветения украшают школьную территорию и радуют нас.

На школьной территории произрастают следующие растения: шиповник, который расположен по две стороны у входа школы. Всего произрастает около 50 деревьев. Площадь произрастающего на территории школы, равна 3 м². Расстояние между деревьями и зданием школы не соответствует норме, плотность деревьев недостаточна.

Для школы необходимо дополнительное озеленение. Мы считаем, что это зависит от экологического состояния почвы пришкольного участка.

2.2. Исследование экологического состояния почвы

микрорайона школы

Первый этап оценки любого зеленого насаждения лучше всего начинать с оценки состояния почвы. Мы знаем, что почва является очень важной средой для растений, т.к. вода и минеральные вещества поступают в растение с помощью корней именно из почвы. Определяются: механический состав, кислотность, увлажненность и количество почвенных обитателей.

В школьной химической лаборатории мы исследовали образцы почв:

1 - в районе автодороги;

2 -территория школьного двора;

3 - школьный садовый участок.

2.2.1. Исследование механического состава почвы

Механический состав играет важную роль в жизни растений. Важная характеристика почвы - ее механический состав, т.к. он определяет видовой состав и жизненность растений. Он позволяет также судить о плодородии почвы. Одно и то же растение сосны будет иметь различный внешний вид на супеси и на тяжелом суглинке.

Оборудование: рулетка на 10 м, лопатка, веревка, нож или ножницы.

Проведение исследований почв: необходимо правильно взять почвенный образец. Рекомендуется взять участок площадью 100 м² (10x10м), т.е. любая сторона этого участка будет равна 10 м. Для удобства можно отметить границы участка с помощью веревок, укрепленных на высоких палках. Длину каждой стороны измерим с помощью рулетки. Рекомендуется составлять средние образцы почвы из 5-8 индивидуальных проб, взятых в различных точках участка. На практике для отбора почвенных образцов часто используют метод "конверта", т.е. в каждой из пяти точек, как указано на рисунке, необходимо взять образец почвы с помощью лопатки (его называют индивидуальным), а затем смешать эти 5 индивидуальных образцов, и полученный средний образец использовать для проведения исследования.

Определение механического состава почвы с помощью мокрого метода, или метода раскатывания шнура.

Таблица 2. Результаты исследования механического состава почвы

№ образца почвы

Результаты исследования

№ 1 - район автодороги;

Большие примеси мелких и крупных камней, стекла, неопределенного вида другие загрязнителей

№ 2 - территория школьного двора;

Большие примеси мелких и крупных камней, стекла, неопределенного вида другие загрязнителей

№ 3 - школьный садовый участок;

Отсутствие механических примесей

2.2.2. Определение кислотности почвы

ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ.

Контрольная шкала образцов окраски растворов, раствор универсального индикатора, пипетка- капельница (0, 10 мл), пробирка с меткой «5 мл».

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ.

1. В пробирку налейте 5 мл ( до метки) почвенного раствора

2. Добавьте в пробирку пипеткой - капельницей 4-5 капель (около 0.10 мл) раствора универсального индикатора.

3. Содержимое пробирки перемешайте, покачивая ее.

4.Окраску раствора сразу же сравните с контрольной школой, выбирая ближайший по характеру окраски образец шкалы.

Таблица 3. Результаты исследования кислотности почвы

№ образца почвы

Результаты исследования

№ 1 - район автодороги;

рН=7

№ 2 - территория школьного двора;

рН=7

№ 3 - школьный садовый участок;

рН=7

2.2.3. Определение СУЛЬФАТ-АНИОНОВ

Выполнение исследования:

1. Поместите в отверстия мутномера две пробирки с рисунком на дне. В одну из пробирок налейте почвенный раствор до высоты 100 мм(20 -30мл).

2. Добавьте пипетками 2 капли раствора соляной кислоты и 14-15 капель раствора нитрата бария.

3. Герметично закроите пробирку пробкой и встряхните, что бы перемешать содержимое.

4. Пробирку с раствором оставьте на 5 - 7 минут для образования белого осадка (суспензии).

5. Закрытую пробирку снова встряхните, чтобы перемешать содержимое.

6. По таблице определите концентрацию сульфат- аниона в мг/л.

