Качественный анализ почвы на содержание тяжелых металлов автотрассы Байки- Бирск

ОСТАВЬ СВОИ

nauchforum.ru

Молодежный научный форум

ЕСТЕСТВЕННЫЕ И МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ

г. МОСКВА, 2013 г.

МАТЕРИАЛЫ I СТУДЕНЧЕСКОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ ЗАОЧНОЙ
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ

ФОРУМ

ЕСТЕСТВЕННЫЕ
И МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ

Москва, 2013 г.

УДК 50+61 ББК 20+5 М 75

М 75 «Молодежный научный форум: Естественные и медицинчкие науки»: материалы I студенческой международной заочной научно - практической конференции. (20 Марта 2013 г.) — Москва: Изд. «Международный Центр Науки и Образования», 2013. — 46 с.

ISBN 978-5-00021-020-8

Сборник трудов I студенческой международной заочной научно - практической конференции «Молодежный научный форум: Естественные и медицинчкие науки» отражает результаты научных исследований, прове­денных представителями различных школ и направлений современной науки.

Данное издание будет полезно магистрам, студентам, исследователям и всем интересующимся актуальным состоянием и тенденциями развития современной науки.

ISBN 978-5-00021-020-8

ББК 20+5

«Международный Центр Науки и Образования», 2013 г.

Оглавление

Секция 1. Химические науки                                                                         4

ЗНАЧЕНИЕ КРИСТАЛЛА В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА                                   4

Денисова Ксения Сергеевна Лыгин Сергей Александрович

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ НА СОДЕРЖАНИЕ                      9

ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ АВТОТРАССЫ БАЙКИ — БИРСК Кабирова Лиана Рустамовна Лыгин Сергей Александрович

Секция 2. Биологические науки                                                                 18

СОДЕРЖАНИЕ НИТРАТОВ В ОВОЩАХ                                              18

Денисова Ольга Сергеевна Лыгин Сергей Александрович

Секция 3. Медицинские науки                                                                     23

УКРАШЕНИЕ ТЕЛА — ДАНЬ МОДЕ И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ 23 ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ

Магомедова Зинаида Магомедовна Плотникова Александра Алексеевна

ИММУНОГИСТОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ РАКА МОЧЕВОГО 30 ПУЗЫРЯ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Низов Алексей Николаевич Перепечин Дмитрий Владимирович

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ
НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
АВТОТРАССЫ БАЙКИ — БИРСК

Кабирова Лиана Рустамовна

студент Бирского филиала Башкирского государственного университета,

г. Бирск

Лыгин Сергей Александрович

научный руководитель, доцент Бирского филиала Башкирского

государственного университета, г. Бирск

Среди многих негативных последствий хозяйственной деятельности человека особое место занимает загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами. Многие тяжелые металлы являются чрезвычайно токсичными даже в минимальных количествах. Они способны концентрироваться в живых

9

организмах, вызывая при этом различные патологии. В отличие от органических веществ, подвергающихся процессам разложения, металлы способны лишь перераспределяться между природными средами. Всякая хозяйственная деятельность оказывает влияние, и чаще всего отрицательное на окружающую среду.

Автотранспортное загрязнение является одним из наиболее опасных, оказывающих жесткое влияние на придорожные экосистемы. В выхлопных газах обнаружено большое количество различных веществ, из которых только несколько нетоксичны. С работой автомобильного транспорта связано загрязнение почв в наибольших количествах свинцом, кадмием, цинком, оловом, бериллием и т. д.

Основным источником загрязнения атмосферы нашей территории является автотранспорт. Вместе с выхлопными газами свинец, образующийся при сгорании бензина, попадает в атмосферу. На территории нашего района ведущее место занимает автомобиль. Он перевозит более 80 % всех грузов и пассажиров. Проблема выбросов вредных веществ в атмосферу все больше возрастает, т. к. идет интенсивный рост автомобилей.

Тяжелые металлы — биологически активные металлы, оказывающие отрицательное воздействие на физиологические функции человека и состояние жизнеобеспечивающих природных сред. Тяжелые металлы относятся к загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.

