Исследовательская работа «Пылеулавливающая способность листьев древесных и кустарниковых растений»
Выполнила Бабенко Владислава, ученица 10-А класса МБОУ «СШ № 12 г.Евпатории».
Руководитель: Шапа Лариса Георгиевна, учитель биологии МБОУ «СШ № 12 г.Евпатории».
изучить пылеулавливающую способность листьев деревьев и кустарников города Евпатории; выяснить, какие из растений лучше всего улавливают пыль.
Для достижения данной цели, мы ставили следующие задачи:
1. Определить пылеёмкость листьев различных видов деревьев и кустарников нашего города.
2. Выявить виды деревьев и кустарников, которые лучше всего улавливают пыль.
3. Подготовить рекомендации по озеленению обочин автомобильных дорог
3. Методы, используемые при выполнении работы :
1. Изучение и анализ источников.
1. Разные виды деревьев и кустарников имеют разную пылеулавливающую способность.
2. Наибольшую массу пыли удерживают на своей поверхности листья каштана и платана . Эти растения можно порекомендовать для высаживания вдоль обочин автомобильных дорог с целью уменьшения пылевого загрязнения воздуха.
3. Самые низкие показатели пылеулавливающей способности
оказались у спиреи. Высаживание этого растения с целью защиты атмосферного воздуха от дорожной пыли нецелесообразно.
Люди на протяжении веков стремились не приспособиться к природной среде, а сделать ее удобной для своего существования. Теперь они осознали, что их деятельность часто оказывает отрицательное влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека. Ведь до 85% всех заболеваний современного человека связаны с неблагоприятными условиями окружающей среды возникающими по его же вине.
Глобальная изменчивость или глобальные изменения в последние годы превратились в основную проблему исследований в области окружающей среды. В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта в атмосферу и почву поступает все большее количество вредных веществ.
Пыль, находящаяся в воздухе, содержит очень много химических веществ, которые опасны для здоровья, и чем больше будет посажено деревьев-пылеуловителей – тем чище станет окружающий воздух и, естественно, положительно изменится здоровье людей.
В своей работе я решила выявить деревья, которые лучше других очищают воздух от пыли.
Проблема пылевого загрязнения для нашего региона очень актуальна. На здоровье человека большое влияние оказывает выбросы предприятий и дорожная пыль. Особо остро эта проблема проявляется в наше время в связи с увеличением числа машин на дорогах. Число автомобилей в Крыму за семь лет после присоединения полуострова к России увеличилось в пять раз — до 400 тыс.
Доказано, что автомобильный транспорт на Земле является одним из главных загрязнителей атмосферы. На него приходится порядка 40 процентов всех загрязнений воздуха. Среднестатистический автомобиль выбрасывает в год пыль, которая содержит: 135 килограмм окиси углерода; 25 килограмм окислов азота; 20 килограмм углеводородов; от 7 до 10 килограмм бензпирена; 4 килограмма двуокиси серы; 1,2 килограмма твердых частиц.
На данный момент в мире насчитывается порядка 500 миллионов автомобилей. Все вместе они выбрасывают в год: 67,5 мегатонн окиси углерода и 12,5 мегатонн окислов азота. [4]
Цель: изучить пылеулавливающую способность листьев деревьев и кустарников города Евпатории; выяснить, какие из растений лучше всего улавливают пыль.
Задачи исследования :
1. Определить пылеёмкость листьев различных деревьев и кустарников нашего города.
2. Выявить виды деревьев и кустарников, которые лучше всего улавливают пыль.
3. Подготовить рекомендации по озеленению обочин автомобильных дорог г.
Объект исследования: деревья и кустарники г. Евпатории.
Предмет исследования: способность листьев улавливать пыль и удерживать её на своей поверхности.
Гипотеза: мы предполагаем, что некоторые виды деревьев и кустарников г.
Евпатории обладают более высокой пылеулавливающей способностью по сравнению с другими.
Методы исследования:
1. Изучение и анализ источников.
