Проблемы здоровья людей
Автор: Кузнецова Екатерина Анатольевна
Организация: МАОУ «СОШ № 59 г. Челябинск»
Населенный пункт: г. Челябинск
Введение
Часто ли мы задумываемся, насколько чиста окружающая среда в том месте, где мы живём? Что является источником загрязнения? Какие факторы оказывают на неё большее воздействие? Как можно определить, хотя бы субъективно, степень загрязнённости среды?
В природе встречаются организмы, которые не переносят даже малейшего загрязнения. По их внешнему виду, ритму жизни, присутствию или отсутствию можно судить о среде, в которой они живут, иначе говоря, использовать в качестве указателей, индикаторов (от лат. Indice - указывать) этой среды, её общей характеристики.
Такими индикаторами, для определения загрязнённости воздуха, могут быть лишайники. Их исчезновение или угнетение говорит о загрязнении среды техническими газами. Поэтому возникла идея изучить состояние воздушной среды в пределах одного населённого пункта при помощи метода лихеноиндикации.
Актуальность работы: не секрет, что чистота воздуха - это прогрессирующий фактор жизни человека. Так как воздух и здоровье человека находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости.
Практическая значимость работы заключается в том, чтобы привлечь внимание к проблеме загрязнения окружающей среды в пределах конкретного населённого пункта. Вести просветительскую работу и привлечь внимание общественности к проблеме защиты среды обитания человека.
Цель работы: определить состояние чистоты воздуха в тракторозаводском районе г. Челябинска.
Задачи:
- изучить состояние атмосферного воздуха на территории тракторозаводского района г.Челябинска;
- выявить основные загрязнители воздуха;
- сделать вывод о влиянии загрязненного воздуха на здоровье жителей района
- найти пути решения проблемы.
Объект исследования: воздух.
Предмет исследования: чистота воздуха и его влияние на здоровье жителей тракторозаводского района г. Челябинска
Методы исследования:
- Оценка загрязнения воздуха по видовому разнообразию лишайников.
- Оценка загрязнения воздуха по проективному покрытию лишайников.
- Оценка чистоты воздуха по минерализации водной вытяжки.
Результат исследования: на основе анализа полученных данных сделать вывод о качестве воздуха в тракторозаводском районе г. Челябинска и его влиянии на здоровье жителей
Характеристика состава воздуха
Воздух — естественная смесь газов, главным образом азота и кислорода, составляющая земную атмосферу. Воздух необходим для нормального существования подавляющего числа наземных живых организмов. В промышленности и в быту кислород воздуха используется для сжигания топлива с целью получения тепла и механической энергии в двигателях внутреннего сгорания. В соответствии с Федеральным Законом «Об охране атмосферного воздуха» под атмосферным воздухом понимается «жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений».
В 1754 году Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов.
Вещество |
|
Обозначение |
По объёму, % |
По массе, % |
Азот |
|
N2 |
78,084 |
75,50 |
Кислород |
|
O2 |
20,9476 |
23,15 |
|
||||
Аргон
|
|
Ar |
0,934 |
1,292 |
Углекислый газ |
|
CO2 |
0,0314 |
0,046 |
|
||||
Неон |
|
Ne |
0,001818 |
0,0014 |
Метан |
|
CH4 |
0,0002 |
0,000084 |
Гелий |
|
He |
0,000524 |
0,000073 |
Криптон |
|
Kr |
0,000114 |
0,003 |
Водород |
|
H2 |
0,00005 |
0,00008 |
|
|
|
|
|
Ксенон |
|
Xe |
0,0000087 |
0,00004 |
Именно такой состав атмосферы нужен для нормальной жизнедеятельности человека, поэтому важно, чтобы он оставался неизменным. Однако различные экологические проблемы приводят к изменению состава воздуха. Например, в крупных городах содержание углекислого газа выше, чем в лесах; в горах пониженное содержание кислорода, вследствие того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее. Так, кислород необходим для дыхания всех живых организмов, для процессов гниения, для горения, для работы промышленных предприятий и транспорта. Углекислый газ участвует в процессе фотосинтеза, в результате которого образуются органические вещества, и выделяется кислород. Кроме того, избыточное появление углекислого газа приводит к образованию смога, а также к парниковому эффекту. В настоящее время различают постоянные, переменные и случайные составные части воздуха. Постоянные компоненты воздуха – это кислород, азот и благородные газы, содержание их в воздухе одинаково везде у поверхности Земли. Переменные компоненты воздуха – это углекислый газ, водяные пары, озон. Содержание их может сильно изменяться в зависимости от природных и промышленных условий. К случайным компонентам воздуха относят пыль, микроорганизмы, пыльцу растений, некоторые газы, в том числе и те, которые образуют кислотные дожди. Воздух, свободный от переменных и случайных частей, прозрачен, лишен цвета, вкуса и запаха.
