работа - Kirillova.21414s09.edusite.ru

МОУ «Шимкусская СОШ»
По теме:
«Агрохимическое исследование почвы
пришкольного участка»
Выполнили ученики 9 класса:
Александрова М.В.
Иванова А.В.
Тимофеев А. В.
Руководитель:
Учитель химии и биологии
Кириллова З.В.
Шимкусы 2009
0
Содержание:
Введение……………………………………………………….........................................….....стр.2
Глава 1
Значение минерального питания растений……………………........................................…..стр.2-3
Значение азота для растений…………………………………….............................….стр.3
Значение фосфора………………………………………………............................…...стр.3-4
Значение калия……………………………………………………............................…стр.4
Глава 2
Качественный состав почв пришкольного участка…………….......................................…..стр.4
Изучение физических свойств почв пришкольного УОУ………............................…стр.5
Ход работы………………………………………….................................................…стр.5-10
Определение влажности полевым методом.............................................................стр.5
Определение окраски (цвета) почвы.........................................................................стр.5-6
Определение структуры почвы..................................................................................стр.6
Качественное определение рН и химических элементов почвы.................................стр.6
Ход работы......................................................................................................................стр.6Приготовление водной вытяжки...............................................................................стр.6-7
Приготовление солянокислой вытяжки....................................................................стр.7
Определение кислотности почвы.............................................................................стр.7
Качественное определение содержания карбонат ионов в почвенном образце...стр.7
Качественное определение содержания сульфат- ионов ......................................стр.7
Качественное определение нитрат- ионов .............................................................стр.7
Качественное определение ионов кальция.............................................................стр.7-8
Качественное определение оксидов железа............................................................стр.8
Качественное определение ионов тяжелых металлов в почве.....................................стр.8-9
Обнаружение ионов свинца............................................................................................стр.9
Обнаружение ионов железа............................................................................................стр.9-10
Обнаружение ионов марганца .......................................................................................стр.10
Обнаружение ионов меди................................................................................................стр.10
Выводы о проделанной работе.................................................................................................стр.10-11
Качественный состав вод……………………………………………..................................... стр.11-12
Заключение………………………………………………………….....................................…стр.12-13
Рекомендации.............................................................................................................................стр.13
Литература………………………………………………………….....................................….стр.14
1
Введение
В наше время важно знать какие химические элементы и их соединения входят в
состав почвы и воды, особенно на школьном учебно-опытном участке, так как на нём
возделывается большое количество сельскохозяйственных растений и чтобы избежать
неурожая мы должны следить за составом почвы и воды. В последние годы подобных
исследований не проводилось. Не зная состава, наугад, химические удобрения вносить
нельзя. Дело в том, что, попадая в почву не своевременно или в избыточном количестве,
удобрения могут переходить в труднодоступные для растений химические соединения,
накапливаться в почве и воде, попадать в организм человека. Поэтому, нужно разработать
рекомендации по улучшению состава почвы школьного двора,
рекомендации по
улучшению состава почвы школьного участка и рекомендации по внесению минеральных
удобрений.
Цель работы:
Изучение качественного состава воды и почвы на территории школы.
Задачи:
1.
Произвести отбор образцов почвы и воды.
2.
Подобрать химические реакции, с помощью которых будем определять
качественный состав почвы и воды.
3.
Провести исследования и проанализировать полученные результаты.
4.
Разработать рекомендации по внесению необходимых минеральных
удобрений и по выбору возделываемых культур.
Глава 1.Значение минерального питания растений.
Как известно, в процессе жизнедеятельности растения поглощают из почвы большое
количество минеральных солей. Об этом можно судить по таким цифрам. В сутки
растения, произрастающие на площади одного гектара, в среднем поглощают: азота-1-2кг,
фосфора-0,25-0,5кг, калия-2-4кг и других элементов-2-4кг. Хотя также известно, что вода
и органические вещества составляют 99 процентов от веса растения. Значит, на долю
солей приходится всего 1 процент. Но без этого процента нормальная жизнедеятельность
растений невозможна.
