Изучение экологической обстановки в местах проживания населения посредством обнаружения ионов тяжелых металлов в растениях, как маркера экологического благополучия

МОУ КУГ №1 - УНИВЕРС

Профильная лаборатория химии и экологии

Выполнила: Дьяченко Катя

Преподаватель: Астахова Галина Ивановна

Г. Красноярск 2014

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………………..3

Глава 1. Литературный обзор материала исследования…………………………………..5

Обзор общего экологического состояния города ………………………......5
1. Информационный обзор о тяжелых металлах………………………………8
  1. Влияние тяжелых металлов на человеческий организм, животных и растений………………………………………………………………….8
  2. Появление тяжелых металлов в окружающей среде……..……….…12

Глава 2. Экспериментальная часть …………………………………………………………16

Введение………………………………………………………………………………....16

2.1. Качественное определение ионов тяжелых металлов……………………….….. 17

Вывод по проведенному исследованию……………………………………………………22

Заключение……………………………………………………………………………….…...23

Глава 3. Список литературы………………………………………………………………….24

Введение

В современном обществе большинство людей заботится о своём здоровье. Одни соблюдают здоровый образ жизни, другие меняют место жительства. Но является ли целесообразным переезд за черту города с точки зрения улучшения состояния здоровья, экологически благополучия района или количества тяжелых металлов в выбранном районе?

Сегодня Красноярск «обрастает» деревнями, селами, коттеджными поселками и дачными участками. Количество автомобилей перевозящих людей, грузы и стройматериалы увеличивается с каждым купленным участком, то есть, то количество проезжающих машин, которое концентрируется на проселочных дорогах, отмывается в «дачных» водохранилищах-озерах, резко приближает загородную экологическую среду к стоянию городской.

Ежегодно тысячи человек поступают в больницы из-за отравления тяжелыми металлами. Это случается из-за повышенной концентрации тяжелых металлов в окружающей среде. Во всех городах строятся заводы, ездят автомобили, происходят выбросы промышленных организаций. Многие люди переезжают из города и строят дома за границей города – считается, что там более благополучные условия для проживания.
Но так ли это? Люди не идут туда пешком, а строят дороги, строят дома, для которых также нужно привозить стройматериалы. Переселяющиеся в процессе поиска более благоприятных условий проживания загрязняют найденное место в процессе расселения.

Гипотеза: Если предположить, что в растениях города Красноярска содержатся ионы тяжелых металлов, появившихся под воздействием антропогенного фактора, то безопасность проживания на данной территории будет находиться под угрозой.

Цель исследования: определить наличие тяжелых металлов в многолетних травах на территории г. Красноярска и на окружающих территориях для выяснения уровня благополучия места проживания.

Задачи исследования:

Проанализировать литературу по вопросу исследования.
Сбор материала (многолетние травянистые растения, сбор: август - сентябрь).
Проведение эксперимента по методике.
Сравнение полученных результатов.
Выводы к практической части.
Заключение

Методы исследования:

Изучение литературы
- Качественный химический анализ собранных материалов

Объект исследования: многолетние травы

Предмет исследования: наличие ионов тяжелых металлов (Pb+2, Fe+2, Fe+3, Co+2, Cu+2, Zn+2)

Глава 1. Литературный обзор материала исследования.

1.1. Обзор общего экологического состояния города (на основе государственного доклада «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае за 2011 год»).

В статистике Красноярского Края, город Красноярск делит первое место вместе с Норильским промышленным районом.

В 2011 году, городом Красноярском было выброшено около 271,4 тысяч тонн загрязняющих веществ, 122.1 из которых принадлежат автотранспорту. По выбросу специфических веществ, таких как свинец, бензапирен, медь, никель, толуол, формальдегид, серные и фтористые соединения, серные и фтористые соединения, а также аммиак и хлор, лидирует среди крупных краевых городов (в основном по аммиаку, бензапирену и фтористым соединениям). Далее будут представлены фрагменты таблиц по выбросам в атмосферу Красноярского края за 2011 год.

