Муниципальное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 9»
Учебно-исследовательскаяработа.
Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха и почвы по состоянию сосны обыкновенной и покачеству пыльцы одуванчика лекарственного.
Естественно – математический цикл. Экология.
Автор работы: Головина Евгения ученица 11 класса МОУСОШ № 9
Научный руководитель:
Конасова Татьяна Николаевна учитель биологии МОУ СОШ№ 9
г. Великий Устюг.
2007г.
Цель работы: изучитьэкологическое состояние атмосферного воздуха и почвы в городе и егопригородах, используя в качестве биоиндикаторов сосну обыкновенную и одуванчиклекарственный.
Задачи исследования.
Наоснове полученных результатов сделать выводы:
1. Осостоянии:
а)атмосферного воздуха в зимний и летний периоды по индикации хвоинок сосныобыкновенной;
б)атмосферного воздуха и почвы по качеству пыльцы одуванчика лекарственного вразных районах города и пригородной зоне;
2. Выявитьосновные источники загрязнения и возможные пути их устранения.
Методика исследования работы.
I. Посостоянию хвои сосны обыкновенной.
Степеньзагрязнения атмосферы можно пронаблюдать по состоянию сосны обыкновенной. Врайонах, где есть загрязнение, на хвоинках появляются повреждения:
· светло-зелёныепятна и некротические точки;
· признакиусыхания.
Методика исследования работы состоит из следующих этапов:
1. Подготовительный этап.
1. Постановкацели, задачи исследования.
2. Подготовкаоборудования для проведения полевых работ (полиэтиленовые пакеты для сборапроб).
3. Нахождениеи снятие копии план-карты города и его пригородов.
4. Выборключевых участков, так, чтобы они находились в разных районах города ипригородной зоне, указание их на карте (приложение №2 и №3).
5. Составлениеплана исследования ключевых участков (приложение №2).
2. Проведение исследования (порядок).
1. Отборсосны 15-20-летнего возраста
2. Сборс нескольких боковых побегов в средней части кроны 5-7 деревьев по 250 пархвоинок второго и третьего года жизни.
3. Занесениев рабочую тетрадь даты исследования на разных ключевых участках.
3.Обработка материалов исследования.
1. Анализхвои проводила дома:
а) отбирала хвоинки с пятнами и некротическими точками;
б) с признаками усыхания;
в) неповреждённые хвоинки.
2. Сосчиталахвоинки и данные об их количестве занесла в рабочую тетрадь с указанием датыотбора проб на каждом ключевом участке.
3. Высчиталапроцент хвоинок с пятнами и хвоинок с признаками усыхания.
4. Поместилаих в разные пакеты и подписала их.
5. Результатыоформила в виде таблицы (приложение № 1).
II. Покачеству пыльцы одуванчика лекарственного.
Физическоеи химическое загрязнение окружающей среды влияет на качество пыльцевых зерен,характеризующихся высокой чувствительностью к действию загрязнителей. Поэтому вразных районах, в зависимости от степени их загрязненности, пыльца одуванчикалекарственного может качественно различаться. Выделяют:
· Ненормальные(абортивные) пыльцевые зерна;
· Нормальныепыльцевые зерна.
Методика исследования работы состоит из следующих этапов:
1.Подготовительный этап.
1. Подготовкаоборудования (микроскоп, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы,пипетки).
2. Приготовлениеслабого раствора йода, необходимого для окраски пыльцы (2 мл. 5%-ной йоднойнастойки разбавить водой до 10 мл.).
2.Проведение исследования (порядок).
1. Извлечениепыльцы из пыльников цветка, использовав препаровальную иглу, и поместить ее напредметное стекло.
2. Нанесениена пыльцу при помощи пипетки капли раствора йода и перемешивание ее,использовав препаровальную иглу, так чтобы все пыльцевые зерна оказались врастворе.
3. Оставитьприготовленный препарат на несколько минут.
4. Изучениепыльцевых зерен (приложение №12).
5. Подсчетколичества нормальных и абортивных зерен.
3. Обработка материалов исследования.
1.Определение процента нормальных и ненормальных зерен.
2.Результаты оформить в виде таблицы (приложение №2).
Результатыисследования.
1. Посостоянию хвои сосны обыкновенной в летний и зимний периоды.