Источники загрязнения города Челябинска.
Главными нарушителями здоровья окружающей среды, а ,следовательно, здоровья и городских жителей, являются промышленные предприятия. Промышленные предприятия выбрасывают в воздух вредные вещества, в реки и озёра сбрасывают отходы, отравляя при этом не только животных водоёмов ,но и растительность на многие километры вокруг.
Немало вредных выбросов ,таких как углекислый газ, угарный газ, тяжёлые металлы (свинец, медь и др. ), ядовитые соединения мышьяка, поступает в воздух и почву от автотранспорта, который работает на бензине, дизельном топливе, газе. А если заражена почва, то нездоровы и растения на ней.
Одной из самых позорных сторон жизни города являются мусорные свалки. Особенно такие, которые создают сами люди в разных, неразрешённых для этого местах.
Гниющие отходы – это среда развития различных болезнетворных организмов. Проволока, обрезки труб, досок, осколки стекла могут стать причиной травмы. Отходы пищи привлекают ворон и голубей, бродячих животных – разносчиков инфекций. Ни в коем случае нельзя сжигать свалки, ведь при горении пластмассы выделяется много ядовитых веществ. Поэтому бытовой мусор следует подвергать захоронению.
Вопрос об охране окружающей среды касается каждого человека. Люди должны помнить – даже в условиях научно – технического прогресса человек – это часть природы. И оберегая природу, человек сохраняет своё здоровье и здоровье своих настоящих и будущих детей.
Влияние состава воздуха на здоровье человека
На состояние здоровья людей влияют многие факторы. Это и образ жизни самого человека, его генетическая предрасположенность к различному виду заболеваний, уровень медицинского обслуживания населения и конечно состояние окружающей среды. Особенно важно состояние чистоты атмосферного воздуха, как фактора влияющего на здоровье человека. Если данный компонент загрязнен, это в свою очередь крайне негативно сказывается на здоровье населения, повышая его заболеваемость. Увеличение концентрации любого загрязнителя в воздухе пагубно сказывается на самочувствии людей. Влияние многих загрязнителей специфично. Загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное воздействие не только на человека, но и на флору и фауну, на различного рода сооружения и транспортные средства. Так, например, появление в воздухе диоксида серы вызывает болезни органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, крови и эндокринной системы. Оксид углерода (II) или угарный газ при вдыхании соединяется с гемоглобином, образуя карбогемоглобин. Это соединение нарушает способность крови доставлять кислород к тканям и человек теряет сознание. Также, угарный газ вызывает спазмы сосудов, снижает иммунологическую реактивность организма. Присутствие оксидов азота в воздухе усиливает действие канцерогенных веществ, находящихся там же. Плюс ко всему оксиды азота вызывают болезни органов дыхания, кровообращения, злокачественные новообразования, что служит причиной рака.
Свинец и его производные, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта и находясь в атмосферном воздухе, вызывают поражение нервной системы, кроветворной системы, мутагенное воздействие. Количество свинца в крови человека возрастает с увеличением его содержания в воздухе. Последнее ведет к снижению активности ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом, и, следовательно, к нарушению обменных процессов в организме.
Наличие твердых частиц (пыли) в воздухе также пагубно сказывается на здоровье людей. Оседая в дыхательных путях человека, пыль является загрязнителем носовой
полости, носоглотки и легких. Также пыль может вызывать различного рода аллергические реакции, а это особенно опасно для аллергиков.
Биоиндикаторы воздуха.
Многие живые организмы способны реагировать на избыточное содержание или недостаток в воде, почве, воздухе тех или иных веществ. На изучении этих процессов основан метод биоиндикации.
Лишайники- симбиотическая ассоциация грибов и зеленых водорослей, имеющих непосредственно из воздуха и могут произрастать на разных субстратах: камнях, почве, древесных растениях, зданиях и т.д.
Способность лишайников аккумулировать загрязняющие вещества из атмосферного воздуха используется для оценки степени загрязнения воздуха. Метод исследования загрязнения воздуха с помощью лишайников называется лихеноиндикацией.
