Мониторинг придорожных территорий улиц Оренбурга

V₂-объем раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование избытка раствора йода, мл;

H₂-нормальность раствора тиосульфата натрия, н;

17-эквивалентный вес сероводорода, г/моль;

1000-коэффициент перевода мл в л;

V- объем исследуемой пробы, мл.

2.1.2.4 Методика определения содержания хлорид-ионов в почве

Общие положения. Высокая растворимость хлоридов объясняет широкое распространение их во всех природных водах. В проточных водоемах содержание хлоридов обычно невелико (20-ЗО мг/л). Незагрязненные грунтовые воды в местах с несолончаковой почвой обычно содержат до 30-50 мг/л хлор-иона. В водах, фильтрующихся через солончаковую почву, в 1 л могут содержаться сотни и даже тысячи миллиграммов хлоридов. Вода, содержащая хлориды в концентрации более 350 мг/л, имеет солоноватый привкус, а при концентрации хлоридов 500-1000 мг/л неблагоприятно влияет на желудочную секрецию. Содержание хлоридов является показателем загрязнения подземных и поверхностных водоисточников и сточных вод. Определение хлоридов ведется по методу Мора.

Принцип метода Мора основан на осаждении хлоридов азотнокислым серебром в присутствии хромата калия К₂СrО₄. При наличии в растворе хлоридов AgNO₃ связывается с ними, а затем образует хромат серебра оранжево-красного цвета.

NaCI + AgNO₃ >AgCIv+ NaNO₃

2AgNO₃ + K₂CrO₄ > Ag₂CrO₄v + 2KNO₃

Ход работы. Вначале устанавливают титр AgNO₃. Для этого в коническую колбу на 200 мл вносят 10 мл раствора NaCI и 90 мл дистиллированной воды, прибавляют 5 капель К₂СгО₄. Содержимое колбы титруют раствором AgNO₃ до перехода лимонно-желтой окраски мутного раствора в оранжево-красную, не исчезающую в течение 15-20 с.

При содержании хлоридов менее 250 мг/л берут 100 мл фильтрованной испытуемой воды. При большем содержании хлоридов берут 10-50 мл. Испытуемую воду наливают в две конические колбы, доводят до 100 мл дистиллированной водой, прибавляют 5 капель раствора К₂СгО₄. Раствор в одной колбе титруют AgNO₃, a вторая колба используется для контроля.

Содержание хлор-иона в воде рассчитывается по формуле:

Х=V•35,5, (4)

где X - содержание хлор-иона в мг/л;

35,5 - эквивалентное количество хлора, соответствующее 1 мл 0,01 н раствору AgNO₃ мг;

V - объем исследуемой пробы, мл.

2.1.2.5 Методика определения содержания кальция и магния в почве

Общие положения. В этой работе используется комплексонометрический метод определения Са²+ и Mg²⁺ при их совместном присутствии в растворе.

Сущность определения сводится к тому, что в начале определяют суммарное содержание молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л Mg²⁺, титруя фильтрат раствором трилона Б в присутствии хромогена черного. Затем находят содержание ионов Са²⁺, титруя фильтрат раствором трилона Б в присутствии индикатора мурексида. По разности этих двух определений находят содержание ионов Mg²⁺.

Ход работы. Пипеткой на 50 мл отбирают фильтрат и переносят его в колбу для титрования, приливают 5 мл аммонийной буферной смеси, 25-30 мг хромогена черного и титруют раствором трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л до перехода винно- красной окраски раствора в синюю.

Титрование повторяют 2-3 раза и берут среднее значение.

Содержание Са²⁺ и Mg²⁺ вместе взятых можно найти по формуле:

m(Ca²⁺+Mg²⁺) = , (5)

где С(1/zNа₂[НзТг])- концентрация раствора трилона Б, н;

V(Na₂[НзТг])- объем рабочего раствора трилона Б, затраченного на титрование, мл;

Уф- объем фильтрата, мл.

