ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«Изучение влияния сернистого газа по разрушению хлорофилла»

Содержание хлорофилла в листе – изменчивая величина и с его разрушением связана хлоротичность (исчезновение темно-зеленого цвета и появление желтизны). На высечке листа по мере длительности опыта нарастают некротические участки (в большинстве случаев по краям). Это явление можно проследить визуально и довольно быстро определить токсичность компонента.

Оборудование, реактивы, материалы:эксикаторы; бумажные фильтры; пинцеты; Na₂SO₃; H₂SO₄; листья растений, находящихся в стадии вегетации.

Ход работы

1. Из собранных листьев делают высечки размером 1,5–2 / 1,5–2 см из межжилковой ткани листа. Делают высечки тонким лезвием для исключения повреждения клеток листа. Делают по 10 высечек на каждый вариант.

2. На дно эксикатора насыпают Na₂SO₃ в объеме взятого тигелька, рядом устанавливают тигель с концентрированной серной кислотой.

3. Вырезают фильтровальную бумагу по форме керамического круга из эксикатора и обильно смачивают ее водой.

4. Укладывают фильтры на решетчатый круг эксикатора; на фильтрах размещают высечки из листьев, причем половину из них кладут нижней стороной на бумагу, чтобы свободно шел процесс поступления газа через устьица.

5. Крышку эксикатора плотно закрывают, края фиксируют скотчем.

6. Производят резкое движение эксикатором, чтобы внутри тигелек с концентрированной серной кислотой опрокинулся на сульфит натрия.

7. Засекают время начавшейся реакции. Она проходит по следующему уравнению:

Na₂SO₃ + H₂SO₄ = SO₂↑ + Na₂SO₄ + H₂O

8. Через некоторое время наблюдается изменение цвета высечек различных растений. Эта реакция может быть очень быстрой у чувствительных видов растений. Выражается эта реакция в проявлении хлоротичной каемки по краю высечки, отслаива­нии краешка от фильтровальной бумаги, а затем и проявлении некротической бурой ткани, которая постепенно может рас­пространиться на всю высечку.

9. Учитывают время начала хлорозов и некрозов, число пораженных дисков, процент поражения.

10. В конце подсчитывают результаты и делают выводы. При формулировке выводов необходимо учитывать скорость поражения, процент поражения, характер самой листовой пластинки (толщину, наличие воскового налета, волосков, пигментов).

Углеводороды (пары бензина, пентан, гексан и др.). Обладают наркотическим действием, в малых концентрациях вызывают головную боль, головокружение и т.п.

Хлорорганические соединения (ХОС). Значительные количества ХОС поступают в газовую фазу при сжигании и пиролизе бытовых отходов и других видов топлива при относительно низких температурах (500–700⁰С). Особую опасность представляют содержащиеся в летучей золе полихлорированные дибензо-n-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДВ).

Атмосферная пыль. В атмосфере постоянно присутствует пыль различного происхождения и химического состава. При неполном сгорании топлива образуется сажа, представляющая собой высокодисперсный нетоксичный порошок, на 90–95% состоящий из частиц углерода. Сажа обладает большой адсорбционной способностью по отношению к тяжелым углеводородам, в том числе и к бенз(а)пирену, что делает сажу весьма опасной для человека. Источником атмосферной пыли является зола, образующаяся при сгорании топлива.

Особую опасность представляют токсические тонкодисперсные пыли с размером частиц 0,5–10 мкм, которые легко проникают в органы дыхания. Вот некоторые характерные размеры частиц (мкм) некоторых видов твердых и жидких примесей атмосферы:

Масляный туман – 0,03–1,0.

Промышленный дым – меньше 1,0.

Промышленная пыль – 0,01–4000.

Возгоны – 1–5.

Загрязнение атмосферы влияет на:

Ä здоровье людей – легочные заболевания, аллергия, сердечно-сосудистые, онкологические и другие заболевания встречаются чаще в местах с загрязненным воздухом, и продолжительность жизни людей в таких местах меньше. Токсичные вещества, поступая в организм человека с вдыхаемым воздухом, сразу проникают в кровь. Их вредность во много раз сильнее, чем при попадании через желудочно-кишечный тракт;

Ä леса, многие сельскохозяйственные растения – при загрязнении воздуха они либо погибают, либо растут значительно медленнее;

Ä материалы – увеличивается скорость коррозии.

