Меню

Лабораторная работа по экологии река



Исследовательская работа «Оценка экологического состояния реки Джалга»

Суховеева Людмила Юрьевна

Исследовательская работа по экологии.

Скачать:

Вложение Размер
06_proekt._voda.doc 124 КБ
06_proekt._voda.doc 124 КБ

Предварительный просмотр:

Российский национальный конкурс водных проектов старшеклассников

Название работы: «Оценка экологического качества воды в реке Джалга».

Сведения об авторе: Суховей Ольга,

Ученица 10 класса МБОУ «Красномихайловская средняя

Сведения о руководителе: Суховеева Людмила Юрьевна,

Учитель биологии. МБОУ «Красномихайловская средняя

Адрес учреждения: Республика Калмыкия, Яшалтинский район,

с. Красномихайловское, ул. Школьная, 7

Качество воды — один из важнейших показателей качества окружающей среды, влияющий на здоровье человека. Мы решили исследовать реку Джалга, которая протекает рядом с нашим селом и оценить ее экологическое состояние.

Целью нашей работы было описание основных морфологических признаков и проведение в лабораторных условиях химических анализов отобранных водных образцов для выяснения их особенностей.

Для исследования брали три пробы воды, результат рассчитывали по среднему значению. Взятые пробы исследовали в тот же день, в течении нескольких часов.

По результатам исследования пришли к такому выводу: индекс качества воды составляет 4, 05, что соответствует чистым водам. Судя по обитателям, населявшим нашу речку, можно сказать, что она экологически чистая.

Трудно переоценить хозяйственную, климатическую, целебную роль малых рек.

Речная сеть поддерживает подземные водоносные горизонты, которые служат основными питьевыми источниками.

Реки и родники, которым в России нет числа – это наше богатство, наше достояние. Это емкий кусочек родной природы, о котором надо заботиться.

Но человеческое общество зачастую пренебрегает всеми законами логики и природы. Многие вещества попадают в воду реки Джалга со сточными водами с полей, свалок и являются ядами для ее обитателей. Попадая в организм с питьевой водой, после употребления зараженной рыбы, либо растений, при поливе которых используется загрязненная вода, вредные вещества вызывают отравления, болезни и более тяжелые последствия. Основные загрязнители поверхностных вод – нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения металлов (меди, цинка, железа, марганца), аммонийный и нитритный азот, а также пестициды.

Неужели все проходит для природы бесследно? В этом мы и решили разобраться.

Цель работы : Исследовать участок реки Джалга, проходящий через с. Красномихайловское с описанием основных морфологических признаков; проведение в лабораторных условиях химических анализов отобранных водных образцов для выяснения их особенностей.

1.Описать водный биотоп (участок реки проходящий возле с. Красномихайловское).

2.Провести биоиндификацию с помощью беспозвоночных.

3.Выяснить, загрязнена ли вода по её органолептическим свойствам.

4.Выявить, зависит ли видовое разнообразие от количества растворенного кислорода в воде.

6. Выявить наличие нитратов в воде.

Гипотеза: Выброс мусора, сельскохозяйственные стоки оказывают отрицательное влияние на состояние данного биотопа.

Актуальность: Малые реки — начальное звено речной сети, поэтому особенно важна борьба экологов за чистоту водоемов, водозаборов в малых населенных пунктах.

1.1. Физико-географическая характеристика реки Джалга.

Река Джалга – небольшая река, длиной 88км. Протекает на территории Республики Калмыкия и Ставропольского края, впадает в озеро Маныч – Гудило. Левый берег реки (со стороны поселка) – низкий, покрыт только небольшой травянистой растительностью. Околоводной растительности: осок, камышей, тростников – нет. Противоположный берег реки местами высокий, покрыт зарослями камышей, встречаются деревья.

2. Методы исследования.

С помощью физических, химических, биологических исследований можно оценить качество воды и обозначить тенденции в его изменении. Эти исследования дают понять, какие воздействия на водоемы являются неблагоприятными, и каким образом восстановить здоровье воды. В качестве исследования мы взяли воду из реки Джалга. При исследовании были соблюдены следующие правила: для получения максимально достоверного вывода брали три пробы воды, а результат рассчитывали по среднему значению; чем меньше времени проходит после отбора воды перед ее анализом, тем точнее результат; выполняли эксперименты, строго следуя методическим рекомендациям.

3.1. Определение содержания ионов водорода в воде: рН-фактор воды.

С помощью данного исследования можно определить содержание ионов водорода в воде. Оборудование и реактивы: пробы воды; универсальная индикаторная бумага; цветная шкала рН.

Ход работы : отобрали воду из реки, определили значение рН с помощью бумажных индикаторов (универсальная индикаторная бумага) немедленно после снятия пробы, поскольку изменение температуры воды влияет на значение рН.

Вывод: индикаторная бумага стала бесцветной, по шкале соответствует рН=7,0 (среда нейтральная).

3.2. Исследование влияния температуры воды на ее качество.

Оборудование: водный термометр.

Ход работы: опускали водный термометр в воду на 2 минуты на глубину 10 см.

Не вынимая термометра из воды, определили температуру воды.

Вывод : температура воды в реке на 10.01.12г. составляла 0 градусов.

3.3. Исследование мутности.

Мутность воды — мера содержания в ней взвешенных частиц, различных по происхождению. Это могут быть частицы глины, ила, планктонные организмы.

Оборудование: весы лабораторные, бумажный фильтр.

Ход работы : взвесили бумажный фильтр, определили массу фильтра, отфильтровали 1литр речной воды, высушили использованный фильтр, взвесили высушенный фильтр и определили его массу, вычислили разницу массы фильтра до и после фильтрования.

Разница в массе и есть величина мутности в мг/л (допустимая мутность питьевой воды 2 мг/л).

Вывод: Взвесили фильтр, его масса 500мг/л. После фильтрации масса фильтра составила 504мг/л. Мутность воды реки Джалга равняется 4 мг/л.

3.4. Исследование цвета воды.

Цвет природной воды обусловлен наличием в нем кислот, загрязнений промышленных предприятий, соединений железа, цветущих водорослей. Для описания цвета воды используют обычные его названия: желтый, светло-желтый, зеленоватый, бурый и т.д.

Вывод: вода в реке Джалга бесцветная.

3.5. Исследование воды на содержание нитритов и нитратов.

Азот является важным элементом, необходимым для построения белков и нуклеиновых кислот всеми живыми организмами. В водных экосистемах азот присутствует в молекулярном виде и в составе ионов.

Оборудование и реактивы: пробы воды, бумажные индикаторы для обнаружения связанного азота.

Ход работы: Бумажный индикатор (одна полоска) опускали в исследуемую воду.

