ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Влияние города на почвообразование и свойства почв

Влияние города на химический состав почв

Работу выполнили ученики

9 «Д» класса МАОУ «СОШ №28»

Бородин Е. Т.

Бухонов А. Л.

Руководитель:

Учитель биологии

МАОУ «СОШ №28»

Лепихина О.А.

Пермь 2016

Содержание

I. Введение
II. Влияние города на почвообразование и свойства почв
III. Химический состав почвы
IV. Подготовка почвы к химическому анализу
V. Определение кислотности почвы
VI. Качественное определение катионов
VII. Проведение социального опроса
VIII. Выводы
IX. Заключение и рекомендации
X. Список литературы
XI. Приложения

Введение

Деятельность человека существенно отражается на окружающей среде. Общество вступило в противоречие с природой. Свой вклад в загрязнение окружающей среды вносят многие отрасли промышленности, и даже домашнее хозяйство.

Дальнейшее развитие цивилизации может происходить только в согласии с законами природы, при осознании человеком своей истинной роли в системе биотической регуляции. В 2002 году на 55–й сессии Генеральной Ассамблеи ООН принята Декларация Земли (Хартия Земли). Экологическая ситуация требует трезвого анализа и принятия мер. Сегодня вопросы экологической экспертизы особенно актуальны. Конечно, преобразование природы - процесс неизбежный, но он не всегда является положительным. Поэтому, исследование почв нашего города имеет огромное значение. Каждый из нас должен наблюдать за состоянием природы своего города. С годами город вырос, численность населения увеличилась, предприятия расширились, это и привело к значительным изменениям, в том числе и почвы. Почвенный покров в городе – это, прежде всего, объект земельно-имущественных отношений, но, в то же время, и важнейшая составная часть окружающей человека среды. Город оказывает на природную среду общее негативное влияние, при этом почва подвергается наиболее значительному воздействию, да к тому же в силу своей консервативности по сравнению с водами, атмосферой, растительным покровом, она является самой трудно восстанавливающейся средой. В отличие от воды и атмосферного воздуха, которые являются миграционными средами, почва представляет собой наиболее объективный и стабильный индикатор техногенного загрязнения экосистемы. Она четко отражает эмиссию загрязняющих веществ и их фактическое распределение в компонентах ландшафта. Наиболее крупные промышленные города, образуя обширные зоны загрязнений, постепенно превращаются в сплошные техногенные территории, представляющие серьезную опасность для здоровья, проживающего на них населения. Поэтому изучение особенностей почвообразования в условиях города и составов городских почв является весьма актуальной проблемой. Предметом контроля почв являются, прежде всего, их изменения, вызванные деятельностью человека. Но многие неблагоприятные изменения свойств почвы могут формироваться естественным путем под влиянием природных факторов почвообразования.

Так и мы не остались равнодушными к этой насущей проблеме и решили провести связующую нить с прошлым и настоящим, просмотреть, как город преобразовал почву и какое влияние оказывает деятельность человека. Среди всех глобальных общечеловеческих проблем охрана окружающей среды является одной из наиболее актуальных.

Выбраны объекты исследования: двор и парк им. Балатова.

Предмет исследования: почва.

Предположение: плотная застройка оказывает влияние на химический состав почв.

Цель: определить, как отличаются химические составы почвы во дворе и Балатовском парке, исследовать образцы почв, в том числе на наличие тяжелых металлов.

В соответствии с целью поставлены задачи:

1.Провести обзор научной литературы.

2.Определить непосредственное влияние города на почвообразование.

3.Получить результаты анализа почвы на содержание ионов тяжёлых металлов из лаборатории.

4.Провести социальный опрос в собственном классе и на улицах города Перми.

Методы исследования: эмпирический и лабораторный.

Теоретическая значимость заключается в анализе научной литературы.

Практическая значимость исследования заключается в проведенииКачественного определения ионов тяжелых металлов. Данное исследование, несомненно, имеет практическую ценность для эффективного геоэкологического воспитания в школе. Способствует формированию целостной картины состояния окружающей среды нашего города, понимания рационального использования природных ресурсов и охраны почв.

