Рецензент: доцент каф. технологии мяса и молока, к.б.н. Миронова И.В.
Кафедра БЖД и экологии
Методические указания
К лабораторным занятиям
по дисциплине экология
для студентов всех направлений подготовки бакалавров
Уфа - 2013
УДК 574:378.147
Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета
пищевых технологий (протокол № от 2013 г.)
Составители: доценты к.б.н. Леонтьева Т.Л., к.б.н. Латыпова Г.Ф.
Рецензент: доцент каф. технологии мяса и молока, к.б.н. Миронова И.В.
Ответственная за выпуск: заведующая кафедрой БЖД и экологии,
К.б.н. Латыпова Г.Ф.
Уфа: БГАУ, кафедра БЖД и экологии
Оглавление
1. Изучение влияния абиотических факторов на живых организмов……….… 4
2. Изучение влияния антропогенных факторов на живых организмов ……..… 6
3. Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих
в окружающую среду в результате работы автотранспорта ………..……...…8
4. Определение нитратов в продуктах питания……………………………..…...11
5. Определение органолептических и химических показателей воды…….…14
6. Биоиндикация состояния атмосферного воздуха………………………….. 18
7. Экономические механизмы управления качеством окружающей
среды. Компьютерная имитационная программа «Малая река»…………….20
Библиографический список…………………………………………………...…...25
1 Изучение влияния абиотических факторов на живых организмов (4 часа)
Цель работы:Определить зависимость прорастания семян растений от воздействия на них температуры, как одного из важнейших абиотических факторов.
Материалы и оборудование:Семена растений (пшеница, ячмень, горох), чашки Петри, пробирки химические (на 20 мл), термометр, горячая вода (600С), водяная баня, секундомер или ручные часы, фильтровальная бумага.
Вопросы для самостоятельного изучения
1. Как проявляются законы оптимума и лимитирующих факторов по отношению к температурному фактору?
2. Какие существуют морфологические и физиологические адаптации для существования в условиях высоких и низких температур?
Теоретическое введение. Абиотические факторы, то есть факторы неживой природы, постоянно воздействуют на организмы. К важнейшим из них относится тепловой режим, т.к. скорость протекания химических реакций в живом изменяется в 2-3 раза при повышении температуры на каждые 10о. Температура очень часто является лимитирующим фактором для распространения видов во всех средах жизни. Свойства протоплазмы клеток обусловливают максимальный температурный диапазон для активной жизни 0-50оС. Исключения редки. Например, некоторые сине-зеленые водоросли существуют в горячих источниках Камчатки и Северной Америки (77-85оС), а некоторые дрожжи выдерживают до 90оС. Полное промораживание выдерживают только неактивные формы жизни (споры, семена, насекомые в состоянии диапаузы).
Максимальные и минимальные температуры, при которых животные или растения не находятся в оцепенении, а активно развиваются, называются порогами развития (не путать с пределами выносливости!), а значения температуры, лежащие между ними – эффективными температурами. Для завершения каждого этапа развития организма требуется определенное количество тепла, называемое термальной константой развития(константа -постоянная величина)или суммой эффективных температур (С). При этом не важно, какими порциями поступает тепло, лишь бы его сумма достигала определенной величины. Если температура выше, тепло поступает интенсивнее и развитие ускоряется, если, конечно, не превышен верхний порог развития.
Задание 1 (закладка опыта)Положите на дно всех чашек Петри кружочки фильтровальной бумаги. К внутренней стороне крышек приклейте водой этикетки, на которых простым карандашом должны быть написаны: дата, вариант, № группы и бригады. Отберите по 10 полноценных семян всех предложенных культур, поместите их в пробирку, залейте водой, имеющей разную температуру (600С, 500С, 400С, 250С) и выдержите указанное время (10 мин.). Затем воду слейте, семена переложите в приготовленные чашки Петри. Контрольные семена не обрабатывайте. Во все чашки Петри с семенами налейте по 10 мл воды комнатной температуры и поставьте на проращивание.
Задание 2 (учет результатов опыта)Через 1-2 недели после выполнения задания 1 рассмотрите образовавшиеся у вас всходы и оцените влияние температурного фактора на следующие показатели: всхожесть семян, длину проростков, развитие корневой системы. Результаты занесите в таблицу 1.