Определение содержания кальция. 50 мл фильтрата переносят в колбу для титрования, приливают 2,5 мл раствора NaOH с молярной концентрацией 2 моль/л, 30-40 мг смеси мурексида с хлоридом натрия и приступают к титрованию раствором трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л до появления сине-фиолетовой окраски, не исчезающей в течении 2-3 минут. Титрование повторяют 2-3 раза и берут среднее значение. Содержание кальция вычисляют по формуле, как и суммарное содержание Са²⁺ и Mg²⁺.

Количество магния находят по следующему выражению:

m(Mg²⁺) = m(Ca²⁺+Mg²⁺) - m(Ca²⁺), (6)

2.1.2.6 Методика определения цинка в почве

Общие положения. Цинк находится в природных водах главным образом в виде иона Zn²⁺. В водах обычно содержится п*10° мкг/л Zn²⁺, иногда это содержание повышается до сотен мкг/л. Более высокие концентрации цинка встречаются, как правило, в кислых водах. Наиболее удобным методом определения микроколичества цинка в природных водах является дитизоновый.

Метод примененим для анализа пресных и соленых вод (до минерализации 100 г/л), цинк образует с дитизоном красное соединение, экстрагируемое лучше всего четыреххлористым углеродом. Следует иметь ввиду, что цинк также образует с тиосульфатом комплексное соединение, хотя и относительно мало устойчивое. Это приводит к замедлению и некоторой неполноте реакции образований дитизоната цинка. Поэтому построение градуировочного графика и само определение надо проводить в одинаковых условиях.

Метод исключительно чувствителен, поэтому следует особо тщательно следить за чистотой посуды и реактивов.

Ход работы.

В коническую колбу помещают 100 мл исследуемого раствора, добавляют 5 мл ацетатного буферного раствора, перемешивают, приливают 1 мл 20 % раствора тиосульфата натрия (№28203) и 4 мл рабочего раствора дитизона в четыреххлористом углероде. Энергично встряхивают в течение 2-5 минут.

Окраска дитизона в зависимости от содержания цинка изменяется от зеленой до красной.

Содержимое колбы переливают в делительную воронку и отделяют окрашенную органическую часть раствора, которую помещают в кювету на 10 мл и определяют оптическую плотность на ФЭК. Зеленый светофильтр, Х= 540 нм.

Значение концентрации цинка определяется по калибровочному графику.

2.1.3 Математическая обработка результатов данных

Любые экспериментальные данные должны быть подвергнуты математической обработке, что позволяет судить об их достоверности. Вычисляется среднее арифметическое значение экспериментальных данных xn, полученных при анализе параллельных проб.

xn = (x1+x2+x3)/n (7)

Затем находится среднее квадратичное отклонение для «n» по формуле:

Sn = v ([(xn-x1)І + (xn-x2)І + (xn-x3)І]/(n-1)) (8)

Полученную величину квадратичного отклонения «Sn» используем для вычисления абсолютной и относительной погрешности анализа с заданной степень надежности (б =0,95) по формулам:

Eабс = (tб*Sn)/vn, (9)

где tб = 4,303 - коэффициент распределения Стьюдента, для трех параллельных измерений;tб = 12,706 - коэффициент распределения Стьюдента, для двух параллельных измерений.

Относительная погрешность рассчитывается по формуле:

Еотн = (Eабс*100%)/хn. (10)

2.2 Оценка степени загрязнения почв

Почвы загрязняются различными вредными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий. Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие. В связи с тем, что почва является неотъемлемым звеном биосферы и играет важнейшую роль в жизни общества всей планеты чрезвычайно важно изучение ее современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

Таким образом, в настоящее время необходимо иметь такие методы оценки загрязнения почв, которые могли бы дать объективное представление о состояние почвы, то есть о том, насколько она способна выполнять отведенные ей функции.

