WWW.KNIGA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, пособия, учебники, издания, публикации

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный университет»

УТВЕРЖДАЮ

Декан биологического факультета

_ С.М. Дементьева

_2012г.

Учебно-методический комплекс

по БОЛЬШОМУ ПРАКТИКУМУ

специализации «Экологическая экспертиза»

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА

Для студентов 4 курса очной формы обучения специальности 020803.65 Биоэкология Обсуждено на заседании кафедры ботаника _2012 г. Протокол №_ Заведующий кафедрой _ С.М. Дементьева Составитель к.б.н., доцент А.Ф. Мейсурова Тверь, 2. Пояснительная записка В настоящее время неуклонно растут объемы поступления загрязняющих веществ в атмосферу. В этой связи актуальным становится разработка методик позволяющих объективно оценивать качество воздуха и определять ее отдельные характеристики. Образование современного студента биоэколога предполагает знание этих методик, поэтому в рамках курса БП «физико-химические методы оценки качества воздуха» проводится цикл практических работ посвященных ознакомлению и освоению основных химико-аналитических (аргентометрический, комплексонометрический, и т.д.), физико-химических (фотоколориметрический, визуальноколориметричекий, спектроскопических) и биоиндикационных способов оценки качества воздуха.

Цель курса: знакомство с основными методиками и направлениями организации работ по экологической оценке воздуха.

Задачи курса:

1) получить основные представления о разнообразии физико-химических методах оценки качества воздуха;

2) освоить методики проведения химико-аналитических, физикохимических и биоиндикационных способов оценки качества воздуха.

3) развить у студентов умения и навыки осуществлять экспериментальные работы.

4) развить умения поисково-исследовательской работы.

3. Учебная программа Введение. Современные представления о мониторинге состояния окружающей природной среды. Классификация видов мониторинга. Методы экологического мониторинга: биоиндикационные, физико-химические.

Загрязнители отдельных природных сред и методы их установления.

Происхождение и эволюция атмосферы. Физико-химические процессы в атмосферы. Состав атмосферы. Микрокомпонентные примеси:

геохимические, источники, биологические источники, антропогенные источники.

Смоги. Озоновый защитный слой. Парниковый эффект.

Характеристика выбросов в атмосферу по некоторым отраслям промышленности. Выбросы энергетических установок. Выбросы металлургических заводов. Выбросы машиностроительных заводов.

Выбросы при нефтедобычи и нефтепереработки. Выбросы при производстве строительных материалов и цемента. Выбросы химической промышленности. Устранение выбросов в атмосферу. Безотходные и малоотходные производства.

Выбросы автотранспорта. Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта загрязняющих веществ в атмосферу.

Основные предприятия-загрязнители атмосферы г. Твери.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ «ЗАГРЯЗНЕНИЕ

АТМОСФЕРЫ И ОЦЕНКА ЕЕ КАЧЕСТВА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ И

БИОИНДИКАЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ»:

Определение общей массы растворимых и нерастворимых твердых веществ в атмосферных осадках Определение массы нерастворимых веществ в атмосферных осадках Определение загруженности улиц автотранспортом Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО) Расчет выбросов оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и серы, сажи в атмосферу автотранспортными средствами Метод получения альтернативного топлива (получение этанола из продуктов растениеводства) Экспресс-метод определения углекислого газа в воздухе Парниковый эффект Определение хлора в лаборатории Определение площади листьев у древесных растений в загрязненной и Определение загрязнения окружающей среды пылью по ее накоплению на листовых пластинках растений Определение состояния окружающей среды в прошлые годы по радиальному приросту древесных растений Определение состояния окружающей среды по комплексу признаков у хвойных Оценка состояния окружающей среды по наличию, обилию и разнообразию видов лишайников (лихеноиндикация) Комплексное использование Фурье-ИК спектрального и лихеноиндикационного методов при оценки состояния атмосферы Моделирование загрязнения воздуха окислами азота Моделирование загрязнения воздуха диоксидом серы Моделирование загрязнение воздуха угарным газом Моделирование загрязнения воздуха соединениями хлора Наименование разделов и тем растворимых и нерастворимых твердых веществ в атмосферных Определение массы нерастворимых Определение загруженности улиц Оценка уровня загрязнения автотранспорта на участке Расчет выбросов оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и Метод получения альтернативного топлива (получение этанола из Экспресс-метод определения Определение площади листьев у древесных растений в загрязненной Определение загрязнения окружающей среды пылью по ее окружающей среды в прошлые годы по радиальному приросту древесных окружающей среды по комплексу Оценка состояния окружающей среды по наличию, обилию и разнообразию видов лишайников Комплексное использование ФурьеИК спектрального и лихеноиндикационного методов при Моделирование загрязнения Моделирование загрязнения воздуха Моделирование загрязнение воздуха Моделирование загрязнения воздуха растворимых и нерастворимых твердых веществ в атмосферных Определение массы нерастворимых Определение загруженности улиц Практическая работа Определение общей массы растворимых и нерастворимых твердых веществ в атмосферных осадках Оборудование: стеклянная или пластиковая посуда с площадью отверстия не менее 50 см2; химический стакан; мерный цилиндр; сушильный шкаф;

аналитические весы.

Правила сбора осадков. Для сбора атмосферных осадков (дождя и снег) используют чистую стеклянную или пластиковую посуду с площадью отверстия не менее 50 см2. Для быстрого сбора осадков желательно применять посуду большего диаметра (например, стеклянный кристаллизатор). Посуду ставят на высоте не менее 2 м под открытым небом на срок 2—4 недели. По истечении этого срока пробы осадков собирают и по возможности в тот же день исследуют в лаборатории.

Для определения твердых веществ используют метод выпаривания собранного количества осадков с последующим взвешиванием полученного сухого остатка. Для этого возьмите чистый сухой стакан и взвешайте его на аналитических весах с точностью до десятитысячных долей грамма. Поместите в него 100 мл исследуемой пробы атмосферных осадков, которые далее выпарьте в сушильном шкафу при температуре 100— 110 °С. По разности масс стакана с полученным сухим остатком и пустого стакана вычислите массу твердых веществ в анализируемой пробе:

Затем вычислите массу твердых веществ, выпадающих на 1 м2 поверхности Земли за месяц.

Практическая работа Определение массы нерастворимых веществ в атмосферных осадках Оборудование: фильтры; воронка; коническая колба; мерный цилиндр;

сушильный шкаф; аналитические весы; дистиллированная вода.

100 мл атмосферных осадков1 отфильтруйте через предварительно взвешенный чистый сухой фильтр. Фильтр с полученным твердим осадком высушите в сушильном шкафу при температуре 40—50°С до постоянной массы. По разности масс фильтра с сухим осадком и чистого фильтра вычислите массу нерастворимых твердых веществ в исследуемой пробе:

Для получения достоверных результатов выполните параллельно холостой опыт. Для этого через предварительно взвешенный сухой чистый фильтр отфильтруйте 100 мл дистиллированной воды. Затем высушите фильтр в сушильном шкафу при температуре 40—50 °С и взвешайте его.

Правила сбора атмосферных осадков смотри в практической работе Операцию высушивания и взвешивания повторите до постоянной массы, как и с атмосферными осадками. Теоретически масса фильтра не должна измениться (дистиллированная вода не содержит твердых веществ). Если разность масс, тем не менее, фиксируется, то эту погрешность учтите при определении массы нерастворимых веществ в исследуемых осадках.