Таблица 1 Влияние температуры на прорастание семян различных культур
| Темпера- тура(0С) | Культура | Всхо- жесть (%) | Длины проростков (мм) | Длины корней (мм) | Число корней | |||
| Измерен-ные | Средняя | Измерен-ные | Средняя | Измерен-ное | Среднее | |||
| Пшеница | ||||||||
| Ячмень | ||||||||
| Горох | ||||||||
| Пшеница | ||||||||
| Ячмень | ||||||||
| Горох | ||||||||
| Пшеница | ||||||||
| Ячмень | ||||||||
| Горох | ||||||||
| Пшеница | ||||||||
| Ячмень | ||||||||
| Горох |
Разными цветами постройте графики зависимости всхожести (рис. 1) и числа корней от температуры обработки. Для зависимостей длин проростков и корней от температуры результаты представьте в виде диаграмм. Графики или диаграммы по каждому показателю должны сопровождаться выводами из них. Затем сформулируйте общий вывод о влиянии температуры на прорастание семян и формирование растения для каждой культуры.
Контрольные вопросы
1) Каково значение температуры в жизни организмов?
2) Что такое температурные пороги развития? Сколько их?
3) Что называется оптимальной температурой? Различается ли она для разных видов живых существ? Как человек использует ее на практике?
4) Дайте прогноз, как поведет себя колорадский жук (порог развития 12оС, термальная константа, то есть сумма эффективных температур для развития от яйца до взрослого насекомого - 360о) в областях, где за лето набирается:
а) всего 300о выше порогового значения;
б) 450о выше порогового значения;
в) 750о выше порогового значения.
2 Изучение влияния антропогенных факторов на живых организмов (4 часа)
Цель:Определить зависимость прорастания семян растений от воздействия различных концентраций загрязняющих веществ в среде.
Оборудование: Семена (пшеница, овес, горох), чашки Петри, фильтровальная бумага, ножницы, весы, шпатели, реактивы (поваренная соль, нитрат аммония, медный купорос), колбы на 50 мл, мерный цилиндр, колба с 500 мл дистиллированной воды.
Теоретическое введение.Загрязнение среды является важнейшим примером антропогенных факторов. Загрязнение почв имеют самый разный характер. Это могут быть и пищевые вещества (поваренная соль, используемая в городах против гололеда), и удобрения (нитраты) если их количество превышает нормативы. Важнейшей группой загрязнителей являются ионы тяжелых металлов, например, меди, попадающих в среду с дымами металлургических комбинатов, котельных и т.д..
Задание 1 Разбейтесь на бригады и приготовьте по 30 мл четырех концентраций растворов солей (для поваренной соли и нитрата аммония 0,5%, 1,0%; 2,5% и 5,0% , а для медного купороса0,25%, 0,5%, 1,0% и 2,5%). Приготовьте чашки Петри для каждого варианта, положите на дно каждой кружочки фильтровальной бумаги с надписанными простым карандашом этикетками. На них должны быть указаны: дата, вариант, № группы, фамилии студентов. К внутренней стороне крышек приклейте водой точно такие же квадратные этикетки. Отберите по 10 полноценных семян всех предложенных культур, положите в приготовленные чашки Петри с фильтровальной бумагой на дне, залейте 10 мл приготовленных растворов и поставьте на проращивание. Контрольные семена залейте 10 мл дистиллированной воды.
Задание 2 Через 1-2 недели оцените влияние загрязняющего вещества в среде на всхожесть семян, длина проростков, развитие корневой системы растений. Полученные данные занесите в таблицу 2. Разными цветами постройте графики зависимости всхожести семян и среднего числа корней у разных культур от концентрации загрязняющего вещества в среде. Для средних длин проростков и корней постройте диаграммы (рисунок 2). Сформулируйте вывод о влиянии загрязнения среды на каждый изученный показатель, а затем общий вывод о влиянии загрязнения изученным веществом на каждую культуру.
Таблица 2 Влияние концентрации …… в среде на прорастание
семян различных культур
| Кон цент-рация …, (%) | Культура | Всхо- жесть (%) | Длины проростков (мм) | Длины корней (мм) | Число корней | |||
| Измерен-ные | Средняя | Измерен-ные | Средняя | Измерен-ное | Среднее | |||
| Пшеница | ||||||||
| Овес | ||||||||
| Горох | ||||||||
| 0,5 | Пшеница | |||||||
| Овес | ||||||||
| Горох | ||||||||
| 1,0 | Пшеница | |||||||
| Овес | ||||||||
| Горох | ||||||||
| 2,5 | Пшеница | |||||||
| Овес | ||||||||
| Горох | ||||||||
| 5,0 | Пшеница | |||||||
| Овес | ||||||||
| Горох |
Контрольные вопросы
1. Приведите примеры антропогенных факторов, которые могут действовать на лес и его обитателей.