Нормальным считается содержание нитрат-ионов 10мг/л., а нитрит-ионов -1мг/л.

Вывод: мы определили содержание нитрат-ионов ,их содержание в воде оказалось равным 0,01мг/л.

3.6. Определение прозрачности воды.

Суммарное количество взвешенных частиц в воде влияет на ее прозрачность.

— Налили в стеклянный мерный цилиндр высотой 30 см. речную воду.

— На столе разместили газетный текст стандартного шрифта.

— Цилиндр с водой находится над текстом на высоте 5 см.

— Прочитали текст через водяной столб.

— Прозрачность исследуемой воды оценивается по одной из трех характеристик: прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная.

Вывод: вода реки Джалга малопрозрачная.

3.7. Определение запаха воды.

Запах воды определяют при комнатной температуре и при нагревании до 50-60С, характеризуется качественно (запах ароматический, гнилостный, болотный, землистый и т.д.) и количественно.

Сила и характеристика при пятибалльной шкале.

Источник

Урок №7.а. Практическая работа №3. Оценка экологического состояния водных объектов

Тип урока — комбинированный

Методы: частично-поисковый, про­блемного изложения, репродуктивный, объясни­тельно-иллюстративный.

— осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.

Воспитательные:

Воспитывать культуру поведения в природе, качества толерантной личности, прививать интерес и любовь к живой природе, формировать устойчивое положительное отношение к каждому живому организму на Земле, формировать умение видеть прекрасное.

Личностные: познавательный интерес к экологии.. Понимание не­обходимости получения знаний о многообразии биотических связей в природных со­обществах для сохранения естественных биоценозов. Способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе. Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников

Познавательные: умение работать с различными источниками информации, пре­образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.

Коммуникативные: участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товари­щей по классу, выступать перед аудиторией, используя мультимедийное оборудование или другие средства демонстрации

Планируемые результаты

Предметные: знать — понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь — определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география. Планировать действия с поставленной целью; находить необходимую информацию в учебнике и справочной литературе; осуществлять анализ объектов природы; делать выводы; сформулировать собственное мнение.

Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Оценка экологического состояния водоемов

Цель занятий: ознакомить студентов с принципами оценки современного экологического состояния водоемов, испытывающих различное антропогенное воздействие, на основе результатов микробиологических исследований.

— изучить принципы проведения мониторинга водных объектов;

— изучить источники загрязнения водного бассейна;

— овладеть методикой оценки экологического состояния водоемов

Учебные вопросы:

1. В каких целях осуществляется государственный мониторинг водных объектов?

2. Какие требования предъявляются к санитарно-гигиеническому состоянию водоемов?

3. Какие гидробионты служат биоиндикаторами состояния водоема и качества воды?

4. Что включает в себя государственный водный реестр?

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление о:

— антропогенных источниках воздействия на водные объекты;

— представителях гидрофауны, используемых как объекты биоиндикации;

— обоснованиях для пользования водным объектом;

— законодательную базу, нормативную документацию в области пользования водным объектом;

— порядок осуществления наблюдений за состоянием водных объектов;

— порядок осуществления государственного мониторинга водных объектов;

— перечень способов наблюдений за техническим состоянием водохранилища и входящих в его состав сооружений, а также порядок осуществления таких наблюдений;

— принципы сбора, обработки и хранения сведений, полученных в результате наблюдений;

— своевременно осуществлять мероприятия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций на водных объектах;

— вести учет использования водных ресурсов водохранилища;

— своевременно выявлять и прогнозировать негативное воздействие на водоемы;

Владеть навыками

— осуществления государственного мониторинга водных объектов;

— разработки и реализации мер по предотвращению негативных последствий антропогенных воздействий;

— оценки эффективности осуществляемых мероприятий по охране водных объектов.

оценки экологического состояния водных объектов по микробиологическим показателям.

Водным объектом является природный либо искусственный водоем, водоток либо другой объект, постоянное или временное сосредоточение вод в котором обладает характерными формами и признаками водного режима (изменения во времени уровней, расхода и объема воды в водном объекте).

Ухудшение качества и загрязнение воды, истощение водных ресурсов происходят постоянно. Это объясняется соприкосновением с водой и переносом различных веществ. Изменения носят циклический, реже спонтанный характер: они связаны с извержениями вулканов, землетрясениями, цунами, наводнениями и другими катастрофическими явлениями. В антропогенных условиях такие изменения состояния воды носят однонаправленный характер: инородные вещества, попавшие в воду, накапливаются в ней, ухудшая органолептические свойства. Загрязнение воды происходит, когда количество содержащихся в воде инородных веществ, особенно тех, которые оказывают неблагоприятное влияние на человека, животных и растения, достигает критических значений.

Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, разделяющимися на группы по их биологическим и физико-химическим свойствам. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся в ней молекулярном или ионном состоянии. Вторая группа — это те вещества, которые образуют с водой взвеси или коллоидные системы. В коллоидном состоянии могут быть минеральные или органические частицы, нерастворимые формы гумуса и отдельные вирусы. Взвесями же являются чаще всего планктон, бактерии и нерастворимые мельчайшие твердые частицы.

Содержание естественных частиц в поверхностных водах неодинаково. Минимальное содержание солей характерно для наших северных рек, а для южных, питаемых подземными водами — максимальное, до 1,5 г/л. По виду исходных (природных) солей, превалирующих в воде, реки подразделяют на гидрокарбонатные (Волга, Днепр), сульфатные (Дон, Северский Донец), хлоридные и тому подобное. Но все же состояние рек в первую очередь определяется антропогенным фактором.

Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы. По данным ВОЗ (Всемирная организация здоровья), около 80 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод выявили тенденцию к росту их загрязненности. Ежегодно увеличивается число створов с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК).

Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности.

Микробное загрязнение вод происходит в результате поступления в водоемы патогенных микроорганизмов. Имеет место также тепловое загрязнение вод в результате поступления нагретых сточных вод.

Загрязняющие вещества условно можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворимые примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.

Практически все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются воздействию вредных антропогенных загрязнений, особенно такие реки, как Волга, Дон, Северная Двина, Уфа, Тобол, Томь и другие реки Сибири и Дальнего Востока. 70% поверхностных вод и 30% подземных потеряли питьевое значение и перешли в категории загрязненности — «условно чистая» и «грязная». Практически 70% населения РФ употребляют воду, не соответствующую ГОСТу «Вода питьевая».

Нарастают процессы деградации поверхностных водных объектов за счет сбросов в них загрязненных сточных вод предприятиями и объектами жилищно-коммунального хозяйства, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, мясной, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, а также черной и цветной металлургии, сбора коллекторно-дренажных вод с орошаемых земель, захоронения на морском дне загрязняющих веществ (радиоактивных отходов и т. п.), разнообразных утечек с судов морского транспорта, аварийных выбросов и сброса судов, добычи полезных ископаемых на морском дне, выпадения загрязняющих веществ с осадками из атмосферы.