1.1. Вещества, входящие в состав дорожной пыли
Автодороги являются одним из источников образования пыли в приземном воздушном слое. При движении автомобилей происходит истирание дорожных покрытий и автомобильных шин, продукты износа которых смешиваются с твердыми частицами отработавших газов. К этому добавляется грязь, занесенная на проезжую часть с прилегающего к дороге почвенного слоя. В результате образуется пыль, поднимающаяся в воздух. Она может переноситься ветром на расстояния от нескольких до сотен километров.
Химический состав и количество такой пыли зависят от состояния и материалов дорожного покрытия, вида топлива и почвы, прилегающей к дорожному полотну пространства.
Наибольшее количество пыли создается на грунтовых и гравийных дорогах. Дороги с покрытием из зернистых материалов (гравийные) образуют пыль, состоящую, в основном, из диоксида кремния. На грунтовых дорогах пыль на 90 % состоит из кварцевых частиц, остальную долю составляют оксиды алюминия, железа, кальция и др. Валовый выброс пыли на автомобильных дорогах без капитального покрытия составляет свыше 56 тыс. т. в год. На дорогах с асфальтобетонным покрытием в состав пыли дополнительно входят продукты износа вяжущих битумсодержащих материалов, частицы краски или пластмассы от линий разметки дороги на полосы. [4]
1.2. Воздействие пыли на окружающую среду и на человека
Пыль на автомобильных дорогах не только ухудшает их транспортно-эксплуатационные характеристики, но и оказывает вредное воздействие на природу, и в первую очередь на человека. Степень неблагоприятного воздействия пыли на здоровье людей зависит от характера пыли, ее концентрации и длительности пребывания человека в запыленной среде. В составе пыли могут содержаться самые различные по своему химическому составу, крупности и характеру поверхности твердые частицы. Поэтому воздействие пыли на человека бывает как механическое, так и химическое.
Первоначально воздействие пыли проявляется в виде заболевания глаз, вызывая слезотечение, конъюктивиты и эрозию роговицы. Пыль раздражает кожу человека, особенно при обильном потоотделении.
Попадая в покровный слой дорожных покрытий и в грунт придорожной полосы, твердые составляющие выхлопных газов двигателей машин, а также продукты износа шин и коррозии металлических частей вызывают накопление на дороге и в придорожной полосе частиц тяжелых металлов (свинца, кадмия, цинка, никеля и др.).
Избыток свинца и других тяжелых металлов в грунте быстро обусловливают увеличение их количества в растениях. Тяжелые металлы оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека и на урожайность сельскохозяйственных культур.
Следует отметить также и депрессивное воздействие пыли на развитие растительности из-за ограничений в доступе света и нарушений газообмена. Установлено, что на полях вблизи дорог с переходными и низшими типами покрытий урожайность в результате пылеобразования существенно снижается. Ухудшается и качество продукции.
3. Меры борьбы с пылевым загрязнением атмосферы города
Сегодня основным и действенным методом пылеподавления, широко применяемым как в России, так и за рубежом, является обеспыливание дорог. Однако в межсезонье, в условиях возможных заморозков, влажная уборка улиц становится проблематичной, а тема запыленности – особенно актуальной. При таких погодных условиях необходимо применение специальных обеспыливающих составов.
Национальной ассоциацией зимнего содержания дорог при поддержке мэрии города Новосибирска в августе-сентябре 2019 года был проведен эксперимент с целью определения наиболее эффективных составов в борьбе с запыленностью дорог с твердым покрытием. Был испытан ряд специализированных обеспыливающих составов на основе минеральных солей. При данной технологии обеспыливания вода, входящая в состав обеспыливающей жидкости, испаряется, и на дороге остается очень тонкая пленка, которая связывает частицы и не дает им подняться в воздух .[3]
В России данную технологию применяют на карьерах или гравийных дорогах, но никогда ранее не применяли в городах, и Евпатория – не исключение. В ходе эксперимента были установлены эффективные и «всепогодные» обеспыливающие составы, определены нормы расхода и технология нанесения. Когда эти составы будут использоваться в Крыму – не известно, тем важнее становится роль зеленых насаждений! [5]
1.4. Роль зеленых насаждений в улучшении экологической обстановки в городе
По мере обострения экологических проблем в городах и населенных пунк тах, связанных с загрязнением воздуха, почвы и водоемов, возрастанием уров ня шума, ухудшением микроклимата и условий проживания населения, возрас тает роль зеленых насаждений в улучшении городской среды, благоустройстве и озеленении населенных мест. Важное значение зеленых насаждений в оптимизации экологических условий городов и населенных пунктов доказано наукой и мировой практикой.