Практическая работа Определение загруженности улиц автотранспортом Оборудование: калькулятор; ручка; блокноты; секундомер; линейка.

Студенты разделяются на группы по 3-4 человека (один считает, другой записывает, остальные дают общую оценку обстановки). Группы по 3-4 человека распределяются на определенных участках разных улиц с односторонним движением. В случае двустороннего движения каждая группа располагается на своей стороне. Сбор материала по загруженности улиц автотранспортом может проводиться как путем разового практического занятия, так и более углубленно (для курсовых, дипломных работ) с замерами в 8,13 и 18 часов, в ночные часы. Из ряда замеров вычисляют среднее.

Интенсивность движения автотранспорта определяется методом подсчета автомобилей разных типов 3 раза по 20 мин в каждом из сроков.

Учет ведется способом точкования. Автомобили разделяют на три категории: с карбюраторным двигателем, дизельные, автобусы «Икарус», согласно данным, представленным в таблице 3. Запись данных оформляется согласно таблице 1.

По итогам подсчетов производят оценку движения транспорта по отдельным улицам. Строят графики для каждого типа автотранспортных средств: по оси ординат откладывают время суток (часы), а по оси абсцисс — число автомобилей (в шт.).

На каждой точке наблюдений производится оценка улицы.

1.Тип улицы: городские улицы с односторонней застройкой (набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи), жилые улицы с двусторонней застройкой, дороги в выемке, магистральные улицы и дороги с многоэтажной Данная практическая работа дает возможность оценить загруженность участка улицы разными видами автотранспорта, сравнить в этом отношении разные улицы и изучить окружающую обстановку. Собранные параметры необходимы для расчетов уровня загрязнения воздушной среды, предлагаемого в следующей работе.

застройкой с двух сторон, транспортные тоннели и др.

2.Уклон. Определите глазомерно или эклиметром 3.Скорость ветра. Определите анемометром.

4.Относительная влажность воздуха. Определите психрометром.

5.Наличие защитной полосы из деревьев и др.

Итогом работы является суммарная оценка загруженности улиц автотранспортом согласно ГОСТ-17.2.03-77: низкая интенсивность движения - 2,7-3,6 тыс. автомобилей в сутки, средняя - 8-17 тыс. и высокая тыс.

Произведите сравнение суммарной загруженности различных улиц города в зависимости от типа автомобилей, дайте объяснение различий.

Практическая работа Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО) Оборудование: калькулятор; блокноты, секундомер, ручка.

Формула оценки концентрации окиси углерода (КСО):

где:

0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м3, N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом./час, KT - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода, КА - коэффициент, учитывающий аэрацию местности, КУ - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, КС - коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра, КВ - то же в зависимости от относительной влажности воздуха, КN - коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений.

Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:

Pi, - состав автотранспорта в долях единицы, КTi - определяется по табл. 2.

Подставив значения согласно заданию (или собственные данные) получаем:

Значение коэффициента КА, учитывающего аэрацию местности, определяется по табл. 3.

Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с 1, двух сторон Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в 0, выемке Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, 0, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи Для магистральной улицы с многоэтажной застройкой КА = 1.

Значение коэффициента КУ, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяем по табл. 4.

Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра Кс определяется по табл. 5.

Значение коэффициента КВ, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведено в табл. 6.

Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений приведен в табл. 7.

Регулируемое пересечение:

Нерегулируемое:

Подставьте значения коэффициентов, оцените уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода по формуле (1). ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м3.

Ответьте на вопрос.

За счет, каких мероприятий возможно снижение уровня выбросов? (не менее 4 условий) Практическая работа Расчет выбросов оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и серы, сажи в атмосферу автотранспортными средствами Оборудование: ручка, линейка, блокноты, секундомер, калькулятор.

1. Легковые автомобили Массовый выброс загрязняющих веществ легковыми (грузопассажирскими) автомобилями с определенным объемом двигателя при движении по территории населенных пунктов Мij рассчитывается по формуле:

где:

Мij - массовый выброс i загрязняющего вещества легковым автомобилем с двигателем j-ro рабочего объема;

mij - пробеговый выброс i-ro загрязняющего вещества легковым автомобилем с двигателем j-ro рабочего объема, г/км (таб. 8);

LJ - суммарный пробег легковых автомобилей с двигателями j-ro рабочего объема по территории населенных пунктов, км; Lj = NjL, где Nj-число автомобилей каждого типа за 1 ч; L - длина участка, км;

Кri - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ при движении по территории населенных пунктов (табл. 9).

Таблица 8. Пробеговые выбросы загрязняющих веществ легковыми автомобилями по территории населенных пунктов (mij, г/км) менее 1,3 л Примечание: СО - оксид углерода; СН - углеводороды; NO, - оксиды азота; С - твердые частицы (сажа); SO, - сернистый газ.

Таблица 9. Значение Кri в зависимости от типа населенных пунктов млн. чел.

тыс. чел. до 1 млн. чел.

100 тыс. чел.

2. Грузовые автомобили Массовый выброс загрязняющих веществ, выбрасываемых грузовыми автомобилями на территории населенных пунктов, рассчитывается по формуле:

где:

Мiks - массовый выброс i загрязняющих веществ выбрасываемых грузовыми автомобилями с k-ой грузоподъемности с двигателями s-ro типа;

miks - пробеговый выброс i-ro загрязняющего вещества грузовыми автомобилями к-ой грузоподъемности с двигателями s-ro типа, г/км (табл. 10);

Lks - суммарный пробег по территории населенных пунктов грузовых автомобилей k-ой грузоподъемности с двигателями s-ro типа, км, где Lks = Nks L, где Nks - число автомобилей каждого типа за 1 ч; L - длина участка, км;

Кris - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ при движении по территории населенных пунктов (табл. 11);

Кnis - коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от уровня использования грузоподъемности и пробега (табл. 12, 13).

Таблица 10. Пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении грузовых автомобилей по территории населенных пунктов (miks, г/км) Таблица 11. Значения Krh в зависимости от типа населенных пунктов млн. чел тыс.- млн. чел.

Прочие населенные пункты Примечание: * - Б - бензиновый, Д - дизельный, Г - газовый (сжатый газ).

Таблица 12. Значения Кris для грузовых автомобилей с бензиновыми и Загрязня- Коэффициент Значение Кris в зависимости от коэффициента Примечание: * - При отсутствии данных и фактических значениях, в принимается для городских перевозок и перевозок сельскохозяйственных грузов = 0,6-0,8; = 0,5.

Таблица 13. Значения Кnis для грузовых автомобилей с дизелем Загряз- Коэффициент Значение Кnis зависимости от коэффициента Примечание:* - При отсутствии данных и фактических значениях, в принимается для городских перевозок и перевозок сельскохозяйственных грузов = 0,6-0,8; = 0,5.

1. Используя формулы 1 и 2 рассчитайте среднегодовой выброс окиси углерода (СО), углеводородов (СН), оксидов азота (N02), сажи (С) и диоксида серы (S02) автомобилями с бензиновыми и дизельными двигателями в атмосферный воздух на улицах г. Твери.

Используя данные практических работ 3-4, рассчитайте среднегодовой выброс загрязняющих веществ в атмосферу г. Твери автомобилями на улицах города.

Ответьте на вопросы 1. Каким образом можно оценить качество окружающей среды?

2. Что включает в себя понятие «нормирование окружающей среды»?

3. В чем различия между ПДК и ОБУВ?