Продолжается истощение водных ресурсов рек под влиянием хозяйственной деятельности. Практически исчерпаны возможности безвозвратного водоотбора в бассейнах рек Кубань, Дон, Терек, Урал, Исеть, Миасс и ряда других. Неблагополучным является состояние малых рек, особенно в зонах крупных промышленных центров. Значительный ущерб малым рекам наносится в сельской местности из-за нарушения особого режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах, приводит к загрязнению рек, а также смыву почвы в результате водной эрозии.

Возрастает загрязнения подземных вод, используемых для водоснабжения. В РФ выявлено около 1200 очагов загрязнения подземных вод, из которых 86% расположены в европейской части. На территории России обнаружено около 500 участков, где подземные воды загрязнены сульфатами, хлоридами, соединениями азота, меди, цинка, свинца, кадмия, ртути, уровни содержания которых в десятки раз превышают ПДК.

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами. К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах. Температура воды из колодцев должна быть 7. 12 °С. Вода, имеющая более высокую температуру, теряет свои освежающие свойства. Температура ниже 5°С считается вредной для здоровья людей и приводит к простудным заболеваниям. Под цветностью понимают ее окраску и выражают в градусах по платиново-кобальтовой шкале. Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода подземных источников имеет малую мутность.

Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее физические (органолептические) показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т.д.). Также органические вещества повышают цветность, вспениваемость, оказывают неблагоприятное действие на человека и животных. Установлено, что незначительные изменения физических свойств воды снижают секрецию желудочного сока, а приятные вкусовые ощущения повышают остроту зрения и частоту сокращений сердца (неприятные — снижают).

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей. Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH. При pH=7 среда нейтральная; при pH 7 среда щелочная.

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг·экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников — относительно невысокую (3-6 мг·экв/л). Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь — каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг·экв/л. В последние годы высказано предположение, что вода с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечнососудистых заболеваний.

Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Для колодцев особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и др.

Содержание в воде растворенных солей (мг/л) характеризуется плотным (сухим) осадком. Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния -10 мг/л.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб. см воды и должен быть не более 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями. Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-титр — обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять не менее 300. Коли-индекс — число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

учебный фильм — «Экологический мониторинг водных объектов»

Оценка экологического состояния грунтовых вод

Источник

Лабораторно-практические работы по экологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СОКОЛЬСКИЙ ТЕХНИКУМ ИНДУСТРИИ СЕРВИСА И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА»

(ГБПОУ СТИСП)

Директор ГБПОУ СТИСП

«___» _____________20 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ОУД.17. Экология

Программа методических рекомендаций по лабораторно-практическим работам учебной дисциплины ОУД.17. Экология является частью основной профессиональной образовательной программы по специальности 23.01.03 «Автомеханик»

РАССМОТРЕНА И РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ

на заседании методической комиссии

Протокол № __ от ____ __________ 2017 г.

Организация-разработчик: ГБПОУ «СТИСП»

Разработчик: Кириллова К.В., преподаватель общеобразовательных дисциплин ГБПОУ «СТИСП»

Лабораторно-практическая работа № 1…………………………………

Лабораторно-практическая работа № 2…………………………………

Лабораторно-практическая работа № 3………………………………….

Лабораторно-практическая работа № 4…………………………………

Лабораторно-практическая работа № 5………………………………….

1.Пояснительная записка

Лабораторные работы составляют важную часть теоретической и профессиональной практической подготовки обучающихся.

Выполнение лабораторных работ направлено на

• обобщение, систематизацию, углубление, закрепление полученных

теоретических знаний по дисциплине;

• формирование умений применять полученные знания на практике;

• выработку при решении поставленных задач таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива.

Состав заданий для лабораторных работ спланирован с расчетом, того, чтобы за определенное время они могли быть качественно выполнены обучающимися.

Обучающимся предоставляется возможность предварительно повторить теоретический материал и в процессе работы заполнить представленный по вариантам отчет или другую форму (таблицу, схему), которые сдаются в конце работы преподавателю.

В ходе практических занятий обучающиеся приобретают навыки:

работы с оборудованием лаборатории;

уметь делать выводы и обобщения проведенной практической работы;

о современном состоянии окружающей среды России и планеты;

о воздействии негативных экологических факторов на человека;

правовые вопросы экологической безопасности;

о планетарных экологических проблемах и путях ликвидации экологических катастроф.

Перед проведением лабораторно-практических работ преподаватель разрабатывает инструкции по проведению работ, формы для отчета. Некоторые приемы и процессы демонстрируются преподавателем в процессе водного инструктирования и последующих текущих инструктажей в процессе обхода рабочих мест обучающихся и выполняемых наблюдений за процессом выполнения ими работ (заданий). Но в основном обучающиеся работают самостоятельно, используя инструкцию, содержащую последовательность выполнения каждой работы.

На выполнение каждой работы отводится от 1 до 2 часов.

Работа состоит из двух частей, первая часть — практические задания, вторая часть — теоретические вопросы по теме лабораторно — практической работы.

По окончании лабораторно-практической работы преподаватель подводит итог, отмечая положительные стороны и ошибки при выполнении той или иной работы.

В данной методической разработке представлены 5 лабораторно-практических работ, 5 часов.

2. Тематика лабораторно-практических работ по дисциплине «Экология»

Экологические факторы и экосистема

Антропогенные факторы среды и влиянение их на организм человека (влияние выхлопных газов автомобиля на организм человека)

Пути решения экологических проблем

Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта. Часть 1.

Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта. Часть 2.

Лабораторно-практическая работа № 1.

Тема: Экологические факторы и экосистема

Цель: на основе полученных знаний закрепить понятие экосистемы и выделить основные экологические факторы.

Материалы и оборудование : тетрадь для практических работ, ручки, карандаши, теоретические положения.

Теоретические положения

Экологические факторы – это отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов. По природе экологические факторы делят на абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы – компоненты неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на организм. Их делят на следующие группы:

– климатические факторы (свет, температура, влажность, ветер, атмосферное давление и др.);

– геологические факторы (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.);

– орографические факторы, или факторы рельефа (высота местности над уровнем моря, крутизна местности – угол наклона местности к горизонту, экспозиция местности – положение местности по отношению к сторонам света и др.);

– эдафические, или почвенно-грунтовые, факторы (гранулометрический состав, химический состав, плотность, структура, рН и др.);

– гидрологические факторы (течение, соленость, давление и др.).

Иначе абиотические факторы делят на физические и химические.