Результатыисследования показали, что летом практически на всех ключевых участкахнаблюдается увеличение количества хвоинок с пятнами по сравнению с числом техже хвоинок, но только в зимний период. Зимой же количество хвоинок с усыханиембольше, чем число тех же хвоинок летом.
Несмотряна это, наименее загрязненным воздух оказался в районе Шилленгского бора, где взимний период из 250 пар исследуемых хвоинок 42 пары с пятнам (16,8 %), а влетний – 53 пары (21,2 %). Также в этом районе наблюдается наименьшеепроцентное содержание хвоинок с усыханием.
Чутьбольше процент хвоинок с пятнами летом наблюдается в районе Стефановской церкви(21,6 %).
Наиболеезагрязнённым воздух наблюдается на третьем ключевом участке – ул. Атласова -,где зимой из 250 пар хвоинок 164 пары с пятнами, что составило 65,6 %, и 7 пархвоинок с усыханием – 2,8 %, а летом число хвоинок с пятнами составляет 167пар, с усыханием – 5.
Вторымпо процентному количеству хвоинок с пятнами стал ключевой участок № 4 – районшколы гимназии. Зимой из 250 пар исследуемых хвоинок 110 – с пятнами, чтосоставило 44%, и 9 пар с усыханием – 3,6 %. Летом количество хвоинок с пятнамиуменьшается до 106 (42,4 %), с усыханием – до 8.
Наименьшимпо процентному содержанию хвоинок с пятнами зимой является район ДЮЦ «Авангард»– 15,6 %, но, в то же время, здесь наблюдается достаточно большой процентхвоинок с усыханием –5,2 %.
2. Покачеству пыльцы одуванчика лекарственного.
Результатыпоказали, что наименее загрязненным оказался участок №5, т.к. процентнормальных пыльцевых зерен наиболее близок к 100 % (92,8 %).
Вторымнаименее загрязненным участком является район школы №9. Из общего количества пыльцевых зерен 227 – нормальные, что составляет 90,8 %.
Наибольшеезагрязнение наблюдается на территории детского дошкольного санатория.Процентное содержание нормальных пыльцевых зерен в этом районе составляет 85,6%.
Выводы о результатах исследования.
Наоснове полученных данных можно сделать следующие выводы:
1. Таккак в летний период наблюдается увеличение хвоинок с пятнами по сравнению счислом тех же хвоинок в зимний период, можно предположить, что это связано с большимпотоком транспорта, потому что именно в этот период многие люди спешат надачи. Зимой количество хвоинок с усыханием больше, чем число тех же хвоиноклетом. Возможно, это можно объяснить недостатком воды зимой, а такжезагрязнением атмосферного воздуха выхлопными газами автомобилей.
2. Наибольшаязагрязненность, как в летний, так и в зимний период наблюдается в городе врайоне ул. Атласова. Во-первых, по всей видимости, это зависит от достаточнобольшого потока транспорта, а значит и выброса в атмосферу выхлопных газов,содержащих основные загрязнители воздуха – углекислый газ, диоксид серы идругие. Во-вторых, здесь находятся частные дома, которые имеют печноеотопление, значит, и газы, образующиеся при горении, загрязняют окружающийвоздух. В-третьих, около исследуемых сосен часто оставляют свои автомобили ихвладельцы. А также возможны погрешности, которые можно объяснить меньшимколичеством деревьев (4), вместо минимально необходимых пяти.
3. Неменее загрязнённый воздух в районе школы гимназии, что можно объяснить тем, чтона её территории имеются котельные, отапливающие школу, и многоквартирныедома, загрязняющие воздух побочными продуктами сгорания газа. Также здесьпроходит дорога, по которой продвигаются потоки транспорта по улице в город ииз города, т.е. идёт загрязнение выхлопными газами.
4. Наименьшеезагрязнение и летом, и зимой наблюдается на территории Шилленгского бора.Небольшой процент загрязнённости воздуха можно объяснить близко расположеннойтранспортной артерией, соединяющей г. Великий Устюг с Никольском, Вологдой идругими населёнными пунктами.
5. Однимиз источников загрязнения воздуха являются промышленные предприятия города, и,прежде всего, это и Щетинощеточная фабрика, это и котельные Судоремонтногозавода, часть его цехов, это и ТЭЦ (они выбрасывают пыль, содержащуюрадиоактивные элементы, углекислый газ, окись углерода, окислы серы, азота иогромное количество тепла), а также другие предприятия города.
