Реферат: Измерение осаждения загрязнителей из воздуха. Мониторинг кислотных осадков
Практическая часть этой работы состоит из двух опытов. Первый из них – «измерение осаждения загрязнителей из воздуха» – предполагает измерение количества загрязнителей, которые оседают на поверхность земли за определенный период времени (в данном случае за 4 недели).
Второй опыт предполагает сбор и измерение кислотности осадков.
Мерой кислотности воды служит число ионов водорода на 1 литр воды. Молекулы воды (H2O) обычно диссоциируют на ионы водорода (H+) и гидроксид-ионы (OH–). В пробе чистой воды одна десятимиллионная (10–7) доля молекул воды диссоциирует на ионы водорода и гидроксид-ионы, причем в чистой воде эти ионы присутствуют приблизительно в равных количествах. Раствор с одинаковыми концентрациями ионов водорода и гидроксид-ионов называется нейтральным. Такой раствор не является ни кислым (содержащим большее число водородных ионов), ни основным (содержащим меньшее число водородных ионов).
Дождевую воду нельзя назвать чистой водой; она находится в контакте с двуокисью углерода – естественным компонентом атмосферы – и растворяет ее. При растворении двуокиси углерода в воде образуется слабая угольная кислота. Концентрация ионов водорода относительно молекул воды в незагрязненной дождевой воде, содержащей двуокись углерода, составит примерно одну миллионную долю (10–6), или 1 ион водорода на 1 млн. молекул воды. Таким образом, концентрация водородных ионов в дождевой воде при растворении в ней двуокиси углерода, присутствующей в атмосфере, увеличивается в 10 раз. Именно такое число водородных ионов должно быть характерно для чистой дождевой воды в природных условиях.
Обычно кислотность измеряют не как отношение числа ионов водорода к числу молекул воды, а как логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком. Эта величина называется pH. Поскольку –lg(0,0000001) = 7, значение pH = 7 характеризует чистую воду – не кислую и не щелочную, а нейтральную. Чем меньше значение pH, тем более кислой оказывается вода.
§2. Измерение осаждения загрязнителей из воздуха.
Цели:
1. Собрать осаждающиеся из воздуха загрязнители;
2. Свешать собранные за определенный период загрязнители и рассчитать их количество, осаждающееся на 1 м2.
Методика:
1. Взять два широкогорлых сосуда емкостью 100 – 200 мл и тщательно их вымыть.
2. Налить в сосуды смесь дистиллированной воды и спирта в отношении 50:50 до высоты 1,5 – 2,5 см
3. Один сосуд поставить у шоссе или другого источника загрязнения, другой – в нескольких метров от него.
4. Оставить сосуды на 4 недели. По мере испарения жидкости добавлять в них раствор. Если сосуды переполняются в результате выпадения осадков, закончить эксперимент.
5. По окончанию сбора материала выпарить раствор в чистом взвешенном лабораторном стакане. Затем взвесить его снова и определить количество осадка.
6. Исходя из площади отверстия сосуда рассчитать количество материала, осевшего на 1 м2.
Отчет о работе:
Первый сосуд (I) был установлен в непосредственной близости от дороги в районе Копыловского моста. Второй (II) – примерно в десяти метрах от дороги.
| Вес пустого сосуда |
Вес сосуда с загрязнителями |
Вес загрязнителей | |
| I сосуд | 13,1 г | 13,58 г | 0,48 г |
| II сосуд | 13,1 г | 13,42 г | 0,32 г |
Расчет количества загрязнителей, осаждающихся на 1 м2:
r сосуда = 2,4 см
S = pr2
S = 3,14 • (2,4)2 = 18,0864 см2 = 0,00180864 м2
I сосуд.
Вес загрязнителей – 0,48 г
Площадь – 0,00180864 м2
Составим пропорцию:
0,48 г X г
¾¾¾¾¾¾ ¾ ¾¾¾¾
0,00180864 м2 1 м2
Отсюда:
X = 0,48 • 1 : 0,00180864 » 265,3 г
II сосуд.
Вес загрязнителей – 0,32 г
Площадь – 0,00180864 м2
Составим пропорцию:
0,32 г X г
¾¾¾¾¾¾ ¾ ¾¾¾¾
0,00180864 м2 1 м2
Отсюда:
X = 0,32 • 1 : 0,00180864 » 176,92 г
Получаем, что в первом случае на одном квадратном метре оседает приблизительно 265 г загрязнителей, а во втором – 177 г.
§3. Мониторинг кислотных осадков.
Цели:
1. Измерить уровень кислотности осадков.
2. Собрать данные по уровню кислотности осадков за определенный период времени.
Методика:
1. Поставить мерный цилиндр под открытым небом.
2. После каждого выпадения осадков сливать воду и измерять ее pH с помощью индикаторной бумаги или pH-метра. Измерять количество осадков в миллилитрах.
3. Проводить эту работу в течение одного месяца.
4. Составить гистограмму выпадения кислотных осадков.