Минеральные
удобрения
являются
наиболее
крупным
резервом
подъёма
урожайности и повышения плодородия почв. В настоящее время в общем балансе
вносимых в почву питательных удобрений, на минеральные приходится около 60%.
2
Минеральные удобрения подразделяются на простые, содержащие один элемент питания,
и комплексные (сложные, комбинированные и смешанные), содержащие два-три
макроэлемента, а также микроэлементы.
1.1.Значение азота для растений
Азот - один из основных элементов питания растений. Он входит в состав белков,
нуклеиновых кислот, хлорофилла, алкалоидов, ферментов, других важных для жизни
растений органических веществ. В растительных белках его содержится от 15 до 10%.
Условия азотного питания оказывает большое влияние на развитие растений. При
недостатке этого элемента их рост резко ухудшается, стебли становятся хрупкими, слабо
ветвятся, листья преждевременно желтеют, что отрицательно сказывается на урожае
плодов.
Главный источник азота в почве – гумус. В нём содержится около 5% этого
элемента. Но непосредственно на питание растений он не расходуется. Медленно, в
результате ряда микробиологических превращений азот гумуса становится доступным для
питания растений. Однако для выращивания высокого урожая этого азота мало, потому
что за год минерализуется обычно только 1% азота гумуса. Запасы гумуса в значительной
мере зависят от типа почв.
Основной способ пополнения запасов азота в почве – внесение азотосодержащих
удобрений. Азот в таких удобрениях находится в нитратной NO3-, аммонийной NH4+ и
амидной NH2- формах.
Нитратный азот NO3- быстро поступает в растение. Он тормозит поступление в
растение хлорид – ионов. Это благоприятно для растений, так как хлорид – ионы
отрицательно влияют на формирование и качество урожая овощных культур. Нитратный
азот NO3- может накапливаться в растениях в больших количествах, не вызывая их
отравления. Азот нитратов используется в синтезе органических веществ в растении после
восстановления нитратной формы азота NO3- до аммонийной NH4+.
К группе минеральных удобрений также относятся фосфорные и калийные.
1.2.Значение фосфора.
Фосфор в растениях содержится в минеральных и органических соединениях.
Минеральные соединения фосфора представлены в них в виде кальциевых, калиевых,
магниевых солей ортофосфорной кислоты. Наиболее важную роль играет фосфор в
органических соединениях. Он входит в состав нуклеиновых кислот, которые участвуют в
основных процессах жизнедеятельности: синтезе белков, росте и размножении, передаче
наследственных свойств организма. Также способствует образованию и накоплению
3
углеводов в растениях. Фосфор содержится в ферментах, витаминах, фосфорпротеидах,
фосфатидах, фитене, других органических соединениях.
Фосфор оказывает многостороннее влияние на жизнедеятельность растений. При
хорошем фосфорном питании значительно повышается урожай и улучшается качество
сельскохозяйственной продукции. У злаковых культур возрастает доля зерна в общем
урожае, в овощах, плодах и корнеплодах увеличивается содержание сахара, в клубнях
картофеля-крахмала.
Оптимальное фосфорное питание способствует повышению зимостойкости
растений, ускоряет их развитие и созревание. Так, под влиянием фосфорных удобрений
сроки созревания зерновых культур сокращаются на 5-6 дней, что особенно важно для
районов с непродолжительным периодом вегетации растений.
Фосфорные удобрения смягчают отрицательное действие засухи, существенно
снижают коэффициент водопотребления. Кроме того, при оптимальном фосфорном
питании лучше развивается корневая система растений, что также повышает их
засухоустойчивость.
Фосфор не оказывает отрицательного влияния на растения даже при внесении
очень высоких доз фосфорных удобрений.
