Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение Средняя
Общеобразовательная Школа №23

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ
ПРОЕКТ

«Загрязнение атмосферы в Ставропольском
крае»

Автор проекта:
Томкина Аксиния Максимовна,
ученица 10 «А» класса.
Руководитель проекта:
Тринько Марина Георгиевна,
учитель химии.

Работа допущена к защите «_____» _____________________________ 202__ г.
Подпись руководителя проекта ________ (_____________________________)
Город Ставрополь
2025-2026 уч. Год

1

Оглавление
Введение.............................................................................................................................................. 3
Глава1 Теоретическая часть .............................................................................................................. 4
1.1 Значение атмосферы для жизни на Земле ............................................................................. 4
1.1.1 Биосферное значение ...................................................................................................... 4
1.1.2 Атмосфера как защитный экран .................................................................................... 4
1.1.3 Климатообразующее значение ....................................................................................... 5
1.2 Классификация вещества, загрязняющие атмосферу .......................................................... 6
1.2.1 По источнику происхождения ........................................................................................ 6
1.2.2 По агрегатному состоянию ............................................................................................. 7
1.2.3 По характеру воздействия на организм ......................................................................... 8
1.2.4 Последствия загрязнения атмосферы человеком ......................................................... 9
1.3 Загрязнение атмосферы на Ставрополье ............................................................................ 10
1.3.1 Основные загрязнители воздуха, влияние на организм человека ............................. 10
1.3.2 Меры улучшения состояния окружающей среды ....................................................... 12
Глава2 Практическая часть ............................................................................................................. 13
2.1 Проведение экспериментальной работы по обнаружению катионов свинца в снегу. .... 13
2.1.1 Отбор пробы снега......................................................................................................... 13
2.1.2 Методика обнаружения катионов свинца в снегу ...................................................... 14
2.1.3 Результаты исслелования .............................................................................................. 15
Заключение ....................................................................................................................................... 16
Список используемых источников ................................................................................................. 17
Приложения ..................................................................................................................................... 18

2

Введение
Атмосфера Земли – это газовая оболочка (геосфера), удерживаемая силой
гравитации и состоящая из смеси газов, называемой воздухом. Она играет
ключевую роль в поддержании жизни на планете. Наиболее критичным для
человека ресурсом является чистый воздух — без него или при сильном
загрязнении жизнь становится невозможной уже в течение минуты. Ежегодно
из-за загрязнения атмосферы умирает около 3 миллионов человек. В идеале
воздух должен состоять из азота, кислорода, углекислого газа и инертных газов.
Однако сегодня его состав далёк от нормы, поскольку концентрация
промышленных загрязнителей постоянно растёт. Среди опасных веществ в
атмосфере присутствуют угарный газ, оксиды азота, диоксид серы, летучие
органические соединения, пыль, сажа, а также фреоны
(хлорфторуглеводороды). Именно фреоны, по мнению многих учёных,
приводят к возникновению озоновых дыр.
Задачи и цели проекта: Определить уровень концентрации вредных веществ в
атмосфере Ставропольского края и выявить зоны с его наибольшими
значениями.
Объект исследования: снег
Предмет исследования: катионы свинца
Гипотеза: Основным источником загрязнения снежного покрова в городской
среде является автотранспорт, поэтому максимальные уровни загрязнения
следует ожидать вблизи автомагистралей.
Методы исследования: Методика обнаружения катионов свинца

