Курсовая работа (т): Оценка экологического состояния почв придорожных зон улиц г. Оренбурга (на примере улицы Карагандинская)

К числу общих физических свойств почвы относят относительную плотность, объемную плотность и пористость.

Наиболее важными физико-механическими свойствами являются пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и спелость. Большая часть этих свойств связана с количеством глинистых или илистых частиц и влажностью почвы.

Вода - важнейший фактор жизни па Земле. Она входит в состав всех живых организмов, участвуя практически во всех процессах, связанных с развитием растений. Вода играет огромную роль в формировании и развитии почвенного покрова.

Воздушные свойства почвы зависят от влажности, объемной плотности, механического состава, структурности почвы. Благодаря воздухопроницаемости и порозности аэрации в почвах в том или ином количестве присутствует почвенный воздух. Почвенный воздух - газы, находящиеся в порах почвы, свободных от влаги; количество его выражается в процентах объема почвы, его содержание меняется в зависимости от динамики влажности почв в данной местности.

Тепловой режим почвы определяется совокупностью явлений поглощения, передвижения и отдачи тепла. Тепловой режим почвы определяется распределением температур на разной глубине и в разные периоды.

Буферность почвы, свойство почвы препятствовать изменению её реакции (pH) под действием кислот и щелочей. Чем больше в почвенном растворе солей сильных оснований и слабых кислот, тем более буферна почва по отношению к кислым удобрениям; соли слабых оснований и сильных кислот буферны к щелочным удобрениям.

Мониторинг почв - это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений почв под влиянием природных и антропогенных факторов.

Почвенный экологический мониторинг - система регулярного не ограниченного в пространстве и времени контроля почв, который дает информацию об их состоянии с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза его изменения в будущем. Почвенный мониторинг - одна из важнейших составляющих экологического мониторинга в целом, он направлен на выявление антропогенных изменений почв, которые могут в конечном итоге нанести вред здоровью человека.

Виды почвенного экологического мониторинга:

. Локальный и региональный почвенный экологический мониторинг делится на следующие виды:

.1. Специфический мониторинг почв: а) мониторинг почв, подверженных загрязнению, 6) мониторинг агрохимический.

.2. Комплексный мониторинг почв: а) мониторинг опустынивания, б) мониторинг пастбищ, в) ирригационно-мелиоративный.

.3. Универсальный мониторинг почв: а) контроль микробиологического состояния почв, б) контроль качества почв (бонитировка), в) дистанционный мониторинг почв.

. Глобальный почвенный экологический мониторинг.

Воздействие человека на почву - составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно-технической революции. При этом не только усиливается взаимодействие человека с землей, но и меняются основные черты взаимодействия. Проблема «почва - человек» осложняется урбанизацией, все большим использованием земель, их ресурсов для индустриального и жилищного строительства, ростом потребностей в продуктах питания. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования - рельеф, микроклимат, появляются новые реки и т.д. Принято различать естественное и антропогенное загрязнение почвы.

Источники поступления загрязнителей в почву. Можно выделить следующие основные виды источников загрязнения почвы:

) атмосферные осадки в виде дождя, снега и др.;

) сброс твердых и жидких отходов промышленного и бытового происхождения;

) использование пестицидов и удобрений в сельскохозяйственном производстве.

Главными источниками загрязнения являются:

Жилые дома и бытовые предприятия.

Промышленные предприятия.

Теплоэнергетика.

Сельское хозяйство.

Транспорт.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания - к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

3. Исследование процесса формирования пылегазовых примесей в атмосферном воздухе придорожных зон улиц г. Оренбурга (на примере ул. Карагандинской)

.1 Характеристика объекта исследования и применяемых методик

.1.1 Характеристика объекта исследования

Объектом исследования является придорожная территория улицы Карагандинская г. Оренбурга. Протяженность улицы составляет 3105 м от проспекта Победы до кольца пересечения улиц Лесозащитной, Мира и 16 Линия. Является улицей местного значения. Ширина дороги в среднем 9 м, качество покрытия автодороги среднее, местами ямы.

Карагандинскую пересекают 20 улиц в том числе 5 переулков, где находится частные сектора.

Улица Карагандинская одна из тех улиц, на протяжении которой располагаются многочисленные скверы и парки, места отдыха всех поколений людей. Нет ни одного участка, на котором бы не произрастали деревья и кустарники, почти по всей длине улицы имеется тротуары, огражденные невысоким забором для безопасности людей. Тротуары покрыты асфальтом. Начиная от улицы Совхозной и до проспекта Победы исследуемая объект является односторонним (а это длина в 1000м), остальная длина улицы с двустороннем движением.

Здания, находящиеся на данной улице, варьируют от 2 до 9 этажей. Расстояние до них от автодороги находится в интервале от 5 до 50 метров.

По этой улице многочисленный транспорт, движущийся по маршрутам, к примеру 26, 66, 63, 59, 7, 50, 27 и т.д., что безусловно говорит о том, что исследуемая улица является одной из немаловажных в г. Оренбург.