Фрагмент таблицы «Промышленные предприятия Красноярского края, имеющие наибольшие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в 2009-2011 гг., тыс. т»

Таблица 1

Наименование	Кол-во выбросов за 2011 год, тыс. т
ОАО «Красноярский алюминиевый завод» («Русал» Красноярск)	67.4
ООАТ «Красноярская ГРЭС-2»	45.4
Красноярская ТЭЦ-1	26.4
Красноярская ТЭЦ-2	19.3
Красноярская ТЭЦ-3	6.3
Доля от валовых выбросов стационарными источниками по Красноярскому Краю (%)	92.5

Наименование	Численность населения	Кол-во выбросов тыс. тонн	Кол-во выбросов на жителя
		Всего	От стационарных источников	От автотранспорта
Красноярск	983.2	291.4	159.3	132.1	0.29
Всего	1966.4	2546.7	2320.6	236.1	1.32

Фрагмент таблицы «Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в городах края в 2011 году»

Таблица 2

Фрагмент таблицы «Структура выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников в городах - промышленных центах края в 2011 г»

Таблица 3

Город	Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу тыс.т /год	Кол-во предприятий
	Всего	твердые	SO2	CO	NO2	Углеводороды	ЛОС
Красноярск	149.283	27.373	28.16	72.541	16.418	-	16.4	90
Всего	275.6	75.031	56.967	91.371	43.926	0.021	18.93	214

Фрагмент таблицы «Выбросы специфических загрязняющих веществ в атмосферу от промышленных предприятий городов в 2011 г., тонн»

Таблица 4

Название	Красноярск	Процент от общекраевых выбросов, %
Свинец	0.005	38.5%
Бензапирен	1.954	95.3%
Медь и соединения	0.211	95.5%
Никель и соединения	0.01	100%
С6Н5-СН3	14.866	13.76%
Формальдегид	6.58	29.85%
H2SO4	1.35	23.4%
Фтор и соединения	1768,659 (твердые вещества + газообразные вещества)	99,9%
H2S	7.87	9.8%
NH4	44.747	9.5%
Cl	12.893	96.65%

1.2. Информационный обзор о тяжелых металлах

Ионы тяжёлых металлов - это положительно заряженные частицы металлов с высокой молекулярной массой.

Тяжелые металлы - микроэлементы, которые присутствуют в промышленных отходах, материале для зубных пломб, в смоге на улицах от выхлопных газов автолюбителей, рыбных и морских продуктах, а также в краске, которой окрашено большинство строений города.

1.2.1. Влияние тяжелых металлов на человеческий организм, животных, растения.

Железо является незаменимым металлом, необходимым для жизнедеятельности организма. Оно входит в состав гемоглобина, миоглобина, а также различных ферментов; обратимо связывает кислород и участвует в ряде окислительно-восстановительных реакций; играет важнейшую роль в процессах кроветворения. Дефицит железа в организме может возникать при низком его поступлении с пищей или при ряде патологических заболеваний. Однако, накапливаясь в больших количествах, «полезное» железо способно провоцировать развитие сахарного диабета, тяжелые заболевания печени и сердца, ревматоидного артрита, а также рака молочной железы, также избыток железа в организме может привести к дефициту других микроэлементов, таких как: медь, цинк, хром и кальций, а также к избытку кобальта.

Марганец поступает в наш организм с продуктами животного (печень говяжья, молочнокислые продукты) и растительного происхождения (ржаной хлеб, фасоль, гречневая, овсяная крупа, рис). В среднем человеку необходимо потреблять в сутки примерно 8 мг марганца.

При переизбытке марганца у человека повышается утомляемость, появляется сонливость, головная боль, мышцы становятся менее эластичными. Переизбыток марганца приводит к сужению каналов нейронов, что порождает снижение передачу нервного импульса, также избыток марганца усиливает дефицит магния и меди.

При нехватке и дефиците марганца человек быстро утомляется, часто ощущает слабость и головокружение; у него понижено настроение, могут болеть мышцы, и появляется избыточный вес. У многих людей возникает аллергия, сахарный диабет, ревматизм, бронхиальная астма; из нервных заболеваний - эпилепсия, рассеянный склероз, а также витилиго – серьёзное заболевание, связанное с нарушением иммунитета и имеющее психосоматические причины.