Высота столба суспензии(h), мм

Массовая концентрация сульфат - аниона, мг/л

Высота столба суспензии (h), мм

Массовая концентрация сульфат - аниона, мг/л

100

33

65

50

95

35

60

53

90

38

55

56

85

40

50

59

80

42

45

64

75

45

40

72

70

47

--

--

Таблица 4. Результаты исследования СУЛЬФАТ-АНИОНОВ

№ образца почвы

Результаты исследования

№ 1 - район автодороги;

Выпадает белый осадок, 60 мг/л

№ 2 - территория школьного двора;

Наблюдается слабое помутнение, 40мг/л

№ 3 - школьный садовый участок;

Небольшое помутнение, 35 мг/л

2.2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИД - АНИОНА

Методика определения:

1. В склянку налейте 10 мл почвенного раствора.

2.Добавьте в склянку пипеткой - капельницей 3 капли раствора хромата калия.

3. Герметично закройте склянку пробкой и встряхните, чтобы перемешать содержимое.

4. Постепенно титруйте содержимое склянки раствором нитрата серебра при перемешивании до проявления неисчезающей бурой окраски. Определите объем раствора, израсходованный на титрование (Vхл, мл).

Таблица 5. Результаты исследования ХЛОРИД - АНИОНА

№ образца почвы

Результаты исследования

№ 1 - район автодороги;

Наблюдается выпадение осадка

№ 2 - территория школьного двора;

Выпадает осадок

№ 3 - школьный садовый участок;

Наблюдений нет

2.2.5. Качественное обнаружение ионов железа Fe³⁺

Методика определения:

1. Раствор, содержащий ионы Fe ³⁺ , образует с раствором гексацианоферрата (II) калия K4 Fe(CH)6 (желтая кровяная соль) темно-синий осадок берлинской лазури:

4Fe³⁺ + 3 [Fe(CH)₆]^4- = Fe₄ [Fe(CH)₆]₃

2. Ионы Fe³⁺ образуют с растворами роданида калия или аммония окрашенный в кроваво-красный цвет роданид железа (III) Fe(SCH)3. В присутствии избытка роданид-ионов образуется, кроме того, гексацианоферрат (III) -ионы Fe(SCH)6 . В этом случае красная окраска образуется даже при ничтожно малых концентрациях ионов Fe³⁺ .

Таблица 6. Результаты качественного обнаружения ионов железа Fe³⁺

№ образца почвы

Результаты исследования

№ 1 - район автодороги;

Наблюдений нет

№ 2 - территория школьного двора;

Наблюдений нет

№ 3 - школьный садовый участок;

Небольшое изменение окраски

2.2.6. Качественное обнаружение ионов меди Cu²⁺

Методика определения:

1. При добавлении малых количеств аммиака к растворам солей меди (II) выпадает зеленый осадок основной соли, растворимой в избытке аммиака с образованием ионов Cu(NH3)4 , окрашенных в интенсивно-синий цвет.

2. Ионы Cu ²⁺ образуют с раствором гексацианоферрета (II) калия (желтая кровяная соль) кирпично-красный осадок гексацианоферрата (II)меди.

3. Иодид-ионы образуют с ионами Cu²⁺ иодид меди (II), который сразу претерпевает внутримолекулярное окисление-восстановление, образуя белый осадок CuI и свободный иод:

2Cu²⁺ + 4I^- = 2CuI + I2.

Иод маскирует белый осадка, потому что он окрашен в желтый цвет.

4. Голубой раствор солей меди (II) обесцвечивается при добавлении к нему раствора тиосульфата натрия Na2S2O3, а образующийся при этом малодиссоциирующий тиосульфат меди (I) разлагается при кипячении раствора, выделяя черный осадок Cu2S:

Таблица 7. Результаты качественного обнаружения ионов меди Cu²⁺

№ образца почвы

NH₃

Желтая кровяная соль

KI

№ 1 - район автодороги;

наблюдений нет

нет наблюдений

наблюдений нет

№ 2 - территория школьного двора;

наблюдений нет

нет наблюдений

наблюдений нет

№ 3 - школьный садовый участок;

наблюдений нет

Небольшое изменение окраски

Небольшое помутнение

2.2.7. Качественное обнаружение ионов никеля Ni²⁺

1. Едкие щелочи осаждают из водных растворов солей никеля малорастворимый осадок Ni(OH)2 в виде объемного геля, легкорастворимого в кислотах, а также в растворах аммиака.