Биотические факторы – воздействие на организм других живых организмов.

В зависимости от вида воздействующего организма их разделяют на две группы:

– внутривидовые, или гомотипические, факторы – это влияние на организм особей этого же вида (зайца на зайца, сосны на сосну и т.д.);

– межвидовые, или гетеротипические, факторы – это влияние на организм особей других видов (волка на зайца, сосны на березу и т.д.).

В зависимости от принадлежности к определенному царству биотические факторы подразделяют на четыре основные группы:

– фитогенные факторы – это влияние на организм;

– зоогенные факторы – влияние животных;

– микогенные факторы – влияние грибов;

– микробогенные факторы – влияние микроорганизмов (вирусов, бактерий, простейших).

По типу взаимодействия различают протокооперацию, мутуализм, комменсализм, внутривидовую и межвидовую конкуренции, паразитизм, хищничество, аменсализм, нейтрализм.

Антропогенные факторы – деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).

При этом различают воздействие человека как биологического организма (потребление пищи, дыхание, выделение и т.д.) и его хозяйственную деятельность (сельское хозяйство, промышленность, энергетика, транспорт, бытовая деятельность и т. д.). Факторы, связанные с хозяйственной деятельностью человека, называются техногенными.

В зависимости от характера воздействий антропогенные факторы делят на две группы:

– факторы прямого влияния – это непосредственное (прямое) воздействие человека на организм (скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбы и т. д.);

– факторы косвенного влияния – это опосредованное (косвенное) воздействие на организм (загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, беспокойство и т.д.).

В зависимости от последствий воздействия антропогенные факторы делят на следующие группы:

– положительные факторы – факторы, которые улучшают жизнь организмов или увеличивают их численность (разведение и охрана животных, посадка и подкормка растений, охрана окружающей среды и т. д.);

– отрицательные факторы – факторы, которые ухудшают жизнь организмов или снижают их численность (вырубка деревьев, отстрел животных, разрушение местообитаний и т.д.).

Экологические факторы могут оказывать на организм прямое действие и косвенное. Косвенное воздействие осуществляется через другие экологические факторы. Например, высокая температура может вызвать ожог (прямое действие), а может привести к обезвоживанию организма (косвенное воздействие).

Разные экологические факторы обладают различной изменчивостью в пространстве и во времени. Одни из них относительно постоянны (например, сила тяготения, солнечная радиация, соленость океана), другие очень изменчивы (например, температура и влажность воздуха, сила ветра). По характеру изменения во времени экологические факторы подразделяют на три группы.

Регулярно-периодические факторы – это факторы, меняющие свою силу в зависимости от времени суток, сезона года, ритма приливов и отливов (освещенность, температура, длина светового дня и т.д.).

Нерегулярные (непериодические) факторы – это факторы, не имеющие четко выраженной периодичности (наводнение, ураган, землетрясение, извержение вулкана, нападение хищника и т.д.).

Направленные факторы – это факторы, действующие на протяжении длительного промежутка времени в одном направлении (похолодание или потепление климата, зарастание водоема, эрозия почвы и т.д.).

По характеру ответной реакции организма на воздействие экологического фактора различают следующие группы экологических факторов.

Раздражители – факторы, вызывающие биохимические и физиологические изменения (адаптации).

Модификаторы – факторы, вызывающие морфологические и анатомические изменения (адаптации).

Ограничители – факторы, обусловливающие невозможность существования организма в данных условиях и ограничивающие ареал его распространения.

Сигнализаторы – факторы, информирующие об изменении других факторов.

По принципу возможности потребления при взаимодействии с организмом экологические факторы подразделяют на ресурсы и условия.

Ресурсы – это экологические факторы среды обитания, которые организм потребляет, то есть их количество в результате взаимодействия с организмом может уменьшаться (пища, вода, солнечная энергия, кислород, углекислый газ и т.д.).

Условия – это экологические факторы среды обитания, которые организм не потребляет, то есть их количество не уменьшается, но они могут оказывать влияние на организм (температура, влажность, атмосферное давление, гравитационное поле и т.д.). Существуют и другие классификации экологических факторов, в зависимости от положенных в их основу критериев.

Кратко описать экологические факторы и их классификацию.

Заполнить таблицу № 1. «Компоненты экосистемы»

Компоненты экосистемы

Заполните таблицу № 2. «Типы взаимодействий между популяциями видов А и В»

Типы взаимодействий между популяциями видов А и В

Тип взаимодействия

Общий характер взаимодействия

Ни одна популяция не оказывает влияния на другую

Конкуренция, непосредственное взаимодействие

Прямое взаимное подавление обоих видов

Конкуренция, взаимодействие из-за ресурсов

Опосредованное подавление, возникающее, когда появляется недостаток в каком-либо факторе, используемом обоими видами

Одна популяция подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного влияния

Популяция паразита обычно меньше, чем популяция хозяина

Особи хищника обычно больше особей добычи

Популяция комменсапа (1) получает пользу от объединения с популяцией хозяина (2), для которой это объединение безразлично

Взаимодействие друг с другом полезно для обеих популяций, но не является облигатным

Облигатное взаимодействие, полезное для обеих популяций

Обозначить с помощью: 0 — нет влияния на данный вид, + — благоприятное влияние, — — неблагоприятное (отрицательное) влияние.

Лабораторно-практическая работа № 2

Тема: Антропогенные факторы среды и влияние их на организм человека (влияние выхлопных газов автомобиля на организм человека).

Цель: ознакомление с основными видами антропогенных загрязнений окружающей среды.

Материалы и оборудование: тетрадь для практических работ, ручка, карандаш, линейка, теоретические положения.

Теоретические положения

Антропогенные факторы среды – это факторы, возникновение которых обусловлено хозяйственной или иной деятельностью человека.

Наибольшую опасность для человека и животных представляют экотоксиканты. Экотоксиканты – вредные химические вещества, загрязняющие окружающую среду и отравляющие находящиеся в ней живые организмы. Основными источниками их поступления являются : предприятия химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, деревообрабатывающей, топливной и других промышленных отраслей; различные виды транспорта (особенно автомобильный); ТЭЦ и другие энергетические установки; сельскохозяйственное производство (минеральные удобрения, пестициды); АЭС и предприятия, использующие атомную энергию и т. д.

Среди десяти наиболее опасных веществ и факторов воздействия следует назвать тяжелые металлы (Hg, Co, Mo, Pb, Cd, As, Zn, Cu, и др.), летучие органические соединения, формальдегид, пестициды, побочные продукты сгорания (CO, CO2, NO2, ЯО2 и др.), ядовитые и канцерогенные вещества в продуктах питания, пыль, асбест, бактерии, радиацию.