4. Какие показатели составляют группу санитарно-гигиенических показателей?

5. Какие классы опасности веществ выделяют?

8. Какие вещества обладают эффектом суммации?

9. Какие загрязняющие вещества входят в состав выбросов стационарных источников?

10.Какие загрязняющие вещества входят в состав выбросов передвижных источников?

Практическая работа Метод получения альтернативного топлива (получение этанола из продуктов растениеводства) Оборудование: бутыль для сбраживания продуктов, содержащих углеводы, с пробкой и отводной трубкой; стакан; круглодонная колба; шлифы;

стеклянный спиралеобразный охладитель; приемная колба; воронка;

песчаная баня; электроплитка с закрытой спиралью; терка; марля;

испарительная чашка; сахарная свекла, картофель, сахар, дрожжи.

Заранее приготавливают закваску из дрожжей и небольшого количества сахара и муки. Можно использовать «дикие дрожжи», содержащиеся на немытых ягодах (особенно на винограде).

Очищенную сахарную свеклу измельчите на терке. Через двойной слой марли выжмите сок, который налейте в бутыль на 2/3 ее емкости. Сок забраживайте закваской из дрожжей, закройте плотно пробкой с отводной трубкой (процесс анаэробный), конец которого опустите в стакан с водой (рис. 1А). Всю систему поставьте в теплое место (лучше при температуре 36-400С). Сбраживание начинается через несколько часов, о чем свидетельствуют образующаяся пена и пузырьки газа, поступающие в стакан с водой.

Сосуд с пеной 2-3 раза перемешайте. Прекращение выделения пены и углекислого газа свидетельствует об окончании процесса брожения. Дрожжи при этом оседают на дно, жидкость светлеет.

Возьмите 150 г сахара и 100 г очищенного и измельченного на терке картофеля, 10 г дрожжей. Все разведите в 1 л воды с температурой 36-37°С и поместите в закрытую бутыль с отводной трубкой, как и в предыдущем опыте.

После окончания сбраживания через сифон (можно использовать резиновую трубку) жидкость перелейте в круглодонную колбу без взмучивания осадка; колбу наполните на 1/2—2/3 емкости.

Рис. 1. Схема получения этанола:

А - сбраживание сока из продукта (сахарной свеклы, картофеля и др.): 1 - сок, 2 - вода, 3 стеклянная трубка, 4 - резиновый шланг.

Б - перегонка спирта из перебродившего сока: 1 - колба с соком, 2 - стеклянный переходник со шлифами, 3 - охладитель с вводом воды от водопровода и выводом, 4 - стеклянная трубка, 5 - колба-приемник этанола.

Колбу поставьте на песчаную баню электроплитки с закрытой спиралью. К колбе через шлифы подсоедините охладитель, в рубашке которого циркулирует холодная вода для конденсации паров спирта, капли которого капают в приемную колбу с воронкой. Последняя предотвращает испарение спирта из колбы (рис. 1). После того, как наберется небольшое количество спирта, вылейте его в испарительную чашку. Спирт обнаруживается органолептически - по запаху, на вкус и по характерному голубоватому горению после его поджигания в испарительной чашке.

Для очистки полученного этанола от примесей (другие типы спиртов, сивушные масла) в него можно добавить активированный уголь марки БАУ (березовый активированный уголь) и выдержать несколько суток, затем фильтровать через двойной складчатый фильтр. Уголь легко получить путем сжигания березовых дров. Раскаленные угли переложите щипцами в чугунную емкость, где охладите без доступа воздуха. Затем уголь измельчите до размера 2-5 мм.

Практическая работа Экспресс-метод определения углекислого газа в воздухе Оборудование: шприцы на 20 и 100 мл; пробирки; кальцинированная сода (0,005%-ый раствор); фенолфталеин (1%-ый раствор); аммиак (25%-ый раствор); поглотительный раствор (к 500 мл дистиллированной воды добавляют 0,04 мл раствора аммиака и 1—2 капли 1%-го фенолфталеина).

1 метод. Принцип: реакция углекислого газа с раствором кальцинированной соды.

В шприц объемом 100 мл наберите 20 мл 0,005%-го раствора соды с фенолфталеином, имеющего розовую окраску, а затем засасывайте 80 мл воздуха и встряхивайте в течение 1 мин. Если не произошло обесцвечивания раствора, воздух из шприца осторожно выжмите, оставив в нем раствор, вновь наберите порцию воздуха и встряхивайте еще 1 мин. Эту операцию повторите 3—4 раза, после чего добавьте воздух небольшими порциями по 10—20 мл, каждый раз встряхивая содержимое 1 мин до обесцвечивания раствора. Подсчитайте общий объем воздуха, прошедшего через шприц, определите концентрацию С02 в воздухе по данным, приведенным в табл. 14.

Таблица 14. Содержание С02 в воздухе в зависимости от объема воздуха, обесцвечивающего 20 мл 0,005%-го раствора соды 2 метод. Принцип: определение, основанное на нейтрализации слабоаммиачного раствора углекислым газом в присутствии индикатора фенолфталеина. В дальнейшем проводится сравнительное исследование изучаемого воздуха и воздуха открытой атмосферы, где содержание С держится на уровне 0,04% в городе и 0,03% в сельской местности.

В пробирку налейте 10 мл поглотительного раствора и закройте резиновой пробкой, которую заранее прокалите иглой от шприца. Сначала исследование проведите с воздухом открытой атмосферы. Для этого воздух заберите шприцем до отметки 20 мл и под давлением введите через иглу в пробирку с аммиачным раствором. Не отпуская поршня, пробирку энергично взболтайте для поглощения С02 из воздуха. Эти манипуляции проведите до полного обесцвечивания поглотительного раствора. Запишите, сколько раз (число шприцев) пришлось вводить воздух из шприца в пробирку, чтобы раствор обесцветился. После этого пробирку освободите от использованного раствора, ополосните дистиллированной водой, заполните свежим поглотительным раствором (10 мл) и точно так же проводите определение с исследуемым воздухом. Снова отметьте (запишите) число шприцев, использованных на обесцвечивание раствора. Как правило, во втором случае для нейтрализации аммиачного раствора требуется меньшее число шприцев воздуха.

Концентрацию оксида углерода(1У) в воздухе определите по формуле:

где п — число шприцев воздуха открытой атмосферы; n1 — число шприцев исследуемого воздуха.

Практическая работа Парниковый эффект Оборудование: прозрачная пластмассовая коробка или аквариум с крышкой;

пульверизатор; термометр с подставкой; электрическая лампа; темный грунт;

светлый грунт.

1. Насыпайте на дно прозрачной пластмассовой коробки или аквариума темный грунт (песок или почву) слоем 2—3 см.

2. Увлажните песок или почву с помощью пульверизатора.

3. Сделайте из картона подставку для термометра.

4. Вкопайте ее в грунт и установите на нее термометр шариком вверх.

Закройте сосуд крышкой.

5. Установите лампу над сосудом на расстоянии 20—30 см таким образом, чтобы свет падал на шарик термометра.

6. Выключив лампу, выждите, пока температура не сравняется с комнатной. Отметьте эту температуру в журнале для наблюдений.

7. Оставьте крышку на сосуде, включите лампу и записывайте температуру каждую минуту в течение 20 мин (термометр должен быть расположен так, чтобы можно было легко снимать его показания через стенку сосуда).