3

Глава1 Теоретическая часть
1.1 Значение атмосферы для жизни на Земле
1.1.1 Биосферное значение
Атмосфера выступает как универсальный источник дыхания. Содержание в
ней кислорода (O₂) в концентрации около 21% создало основу для аэробного
дыхания — высокоэффективного процесса получения энергии, который стал
эволюционным преимуществом для подавляющего большинства сложных
организмов, включая всех млекопитающих, птиц и человека. Этот кислородный
ресурс, будучи продуктом древнего фотосинтеза, циклически обновляется и
распределяется по планете, обеспечивая метаболизм жизни от уровня клетки до
уровня целых экосистем. Также она служит к важным сырьевым резервуаром
для автотрофов. Углекислый газ (CO₂), составляющий незначительную долю в
составе воздуха, является ключевым реагентом в процессе фотосинтеза.
Растения, водоросли и цианобактерии преобразуют энергию солнечного света,
поглощая CO₂ из атмосферы и воду, в органические вещества (глюкозу) и
кислород. Таким образом, атмосферный CO₂ — это основной строительный
материал для всей биомассы Земли. Он лежит в основе всех пищевых цепей и
пирамид, гетеротрофы получают энергию и углерод, потребляя органику,
первоначально созданную из атмосферного углекислого газа. Атмосфера
выполняет функцию глобального стабилизатора и регулятора
биогеохимических циклов. Она является активным участником и резервуаром в
круговоротах ключевых для жизни элементов: углерода, азота и воды.
1.1.2 Атмосфера как защитный экран
Атмосфера выполняет роль глобального щита, без которого Земля представляла
бы собой безжизненную и негостеприимную планету. Эта защитная функция
реализуется через ряд сложных физических и химических процессов,
действующих на разных высотах и против различных видов угроз из космоса и
из самого космического пространства. Также является высокоэффективным
фильтром от космического и солнечного излучения, эта защита обеспечивается
4

на нескольких уровнях, таких как озоновый щит, магнитосфера и атмосфера .
Она выступает в качестве естественной противоударной системы от
метеоритной опасности. Ежесуточно в атмосферу Земли влетают десятки тонн
космического вещества. Объекты массой до нескольких сотен тонн, как
правило, полностью разрушаются в этом процессе, не достигая поверхности.
Это предохраняет планету от глобальных катастроф. Атмосфера стабилизирует
температуру Земли благодаря естественному парниковому эффекту. Солнечное
излучение проходит через атмосферу и нагревает поверхность планеты.
Парниковые газы (водяной пар, CO₂, CH₄) задерживают часть отраженного
тепла, не позволяя ему уйти в космос. Этот процесс поддерживает среднюю
температуру на Земле на уровне +15°C. Без него температура упала бы до 18°C, что привело бы к замерзанию воды и сделало бы невозможной жизнь в её
современном виде.
1.1.3 Климатообразующее значение
Атмосфера формирует климат и погоду. Её ключевые функции —
перераспределение тепла и организация круговорота воды. Из-за
неравномерного нагрева Земли солнечной радиацией атмосферная циркуляция
(пассаты, муссоны, циклоны) переносит тепло от экватора к полюсам. Этот
процесс смягчает экстремальные температурные контрасты, создавая условия
для жизни в разных широтах. Воздушная оболочка Земли служит главным
транспортом для воды. Испарение, перенос влаги воздушными массами и
выпадение осадков обеспечивают континенты пресной водой, поддерживая
существование экосистем и человека. Все метеоявления (ветер, облачность,
осадки) — результат физикохимических процессов в тропосфере. Многолетний
режим этих явлений определяет климат региона. Таким образом, атмосфера
выступает как активный создатель условий окружающей среды.

5

1.2 Классификация вещества, загрязняющие атмосферу
1.2.1 По источнику происхождения
Загрязняющие вещества делятся на антропогенные и природные. До
промышленной революции атмосфера формировалась исключительно
природными процессами, эти источники создали и поддерживают естественный
фоновый уровень веществ, характерный для планеты на протяжении её
геологической истории. Мощные извержения вулканов выбрасывают пепел,
сернистые и хлористые газы. Крупные события, подобные извержению
Пинатубо в 1991 году, могут временно влиять на глобальный климат, так как
частицы пепла отражают солнечный свет. Возникающие от молний лесные и
степные пожары наполняют воздух дымом, угарным и углекислым газом,
являясь частью естественных экологических циклов. Пыльные бури, особенно
из великих пустынь, поднимают миллионы тонн минеральной пыли, которая
способна переноситься через континенты и даже удобрять океаны. В свою
очередь, болота и влажные леса постоянно выделяют метан — мощный
парниковый газ, образующийся при разложении органики. Растительность,
особенно хвойная, выделяет летучие органические соединения, такие как
терпены, участвующие в формировании природных аэрозолей. Менее
очевидные, но постоянные источники включают океаны, поставляющие в
воздух частицы морской соли — ядра конденсации облаков, а также почвенные
бактерии, производящие различные газы. Даже космическая пыль, ежегодно
оседающая на планету, вносит свой микровклад в состав атмосферы. С
развитием промышленности масштабы загрязнения приобрели новое качество.
Антропогенные выбросы концентрируются в городах и промышленных зонах
— там, где живут миллионы людей. Главным источником остаётся энергетика
на ископаемом топливе. Тепловые электростанции выбрасывают диоксид серы,
вызывающий кислотные дожди; оксиды азота, участвующие в образовании
приземного озона; углекислый газ, влияющий на климат; а также золу и
тяжёлые металлы. Металлургия добавляет специфические токсичные вещества
— соединения фтора, мышьяка, свинца и кадмия. Автомобильный транспорт
6

