Кока – кола или молоко? Все «за» и «против»!

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА с. Большой Хомутец «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОЧВЫ С ПОМОЩЬЮ  КРЕСС ­ САЛАТА» Осипова Анна Сергеевна МБОУ СОШ с. Большой Хомутец, 8 класс Научный руководитель: Бешкорева Евгения Михайловна Учитель химии и биологии МБОУ СОШ с. Большой Хомутец, Учитель высшей квалификационной категории Б. ХОМУТЕЦ ­ 2018 Оглавление Введение………………………………………………………………………….3 Глава I. Обзор литературы………………………………………………..…….4 1.1. Растения­индикаторы в природе………………....……………………..…4 1.2. Кресс ­ салат как тест – объект…………………………..........................5 Глава II. Основная часть……………………………………………………...…6 2.1. Материал и методика………………………………………………….….6 2.2.Анализ результатов…………………………………………………...……..8 2.2.1.Результаты определения загрязнения окружающей среды……………..8 2.2.2.Оценка результатов………………………………………………………..8 Выводы…………………………………………………………………………...9 Заключение……………………………………………………………………….10 Информационные источники……………………………………….…………..10 Введение. 2 Актуальность исследования.    В экологическом мониторинге используют различные  методы исследования. Возможности   использования   живых   организмов   в   качестве   показателей определенных   природных   условий   писали     ещё   ученые   древнего   Рима   и Греции.[1]    По современным представлениям биоиндикаторы – организмы, присутствие, количество   или   особенности   развития   которых   служат   показателями естественных   процессов,   условий   или   антропогенных   изменений   среды обитания.   Биоиндикация – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды.      Почва   –   один   из   главных   объектов   окружающей   среды,   центральное связующее   звено   между   биотическим   и   абиотическим   компонентами биосферы. Повсеместно идущая деградация почв выступает в качестве одной из главных причин снижения продуктивности сельскохозяйственных угодий и неблагоприятно влияет на состояние природных экосистем. [2]   Гипотеза:   состав   и   качество   почвы   влияет   на   прорастание   и   развитие проростков растений. Цель   исследования:  Оценить   состояние   окружающей   среды   и   уровень антропогенного воздействия  с помощью фенотипических биоиндикаторов.  Задачи исследования: 1.Выбрать пробные площадки в селе. 2. Провести отбор проб почвы. 3.Определить,   с   помощью   биологических   индикаторов   (кресс­салат) воздействие человека и его деятельности на окружающую среду. 4.Выяснить возможные причины  загрязнения окружающей среды.   Объект   исследования:  почвенные   пробы,     взятые   в   селе   Б.   Хомутец Добровского района  Предмет исследования: изучить состояние местных почв. 3 Глава I. Обзор литературы. 1.1. Растения­индикаторы в природе.       Растениями­индикаторами   называют   растения,   тесно   связанные   с определенными   экологическими   условиями.   По   их   присутствию   узнают   о содержании   определенных   микроэлементов   и   веществ.   На   изменения окружающей   среды   растения­индикаторы   реагируют   изменением   внешнего вида   и   химического   состава;   количество   их   может   резко   возрасти   или, наоборот, уменьшиться.     Растениями­индикаторами   пользуются   при   оценке   механического   и   химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных   ископаемых.   Им   отводится   важная   роль   в   индикационной геоботанике,   экологии,   физиологии   и   биохимии   растений,   биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках. Видовой состав растений свидетельствует о кислотности почвы, степени ее плодородия, наличии или нехватке тех или иных химических элементов. Умение увидеть и прочитать ту информацию,   которой   обладают   растения,   помогает   найти   уран   и   золото, узнать новое об окружающей природе, иногда даже спасти жизнь. [4]       По состоянию растения, внешнему виду листьев и других органов можно достаточно   точно   определить   состав   почвы,   наличие   в   ней   питательных веществ.   Для   нормального   роста   и   плодоношения   растениям   нужны   свет, вода, питательные элементы. Если же их не хватает, то растение сразу же сообщает нам об этом. Умение услышать, точнее, увидеть, что именно говорят нам   растения,   позволяет   вовремя   прийти   к   ним   на   помощь.   Взамен   они отблагодарят нас прекраснейшими цветами или вкуснейшими плодами.          