Медь – один из важнейших микроэлементов. Физиологическая активность меди связана главным образом с включением её в состав активных центров окислительно-востановительных ферментов. Недостаточное содержание меди в почвах отрицательно влияет на синтез белков, жиров и витаминов и способствует бесплодию растительных организмов. Также медь участвует в процессе фотосинтеза и влияет на усвоение азота растениями. Вместе с тем избыточные концентрации меди оказывают неблагоприятное воздействие на растительные и животные организмы. Повышенные концентрации меди характерны для кислых рудничных руд.

Избыток меди приводит к дефициту цинка и молибдена, а также марганца.

Свинец – промышленный яд, способный при неблагоприятных условиях оказаться причиной отравления. В организм человека проникает главным образом через органы дыхания и пищеварения. Удаляется из организма очень медленно, вследствие чего накапливается в костях, почках и печени. Загрязнение атмосферного воздуха в близи предприятий использующих либо добывающих свинец, а также вблизи крупных автострад создает угрозу поражения свинцом населения, проживающего в этих районах, и, прежде всего детей, которые более чувствительны к воздействию тяжелых металлов, чем взрослые.

Отравление свинцом или сатурнизм – это пример наиболее частого заболевания, связанного с воздействием окружающей среды. В большинстве случаев речь идет о поглощении малых доз свинца и накоплении их в организме, пока его концентрация не достигает критического уровня необходимого для токсического проявления. Острые свинцовые отравления встречаются редко, их симптоматика – слюнотечение, рвота, кишечные колики, острая форма отказа почек, поражения мозга. В особо тяжелых случаях – мучительная смерть через несколько дней. Один из основных признаков болезни – анемия, возникающая в результате усиленного гемолиза. На уровне нервной системы отмечается поражение клеток головного мозга и периферической нервной системы. Поражения мозга клинически сопровождаются конвульсиями и бредом, иногда приводят к сонливости и долгосрочной коме. Из периферических нервов чаще поражаются наиболее активные двигательные мышцы, то есть мышцы верхних и нижних конечностей, также возможен частичный паралич.

Пища является доминирующим источником поступления свинца в организм человека во всех возрастных группах населения. Важным источником поступления свинца в организм младенцев и детей младшего возраста может быть отравленный организм матери, в следствие молоко или же попадание в организм пищи содержащей загрязненную почву, пыли или старой свинцовой краски. При использовании в системах водоснабжения свинцовых труб, также может произойти отравление питьевой водой, в особенности для детей. Воздействие свинца в результате вдыхания может быть значительным лишь в тех случаях, когда концентрация свинца в воздухе является высокой. Одно из соединений свинца – Тетраэтилсвинец (ТЭС) Pb(CH3CH2)4 с помощью которого нефтеперерабатывающие станции увеличивали октановое число в бензин производных.

Выбросы газа отравляют не только атмосферу и человека, но и почву, воду, продукты питания. Только в Северной Америке такие выбросы в атмосферу составляют 200 тыс. тонн свинца ежегодно. Отравление атмосферы свинцом повсеместно и взрослый человек получает в среднем около 150-400 мг свинца и его концентрация в крови достигает 25мг/100мл, а концентрация клинической стадии отравления равна 80мг/100мл крови.

Попадая в организм оральным путем, свинец абсорбируется в кишечнике и достигает печени, откуда с желчью вновь попадает в двенадцатиперстную кишку. Одна часть свинца реабсорбируется, другая удаляется с испражнениями. Если свинец попадает в организм через дыхательные пути, он быстро достигает кровотока и тогда его действие максимально. Из крови свинец экскретируется почками, часть его оседает в костях. Также опасность свинца заключается в том, что он замещает кальций, в костях вымещая его. Биологический период полураспада свинца в костях – 10 лет. Количество накопленного в костях свинца с возрастом увеличивается и в 30-40 лет у людей не связанных по роду занятий с загрязнением свинцом, составляет 80-200мг.

Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал вездесущим компонентом любой пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.