Для исследования почвы на присутствие в нем кислотообразующих примесей Cl, HS, HCO3, на содержание металлов Zn, Ca, Mg, были отобраны пробы на расстояниях 5 м от дороги по ул. Салмышской.

В результате проведенных исследований были получены следующие значения концентраций загрязняющих веществ (таблица 2.1):

Таблица 2.1 - Значения концентраций загрязняющих веществ

Расстояние, м	Значения концентраций - Ci ,мг/кг
	СНСО3	ССl	CHS	CСа	CMg	CZn
5	508,34	168,625	10,625	96,17	29,3	0,134

По концентрации загрязняющих веществ приоритетной примесью на расстоянии 5 м, являются гидрокарбонат - ионы. Их концентрация равна 508,34 мг/кг.



Таблица 2.2 - Критерии оценки качества природных сред

показатели	параметры
	Экологическое Бедствие (ЭБ)	Чрезвычайная экологическая ситуация (ЧЭС)	Критическая экологическая ситуация (КЭС)	Относительно- удовлетворительная ситуация (ОУС)
pH	<5,6	5,7-6,5	6,6-7	>7

Анализ, проведенный по показателю pH, показал, что на расстоянии 5 метров наблюдается экологическое бедствие.

Приоритетными загрязняющими веществами являются гидрокарбонаты и хлорид-ионы.

2.3 Интегральная оценка показателей качества почв

При исследовании антропогенного воздействия загрязняющих веществ на почву необходимым является комплексная оценка степени загрязнения почвы. О химическом загрязнении почвы судят по концентрации тяжелых металлов, соединений серы и азота, хлоридов, карбонатов и гидрокарбонатов, и т.д. Поэтому степень загрязнения почв оценивается по коэффициенту концентрации (К) и по суммарному показателю химического загрязнения осадков (ПХЗ), который определяется по формуле:

ПХЗ_о=К₁+К₂+К₃+………..К_n=К_i (11)

Где К_i-коэффициент концентрации i-го загрязняющего вещества

К_i=С_i/С_ф (12)

Где С_i- концентрация i-го загрязняющего компонента, мг/кг;

С_ф- фоновая концентрация i-го загрязняющего компонента, мг/кг.

В 1992 г. в Минприроды были разработаны критерии оценки качества природных сред.



Таблица 2.3. Значения критериев оценки качества почв.

Показатели	Параметры
	Экологическое Бедствие (ЭБ)	Чрезвычайная экологическая ситуация (ЧЭС)	Критическая экологическаяситуация (КЭС)	Относительно-удовлетворительная ситуация (ОУС)
pH	<5,6	5,7-6,5	6,6-7	>7
ПХЗ	>128	32-128	16-32	<16

Значения фоновых концентраций i-го загрязняющего компонента приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Значения коэффициентов фоновой концентрации загрязняющих веществ придорожной территории

Место отбора проб	Значения концентрации загрязняющих веществ, мг/кг
	СНСО3	СCl	CHS	CCa	CMg	СZn
Фон	378,32	28,37	4,4	100,2	27,97	0,008

Результаты расчетов коэффициентов концентрации, показателя химического загрязнения (ПХЗ) и рН приведены в таблице 2.5.

Таблице 2.5 - Значение коэффициента концентрации К_i примесей в атмосферных осадках

Расстояние, м	Значение Кiпримесей	ПХЗ	рН
	КНСО3	КCl	КHS	КCa	КMg	КZn
5	1,34	5,943	2,414	0,959	1,047	16,75	28,453	-

Ранжирование, проведенное по показателю химического загрязнения почв, показало, что придорожная территория ул. Салмышской на расстоянии 5 м относится к зоне критической экологической ситуации (КЭС).

Ранжирование, проведенное по pH почвенной вытяжки, показало, что на расстоянии 5 метров от дороги территория имеет значение 5,13, т.е. относится к зоне экологического бедствия.

Приоритетными загрязняющими веществами по концентрации на расстоянии 5 метров являются хлорид - ионы и гидрокарбонаты.