Термин «тяжелые металлы», характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в настоящее время значительное распространение. Пристальное внимание тяжелым металлам в окружающей среде стало уделяться, когда выяснилось, что они могут вызывать тяжелые заболевания.

Актуальность: — тяжелые металлы (ТМ), относящиеся к числу наиболее распространенных и опасных для биоты загрязнителей экологической среды, привлекают в настоящее время большое внимание исследователей.

10

В то же время их распределение в почвенном и растительном покрове многих конкретных географических регионов изучено недостаточно.

Цель работы: изучить степень загрязнения почвы ТМ вдоль автотрассы республиканского значения Байки — Бирск (протяженностью 3,5 км.).

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

•     установить влияние тяжелых металлов (свинца, цинка, меди) на загрязнение почвы;

•     изучить влияние источников антропогенного загрязнения автотрассы на содержание и накопление ТМ почвой и растениями.

Методика выполнения измерений массовой доли тяжелых металлов — меди, свинца, цинка в почве методом инверсионной вольтамперометрии определяет                       инверсионно -вольтамперометрический     метод определения

массовой доли кислоторастворимых форм и валового содержания тяжелых металлов и токсичных элементов в почвах, грунтах, донных отложениях, осадках сточных вод.

Инверсионно -вольтамперометрический метод основан на зависимости тока, проходящего через ячейку анализатора с анализируемым раствором, от массовой доли элемента, содержащегося в растворе и функционально связанного с формой и параметрами приложенного к электродам поляризующего напряжения.

Процесс вольтамперометрического определения содержания элементов в инверсионном режиме включает:

•     электрохимическую очистку рабочего электрода;

•     электрохимическое накопление элемента на рабочем электроде;

•     электрорастворение накопленного элемента при развертке потенциала при заданных режимах.

Массовую концентрацию элемента в растворах проб после их мине - рализации определяют методом «стандартных добавок», не требующим построения градуировочной кривой.

11

«Метод стандартных добавок» основан на регистрации при одних и тех же параметрах измерений вольтамперограмм серии растворов для каждой пробы:

•      фонового электролита (фона);

•      пробы, подготовленной к измерениям;

•      той же пробы, в которую вводят раствор-добавку измеряемого элемента, с известной массовой концентрацией.

Результаты измерений рассчитываются автоматически сравнением значений аналитических сигналов элемента на вольтамперограммах серии растворов.

При подготовке к выполнению измерений выполняют следующие работы

подготовку посуды, приготовление растворов, подготовку анализатора к работе.

Измерения проводятся с помощью программного комплекса “Polar-4.0”, которая предназначена для автоматического определения содержания тяжелых металлов и других элементов в водных средах методом инверсионной вольтамперометрии (ИВА) с применением комплекса ИВА-400МК, в состав которого входит программа “Polar-4.0” Данная программа работает с компьютерным полярографом, реализованный на базе датчика АКВ-07. Благодаря этому весь процесс измерения автоматизирован с общей погрешностью методики измерений в интервале 2—5 %.

Пробы почвы отбирались вдоль автотрассы республиканского значения, в Караидельском районе с. Байки РБ. Исследуемый участок, протянулся в общей сложности более чем на 3,5 км. Пробы отбирались на 3 участках.

А именно:

•      автобусная остановка «с. Байки» (подножье подъема) — Т — № 1;

•      середина подъема — Т — № 2;

•      вершина подъема — Т — № 3.

12

Таким образом, были взяты пробы почвы с трех точек. Анализы собранных образцов почвы проводились в трех повторностях, что позволило получить достоверные сведения о содержании изучаемых элементов в почве.

Пробы отбирались по методике конверта. Метод конверта — наиболее распространенный способ отбора смешенных почвенных образцов и чаще всего применяется для исследования почвы гумусового горизонта при этом из точек контролируемого элементарного участка берут 5 образцов почвы. Точки должны быть расположены так, чтобы, мысленно соединив их прямыми линиями, получить изображение запечатанного конверта (длина его стороны может составлять от 1 до 10 м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины около 20 см, что соответствует длине штыка лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг почвы. Почвенные образцы упаковывают в полиэтиленовые или полотняные мешочки и прилагают к ним этикетки (сопроводительные талоны).