Цинк, большая часть которого находится в костях, является необходимой частью для работы более восьмидесяти ферментов организма, а также для образования красных кровяных телец. Признаком дефицита цинка является потеря вкусовых ощущений, угри, ломкость ногтей, выпадение волос, токсикоз, заболевание глаз, печени и кожи. Дефицит цинка приводит к кожным заболеваниям.

Цинк участвует в работе иммунной системы, без него не могут функционировать лейкоциты - защитные клетки иммунной системы, уничтожающие опухолевые и вирусные клетки. Центральной нервной системе цинк необходим для каждой ферментативной реакции.

Дефицит цинка в организме обусловлен низким содержанием его в пищевом рационе. Детям-аллергикам требуется больше цинка, чем остальным. Цинк необходим людям, страдающим диабетом, хроническими заболеваниями печени и почек, серповидной анемией и малабсорбцией. Рост дефицита цинка увеличивается при постоянном приеме эстрогена, кортикостероидов, противосудорожных препаратов и диуретиков. При дефиците цинка человек начинает страдать извращенным аппетитом (когда хочется, есть мел, глину или клейстер), сниженным иммунитетом, долгим заживлением ран. С нехваткой цинка в организме связаны психические болезни, все типы воспалительных заболеваний кишечника, нарушение переносимости глюкозы, артриты, алкоголизм, образование перхоти, снижение вкусовых и обонятельных ощущений.

Недостаток цинка является причиной возникновения эпилепсии. Витамин А находящийся в печени, действует только в присутствии цинка, если нет цинка то, сколько бы мы ни принимали витамин. Дефицит цинка может быть вызван нарушением деятельности щитовидной железы, болезнями печени, плохим усвоением, слишком большим количеством фитина в продуктах питания, т.к. фитин «связывает» цинк, затрудняет его усвоение. При болезнях бронхов, воспалении или раке предстательной железы, других раковых опухолях, лейкозах происходит перерасход цинка, который необходим для роста клеток. Цинк входит в состав множества ферментов, укрепляет иммунитет, важен для роста, поддерживает гормональный. Основное количество цинка накапливается в мышцах и костях. Также много его в железах эндокринной системы, клетках крови, печени, почках, сетчатке глаз. Уровень цинка в организме может снижаться при избыточном поступлении радиоактивных изотопов свинца, меди, кадмия. Данные микроэлементы полностью снижают активность цинка в организме, особенно на фоне недостатка питания, хронической алкогольной интоксикации. Дети и подростки, имеющие сниженное количество цинка в организме, более склонны к алкоголизму.

Важным моментом в свойствах цинка является его способность длительно сохранять молодость клеток или возвращать жизненную силу устаревшим. Для этого он стимулирует выработку инсулиноподобного фактора роста, тестостерона, гормона роста. Научные исследования показали в опытах на животных, что цинк способствует действительному увеличению продолжительности жизни.

Вместе с пищей цинк поступает в желудок, всасывается он в тонком кишечнике, после чего кровотоком заносится в печень. Оттуда данный элемент доставляется к каждой клетке организма. Таким образом, цинк можно обнаружить во всех органах.

При употреблении цинка более 2г в день, чаще при усиленном употреблении биологически активных добавок, возникает болезненная чувствительность желудка, тошнота, возможна рвота, диарея, сердцебиение, боль в пояснице, при мочеиспускании.

При цинковом отравлении наступает фиброзное перерождение поджелудочной железы.

Кобальт - постоянная составная часть растительных и животных организмов. В организме человека кобальт выполняет разнообразные функции, в частности оказывает влияние на обмен веществ и рост организма, он способствует синтезу мышечных белков, улучшает ассимиляцию азота, способствует усвоению кальция и фосфора, понижает возбудимость и тонус симпатической нервной системы. На тканевое дыхание действует угнетающе.

Содержание кобальта в различных пищевых продуктах незначительно. Однако обычно смешанные пищевые рационы вполне удовлетворяют организм в кобальте.

Кобальт оказывает существенное влияние на процессы кроветворения. Он задействован в процессах образования эритроцитов и гемоглобина. Это действие кобальта наиболее выражено при достаточно высоком содержании в организме железа и меди. Кобальт активирует ряд ферментов, усиливает синтез белков, участвует в выработке витамина В12 и в образовании инсулина.