Приоритетными загрязняющими веществами по коэффициенту концентрации (Кi) на расстоянии 5 метров являются цинк, хлор.

Выводы по второй главе

Объектом исследования является придорожная территория улицы Салмышская г.Оренбурга. Участок придорожной территории на которой отбиралась почва с одной стороны на расстоянии 5 м имеются зелёные насаждения, а жилые дома находятся на расстоянии более 50м, с другой стороны жилые дома располагаются на расстоянии 10-15м, которые в основном представлены магазинами и офисами.

В ходе исследования территории применялись следующие методики: определения рН почвенной вытяжки, определения содержания хлорид-ионов в почве, определения содержания сульфидов и гидросульфидов в почве, определения содержания карбонат- и гидрокарбонат-ионов в почве, определения содержания кальция и магния в почвах, определения цинка в почвах.

Для исследования почвы придорожной территории, на присутствие в нем кислотообразующих примесей Cl, HS, HCO₃, и на содержания металлов Zn, Ca, Mg, была отобрана проба на расстоянии 5 метров от источника загрязнения.

Приоритетными загрязняющими веществами по концентрации на расстоянии 5 метров являются хлорид - ионы, гидрокарбонаты. Их показатели имеют следующие значения:

- на расстоянии 5 метров хлорид - ионы =168,625 мг/кг и гидрокарбонаты =508,34 мг/кг;

Ранжирование, проведенное по pH почвенной вытяжки, показало, что на расстоянии 5 метров от дороги территория имеет значение 5,13, т.е. относится к зоне экологического бедствия.

Выбрасываемые в атмосферный воздух загрязняющие вещества стационарными и передвижными источниками создают особую опасность для окружающей среды, осаждение загрязняющих веществ может осуществляться двумя способами: сухое осаждение, вымывание атмосферными осадками.

Ранжирование, проведенное по показателю химического загрязнения почв, показало, что придорожная территория ул. Салмышская на расстоянии 5 м относится к зоне критической экологической ситуации (КЭС).



Заключение

Почва -- верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.

Почвенный покров является естественной базой для поселения людей, служит основой для создания рекреационных зон. Он позволяет создать оптимальную экологическую обстановку для жизни, труда и отдыха людей. От характера почвенного покрова, свойств почвы, протекающих в почвах химических и биохимических процессов зависят чистота и состав атмосферы, наземных и подземных вод.

Почва является одной из составных частей окружающей человека среды. Важнейшее ее свойство - плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений.

Это свойство почвы играет первостепенную роль в жизни человека. Но ценность почвы не ограничивается ее значением для сельскохозяйственного производства.

Она является важнейшим звеном биогеоценозов и биосферы Земли. Особенно влияние человека на плодородный слой земли возросло в век научно - технической революции. При этом не только усиливается взаимодействие человека с землей, но и меняются основные черты взаимодействия.

Проблема «почва - человек» осложняется урбанизацией, все большим использованием земель, ростом потребностей продуктов питания. По воле человека меняется характер почвы, изменяются факторы ее образования. Под влиянием промышленных и сельскохозяйственных загрязнений снижается плодородие почв, а отсюда технологическая и питательная ценность продукции.

Хищническая деятельность человека приводит к отрицательным результатам воздействия на почву: прогрессирующим сокращениям биологически активных площадей почвы, ее эрозией, засолением и загрязнением.

Почва в отличие от атмосферного воздуха обладает способностью аккумулировать попадающие в нее различные загрязнения. Загрязняющие вещества поступая в почву накапливаются в избыточных количествах за счет выбросов промышленных предприятий, животноводческих комплексов.

Так же почва загрязняется в результате нерационального применения различного рода минеральных удобрений и пестицидов. Исследования ученых показали, что некоторые ядохимикаты могут сохраняться в почве очень длительное время.