1.3.Значение калия
Калий – один из важнейших элементов питания растений. Он способствует
нормальному
течению
фотосинтеза,
накоплению
в
растениях
ряда
витаминов,
активизирует работу многих ферментов. Установлено, что более 60 различных
ферментных систем растений могут нормально функционировать только при достаточном
уровне калийного питания. Калий увеличивает поступление воды в клетки, повышает
осмотическое давление и тургор, снижает процент испарения воды.
При хорошем калийном питании увеличивается содержание сахара в плодах и
овощах, крахмала в картофеле, повышает зимостойкость культур, устойчивость хлебов к
полеганию. Правильное применение калийных удобрений улучшает качество продукции,
увеличивает в ней содержание белков и углеводов.
Глава2.Качественный состав почв пришкольного участка ( исследовательская
работа)
Для исследования были взяты образцы почв с территории школьного учебноопытного участка (№1) и территории полисадника.№2.
4
2.1.Изучение физических свойств почвы пришкольного учебно-опытного участка.
Цель: научиться осуществлять отбор почвенных образцов, познакомиться с методами
определения физических свойств почвы, изучить физические свойства почвы
пришкольного учебно-опытного участка и палисадника.
Оборудование: лопата, ведро, блокнот для полевых записей, пол-литровая банка.
Ход работы:
Отбор почвенных образцов.
Отбор почвенных образцов производили в июне. Исследуемую территорию делили на
участки, которые называются элементарными. С каждого участка отбирали один
смешанный образец.
Способы взятия смешанных образцов.
Образцы отбирали лопатой. При этом копали небольшую яму на глубину пахотного
горизонта, при этом одну стенку её делали отвесной. С отвесной стенки срезали пласт
почвы на всю глубину ямы толщиной около 5 см. Слой клали на землю и из средней его
части вырезали вертикальный столбик. Это и будет индивидуальный почвенный образец.
Его объём должен быть приблизительно 500 см3. Когда были собраны в ведро все
индивидуальные образцы с элементарного участка, всю почву из ведра высыпали на
клеёнку, тщательно перемешивали и распределяли тонким ровным слоем. Затем брали из
10-15 мест по горсти почвы и пересыпали в банку. Так получили смешанный почвенный
образец.
1. Определение влажности полевым методом.
При изучении почвы важно знать её влажность, т.к. она оказывает влияние на цвет,
структуру и другие свойства почвы. Влажность зависит от количества воды,
содержащейся в ней и от её механического состава.
В полевых условиях для определения влажности следует взять горсть почвы и сжать её
в ладони. При этом следует описать происходящие явления и определить степень
влажности почвы.
1) Если почва пылит, не холодит руку, на ощупь не наблюдается присутствие влаги, то
почва сухая.
2) Если почва не пылит, холодит руку, при подсыхании немного светлеет, то почва слегка
увлажнённая.
3) Если почва при подсыхании светлеет и сохраняет полученную форму, а при взятии
почвы рука ощущает влагу, фильтровальная бумага становиться влажной от комочка
почвы, то почва влажная.
4) Если почва при сжатии в руке превращается в тестообразную массу, в вода смачивает
руку, но не сочиться между пальцами, то почва сырая.
5) Если почва при сжимании в руке выделяет капельно-жидкую воду, просачивающуюся
между пальцами, а почвенная масса обнаруживает тягучесть, то почва мокрая.
Определенная нами почва из пришкольного участка была влажной, а из палисадникаувлажненной.
2.Определение окраски (цвета) почвы.
При определении окраски почвы всегда следует обращать внимание на степь
влажности и силу солнечного освещения. Одна и та же почва в разных условиях может
5
иметь разную окраску. Цвет почвы с УОУ был черный, а с палисадника темнокоричневый.
Результаты определения влажности и цвета почвы мы записали в таблице.
Определение влажности окраски почвы пришкольного учебно-опытного участка.
Показатели
Влажность
Цвет
Почва с УОУ
влажная
черный
Почва с палисадника
увлажненная
Темно- коричневый
3.Определение структуры почвы.