В настоящее время автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота и угарным газом, содержащимися в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60 % по СО и более 50 % по NОx от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NОx можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двигателя, а также двигателя в режиме прогрева. Концентрация оксида углерода (II) в выхлопных газах автомобиля составляет 0,3-10 %, углеводородов (несгоревшего топлива) – до 3 % и оксидов азота – до 0,8 %.

Задание 1. Дать определения следующим понятиям:

1.Антропогенные факторы среды

2. Экотоксиканты, основные источники их поступления.

Задание 2. Заполнить таблицу. Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека (по Х. Ф. Френчу, 1992)

Токсичные выбросы (тяжелые металлы)

Лабораторно-практическая работа № 3

Тема: Пути решения экологических проблем

Цель: выяснить основные экологические проблемы своей области и доступные пути их решения на данном этапе.

Материалы и оборудование: тетрадь для практических работ, ручки, карандаши, линейки, учебные материалы.

Задание 1: Заполни таблицу.

Экологическая проблема

Пути решения

Утилизация бытового мусора.

Парниковый эффект (потепление климата).

Задание 2:

В настоящее время в мире насчитывается более 400 млн. автомобилей.

Объясните высказывание: «Автомобиль соткан из противоречий. С одной стороны, он облегчает нашу жизнь, с другой – отравляет»

Лабораторно-практическая работа № 4-5.

Тема: Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта.

Цель: определение количества загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта.

Материалы и оборудование: тетрадь для практических работ, ручки, карандаши, линейки, учебные материалы.

Теоретические положения

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА АНТРОПОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ, ПОПАДАЮЩИХ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В РЕЗУЛЬТАТЕ РАБОТЫ АВТОТРАНСПОРТА

Автомобильный транспорт относится к основным источникам загрязнения окружающей среды. В крупных городах на долю автотранспорта приходится более половины объема вредных выбросов в атмосферу. В мегаполисах эта величина еще больше: Санкт-Петербург – 71%, Москва – 88 %. Уровни загрязнения воздуха оксидами азота и углерода, углеводородами и другими вредными веществами на большинстве автомагистралей в 5-10 раз превышают предельно допустимые концентрации.

Большинство сортов применяемого ныне бензина содержит в качества антидетонационной присадки тетраэтилсвинец (0,41 – 0,82 г/л). Бензин с такой присадкой называют этилированным. Применение этой присадки позволяет сократить потребление топлива, но загрязняет атмосферу соединениями свинца.

Низкий технический уровень отечественных автомобилей и эксплуатацию, не соответствующую требованиям национальных стандартов, подтвердили результаты операции «Чистый воздух», проведенной в 1997 году. Практически во всех субъектах РФ отмечено, что доля автомобилей, эксплуатируемых с превышением действующих нормативов по токсичности и дымности, в среднем составляет 20 – 25 % и в отдельных регионах страны достигает 40 %.

ВЛИЯНИЕ НА ЧЕЛОВЕКА ОТРАБОТАВШИХ

ГАЗОВ АВТОМОБИЛЕЙ

Во многих странах, и в первую очередь индустриально развитых и густонаселенных, нарастает загрязнение поверхности Земли механическими примесями в виде золы, пыли, шлаков. Такое загрязнение особенно велико в районах размещения крупных транспортных узлов.

При сжигании в автотранспортных установках топлива, в воздух выбрасывается с продуктами сгорания и сернистый ангидрид, который, соединяясь с атмосферной влагой, образует сернистую и серную кислоты, попадающие, в конечном счете и в почву, и в воду. Подобные агрессивные вещества оказывают сильное вредное влияние, прежде всего, на растительный мир, угнетая леса на больших территориях. Скапливаясь в воздухе, они угрожают также животному миру и человеку, интенсивно разрушают металлические конструкции, лакокрасочные покрытия, бетонные и каменные сооружения. Большой вред наносится зданиям, мостам, архитектурным памятникам и другим сооружениям.

Доля отработавших газов автомобилей в загрязнении атмосферного воздуха больших городов изменяется в зависимости от времени и пропорциональна интенсивности движения транспортных средств. Минимальная концентрация вредных веществ наблюдается в ночные часы, когда их содержание в воздухе в несколько раз меньше, чем днем. Максимальная концентрация отмечается в часы пик. Атмосфера улиц самоочищается в результате проветривания. При одной и той же интенсивности движения большее загрязнение воздуха отмечается в районах плотно застроенных высокими зданиями, и вдоль дорог с узкой проезжей частью.

В автомобильных двигателях химическая энергия топлива преобразуется в тепловую, а затем в механическую работу. Процесс высвобождения химической энергии реализуется посредством горения, при котором реагенты энергоносителя соединяются с кислородом. В продуктах окислительных реакций содержатся: оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды, альдегиды, соединения свинца, бенз(а)пирен, оксиды серы, углеводороды и другие побочные продукты горения.

В транспортном машиностроении в той или иной степени используется ртуть. Заражение среды обитания ртутью представляет большую опасность. Установлено, что ртуть, не только расстраивает здоровье, но и нарушает генетический аппарат, оказывая отрицательное воздействие на последующие поколения.

Транспорт — один из крупнейших потребителей пресной воды. Большое количество воды используется всеми видами транспорта для различных технологических и технических целей (охлаждение двигателя, жидкости для мойки и пр.).

По воздействию на организм человека компоненты отработавших газов подразделяются на:

Токсичные – оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды, альдегиды, соединения свинца;

Канцерогенные – бенз(а)пирен;

Раздражающего действия – оксиды серы, углеводороды.

Влияние перечисленных компонентов отработанных газов на организм человека зависит от их концентрации в атмосфере и продолжительности действия.

Оксид углерода при вдыхании попадает в кровь и образует комплексное соединение с гемоглобином – карбоксигемоглобин. Оксид углерода реагирует с гемоглобином в 210 раз быстрее, чем кислород, что приводит к развитию кислородной недостаточности. Признаками кислородной недостаточности являются нарушения в ЦНС, поражения дыхательной системы, снижение остроты зрения. Увеличенные среднесуточные концентрации оксида углерода способствуют возрастанию смертности лиц с сердечно – сосудистыми заболеваниями.

Оксид углерода в воздухе в зависимости от степени концентрации вызывает слабое отравление через 1 ч (концентрация С=0,05 об.%), потерю сознания через несколько вдохов (С=1 об.%).

Из оксидов азота наибольшую опасность представляет диоксид азота NO 2 . Воздействие оксидов азота на человека приводит к нарушению функций легких и бронхов. Воздействию оксидов азота в большей степени подвержены дети и люди, страдающие сердечно – сосудистыми заболеваниями.

Оксиды азота в воздухе в зависимости от концентрации вызывают раздражение слизистых оболочек носа и глаз (С=0,001 об.%), начало кислородного голодания (С=0,001 об.%), отек легких (С=0,008 об.%).