создаёт проблему прямо у жилых домов. Выхлопные газы, содержащие оксиды
азота, угарный газ, углеводороды и сажу, формируют городской смог. Сельское
хозяйство вносит вклад через выбросы аммиака и метана от животноводства,
испарения пестицидов и пыль с полей. Химическая промышленность выделяет
разнообразные опасные соединения — от разрушающих озоновый слой
фреонов до токсичных и канцерогенных веществ. Бытовой сектор через
отопление углём, сжигание мусора и использование аэрозолей создаёт массовое
рассеянное загрязнение. Даже космическая деятельность оставляет следы в
верхних слоях атмосферы при сгорании ракетного топлива
1.2.2 По агрегатному состоянию
Атмосферные загрязнители существуют в трёх состояниях, что определяет их
поведение и воздействие.
Газообразные загрязнители - это вещества, быстро распространяющиеся в
атмосфере. Диоксид серы образуется при сжигании топлива и вызывает
кислотные дожди. Оксиды азота от транспорта и промышленности
способствуют образованию смога. Бесцветный и крайне опасный угарный газ
блокирует перенос кислорода в крови. Углекислый газ усиливает парниковый
эффект. Летучие органические соединения, такие как метан и бензол, участвуют
в образовании приземного озона, который вреден для дыхания и растений.
Твёрдые загрязнители (аэрозоли),твёрдые частицы, взвешенные в воздухе,
классифицируются по размеру. Наиболее опасны мелкие частицы PM2.5,
способные проникать глубоко в лёгкие и кровь. Сажа от неполного сгорания
топлива поглощает солнечное тепло. Пыль минерального и промышленного
происхождения, пепел и зола содержат токсичные компоненты. Особую
опасность представляют волокна асбеста и тяжёлые металлы, такие как свинец
и кадмий, оседающие на частицах.
Жидкие загрязнители - эти вещества присутствуют в виде капель и туманов.
Кислотные аэрозоли образуются при растворении сернистых и азотных газов в
атмосферной влаге, создавая опасные для дыхания туманы. Распылённые
пестициды с полей разносятся ветром. Радиоактивные аэрозоли после аварий
7

или испытаний могут переноситься на огромные расстояния. Нефтяные и
масляные туманы, а также пары растворителей токсичны при вдыхании.
1.2.3 По характеру воздействия на организм
Загрязняющие вещества в атмосфере по-разному влияют на здоровье человека,
и их можно классифицировать по основному типу воздействия. Наиболее
распространены вещества, вызывающие системное отравление организма. К
ним относятся угарный газ, нарушающий транспорт кислорода в крови, а также
свинец, ртуть и другие тяжёлые металлы, накапливающиеся в тканях и
поражающие нервную систему и внутренние органы. Раздражающие
соединения, такие как диоксид серы, оксиды азота, озон и аммиак, напрямую
воздействуют на слизистые оболочки дыхательных путей. Они провоцируют
воспаления, спазмы и отёки, усугубляя течение респираторных заболеваний,
включая астму и хронический бронхит. Отдельную опасность представляют
канцерогены — вещества, способные вызывать онкологические заболевания. К
ним относятся формальдегид, бензол и диоксиды, которые даже в малых дозах
при длительном воздействии повышают риск развития рака. Некоторые
загрязнители обладают мутагенными свойствами, повреждая генетический
материал клеток. Это может приводить к наследственным нарушениям или
сбоям в репродуктивной системе. В эту группу входят радиоактивные изотопы,
диоксиды и соединения ряда металлов. Аллергены, такие как пыльца, споры
плесени и органические компоненты пыли, вызывают чрезмерную реакцию
иммунной системы, провоцируя аллергический ринит, дерматит, конъюнктивит
или астматические приступы. Особую группу составляют фиброгенные пыли,
включая кварцевую и асбестовую. Эти нерастворимые частицы, накапливаясь в
лёгких, вызывают хроническое воспаление и замещение здоровой ткани
рубцовой, что приводит к необратимым заболеваниям — пневмокониозам и
дыхательной недостаточности. При этом важно учитывать, что многие
загрязнители оказывают комбинированное воздействие. Например, свинец
одновременно токсичен и вреден для репродуктивного здоровья. Поэтому
оценка рисков для здоровья требует учёта всего спектра возможного влияния
8