1.2.2. Появление тяжелых металлов в окружающей среде.

Железо. Главным источниками соединения железа в поверхностных водах являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. В процессе взаимодействия с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами образуется сложный комплекс соединений железа, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и со стоков сельскохозяйственных отраслей. Можно отметить, что наибольшее содержание железа естественного характера наблюдается в болотных водах.

В водопроводной воде Красноярска железо появляется только по причине ржавых труб, в отличие от города Новосибирска, где к трубам прибавляется еще и природный состав местной воды.

Марганец. В поверхностные воды марганец поступает в результате выщелачивания железомарганцевых руд и других минералов, содержащих марганец, например таких как: манганит, черная охра, псиломелан и пиролюзит. Значительные количества марганца появляются в процессе разложения водных животных и растительных организмов, в особенности сине-зеленых, диатомовых водорослей и высших водных растений. Соединения марганца выносятся в водоёмы со сточными водами марганцевых обогатительных фабрик, металлургических заводов, предприятий химической промышленности и с шахтными водами с точек добычи. Основные области производства марганца – производство легированных сталей, сплавов, электрических батарей и других химических источников электрического тока.

Концентрация растворенных соединений марганца производится утилизацией их водорослями. В водопроводной воде наблюдается избыток марганца.

Кроме воды марганец содержится в воздухе из-за производственных выбросов. В природе марганец затем накапливается в грибах и растениях, попадая, таким образом, в организм человека. Природное содержание марганца в растениях, животных, почвах очень высоко.

Медь. Основным источником поступления меди в природные воды являются сточные воды предприятий химической, металлургической промышленности, шахтные воды, альдегидные реагенты, используемые для уничтожения водорослей. Также медь может появиться в результате коррозии медных трубопроводов и других сооружений, используемых в системах водоснабжения. В подземных водах содержание меди обусловлено взаимодействием воды с горными пародами, содержащими её, например: халькопирит, малахит, хризоколла, бротантин, азурит, халькозин, ковеллин и борнит.

Свинец. Естественными источниками поступления свинца в поверхностные воды являются процессы растворения эндогенных и экзогенных минералов. Значительное повышение концентрации свинца в окружающей среде, в том числе и поверхностных водах, связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и так далее.

В настоящее время свинец занимает первое место в рейтинге причин промышленных отравлений. Это вызвано широким применением его в различных отраслях промышленности. Воздействию свинца подвергаются рабочие, добывающие свинцовую руду, на свинцово-плавильных заводах, в производстве аккумуляторов, при изготовлении хрустального стекла и керамических изделий, при пайке и типографии, а ранее и при производстве свинцовых красок и этилированного бензина, запрещенных в использование и производство из-за высокого содержания свинца.

Наиболее серьезным источником загрязнения среды обитания организмов свинцом являются выхлопы автомобильных двигателей. Антидетонатор тетраметил – или тетраэтилсвинеп – прибавляют к большинству бензинов, начиная с 1923 года, в количестве около 80мг/л. При движении автомобиля от 25% до 75% свинца этих соединений, в зависимости от условий движения, выбрасывается в атмосферу, основная масса которого оседает на землю, а остатки остаются в воздухе.

Также активными источниками являются электростанции и бытовые печи, работающие на угле.

Свинцовая пыль не только покрывает обочины шоссейных дорог и почву внутри и вокруг промышленных городов, но и найдена во льду Северной Гренландии, причем в 1756 году содержание свинца составляло 20мкг/т, а в 1860 году уже 50 мкг/т, в 1965 – 210 мкг/т.

Цинк попадает в природные воды в результате протекающих в природе процессов разрушения и растворения горных пород и минералов, таких как: сфалерит цинкит, госларит, смитсонит и каламин. А искусственным путем с помощью сточных вод рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, производств пергаментной бумаги, минеральных красок и вискозного волокна.

Кобальт. В природные воды соединения кобальта попадают в результате процессов выщелачивания их из медноколчедановых и других руд, из почв при разложении организмов и растений, а также со сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и химических заводов. Некоторые количества кобальта поступают из почв в результате разложения растительных и животных организмов.