Сернистый ангидрид в воздухе даже в относительно низких концентрациях увеличивает смертность от сердечно – сосудистых заболеваний, способствует возникновению бронхитов, астмы и других респираторных заболеваний.

Углеводороды в результате фотохимических реакций с оксидами азота образуют смог. Бенз(а)пирен, попадая в организм человека, постепенно накапливается до критических концентраций и стимулирует образование злокачественных опухолей.

Сажа не представляет непосредственной опасности для человека. Сажа является адсорбентом канцерогенных веществ и способствует усилению влияния других токсических компонентов, например сернистого ангидрида.

Свинец способен накапливаться в организме, попадая в него через дыхательные пути, с пищей и через кожу. Поражает ЦНС и кроветворные органы.

В первую очередь воздействию токсических составляющих отработавших газов подвергается водитель автомобиля. Анализ воздуха в кабинах транспортных средств показал, что концентрация оксида углерода (особенно в кабинах грузовых автомобилей) может превышать предельно допустимые нормы.

Выбросы SO 2 являются причиной выпадения сернокислотных осадков, способствующих закислению почвы, воды и разрушению облицовки зданий. Возрастание концентрации оксида углерода опасно возникновением парникового эффекта, который приводит к возрастанию температуры воздуха у поверхности Земли.

ВЛИЯНИЕ ПЫЛИ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Степень запыленности воздуха при движении автомобильного транспорта зависит от следующих факторов: времени года, типа покрытия дороги и вида почвы, направления ветра, интенсивности движения, грузоподъемности автомобиля, типа шин.

Основной частью пыли является кварц. На городских магистралях в уличной пыли обнаруживаются также примеси кальция, кадмия, свинца, хрома, цинка, меди, железа. Присутствие перечисленных примесей определяется функционированием автомобильного транспорта и обработкой магистралей антиобледенительными составами. Увеличивают выброс пыли шины, оснащенные шипами. Износ дорожного полотна при их использовании в зимний период составляет 2-4 мм. В целом ряде стран использование шипованных шин запрещено, за исключением ограниченного числа автомобилей специального назначения. Воздействие пыли увеличивает скорость изнашивания машин и механизмов и оказывает вредное влияние на организм человека. Вредное воздействие пыли на организм человека зависит от ее дисперсности, твердости частиц, формы пылинок и т. д. Мелкодисперсная пыль наиболее опасна, потому что оседает в легких и бронхах и при длительном вдыхании приводит к возникновению профессиональных заболеваний. Особенно опасны для организма кислотосодержащие аэрозоли, адсорбирующие канцерогенные вещества. Первые нарушают кислотное равновесие тканевых клеток; вторые, постепенно накапливаясь в организме, могут явиться причиной возникновения злокачественных опухолей.

Роль автотранспорта, а значит и выбросов от него, во всем мире растет. Сейчас в мире ежегодно выпускается около 25 млн. машин. К 2000 г. численность мирового автопарка приблизилась к 500 млн. машин из них 400 млн. легковых. В среднем же нормально эксплуатируемый автомобиль в сутки выбрасывает 4 кг только углекислого газа! Для многих городов России выбросы автотранспорта являются превалирующими.

Известно, что количество бензапирена в выхлопных газах резко возрастает на режимах торможения автомобилей — до 50-100 мг за 1 мин работы на низкосортном бензине. Если это количество распределить равномерно, оно способно создать концентрацию, равную ПДК, в громадном объеме воздуха — чуть меньше 1 кмЗ. Пути снижения вредного воздействия этих выбросов следующие.

Отказ от этилированного бензина для исключения выбросов соединений свинца и уменьшения непредельных углеводородов. Переход на газ или неэтилированный бензин (токсичность при этом снижается в 18-22 раза), повышение полноты сгорания за счет автоматического управления процессом, специальных систем и регулировок. Это сказывается и на расходе бензина. Уже сегодня в Японии достигнут уровень 2,5 л на 100 км.

Замена карбюраторных двигателей, где это возможно, дизельными, дающими менее вредные выбросы.

Решение вопросов по созданию электротранспорта, в т.ч. по величине пробега с одной зарядки и снижению выбросов от аккумуляторных батарей. Перевод общественного транспорта на электрическую тягу там, где нет дефицита энергии (метро, троллейбусы и др.)

Загрязнение среды соединениями свинца вызывает все большее опасение, прежде всего за счет именно автотранспорта. В 1995 г. выброшено в РФ около 5,7 тыс. т соединений свинца, из них почти 4 тыс. т — от автомобилей, 700 т — от предприятий цветной металлургии; по 400 т — от авиационных и ракетных двигателей, ТЭЦ; 200 т — от предприятий лакокрасочной, стекольной и оборонной промышленности. Отказ от этилированного бензина может снизить загрязнение соединениями свинца в несколько раз.

Значительна роль архитектурно-планировочных мероприятий и зеленых насаждений в снижении количества и уменьшении вредности выбросов. Специальные развязки и объезды, улучшение качества дорог и ликвидация ненужных участков торможения могут увеличить среднюю скорость движения транспорта. При этом, если скорость возрастает, к примеру, с 20 до 60 км/ч, общее количество выбросов уменьшится в 4-5 раз, а наиболее вредных (например, бензапирена) — еще значительнее. При остановке у светофоров выбросы вредных веществ увеличиваются в 1,5-2 раза даже по сравнению с движением на первой скорости. Дороги с интенсивным движением следует выносить за пределы жилых и рекреационных зон или хотя бы защищать эти зоны «зеленым щитом» от загазованности. Даже однорядная высадка деревьев с кустарниками (высотой 1,5 м) на ширине 3-4 м снижает уровень загазованности на 10-15%, а при 4-х рядах шириной 30-50 м — на 60-70%. В НИИ им. Курчатова подсчитано, что во избежание гибельного «парникового эффекта» нужно уменьшить сжигание органического топлива в 2 раза за ближайшие 20 лет. Но того же эффекта можно добиться увеличением площади зеленых насаждений на 1-2 млн. км 2 при стабилизации сжигаемой массы на сегодняшнем уровне.

Определяющее внимание транспорта на состояние окружающей среды требует особого внимания к применению новых экологически чистых видов топлива. К ним относится, прежде всего, сжиженный или сжатый газ. Важность этого вопроса для России подтверждается тем, что на уровень федерального закона вынесен законопроект «Об использовании природного газа в качестве моторного топлива», вызвавший очень большой интерес не только у специалистов транспорта, но и у экологов.

В мировой практике в качестве моторного топлива наиболее широко используется сжатый природный газ, содержащий не менее 85% метана. По энергоемкости 1 м природного газа эквивалентен 1 л бензина марки А-76.