8. Выключив лампу, выждите, пока температура не сравняется с комнатной. Снова увлажните грунт и повторите опыт, сняв крышку с сосуда.

9. Постройте график, отложив по оси ординат температуру, а по оси абсцисс — время.

10. Снова проделайте ту же работу, заменив темный грунт светлым. Результаты оформить в виде таблице Ответьте на вопросы.

1. Почему температура повышается, когда коробка закрыта крышкой?

2. Сравнить этот процесс с парниковым эффектом Земли.

3. Различаются ли температурные кривые для темного и светлого грунта?

4. Влияет ли на температуру воздуха увеличение облачности?

5. Как повлияет существенное повышение средней температуры на планете Земля на очертания суши?

Практическая работа Определение хлора в лаборатории 1. Индикация с помощью индикаторной бумаги Оборудование: полоски фильтровальной бумаги, раствор реактива № 1.

Приготовление реактива № 1: 30 г бромида калия, 2 г карбоната калия, 10 мл глицерина растворяют в 250 мл воды, к раствору добавляют 0,2 г раствора флуоресцеина, растворенного в 2 мл 10%-го раствора КОН или NaOH.

Полученным раствором пропитывают полоски фильтровальной бумаги и высушивают в помещении с чистым воздухом (окислители мешают определению).

Индикаторная бумага на основе флуоресцеина с бромидом калия при контакте с хлором из желтой превращается в красную. При концентрации 0, мг/л хлора розовое окрашивание появляется уже через несколько секунд.

2.Индикация с помощью йодокрахмальной бумаги.

Оборудование: полоски фильтровальной бумаги; раствор индикатора (0,2%-ый раствор крахмала); 5%-ый раствор KI.

Приготовление раствора индикатора: полоски фильтровальной бумаги пропитывают смесью 5%-го раствора йодида калия и 0,2%-го раствора крахмала с последующим высушиванием на воздухе. Цвет приготовленных полосок бумаги должен быть белым.

Реакция основана на вытеснении хлором йода из йодида калия и появлении синей окраски (или черной) при взаимодействии выделившегося йода с крахмалом. При концентрации хлора 0,0014 мг/л окраска появляется через 10 мин. Бром, оксиды азота и другие окислители мешают определению.

Практическая работа Определение загрязнения окружающей среды пылью по ее накоплению на листовых пластинках растений Оборудование: весы аналитические; термостат; калька; вата; пинцеты;

фильтровальная бумага; линейки; карта города; садовый секатор; микроскоп.

Листья одного вида тополя, наиболее распространенного в городе (черного, бальзамического и др.), отберите заранее (на отмеченных по карте местах) с высоты 1,5-3 м (высота слоя воздуха, вдыхаемого человеком) в 10кратной повторности. Для этого используйте садовый секатор на сборной штанге. Одновременно отберите листья тополей, произрастающих в чистой зоне (контроль). Листья поместите в пакеты из кальки и осторожно доставьте в лабораторию, избегая встряхивания пыли.

В лабораторных условиях на торзионных или аналитических весах взвешайте кусочек влажной ваты, заверните в кальку (до 0,001 г). Лист тополя тщательно оботрите этой ваткой с двух сторон (разворачивать кальку следует с помощью пинцета), после чего ватку взвешайте в кальке повторно.

Массу пыли (Р) рассчитайте как разницу между вторым и первым взвешиванием (Р=Р2 – P1). Площадь листа вычислите путем обмера листовых пластинок вдоль (а) и поперек (b) и умножением на переводной коэффициент (к):

Коэффициент колеблется для различных видов тополей от 0,60 до 0,66.

Конечный результат выглядит так:

где: т - масса пыли на 1 см2 листа.

2. Фильтровальную бумагу смочите водой до стекания. На нее поместите лист своей верхней, а затем рядом - нижней стороной и прикройте листом кальки или пленкой. На фильтре получается отпечаток, который оценивают визуально по степени загрязнения (сплошное - 100%, наполовину - 50% и т. д.). Для этих же целей можно использовать липкую пленку «скотч», которую можно наложить на лист растения, снять и приклеить к белому листу бумаги.

Пыль смойте с 30-50 листьев кисточкой в предварительно взвешенную испарительную чашку, воду упарьте, чашку с пылью высушите в сушильном шкафу при температуре +105°С до постоянной массы, а затем взвешайте. Количество пыли рассчитайте в мг на см2 листа.

Полученные данные занесите в табл. Практическая работа Определение состояния окружающей среды в прошлые годы по радиальному приросту древесных растений Оборудование: острый нож, скальпель; измерительные лупы с ценой деления 0,1 мм; миллиметровка; круглые спилы древесины хвойных или лиственных кольцесосудистых (дуб, ясень) пород с корой, взятые из нижней части стволов деревьев в разных условиях произрастания3. Предварительно на них помечают страны света, а также расположение относительно сторон дерева автомобильной дороги, лесного массива, оврага, балки, завода и других местных объектов.

Можно использовать также образцы древесины с годичными кольцами, взятые приростным буравом (керны) от внешних слоев до внутренних.

Использование приростного бурава особенно желательно при проведении дипломных и научно-исследовательских работ, т.к. это исключает гибель и порчу деревьев при большом количестве материала и обеспечивает достаточную повторность. Просверленное отверстие надо заделывать кусочком пластилина, смолы.

В учебных целях можно пользоваться постоянными заранее приготовленными спилами, которые следует отполировать и покрыть лаком (кольца хорошо видны), так как заготовка спилов в естественных условиях требует специального разрешения лесных организаций, особенно в пределах зеленых зон городов.

На круговых спилах зачистите древесину в виде бороздок по направлению от края к центру (круглым напильником). Подсчитайте возраст дерева по годичным кольцам. Измерьте ширину годичных колец, пользуясь Рис. 3 Расположение и размеры годичных колец: круговой спил спиле.

древесины.

и экологических условий: выдвинете различные гипотезы изменчивости роста дерева по годам. График стройте следующим образом. По горизонтали разместите хронологическую шкалу - последовательный ряд лет, составляющих возраст дерева. По вертикали отложите ширину годичных колец в мм. Полученная кривая отражает изменения годичного прироста по конкретным годам и выявляет аномалии этого процесса, обусловленные экологическими факторами (выяснить какими?).

Практическая работа Определение состояния окружающей среды по комплексу признаков у хвойных Оборудование: весы; линейки; измерительные и простые лупы с увеличением в 4-10 раз; миллиметровка; 6) термостат; 7) ветви одного вида хвойных, произрастающего в городских посадках или в зоне влияния металлургических предприятий, ТЭС и др.; ветви, взятые в относительно чистой зоне загородных территорий.

За неделю до занятий, срезать ветви условно одновозрастных хвойных деревьев, наиболее распространенных в данной местности (например, для городских условий обычны ель обыкновенная и ель голубая колючая). Ветви срезать на высоте 2 м с определенной части кроны, обращенной к зонам с загрязненным воздухом (вблизи автодорог, предприятий, особенно с выбросами в воздух сернистого газа, на который хвойные сильно реагируют). Контролем будут служить ветви с условно одновозрастных деревьев, собранных в чистой зоне заповедника, зеленой зоне города или в посадках лесных культур.

1. Изучение хвои A. Хвою осмотреть при помощи лупы, выявить и зарисовать хлорозы, поверхности, их процент и характер (точки, крапчатость, пятнистость, мозаичность).