Таблица 8. Результаты качественного обнаружения ионов никеля Ni²⁺

№ образца почвы

Результаты исследований

№ 1 - район автодороги;

Нет наблюдений

№ 2 - территория школьного двора;

Нет наблюдений

№ 3 - школьный садовый участок;

Небольшое помутнение

2.2.8. Качественное обнаружение ионов свинца Pb²⁺

1. При взаимодействии ионов Pb²⁺ c раствором иодида калия KI образуется желтый осадок иодида свинца, растворимый в избытке реактива с образованием иодидного комплекса:

Pb2 + 2I^- = PbI4 ,

2. Растворы едких щелочей осаждают из растворов, содержащих ионы Pb²⁺, белый осадок гидроксида свинца Pb(OH)2, растворимый в избытке реактива с образованием гидроксокомплекса Pb(OH)4.

3. Растворы хромата и дихромата калия с раствором соли Pb образуют желтый осадок хромата свинца PbCrO4:

Таблица 9. Результаты качественного обнаружения ионов свинца Pb²⁺

№ образца почвы

KI

K₂CrO₄

Na₂S₂o₃

№ 1 - район автодороги;

нет наблюдений

нет наблюдений

нет наблюдений

№ 2 - территория школьного двора;

нет наблюдений

нет наблюдений

нет наблюдений

№ 3 - школьный садовый участок;

нет наблюдений

Нет наблюдений

Нет наблюдений

В окружающую среду у автомобильных дорог попадают отходы автотранспорта, содержащие ионы Pb²⁺ , поэтому необходимо вести учет концентрации свинца в почве, сравнивая с ПДК.

Резюмируя вышеизложенное можно отметить, что результаты исследования показали, что все образцы почв, кроме садового пришкольного участка, имеют большие механические примеси камней, стекла и другие неопознанные материалы. Это свидетельствует о плохом экологическом состоянии почвы пришкольного участка.

Таблица 10. Результаты исследования экологического состояния почвы

Характеристика

Значения

Образец №1

Образец№2

Образец№3

Обрзец№4

Водородный показатель

рН=7

рН=7

рН=8

рН=7

Хлориды

отсутствие

10-50 мг/л

1-10 мг/л

1-10 мг/л

Сульфаты

60мг/л

40мг/л

35мг/л

35мг/л

Соединения железа

отсутствие

отсутствие

определены

определены

Соединения меди

отсутствие

отсутствие

определены

определены

Соединения никеля

отсутствие

отсутствие

определены

определены

Соединения свинца

отсутствие

отсутствие

отсутствие

отсутствие

Итак, результаты химического анализа образцов почв показали, что в составе присутствуют соли железа, меди, никеля, сульфаты и хлориды. Важно, что все образцы почв не содержат вредных для человека соединений свинца.

Также в ходе нашего исследования мы изучили снеговой покров, так как его состав оказывает влияние на состоянии почвы. Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха. В связи с этим информативным является показатель величины рН снегового покрова. В норме он должен изменяться от 5,5 до 5,8.

Мы проводили анализ снегового покрова в конце зимы. Снег для исследования брали в районе школы №113 на разном удалении от автомобильной дороги по улице Саушинской. Кроме того, были взяты контрольные пробы в районе станции «Шпалопропитка». Снег брали по всей глубине его отложения. Сразу после таянья пробы, когда температура талой воды сравнялась с комнатной температурой, проводили анализ. В ходе исследования мы оценивали величину водородного показателя с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

Вблизи автомобильной дороги (удаленность 3 - 8 метров) снег имеет сильную и даже сильнокислую реакцию. Это указывает на то, что в снег попадали и накапливались в нем основания различных кислот, образовавшихся при дальнейшем окислении гидратации оксидов, содержавшихся в выхлопных газах. По мере удаления от дороги, рН более приближено к норме (также как и в контрольной пробе). Кроме того, визуальная оценка проб указывает на сильное загрязнение различными нерастворимыми веществами вблизи дороги, но по мере удаления от нее степень загрязнения снижается. В районе станции Шпалопропитки снеговой покров сильно загрязнен выбросами креозота и другими органическими соединениями.

Такой высокий уровень загрязнения можно объяснить тем, что территория школы является достаточно оживленной магистралью. Нами был проведен учет транспортных средств в районе школы №113 в различное время. Санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток транспорта в жилой зоне не более 100 автомашин в час. Наши исследования показали, что интенсивность движения транспорта превышает в эту норму (особенно в час пик). В ходе работы было выявлено, что в будни интенсивность движения автобусов возрастает к вечеру (после 16.30); количество грузовых машин по утрам меньше, чем днем; интенсивность движения легковых машин по утрам небольшая, а по вечерам резко увеличивается. По выходным дням и в праздники количество легковых машин на улицах днем бывает больше, чем в будни. Максимальное количество автотранспорта было зарегистрировано 6 февраля вечером - 64 единицы в час.