Работа носит прикладной (практический) характер, поскольку исследование образцов почв города Пермь позволяет дать адекватную объективную оценку состояния окружающей среды и принять своевременно научно обоснованные меры по улучшению экологической ситуации в городе.

Во время проведения социального опроса мы желаем получить социальную сторону вопроса и заинтересованность людей со стороны этой немаловажной темы современного мира.

Влияние города на почвообразование и свойства почв

Почвы – зеркало природы, а это значит, что с изменением климата, растительности или рельефа местности, изменяются и они. Почва, ее плодородие – продукты развития не только природы, но и деятельности общества. Могучим фактором изменения почв, повышения их плодородия являются производственная деятельность человека. Еще в древности хорошо понимали огромную роль человека в преобразовании природы. При изучении экологической обстановки в городе нельзя не учитывать повсеместное распространения такого явления, как «запечатывание» дневной поверхности – перекрытие почвы непроницаемыми субстратами, такими как асфальт, бетон или фундамент зданий.

Нужно отметить, что влияние города на почвы изначально шло по двум противоположным направлениям. С одной стороны – посадка деревьев и, как следствие, радикальное изменение круговорота веществ под лесной растительностью. С другой стороны, запечатывание под асфальтом и другими видами твердого покрытия, переуплотнение и частичная или полная срезка почвенного покрова. Также следует отнести загрязнение бытовым и строительным мусором (как твердые, так и жидкие вещества, преимущественно не очень вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений), загрязнение химическое за счет промышленных выбросов и автомобильных выхлопов (тяжелые металлы, нефтепродукты). Но самый масштабный урон наносится почвенному покрову за счет отчуждения под строительные объекты и дороги, когда нарушается целостность почвенного профиля, происходит погребение его под насыпными слоями или даже плотным покрытием типа асфальта, каменной кладки, тротуарной плитки.

Очевидно, что каждое из этих вмешательств приводит к своим особым изменениям как морфологических, так и физико-химических ее свойств.

К процессам деградации почв относится их переуплотнение. Как правило, почвы города сильно переуплотнены с поверхности, в корнеобитаемом слое. Уплотнение почв приводит к уменьшению их пористости, а значит, к уменьшению влагоемкости и воздухопроницаемости почв. От величины пор зависит продвижение воды в почве, водоподъемная способность и мобильность воды. Наблюдается зависимость между плотностью почвы и водопроницаемостью. Так, водопроницаемость естественных почв на 60% выше по сравнению со средневытоптанным участком и в 4 раза выше по сравнению с сильновытоптанным. Средняя плотность городских почв составляет 1,4…1,6 г/см³. В то время как оптимальная плотность пахотного горизонта для большинства культурных растений составляет 1,0…1,2 г/см³, а граница переуплотнения горизонта и прерывание развития корней начинается с величины 1,4 г/см³ для суглинистых почв и 1,5 г/см³ для песчаных. Твердость почвы на уплотненных участках города составляет 40…45 г/см², тогда как для нормального роста трав эта величина должна быть в два раза меньше. Сильное уплотнение почвы ведет к созданию в корнеобитаемом слое условий, близких к анаэробным, особенно в период продолжительных дождей. В таких условиях затрудняется рост корней древесных и травянистых растений и нарушается процесс их естественного возобновления. В уплотненных почвах масса корней в 2,5…3 раза меньше, чем в неуплотненных. Хорошо предохраняет почву от переуплотнения лесная подстилка, а также дернина.

Земли отчуждаются под жилые здания, промышленные объекты, дороги. Застроенные или замощенные земли в крупных городах занимают до 70…90% городской территории. Запечатанные асфальтом, жилыми и промышленными постройками почвы практически непроницаемы для осадков и, в меньшей мере, для воздуха. Запечатанные почвы имеют измененные водный, воздушный и тепловой режимы. Для них характерны условия повышенной влажности, дефицита кислорода, меньшего градиента температуры.

Почвы, запечатанные под зданиями, без естественной аэрации переувлажняются. Это вызывает повышение влажности в подвалах и ведет к разрушению фундаментов. В результате страдает здоровье жителей нижних этажей: наблюдается повышенная влажность помещений, развитие патогенной грибковой микрофлоры, борьба с которой затруднена. Одной из мер уменьшения негативного воздействия запечатывания почвы является создание вокруг каждого здания буферной зоны.