2. Можно ли однозначно сказать, что наличие в среде ионов Na+, Cl- или NO3- вредно для растения?
3. Как можно использовать подавление развитие микроорганизмов повышенной концентрацией соли?
4. Как может повлиять на городские деревья посыпание улиц солью для борьбы с гололедом?Как может возникнуть засоление почвы при поливе?
5. Что такое загрязнения среды? Применим ли к ним закон оптимума?
Теоретическое введение
В настоящее время до 70% загрязнений воздуха в крупных городах связано с работой автотранспорта. Он же является одной из причин смога. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50% по NOх от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NOх можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двигателя, а также двигателя в режиме прогрева. Концентрация оксида углерода в выхлопных газах автомобиля составляет 0,3-10%, углеводородов (несгоревшего топлива) – до 3% и оксидов азота – до 0,8%. Последствия загрязнения городской атмосферы выхлопом приведены в таблице 3.
Таблица 3 Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека
| Вредные вещества | Последствия воздействия на организм человека |
| Оксид углерода (первичный загрязнитель) | Препятствует адсорбцию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может вызвать потерю сознания и смерть |
| Оксиды азота (первичный загрязнитель) | Увеличивают восприимчивость организма к вирусным заболеваниям (типа гриппа), раздражает легкие, вызывает бронхит и пневмонию |
| Озон (вторичный загрязнитель) | раздражает слизистую оболочку органов дыхания, вызывает кашель, нарушает работу легких; снижает сопротивляемость к простудным заболеваниям; может обострять хронические заболевания сердца, а также вызывать астму, бронхит. |
| Свинец(из этилированного бензина) | Эмбриотоксическое и тератогенное действие (дефекты или гибель зародышей и новорожденных), поражение нервной и кровеносной системы, печени, угнетает иммунитет |
Задания:
1) Выберите участок автотрассы вблизи учебного заведения длиной 0,1 (L, км), имеющей хороший обзор.
2) Оцените ширину проезжей части улицы (а), ее общую ширину до домов (А) и высоту окружающих улицу домов (Н).
3) Определите число единиц различного автотранспорта, проходящего по участку в обе стороны в течение 10 мин., пересчитайте на 1 час и заполните учетную таблицу 4
4) Рассчитайте общий путь, пройденный выявленным число автомобилей каждого типа за 1 час ( Lj, км), по формуле:
Lj = Nj * L, где j - обозначение типа автотранспорта; L - длина участка, км;
…. Nj - число автомобилей каждого типа, проходящих за 1 час.
Таблица 4 Учетная таблица количества автотранспорта
| Тип автотранспорта ( j ) | Проехало автомобилей | Общий путь за 1 час, Lj, км | |
| за 10 мин. | за 1 час, Nj | ||
| Легковые автомобили | |||
| Грузовые автомобили | |||
| Автобусы | |||
| Дизельные грузовые автомобили |
5) Рассчитайте количество топлива (Qj, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:
Qj = Lj * Yj,
где Yj – удельный расход топлива для разных автомобилей в соответствии со справочной таблицей 5 (взять средние значения).
Таблица 5 Нормы расхода топлива при движении в условиях города
| Тип автотранспорта | Средние нормы расхода топлива (л на 100 км) | Удельный расход топлива Yj (л на 1 км) |
| Легковые автомобили | 11 – 13 | 0,11 – 0,13 |
| Грузовые автомобили | 29 – 33 | 0,29 – 0,33 |
| Автобусы | 41 – 44 | 0,41 – 0,44 |
| Дизельные грузовые автомобили | 31 - 34 | 0,31 – 0,34 |
6) Полученные результаты по расходу топлива занесите в таблицу 6 и определите общее количество сожженного топлива каждого вида (åQ).
7) Используя таблицу 7, рассчитайте объем выделившихся вредных веществ в литрах (по каждому виду топлива и всего) и занесите их в таблицу 8. Коэффициент К численно равен объему вредных выбросов соответствующего компонента при сгорании в двигателе автомашины 1 л топлива.