2.3. Рекомендации по улучшению экологического состояния почв

Новая стратегия охраны почв Волгоградской от загрязнения на наш взгляд, должна быть заключена в создании замкнутых технологических систем, в организации безотходных производств. Отходы химической и машиностроительной промышленности также представляют собой ценное вторичное сырье. Так отходы машиностроительных предприятий являются ценным сырьем для сельского хозяйства из-за фосфора.

В настоящее время в Волгоградской области поставлена задача обязательной проверки всех возможностей утилизации каждого вида отходов, прежде их захоронения или уничтожения.

При атмосферном загрязнении почв тяжелыми металлами, когда они концентрируются в больших количествах, но в самых верхних сантиметрах почвы, возможно удаление этого слоя почвы и его захоронение.

В последнее время рекомендован ряд химических веществ, которые способны инактивировать тяжелые металлы в почве или понизить их токсичность.

Известкование почв уменьшает кислотность удобрений и растворимость свинца, кадмия, мышьяка и цинка. Поглощение их растениями резко уменьшается. Кобальт, никель, медь и марганец в нейтральной или слабощелочной среде также не оказывают токсического действия на растения.

Органические удобрения, подобно органическому веществу почв, адсорбируют и удерживают в поглощенном состоянии большинство тяжелых металлов. Внесение органических удобрений в высоких дозах, использование зеленых удобрений, птичьего помета, муки из рисовой соломы снижают содержание кадмия и фтора в растениях, а также токсичность хрома и других тяжелых металлов.

Оптимизация минерального питания растений путем регулирования состава и доз удобрений также снижает токсическое действие отдельных элементов.

Среди естественных растений и сельскохозяйственных культур выявлен ряд видов и сортов, устойчивых к загрязнению тяжелыми металлами. К ним относятся хлопчатник, свекла и некоторые бобовые. Совокупность предохранительных мер и мер по ликвидации загрязнения почв тяжелыми металлами дает возможность защитить почвы и растения от токсического их воздействия.

Одно из основных условий охраны почв от загрязнения биоцидами - создание и применение менее токсичных и менее стойких соединений и внесение их в почву и уменьшение доз их внесения в почву. Существует несколько способов, позволяющих уменьшить дозу биоцидов без снижения эффективности их возделывания:

- сочетание применения пестицидов с другими приемами. Интегрированный метод борьбы с вредителями - агротехнический, биологический, химический и т.д. При этом ставится задача не уничтожить целый вид целиком, а надежно защитить культуру. Украинские ученые применяют микробиопрепарат в совокупности с небольшими дозами пестицидов, который ослабляет организм вредителя и делают его более восприимчивым к заболеваниям;

- применение перспективных форм пестицидов. Использование новых форм пестицидов позволяет существенно снизить норму расхода действующего вещества и свести к минимуму нежелательные последствия, в том числе и загрязнение почв;

- чередование применения токсикантов с неодинаковым механизмом действия. Такой способ внесения химических средств борьбы предотвращает появление устойчивых форм вредителей. Для большинства культур рекомендуют 2-3 препарата с неодинаковым спектром действия.

- при обработке почвы пестицидами лишь небольшая часть их достигает мест приложения токсического действия растений и животных. Остальная часть накапливается на поверхности почв. Степень загрязнения почв зависит от многих причин и, прежде всего от стойкости самого биоцида. Под стойкостью биоцида понимают способность токсиканта противостоять разлагающему действию физических, химических и биологических процессов.

Также мы считаем, что состояние почвы на пришкольном участке и на прилегающей к нему территории нуждаются в регулярном контроле в рамках ежегодного экологического мониторинга.

С учётом анализа функционального зонирования территории и показателей её эколого-геохимической оценки можно дать конкретные рекомендации по улучшению почвы и повышению экологической безопасности МОУ СОШ № 113:

- участок территории МОУ СОШ № 113, примыкающий к автостоянке, нуждается в проведении экранирующих посадок растений для формирования живой изгороди, которая сможет уменьшить негативное воздействие неблагоприятного соседства с автостоянкой. В качестве «живой» изгороди могут быть использованы следующие виды кустарников: боярышник, жёлтая и белая акация, спиреи. Однако, при выборе определённого вида растений следует учитывать рекомендации врача-аллерголога;

- экологический мониторинг территории и помещений детского сада необходимо дополнить регулярным контролем за состоянием здоровья детей с использованием методических подходов Всемирной организации здравоохранения.