Излишнее покрытие почвы асфальтом в лесопарках, скверах, бульварах и прочих аналогичных территориях также неблагоприятно: корни, попадающие под асфальт, гибнут в анаэробных условиях. Асфальтовое покрытие практически полностью экранирует почву от поступления кислорода с атмосферным воздухом. В почву под асфальтом дорог кислород может поступать из граничащих с ней участков. Фиксируется прямая связь между количеством кислорода в центре дороги и ее шириной. В почвах асфальтированных территорий города развиваются специфичные аэробные виды микроорганизмов. Часть почв городской территории отчуждается захламлением бытовыми и строительными отходами. При этом свалки отходов становятся источниками химического загрязнения почв, а также атмосферного воздуха и грунтовых вод.

Загрязнение почв в результате антропогенной деятельности приводит к изменению их химического состава и ухудшению качества, вызывает целый ряд негативных последствий вплоть до потери способности к биопродуктивности и самоочищению. Вредные вещества поступают в почвы городов в результате разрушения и строительства зданий, выбросов транспорта, металлургических, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, энергетических станций, слива сточных вод, применения противогололедных химикатов.

Наиболее опасные компоненты техногенного загрязнения почв – тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь и др. Тяжелые металлы поступают в почву в основном из воздуха, вовлекаются в биологический круговорот, передаются по цепям питания и вызывают целый ряд негативных последствий для здоровья человека. Тяжелые металлы блокируют течение многих биохимических реакций, уменьшают скорость разложения органических веществ в почве. Только водорастворимые подвижные формы металлов способны переходить в водный раствор почвы и уходить за пределы почвенного профиля в грунтовые воды. В настоящее время для многих крупных городов составляются картосхемы загрязнения земель тяжелыми металлами.

Противогололедные соли: хлориды кальция, натрия и др., которыми посыпают тротуары и дороги зимой, попадают в почву с поверхностными стоками и дренажными водами. С присутствием этих солей связывается повышенная щелочность среды корнеобитаемого слоя городских почв. Другой причиной щелочности городских почв считают высвобождение соединений кальция из отходов строительства (бетонной крошки, цементной пыли, строительного мусора, обломков кирпича) под действием кислотных атмосферных осадков. Высокая щелочность почвы может сделать ее непригодной для роста растений.

Загрязнение почв природным газом в местах его утечки из городских коммуникаций вызывает изменение газового состава почв. Это может приводить к усыханию деревьев и кустарников, а также вызывать активное развитие групп анаэробных микроорганизмов. Микроорганизмы участвуют в окислении природного газа, употребляя кислород и продуцируя углекислый газ. Область влияния утечки газа зависит от интенсивности последней и может иметь радиус до 20 м.

Почвы городских территорий подвержены загрязнению патогенными организмами, яйцами гельминтов и личинками насекомых, отдельные группы которых могут обуславливать возникновение и передачу заболеваний различной этиологии (кишечные инфекции, гельминтозы, паразитарные заболевания). Большую санитарную опасность представляют собой возбудители кишечной инфекции, попадающие в почву с фекальными массами. В фекальных осадках могут содержаться также представители патогенной микрофлоры – возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунтах. К ним относятся возбудители столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и др. микробы. Почвы способны освобождаться от бактерий. Даже при очень сильном бактериальном загрязнении самоочищение почв происходит в течение нескольких месяцев. Существенную роль в этом процессе играет тип почв и степень их загрязнения.

Загрязнение почв сопровождается распространением ее загрязнителей в других средах: воздухе и воде. Вредные вещества почвы переходят в растения.

Основная экологическая функция городских почв – очищение городской среды от загрязнения ее вредными веществами. Эта функция связана с поглотительными, адсорбционными и биологическими функциями почв. Почвы эффективно изымают, преобразуют и нейтрализуют различные загрязнители. Почвы города поглощают вредные газообразные вещества, в том числе от автотранспорта, ТЭЦ, промышленных предприятий, и регулируют состав атмосферного воздуха. Прямое участие почвы в преобразовании состава воздуха определяется живущими в ней микроорганизмами, участвующими в реакциях микробиологического окисления газов.