Таблица 6 Расход топлива
| Тип автотранспорта | Lj | Qj | |
| Бензин | Дизельное топливо | ||
| Легковые автомобили | - | ||
| Грузовые автомобили | - | ||
| Автобусы | - | ||
| Дизельные грузовые автомобили | - | ||
| Всего: | ∑Q |
Таблица 7 Коэффициенты выброса вредных веществ (К)
| Вид топлива | Значения коэффициента К | ||
| Угарный газ СО | Углеводороды (пентан – С5Н12) | Диоксид азота NО2 | |
| Бензин | 0,6 | 0,1 | 0,04 |
| Дизельное топливо | 0,1 | 0,03 | 0,04 |
Таблица 8 Объем выбросов
| Вид топлива | ∑Q | Вредные вещества | ||
| Угарный газ | Углеводороды | Диоксид азота | ||
| Бензин | ||||
| Дизельное топливо | ||||
| Всего: | (V), л |
8) Рассчитайте массу выделившихся вредных веществ m (г) по формуле и результаты впишите в таблицу 9:
, где М – молекулярная масса, а 22,4 л – объем 1 моля газа при н. у.
Таблица 9 Концентрация вредных примесей в воздухе проезжей части и количество чистого воздуха, необходимого для их разбавления
| Вид вредного вещества | Объем V, л | Молеку-лярная масса, М | Масса m, г | Концент-рация, мг/м3 | ПДК мр, мг/м3 | Объем воздуха для разбавления, м3 |
| Угарный газ СО | ||||||
| Углеводороды (пентан) С5Н12 | ||||||
| Диоксид азота NО2 | 0,085 |
9) Определите объем исследуемого участка проезжей части улицы длиной L, шириной а, принимая его высоту h за 2 м (≈макс.высота автомобиля). Зная количество выделившихся примесей и объем, рассчитайте и занесите в таблицу 9 концентрацию вредных примесей в воздухе проезжей части. Сопоставьте полученные значения концентраций с табличными значениями ПДК.
10) Если вычисленные вами концентрации какого-либо из компонентов выхлопа превышают ПДК, рассчитайте количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды (табл. 9). То есть, рассчитайте, во сколько раз надо развести воздух проезжей части дороги, чтобы концентрация примесей стала ниже ПДК. Затем, вычислив общий объем улицы (L*А*Н, м3), определите, достаточно ли в ней воздуха для разбавления вредных примесей до необходимого уровня, и сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка автомагистрали.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные источники загрязнения воздуха в городе.
2. Какими показателями нормируется состояние атмосферного воздуха на улицах городов?
3. Как влияет автотранспорт на загрязнение воздуха?
4. Назовите важнейшие вредные компоненты выхлопа
|
Теоретическое введение
Нитраты, то есть соли азотной кислоты, являются главным элементом питания растений. Поэтому вся растительная продукция содержит нитраты, и это нормально. Вопрос в их количестве. В естественных условиях (в лесу или на лугу) содержание нитратов в растении небольшое (1-30 мг/кг сухой массы). Они почти полностью переходят в аминокислоты, белки и другие органические соединения. Чтобы почва на полях не истощалась при выносе питательных веществ с урожаем, необходимо вносить азотные удобрения. Неграмотное применение их в сверхвысоких дозах в погоне за большим урожаем приводит к чрезмерному поступлению нитратов из почвы в продукцию (до 12000 мг/кг сухой массы).
Наибольшим содержанием нитратов отличаются свекла столовая, овощи семейств тыквенных, крестоцветных, зонтичных, особенно листовые овощи и корнеплоды: капуста, редька, редис, петрушка, укроп, сельдерей (таблица 10).
Наибольшее количество нитратов содержится в сосущих и проводящих органах растений – корнях, стеблях, черешках и жилках листьев (рисунок 3).
Таблица 10 Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции и их допустимые уровни (мг/кг сырой массы по нитрат-иону)
| Вид растения | Содержание нитратов | Допустимые уровни (ПДК) | |
| Открытый грунт | Закрытый грунт | ||
| Капуста белокочанная | 600-3000 | ||
| Картофель | 40-980 | ||
| Лук репчатый | 60-900 | ||
| Морковь | 160-2200 | ||
| Огурцы | 80-560 | ||
| Редька черная | 1500-1800 | ||
| Редис | 400-2700 | ||
| Свекла столовая | 200-4500 | ||
| Томаты | 10-180 | ||
| Укроп | 400-2200 |
Рисунок 3 Распределение нитратов в растении (мг/кг сырой массы)
Так, у капусты в жилке листа и кочерыжке содержание нитратов в 2-3 раза больше, чем в листовой пластинке Наружные листья кочана содержат в 2 раза больше нитратов, чем внутренние. У кабачков и огурцов содержание нитратов убывает от плодоножки к верхушке.