Под структурой почвы понимают способность её распадаться на отдельные частицы,
которые называют структурными отдельностями. Они могут иметь разную форму (комки,
призмы, пластинки, т.д.).
Для пахотного горизонта большинства почв типична зернистая или комковатая
структура. При такой структуре почва распадается на отдельные комочки диаметром 0,5 –
15 мм. Иногда структурные отдельности бывают выражены крайне нечётко или могут
совершенно отсутствовать.
Для определения структуры почвы мы вырезали образец почвы и подбросили его на
лопате 1-2 раза, в результате чего образец распался на структурные отдельности.
Рассмотрев структурные отдельности мы определили степень однородности, форму,
размер. Результаты наблюдений записали в таблицу.
Показатели
Степень однородности
Форма структурных отдельностей
Размер структурных отдельностей
Почва УОУ
Однородная
Комковатая
Диаметр 2-3 см
Почва палисадника
Неоднородная
Зернистая
Диаметр 0,5-1 см
Для определения размеров можно также воспользоваться миллиметровой бумагой или
линейкой.
2.2.Качественное определение рН и химических элементов почвы
Цель: научиться готовить водную и солянокислую вытяжку почвы, проводить
качественные реакции на определения содержания карбонат-, сульфат-, хлорид-, нитратионов, оксидов железа (2 и 3).
Оборудование: химическая посуда, весы с разновесами, химические реактивы: 10%
раствор азотной кислоты, 10% раствор соляной кислоты, 0,1н раствор нитрата серебра,
20% раствор хлорида бария, раствор дифениламина в серной кислоте (0,2 г дифениламина
в 20 мл серной кислоты плотностью 1,84), 4% раствор оксалата аммония, красная
кровяная соль кристаллическая, 10% раствор роданида калия.
Ход работы:
1. Приготовление водной вытяжки.
Пробу почвы тщательно мы растерли в фарфоровой ступке. Взяли 25 г почвы,
поместили её в колбу ёмкостью 200 мл и прилили 50 мл дистиллированной воды.
6
Содержимое колбы тщательно взболтали и дали отстояться в течение 5-10 мин., а затем
отфильтровали в колбу ёмкостью 100 мл.
2. Приготовление солянокислой вытяжки.
Почву, оставшуюся после фильтрования водной вытяжки, перенесли в колбу, где
находиться исходная масса, налили в колбу 50 мг 10% раствора соляной кислоты и
взбалтывали содержимое в течение 30 мин, а затем дали отстояться в течение 5 мин.
3 Определение кислотности почвы.
Проводили с помощью универсальной индикаторной бумаги. В водную вытяжку почвы с
пришкольного учебно-опытного участка и палисадника отпускали универсальную
индикаторную бумагу держали 1-2 секунды и полученный цвет сравнили с цветом
универсальной индикаторной бумаги на обложке. Почва пришкольного участка имеет рН6 т.е она слабо- кислая. Почва палисадника имеет рН -6 тоже слабо-кислая.
4.Качественное определение содержания карбонат-ионов в почвенном образце.
Небольшое количество сухой почвы поместили в фарфоровую чашку, и прилили
пипеткой несколько капель 10% раствора соляной кислоты. В почве с УОУ карбонат
ионы присутствуют. В почве с палисадника карбонат ионы тоже присутствуют, т.к
наблюдается характерное «шипение»- выделение при реакции оксида углерода(4). В
палисаднике содержание карбонатов в почве более значительно.
5.Качественное определение содержания хлорид –ионов .
В пробирку прилили 5 мл водной вытяжки и добавили в неё несколько капель 10%
раствора азотной кислоты и с помощью пипетки 1-2 капли 0,1 н раствора нитрата серебра.
В почве с УОУ хлорид-ионы отсутствуют, потому что раствор не помутнел и не выпал
осадок. В почве с палисадника хлорид-ионы присутствуют в незначительном количестве,
потому что раствор помутнел,но осадок не выпал.