Загрязнение воздуха в помещениях часто выше, чем на улице. Это обусловлено тем, что:

Ä обои, мебель и другие материалы выделяют загрязнители, например формальдегид; в помещении находятся продукты неполного сгорания природного газа, используются аэрозоли, клеи, моющие вещества, наличие которых может дать синергический эффект;

Ä помещения мало и плохо проветриваются;

Ä время экспозиции (нахождения) в помещении значительно больше, чем вне помещения.

Для уменьшения отрицательного воздействия загрязнителей на здоровье людей в помещении необходимо прекратить курение; уменьшить употребление агрессивных химикатов и растворителей; для мытья посуды использовать пищевую соду; чаще проветривать помещение (тепло хранит не воздух, а стены и мебель).

Кислотные дожди

В отсутствие загрязнителей атмосферная вода имеет рН = 5,6. При наличии в атмосфере кислых газов (SO₂, SO₃, NO_х, НС1 и др.) рН атмосферных осадков становится меньше 5,6 – выпадают кислые дожди. Появление кислых газов в воздухе является следствием выброса неочищенных отработанных газов ТЭЦ, серно- и азотнокислотных производств, металлургических комбинатов и др. Только ТЭЦ средней мощности выбрасывают около 700 тыс. м³/ч отходящих газов, каждый кубометр которых содержит (в зависимости от вида топлива): серы – 0–3 тыс. г, азота – 80–100 мг.

Последствия выпадения кислотных дождей очень многоплановые, главные из них – изменяются природные экосистемы. Так, водные экосистемы погибают при рН < 4,5, поскольку все живые существа при такой кислотности воды погибают, а это влияет на весь животный мир. Следствием кислотных дождей является деградация лесов, поскольку нарушается поверхность почвы, вымываются биогены, происходит мобилизация (увеличивается подвижность) алюминия и других токсичных элементов, лес легче поражается вредителями, снижается буферная емкость почвы (вымывается СаСО₃). Мобилизация алюминия и других ионов приводит к загрязнению поверхностных и грунтовых вод. Кислотные дожди не только губительно действуют на природу, но и наносят значительный ущерб экономике.

Для уменьшения загрязнения атмосферы кислыми газами необходимо сокращать выбросы кислотообразующих веществ (замена топлива, очистка отработанных газов, в том числе использование скрубберов).

Парниковый эффект

Наибольший вклад в парниковый эффект вносит углекислый газ. Концентрация углекислого газа 0,03 (0,029%) обеспечивает тот климат, к которому мы привыкли. Основная причина увеличения концентрации СО₂ в атмосфере – нарушение его круговорота из-за:

а) сжигания топлива:

С (твердое топливо) + О₂ → СО₂ + Q,

СН₄ (газообразное топливо) + О₂ → СО₂ + 2Н₂О + Q,

2С₈Н₁₈ (жидкое топливо) + О₂ → 16СО₂ + 18Н₂О + Q;

б) вырубки лесов.

Из-за роста населения эта проблема будет усугубляться. Увеличение концентрации СО₂ в 2 раза повлечет повсеместное потепление на 2,5–4,5°С (в полярных районах до 10ºС, а экваториальных – на 1–2°С) и, следовательно, таяние льдов. Это приведет к повсеместному поднятию уровня моря на 1,5–2 м, затоплению прибрежных районов, образованию бурь, смерчей и наводнений.

В результате потепления изменится циркуляция атмосферы (уменьшится), что повлияет на распределение осадков и, следовательно, на экосистемы Земли и ее биосферу.

Чтобы этого не произошло, необходимо:

- разрабатывать и внедрять солнечные и другие бестопливные источники энергии;

- увеличить КПД использования горючего на транспорте и осуществлять другие типы экономии энергии;

- прекращать вырубку лесов, особенно тропических;

- сажать новые леса.