чувствительные молодые иглы. Цвет повреждений может быть самым разным:

красновато-бурым, желто-коричневым, буровато-сизым и эти оттенки являются года, а также ее ширину (в середине хвоинки) биоиндикаторами: А1, А2, А3 при помощи измерительной лупы. осевые побеги первого, второго и Предварительно используя миллиметровку, третьего года; Б1 Б2, Б3 - хвоя устанавить цену деления лупы. Повторность первого, второго и третьего года;

10-20-кратная, так как биометрические признаки довольно изменчивы.

B. Установите продолжительность жизни хвои путем просмотра побегов с хвоей по мутовкам (рис. 4).

Г. Вычислите массу 1000 штук абсолютно сухих хвоинок. Для этого отсчитайте 2 раза по 500 штук хвоинок, высушите их в термостате до абсолютно-сухого состояния и взвешайте.

Д. Сближенность хвоинок. В результате ухудшения роста побега в загрязненной зоне пучки хвоинок более сближены и на 10 см побега их больше, чем в чистой зоне. Отмерьте 10 см побега прошлого года и подсчитайте число хвоинок. Если побег меньше 10 см, подсчет ведите по существующей длине и переводите на 10 см. Во всех случаях измерений выводите среднее (табл. 18).

Таблица 18. Схема записи результатов измерений хвои 2. Изучение побегов A. Измерьте длину прироста каждого года, начиная от последнего, двигаясь последовательно по междоузлиям от года к году.

Б. Устанавите толщину осевого побега (на примере двухлетнего).

B. В местах мутовок подсчитайте ветвление, выведите среднее.

Г. На побегах устанавите наличие некрозов (точечное или другой формы отмирание коры).

3. Изучение почек А. Подсчитайте число сформировавшихся почек, вычислите среднее.

Б. Измерьте длину и толщину почек измерительной лупой (табл. 19).

Таблица 19. Схема записи результатов измерений побегов и почек взятия Примечание. Для построения карты состояния среды на определенной территории по реакциям хвойных все биометрические показатели выражаются в баллах (самый высокий балл - 5 - в чистой зоне) и наносятся на карту, а затем контурными линиями выделяются зоны разной степени загрязнения.

Практическая работа Оценка состояния окружающей среды по наличию, обилию и разнообразию видов лишайников (лихеноиндикация) Оборудование: определитель лишайников, калькулятор, карта города, квадрат-сеточка.

Разместите трансекту длиной в 2-3 км перпендикулярно насыщенной автотранспортом загородной дороге, примыкающей к лесному массиву, состоящему из небольшого разнообразия древесных видов (например, сосна с примесью березы или дубовое насаждение с примесью клена).

Разбейте трансекту на ряд участков: 1) возле дороги, 2) в 100 м, 3) в 300 м, 4) в 500 м, 5) в 1000 м, 6) в 2000-3000 м от дороги. На каждом участке заложите пробные площади размером 20x20 м, 50x50 м, или 100x100 м.

На каждой пробной площади учитывайте следующие параметры:

а) общее число видов лишайников;

б) степень покрытия слоевищами лишайников каждого дерева;

в) частота (встречаемость) каждого вида;

г) обилие каждого вида.

При этом можно употребить градации, представленные в табл. 20.

Используя сведения представленные в табл.21 дайте оценку о стпени загрязнения атмосферы Таблица 21. Влияние загрязнения среды на встречаемость лишайников деревьев и в затененных местах встречается зеленоватый налет водоросли деревьев серо-зеленоватых твердых накипныхнакипных лишайников -леканоры Не превышает листоватых лишайников (пармелия) Практическая работа Комплексное использование Фурье-ИК спектрального и лихеноиндикационного методов при оценки состояния атмосферы Оборудование: образец среднеустойчивого к атмосферному загрязнению вида Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata), порошок KBr, вибрационная шаровая мельница, пресс-форма, ИК спектрометр, атлас характеристических групповых частот.

Из фоновой и загрязненной зон4 взять среднеустойчивый к атмосферному загрязнению вид Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata).

Образцы Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata) высушить при температуре 25-35°С. Из сухих образцов лишайника по стандартной методике приготовить таблетку с KBr. Для этого 0,03 мг образца лишайника тщательно измельчить в агатовой ступке или в вибрационной шаровой мельнице, смешать с порошком KBr (700 мг). Далее смесь прессовать в специальной пресс-форме под давлении 4000-10000 кг-с/см2, при комнатной температуре в вакууме. В результате получаются 2 прозрачные таблетки. ИК спектр образцов фоновой и загрязненных зон записать на ИК спектрометре.

Анализ спектров лучше производить в следующей последовательности:

1) Сравните ИК спектры образцов Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata) из фоновой и загрязненной зон. Полосы поглощения ответственные за общий химический состав лишайников имеются на обоих спектрах. Используя атлас характеристических групповых частот, дайте отнесения полосам поглощения соответствующим белкам, жирам и углеводам.

В качестве загрязненной зоны можно использовать рекреационные зоны (РЗ) г. Твери, расположенные в Московском (парк около ОАО «Тверское химволокно») и Центральном (парк на пр.

Победа). В Московском районе имеются ОАО «Тверское Химволокно», химический завод «Искож-Тверь», ТЭЦ-4 (филиал ОАО «Тверьэнерго»), проходят крупные магистрали (Московское шоссе и внутренние трамвайные линии). ОАО «Тверское Химволокно» производит полиэфирные нити, полипропиленовые шпагаты, ткани тарные полипропиленовые, тросы, тесьму, шнурки и др. ОАО «Искож - Тверь» изготовляет искусственные кожи, линолеум, пленочные материалы, товары широкого потребления, киноэкраны, липкие ленты для обуви, тентовые материалы, приводные бесконечные ремни.

2) Обратите внимание на появившиеся новые полосы поглощения в ИК спектре образца Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata) из загрязненной зоны, которых нет в спектре этого образца, собранного в фоновой зоне. Эти полосы вызваны накоплением слоевищем лишайника загрязнителей.

Использую сводные таблицы характеристических групповых частот (Наканиси, 1965; Казицына, Куплетская, 1971; Atlas IR …, 1994), сделайте отнесение и предположение, с какими загрязнителями связано появление этих полос.

3) При сравнении ИК спектров образцов Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata) из разных загрязненных зон обратите внимание на интенсивности полос поглощения вызванных присутствием в слоевище лишайника загрязнителей.

Используя данные по физиологии лишайников, а также информацию о месте сбора образцов, объясните разную интенсивность полос поглощения вызванных присутствием в слоевище лишайника загрязнителей.

Практическая работа Моделирование загрязнения воздуха окислами азота Оборудование: образец Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata), эксикатор, порошок KBr, вибрационная шаровая мельница, пресс-форма, ИК спектрометр, азотная кислота, сера, фосфор, медь (медная стружка), железо.

Высушенный при температуре 25-35°С образец лишайника Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata) из фоновой зоны разделить на три равные части.

Первую часть сухого образца лишайника использовать сразу для приготовления таблетки с KBr по стандартной методике. ИК спектр образца записать на спектрометре.

Вторую часть сухого образца лишайника поместить в эксикатор над парами окислов азота в течение одной недели. Получить окислы азота можно несколькими путями.