С помощью растений намного дешевле и проще следить за состоянием   При   экологическом   мониторинге   загрязнений окружающей   среды. 4 использование индикаторных растений часто дает более ценную информацию, чем оценка загрязнения приборами. 1.2.  Кресс ­ салат как тест – объект.         Кресс  ­   салат   однолетнее   овощное   растение,   обладающее   повышенной чувствительностью   к   загрязнению   почвы   тяжёлыми   металлами,   а   также   к загрязнению   воздуха   выбросами   автотранспорта.   Этот   биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается  в присутствии загрязнителей. [2]      Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются   заметным   морфологическим   изменениям   (задержка   роста   и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян). [2]    Кресс ­ салат как биоиндикатор удобен ещё и тем, что действие стрессоров можно   изучать   одновременно   на   большом   числе   растений   при   небольшой площади   рабочего   стола.   Привлекательны   также   весьма   короткие   сроки эксперимента.     Семена   кресс­салата   прорастают   уже   на   3­4   день,   и   на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10 ­ 15 суток. [5]      Он рекомендуется для исследования почвы на вредные вещества (соль, применяемая   для   таяния   льда,   свинцовые   соли)   и   для   определения загрязнения воздуха, например, выхлопными газами.    При проведении опытов с кресс ­ салатом следует учитывать, что большое влияние   на   всхожесть   семян   и   качество   проростков   оказывает   водно   ­ воздушный режим и плодородие субстрата. Поэтому в качестве субстрата для контроля   следует   брать   почву   того   же   типа,   что   и   для   опытов.   Кроме загрязнения почвы на кресс ­ салат оказывает влияние состояние воздушной среды.   Газообразные   выбросы   автомобилей   вызывают   морфологические 5 отклонения  от   нормы  у   проростков,  в  частности  отчётливо   уменьшают   их длину. [5]      Глава II Основная часть. 2.1.Материал и методика. Определение всхожести семян и оценка внешнего состояния Оборудование:  пластиковые контейнеры, химический стакан, почва, семена  проростков в разных субстратах. кресс­салата. Ход работы. Этап 1. Подготовительный: сбор информации по данной теме. Этап   2.   Аналитический:  проведение   опытов   по   прорастанию   семян   кресс­ салата в разных почвах. Этап 3. Камеральный:  обработка информации, вычленение особо значимых фактов, сопоставление полученных данных.  Этап 4. Отчетный Отчет об исследовательской работе.  На   основе   полученных   материалов   приготовлен   доклад   и   оформлена презентация. Этап 5. Информационный: ознакомление с полученными результатами. Методика работы.  Взяли   пробы   почв   с   исследуемых   участков:   близ   проезжей   части,   с приусадебного участка, покупной (готовый субстрат). 1. Контрольная   проба:   проверка   на   всхожесть:   в   качестве   контрольной земли для определения всхожести использовался готовый субстрат для овощных культур. 2. Три емкости  заполняют исследуемым субстратом. 6 3. Субстраты во всех емкостях увлажняют одним и тем же количеством отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения. 4. В   каждый   стакан   на   поверхность   субстрата   укладывают   по50   семян кресс­ салата. Расстояние между соседними семенами должно быть по возможности одинаковым. 5. Покрывают семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев. 6. Увлажняют верхние слои субстратов до влажности нижних. 7. В течение 10­15 дней за прорастанием семян, поддерживая влажность 8. Примерно на одном уровне. Результаты представлены в таблице 1. Определение в пробах почвы наличие тяжелых металлов. Оборудование:  химический стакан, фильтр, штатив, почва, мерный цилиндр,  пробирки, весы. Реактивы: ацетат свинца, роданид калия, гидроксид аммония. Ход работы. Этап 1. Подготовительный: сбор информации по данной теме. Этап   2.   Аналитический:  приготовление   почвенной   вытяжки,   проведение химических реакций с ней. Этап 3. Камеральный:  обработка информации, вычленение особо значимых фактов, сопоставление полученных данных.  Этап 4. Отчетный Отчет об исследовательской работе по следующим разделам: ­ актуальность темы; ­ цели и задачи исследования; ­ выводы по работе; ­ список литературы; 7 На   основе   полученных   материалов   приготовлен   доклад   и   оформлена презентация. Этап 5. Информационный: ознакомление с полученными результатами. Методика работы. 1.