каждого вещества.

1.2.4 Последствия загрязнения атмосферы человеком
Кислородное голодание, возникающее из-за накапливания угарного газа.
Парниковый эффект - Выбросы углекислого газа от сжигания ископаемого
топлива (уголь, нефть, газ), а также метан (CH₄) и закись азота (N₂O) усиливают
парниковый эффект.
Кислотные дожди, которые вызваны выбросами диоксида серы (SO₂) и оксидов
азота (NOₓ). Закисляют почвы и водоемы, убивая рыбу и леса, повреждают
здания и памятники культуры. Радиоактивные осадки, образующиеся при
авариях на атомных станциях, разрушают генетическую структуру организма

9

1.3 Загрязнение атмосферы на Ставрополье
1.3.1 Основные загрязнители воздуха, влияние на организм
человека

Основные загрязнители атмосферы и влияние на организм
человека.
Вещества

Выброс веществ(на Способ
начало 2010 года) образования

Влияние на
организм человека

Оксид углерода
(угарный газ)

8,98 тыс. тонн

Работа двигателя
автомобиля

Снижение
гемоглобина,
обмороки

Оксиды азота

21,1 тыс. тонн

Сгорание топлива

Раздражение
дыхательных
путей, обострение
астмы, бронхиты,
увеличение риска
респираторных
инфекций

10

Диоксиды серы

1,3 тыс. тонн

Химические
заводы

Заболевания
дыхательной
системы

Сажа, пыль

Химические
заводы, ТЭС

Заболевания
дыхательной
системы, силикоз

Соли тяжелых
металлов

Работа двигателя
автомобиля

Поражение десен,
расстройство
кишечника,
заболевание почек,
ЦНС,
отрицательно 15
воздействует на
генетический
аппарат клетки

Летучие
20,6 тыс. тонн
органические
соединения(формал
ьдегид)

Химические
заводы

Онкологические
заболевания

Несмотря на отсутствие динамичного роста промышленного производства,
уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе Ставрополе остаётся
значительным. На территории края зафиксировано свыше 312 предприятий
промышленности, транспорта, связи и сельского хозяйства, выступающих
источниками выбросов в атмосферу. К основным из них относятся: п/о «Азот» в
г. Невинномысск, Невинномысская и Ставропольская ГРЭС, автодорога
«Кавказ», мусоросжигательный завод, полигоны бытовых отходов, НПО
«Аллерген», мясокомбинат, стеклотарный завод, Ставропольский кожзавод,
Ставропольский дорожно-строительный комбинат. В 2010 году на каждого
жителя края в среднем приходилось 159 кг вредных веществ, из которых 28 кг
составляли выбросы от стационарных источников загрязнения. Существенный
вклад в загрязнение вносит и автомобильный транспорт, насыщающий почву и
воздух соединениями тяжёлых металлов. Наиболее опасными из них являются
11