При употреблении продуктов, содержащих повышенное количество нитратов, двухвалентное железо, входящее в гемоглобин крови, окисляется до трехвалентного и образуется метгемоглобин, который не способен переносить кислород. В результате у человека начинается кислородная недостаточность: он задыхается при физических нагрузках, испытывает сердцебиение, синеет. Возможен и смертельный исход (чаще у маленьких детей). Нитраты влияют на ферменты желудочно-кишечного тракта, снижают усвоение витаминов, и многие другие жизненно важные функции. Избыточное количество нитратов под действием микрофлоры кишечника превращается в нитриты, а далее в нитрозоамины - сильные канцерогены, т.е. вещества, вызывающие рак, особенно опасные для эмбрионов. Их образование блокируется витаминами С и Е.
Допустимые нормы нитратов (по данным ВОЗ) составляют 5 мг (по нитрат-иону) в сутки на 1 кг массы взрослого человека (для детей – гораздо меньше), т. е. при массе 60-70 кг - 300-350 мг нитратов. Содержание нитратов можно уменьшить вымачиванием, кипячением (если отвар не используется), удалением частей, содержащих наибольшее количество нитратов.
Оборудование: части различных овощей, скальпели, 1%-ный раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, чашки Петри.
Задание 1Сделайте срезы принесенных овощей и плодов, расчлените их на части: зона, примыкающая к плодоножке, кожура, серединная часть, кочерыжка (у капусты), жилки. Положите их в чашку Петри и накапайте на различные части среза по капле 1%-ного раствора дифениламина. Отметьте окрашивание и оцените концентрацию нитратов, используя шкалу таблицы 11.
Таблица 11 Окраска срезов растений, обработанных 1%-ным раствором
дифениламина в зависимости от содержания нитратов (мг/кг)
| Баллы | Характер изменения окраски под действием реактива | Содержание нитратов |
| Срез окрашиваются быстро и интенсивно в иссиня-черный цвет. Окраска устойчива и не пропадает | >3000 | |
| Срез окрашиваются в темно-синий цвет. Окраска сохраняется некоторое время | ||
| Срез окрашиваются в синий цвет. Окраска наступает не сразу | ||
| Окраска светло-синяя, исчезает через 2-3 минуты | ||
| Окраска быстро исчезает, окрашиваются, главным образом, проводящие пучки | ||
| Следы голубой, быстро исчезающей окраски | ||
| Нет ни голубой, ни синей окраски. На целых растениях возможно порозовение под действием H2SO4 | около 0 |
Полученные результаты оформите в виде таблицы 12, внося в нее все те культуры, которые использовались.
Таблица 12 Содержание нитратов в образцах овощей и плодов
| Культура | Исследуемая часть растения | Баллы | Содержание нитратов (мг/кг) |
| Картофель | а) Под кожурой б) Серединная часть | ||
| Капуста | а) Кочерыжка б) Жилки в) Лист |
Задание 2Исходя из нормативов ВОЗ по поступлению с пищей нитратов, посчитайте, сколько картофеля, капусты, огурцов, редиса и укропа, содержащих максимально допустимое их количество (см. таблицу 13), можно употреблять в пищу за сутки человеку весом 70 кг. Рассчитайте, сколько можно ему употреблять тех овощей, которые Вы обследовали.
Сделайте вывод о безопасности исследованных овощей исходя из того, что экологически безопасная продукция должна содержать вредных веществ не более ПДК. ПДК – (предельно допустимая концентрация) – это максимальная концентрация данного вещества, которая еще не наносит вреда здоровью.
Контрольные вопросы
1. Наблюдается ли различие видов растений по накоплению нитратов? В каких овощах их может оказаться больше всего?
2. Почему вредно для человека употреблять в пищу овощи, содержащие большие количества нитратов?
3. Как регламентируют количество нитратов в с.-х. продукции?