Карта-схема места отбора проб представлена в приложении А.

3.1.2 Отбор и подготовка проб почвы к анализу

Ход определения

Точечные пробы отбирают на пробной площадке из одного или нескольких слоев или горизонтов методом конверта, по диагонали или любым другим способом с таким расчетом, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов или слоев данного типа почвы. Точечные пробы отбирают ножом или шпателем из прикопок или почвенным буром. Объединенную пробу составляют путем смешивания точечных проб, отобранных на одной пробной площадке.

Для анализа объединенную пробу составляют не менее чем из пяти точечных проб, взятых с одной пробной площадки. Масса объединенной пробы должна быть не менее 1 кг.

Для контроля загрязнения поверхностно распределяющимися веществами - нефть, нефтепродукты, тяжелые металлы и др. точечные пробы отбирают послойно с глубины 0-5 и 5-20 см массой не более 200 г каждая.

Для контроля загрязнения легко мигрирующими веществами точечные пробы отбирают по генетическим горизонтам на всю глубину почвенного профиля.

При отборе точечных проб и составлении объединенной пробы должна быть исключена возможность их вторичного загрязнения.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения тяжелых металлов, отбирают инструментом, не содержащим металлов. Перед отбором точечных проб стенку прикопки или поверхность керна следует зачистить ножом из полиэтилена или полистирола или пластмассовым шпателем.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения летучих химических веществ, сразу следует поместить во флаконы или стеклянные банки с притертыми пробками, заполнив их полностью до пробки.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения пестицидов, не следует отбирать в полиэтиленовую или пластмассовую тару. Отбор проб проводится с учетом вертикальной структуры, неоднородности покрова почвы, рельефа и климата местности, а также с учетом особенностей, загрязняющих веществ или организмов. Отбор проб проводится на пробных площадках, закладываемых так, чтобы исключить искажение результатов анализов под влиянием окружающей среды. При необходимости получения сравнительных результатов пробы незагрязненных и загрязненных почв отбирают в идентичных естественных условиях.

Отобранные пробы необходимо пронумеровать и зарегистрировать в журнале, указав следующие данные: порядковый номер и место взятия пробы, рельеф местности, тип почвы, целевое назначение территории, вид загрязнения, дату отбора.

Пробы должны иметь этикетку с указанием места и даты отбора пробы, номера почвенного разреза, почвенной разности, горизонта и глубины взятия пробы, фамилии исследователя.

3.1.3 Методика определения рН почвенной вытяжки

Реактивы и оборудование.

Химические стаканы на 150 мл, нанометр ЭВ-74, технические весы, разновесы, колбы мерные, пипетки.

Общие положения.

Величина рН является мерой активной кислотности природной воды и других объектов окружающей среды, создавшейся в результате взаимодействия растворенных электролитов и газов. Определение величины рН в практике исследования природных вод, почв и растений имеет большое значение. Это величина позволяет судить о формах нахождения в объектах окружающей среды слабых кислот: угольной, кремневой, сероводородной, фосфорной, а также дает возможность судить о насыщенности объектов слабыми основаниями и служит для контроля некоторых аналитических определений. Активная кислотность почв имеет решающее значение для произрастания растений, жизнедеятельности микроорганизмов, развития и направления биохимических процессов почвы.

Ход определения.

Приготовление водной суспензии. 10 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито диаметром в 1 мм, отвешивают на технических весах, помещают в колбу емкостью 50-10 и приливают 25 мл дистиллированной воды, рН которой равна 6,6-6,8.Колбу плотно закрывают чистой каучуковой пробкой, встряхивают 5 минут и оставляют стоять 18-24 часа, после чего сливают отстоявшийся раствор и определяют рН водной вытяжки.

Приготовление солевой вытяжки. Отвешивают на технических весах 20 г воздушно-сухой (или сырой) почвы и помещают в сухую чистую колбу емкостью 100 мл. Приливают 50 мл 1,0 н раствора хлорида калия, закрывают чистой пробкой и энергично встряхивают 5 минут. Через 10-15 минут после встряхивания, когда большая часть почвы осядет на дно, пробку приподнимают и дают стечь жидкости, задержавшейся между пробкой и стеклом. Снова закрывают колбу пробкой, смывают отстоявшейся жидкостью частицы почвы со стенок колбы. Если это не удастся сделать за один прием, минут через 10 повторяют смывание еще раз, после чего колбу оставляют стоять 18-24 часа. По истечении срока отстаивания берут пипеткой часть раствора (фильтровать нельзя ,так как фильтр может изменить реакцию вытяжки) и определяют рН солевой вытяжки.

Пробы природной воды или вытяжек в подписанных или пронумерованных химических стаканчиках переносят к прибору. Порядок работы на приборе следующий:

. Включить прибор в сеть, прогреть 15 минут.

. Опустить электроды в стаканчик с раствором.

. Нажать кнопку рХ и «-1:19»,по нижней шкале прибора определить приблизительное значение рН раствора.

