Загрязнение атмосферы – одна из важных экологических проблем

Глобальное потепление связывают с возрастающим содержанием в атмосфере парниковых газов, а также аэрозолей. Правда, большинство аэрозолей охлаждают атмосферу, увеличивая ее способность отражать солнечное излечение в космос. Но те, что содержат сажу, наоборот, повышают температуру Земли, поглощая солнечные лучи. Полагают, что вклад сажи в глобальное потепление уступает лишь вкладу СО2.

Климатический эффект сажи несколько иной, чем у большинства парниковых газов: она сохраняется в атмосфере недолго, а значит ее концентрации отличаются на порядки от очень высокой над промышленными центрами, до незначительных в удаленной сельской местности. Следовательно, ее воздействие на климат сильно зависит от географии.

Сажа в атмосфере возникает вследствие неполного сгорания биомассы, угля или дизельного топлива.

В отличие от СО2 сажа вырабатывается преимущественно на территории развивающихся стран.

В нашей стране экологическая обстановка во многих регионах оказалась катастрофической. Выбрасываемые в окружающую среду загрязнители переносятся в атмосферу, в почву и воду, постепенно рассеиваются в биосфере. При этом загрязнители могут поглощаться живыми организмами, оказывая на них вредное воздействие.

Загрязняя биосферу, человек, занимающий по отношению к другим живым организмам место суперхищника, сталкивается с эффектом бумеранга. Находясь в самом конце пищевых цепей, он становится потребителем наиболее загрязненной пищевой продукции. Развитие нефтехимии в городе Омске сопряжено с таким отрицательным фактом, как загрязнение окружающей среды, кроме нефтехимических предприятий, на долю которых приходится 25% выбросов вредных веществ. Среди предприятий самым сильным источником загрязнения является ПО Омскнефтеоргсинтез. Также к числу загрязнителей относится энергетика и автомобильный транспорт. Уже сегодня можно сказать, что тоннами ежедневно выбрасываются котельными и предприятиями и организациями райцентра в атмосферу окись углерода, серный ангидрид, окислы азота, фтористые соединения. При действии солнечных лучей на выхлопные газы выделяется озон. При высоких концентрациях в нижних слоях атмосферы он может раздражать глаза и слизистую оболочку, вызывать головные боли, затруднять дыхание. Нитрат – ионы непосредственно действуют на артерии, вызывая расширение сосудов и снижение кровяного давления. Оксиды азота взаимодействуют с влагой, находящейся в атмосфере, образуя те же самые азотную и азотистую кислоты. Ветер уносит их вдаль, где они выпадают в виде кислотных дождей. Сернистый газ нарушает обоняние, понижает вкусовое восприятие, затрудняет работу дыхательных путей. Давно замечено, что многие виды растений, при загрязнении атмосферы чаще поедаются насекомыми. Объяснить эту задачу удалось американскому энтомологу Патрику Хьюзу. После проникновения в растение вредных веществ они начинают производить особое вещество – глютатион, которое защищает ткани растений, но в то же время делает их привлекательными для насекомых – вредителей. Дело в том, что глютатион нейтрализует некоторые вещества, которые трудно усваиваются насекомыми. При этом вредители поедают больше листвы, быстрее размножаются.

В нашей местности главными загрязнителями являются котельные, сырзавод, нефтебазы. Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Поэтому снег можно рассматривать, как индикатор чистоты воздуха. В зависимости от источника загрязнения изменяется состав снегового покрова. Важнейшим показателем является рН снеговой воды (кислотность). Она может меняться от 5,5 до 5,8 в обычном (чистом) состоянии и до 8 (за счет зольных частиц, содержащих гидрокарбонаты калия, кальция, магния). Оксиды серы, азота, углерода, содержащиеся в продуктах сгорания топлива, уменьшают рН снегового покрова, т. е. увеличивают кислотность. Антропогенными источниками содержания соединений азота в условиях села являются автотранспорт и теплоэнергетика. В 2002 – 2003 году увеличилось число котельных на территории села. Так в квадрате «трехэтажные дома, ДК, магазины» находятся 4 котельные, расположенные рядом. Раньше эти здания обслуживала одна котельная, расположенная на окраине села.

В последние годы в селе Евгащино появился еще один загрязнитель – шлак, образующийся при сгорании каменного угля. Этот шлак от котельных высыпают на дорогу. Летом шлак разминается колесами машин и тракторов в пыль. В сухую погоду эта пыль поднимается в воздух и трудно оседает. Люди дышат этой пылью.

Состояние людей, склонных к астматическим заболеваниям при этом ухудшается. Об этом свидетельствует главврач Евгащинской участковой больницы.

С 2003 года работая над созданием экологического паспорта школы, мы решили пронаблюдать, как изменилась чистота воздуха в связи с увеличением числа котельных на территории села Евгащина. Подобная работа впервые проводилась в 1995 году, но тогда в селе была одна большая центральная котельная, обслуживающая большую часть села и небольшие котельные на территории нефтебазы, больницы, школы, промкомбината.

1. Материалы и методы

Для исследования брали снег с различных территорий села Евгащина.