Добавить в эксикатор концентрированную азотную кислоту и нагреть до 860С. Азотная кислота, будучи сильным окислителем, при нагревании и под действием света разлагается:

Добавить в эксикатор с азотной кислотой неметалл, например серу или фосфор. Азотная кислота окисляет неметаллы, восстанавливаясь до NO2 или NO в зависимости от Добавить в эксикатор с азотной кислотой медь. Из концентрированной азотной кислоты медь вытесняет NO2, а из разбавленной NO:

Третью часть сухого образца лишайника предварительно увлажнить небольшим количеством воды и тоже поместить в эксикатор над парами окислов азота в течение одной недели.

Спустя неделю по стандартной методике из сухого образца лишайника и предварительно увлажненного, выдержанных над парами окислов азота приготовить таблетки с KBr и записать ИК спектры образцов на спектрометре.

Практическая работа Моделирование загрязнения воздуха диоксидом серы Оборудование: образец Hypogymnia physodes или Parmelia sulcata, эксикатор, медная проволока, порошок KBr, вибрационная шаровая мельница, прессформа, ИК спектрометр, концентрированная серная кислота, дистиллированная вода.

Высушенный при температуре 25-35°С образец лишайника Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata) из фоновой зоны разделить на три равные части.

Первую часть сухого образца лишайника использовать сразу для приготовления таблетки с KBr по стандартной методике. ИК спектр образца записать на спектрометре.

Вторую часть сухого образца лишайника поместить в эксикатор над парами сернистого ангидрида в течение одной недели.

Для этого в концентрированную серную кислоту 5 поместить медную проволоку, реакция идет при нагревании на небольшом пламени:

Третью часть сухого образца лишайника предварительно увлажнить небольшим количеством воды (спрыснуть из шприца) и тоже поместить в эксикатор над парами сернистого ангидрида в течение одной недели.

Спустя неделю по стандартной методике из сухого образца лишайника и предварительно увлажненного, выдержанных над парами сернистого ангидрида приготовить таблетки с KBr и записать ИК спектры образцов на спектрометре.

Практическая работа Моделирование загрязнение воздуха угарным газом Оборудование: образец Hypogymnia physodes или Parmelia sulcata, эксикатор, порошок KBr, вибрационная шаровая мельница, пресс-форма, спектрометр, концентрированная серная кислота, 5-7 мл муравьиной и 5 г щавелевой кислот, дистиллированная вода.

Высушенный при температуре 25-35°С образец лишайника Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata) из фоновой зоны (дер. Ферязкино) разделить на три равные части.

Работу с концентрированной серной кислотой производить под вытяжкой.

Первую часть сухого образца лишайника использовать сразу для приготовления таблетки с KBr по стандартной методике. ИК спектр образца записать на спектрометре.

Вторую часть сухого образца лишайника поместить в эксикатор над парами окиси углерода в течение одной недели.

Получить окись углерода можно путем взаимодействия органических веществ с концентрированной серной кислотой:

a) в колбу наливают 5-7 мл муравьиной кислоты и по каплям добавляют концентрированную серную кислоту. Серная кислота отнимает от муравьиной кислоты воду, образуется окись углерода. Выжидают, когда из колбы вытиснится воздух, и окись углерода собирают над водой в эксикатор, который закрывают стеклянной пластиной.

b) в колбу кладут 5 г щавелевой кислоты и по каплям приливают концентрированную серную кислоту. Получающиеся газы в этом случае надо пропускать через раствор щелочи, т.к. при разложении щавелевой кислоты, кроме окиси углерода, образуется и двуокись.

Кислоты могут быть заменены солями. Например, можно использовать муравьинокислый натрий.

Третью часть сухого образца лишайника увлажнить небольшим количеством воды и тоже поместить в эксикатор над парами окиси углерода в течение одной недели.

Спустя неделю по стандартной методике из сухого образца лишайника и предварительно увлажненного, выдержанных в угарном газе приготовить таблетки с KBr и записать ИК спектры образцов на спектрометре.

Практическая работа Моделирование загрязнения воздуха соединениями хлора Оборудование: образец Hypogymnia physodes или Parmelia sulcata, эксикатор, порошок KBr, вибрационная шаровая мельница, пресс-форма, спектрометр, соляная или хлорноватистая кислота, дистиллированная вода.

Высушенный при температуре 25-35°С образец лишайника Hypogymnia physodes (Parmelia sulcata) из фоновой зоны разделить на три равные части.

Первую часть сухого образца лишайника использовать сразу для приготовления таблетки с KBr по стандартной методике. ИК спектр образца записать на спектрометре.

Вторую часть сухого образца лишайника поместить в эксикатор над парами соляной кислоты (или хлорноватистой) в течение одной недели. Для этого разбавить концентрированную соляную кислоту водой в соотношение 1:1. Хлорноватистую кислоту не разбавлять.

Третью часть сухого образца лишайника увлажнить небольшим количеством воды (спрыснуть из шприца). Затем поместить в эксикатор над парами соляной (или хлорноватистой) кислоты в течение одной недели. Для этого разбавить концентрированную соляную кислоту водой в соотношение 1:1. Хлорноватистую кислоту не разбавлять.

Спустя неделю по стандартной методике из сухого образца лишайника и предварительно увлажненного, выдержанных над парами соляной (или хлороноватистой) кислоты приготовить таблетки с KBr и записать ИК спектры образцов на спектрометре.

Мейсурова А.Ф. Мониторинг окружающей среды: учебное пособие. Ч.

3: Методы оценки состояния атмосферы. Тверь: Тверской государственный университет, 2009. - 75 с.

Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. М. 2008.

Израэль Ю.А Экология и контроль состояния природной среды. М., 1984.

Израэль Ю.А. Концепция мониторинга состояния биосферы // Мониторинг состояния окружающей природной среды. Л., 1977.

Комплексный геоэкологический мониторинг: Учебное пособие / А.Г.

Емельянов; Твер. Гос. ун-т. Тверь, 1994. 88 с.

Л.Ф. Гольдовская, Химия окружающей среды, М., 2005, 296.

5. Природопользование / Под ред. Арустамова Э.А. М., 2002.276 с.

Абиотическая среда - силы, явления и объекты природы, окружающие организмы и напрямую не связанные с ними своим происхождением.

Абиотические факторы - факторы, связанные с силами, явлениями, объектами неорганического мира.

Аварийный выброс - непреднамеренный выброс загрязняющих веществ в окружающую среду.

Аккумуляция загрязняющих веществ - накопление в живых организмах и экосистемах химических веществ, загрязняющих среду обитания.

Антропогенные факторы - факторы, обязанные своим происхождением деятельности человека.

Биогенные элементы - химические элементы, непременно входящие в состав живых организмов.

Биоиндикатор - группа особей одного вида или сообщество, по наличию, состоянию или поведению которых судят об изменениях в окружающей среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей.

Биологические факторы - факторы, действия которых материализуются в виде непосредственного влияния живых организмов на окружающую среду и на человека.

Биологический мониторинг - отслеживание состояния окружающей среды с целью выявления, устранения, прогнозирования и предупреждения ситуаций, опасных для человека и природы в целом.

Интенсивность транспирации - количество испаренной за 1 час воды в расчете на единицу массы растения (листа) в граммах сырой или сухой массы или на единицу площади листа (дм2).

Интродукция - естественное или преднамеренное включение в природу видов, ранее не обитавших в регионе.

Источник загрязнения - точка выброса, хозяйственный или природный объект, регион, откуда поступает загрязняющее вещество в окружающую среду.

Канцероген - вещество или физический агент, способствующий развитию злокачественных новообразований или их возникновению.

