Международный школьный научный вестник
Научный журнал для старшеклассников и учителей ISSN 2542-0372

О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

РЕПЧАТЫЙ ЛУК КАК БИОИНДИКАТОР НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВАХ ПРИШКОЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ

Шамолина Ю.Д. 1 Азарова А.А. 1
1 г.о. Подольск М.О., МОУ «СОШ №8», 10 «А» класс
Парамонова Л.А. (Подольск, МОУ «СОШ №8»)
1. Васильев А.В., Заболотских В.В., Тупицына О.В., Штеренберг А.М. Экологический мониторинг токсического загрязнения почвы нефтепродуктами с использованием методов биотестирования // Нефтегазовое дело: Электронный научный журнал, 2012, №4. – С. 242–249. – http://www.ogbus.ru.
2. Губайдуллин М.Г. Экологический мониторинг нефтегазодобывающих объектов: учеб. пособие / М.Г. Губайдуллин. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2006 – 184 с.
3. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Нефть и нефтепродукты в окружающей среде: учеб. пособие. – М.: Изд-во РУДН, 2004. – 163 с.
4. Емельянов В.Е. Все о топливе. Автомобильный бензин: Свойства, ассортимент, применение / В.Е. Емельянов. – М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство ACT», 2003. – 79 с.
5. Иванова Л.В., Корнеев М.И., Юзбашев В.Н. Технология переработки нефти и газа. – М.: Изд-во «Химия», 1966. – 420 с.
6. Михайлова А.А., Попова Л.Ф.. Влияние автотранспорта на загрязнение урбоэкосистемы Архангельска // Экология урбанизированных территорий. – 2011. – № 1. – С. 47–52.
7. Михайлова, А.А. Степень загрязнения почв нефтепродуктами как показатель воздействия автотранспорта / А.А. Михайлова, Л.Ф. Попова, Н.Е. Труфанова // Экологические проблемы человечества: материалы научно-практической конференции. – М., 2009. – С. 56–59.
8. Охрана труда на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. – М.: Химия, 1973. – 296 с.
9. Севастьянов М.И. Ремонт и эксплуатация технологических трубопроводов в химической, нефтяной и газовой промышленности. – М.: Изд-во «Химия», 1966. – 244 с.
10. Семячкина И.В. Фиторемедиация почв придорожных территорий. Российский университет дружбы народов, Россия. – http://www.rusnauka.com/6_PNI_2013/Ecologia/2_129260.doc.htm.
11. Спиркин В.Г. Химмотология топлив: учебное пособие / под ред. И.Г. Фукса. – М.: ГУП «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. – 100 с.
12. Туровцев В.Д., Краснов В.С. Биоиндикация: учеб. пособие. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2004. – 260 с.

Жизнь современного человека в большей мере сосредоточена в городах. Город представляет собой сложную систему, в которой обязательными компонентами являются жилая застройка, предприятия, образовательные учреждения разного уровня и транспорт, всех категорий. Картина современной семьи редко представляется без средства передвижения. Автомобиль есть практически в каждой семье. Поэтому мы окружены автомобилями практически везде: автодороги, дворы, парковки, обочины шоссе. Автоиндустрия стремится к созданию экологически чистого автомобиля, но это пока проекты будущего. Современный же автомобиль становится источником загрязнения атмосферы.

Нами было подмечено изменение видового состава лишайников на пришкольной территории, после того как вырос новый жилой комплекс и парковка рядом с ним.

Территория для прогулок групп продленного дня располагается через забор с появившейся парковкой, поэтому подвергается воздействию с ее стороны. Мы своей работой хотим показать, что воздействие автомобилей осуществляется не только на воздух окружающей территории, но и на почву как систему живого и неживого. Наглядней всего это показать с использованием живых объектов, которые смогут продемонстрировать своим внешним обликом наличие загрязнения почвы. Итак, целью нашей работы является: провести оценку состояния почвы на территории пришкольного участка с помощью тест-объекта.

Для достижения поставленной цели мы сформулировали следующие задачи:

1. С использованием литературных данных выбрать подходящий тест-объект для исследования.

2. Разработать методику проведения эксперимента.

3. Составить обоснование для переноса площадки для прогулки.

4. Подготовить рекомендации для снижения возможного загрязнения почвы.

1. Нефть и нефтепродукты

1.1. Автомобильное топливо: виды, воздействие на среду

Автомобильные бензины. Автомобильные двигатели работают на бензине. По ГОСТу 20.84 – 77 выпускаются бензины следующих марок: А – 76, АИ – 93, АИ – 95, АИ – 98. Буква А означает, что бензин автомобильный, цифра – наименьшее октановое число, определенное по моторному методу; наличие буквы И указывает на то, что октановое число определено по исследовательскому методу.