ртуть, кадмий и свинец. Низкое качество воздуха — одна из причин
заболевания населения и разрушения экосистем. Растет заболеваемость органов
дыхания. Для заболевания бронхиальной астмой имеет значение, как величина
концентрации сернистого газа в воздухе, так и его воздействие малыми дозами.
На 100 тысяч взрослого населения за 2010 год в крае зарегистрировано 495
человек, страдающих бронхиальной астмой, а 410 — аллергическим ринитом.
Загрязнение воздуха повышает вероятность рождения детей с пороками
развития. Запредельная концентрация вредных веществ в атмосфере вызывает
преждевременные роды, новорождённые имеют малый вес, иногда рождаются
мёртвые дети. Если беременная женщина дышит воздухом, содержащим
повышенные концентрации озона и окиси углерода, особенно во второй месяц
беременности, у неё в три раза повышается возможность родить ребёнка с
таким пороком развития, как заячья губа, волчья пасть, дефектами сердечного
клапана.
1.3.2 Меры улучшения состояния окружающей среды
Контроль за токсичностью выхлопов автотранспорта в Ставропольском крае
осуществляется в рамках федерального законодательства (ФЗ "Об охране
атмосферного воздуха", техрегламенты, КоАП РФ). Отдельного краевого закона
по стандартам нет. Регион активно реализует практические меры: переводит
общественный транспорт на газ, проводит совместные с ГИБДД рейды с
передвижными лабораториями для замеров выхлопа и выявления нарушителей,
вводит талоны экологического соответствия на каждое автотранспортное
средство. В окрестностях Ессентуков работает крупный оператор в сфере
отходов — компания «Эко - Вояж»,а в Невинномысске для обезвреживания
ртутьсодержащих ламп есть компания «ЭКОЛОГ». Эти действия закреплены в
краевой госпрограмме по охране окружающей среды. Таким образом, система
основана на федеральных нормах, усиленных программами контроля

12

Глава2 Практическая часть
2.1 Проведение экспериментальной работы по обнаружению
катионов свинца в снегу.
2.1.1 Отбор пробы снега
Отбор пробы снега — важнейший этап анализа, от которого зависит
достоверность всех последующих результатов.
Пробы должны отбираться на участках с ненарушенным снеговым покровом,
обычно в конце февраля - начале марта, перед началом таяния снега. Для
анализа я выбрала территорию возле автодороги, двор жилого дома, парк
Победы, а сравнивала я снег с дистиллированной водой. Для отбора пробы
нужно с помощью совка отобрать снег со всей глубины снежного
покрова(желательно взять пробу с нескольких точек одной локации), а затем
закрыть контейнер,исключая попадание пыли.

13

2.1.2 Методика обнаружения катионов свинца в снегу
Реагент:
Хромат калия — 10 г K₂CrO₄ растворяют в 90 мл дистиллированной воды.
Получается 10%-ный раствор, который используется как качественный реагент
на ионы Pb²⁺.
Условия проведения реакции:
1.pH = 7,0 (нейтральная среда) — это важно, потому что в кислой среде хромат
калия переходит в дихромат, который с ионами свинца даёт не такой четкий
осадок, а в щелочной среде может выпадать гидроксид свинца, мешая анализу.
2. Температура комнатная (~20–25 °C) — реакция идет хорошо без нагревания,
осадок образуется сразу.
Выполнение анализа
Смачивание снега серной кислотой и прокаливание
В каждую пробу снега добавляют 2–3 капли концентрированной серной
кислоты H₂SO₄ (при работе с кислотой обязательно использовать перчатки и
защитные очки). Это делается для того, чтобы:
1.Разрушить органические вещества, неизбежно присутствующие в снеге —
пыль, сажу, выхлопные частицы, микроорганизмы, семена растений. Если их не
убрать, они помешают анализу.
2.Перевести исходные соединения свинца (которые могли быть в виде оксидов,
карбонатов или металлической пыли) в термически стабильный сульфат свинца
PbSO₄. Сульфат свинца не разлагается и не улетучивается при нагревании —
значит, весь свинец останется в пробе и не потеряется.
Далее пробы прокаливают до полного исчезновения черного дыма и
образования серой или белой золы. Органика сгорает, вода испаряется —
остаются только неорганические соли, в том числе сульфат свинца.
Обработка золы ацетатом аммония и отстаивание
Золу из каждой пробы обрабатывают 10–15 мл раствора ацетата аммония
CH₃COONH₄ (обычно используют 1 моль/л раствор). Ацетат аммония выбран
потому, что он:
14