6. Пытаясьобъяснить загрязнённость воздуха в Великом Устюге, я также проанализироваланаправления воздушных масс, составив «розу ветров» (см. Приложение №5), ивыяснила, что в городе в основном преобладают ветры западных направлений:западных, юго-западных и южных. Возможна, загрязнённость воздуха связана сперемещением воздушных масс в сторону города со стороны Новатора (где действуютдва предприятия, Лесопромышленный и Фанерный комбинаты), Плесецка (выбросыпродуктов сгорания ракетного топлива космодрома «Плесецкий» содержат вещества,обладающие мутагенными, канцерогенными свойствами). Если посмотреть по «розеветров», то со стороны г. Красавино, расположенного к северу — северо-востокуот Устюга, и его предприятий (Лесопильный комбинат, Льнокомбинат и Кирпичныйзавод) также возможен принос загрязнителей.
7. Обычнопыльца у растений, произрастающих в нормальных условиях, имеет хорошеекачество, процент нормальных пыльцевых зерен близок к 100%. Поэтому, исходя изэтого, можно сделать вывод, что повышенного загрязнения на всех ключевыхучастках не наблюдается. Но необходимо отметить, что выбросы загрязняющихвеществ с осадками аккумулируются почвенным покровом, поэтому особенно почвазагрязнена вблизи автостоянок.
Однимиз важнейших загрязнителей атмосферного воздуха является сернистый газ,являющийся основным побочным продуктом сгорания угля. Во влажном воздухесернистый ангидрид соединяется с водой, образуя серную кислоту. Выпадая сдождём на землю, она разъедает не только лёгкие человека, но и металлы, краскии даже камень. Двуокись серы в комбинации с окислами азота могут раздражатьорганы дыхания. Углекислый газ, образуемый при дыхании живых существ, а такжепри сжигании угля, нефти и газа также опасен для здоровья. Продолжающийся ростсодержания двуокиси углерода в воздухе может привести к повышению температурына Земле, а затем и к парниковому эффекту. Окись углерода – бесцветный и неимеющий запаха ядовитый газ. Его токсичность объясняется тем, что он образуетстойкое соединение с гемоглобином. Таким образом, вдыхание окиси углеродаблокирует поступление кислорода в кровь, что приводит к кислородному голоданиютканей и вызывает головную боль, головокружение, тошноту, шум в ушах, обморок,паралич дыхательных путей и смерть.
Известноещё множество вредных веществ, оказывающих губительное влияние не только наокружающую среду, но и на здоровье человека, животных и растений. Но можноабсолютно точно сказать, что каждый загрязнитель оказывает определённоеотрицательное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую средудолжно строго контролироваться. Законодательство устанавливает для каждогозагрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимуюконцентрацию (ПДК) его в природной среде.
Заключение.
Ясчитаю, что тема чистоты воздуха и почвы является одной из самых актуальных внастоящее время. Чтобы выяснить, экологическое состояние и степеньзагрязненности в нашем городе, я взяла наиболее приемлемую для меня методикуисследования «Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха и почвы», используяв качестве биоиндикаторов сосну обыкновенную и одуванчик лекарственный, т.к.,во-первых, эти растения широко распространены на территории нашего города и вего пригородной зоне. Во-вторых, основные загрязнители воздуха (углекислый газ,диоксид серы, некоторые элементы тяжёлых металлов) и почвы (пестициды),повреждают части исследуемых растений (хвоинки, пыльцу), что достаточно легкопронаблюдать.
Мои предложения по сохранению чистоты воздуха в городе:
1.Тщательная очистка газов на предприятиях (использование фильтров, абсорберови т.д.) и создание таких предприятий, на которых выбросы газов в атмосферу отсутствуют.
2. Вести поиски и переходить на другие виды топлива, связанные с уменьшением вреда окружающей среде.
3. Как можно больше делать насаждений в городе и пригородной зоне.
4. Восстанавливать вырубленные леса, при добыче древесины.
5. Может быть, необходимо создать комиссию по контролю выбросов загрязнений в воздух.
6.Создание замкнутых газообразных циклов, которые препятствуют попаданию газов в атмосферу.