В автомобильные бензины А – 76, АИ – 93, АИ – 98 добавляют антидетонатор – тетраэтилсвинец (ТЭС) для повышения их антидетонационной стойкости. Для отличия обыкновенного бензина от этилированных, последние окрашивают в зеленый (А – 76), синий (АИ – 93) и желтый ( АИ-98) цвета.

Этилированные бензины очень ядовиты и попав в жидком виде и в виде паров на кожу или в дыхательные пути человека, могут вызвать тяжелые заболевания.

Дизельное топливо. Топливо, применяемое для автомобильных дизельных двигателей, представляет собой тяжелые нефтяные фракций. Оно должно обеспечивать мягкую и плавную работу двигателей, отвечать условиям надежной подачи его в цилиндры топливо подающей аппаратурой, не оставлять значительного нагара, быть свободным от механических примесей и воды, содержать наименьшее количество органических кислот и серы. Дизельное топливо должно иметь определенную вязкость и возможно более низкую температуру застывания и воспламенения.

Топливо для газобаллонных автомобилей. Горючие газы, используемые в газобаллонных автомобилях, могут быть естественными и искусственными. Естественные газы добывают из подземных газовых или нефтяных скважин. Искусственные газы являются побочными продуктами, получаемыми на химических или металлургических заводах.

Воздействие бензинов на окружающую среду при применении их на автомобильной технике связано с токсичностью соединений, попадающих в атмосферный воздух, воду, почву непосредственно из топлива (испарения, утечки) или с продуктами его сгорания. Источниками токсичных выбросов автомобилей являются отработавшие газы, картерные газы и пары топлива из впускной системы и топливного бака. Отработавшие газы содержат оксид углерода, оксиды азота, серы, несгоревшие углеводороды и продукты их неполного окисления, элементарный углерод (сажа), продукты сгорания различных присадок. (Емельянов, 2003).

1.2. Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами

Загрязнение компонентов окружающей среды углеводородами нефти и нефтепродуктов является экологической проблемой нефтедобывающих районах и актуальна в городах. Загрязнение городских почв нефтепродуктами является неизбежным последствием использования автотранспорта (Михайлова, 2009).

Нефтепродукты в составе почвы вызывают изменение ее физических, химических, биологических свойств и характеристик, нарушают протекание естественных биохимических процессов.

Загрязнение почвенного покрова нефтепродуктами происходит повсеместно в больших и малых городах, вокруг АЗС, вдоль дорог, везде, где проходит связанная с нефтью деятельность человека.

Продукты неполного сгорания топлива аэрогенным путем воздействуют на компоненты урбоэкосистемы: приземный слой атмосферы – человек, растение – почва. Происходит и точечное загрязнение почвенно-растительного покрова углеводородами бензина, дизельного топлива, моторного масла вследствие технических неисправностей автотранспорта, ведущих к утечке горюче-смазочных материалов. Загрязнение городской среды нефтепродуктами носит долговременный характер и может выйти за рамки локального воздействия, что первоначально приводит к изменению структурных, функциональных особенностей урбоэкосистем, а в дальнейшем к их неустойчивости (Михайлова, Попова, 2011)

1.3. Влияние на здоровье человека

Что касается токсичности, то пары нефтепродуктов высокотоксичны, они оказывают отравляющее действие на организм человека, особенно токсичны пары сернистых, а также этилированных бензинов. Легкая фракция нефти, куда входят наиболее простые по строению низкомолекулярные метановые (алканы), нафтеновые (циклопарафины) и ароматические углеводороды, является наиболее подвижной и наименее токсичной ее частью. (Давыдова, Тагасов, 2004).

Токсичность бензина значительно возрастает в результате его этилирования. Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол) оказывают сильное токсическое действие на организм человека. (Иванова, Корнеев, Юзбашев, 1966). Пары нефтепродуктов часто попадают в организм человека через органы дыхания, через кожу, иногда с водой, пищей и всасываются в кровь. Нефтепродукты оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки и глаза (Спиркин, 2002).

При известных условиях нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на организм человека. Вредное действие может проявляться как при попадании на тело человека жидкого нефтепродукта, так и при вдыхании его паров. Наиболее опасен бензин, обладающий высокой испаряемостью при обычной температуре. Нефтепродукты также оказывают вредное воздействие при попадании на кожу человека. Опасность отравления нефтяными парами и газом особенно велика при переработке сернистых нефтей, так как в них содержится значительное количество сероводорода, обладающего сильными ядовитыми свойствами (Севастьянов, 1966).

Нефть и большинство продуктов ее переработки (бензин, керосин, предельные и непредельные углеводородные газы, ароматические продукты) являются нервными ядами, обладающими наркотическим действием и поражающими главным образом центральную нервную систему. (Глазов, Сидорин, 1981).