Почва является хорошим биогеохимическим барьером для большинства токсичных соединений (тяжелых металлов, пестицидов, нефтепродуктов и др.) на пути их миграции из атмосферного воздуха города в грунтовые воды и речную сеть. Через почву поверхностные сточные воды попадают в грунтовые воды, водоемы и водотоки. При этом почва играет роль очистного фильтра. Почва является хорошим антисептиком, уничтожая патогенные микроорганизмы, разлагая органические остатки и продукты обмена живых организмов. Однако насыщение почв загрязнителями имеет предел, в границах которого они могут функционировать. Превышение этого предела приводит к развитию патологии почв.

Одно из основных требований к почвам города – обеспечение оптимальных условий произрастания зеленых растений. К факторам, определяющим плодородие почв, следует отнести достаточное обеспечение их питательными веществами, значение водородного показателя, плотность почв, загрязнение тяжелыми металлами, углеводородами и другими токсичными веществами.

Показатели и оценка экологического состояния городских почв.Основными загрязняющими веществами почв являются металлы, нефтепродукты, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды. Они попадают в организм человека главным образом через среды, контактирующие с почвой: через воздух и воду. То есть почвы являются источниками вторичного загрязнения сред и в первую очередь для городских условий, приземного слоя атмосферного воздуха. Загрязняющие вещества почвы могут переходить в организм человека по пищевым цепям (через растительные и животные продукты питания). Кроме того, загрязнение почвы понижает ее способность к самоочищению от болезнетворных и др. микроорганизмов, что создает эпидемиологическую опасность для населения города. Поэтому с гигиенических позиций загрязнение почвы химическими веществами оценивается уровнем ее возможного негативного влияния на воздух и воду, на пищевые продукты, непосредственно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения. Основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почвы вредными веществами являются их ПДК.

Химический состав почвы

Химический состав минеральной части почвы определяется составом почвообразующих пород, возрастом почвы, особенностями рельефа, климата и т.д. В состав минеральной части почвы входят Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, Sи некоторые микроэлементы Cu, Mo, I, B, F, Pb и другие. Подавляющее большинство химических элементов в почве находиться в окисленной форме. В почвах распространены также соли угольной, серной, фосфорной, хлористоводородной и других кислот. На основных породах почва более богата Al, Fe, щелочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава Si. В засоленных почвах преобладают кальций, магний, натрий, хлориды и сульфаты.

В гумусе содержится углерод, водород, кислород, азот, определенное количество фосфора, кальция, серы и других химических элементов, в том числе и редких. В состав органического вещества помимо гумуса входят соединения, содержащие в большом количестве в растительных и животных остатках: белки, углеводы, органические кислоты, жиры, лигнин, дубильные вещества и др. В сумме они составляют 10-15% от всей массы органического вещества в почве. При разложении органических веществ содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям.

Почва содержит различные соли, в том числе угольной кислоты – углекислый натрий, углекислый магний, углекислый кальций и др. некоторые из перечисленных солей и прежде всего натриевые соли значительно ухудшают плодородие почвы.Химический состав почвы может включать тяжелые металлы - это группы металлов, включающие Cu, Ni, Co, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg. Тяжелые металлы применяют как в элементарном состоянии, так и в виде разнообразных сплавов с другими металлами.Тяжелые металлы - металлы, имеющие высокий удельный вес, например: медь, свинец, цинк.

В наибольшей степени загрязнению подвергается самый верхний слой -почва. Тяжелые металлы поступают в почву преимущественно из атмосферы с выбросами промышленных предприятий, а свинец и цинк - выхлопными газами автомобилей. Наиболее типичные тяжелые металлы - свинец, кадмий, ртуть, цинк, молибден, никель, кобальт, олово, титан, медь, ванадий. Из атмосферы в почву тяжелые металлы «опадают» чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяются, переходя в гидроксиды, карбонаты или в форму обменных катионов.

О степени экологической опасности химические вещества, попадающие в почву различными путями, делят на 3 класса:

1- кадмий, ртуть, свинец, цинк, фтор, мышьяк, селен;

2- кобальт, молибден, бор, медь, никель, сурьма;

3 - ацетофенон, вольфрам, марганец, ванадий, стронций.