В меньшей степени распространено применение попутного нефтяного газа, представляющую собой смесь, преимущественно — пропана и бутана. Для замещения 1 л бензина требуется 1,3 л сжиженного нефтяного газа, а экономическая эффективность его по эквивалентным затратам на топливо в 1,7 раз ниже, чем у сжатого газа. Следует отметить, что природный газ, в отличие от нефтяного газа, не токсичен.

В таблице 1 приведено сопоставление удельных выбросов в процентах для ДВС автомобилей по результатам комплексных испытаний при условии, что выбросы от ДВС на неэтилированном бензине приняты за 100 %.

Содержание токсичных компонентов в выхлопных газах ДВС, %

Анализ показывает что, применение газа сокращает выбросы: окислов углерода — в 3-4 раза; окислов азота — в 1,5-2 раза; углеводородов (не считая метана) — в 3-5 раз; частиц сажи и двуокиси серы (дымность) дизельных двигателей — в 4-6 раз.

Особо следует остановиться на выбросах углеводородов, которые претерпевают в атмосфере фотохимическое окисление под действием ультрафиолетового облучения. Продукты этих окислительных реакций образуют так навываемый смог. В бензиновых двигателях основное количество углеводородовприходится на этан и этилен, а в газовых — на метан. Легче всего под воздействием ультрафиолетового излучения окисляются непредельные углеводороды, такие, как этилен. Предельные углеводороды, включая метан, более стабильны. Поэтому в ограничительных стандартах автомобильных выбросов ряда стран углеводороды учитываются без метана, хотя пересчет ведется на метан.

Важно иметь в виду, что при использовании газового топлива увеличивается моторесурс двигателя — в 1,4-1,8 раза; срок службы свечей зажигания — в 4 раза; моторного масла — в 1,5-1,8 раза; межремонтный пробег — в 1,5-2 раза. При этом снижается уровень шума на 3-8 дБ и время заправки. Все это обеспечивает быструю окупаемость затрат на перевод транспорта на газомоторное топливо.

Внимание специалистов привлекают вопросы безопасности использования газомоторного топлива. В целом взрывоопасная смесь газовых топлив с воздухом образуется при концентрациях в 1,9-4,5 раза больших, чем с бензином и дизельным топливом, что снижает опасность образования такой смеси.

Однако, определенную опасность представляют утечки газа через неплотность соединений. В этом отношении наиболее опасен сжиженный нефтяной газ, который в результате утечки образовывает местные скопления, способные «разливаться», что при возгорании увеличивает очаг пожара.

Отечественный и мировой опыт эксплуатации автомобилей не на газомоторном топливе, однако, не позволяет считать их более опасными, чем автомобили на бензине, если к этому добавить имеющийся в России на сегодня комплекс технических средств, обеспечивающих применение газа на транспорте, то необходимо признать, что переход на газомоторное топливо — вопрос ближайшего времени. Он диктуется экономическими, экологическими и технологическими соображениями.

Кроме сжиженного (сжатого газа) многие специалисты предрекают большое будущее жидкому водороду, как практически идеальному, с экологической точки зрения, моторному топливу. Но существуют проблемы, связанные как со свойствами самого водорода, так и его производством. Как горючее для транспорта водород удобнее и безопаснее в жидком виде, где в пересчете на 1 кг он превосходит по калорийности керосин в 6,7 раза и жидкий метан в 1,7 раза. В то же время плотность жидкого водорода меньше, чем у керосина почти на порядок, что требует больших баков, которые необходимо теплоизолировать, что также влечет за собой дополнительный вес и объем. Высокая температура горения водорода приводит к образованию значительного количества экологически вредных окислов азота, если окислителем является воздух. Истинный перелом в мировой топливной базе на основе водорода, может быть, достигнут путем принципиального изменения способа его производства, когда исходным сырьем станет вода, а первичным источником энергии — солнце или сила падающей воды.

Задание 1. Описать влияние на человека отработавших газов автомобилей.

Задание 2. Влияние пыли на здоровье человека.

1.Выберите участок автотрассы вблизи учебного заведения (места жительства, отдыха) длиной 0,5 – 1 км, имеющий хороший обзор.

2.Определите число единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 20 минут. Получив у преподавателя, расчетные данные по длине участка приступайте к вычислениям. При этом заполняйте таблицу:

Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов являются:

число единиц автотранспорта, проезжающего по выделенному участку автотрассы в единицу времени;

нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города приведены в таблице).

Источник

Учебный проект: исследовательская работа «Оценка экологического качества воды в реке Берняжка»

Качество воды — один из важнейших показателей качества окружающей среды, влияющий на здоровье человека. Работа является исследовательской и подразумевает использование интерактивных методов.

Цель работы: формирование экологического сознания и экологической культуры.

  1. Привлечение внимания учащихся к проблеме загрязнения вод.
  2. Реализация межпредметных экологических связей.
  3. Развитие коммуникативных способностей школьников.
  4. Формирование активной позиции школьников по вопросам защиты окружающей среды.
  5. Развитие навыков сотрудничества.

С помощью физических, химических, биологических исследований можно оценить качество воды и обозначить тенденции в его изменении. Эти исследования дают понять, какие воздействия на водоемы являются неблагоприятными, и каким образом восстановить здоровье воды.

В качестве исследования мы взяли воду из реки Берняжка.

При исследовании были соблюдены следующие правила:

  • для получения максимально достоверного вывода брали три пробы воды, а результат рассчитывали по среднему значению;
  • чем меньше времени проходит после отбора воды перед ее анализом, тем точнее результат;
  • выполняли эксперименты, строго следуя методическим рекомендациям.

1. Определение содержания ионов водорода в воде: рН-фактор воды.

С помощью данного исследования можно определить содержание ионов водорода в воде.

Оборудование и реактивы:

  • пробы воды;
  • универсальная индикаторная бумага;
  • цветная шкала рН.

Ход работы: отобрали воду из реки, определили значение рН с помощью бумажных индикаторов (универсальная индикаторная бумага) немедленно после снятия пробы, поскольку изменение температуры воды влияет на значение рН.

Вывод: индикаторная бумага стала бесцветной, по шкале соответствует рН=7,0 (среда нейтральная).

2. Исследование влияния температуры воды на ее качество.

Оборудование: водный термометр.

Ход работы: опускали водный термометр в воду на 2 минуты на глубину 10 см.

Не вынимая термометра из воды, определили температуру воды.

Вывод: температура воды в реке на 2.10 07.составляла 0 градусов.

3. Исследование мутности.

Мутность воды — мера содержания в ней взвешенных частиц, различных по происхож-дению. Это могут быть частицы глины, ила, планктонные организмы.