Почва служит также средой для развития паразитических насекомых -- мух, москитов, слепней и др. В почве живут личинки жуков, являющихся промежуточными хозяевами различных паразитических червей.

Патогенные бактерии кишечных инфекций и зародыши паразитов поступают в почву вместе с отбросами, преимущественно с выделениями людей.

Такое бактериальное и гельминтозное загрязнение почвы имеет большое эпидемиологическое значение и представляет угрозу для здоровья населения.

Опасность для человека представляет и столбнячная палочка, которая обнаруживается в почве разных географических районов. Заражение человека происходит через поврежденную кожу или слизистую при контакте с зараженной почвой.

Автомобильный парк, является практически основным источником загрязнения окружающей среды, а также - одним из источников, создающих высокий уровень шума и вибрацией. Экологический ущерб от эксплуатации автотранспортных средств обусловлен токсичными выбросами. В состав отработанных газов входят токсичные вещества и поэтому наиболее опасные для здоровья человека: окись углерода, окислы (окись и двуокись) азота, углеводороды, альдегиды (формальдегид и акролеин), соединения серы, ядовитый свинец и его соединения, сажа и канцерогенное вещество бенз(а)пирен.

Под влиянием вредного воздействия автомобильного транспорта ухудшается здоровье людей. Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

Основные цели мониторинга почв должны быть направлены на:

- проверку соблюдения землепользователями государственных стандартов качества почв;

- соответствие качества почв функциональному назначению территорий;

- сохранение экологических свойств почвогрунтов, используемых для озеленительных работ;

- предотвращение последствий чрезвычайных экологических ситуаций;

- выявление негативных последствий воздействия на почвы антигололедных реагентов;

- получение достоверных данных для разработки обоснованных программ оздоровления почв;

В ходе исследования было оценено экологическое состояние почв придорожной территории.

В ходе исследования территории применялись следующие методики: определение хлорид - ионов, сульфид-ионов и гидросульфид-ионов, карбонат - и гидрокарбонат-ионов, ионов кальция и магния,ионов цинка, а также определения рН почвенной вытяжки.

В ходе исследования придорожной территории применялись общепринятые методики.

В ходе исследования было установлено, что приоритетными загрязняющими веществами по концентрации на всех исследуемых расстояниях являются хлорид - ионы и гидрокарбонаты.

Ранжирование, проведенное по pH почвенной вытяжки, показало, что на расстоянии 5 метров от дороги территория имеет значение 5,13, т.е. относится к зоне экологического бедствия.

Выбрасываемые в атмосферный воздух загрязняющие вещества стационарными и передвижными источниками создают особую опасность для окружающей среды, осаждение загрязняющих веществ может осуществляться двумя способами: сухое осаждение, вымывание атмосферными осадками.

Ранжирование, проведенное по показателю химического загрязнения почв, показало, что придорожная территория ул. Салмышская на расстоянии 5 м относится к зоне чкритической экологической ситуации (КЭС).



Список используемой литературы

1 А.И. Воронцов, Е.А. Щетинский, И.Д. Никодимов «Охрана природы», Москва ВО «АГРОПРОМИЗДАТ», 1989 г.

2 «Экология» Н.И Николайкин, О.П Мелихова (стр. 414-415)

3 «Экология, окружающая среда и человек» Ю.В Новиков (стр. 312-345)

4 Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков «Окружающая среда и человек», издательство «Высшая школа», 1986 г.

5 Г.В. Добровольский «Почва. Город. Экология», Москва, 1997 г.

6 Пивоваров Ю.П. Гигиена и основы экологии человека. /Учебник. -ACADEMIA. - Москва. - 2004. - С.493.

7 http://geographyofrussia.ru/rol-pochvennogo-pokrova-v-zhizni-zemli/

8 www.free - referat.ru/|referats/ekologia/id55147/page7

9 Мотузова Г. В. Принципы и методы почвенно-химического мониторинга. - М.: Изд-во МГУ, 1988. - 101 с.

Размещено на Allbest.ru

...