. На панели переключения пределов измерения нажать кнопку, в которую входит определенная по пункту № 3 величина. Например, 2,4, то нужно нажать кнопку «-1:4» и отсчитать показываемое значение по верхней шкале прибора.

. Соблюдать осторожность при работе со стеклянным электродом, следить, чтобы шарик стеклянного электрода не прикасался к стенкам и дну стакана.

После каждого определения вымывают электроды в дистиллированной воде и высушивают фильтрованной бумагой. По окончании работы с прибором электроды помещают в стакан с дистиллированной водой.

3.1.4 Методика определения содержания хлорид-ионов в почве

Реактивы и оборудование.

Конические колбы на 200 мл; пипетки на 10 мл; цилиндры мерные на 100 мл; бюретки для титрования; дистиллированная вода; 0,01 н раствор AgNO3: растворяют 1,6987 г AgNO3вдистиллированной воды; 0,01 н раствор NaCI, готовится из фиксанала; 5 %-ный раствор К2СrО4.

Общие положения.

Высокая растворимость хлоридов объясняет широкое распространение их во всех природных водах. В проточных водоемах содержание хлоридов обычно невелико (20-ЗО мг/л). Незагрязненные грунтовые воды в местах с несолончаковой почвой обычно содержат до 30-50 мг/л хлор-иона. В водах, фильтрующихся через солончаковую почву, в 1 л могут содержаться сотни и даже тысячи миллиграммов хлоридов. Вода, содержащая хлориды в концентрации более 350 мг/л, имеет солоноватый привкус, а при концентрации хлоридов 500-1000 мг/л неблагоприятно влияет на желудочную секрецию. Содержание хлоридов является показателем загрязнения подземных и поверхностных водоисточников и сточных вод. Определение хлоридов ведется по методу Мора.

Принцип метода Мора основан на осаждении хлоридов азотнокислым серебром в присутствии хромата калия К2СrО4. При наличии в растворе хлоридов AgNO3связывается с ними, а затем образует хромат серебра оранжево-красного цвета.

NaCI + AgNO3 →AgCI↓+ NaNO3

AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4↓ + 2KNO3

Ход работы.

Вначале устанавливают титр AgNO3. Для этого в коническую колбу на 200 мл вносят 10 мл раствора NaCIи 90 мл дистиллированной воды, прибавляют 5 капель К2СгО4.Содержимое колбы титруют раствором AgNO3до перехода лимонно-желтой окраски мутного раствора в оранжево-красную, не исчезающую в течение 15-20 с.

При содержании хлоридов менее 250 мг/л берут 100 мл фильтрованной испытуемой воды. При большем содержании хлоридов берут 10-50 мл. Испытуемую воду наливают в две конические колбы, доводят до 100 мл дистиллированной водой, прибавляют 5 капель раствора К2СгО4.Раствор в одной колбе титруют AgNO3,a вторая колба используется для контроля.

Содержание хлор-иона в воде рассчитывается по формуле

Х=V∙35,5, (4)

где X - содержание хлор-иона в мг/л;

,5 - эквивалентное количество хлора, соответствующее 1 мл 0,01 н раствору AgNO3мг;- объем исследуемой пробы, мл.

3.1.5 Методика определения содержания сульфидов и гидросульфидов в почве

Реактивы и оборудование.

Кристаллический иодид калия, 0,5 %-ный раствор крахмала, 0,01 н раствор тиосульфата натрия, конические колбы, мерные пипетки на 20 мл, бюретки, штативы.

Основные положения.

При действии раствора йода на связанный и свободный сероводород и соли сернистой и тиосерной кислот происходит окисление последних:

S2-+I2 →2I-+S+I2→H+ + 2I- + SОз2- + I2 → SO42-+ 2I-+ 2Н+

2S2Оз2-+ I2 →2I+ S4О62-

Ход определения.

Вследствие летучести свободного сероводорода производят два определения: ориентировочное и точное.

Ориентировочное определение. В коническую колбу помещают 20 мл фильтрата атмосферных осадков, добавляют 0,2 г иодида калия и перемешивают круговыми движениями, при этом кристаллы растворяются. Затем прибавляют 2-3 капли 0,5 %-ного раствора крахмала и титруют 0,01 н раствором йода до появления голубой окраски, не исчезающей при энергичном встряхивании.

Точное определение. В коническую колбу вносят 20 мл исследуемой пробы, 0,2 г иодида калия ,отмеряют из бюретки 0,01 н раствора йода на 1 мл больше, чем было израсходовано на ориентировочное титрование, затем прибавляют 2-3 капли 0,5 %-ного раствора крахмала ,тщательно взбалтывают и оттитровывают избыток йода 0,01 н раствором тиосульфата натрия.

Общее содержание соединений серы X (в мг/л), окисляемых йодом, выраженное в форме сероводорода, вычисляют по формуле

, (3)

где V1- объем прибавленного раствора йода, мл;-нормальность раствора йода, н;-объем раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование избытка раствора йода, мл;-нормальность раствора тиосульфата натрия, н;

-эквивалентный вес сероводорода, г/моль;

-коэффициент перевода мл в л;объем исследуемой пробы, мл.