Заключение

На основании вышеизложенного мы пришли к выводу, что почва возникает на границе литосферы и атмосферы в результате воздействия климата и живых организмов (растений и животных) на горные породы и покрывает практически всю сушу, образуя почвенный покров.

Наблюдения за химическим загрязнением почв территории Волгограда осуществляется с 1993 года. Одним из наиболее мощным факторов, приводящим к загрязнению окружающей среды, является промышленность.

В ходе нашего исследования мы установили, что источниками загрязнения почвы являются: выбросы вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников загрязнения; полигоны промышленных и бытовых отходов; несанкционированные свалки промышленных и бытовых отходов; средства химической защиты растений и минеральные удобрения.

Материалы данной работы можно использовать на уроках географии в 8 классе при изучении темы «Почва и почвенные ресурсы», на факультативе «Географическое краеведение» при изучении темы « Почвы Волгоградской области. На уроках химии в 8 классе при выполнении практической работы «Анализ почвы». Тема данного проекта является актуальной не только для учащихся школы, но и для всех жителей района. Проект охваты­вает такие разделы науки, как история, экономика, география, математика, информатика, социология.

Практическая значимость работы заключается в привлечении общественности (учащихся старших классов, учителей, родителей, жителей микрорайона) для принятия решений в области устойчивого развития микрорайона посредством акцентирования их внимания на экологическом состоянии и степени благоустройства микрорайона школы.

В своей работе мы показали большую значимость и важность экологического состояния почвы, изучила состав и виды почв, основные загрязнения и способы очистки.

В школьной химической лаборатории мы исследовали образцы почв:

1 - в районе автодороги;

2 -территория школьного двора;

3 - школьный садовый участок.

Результаты исследования показали, что все образцы почв имеют большие механические примеси камней, стекла и другие неопознанные материалы. Это свидетельствует о плохом экологическом состоянии окружающей нас почве. Также в ходе нашего исследования нами была подтверждена наша гипотеза о том, что почва пришкольного участка и близлежащих территорий имеет определённую степень загрязнённости.

Под влиянием выхлопных газов транспорта, загрязненный заводами (железной дорогой) в окружении микрорайон, отмечается ухудшение здоровья школьников. Также страдает озеленение пришкольной территории необходимо дополнительное озеленение.

Список литературы

1. Бочкарева Н.Ф. Экология России. 8-9 классы. - Калуга, 2009.

2. Лосев К.С., Горшков В.Г., Кондратьев К.Я. и др. Проблемы экологии России. - М., 2007.

3. Маркович Д. Социальная экология. - М., 2007.

4. Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации. - М., 2008.

5. Природные условия и ресурсы Волгоградской области. Волгоград, 2007.

6. Проблемы перехода Волгоградской области к устойчивому развитию: Материалы науч.-практ. конф., Волгоград, 3-6 апреля 2006.

7. Родники и реки Волгоградской области. В.А. Брылев, Н.А. Самусь, Е.Н. - Волгоград, 2008.

8. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. Здоровье и среда, в которой мы живём. - М., 2006.

9. Суриков Г.В. Проблемы экологии волгоградской области. - М., 2008.

10. Уфименко В.С. Состояние почв Волгоградской области. - Волгоград, 2008.

11. Шварц Г. Вологодская область. / Под редакцией С. И. Каплуна. - М., 2007.

12. Экогеохимия городских ландшафтов. - М., 2007.

1 Проблемы перехода Волгоградской области к устойчивому развитию: Материалы науч.-практ. конф., Волгоград, 3-6 апреля 2006. С. 98.

2 Уфименко В.С. Состояние почв Волгоградской области. - Волгоград, 2008. С. 126.

3 Уфименко В.С. Состояние почв Волгоградской области. - Волгоград, 2008. С. 129.

4 Проблемы перехода Волгоградской области к устойчивому развитию: Материалы науч.-практ. конф., Волгоград, 3-6 апреля 2006. С. 67.

5 Уфименко В.С. Состояние почв Волгоградской области. - Волгоград, 2008. С. 45.

6 Там же.

7 Уфименко В.С. Состояние почв Волгоградской области. - Волгоград, 2008. С. 82.