6.Качественное определение содержания сульфат-ионов.
В пробирку прилили 5 мл водной вытяжки, добавили в неё несколько капель
концентрированной соляной кислоты и с помощью пипетки прилили 3-3 мл 20% раствора
хлорида бария. В почве с УОУ сульфат- ионы присутствуют в незначительном
количестве , потому что раствор помутнел, но осадок не выпал. В почве с палисадника
сульфат – ионы отсутствует, потому что раствор не помутнел и не выпал осадок.
7..Качественное определение нитрат – ионов.
В пробирку налили 5 мл фильтрата водной вытяжки почвы и по каплям прибавили
раствор дифениламина в серной кислоте. В почве с УОУ и с палисадника нитрат – ионы
отсутствуют, потому что раствор не окрасился в синий цвет.
8. Качественное определение ионов кальция.
К 10 мл фильтрата водной вытяжки почвы добавили несколько капель 10% раствора
соляной кислоты и прилили 5 мл 4% раствора оксалата аммония. Почва с УОУ ионы
7
кальция не содержит, потому что не выпал осадок и не помутнел раствор. В почве с
палисадника ионы кальция присутствуют, так как раствор помутнел.
9. Качественное определение оксидов железа (2 и 3).
В две пробирки внесли по 3 мл отфильтрованной солянокислой вытяжки. В первую
пробирку добавили красной кровяной соли, а во вторую роданид калия. В почве с УОУ
ионы Fе 2+ присутствуют, потому что раствор окрасился в синий цвет, Fе 3+присутствует
потому что раствор окрасился в кроваво- красный цвет. В почве с палисадника Fе2+
присутствует, потому что раствор окрасился в синий цвет, Fе3+ присутствуют , потому
что раствор окрасился в кроваво-красный цвет. В палисаднике более значительное
содержание оксидов железа (2 и 3)
1. Ход работы:
1)Таблица, определяющая ход эксперимента.
Вытяжка
с УОУ
палисадника
CO32_
+
Наличие
SO42+
Cl_
+
_
ионов
NO3_
_
Ca2+
_
+
Fe2+, Fe3+
+
+
2)Напишем уравнения всех происшедших в ходе эксперимента реакций в
молекулярном и сокращённом ионном виде.
2.3.Качественное определение ионов тяжелых металлов в почве.
Цель: Провести качественные реакции на ионы: Pb2+, Fe3+,Cr +6, Cu2+, Mn2+.
Тяжелые металлы поступают в почву преимущественно из атмосферы с выбросами
промышленных предприятий, а свинец - выхлопными газами автомобилей. Наиболее
типичные тяжелые металлы - свинец, кадмий, ртуть, цинк, молибден, никель, кобальт,
олово, титан, медь, ванадий. Из атмосферы в почву тяжелые металлы «опадают» чаще
всего в форме оксидов, где постепенно растворяются, переходя в гидроксиды, карбонаты
или в форму обменных катионов.
О степени экологической опасности химические вещества, попадающие в почву
различными путями, делят на 3 класса:
1- кадмий, ртуть, свинец, цинк, фтор, мышьяк, селен;
2- кобальт, молибден, бор, медь, никель, сурьма;
3 - вольфрам, марганец, ванадий, стронций.
Определение химического состава почвы чаще всего начинают с анализа
водной почвенной вытяжки, так как хорошо растворимые соединения почвы
в
первую
очередь
поглощаются
растениями.
Избыточные количества
растворимых солей (более 0,2 % от массы сухой почвы) создают повышенную
концентрацию ионов в почвенном растворе, а это снижает плодородие почвы и ее
экологическое состояние.
Этапы работы:
1 - подготовка почвы к анализу;
2 - подготовка водной вытяжки;
3 качественное определение химических элементов в почве, в воде.