  • весы лабораторные,
  • бумажный фильтр.

Ход работы: взвесили бумажный фильтр, определили массу фильтра, отфильтровали 1литр речной воды, высушили использованный фильтр, взвесили высушенный фильтр и определили его массу, вычислили разницу массы фильтра до и после фильтрования.

Разница в массе и есть величина мутности в мг/л (допустимая мутность питьевой воды 2 мг/л).

Вывод: Взвесили фильтр, его масса 500мг/л. После фильтрации масса фильтра составила 510мг/л. Мутность воды реки Берняжка равняется 10 мг/л.

4. Исследование цвета воды.

Цвет природной воды обусловлен наличием в нем кислот, загрязнений промышленных предприятий, соединений железа, цветущих водорослей. Для описания цвета воды используют обычные его названия: желтый, светло-желтый, зеленоватый, бурый и т.д.

Вывод: вода, в рек Берняжка, бесцветная.

5. Исследование воды на содержание нитритов и нитратов.

Азот является важным элементом, необходимым для построения белков и нуклеиновых кислот всеми живыми организмами. В водных экосистемах азот присутствует в молеку-лярном виде и в составе ионов.

Оборудование и реактивы:

  • пробы воды,
  • бумажные индикаторы для обнаружения связанного азота.

Бумажный индикатор (одна полоска) опускали в исследуемую воду.

Нормальным считается содержание нитрат-ионов 10мг/л., а нитрит-ионов -1мг/л.

Вывод: мы определили содержание нитрат-ионов ,их содержание в воде оказалось равным 0,02мг/л.

6. Определение прозрачности воды.

Суммарное количество взвешенных частиц в воде влияет на ее прозрачность.

— Налили в стеклянный мерный цилиндр высотой 30 см. речную воду.

— На столе разместили газетный текст стандартного шрифта.

— Цилиндр с водой находится над текстом на высоте 5 см.

— Прочитали текст сквозь водяной столб.

— Прозрачность исследуемой воды оценивается по одной из трех характеристик: прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная.

Вывод: вода реки Берняжка малопрозрачная.

7. Определение запаха воды.

Запах воды определяют при комнатной температуре и при нагревании до 50-60С, характеризуется качественно (запах ароматический, гнилостный, болотный, землистый и т.д.) и количественно.

Сила и характеристика при пятибалльной шкале.

Баллы Степень Характер запаха
Нет запаха Запах совсем не ощущается
1 Очень слабый Запах обычно не наблюдается, определяется

только опытным путем.

.Вывод: запах воды реки Берняжка не ощущается и составляет О баллов.

8. Исследования скорости течения реки и ее полноводности.

При исследовании качества текущей воды (рек, ручьев и т. д.) важными физическими факторами скорость течения и ее полноводность.

Этот показатель существенно влияет на содержание растворенного кислорода, углекис-лого газа и на температуру воды.

  • рулетка,
  • длинный шнур,
  • мячик в сетке,
  • секундомер.

— Находясь над центральной частью водоема (на мосту), измерили с помощью шнура расстояние до поверхности воды (АВ).

— Кинули в воду привязанный к длинному шнуру легкий плавающий предмет, мячик. -Включили секундомер в момент касания мячом воды. Становили секундомер в момент, когда шнур натянулся. Измерили длину натянутого шнура (АС). -Расстояние (ВС), которое проплыл мяч, рассчитали, используя теорему Пифагора.

Скорость течения реки вычисляется по известной формуле:

, где — путь ; — время прохождения пути ; — скорость.

Вывод: скорость реки = 17 см/сек.

8. Полноводность реки

Полноводность реки – важный фактор, который показывает, в какой мере на данную реку оказывают воздействия загрязняющие вещества. Чем больше полноводность, тем больше разбавление загрязняющих веществ – следовательно, меньше их отрицательное воздействие.

  • тяжелый предмет — грузило,
  • шнур длиной сообразно с примерной глубиной реки.

— Измерили с помощью грузила на шнуре глубину реки m=19см.

— Измерили ширину реки n=120см.

— Рассчитали значение полводности реки по формуле p=mnav, где m-глубина реки, n-ее ширина, v-скорость течения (17 см/сек.), а- коэффициент, значение которого=0,85.

Вывод: полноводность реки=32946см/сек.

9. Определение содержания растворенного кислорода в пробе воды.

Растворенный кислород- важный фактор, говорящий о благополучном состоянии водоема, о возможности существования в нем живых организмов.

Способ определения по Насоновой.

Оборудование и реактивы:

  • пробы воды,
  • 0,5 мл. 30%-ной серной кислоты,
  • 1 мл. 0,01 н. раствора перманганата калия (КМnО4),
  • стеклянная посуда на 50 мл.,
  • стеклянная палочка.

— Отфильтровали пробы воды.

— К 10мл. отфильтрованной воды добавили 0,5мл. 30% серной кислоты и 1мл. 0,001н раствора перманганата калия.

— Тщательно перемешали содержимое и оставили на 20 минут при t=20 градусов.

Если раствор остался ярко-розовым, то содержание растворенного кислорода в воде можно считать = 1мг/л., если окраска раствора стала лилово-розовой, то 2мг/л.,если слабо лилово-розовой, то 4мг/л., если бледно-лилово-розовой, то 6мг/л., если бледно-розовой, то 8мг/л., если желтой, то 16мг/л.

Вывод: окраска раствора стала бледно-лилово-розовой, значит содержание растворенного кислорода в пробе воды 6мг/литр.

Определение индекса качества воды (ИКВ).

Мы провели много экспериментов для определения содержания в воде тех или иных веществ. Все они влияют на качество воды. Качество воды оценивают по суммарным результатам основных тестов, что позволяет рассчитать так называемый индекс качества воды (ИКВ). Используя этот индекс, можно проследить за изменением качества воды одного и того же водоема со временем, сравнить качество воды разных водоемов. Для определения ИКВ мы использовали методическое пособие авторов: Алексеев С.В.,

Груздева Э.В., Муравьева А.Г., Гущина Э.В. “Практикум по экологии” М., АО МДС, 1996г.

Определение индекса качества воды (ИКВ).

— Для определения ИКВ использовали таблицу из методической литературы.

— Занесли во вторую графу таблицы найденные нами численные значения по всем тестам.

— С помощью показанных графических кривых определили качество воды по каждому фактору.

— Внесли все найденные значения по каждому фактору в третью графу таблицы.

— Умножили каждое найденное значение качества на коэффициент значимости, указанный в четвертой графе. Данные коэффициенты показывают степень влияния, т.е. значимость каждого фактора для определения ИКВ. Чем больше коэффициент, тем значимей фактор.

Источник

Читайте также:  Река амазонка кто в ней водится