Проведение эксперимента и оценка результатов.

Наливают в химические стаканы сточную воду до прохождения через очист­ные сооружения и после (по 200 мл в трехкратной повторности). Контроль-очищенная или аквариумная вода. В каждый стакан помещают по 10 рачков в возрасте 2-4 суток. Для этого пипеткой с широким концом дафний отлавливают из сосуда, где они выращивались, и помещают на часовое стекло. Тонкой пи­петкой отсасывают воду со стекла и дафний смывают в приготовленный стакан, используя жидкость из этого же стакана. Дафний сначала помещают в кон­трольные, а затем в опытные стаканы, начиная с наименьшей концентрации. При проведении опыта их не кормят.

По истечении 1,2,4,8,24,48 часов снимают результаты опытов, учитывая при этом число живых особей, их поведение, степень наполнения кишечника пищей, количество сброшенных эфипиумов. Те животные, которые в течение нескольких секунд после легкого встряхивания стакана не начинают двигаться вновь, считаются погибшими, несмотря на то, что у них могут двигаться антен­ны.

При осмотре стаканов погибших дафний удаляют пипеткой, начиная с наи­менее концентрированного раствора, после чего пипетку тщательно моют. Для контроля должна быть отдельная пипетка.

Если гибель дафний в контроле превышает 10%, то опыт повторяют.

При отмирании 50% особей концентрация считаются сильно токсичной и обо­значается ЛК₅₀. При гибели 100% особей концентрация считается летальной (ЛК₁₀₀). Минимальная концентрация, при которой организмы не гибнут, обозна­чается ЛК₀.

Если за период наблюдений гибель дафний не наблюдается даже в неразбав­ленной воде, значит острой токсичностью она обладает. При гибели 20% особей концентрация уже считается вредной.

В результате опытов можно получить ответы на следующие вопросы:

1. Является ли испытуемое вещество или сточная вода остротоксичнцыми?

2. Каким должно быть разбавление сточной воды или какой должна быть кон­центрация вещества, чтобы исчезла острая токсичность

б) исследование воды с ряской и элодеей.

Оборудование, материалы

1) сосуды для сбора ряски; 2) стаканы на 500 мл; 3) линейки; 4) весы торсионные; 5) бритвы.

Одинаковые растения ряски отбирают из естественных популяций условно чистых водоемов в начале июня, когда много молодых растений, в сосуды, на дне которых налито немного чистой воды. В жаркую погоду, чтобы избежать подсыхания ряски, очень хорошо пользоваться широкогорлым термосом с ку­сочками льда на дне. Лед следует прикрыть несколькими слоями влажной фильтровальной бумаги, чтобы он не касался ряски.

Затем отбирают одинаковые особи ряски и рассаживают их по пять штук в стаканы с водой, качество которой хотят определить. Повторность опытов трех­кратная. Контроль- вода из чистого водоема или водопроводная вода, выстоян­ная и прошедшая очистку фильтрацией через активированный уголь.

Опытные сосуды выставляют на рассеянный свет. Ежедневно учитывают следующие параметры: изменение окраски, потеря тургора, повреждение точек роста, повреждение точек роста, выживаемость (в течение 5-10 суток), прирост и число боковых отростков, число корней и их длина. В случае малой токсичности воды и относительно хорошей сохранности растений в конце опыта их вынимают из воды, обсушивают фильтрованной бумагой, отделяют бритвой надводную и подводную части и взвешивают на торсионных весах. Полученные измерения выражают по отношению к контролю, взятому за 100%, обрабатывают статически.

В качестве тест – растения можно использовать элодею, опыты с которой проводятся аналогично вышеописанным. Элодея- растение стоячих и медленно текущих вод. Интенсивно размножается обрывками побегов. Завезенный из Америки в XIX веке быстро расселилась по водоемам Европы Азии и Австралии. Она интересна тем, что ее выращивание для биотестов возможно в условиях аквариумов.