Подготовка почвы к анализу состоит в измельчении материала, удалении
посторонних примесей, просеивании через сито с диаметром отверстий 1
8
мм м сокращении до небольшой массы. Для сокращения пробы пользуются
разными методами.
Один из них - метод квартования.
Измельченный
материал тщательно перемешивали и
рассыпали ровным тонким слоем в
виде квадрата или круга, делили на четыре сектора. Содержимое двух
противоположных секторов отбрасывали, а двух остальных соединяли
вместе.
Водную
почвенную
вытяжку
использовали
для
определения
водорастворимых
соединений,
а
так же
для
определения
актуальной
кислотности почвы.
Для её приготовления 20 г воздушно – сухой почвы поместили в колбу на
100 мл, добавили 50 мл дистиллированной воды, взбалтывали в течение 5 - 10 мин и
фильтровали.
Обнаружение ионов свинца
Количественное определение с дихроматом калия.
Дихромат и хромат- ионы образуют с ионами свинца малорастворимый хромат
свинца желтого цвета. 0,5-1 л анализируемой воды упарили до объема 10 мл. К
полученной пробе прилили 5 мл раствора азотной кислоты (1:2). Нагрели на водяной
бане в течение 15 мин., отфильтровали и в фарфоровой чашке выпарили. К сухому
остатку прилили 2 мл 0,5% раствора ацетата натрия и 8 мл дистиллированной воды.
Раствор перемешали и отфильтровали в пробирку. Ионы свинца в почвах пришкольной
территории не обнаружены.
Обнаружение ионов железа.
Предельно допустимая концентрация общего железа в воде водоемов и
питьевой воде 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности
органолептический.
Общее железо.
В пробирку помещают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 каплю
концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида
водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании
железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком красное.
Железо (II).
Гексацианоферрат (III) калия K 3  Fe(CN ) 6  , в кислой среде (рН ~ 3) образует с
катионом Fe~ осадок турнбулевой сини темно-синего цвета:
3Fe 2 2Fe(CN ) 6 3  Fe 3 Fe(CN ) 6 2  К 1 мл исследуемой воды добавить 2-3 капли
раствора серной кислоты и 2-3 капли раствора реактива.
Железо (III).
1. Гексацианоферрат (II) калия K 4 Fe(CN ) 6  в слабокислой среде с катионом
Fe образует темно-синий осадок берлинской лазури:
4 Fe 3 3Fe(CN ) 6
  Fe 4 Fe(CN ) 6 3  .
К 1 мл исследуемой воды прибавить 1-2 капли раствора соляной кислоты и 2 капли
раствора реактива.
2. Роданид аммония NH 4SCN или калия KSCN образуют в кислой среде с
Fe 2  роданиды железа, окрашенные в кроваво-красный цвет. В зависимости
9
от концентрации роданид-иона могут образовываться комплексы различного
состава:
3.
Fe +SCM Fe(SCN ) 2
Fe 3+ +SCM  Fe(SCN ) 2 
Fe 3  SCN  Fe(SCN ) 3
К 1 мл исследуемой воды прибавить 2-3 капли раствора соляной кислоты и 2-3 капли
раствора реактива.
3+
Обнаружение ионов марганца
ПДК марганца в воде водоемов 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности.
Для качественного обнаружения ионов марганца в колбу поместили 25 мл
исследуемой воды, подкисляли несколькими каплями 25%-ной азотной кислоты,
прибавили по каплям 2%-ный раствор нитрата серебра до тех пор, пока
продолжается помутнение.
Затем
ввели
0,5
г
персульфата
аммония
или несколько кристалликов диоксида свинца, нагревали до кипения. В присутствии
марганца при концентрации 0,1 мг/л и выше появляется бледно-розовая окраска. В
образцах воды, исследованной нами, изменение окраски не произошло. Значит. ионы
марганца отсутствуют.