По внешнему виду таллома (т.е. непосредственно тела) выделяют три жизненные формы лишайников: накипные, листоватые, кустистые (маркировка Н, Л, К соотвественно на карточках с видами)
Накипные лишайники- имеют форму корочки ("накипи"), нижняя поверхность которой плотно срощена с субстратом.
Листоватые лишайники- имеют форму пластин, плотно прикрепленных к субстрату.
Кустистые лишайники- имеют форму кустиков из цилиндрических или плоских веточек.
Видовое разнообразие лишайников является результатом воздействия многих природных факторов( субстрат , влажность, освещенность), а также зависит от чистоты воздуха. Уменьшение видового разнообразия лишайников при одинаковых природных условиях является следствием загрязнения воздуха. Наиболее устойчивым к загрязнению, способным произрастать в сильно загрязненной среде являются накипные лишайники; к наиболее чувствительным видам, индикатором чистого воздуха, относятся кустистые.
По изменению размера и высоты таллома( в пространстве) можно судить о чистоте воздуха или степени его загрязнения. При увеличении загрязнения воздуха (приближение к источнику загрязнения) таллом лишайника может уменьшаться, приобретать ассиметричную форму или менять окраску.
- серы и азота оказывают наибольшее влияние на лишайники. Оценить чистоту воздуха можно по измерению минерализации водной вытяжки их высушенных образцов.
На тех территориях , где в результате сильного антропогенного воздействия лишайники не произрастают, исследования проводят по отобранным в фоновых районах образцам (методом экспонирования). Лишайники , помещенные в сетки, развешивают на несколько месяцев, затем проводят исследования. Наибольшая поглощающая способность (адсорбирование) веществ у лишайников проявляется при высокой влажности воздуха. В сухую погоду лишайники теряют способность к поглощению и становятся хрупкими и ломкими , поэтому транспортировать образцы в такую погоду следует с особой осторожностью, а экспонировать лучше во влажный период.
Методы оценки загрязнения воздуха.
- Оценка загрязнения воздуха по видовому разнообразию лишайников.
Ход работы:
- По карточкам познакомьтесь с видовым разнообразием лишайников, обсудите основные факторы , влияющие на распространение лишайников в природе. Обсудите основные источники Загрязнения воздуха в вашем районе (городе).
- На расстоянии разной удаленности от предполагаемого источника загрязнения заложите несколько пробных площадок. В случае точечного объекта (промышленного предприятия) целесообразно заложить площадки с подветренной и наветренной сторон от предприятия. При исследовании у автомобильных трасс с интенсивным движением исследования проводятся в непосредственной близости от дороги и на расстоянии 100 и 200м.
- На заложенных площадках отберите образцы лишайников каждого вида в чашки Петри.
- С помощью представленных карточек видов и лупы проведите исследования видового разнообразия лишайников. Определите их принадлежность к накипным, листоватым и кустистым формам (по возможности определите вид).
- По изменению количества видов и видовых форм сделайте выводы об изменении загрязнения воздуха на разном расстоянии от объекта загрязнения (карточка 1)
2.Оценка загрязнения воздуха по проективному покрытию лишайников.
Ход работы:
- Заложите несколько площадок 20*20м. на разном удалении от источника загрязнения. При исследовании воздействия автодорог расстояние между площадками может быть 50-100м, при воздействии крупного промышленного предприятия, оказывающего значительное воздействие на состояние окружающей среды, расстояние может быть около 1-2км.
- На выбранных площадках произведите измерение с помощью палетки площади, занимаемой лишайниками. В лесной зоне измерения проводят у основания ствола и на высоте 1,3-1,5м (в зависимости от роста учащегося). Для этого приложите палетку, площадь ячейки которой равна 1 см.кв., к стволу дерева и подсчитайте количество ячеек, полностью покрытое лишайниками, и количество ячеек, занятое лишайниками частично. Исследование проведите по четырем сторонам света (С,Ю,З,В), прикладывая палетку так, чтобы линия, проходящая через ее центр, была ориентирована по компасу на соответствующую сторону света.
- Данные занесите в таблицу (карточка 2) и проведите расчет площади проективного покрытия лишайников.
- Проанализируйте полученные результаты.
- Как изменяется площадь проективного покрытия при удалении от источника загрязнения?
3.Оценка чистоты воздуха по минерализации водной вытяжки.
Ход работы:
- Для исследования минерализации водной вытяжки на площадках в различных зонах загрязнения отберите на одинаковой высоте один и тот же вид лишайника.
- Отобранные экземпляры высушите, измельчите (в стакане).
- Взвесьте на портативных аналитических весах 2г лишайников, измельчите и залейте 50мл дистиллированной воды (в набор не входит), размешайте стеклянной палочкой и оставьте на двое суток. прикрыв стакан от испарения.