4. Опишите простейший метод количественного определения нитратов
Показателей воды
Цель: научиться определять органолептические и химические показатели воды.
Вводные пояснения.Органолептические свойства воды нормируются по интенсивности их восприятия человеком согласно ГОСТу. Определяются запах, привкус, цветность, прозрачность, мутность, примеси (пленка, водные организмы). К гидрохимическимпоказателям относятся водородный показатель (рН), растворенный кислород, окисляемость, ХПК (химическое потребление кислорода), БПКполное и БПК5 (биохимическое потребление кислорода), минерализация (анионы – карбонаты и гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды; катионы – Cа, Мg, Nа, К), сухой остаток, общая жесткость, биогенные элементы (нитраты, фосфаты, аммоний, нитриты), фториды, железо общее.
Определение температуры
Определяется сразу после отбора пробы или непосредственно в водоеме термометром с ценой деления 0,1ºС. Термометр держат в воде не менее 5 мин.
Определение прозрачности
Степень прозрачности выражается высотой столба жидкости в см, через который отчетливо виден специальный шрифт. Прозрачностью не менее 30 см должны обладать воды, подаваемые для питьевого водоснабжения без осветления. Речные воды, кроме горных, могут иметь прозрачность 25 см. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.
Оборудование, материалы
1) цилиндр с плоским дном; 2) шрифт, высота букв которого составляет 2 мм, а толщина линий букв - 0,5 мм; 3) линейка.
Ход определения прозрачности
Исследуемую воду наливают в цилиндр, под дно которого подкладывают на расстоянии 4 см шрифт. Сливают воду до тех пор, пока сверху через слой можно будет отчетливо прочесть этот шрифт. Высоту столба оставшейся воды измеряют линейкой. Определение производят при хорошем дневном рассеянном освещении на расстоянии 1 м от светонесущей стены.
Определение осадка
Взболтанную в бутылке воду наливают в цилиндр слоем примерно 30 см и оставляют в покое на 1 ч., если вода отобрана из открытого водоема, или на сутки, если вода взята из подземных источников. Осадок оценивают количественно (нет, незначительный, заметный, большой) и качественно (песчаный, глинистый, илистый, кристаллический, хлопьевидный). Отмечают также цвет осадка. Большой осадок свидетельствует о загрязнении воды.
Определение цветности
Это природное свойство воды, обусловленное наличием гуминовых веществ, которые придают ей окраску от желтоватого до коричневого цвета. Гуминовые вещества образуются при разрушении органических соединений в почве, вымываются из нее и поступают в открытые водоемы. Поэтому цветность свойственна воде открытых водоемов и резко увеличивается в паводковый период. Для предварительного определения цветности воды в стеклянный сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги сравнивают цвет воды: голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый - каждый из которых является показателем определенного вида загрязнения. Цветность воды определяется в градусах. Вода, имеющая цветность 20°С, считается бесцветной. Вода, не подвергающаяся перед подачей потребителю обесцвечиванию, должна иметь цветность не выше 20°С.
Оборудование, реактивы
1) фотоколориметр; 2) цилиндр на 100 мл; 2) мерные колбы на 1 л; 3) дистиллированная вода; 4) стандартный раствор №1: 0,0875 г бихромата калия, 2 г сульфата кобальта и 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/мл) растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л. Раствор соответствует цветности 500°С; 5) раствор №2: 1 мл концентрированной H2SO4доводят дистиллированной водой до 1 л.
Для приготовления шкалы цветности смешивают растворы №1 и №2 в цилиндрах в следующих соотношениях (таблица 13):
Таблица 13 Хромово-кобальтовая шкала цветности
| Раствор №1, мл | |||||||||||
| Раствор №2, мл | |||||||||||
| Градусы цветности |
Ход определения
Цветность можно определять визуально. Для этого в колориметрический цилиндр наливают 100 мл профильтрованной исследуемой воды и, просматривая окраску контрольных растворов сверху вниз, находят цилиндр, окраска жидкости в котором совпадает с окраской исследуемой воды.
Цветность можно более точно определить на фотоколориметре. Для этого строят градуированный график по хромово-кобальтовой шкале цветности. Растворы с различной цветностью фотометрируют в кювете на 5 см в синей части спектра относительно профильтрованной дистиллированной воды. При цветности выше 35°С водопотребление ограничивают.
