Задание 5.2
Определить степень загрязнения воздуха посредством изучения снежного покрова и атмосферных осадков в микрорайоне учреждения образования
Дата выполнения: февраль – апрель 2021
Целевая группа: 10 класс
Количество участников: 2
Список участников: Доронин Денис, Рабцевич Роман.
Целевая группа занималась изучением атмосферных осадков в виде дождя и снега.
Косвенным показателем уровня загрязнения атмосферного воздуха могут служить данные о химическом составе атмосферных осадков. Эти данные характеризуют загрязнение слоя атмосферы, в которой образуются облака, происходит газовый обмен и из которого выпадают осадки.
Определение места и продолжительности отбора проб.
Отбор проб атмосферных осадков производили на пришкольной территории, в месте, представляющем собой открытую ровную площадку, удаленную от деревьев, зданий, линий электропередачи, локальных источников загрязнения атмосферного воздуха. Для того чтобы проба не была загрязнена почвой во время ливня и снегопада, ёмкость для отбора проб атмосферных осадков установили на высоте 1 м от поверхности земли. Продолжительность отбора проб составляла 24 часа. Пробы отбирали в одно и то же время – 09:00 ч.
Основное оборудование и вспомогательные материалы
В условиях отсутствия профессионального оборудования – осадкосборника - отбор проб дождевой воды производили в сборную ёмкость диаметром в 25 см через полиэтиленовую воронку с надетым на горловину защитным приспособлением, препятствующим попаданию сухих атмосферных выпадений. Для отбора проб твердых осадков (снег) в холодный период года применяли пластмассовую ванночку диаметром 30 см и высотой 40 см
Отбор проб атмосферных осадков
Процедура отбора проб, проводимая нами, состояла из следующих шагов:
- взяли сборный сосуд, необходимый для переливания пробы осадков;
- заменили сборный сосуд осадкосборника;
- занесли сборный сосуд внутрь помещения, в химический кабинет школы;
- измерили объем осадков градуированным цилиндром;
- пробу твердых осадков (снега) предварительно растопили при комнатной температуре в закрытой крышкой ёмкости; производили измерение объема полученной жидкости после таяния; · профильтровали пробу;
- отлили необходимый объем пробы для измерения водородного показателя в специальные стаканчики;
- произвели измерения;
- ополоснули сборный сосуд дистиллированной водой и поместили его вверх дном в чистое место для сушки; промыли проточной водой и ополоснули дистиллированной водой градуированный цилиндр, который использовались для измерения объема пробы;
- заполнили журнал отбора проб.
Определение водородного показателя (рН) Химический состав проб атмосферных осадков изменяется со временем в результате химических, физических или биологических процессов. В связи с этим производили измерение водородного показателя рН после отбора проб атмосферных осадков не позднее 2 часов. Для измерения величины рН в пробах атмосферных осадков и снежного покрова используют потенциометрический метод с применением соответствующего прибора – рНметра. рН-метры бывают портативного или стационарного типа. Водородный показатель (рН) измеряется в так называемых единицах рН.
Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, растворы При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы:
- рН-метр с погрешностью измерений не более 0,05 рН;
- комбинированный стеклянный рН-электрод;
- колбы мерные вместимостью 1000 см3 ;
- магнитная мешалка и перемешивающий стержень с тефлоновым покрытием;
- стаканы химические полимерные вместимостью 50 см3 ;
- воронка лабораторная диаметром 75 мм;
- промывалка;
- сосуды полипропиленовые для хранения растворов и проб вместимостью 0,5-1,0 дм3 и 50-100 см3 ;
- фильтры обеззоленные «белая, красная, синяя лента»;
- стандарт-титры для приготовления образцовых буферных растворов: - буферный раствор гидрофталат калия с величиной рН = 4,01 при температуре 25ºС; - буферный раствор дигидрофосфат калия и гидрофосфат натрия с величиной рН = 6,86 при температуре 25ºС; - буферный раствор тетраборат натрия 10-водный с величиной рН = 9,18 при температуре 25ºС;
- вода бидистиллированная; 4
- электролиты для хранения электродов и их чистки (следует использовать растворы электролитов, рекомендованные производителем). При подготовке к выполнению измерений проводили следующие работы: Ø подготовка посуды; Ø приготовление растворов; Ø подготовка рН-метра, электродов и их калибровка. Выполнение измерения величины рН · тщательно промыли химический полимерный стакан вместимостью 50 см3 бидистиллированной водой и ополоснули небольшим количеством анализируемой пробы; · наполнили стакан анализируемой пробой и опустили в него перемешивающий стержень с тефлоновым покрытием;
- поставили стакан с анализируемой пробой на магнитную мешалку;
- тщательно ополоснули электрод и температурный датчик (щуп) бидистиллированной водой и небольшим количеством исследуемых осадков; · погрузили одновременно электрод и температурный датчик (щуп) в стакан с анализируемой пробой примерно на 4 см;
- включили электромагнитную мешалку, но не на полные обороты (перемешивание пробы необходимо для того, чтобы измерение было подлинным для целой пробы, а не только для той части, где расположен электрод); записали показания прибора через 1-2 минуты (после установления постоянного значения);
- повторили измерения через 3-5 минут;
- тщательно ополоснули электрод и температурный датчик (щуп) дистиллированной водой и удалили остатки воды фильтровальной бумагой;
- выключили рН-метр;
- электрод поместили в раствор электролита.
Результаты измерений pH в суточных пробах атмосферных осадков .
Осадки содержат твердые частицы черного цвета (сажа)
Анализ полученных результатов
Полученные в результате измерений данные были нами интерпретированы, т.е. мы сравнили их с Нормативами качества атмосферного воздуха, утвержденными Министерством здравоохранения Республики Беларусь по согласованию с Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь, иными государственными органами в соответствии с законодательством Республики Беларусь. Согласно литературным источникам по величине рН атмосферные осадки, в том числе и снежный покров, подразделяются на 4 группы: рН ≤ 4,0 – кислые; 4,0 < рН < 5,0 – слабокислые; 5,0 < рН < 7,0 – нейтральные; рН >7,0 – слабощелочные.
Полученные в результате исследования данные позволяют сделать следующий вывод: пробы атмосферных осадков в виде снега и дождя, собранные на пришкольной территории, по pH показателю относятся к нейтральным.