Для анализов отбиралась почва с верхних горизонтов на глубине 0—10 см. Образцы почвы очищались от растительных остатков и живых частей растений. Затем ее поместили в пластиковую посуду с крышкой, что позволило изолировать почву от контакта с окружающей средой до начала эксперимента.

13

Содержание цинка (мг/кг)

25 /

20

J5

J0

■Zu

Рисунок 1. Содержание тяжелых металлов в почве у подножья подъема

Анализ почвы — Т № 1 показал, что содержание Cu, Zn, Pb значительно меньше ПДК, это можно связать с тем большая часть (из 65—43) автомобиля за 30 мин начинают свое движение после стоянки на остановке «с. Байки», скорость не значительна сгорание топлива происходит практически полностью, а соответственно выбросы в атмосферу остаются минимальные (рис. 1).

14

Рисунок 2. Содержание тяжелых металлов в почве на середине подъема

На (рис. 2) представлены результаты анализа почвы с середины подъема, которые свидетельствуют о том, что концентрация исследуемых металлов находится в пределах ПДК. Но стоит отметить, что она несколько больше, чем на первом участке, так как перед предстоящим подъемом автомобиль набирает скорость, увеличивая нагрузку на двигатель, и в результате этого происходит не полное сгорание топлива.

15

Рисунок 3. Содержание тяжелых металлов в почве на вершине подъема

В — Т № 3 наблюдается снижение содержания ТМ по сравнению со средней частью начала подъема, но выше чем в начале подъема. Это можно связать с тем, что при выходе на вершину подъема у автомашин происходит сброс газа, уменьшается нагрузка на двигатель, а значит, происходит более полное сгорание топлива и содержание ТМ значительно уменьшается (рис. 3).

При подготовке к эксперименту и в период его проведения автором использовалась методика работы программного комплекса “Polar-4.0”.

В ходе выполнения экспериментальной работы, изучена методика изме - рения массовой доли тяжелых металлов при помощи программно -аппаратного комплекса, с использованием программного обеспечения “Polar-4.0”.

16

В соответствии с поставленными целями и задачами, было проведено примерно 30 измерений, а именно на каждый металл в 3 повторностях, с предоставлением средних значений, представленных на (рис. 1—3).

Полученные экспериментальные значения позволяют сделать вывод:

•     содержание тяжелых металлов в придорожной полосе трассы республиканского значения Байки — Бирск, не превышает предельно допустимых значений для каждого металла;

•     наименьшая концентрация, определяемых металлов зарегистрирована на первом участке — на остановке «с. Байки», это объясняется тем, что данный участок дороги ровный, автомобили едут с постоянной скоростью, а большая часть автомашин только начинает движение после остановки и стоянки;

•     наибольшая концентрация наблюдается на втором участке на середине подъема, это связано с максимальной нагрузкой на двигатель автомашины, топливо полностью не сгорает и повышается концентрация тяжелых металлов в выхлопных газах;

•     на вершине подъема содержание, определяемых металлов несколько снижается, по сравнению с участком № 2, но все же превышает концентрацию тяжелых металлов № 1, у начала подъема. Это может быть объяснено тем, что нагрузка на двигатель снижается при приближении вершины подъема, и далее следует ровный участок дороги;

•     проведенный эксперимент показал, что почва в придорожной полосе загрязнена не значительно, концентрации ТМ не превышают ПДК.

Список литературы:

1. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм тяжелых металлов и токсичных элементов (Си, Pb,Zn, Bi, Ag, Бе, Бе, Со, Ni, As, Cd, Hg, Mn) в почвах, грунтах, донных отложениях и осадках сточных вод методом инверсионной вольтамперометрии.

17

ISBN

978-5-

00

20-

9 785000 210208