2 Mn2++5 РЬО2+4Н+  МпО4+5 РЬ2++2Н2О
Обнаружение ионов меди
ПДК меди в воде 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности .
Качественное обнаружение ионов меди
Первый способ.
В фарфоровую чашку поместили 3-5 мл исследуемой воды, осторожно выпарили
досуха и на периферийную часть пятна нанесли каплю концентрированного раствора
аммиака. Появление интенсивно синей или фиолетовой окраски свидетельствует о
присутствии Cu2+:
Cu 2 4 NH 4OH  Cu( NH 3 ) 4 2 4 H 2O.
Результаты работы показали, что в водной вытяжке почвы из катионов тяжелых металлов
содержатся только катионы железа .(2 и 3)
Выводы о проделанной работе .
В ходе исследования мы определяли механический состав почв. По механическому
составу образцы однородны, относятся к типу дерново-подзолистых почв. Почва УОУ
имеет чёрный цвет, характерную комковатую структуру, а почва с палисадника темнокоричневый цвет и зернистую структуру.
Качественных химический анализ образцов показал наличие в водной вытяжке
различных анионов: хлорид-, сульфат- ионов. Действуя на
сухую почву раствором
соляной кислоты, мы определили наличие карбонат – ионов в каждом почвенном образце..
В солянокислой вытяжке всех образцов почв наблюдается содержание солей железа (2 и
3).
10
Содержание ионов железа (2 и 3) в различных пробах разное. Наибольшее
количество ионов железа (2 и 3) отмечается в почве палисадника.(о количестве ионов
судили по интенсивности цвета образовавшегося комплексного соединения
гексацианоферрата железа (3).
2. 2.Качественный состав вод.
Для определения путей проникновения в почву обнаруженных
катионов и анионов была предпринята попытка осуществить качественный анализ талых
снеговых вод на содержание тех же ионов. Для исследования были взяты образцы снега с
школьного двора (№1),
с территории школьного учебно-опытного участка (№2), с
территории стадиона (№3), Отбор образцов был произведён в марте 2009 года.
Контрольным образцом в серии данных экспериментов стал образец талых снеговых вод
(№4), собранный с территории школы 5 апреля 2009 года. Чистота данного образца от
загрязнения частицами почвы и соответственно минеральными веществами гарантирована
временем выпадения снежных масс (снег выпал во время забора образца).
Для определения качественного состава водных образцов были использованы те же
методики, что и для определения содержания ионов в почве (Приложение 1). Наличие
ионов в талых водах можно свести в таблицу, которая отражает наличие тех или иных
катионов и анионов в исследуемых образцах.
№ пробы
Наличие ионов
хлорид- ионы
сульфат- ионы
ионы железа (2,3)
1 (УОУ)
+
-
+
2 (палисадника)
+
-
+
школьного двора
стадиона
свежий снег
магазина
Практически во всех талых водах, кроме контрольной пробы, отмечено наличие
небольшого количества хлорид-ионов. Причём степень помутнения за счёт выпавшего
осадка хлорида серебра варьирует следующим образом: наибольшее количество хлоридионов в талых водах у
«, чуть меньше – в водах с территории школьного стадиона и
пришкольного участка. Очевидно, что попадение в снеговые воды хлорид-ионов связано
11
с «приземным» загрязнением: хлориды почвы «растворяются» в снеговых массах и
обнаруживаются при исследовании. Это говорит о том, что содержание хлоридов в почве
достаточно велико.
Содержание сульфат ионов отмечено только в снеге, взятом со стадиона
и с
территории, прилегающей к магазину. Наличие этого факта можно объяснить
присутствием в нашем селе
мощного экологического загрязнителя – котельной на
твёрдом топливе. В исходящих из труб газах присутствуют оксиды серы (6 и 4), которые
на определённом удалении от самой котельной превращаются в соли серной кислоты или
в саму кислоту, выпадая на поверхность. Их присутствие мы обнаруживаем только в
некоторых образцах (№3 и №5). Роза ветров в нашей местности такова, что в течение
года просматривается преимущественное направление ветра с юго-запада на северовосток, поэтому положительную реакцию на сульфат –ионы дают только, те образцы,
забор которых осуществлялся в этом направлении. Талые воды свежего снега не имеют в
своём составе ни хлорид,- ни сульфат-ионов.