Глава 2. Экспериментальная часть

Введение

Для проведения практической работы были собраны пять образцов растительности в разных районах города Красноярска и прилежащих к городу территорий. Территории были выбраны из личных и общественных мнений об экологической чистоте и зараженности. Далее последует таблица, в которой приведен список мест сбора, описание местности и ожидаемые результаты.

Таблица 4

№	Территория	Место взятия пробы	Внешний вид окружающего пространства	Ожидаемые результаты
1	Поселок Минино.	Участок находящийся примерно в 0.6км от ж/д путей и в 900м от главной дороги.	Ярко зеленая сочная трава, разнообразие полевых цветов, в 500м находится пресное водохранилище.	Растения относительно чистые, возможны загрязнения из-за выхлопов автомобилей.
2	Улица Шевченко (окраина города).	Небольшой склон, около 10км до алюминиевого завода.	Пыль на растениях, мало цветов.	Растения загрязнены тяжелыми металлами и осадками от близлежащих производств, возможное загрязнение формальдегидом (Шинное кладбище)
3	Пересечение ул. Маерчака и ул. Северная (перекресток Космос)	Местность рядом со сквером на остановке «кинотеатр «Космос»»	Вялая трава, зеленого цвета, без цветковых вкраплений.	Сильное загрязнение растений от выхлопов автотранспортам (60 м) и деятельности железнодорожных путей (170м)
4	Переулок Боготольский	Внутренний двор между домами Менжинского 9г, Менжинского 6 и Копылова 36.	Вялая, сухая растительность. Большое количество репейника, низкорослая серо-зеленая растительность.	Сильное загрязнение автомобильными выхлопами, продуктами деятельности железнодорожных путей (300м)
5	КРАЗ (ул. Пограничников 49)	У входа на территорию завода	Растительности крайне мало, трава жухлая, серая.	Загрязнение продуктами деятельности завода, автомобильными выхлопами.

Описание территорий мест сбора образцов

На основе наблюдений, проведенных во время сбора образцов травы, были предположены возможные результаты исследования, приведенные в таблице. В связи с этим было проведено исследование, основанное на обнаружении определенных ионов тяжелых металлов.

2.1. Качественное определение ионов тяжелых металлов.

1 Этап. Приготовление водной вытяжки.

Ход работы:

1. Отмерить на электронных весах 50 г высушенной травы. Растолочь отмеренную траву в ступке. Разбавить чистой водой в соотношении 1:2 (на каждые 50г травы 100 мл воды). Кипятить 30 минут.

2. Отфильтровать полученный раствор. Фильтрат должен быть прозрачным, допускается легкая муть. В фильтрате не должно находиться частичек трав или других инородных раствору объектов.

2 Этап. Приготовление спиртовой вытяжки.

Ход работы:

1. Отмерить на электронных весах 50 г высушенной травы. Растолочь отмеренную траву в ступке. Разбавить этанолом и водой в соотношении 1:1:1 (на каждые 50г травы 50 мл этанола и 50 мл воды). Кипятить 30 минут. Дать настояться неделю.

2. Отфильтровать полученный раствор. Фильтрат должен быть прозрачным. В фильтрате не должно находиться частичек трав или других инородных раствору объектов. В случае нахождения таковых, отфильтровать раствор до необходимого результата.

Методы обнаружения ионов

1. Pb+2

Pb+2 + иодид-ион = образование иодида свинца (осадок ярко желтого цвета).

Pb+2 + хлорид-ион = образование хлорида свинца (осадок белого цвета).

Pb+2 + дифенилтиокарбазон (на ацетоне; C13H12N4S) = красный осадок.