Кислотные осадки - атмосферные осадки в виде дождя или снега, подкисленные из-за растворенных в них кислотообразующих выбросов (SO NO, НС1 и др.); рН5,6.

Ксенобиотики - вещества, которые получены в результате искусственного синтеза и не входят в число природных соединений.

Лимитирующий фактор - фактор, который при определенном наборе условий окружающей среды ограничивает проявление жизнедеятельности организма (любое условие, приближающееся к пределу толерантности).

Металлофиты - виды растений, приуроченные исключительно к металлоносным участкам.

Мутаген - любой фактор, вызывающий мутацию.

Некрозы - полное или частичное омертвление тканей организма, у растений происходят под воздействием таких загрязняющих веществ, как окислы серы, соединения фтора, озона и др.

Нитраты - соли азотной кислоты (HN03), представляют важнейшее звено в круговороте азота, при неправильном внесении удобрений могут накапливаться в почве и растениях, при попадании в организм человека переходят в нитриты, образующие канцерогенные вещества (нитрозамины).

Ограничивающий или лимитирующий фактор - в случае, если какойлибо из факторов, составляющих условие существования, имеет минимальное значение, то он ограничивает действие остальных факторов (как бы благоприятны они не были) и определяет конечный результат действия среды на растение.

Освещенность - световой поток, приходящийся на единицу площади поверхности. Единицей освещенности служит люкс (лк) - световой поток в люмен, приходящийся на 1 м2.

Отходы - остатки сырья, материалов, некондиционные и побочные продукты, использованная продукция. Различают бытовые, промышленные, сельскохозяйственные и строительные отходы.

ПДВ (предельно допустимый выброс) - выброс вредных веществ в атмосферу, устанавливаемый для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что приземная концентрация этих веществ не превысит предельно допустимую концентрацию.

ПДК (предельно допустимая концентрация) - концентрация вредного вещества, которая не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруженных современными методами исследований.

Равновесие экологическое - состояние системы, которое характеризуется балансом, обеспечивающим ее длительное устойчивое существование.

Рекреация - восстановление сил, здоровья человека отдыхом вне жилища, на лоне природы.

Среда или окружающая среда - совокупность материальных тел, явлений и энергии, влияющих на живой организм.

Среда обитания человека - совокупность объектов, явлений и факторов окружающей (природной и искусственной) среды, определяющая условия жизнедеятельности человека.

Стресс - реакция биологической системы на экстремальные факторы среды. Различают положительный (эвстресс) - в ответ на радость и т.п. и отрицательные (дистресс). Наиболее тяжелая форма дистресса - шок.

Техногенные факторы- элементы техногенных форм воздействия человека на природные комплексы.

Толерантность - способность организмов выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них значений.

Условия существования - совокупность жизненно необходимых факторов, без которых организм не может существовать.

Утилизация загрязнителей - извлечение и хозяйственное использование веществ промышленного и бытового характера.

Холодостойкость растений - способность растений переносить низкие положительные температуры.

Экологическая устойчивость - способность экосистемы устойчиво сохранять свою структуру, свойства и функции при воздействии внешних факторов.

Экологические факторы - элементы среды, которые оказывают существенное влияние на живые организмы (свет, вода в почве и атмосфере, движение воздуха, дымовые газы, засоление грунтовых вод, естественная и искусственная радиоактивность и т.д.).

7. Методические рекомендации по организации самостоятельной работы Тема: Современные представления о мониторинге состояния окружающей природной среды. Классификация видов мониторинга.

Цель: Познакомится с понятием «мониторинг», изучить различные концепции по системе мониторинга.

Вопросы для самостоятельного изучения:

1. Современное значение понятия «мониторинг».

2. Основные виды деятельности системы контроля над окружающей 3. Теория Р. Манна о программе проведения мониторинга.

4. Концепция Ю.А. Израэля. Блок – схема системы мониторинга по 5. Концепция И.П. Герасимова. Уровни мониторинга по Герасимову.

6. Концепция школьного экологического мониторинга.

7. Схема организации мониторинга через учреждения образования.

Рекомендуемая литература:

1. Комплексный геоэкологический мониторинг: Учебное пособие / А.Г.

Емельянов; Твер. Гос. ун-т. Тверь, 1994. 88 с.

2. Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. М. 2008.

Тема: Глобальные экологические проблемы:

Материалы компьютерная программа «Экология».

Ход работы:

Прослушайте и просмотрите демонстрационный материал о климатических изменениях, разрушении озонового слоя, загрязнении природных вод нефтепродуктами и др.

Ответьте на тестовые задания, а также на тестовые задания повышенной сложности.

Тема: Методы очистки атмосферы Цель: Познакомится с разнообразием методов очистки атмосферы Вопросы для самостоятельного изучения:

Методы очистки атмосферы от газообразных и аэрозольных загрязнителей, фтористых соединений, радиоактивных веществ.

Методы снижения и предотвращения выбросов загрязнителей в атмосферу. Разработка и реализация новых технологий, отличающихся отсутствием выбросов «парниковых» газов.

Рекомендуемая литература:

1. Природопользование / Под ред. Арустамова Э.А. М., 2002.276 с.

2. Гольдовская Л.Ф. Химия окружающей среды, М., 2005, 296.

1. Выбросы энергетики 2. Выбросы металлургических заводов 3. Выбросы машиностроительных заводов 4. Выбросы нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей нефтехимической промышленности 5. Выбросы при производстве строительных материалов и цемента 6. Выбросы химической промышленности 7. Устранение выбросов в атмосферу 8. Малоотходные производства 9. Выбросы автотранспорта Известно, что зеленые насаждения уменьшают количество пыли в воздухе. Над 40 км2 леса в воздухе находится около 50 т. пыли, а над такой же поверхностью безлесного пространства в 12 раз больше. Сколько тонн пыли находится на 40 км2 безлесного пространства?

Сколько кубических метров воздуха очищает лес площадью 50 га за лет, если известно, что 1 га лесного массива за год очищает от пыли и углекислого газа 18 млн. м3 воздуха?

В 1 м3 городского воздуха содержится около 5000 микробов. Сколько микробов содержится в 1 м3 лесного массива, если известно, что здесь их содержание меньше в 9-12 раз?

Известно, что 50 м2 зеленого леса поглощают за 1 час углекислого газа столько — же, сколько его выделяет при дыхании за 1 час один человек, т.е.

40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса в час? Сколько человек могут выдыхать этот углекислый газ за тот же час?

1 га лиственных деревьев задерживает за год 250 т пыли, а хвойных на 85% меньше. Сколько пыли задерживает за год гектар хвойных деревьев?

1 га двадцатилетнего сосняка поглощает в год 9 т углекислого газа, а 60-летнего - на 44% больше; 80-летнего же на 15% меньше, чем 60-летнего.

Сколько углекислого газа поглощает 1 га 80-летнего соснового леса?

Зеленые насаждения уменьшают силу городского шума. Какой силы будет шум от транспорта в жилом доме, если на проезжей части он равен децибелам, а дорогу к этому дому огораживает полоса хвойных насаждений, снижая шум на 25%?

Подсчитайте, сколько дней бактерии могут сохранять свою жизнь в виде спор, если известно, что споры холеры выдерживают неблагоприятные условия 2 дня, чумы - в 4 раза дольше, тифа - в 30 раз дольше, туберкулеза - в 150, а сибирской язвы-в 1826 раз.