Вопросы к экзамену

1. Понятие предмета «экология». Вклад ученых в развитие науки Экология.
2. Научная концепция происхождения жизни, ее этапы. В чем заключается сущность жизни с точки зрения молекулярной биологии.
3. Перечислите уровни организации живой материи.
4. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина.
5. Естественный отбор, его формы. Формы борьбы за существование.
6. Изменчивость и ее виды. Норма реакции генотипа.
7. Понятие «вид». Перечислите признаки вида, какой из них считают основным. Закон Долло.
8. Перечислите таксоны в систематике. Царства живых организмов. Какие организмы не входят ни в одно царство и почему.
9. Классификация организмов по типу питания и дыхания.
10. Вирусы и бактериофаги, их роль для живых организмов. Особенности размножения.
11. Что представляет собой среда обитания и факторы среды. Перечислите основные среды жизни.
12. Что представляет собой адаптация организмов. Пассивный и активный путь приспособления.
13. Сформулируйте и изобразите графически Закон Оптимума. Отличие стенобионтов от эврибионтов. Экологический спектр вида.
14. Сформулируйте «Правило взаимодействия факторов» и «Закон толерантности Шелфорда». Стенобионты и эврибионты – их приспособленность к факторам среды.
15. Сформулируйте «Правило минимума Либиха». Лимитирующие факторы.
16. Адаптация растений по отношению к ФАР. Как экологически правильно сажать с.-х. культуры. От чего зависит зрительное восприятие у животных. Навигация.
17. Температурные границы существования жизни. Приспособления животных растений к колебаниям температуры. Правило Бергмана, правило Аллена, Закон экономии поверхности.
18. Адаптации растений к поддержанию водного баланса в наземно-воздушной среде жизни. Регуляция водного баланса у животных.
19. Характеристики воздуха и приспособления к ним организмов. Анемохория. Аэропланктон.
20. Экологические группы организмов, обитающих в воде. От чего зависит концентрация кислорода в воде. Адаптация организмов к различному кислородному режиму.
21. Способы ориентации животных в водной среде. Биолюминесценция. Эхолокация.
22. экологическое значение фильтрации. Адаптации организмов в пересыхающих водоемах. Гипобиоз. Причины замора.
23. особенности почвы, как среды обитания организмов. Группы почвенных животных.
24. Положительные и отрицательные стороны паразитизма. Защитные реакции хозяина на паразита. Основная адаптация паразита. Гиперпаразитизм.
25. Биотические факторы среды. Перечислите связи и отношения организмов между собой, их экологическое значение.
26. Популяция. Половая и возрастная структура популяции. Групповые характеристики популяции. Гомеостаз популяции.
27. Причины динамики популяции. Кривые роста. Давление среды.
28. Изобразите блоковую модель биогеоценоза. В чем отличие БГЦ от экосистемы.
29. Взаимосвязь биоценоза и биотопа. Отношения организмов в биоцонозе.
30. Видовое разнообразие биоценоза, индекс разнообразия. Виды-доминанты, виды-эдификаторы.
31. Видовая структура биоценоза. Как влияет на экосистему уменьшение видового разнообразия биоценоза. Закон Долло.
32. Пространственная структура биоценоза, ярусность, мозаичность и их экологическое значение.
33. От чего зависит видовое разнообразие биоценоза. Последствия удаления из биоценоза видо-эдификаторов.
34. Перечислите и объясните основные свойства экосистем.
35. Охарактеризуйте экологическую ниша вида. Правило Гаузе. Интродукция и ее последствия.
36. Основные принципы функционирования экосистем.
37. Изобразите схему биологического круговорота веществ, в чем его функция.
38. Как обеспечивается устойчивость и саморегуляция экосистем. Гомеостаз экосистемы. Принцип ЛеШателье-Брауна.
39. «Пищевая цепь» и «трофические уровни». Типы пищевых цепей. В чем экологическая функция пищевых цепей.
40. Из чего складывается энергетический баланс консументов. Схема экологического потока энергии. Правило 10 %.
41. В чем отличие круговорота вещества и потока энергии.
42. Виды продукции, биомасса. От чего зависит скорость создания первичной продукции.
43. Экологические пирамиды, их значение. Как строятся экологические пирамиды.
44. «Сукцессия». Отличие первичных сукцессий от вторичных. Стадии развития сукцессии. Климакс.
45. Биосфера, ее состав, границы. Характеристики биосферы. Основное условие устойчивости биосферы. Последствия нарушения гомеостаза биосферы.
46. Поступление и фиксация азота живыми организмами. Причины и последствия нарушения круговорота азота.
47. Поступление и фиксация углерода живыми организмами. Причины и последствия нарушения круговорота углерода.
48. Круговорот фосфора. Причины и последствия нарушения круговорота фосфора.
49. Круговорот серы. Причины и последствия нарушения круговорота серы.
50. Свойства живого вещества, его значение для биосферы.
51. Функции живого вещества. Основная функция живого вещества.
52. Значение точек Пастера для биосферы. Закон незаменимости биосферы.
53. Пределы устойчивости экосистем и допустимая нагрузка на биосферу. Правило 1 %.
54. Биоиндикация и биомониторинг воздушной и водной среды, тест-объекты.
55. Причины и последствия «озонных дыр» и «парникового эффекта». Парниковые газы.
56. Причины и последствия кислотных дождей и смога.
57. Стадии эволюции биосфер. Техносфера. Причины экологического кризиса. Эффект бумеранга. Закон Мальтуса.
58. Основные методы очистки производственных и бытовых сточных вод. Оборотное водоснабжение. Стадии очистки питьевой воды.
59. Юридическая ответственность за нарушение природоохранного законодательства (дисциплинарная, административная, уголовная или имущественная ответственность).
60. Основные экологические принципы рационального природопользования.
61. Понятие об экологической безопасности и чрезвычайной экологической ситуации. Классификация чрезвычайных экологических ситуаций.
62. Международные форумы и организации по охране окружающей среды.
63. Методы защиты атмосферного воздуха от загрязнений (сухие пылеуловители, мокрые пылеуловители, фильтры, электрофильтры).
64. Главные источники загрязнения почвы. Этапы рекультивации земель. Основные методы переработки отходов.
65. Источники загрязнения гидросферы. Показатели качества воды.
66. Методы очистки сточных вод от механических примесей.
67. Очистка сточных вод от маслосодержащих примесей, от металлов и их солей.