Pb+2 + S-2 = осадок черного цвета

2. Fe+2

Fe+2+ щелочь = гидроксид железа (II) в виде бурого осадка

Fe+2 + K3[Fe(CN)6] + KF = изменение цвета раствора (KF – маскировка Cu+2)

3. Fe+3

Fe+3+ щелочь = гидроксид железа (III) в виде бурого осадка

Fe+3+ желтая кровяная соль = осадок синего цвета (берлинская лазурь)

Fe+3 + K3[Fe(CN)6] + KF = изменение цвета раствора (KF – маскировка Cu+2)

4. Со+2

Со+2 + нитрат калия = розовый осадок

Со+2 + NH4SCN + NH4F = синее окрашивание (NH4F – для маскировки ионов Fe+3)

5. Zn+2+

Zn+2+ сульфид = белый осадок

Zn+2+ ОН- = белый творожистый осадок

6. Cu+2

CuCl2 + аммиак + вода = Cu(OH)2 в осадке (синий осадок)

Cu+2 + K3[Fe(CN)6] = в фильтрат раствора добавить желтую кровяную соль

7. HCOH

А) Реакция серебряного зеркала — это качественная реакция на альдегидную группу, в результате которой происходит восстановление серебра из аммиачного раствора оксида серебра. Восстановленное серебро оседает на стенках пробирки, либо же выпадает черным осадком, в зависимости от состояния реагирующего альдегида. Таким образом «свежий» альдегид осаждает серебро на стенки сосуда, создавая металлический блеск и отражение, а «старый» альдегид осаждается черным осадком на дно пробирки.

Б) HCOH + Cu(OH)2 : при прокаливании раствора происходит изменение цвета раствора с синего (Cu(OH)2), через желтый (CuOH) к красному (Cu2O).

Выполнение работы

1. Проведение реакций с дифенилтиокарбазоном (дитизоном).

Дитизонаты ионов тяжелых металлов имеют ярко-красную окраску. В результате проведенных реакций все растворы приобрели красно-коричневый цвет. Это указывает на то, что во всех растворах присутствуют ионы тяжелых металлов.

Вывод: все образцы трав содержат ионы тяжелых металлов.

2. Для качественного определения элементов был проведен ряд реакций, результаты которых представлены в следующей таблице («С.» - спиртовой раствор, «В.» - водный раствор):

Таблица 5. Качественные реакции (сводная таблица)

	место реактив	Минино	Шевченко	Космос	Переулок Боготольский	КРАМЗ
Pb2+	С. S-2	Потемнение раствора	Потемнение раствора	Потемнение раствора	Потемнение раствора	Потемнение раствора
	В. дитизон	Бордовое окрашивание	Алое окрашивание	Бордовое окрашивание	Бордовое окрашивание	Алое окрашивание
Fe2+	С. OH-	Темно-зеленый (свежий), после коричневый	Темно-зеленый (свежий), после коричневый	Темно-зеленый (свежий), после коричневый	Темно-зеленый (свежий), после коричневый	Темно-зеленый (свежий), после коричневый
	В. K3[Fe(CN)6] + KF	Потемнение раствора	Потемнение раствора	Потемнение раствора	Потемнение раствора	Потемнение раствора
Fe3+	С. K4[Fe(CN)6]	Берлинская лазурь (синее окрашивание)	Берлинская лазурь (синее окрашивание)	Берлинская лазурь (синее окрашивание)	Берлинская лазурь (синее окрашивание)	Берлинская лазурь (синее окрашивание)
	В. - (ОН)	Красно-бурый окрас	Красно-бурый окрас	Красно-бурый окрас	Красно-бурый окрас	Красно-бурый окрас
Со2+	С. KNO3	-	-	-	-	-
	В. NH4SCN	-	-	-	-	-
Zn2+	С. S-2	-	Осветление раствора	-	-	-
	В. OH-	-	Осветление раствора	-	-	-
Cu2+	С. NH3 + H2O	-	Синение раствора	Синение раствора	Синение раствора	Синение раствора
	В. K3[Fe(CN)6]	-	Коричневый окрас	Коричневый окрас	Коричневый окрас	Коричневый окрас

Таблица 6. Итоговая таблица наличия ионов.