- Полученный раствор отфильтруйте с помощью воронки и бумажного фильтра.
- Измерьте минерализацию портативным кондуктометром (ход измерения дан в паспорте к прибору). При увеличении загрязнения минерализация увеличивается.
- Проанализируйте полученные результаты по разным точкам.
Практическая часть
Самыми распространенными и точными показателями чистоты атмосферного воздуха являются лишайники. Метод определения качества воздуха при помощи лишайников называется – лихеноиндикация. Лишайники обладают высокой выносливостью к загрязнению окружающей среды. Особая чувствительность лишайников к токсическим веществам объясняется тем, что они не могут выделить в окружающую среду впитанные ими вредные элементы. Концентрация диоксида серы 0,5 губительна для всех видов лишайников.
Я подсчитала количество видов и плотность разросшихся лишайников на северо-восточном берегу озера Первое, парк отдыха Победы и на улице Мамина в тракторозаводском районе. Данные определений и подсчетов занесла в таблицу.
Таблица 1: Определение уровня загрязнения
по плотности и видовому разнообразию лишайников.
Название исследуемой территории |
Вид лишайника |
Количество на одном дереве |
Северо-восточный берег оз. Первое |
Ленрария Серая |
1 |
Улица Мамина |
______ |
0 |
Парк Победы |
Ленрария Серая |
3 |
Вывод: В результате исследования я пришла к выводу, что у нас в тракторозаводском районе состояние воздуха не пригодно для дыхания. В результате опыта я выяснила, что сильнее всего загрязнён воздух на улице Мамина. Это связи с тем, что на данной территории постоянно проезжает большое количество машин, а также на состояние воздуха влияет близкорасположенная федеральная трасса. Наибольшее количество лишайников было обнаружено на территории парка Победы. Я определила, что причиной этому является удаленность деревьев от проезжей части.
Помощью минерализации водной вытяжки, была проведена оценка чистоты воздуха на территории с-в берега оз. Первое и парка победы. На данных территориях были отобраны на одинаковой высоте один и тот же вид лишайника. Отобранные экземпляры были высушены и измельчены (в стакане). Измельченные образцы залили водой и оставили на двое суток. прикрыв стакан от испарения. Через 2 суток полученный раствор отфильтровали с помощью воронки и бумажного фильтра. Измерьте минерализацию портативным кондуктометром. Полученные результаты приведены в таблице:
Таблица 2: Оценка качества воздуха по минерализации
Название исследуемой территории |
Вид лишайника |
Минерализация |
Северо-восточный берег оз. Первое |
Ленрария Серая |
135 |
Парк Победы |
Ленрария Серая |
148 |
Повторный отбор проб лишайника на территориях озера и парка.
В результате повторного опыта я выяснила, что в осенний период воздух загрязнен больше ,чем весной.
Это связанно с тем, что в летний период времени рекреационная нагрузка в парке и на побережье озера больше, чем в весной.
Опрос среди учащихся 11А класса:
В 11«А» классе было опрошено 26 человек и результаты показали следующее:
Место проживания |
Количество проживающих |
Частота заболевания(%) |
Вблизи парка |
9 |
Болеют реже(35%) |
Вблизи Северо-восточного берега оз. Первое |
17 |
Болеют чаще(65%) |
Мероприятия по улучшению качества воздуха
на северо-восточном побережье озера Первое.
В данной ситуации мы предлагаем такие мероприятия ,как:
- Проведение еженедельных субботников
- Замена старых деревьев
- Создание цветочных клумб
- Создание набережной (аллея для прогулок, скамейки, мусорные баки и т.д.)
- Реконструкция детской площадки
- Создание мест, специально отведенных для выгула собак.
Вывод:
- Нами было изучено состояние атмосферного воздуха на территории Тракторозаводского района города Челябинска, методом оценки чистоты воздуха по минерализации водной вытяжки.
- Входе данного исследования были выявлены основные загрязнители воздуха.
- Больше всего загрязнение воздуха влияет на здоровье людей, проживающих вблизи Северо-восточного берега оз. Первое.
- Разработаны и предложены мероприятия по улучшению качества атмосферного воздуха
Список литературы:
- http://www.hintfox.com.
- Марголина.И.Л Комплект для исследования состояния окружающей среды М25 (Текст): учеб.пособие/ И.Л.Марголина – 2-е изд.- М.: ООО «Издательство ВАРСОН», 2017.- 40с.- (Учиться интересно!).