Физиологическое влияние тяжёлых металлов. Исследовательская работа автор: Кускова Анна, ученица 10А класса лицея имени В.Г.Сизова научный руководитель: Скрутелева И.А. учитель биологии и химии лицея имени В.Г.Сизова Исследовательская работа автор: Кускова Анна, ученица 10А класса лицея имени В.Г.Сизова научный руководитель: Скрутелева И.А. учитель биологии и химии лицея имени В.Г.Сизова

Актуальна ли данная тема? Экологический портрет – это совокупность генетически обусловленных свойств и наследственных морфо-функциональных признаков, характеризующих специфическую адаптацию индивидуума к конкретному набору основных факторов среды обитания. Химические элементы являются одним из компонентов экологического портрета человека. Обмен химических элементов между внешней и внутренней средами организма являются системообразующим фактором гомеостаза, что в значительной степени обуславливает актуальность их изучения в медицине, физиологии и экологии человека Экологический портрет – это совокупность генетически обусловленных свойств и наследственных морфо-функциональных признаков, характеризующих специфическую адаптацию индивидуума к конкретному набору основных факторов среды обитания. Химические элементы являются одним из компонентов экологического портрета человека. Обмен химических элементов между внешней и внутренней средами организма являются системообразующим фактором гомеостаза, что в значительной степени обуславливает актуальность их изучения в медицине, физиологии и экологии человека

Загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами – одна из основных экологических проблем города Мончегорска Редко, но можно увидеть следующие данные в периодической печати: «Выбросы тяжелых металлов комбинатом превышают допустимые нормы. Прямыми химическими анализами показано, что на площади км2 содержание никеля и меди превышает фон, причем в почвах заводской и околозаводской территорий концентрация никеля в 450 раз, а меди в 250 раз выше фона.»

Цель: изучить степень загрязнение водоёмов города Мончегорска тяжёлыми металлами и некоторые аспекты влияния концентрации тяжёлых металлов на физиологические процессы живых организмов.

Задачи: 1. Сформулировать понятие тяжёлые металлы 2. Изучить теоретический материал о физиологической роли некоторых тяжёлых металлов. 3. Изучить теоретический материал о степени загрязнения водоёмов города Мончегорска тяжёлыми металлами. 4. Провести эксперимент по изучению влияния различной концентрации тяжёлых металлов в воде на физиологические процессы живых организмов. 5. Провести анализ содержания тяжёлых металлов в воде некоторых водоёмов города Мончегорска и в питьевой воде. 6. Сделать вывод о степени безопасности воды (в аспекте содержания тяжёлых металлов) для экосистемы города Мончегорска. 1. Сформулировать понятие тяжёлые металлы 2. Изучить теоретический материал о физиологической роли некоторых тяжёлых металлов. 3. Изучить теоретический материал о степени загрязнения водоёмов города Мончегорска тяжёлыми металлами. 4. Провести эксперимент по изучению влияния различной концентрации тяжёлых металлов в воде на физиологические процессы живых организмов. 5. Провести анализ содержания тяжёлых металлов в воде некоторых водоёмов города Мончегорска и в питьевой воде. 6. Сделать вывод о степени безопасности воды (в аспекте содержания тяжёлых металлов) для экосистемы города Мончегорска.

Объект исследования: тяжёлые металлы, а именно Cu 2+ и Ni 2+, содержащиеся в разной концентрации в воде водоёмов города Мончегорска. Предмет исследования: физиологическая роль и влияние различных концентраций тяжёлых металлов в воде на живые организмы.

Гипотеза: Если концентрация ионов тяжёлых металлов в воде водоёмов города Мончегорска такова, что они оказывают отрицательное воздействие на организмы, то этот фактор может являться ограничивающим экологическим фактором для организмов, составляющих экосистему города Мончегорска. Гипотеза: Если концентрация ионов тяжёлых металлов в воде водоёмов города Мончегорска такова, что они оказывают отрицательное воздействие на организмы, то этот фактор может являться ограничивающим экологическим фактором для организмов, составляющих экосистему города Мончегорска.

Что такое тяжёлые металлы?

Эмпирическое исследование. Методы: наблюдение, моделирование, эксперимент, химический анализ. Цель: выявить морфо – физиологические изменения живых организмов в зависимости от концентрации тяжёлых металлов в воде

Методика: 1 модель – экосистема: дистиллированная вода (концентрация металлов =0) + аквариумные рыбки Гуппи + элодея; 2 модель – экосистема: отстоявшаяся вода из под крана + аквариумные рыбки Гуппи + элодея; 3 модель – экосистема: вода, насыщенная ионами тяжёлых металлов меди и никеля в концентрации, превышающей ПДК примерно в 10 раз, т.е. концентрация Cu 2+ = 1 мг/дм 3, Ni 2+ = 1 мг/дм 3 + аквариумные рыбки Гуппи + элодея.

Влияние тяжёлых металлов на ростовые процессы растений Стакан 1 – вода питьевая Стакан 2 – вода дистиллированная Стакан 3 – раствор солей меди и никеля концентрацией 0,1 мг/дм 3 (= ПДК) Стакан 4 – раствор солей меди и никеля концентрацией 1 мг/дм 3 (больше ПДК в 10 раз)

Выводы эмпирического исследования Проведённые эксперименты и наблюдения показали, что повышение концентрации ионов меди и никеля существенно влияют на морфологию и физиологию живых организмов, вплоть до их гибели. Рыбки погибали с явными признаками интоксикации и в воде, где концентрация равнялась общепризнанной ПДК. Эксперимент с растением бальзаминов показал, что тяжёлые металлы аккумулируются (накапливаются) в организмах.

Химический анализ 1 – озеро Нюд-Явр – место сброса промышленных стоков комбината; 2 – озеро Монча – источник питьевой воды г. Мончегорска; 3 – питьевая вода из под крана; 4 – вода, прошедшая очистку в бытовом фильтре Аквафор.

В заключении Хочется верить, что экологическая обстановка в ближайшем времени в г. Мончегорске улучшиться, а результаты проводимых следующими поколениями учеников исследований будут это подтверждать!

Источники информации 1. Валерий Баркан, старший научный сотрудник Лапландского государственного заповедника. Полярная правда. – – 3 марта Воронков Н. А. Экология общая, социальная, прикладная. – М.: Агар, 1999;Евтюгина З Человек и природа. Компромисс неизбежен. – Апатиты: Научный центр, 2000; Демина Т. А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды. – М.: Аспект Пресс, 1998; Комитет по природным ресурсам и охране окружающей среды Мурманской области. Доклад по охране среды и рациональному использованию природных ресурсов Мурманской области. – Мурманск.: Правительство Мурманской области, 2005 Мовчан В. Н. Экология человека. – СПб.: Издательство С.- Петерб. Ун-та, 2004; Научно-практический журнал. Наука и бизнес на Мурмане. – Мурманск: Мурманское книжное издательство, 2000; Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002; 8. Попова Т.А. Экология в школе: Мониторинг природной среды: Методическое пособие. – М.: ТЦ Сфера, – 64 с. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека среды. – М.: Просвещение, 1992; 10. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: Издательский дом ОНИКС 21 ВЕК: Мир, – 216., ил