Определение запаха
Запах оценивается в баллах. Водой, не имеющей запаха, считается такая, запах которой не превышает 2 балла. Чистые природные воды запаха не имеют.
Оборудование, материалы
1) колба с притертой пробкой; 2) коническая колба на 200 мл; 3) часовое стекло; 4) электрическая плитка, термометр.
Ход определения
Колбу с притертой пробкой наполняют на 2/3 объема исследуемой водой, сильно встряхивают, открывают пробку и вдыхают ее запах. Для усиления интенсивности запахов воду подогревают. Коническую колбу на 200 мл наполняют на 1/2 ее объема исследуемой водой, закрывают часовым стеклом и нагревают до 60°С. Затем колбу вращательным движением взбалтывают и, сдвинув стекло, быстро определяют запах.
Интенсивность запаха определяют по 5-бальной шкале:
0 - не ощущается;
1 - обнаруживается только опытным исследователем;
2 - слабый, обнаруживается потребителем, только если указать на него;
3 - заметный, обнаруживается потребителем и вызывает его неодобрение;
4 - отчетливый, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья;
5 - очень сильный, делающей воду совершенно непригодной.
Естественные запахи описывают, придерживаясь следующей терминологии (таблица 14):
Таблица 14 Характеристика запахов воды
| Символ | Характер запаха | Примерный род запаха |
| А | Ароматный | Огуречный, цветочный |
| Б | Болотный | Илистый, тинистый |
| Г | Гнилостный | Фекальный, сточный |
| Д | Древесный | Древесной коры |
| З | Землистый | Прелый, глинистый |
| П | Плесневый | Затхлый |
| Р | Рыбный | Рыбный |
| С | Сероводородный | Тухлых яиц |
| Т | Травянистый | Сена |
| Н | Неопределенный | Не подходящий под предыдущие |
Вводные пояснения
Известно, что на загрязнение среды наиболее сильно реагируют хвойные древесные растения. Характерными признаками неблагополучия окружающей среды и особенно газового состава атмосферы служат появление разного рода пятен хлорозов (пожелтение) и некрозов (омертвение), уменьшение размеров ряда органов (длины хвои, побегов текущего года и прошлых лет, их толщины, размера шишек, сокращение величины и числа заложенных почек). Последнее является предпосылкой уменьшения ветвления. Ввиду меньшего роста побегов и хвои в длину в загрязненной зоне наблюдается сближенность хвоинок (их больше на 10 см побега из загрязненного места, чем в чистой зоне). Наблюдается утолщение самой хвои, уменьшается продолжительность ее жизни (1-3 года в загрязненной зоне и 6-7 лет - в чистой). Влияние загрязнений вызывает также стерильность семян (уменьшение их всхожести). Все эти признаки не специфичны, однако в совокупности дают довольно объективную картину.
Хвойные удобны тем, что могут служить биоиндикаторами круглогодично. В лесоведении давно разработана оценка состояния окружающей среды по комплексу признаков у хвойных, при которой используются не только морфологические показатели, которые весьма изменчивы, но и ряд биохимических изменений.
Использование хвойных дает возможность проводить биоиндикацию на огромных территориях (например, оценивать влияние на окружающую среду таких гигантов сибирской индустрии, как Норильский и Братский комбинаты). Хвойные - основные индикаторы, которые применялись для оценки состояния лесов Европы. Их использование также весьма информативно на малых территориях (например, влияние автодороги на прилегающую зону, если она примыкает к хвойному лесу; состояние окружающей среды в городских экосистемах разного ранга и характера).
Оборудование и материалы
1)весы; 2) разновесы; 3) линейки; 4) лупы измерительные и простые с увеличением в 4-10 раз; 5) миллиметровка; 6) термостат; 7) ветви одного вида хвойных от деревьев, произрастающего в городских посадках или в зоне влияния металлургических предприятий, ТЭС и т.д. и ветви, взятые в относительно чистой зоне загородных территорий.
Ход работы
По заданию преподавателя, за неделю до занятий, студенты срезают ветви условно одновозрастных хвойных деревьев, наиболее распространенных в данной местности (например, для городских условий обычны ель обыкновенная и ель голубая колючая). Ветви срезают 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 служат ветви с деревьев приблизительно того же возраста, собранных в чистой зоне заповедника, зеленой зоне города или в посадках лесных культур.
Изучение хвои
1) Хвою осматривают при помощи лупы, выявляют и зарисовывают хлоро