Бактерия, попав в питательную среду, к концу 20-ой минуты делится на две, каждая из которых к концу следующей 20-ой минуты делится на две и т.д. Найдите число бактерий, образовавшихся к концу 24-го часа, т.е. за сутки.

Максимальное число баллов – 50 баллов: текущая работа – 25 баллов (работа на занятиях - 5, выполнение лабораторных работ – 12 подготовка докладов -5, посещение занятий – 3), контрольная точка – 25 баллов.

Максимальное число баллов – 50 баллов: текущая работа – 25 баллов (работа на занятиях - 5, выполнение лабораторных работ – 12 подготовка докладов -5, посещение занятий – 3), контрольная точка – 25 баллов.

Курс заканчивается зачетом. Максимальное число баллов - 100, для зачета – 55 баллов.

(выберите один правильный ответ из четырех предложенных вариантов) 1. К каким экологическим факторам относится комплекс взаимоотношений человека и окружающего его мира?

1)абиотическим;

2)биотическим;

2. Антропогенные факторы это:

1)воздействие факторов живой природы на человека;

2)влияние метеорологических факторов на жизнедеятельность человека;

3)группа факторов, обусловленных влиянием человека и его хозяйственной деятельности на природные компоненты;

4)комплекс абиотических факторов, влияющих на деятельность человека.

3. Шумовые загрязнения характеризуются преимущественным влиянием на:

1)опорно-двигательную систему; 3) мочеполовую систему;

2)центральную нервную систему; 4) органы дыхания.

4. Укажите, какой из предложенных загрязнителей атмосферы вызывает пятнистый некроз листьев табака:

2)озон;

5. Укажите, какой из предложенных загрязнителей атмосферы вызывает краевой некроз листьев липы сердцевидная:

1)углекислый газ; 3) фтороводород;

2)озон;

6. Укажите, какой из предложенных загрязнителей вызывает верхушечный некроз хвои сосны обыкновенной:

1)хлорид натрия; 3) фтороводород;

2)озон;

7. Нитраты более активно накапливаются растениями при:

1)избытке влаги и недостатке света; 3) внесении органических удобрений;

2)недостатке минеральных удобрений; 4) недостатке влаги и избытке света.

8. Изучением влияния выбросов предприятий и заводов на окружающую среду, снижением этого влияния за счет совершенствования технологий занимается:

1)популяционная экология;3) промышленная экология;

2)аутэкология;

9. Антропогенный экологический кризис, произошедший около 150 - 350 лет назад и связанный с бурным развитием производственных сил общества и широким использованием растительного и минерального сырья, называется:

1)кризисом продуцентов; 3) кризисом редуцентов;

2)кризисом консументов; 4) термодинамическим кризисом.

10. Антропогенный экологический кризис, связанный с глобальным загрязнением окружающей среды и неспособностью микроорганизмов очистить биосферу от антропогенных продуктов, называется:

1)кризисом консументов; 3) кризисом продуцентов;

2)кризисом редуцентов; 4) термодинамическим кризисом.

11. Усиление действия одного химического загрязнителя в присутствии другого получило название:

1)антагонизм;

2)суммация;

12. Об отсутствии загрязнения атмосферы в городской среде можно судить по наличию:

1)цветущих яблоневых садов; 3) обилия лишайников;

2)количества цветников; 4) отсутствие лишайников.

(установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов: каждой позиции первого столбца подберите соответствующую 13. Установите соответствие между видами и типами загрязнения окружающей среды:

ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ТИПЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

1)Биогенное;

2)Техногенное;

3)Шумовое;

4)Световое;

5)Микробиологическое;

6)Генетическое.

14. Установите соответствие между видами и типами загрязнения окружающей среды:

ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ТИПЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

1)Электромагнитное;

2)Тяжелые металлы; Б) Химическое.

3)Пластмассы;

4)Световое;

5)Пестициды;

6)Радиоактивность.

15. Установите соответствие между видами и типами загрязнения окружающей среды:

ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ТИПЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

1)Аэрозоли 2)Химические вещества; Б) Биологическое.

3)Биогенное;

4)Генетическое;

5)Микробиологическое;

6)Гербициды.

17.Установите соответствие между источниками загрязнения атмосферы и их проявлениями:

ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ИСТОЧНИКИ

2)Вулканы;

3)Транспорт;

4)Теплоэнергетика;

5)Промышленные предприятия;

6)Выветривание.

Для таких загрязнителей как оксиды азота и серы, хлороводород, аммиак, сероводород характерно _ время пребывания в атмосфере.

большое (20-30 лет) среднее (4 года) очень короткое (доли секунды) Метеоры относятся к виду источников загрязнения атмосферы геохимическому антропогенному биологическому химическому В атмосферу выделяет огромные количества следовых органических соединений, как пинен и лимонен Количество ультрафиолетового излучения НЕ зависит от радиационного фона земли от широты местности от высоты над уровнем моря прозрачности атмосферы В небольших дозах ультрафиолетовое облучение может быть полезным для человека, поскольку происходит выработка витамина Д происходит быстрый рост детей увеличивается интенсивность обмена веществ ускоряется процесс выделения вредных веществ из организмов Основные секторы промышленности, потребляющие озоноразрушающие вещества производство аэрозольных упаковок, холодильников и кондиционеров производство мебели, пластиковых окон производство посуды, керамики производство электроники К появлению «парникового эффекта» приводит эмиссия в атмосферу следующих газов углекислый газ, водяной пар, озон, метан, окислы азота, фреоны углекислый газ, метан, окислы азота, фреоны углекислый газ, окислы азота, фреоны углекислый газ, водяной пар, фреоны На 50% «парниковый эффект» обусловлен углекислым газом фреонами водяным паром Увеличение в атмосфере углекислого газа обусловлено сжиганием топлива и сведением лесов под распашку сжиганием топлива сведением лесов под распашку минерализацией гумуса обширных пахотных земель Увеличение в атмосфере такого парникового газа, как оксид азота вызвано применением азотных удобрений в сельском хозяйстве выбросами автотранспорта деятельностью микроорганизмов рода Nitrosomonas выбросами предприятий топливно-энергетической отрасли Одним из основных продуктов метаболизма жвачных, придающий характерный острый запах их выделениям является углекислый газ водяной пар По прогнозам ученых потепление климата станет особенно заметным Изучение «парникового эффекта» восходит к работам … С. Аррениуса М. Ломоносова 1. Современные представления о мониторинге состояния окружающей природной среды.

2. Классификация видов мониторинга.

3. Методы экологического мониторинга: биоиндикационные, физикохимические.

4. Загрязнители отдельных природных сред и методы их установления.

5. Происхождение и эволюция атмосферы. Физико-химические процессы в атмосферы.

6. Состав атмосферы. Микрокомпонентные примеси: геохимические, источники, биологические источники, антропогенные источники.

7. Смоги.

8. Озоновый защитный слой.

9. Парниковый эффект.

10. Выбросы энергетических установок.

11. Выбросы металлургических заводов.

12. Выбросы машиностроительных заводов.

13. Выбросы при нефтедобычи и нефтепереработки.

14. Выбросы при производстве строительных материалов и цемента.

15. Выбросы химической промышленности.

16. Устранение выбросов в атмосферу.

17. Безотходные и малоотходные производства.

18. Выбросы автотранспорта.

19. Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта загрязняющих веществ в атмосферу.

Основные предприятия-загрязнители атмосферы г. Твери.


















 
© 2014 www.kniga.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, пособия, учебники, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.