Отчет о работе:
Дата выпадения осадков |
Количество осадков, мл |
pH |
| 16.03.02 | 3 | 6,2 |
| 18.03.02 | 12 | 5,8 |
| 22.03.02 | 3 | 6 |
| 27.03.02 | 5,5 | 5,8 |
| 29.03.02 | 1,5 | 6 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В этой работе была рассмотрена проблема загрязнения атмосферы. Мы выяснили, что основными загрязнителями являются оксиды серы, азота, углерода, различные частицы, радиация и фреоны. Мы рассмотрели влияние загрязнителей на окружающую среду и здоровье человека. При этом было установлено, что эти влияния могут быть самыми различными: от незначительных до катастрофических, серьезно угрожающих жизни и здоровью многих миллионов людей. Особую настороженность вызывает тот факт, что некоторые последствия загрязнения атмосферы до сих пор не известны, или же не изучены до конца (например, парниковый эффект), поэтому сейчас мы не можем судить об их опасности.
В рамках этой работы были также рассмотрены основные меры по борьбе с загрязнением атмосферы. К их числу были отнесены: очистка, безотходные производства, использование возобновляемых источников энергии, а также различные экономические и административные механизмы. При правильном применении все эти методы обладают достаточно высокой действенностью, однако следует учитывать, что не один из них не является полностью универсальным. Поэтому для того, чтобы хоть частично решить проблему загрязнения атмосферы (а по большому счету не только атмосферы, но и всей окружающей среды), необходимо комплексное применение различных методов, в том числе и тех, которые приведены здесь.
Если говорить о перспективах России в борьбе с загрязнением атмосферы, то на настоящий момент они остаются достаточно туманными. В этом смысле мы серьезно отстали от передовых стран. Однако потеряно еще далеко не все. У России и сейчас остается реальный шанс стать экологически чистой страной. Конечно, хороших результатов нельзя достичь за короткое время – для этого могут понадобиться десятки, а может и сотни лет. Однако если каждый человек осознает свою ответственность за чистоту окружающей среды, то перспективы нашей страны резко возрастут, а время достижения результатов существенно сократится.
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Канцероген – химическое вещество, способствующее возникновению злокачественных опухолей.
Нуклид – любое атомное ядро с заданным числом протонов Z и нуклонов A (массовое число). Обозначается символом химического элемента с индексами: A - слева наверху, Z - слева внизу, число нейтронов N=A-Z – справа внизу; Нуклиды с одинаковыми Z называются изотопами.
Радионуклид – нуклид, испытывающий радиоактивный распад.
Экзогенный (от экзо... и ...ген) – внешнего происхождения.
Катаракта (от греческого katarrhaktes - водопад) – помутнение хрусталика глаза в результате старческого нарушения питания тканей, диабета, повреждения глаза и других причин. Резко ухудшает зрение.
АООС США – агентство охраны окружающей среды США.
Стратификация – деление, разделение.
Экосистема – любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды.
Интенсификация (от латинского intensio – напряжение, усиление и ...фикация) – усиление, увеличение напряженности, производительности, действенности.
Диспергированный (от латинского dispersio – рассеяние) – рассеянный.
Катар (от греческого katarrheo – стекать, истекать) – устаревшее название воспаления слизистых оболочек, характеризующегося обильным экссудатом (серозным, гнойным и др.) и стеканием его по поверхности слизистой оболочки.
Альдегиды – органические соединения, содержащие альдегидную группу CHO, например формальдегид, ванилин. Применяют в производстве полимеров, как душистые вещества и др.
Конъюнктив – воспаление слизистой оболочки глаза (конъюнктивы). Основные причины: инфекция, химические и физические (например, пыль) раздражения. Признаки: покраснение и резь в глазу, слизистые или слизисто-гнойные выделения, слезотечение, светобоязнь.
Геополитика – политологическая концепция, согласно которой политика государств (в основном внешняя) предопределяется географическими факторами (положение страны, природные ресурсы, климат и др.). Возникла в конце XIX – начале XX вв. (Ф. Ратцель, Германия; А. Мэхэн, США; Р. Челлен, Швеция, и др.). Использовалась для оправдания внешней экспансии. Термин «геополитика» употребляется в современной литературе для обозначения определенного влияния географических факторов (положения и др.) на внешнюю политику государств (геополитическая стратегия и т.п.).
Мелиорация – коренное улучшение неблагоприятных гидрологических, почвенных и других условий земель с целью наиболее эффективного их использования.
Скруббер (от англ. scrub – тереть щеткой, скрести) – другое название газоочистителя.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Реввель П., Реввель Ч. Среда нашего обитания: в 4-х книгах. Кн. 2. Загрязнения воды и воздуха: Пер. с англ. – М.: Мир, 1995.–с., ил.
2. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: в 2-х т. Т. 2. Пер. с англ. – М.: Мир, 1993. – 336 с., ил.
3. Природопользование: Учебник. Под редакцией проф. Э.А. Арустамова. – М.: Издательский дом «Дашков и Кº», 1999. – 252 с.
4. Никаноров А.М., Хоружая Т.А. Глобальная экология: Учебное пособие. – М.: «Издательство ПРИОР», 2000.
5. Хабарова Е.И., Панова С.А. Экология в таблицах. 10(11) кл.: Справочное пособие. – 2-е изд. – М.: Дрофа, 2001. – 128 с.
6. Американское химическое общество. Химия и общество: Пер. с англ. – М.: Мир, 1995. – 560 с., ил.
7. Экология. Учебное пособие. – М.: Знание, 1999. – 288 с.
8. Новиков Ю.В. Природа и человек. – М.: Просвещение, 1991. – 233 с.: ил.
9. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. Учебник из Федерального комплекта для 9 – 11-х классов общеобразовательной школы. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Устойчивый мир, 1999. – 272 с., с ил.