Однако в нем отмечается наличие небольшого количества ионов железа (2 и 3).
Такое же количество этих ионов визуально отмечается и в других исследуемых образцах.
Присутствие солей железа даже в вновь выпавшем снеге вероятно также можно связать с
присутствием антропогенного загрязнителя – котельной. Известно, что при сжигании угля
выделятся соединения железа, 10% которых загрязняют атмосферу. Поэтому очевидно мы
отмечаем присутствие солей железа и в почве, и в талых снеговых водах. Следует учесть
ещё и тот факт, что достаточно большое содержание железа отмечено и в подземных,
грунтовых водах. Следовательно, общий фон железосодержания в нашей местности
достаточно высок.
Заключение:
1. Качественный анализ почвенных и водных образцов, взятых УОУ и палисадника,
показал наличие в них
анионов (ионов хлорид, сульфат-, карбонат), катионов
железа (2 и 3).
2. Содержание избыточного количества солей железа (2 и 3) в почве приводит к её
уплотнению и заболачиванию. Этот факт усугубляется ещё и механическими
свойствами данного вида почв, т.к. на территории школьного учебно-опытного
участка почва дерново-подзолистая. Несмотря на необходимость железа для
жизнедеятельности растения (входит в состав хлорофилла), ионы железа (2 и 3) в
избытке способны образовывать сложные комплексные соединения преципитаты,
которые влияют на процессы обмена веществ на клеточном уровне: уменьшается
проницаемость
мембран,
происходит
12
разрушение
клеточных
стенок.
Фитотоксичность ионов железа возможно будет усиливаться в присутствии
хлорид- и сульфат-ионов.
3. Избыточное содержание хлорид-ионов в почве и грунтовых водах также пагубно
сказывается на жизнедеятельности растений, особенно овощей: картофеля,
томатов, огурцов. Ионы хлора включаясь в обмен веществ, приводят к хлорозам –
разрушению хлорофилла в клетках растений, что, несомненно, сказывается на
качестве овощной продукции. В клубнях картофеля при избыточном содержании
хлорид-ионов нарушается процесс накопления крахмала.
4. Для снижения уплотнения и вероятной заболачиваемости почвы на школьной
учебно-опытном участке мы рекомендуем использовать такие агротехнические
приёмы, которые улучшают структуру почвы: многократное рыхление (не реже 2-3
раз в 10 дней), мульчирование. Причём мульчирование следует осуществлять
материалами, которые легко разлагаются в верхних слоях почвы. К таким
материалам относится солома, которая легко доступна в нашей местности и при
правильном применении является хорошим удобрением. Хорошей мульчёй может
случить лиственная земля, образованная при разложении компостных куч.
Рекомендации
1. Для уменьшения отрицательного влияния хлорид-ионов следует применять
удобрения, содержащие нитратный азот, т.е.
все виды селитр – калийную,
аммиачную и другие.
2. Для поглощения из атмосферы соединений серы имеет смысл на территории
школьного двора выращивать растения, их улавливающие. Такими способностями
обладают немногие деревья и кустарники. Мы предлагаем включить в список
проекта озеленения школьного двора тополь, бузину, осину.
13
Литература:
1.
Кулюкин А.Н. Школьнику об агрохимии защищённого грунта: Пособие для
учащихся.- М.: Просвещение, 1979.- 96 с.
2.
Овчаров К.Е. Власть человека над жизнью растений. – М.: Просвещение,
1965.- 120 с.
3.
Постников А.В. Химизация сельского хозяйства.- М.: Росагропромиздат,
1989.-223 с.
14