	Минино	Шевченко	Космос	Переулок Боготольский	КРАМЗ
Pb2+	+	+	+	+	+
Fe2+	+	+	+	+	+
Fe3+	+	+	+	+	+
Со2+	-	+	-	-	-
Zn2+	-	+	-	-	-
Cu2+	-	+	+	+	+
HCOH	-	+	-	-	-

Вывод: по результату проведенных исследований стало ясно что, ионы железа и свинца встречаются по всей территории города и на территории поселка Минино, ионы меди были обнаружены на всех участках кроме поселка Минино, цинк был найден только на Шевченко. Ионы кобальта найдены не были, потому что на территории Красноярска нет медноколчедановых руд, из которых кобальт и добывается. Предположительно, найденные на Шевченко ионы, находились там из-за близкого присутствия нескольких заводов, также на Шевченко были обнаружены остатки формальдегида, предположительно из-за Шинного кладбища, находящегося за 240 метров от ближайшего жилого дома и за 760 метров от места сбора образцов. Найденные ионы железа объясняются составом почвы, на которой построен Красноярск. Наличие ионов свинца же, объясняется большим количеством автотранспорта и металлургических заводов на территории нашего города.

Вывод по проведенному исследованию

В результате проведенных экспериментов выяснилось, что общее экологическое состояние, как города, так пригорода, не является абсолютно совершенным, но вполне пригодным для жизни. Одним из наиболее загрязненных, ионами тяжелых металлов, районов является территория «КРАЗа», менее «КОСМОС» и «Переулок Боготольский». На последних местах стоят «Шевченко» и «Минино», но даже на столь отдаленных территориях найдены ионы свинца, а на «Шевченко» еще и остатки формальдегида (из-за наличия Шинного кладбища в 760 метрах от места сбора образца).

Конечно, данное исследование не может позволить в полной мере оценить уровень экологического состояния города, но оно может сподвигнуть на дальнейшие исследования и работы.

Заключение

Здоровье каждого человека зависит не только от правильного питания, но и от экологического благополучия того места, где человек живет. Современный человек, в связи с работой или другими предпочтениями, предпочитает жить в больших развивающихся городах. Но ведь каждому городу нужна энергия, пища, вода, товар для продажи, а, следовательно, заводы и промышленные предприятия. Но помимо пользы, которую заводы, несомненно, приносят, они также несут в своих недрах опасность для жизни человека. Каждый день атмосфера наполняется выхлопами, а соответственно и вредными веществами, которые позже, выпадают на землю вместе с осадками. Особо опасными являются тяжелые металлы.

Проведя анализ соответствующей литературы, были выяснены вредные эффекты тяжелых металлов. Как выяснилось, тяжелые металлы в организме человека вызывают мутации, ослабляют иммунитет, наносят невосполнимые разрушения организму.

Было принято решение провести исследование, а точнее, узнать и определить наличие тяжелых металлов на территории нашего города и пригорода. Данное исследование включало в себя химический эксперимент, который состоял в проверке растворов многолетних растений, качественными реакциями на интересующие ионы. Проведенный эксперимент позволил сравнить результаты и предоставить вывод о том, что территория города Красноярска не является благополучной. Таким образом, моя гипотеза подтверждается.
Глава 3. Список литературы

Вронский, В. А. Экология и окружающая среда / В. А. Вронский. - М. : Феникс, Издательский центр "МарТ", ИКЦ "МарТ", 2009. - 432 с. - ISBN 978-5-222-16112-8, 978-5-241-00850-3.
Лебедев, С.А. Экология города / Под редакцией С. А. Лебедева. - М. : МарТ, Издательский центр "МарТ", 2008. - 832 с. - ISBN 978-5-241-00900-5.
Подшивалов, В. П. Экология России / В. П. Подшивалов, М. С. Нестеренок. - М. : Академия, 2011. - 352 с. - ISBN 978-5-7695-7457-3.
Почекаева, Е. И. Окружающая среда и человек / Е. И. Почекаева. - М. : Феникс, 2011. - 576 с. - ISBN 978-5-222-18876-7.
Владимир Ярникх (Vladimir Yarnikh) Влияние микроэлементов и витаминов на здоровье человека - URL: http://zdorovie-dom.ucoz.ru/load/vlijanie_mikroehlementov_i_vitaminov_na_zdorove_cheloveka/1-1-0-1 Дата обращения: 27.05.2013.
Неизвестный автор, Тяжелые металлы – URL:http://biology.krc.karelia.ru/misc/hydro/mon5.html Дата обращения: 27.05.13
Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском Крае за 2011 год» - Красноярск 2012. 237с.