Исследования проводили по специальной методике определения степени загрязненности снега сажей, наличие хлорид, сульфат, нитрат и нитрит – ионов.

Все исследования проводились в трех повторностях.

2. Место и время проводимого исследования

Исследование проводили в школьной лаборатории в феврале 2003, 2004, 2005 года, т. к. к этому времени снеговой покров достаточно большой и накапливает значительное количество выбросов.

3. Собственные исследования

Территорию села поделили на квадраты, в каждом квадрате по всей глубине снежного покрова брали пробу снега 3 кг. Когда снег растаял и образовавшаяся вода стала комнатной температуры, провели анализ на содержание азота в нитритной, нитратной и аммиачной формах, сульфатов, хлоридов, на наличие нерастворимых веществ и кислотности.

Нитрит и нитрат – ионы определяли антипириновой реакцией. Для этого 1 мл воды смешивали с 1 мл физиологического раствора, 1 м л раствора антипирина и быстро прибавляли 2 капли 1 % раствора дихромата калия. Смесь нагревали до кипения. Бледно-розового окрашивания не наблюдали, значит в воде, полученной из снега, нет нитрит и нитрат – ионов.

Главным загрязнителем снега, а, следовательно, и воздуха является сажа, которая выделяется из труб котельных вместе с прочими продуктами сгорания.

Для определения содержания сажи в воздухе, полученную из 3 кг снега воду фильтровали через бумажный фильтр. Предварительно фильтры взвешивали. После фильтрования фильтры высушивали и снова взвешивали. По разности масс фильтра с сажей и чистого фильтра вычисляли содержание сажи в воде и, соответственно, в воздухе.

Опыт проводили в трех повторностях. Получив данные, сделали перерасчет на содержание сажи в мг на 1 л воды. Данные оформили в виде диаграммы. Диаграмма прилагается .

Загрязнителями снега, взятого в Мешково и на реке Иртыш в основном являются растительные остатки (сенная труха), сажи содержится очень мало.

Аммиак и ионы аммония определяли так:

В пробирку объемом 14 мл наливали 10 мл исследуемой воды, 0,3 мл 30% раствора сегнетовой соли и 0,2 мл реактива Несслера. Через 10 минут смотрели пробу сверху и сбоку. Окрашивания не наблюдалось, аммиак и ионы аммония отсутствуют.

Определение сульфат – ионов:

В пробирку наливали 10 мл снеговой воды, 0,5 мл раствора НСl концентрации 1 : 5 и добавляли 2 мл 5 % раствора ВаСl2. Слабое помутнение было обнаружено в воде, полученной из снега около школьной котельной. Это значит, в 1 л воды содержится от 5 – 10 млг (SO4) 2 - , что составляет небольшое количество. В снеговой воде остальных исследуемых мест сульфат - ионов не обнаружено.

Определение хлоридов:

Для определения хлорид – ионов к 54 мл исследуемой снеговой воды добавляли 3 капли 10 % раствора AgNO3. В воде от ДК мы увидели слабое помутнение. Содержание хлорид – ионов от 1 до 10 мг на 1 л воды, такой же результат от школьной котельной и очень слабое помутнение, в воде полученной от снега от нефтебазы. От 1 до 5 мг на литр, а в остальных пробах воды хлорид – ионы не обнаружены. В воде от нефтебазы на поверхности обнаружены радужные разводы, что говорит о содержании нефтепродуктов.

Определение кислотности воды, полученной из снега:

Кислотностью называется содержание в воде веществ, вступивших в реакцию с гидроксид – ионами. Расход гидроксида выражает общую кислотность воды. Кислотность воды определяли титрованием раствором едкого натра.

100 мл воды, полученной из снега, поместили в колбу, добавили 2 капли метилового оранжевого и титровали на белом фоне 0,1 н раствором едкого натра до изменения окраски, не исчезающей в течение одной минуты.

Опыт проводили в трех повторностях, результаты сравнивали со стандартной шкалой.

Общую кислотность рассчитывали по формуле:

Об = , где

Об – общая кислотность

В – объем 0,1 М (Моль – экв/л) раствора едкого натра, израсходованного на титрование по универсальному индикатору

К – поправочный коэффициент к 0,1 М раствору едкого натра

V – объем пробы воды в мл

По итогам исследования получили результаты:

СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ рН СНЕГОВОГО ПОКРОВА РАВНО 5.

По результатам проведенных исследований делаем следующие выводы:

1. В окрестностях школы зимой 2003 – 2005 годов ухудшилась экологическая обстановка. Снег стал более загрязненным, а, следовательно, почва и воздух. В отдельные дни, когда нет ветра и температура воздуха не очень низкая в воздухе наблюдается смог, чувствуется запах несгоревшего угля.

2. В котельной возле трехэтажного дома и в котельной ДК почти не регулируется подача воздуха, уголь сжигается недостаточно, из труб постоянно идет черный дым.

3. В школьной котельной регуляция воздуха осуществляется лучше и поэтому черный дым идет реже.

С выводами данных исследований ознакомили начальника ЖКХ и главу сельской администрации.

Предлагаем не высыпать шлак из котельных на дорогу, чтобы воздух не насыщался шлаковой пылью летом.