Приготовление почвенной вытяжки: В пробирку поместили исследуемую почву. Прилили дистиллированную  воду, объем которой в 3 раза больше объема почвы. В течении 1­2 минут  тщательно встряхивали пробирку с содержимым. Бумажный фильтр поместили в воронку и  начали фильтрование. 2.Приготовление растворов: 5% хлорид калия, 5% роданида калия, 10%  гидроксида аммония. 3. В каждую пробирку наливаем по 5 мл почвенной вытяжки. Затем   добавляем в нее по 2­3 капли каждого из приготовленных растворов  химических веществ. Наблюдаем, что происходи. По цвету осадков можно  определить наличие тяжелых металлов в почве. 2.2.1. Результаты определения загрязнения окружающей среды. 2.2. Анализ результатов.  Таблица 1. Результаты  всхожести семян кресс­салата Исследуемый субстрат Всхожесть семян % Участок около дороги Приусадебный участок Готовый субстрат 1 день 50% 2 день 55% 3 день 60% 4 день 63% 5 день 68% 80% 90% 88% 90% 88% 90% 88% 90% 88% 90% Таблица 2. Обнаружение ионов тяжелых металлов в пробах почвы Исследуемый субстрат Наличие ионов тяжелых металлов Cu+2 Pb+2 Fe+3 8 Участок около дороги Приусадебный участок Готовый субстрат ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ 2.2.2. Оценка результатов В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения: Загрязнения отсутствуют в пробах, взятых на приусадебном участке, и в 1. контрольной   пробе.  Всхожесть   семян   достигает   90­100%,всходы   дружные, проростки крепкие,      ровные. Эти признаки характерны для контроля. 2. Среднее   загрязнение   в     пробе,   взятой   у   дороги.  Всхожесть   68%. Проростки по сравнению с контролем короче и тоньше. Некоторые проростки имеют уродства. 3. 4. Сильного  загрязнения (менее 20%) почв, в пробах не было. При проведении химического анализа почвы, убедились в отсутствие в пробе исследуемых ионов. Выводы. 1.Всхожесть семян оказалась в опыте разной, хотя семена имели одинаковую всхожесть и прошли контроль. 2.Всхожесть семян подтвердила нашу гипотезу, что состав и качество почвы влияет на прорастание и развитие проростков растений, особенно это было заметно при прорастании кресс­салата. 3.Наибольшая   всхожесть   и   длина   зародышевых   корешков   и   побегов,   по отношению   к   контролю,   наблюдается   в   пробе,   взятой   на   приусадебном участке   около   дома   и   в   покупном   субстрате.   Это   можно   объяснить удаленностью   от   автомагистрали   и   меньшей   интенсивностью   движения автотранспорта,   наличием   минеральных   веществ,   необходимых   для нормального развития организма.  9 4.Наименьшая всхожесть и длина зародышевых корешков и побегов у кресс­ салата наблюдается в первой пробе, взятой в с. Б. Хомутец около главной дороги   по   направлению   к   городу.   Это   очень   оживленная   автомагистраль (легковые,   грузовые   автомобили,   общественный   транспорт).  Кроме загрязнения почвы на кресс ­ салат оказывает влияние состояние воздушной среды.   Газообразные   выбросы   автомобилей   вызывают   морфологические отклонения  от   нормы  у   проростков,  в  частности  отчётливо   уменьшают   их длину.  Наличие тяжелых металлов ни в одной пробе обнаружено не было. Заключение.       Для получения объективной картины загрязнения экосистем необходимы исследования в двух направлениях. Во­первых, должны совершенствоваться методы   инструментального   химического   анализа,   во­вторых,  целесообразно более широкое использование биоиндикаторов. [1]       Применение   организмов,   реагирующих   на   загрязнение   среды   обитания изменением визуальных признаков, имеет ряд преимуществ. Оно позволяет существенно   сократить   или   даже   исключить   применение   дорогостоящих   и трудоемких физико­химических методов анализа. [3]    Биоиндикаторы интегрируют биологически значимые эффекты загрязнения. Они позволяют определять скорость происходящих изменений, пути и места скопления в экосистемах различных токсикантов, делать выводы о степени опасности   для   человека   и   полезной   биоты   конкретных   веществ   или   их сочетаний. [4] Информационные источники 1. Бондарук   М.М. Дополнительные материалы к урокам по биологии.­ Волгоград; Издательство «Учитель», 2007­ 120 с.  2. Меженский В.Н. Растения­индикаторы   Изд: Аст,Сталкер   2004г ­76 с. 10 3. Мухин   В.   Д.   Хозяйство;   овощеводство   –   М.;   Издательство   Эксмо­ Пресс, Издательство Лик пресс, 2000­25 с. 4. Пантиелев Я.Х. Сезонные работы в овощеводстве­М.: Агропромиздат, 1999 – 36с. 11