Озеленительные насаждения определяют не только внешний облик города и его эстетические достоинства, но и улучшают санитарно-гигиенические усло вия проживания людей. [7]
Зеленые насаждения существенно улучшают микроклимат, понижая тем пературу, увеличивая скорость движения воздуха, что в условиях жаркого лета благоприятно действует на организм человека. Растения улучшают ра диационный режим, снижают интенсивность прямой солнечной радиации, улавливают дорожную пыль. Ох лаждающее действие зеленых насаждений объясняется расходом большого количества тепла на испарение и повышение относительной влажности воздуха, связанное с транспирацией растений. Лучший эффект по снижению темпе ратуры, улучшению климата и улавливании пыли дают деревья с крупными листьями . [1]
2.1.Изучение пылеулавливающей способности деревьев и кустарников,
произрастающих в г. Евпатория
В нашем исследовании мы решили выяснить, какие виды деревьев и кустарников, произрастающих в нашем городе, обладают наибольшей пылеулавливающей способностью и наиболее подходят для высаживания вдоль проезжих частей города.
Для исследования мы выбрали 4 вида деревьев и 1вид кустарников, наиболее широко распространенных среди зеленых насаждений г. Евпатория:
Маклюра оранжевая ( Maclura pomifera)
Софора японская , или Стифнолобий японский (Styphnolóbium japónicum)
Ко́нский кашта́н обыкнове́нный ( Aésculus hippoc а stanum )
Платан, или чинар ( Plátanus)
Спирея острозубчатая, или Аргута (Spiraea arguta)
Для сбора листьев с целью исследования мы выбрали деревья, растущие вдоль улиц Евпатории, являющихся наиболее транспортно загруженными.
Выбранные деревья произрастали на одинаковом расстоянии от проезжей части (1,5 м).
Месяц проведения исследования – август.
Перед сбором листьев в течение нескольких недель не было осадков в виде дождя, которые могли смыть часть пыли и оказать искажающее влияние на результаты исследований.
Выявление максимальной пылеудерживающей способности листьев Для определения максимального количества пыли, которую способны удержать на своих листьях исследуемые растения (удельной пылеёмкости листьев) мы использовали методику «пылевая буря». О данной методике мы узнали из исследовательской работы «Деревья – пылеуловители , их значение в оздоровлении окружающей среды» ( автор Мелашич Е . А ., научный руководитель Чубайкина Т . П .) [5] Высушенные после промывания листья, мы взвесили ( фото 3-7 приложение А), связали за черешки ниткой ( фото 2 приложение А) и поместили в банку, наполненную дорожной пылью. Пыль для эксперимента была собрана вдоль проезжей части ул. Петриченко при помощи пластикового совка и щетки. Банку закрывали крышкой и начинали трясти в течение 30 сек. ( фото 8-10 приложение А) После этого листья вновь взвешивались ( фото 11-13 приложение А). Разница между массой запыленных и массой чистых листьев и составляла массу пыли, которую были способны удержать на своей поверхности листья. Так как в эксперименте участвовали все 10 листьев того или иного растения, то массу удержанной пыли мы делили на 10, чтобы определить массу пыли, которую способен удержать 1 лист. Результаты эксперимента показаны в таблице 1 .
Таблица 1. Удельная пылеёмкость листьев исследуемых растений
Масса листьев после запыления(мг)
Источник