2. Биоиндикация

Биоиндикация – это использование хорошо заметных и доступных для наблюдения биологических объектов с целью определения компонентов менее легко наблюдаемых. Первые (биологические объекты животного или растительного происхождения) называются индикаторами, вторые (факторы воздействия или различные загрязнители) – индикатами. Слово биоиндикация образовано от греческого bios –жизнь и латинского indicare – указывать (Туровцев, Краснов, 2004)

В качестве объектов для биоиндикации могут быть использованы любые организмы, изменения происходящие с ним на всех уровнях. Также в качестве индикаторов могут выступать целые популяции вида и даже ценозы и ландшафты.

В качестве биотестов используются бактерии (особенно кишечная палочка), водоросли (в частности, хлорелла), низшие грибы, инфузории, низшие ракообразные, беззубки, личинки хирономид, рыб, земноводных, семена редиса, табака (Туровцев, Краснов, 2004).

Выбор живых объектов для индикации позволяет получить достоверную информацию о состоянии окружающей среды без применения сложных приборов и дорогостоящих химических реактивов.

Провести оценку состояния почв используя комплекс видов растений представляется сложным, т.к. на пришкольной территории давно поселились виды устойчивые к антропогенному воздействию, в частности к вытаптыванию и возможно они также устойчивы к другим факторам среды.

Применение в качестве тест – объектов микроорганизмов, грибов и водорослей требует наличие чистых культур этих видов, что нам достаточно сложно найти. Кроме того, для оценки результата потребуется микроскоп с большой разрешающей способностью. Применение животных в качестве тест-объектов не гуманно, ведь о результатах мы будем говорить, отмечая уровень смертности особей животных.

Поэтому мы остановили свой выбор на применение высших растений.

Хорошим индикатором загрязнений окружающей среды являются биохимические, физиологические и морфологические микроскопические изменения на молекулярном, субклеточном, клеточном уровнях и макроскопические изменения на организменном уровне, происходящие у семенных растений под влиянием токсических веществ (Туровцев, Краснов, 2004).

Растения под действием внешних факторов испытывают стресс. Стрессовые реакции организмов выражаются в форме биофизических изменений, направленных на преодоление действий этих факторов. Изменения происходящие на микроуровне имеют отражение на макроскопическом уровне.

Макроскопические реакции семенных растений на различные стрессоры проявляются прежде всего в изменении окраски листьев, к которым относятся хлорозы, пожелтения, побурение, побронзовение, посеребрение листьев; впечатление листьев пропитанных водой и т.д. (Туровцев, Краснов, 2004).

Биотестирование возможно за счет оценки уровня всхожести проращиваемых семян, по оценке состояния проростков, по оценке темпов роста растений.

Обычно в качестве тест-объектов используют мелкие семена (льна, кресс-салата, мака, рыжика, укропа и др.). Метод биотестирования токсичности субстратов по проросткам различных растений-индикаторов имеет три варианта:

I. Выращивание растений на субстратах, токсичность которых надо оценить (почва, вода).

II. Полив проростков испытуемыми растворами (вытяжка из почвы или сточные воды различных предприятий) с той или иной степенью их концентрациии очистки.

III. Накалывание испытуемого раствора между семядолями двудольных растений.

В первых двух вариантах применяют самые различные тест-растения (в зависимости от поставленной задачи): пшеница, овес, ячмень, проростки древесных пород. В качестве тест-растений в третьем варианте используют только проростки двудольных: кресс-салата, салата майского, редиса и др. Метод основан на реакции тест-культуры на наличие в почве загрязняющих веществ. Позволяет выявить токсичное (ингибирующее) действие тех или иных веществ или стимулирующее влияние, активизирующее развитие тест-культур. В ходе опыта фиксируется всхожесть, энергия прорастания, длина надземной и корневой систем, масса сухого вещества надземной и подземной части (Васильев, Заболотских, Тупицына, Штеренберг, 2012).

Мы выбрали в качестве тест-объекта лук репчатый (Allium cepa L.). Суть данного метода была изложена Dr. Geirid Fiskesjo (1985). Ссылка на методику представлена в работе Семячкиной И.В. Биотест обеспечивает быструю процедуру выявления химических и других загрязняющих агентов, которые могут представлять экологический риск. Наблюдения за особенностями корневой системы лука обыкновенного показало, что это растение является наиболее чувствительным к опасным влияниям экологических загрязнителей. Общий эффект количественно может быть определен измерением сдерживания прироста развивающейся корневой системы (Семячкина).


Библиографическая ссылка

Шамолина Ю.Д., Азарова А.А. РЕПЧАТЫЙ ЛУК КАК БИОИНДИКАТОР НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВАХ ПРИШКОЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ // Международный школьный научный вестник. – 2019. – № 4-3. – С. 296-299;
URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=1159 (дата обращения: 30.05.2020).