• Отлично растворяет сульфат свинца (в отличие от воды, где сульфат свинца
почти нерастворим).
• Создает нейтральную или слабокислую среду, оптимальную для последующей
реакции с хроматом калия.
• Не мешает образованию осадка PbCrO₄.
Раствор с золой тщательно перемешивают и оставляют отстаиваться на 24 часа.
За это время ацетат аммония вытягивает практически весь свинец из золы в
жидкую фазу, а нерастворимый остаток оседает на дно. Над осадком образуется
прозрачный или слегка окрашенный раствор, содержащий ионы свинца Pb²⁺.
Добавление хромата калия
В отдельную чистую пробирку отбирают небольшую порцию (примерно 5 мл)
надосадочной жидкости из каждой пробы. Затем в пробирку добавляют 1 мл
приготовленного раствора хромата калия.
В нейтральной среде при комнатной температуре происходит реакция:
Pb²⁺ (из раствора) + CrO₄²⁻ (из реагента) → PbCrO₄ ↓
Образующийся хромат свинца — это вещество ярко-желтого цвета, плохо
растворимое в воде. В зависимости от концентрации свинца в исходной пробе,
результат наблюдается визуально:
· желтый осадок (виден даже после отстаивания твердые частицы на дне) —
содержание катионов свинца > 100 мг/л.
· Заметное помутнение раствора (раствор теряет прозрачность, становится
мутно-желтым, но осадок не выпадает сразу) — концентрация Pb²⁺ более 20
мг/л.
· Слабая опалесценция (раствор слегка мутнеет, как будто в нем растворили
каплю молока, но цвет почти не меняется) — концентрация свинца ~0,1 мг/л.
· Полная прозрачность — свинец отсутствует или его содержание ниже предела
чувствительности метода.

15

16

2.1.3 Результаты исследования

№ Проба снега

Концентрация катионов свинца

1

Двор жилого дома

Около 100 мг/л (выпадение желтого
осадка)

2

Парк Победы

Около 0,1 мг/л (опалесценция
раствора)

3

Автодорога

Около 20 мг/л (помутнение раствора)

4

Дистиллированная вода

Никаких изменений не произошло

17

Заключение
В процессе работы над индивидуальным проектом, мною были изучены
материалы из разных источников по выбранной теме, был проведен
эксперимент.
Сделав реакции на определение свинца, я убедилась, что он есть, и очень
удивилась, что самое большое его количество в снегу около жилого дома, но
потом я поняла, что концентрация свинца в выхлопных газах стоящего
автомобиля выше, чем у двигаюшегося, а возле дорог происходит рассеивание
солей свинца.
Подводя итог проведенному исследованию, можно сказать, что атмосфера —
источник нашей жизни. Загрязнение тяжелыми металлами,в частности свинцом,
требует пристального внимания. Результаты моего исследования позволяют
выявить экологически неблагополучные территории в городе,а также
подчеркнуть необходимость ужесточения контроля за выбросами
автотранспорта.

18

Список используемых источников
1. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста — М.:Наука, 1988.
2. Гиренок Ф.И. Экология, цивилизация, ноосфера. - М.:Наука, 1987.
3. Казначеев В.П. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. Новосибирск: Наука, 1989.
4. Моисеев Я.Я. Человек и ноосфера. - М.: Молодая гвардия, 1990.
5. Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха».
6. Интернет-ресурсы:
http://gosdoklad-ecology.ru/
https://www.consultant.ru/
https://znanierussia.ru/

19

Приложения
(Приложение 1, фото 1)

взятие пробы снега

(Приложение 2,фото 2)
20

определение концентрации катионов свинца в снегу

(Приложение 3, фото 3)

21

выпадение желтого осадка

22

(Приложение 4, таблица 1)

№ Проба снега

Концентрация катионов свинца

1

Двор жилого дома

Около 100 мг/л (выпадение желтого
осадка)

2

Парк Победы

Около 0,1 мг/л (опалесценция
раствора)

3

Автодорога

Около 20 мг/л (помутнение раствора)

4

Дистиллированная вода

Никаких изменений не произошло
Результаты исследования

23