Изучение антропогенного воздействия на окружающую среду

Министерство образования и науки российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет

ИЗУЧЕНИЕ АНТРОПОГЕННОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Прикладная экология»

для студентов специальности 280201.65

«Охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов»

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

технического университета

Саратов 2009

Лабораторная работа 1

ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ МЕСТНОСТИ ОТХОДАМИ

Цель работы: установить очаги загрязнения мусором территории города.

По оценке экспертов в области охраны природы, проблема му­сора в последние годы выдвинулась среди прочих экологических проблем на первое место. Говоря об озоновых дырах, атомных электростанциях и глобальном потеплении, мы не замечаем, как под­крадывается еще одна опасность – погибнуть под горами мусора, создаваемого человечеством.

Проблема мусора долгие годы замалчивалась, продолжает за­малчиваться и сейчас об этом говорит тот факт, что среди экологических исследований первое место занимают воды, затем идут проблемы загрязнения воздуха, почвы, исследования измене­ния флоры и фауны. Работы, посвященные проблемам мусора, практи­чески не велись.

Методика проведения работы

Метод оценки загрязненности рекомендуется применять для парковых ландшафтов, хотя он может быть использован повсеместно при корректировке шкалы степеней загрязненности.

Данный метод имеет ряд достоинств:

- объективность;

- наглядность;

- общедоступность (он может использоваться на любой местности и в любое время года);

- дешевизна (не требует материальных затрат на оборудование);

- убедительность;

- возможность прогнозировать состояние данной территории в неда­леком будущем по результатам систематического исследования одной и той же территории, сопоставления данных, их анализа и выявления закономерностей.

Метод заключается в том, что производится произвольный вы­бор участка 10*10 м через каждые 100 м по пути исследования и производится подсчет количества единиц загрязнения на данном участке, причем отдельно фиксируется быстро разлагающийся му­сор (бумага, пищевые отходы и т. д.), медленно разлагающийся и неразлагающийся мусор (пластик, стекло, металлолом и далее). Визуально оценивается и состояние данной территории (раститель­ность, застройка, запыленность и т. д.).

Анализ степени загрязненности позволяет выявить экологи­чески чистые участки и наиболее загрязненные, требующие при­нятия экстренных мер по улучшению состояния территории и предотвращения ее дальнейшего загрязнения.

Обработка результатов

Количество единиц загрязнения позволяет определить степень загрязненности территории, табл.1.

Таблица 1

Шкала степеней загрязнения

1 степень	0-5 единиц	Чистая территория
2 степень	5-15 единиц	Допустимая степень загрязнения
3 степень	15-40 единиц	Средняя степень загрязненности
4 степень	40-100 единиц	Высокая степень загрязненности
5 степень	Свыше 100 единиц	Чрезвычайное загрязнение

Имеется ряд примечаний, которые могут изменить степень загрязненности в большею сторону, табл. 2.

Таблица 2

Оценка степени загрязненности от количества мусора

Степень	% неразлагающегося мусора	Характеристика территории
1	Менее 50%	Визуальная чистота, отсутствие других видов загрязнения, ухоженность парковой зоны, отсутствие повреждений у растений, отсутствие повреждений почвенного покрова; норма видового состава растений и животных для данной местности; чистота атмосферы.
2	Менее 50%	Относительная визуальная чистота, незначительное химическое загрязнение, незначительное повреждений у растений; чистота атмосферы.
3	Менее 55%	Видимость некоторого загрязнения, некоторое химическое загрязнение, запыленность, возможно механическое повреждение у 5% растений, незначительное повреждение почвенного покрова; сокращение видового состава растений, характерного для данного типа местности.
4	60%	Видимость значительного загрязнения, заметное химическое загрязнение, наличие механическое повреждение у 20% растений, нарушение травяного и почвенного покрова; значительное сокращение видового состава растений, нарушение экологического равновесия, возможное перерождение данной территории.
5	90%	Зона имеет вид свалки, наличие всех или почти всех видов загрязнения, наличие механических повреждений у 70% растений, нарушение или отсутствие растительного покрова, запыленность воздуха.

Порядок проведения лабораторной работы

Для проведения работы группу студентов делят на 3 бригады. Каждая бригада исследует участок местности приблизительно оди­наковой площади:

-  городская улица (автомагистраль с интенсивным движением);

-  участок жилой застройки (дворы и прилегающие территории) ;

-  рекреационные зоны (скверы, парки, пляжи и т. п.).

Необходимое оборудование: пластиковые пакеты для сбора отходов, пружинные весы, планшет с миллиметровой бумагой, блокнот, ручки, карандаши, резиновые перчатки.

Перед выходом на маршрут отведите в блокноте страницы для уче­та отходов. Озаглавьте их: «Стекло», «Бумага и картон», «Жесть», «Деревянные отходы», «Органические отходы», «Металлический лом», «Полимеры».

При движении по маршруту отмечайте находку в блокноте на соответствующей странице, старайтесь определить ориентировочно ее массу. Однотипные отходы целесообразно разместить в отдель­ных пакетах, затем завесить на пружинных весах.

Просуммируйте массы каждого пакета с отдельными типами от­ходов. Начертите на миллиметровой бумаге в масштабе план обсле­дуемого участка с указанием зданий, дорог, зеленых насаждений, других элементов ландшафта. Отмечайте условными значками места обнаружения отходов.

Обработка результатов исследования заключается в подсчете массы обнаруженных отходов суммарно по каждому виду в отдельности.

Отчет о выполнении работы составляется один на всю бригаду, воспроизводится публично в форме доклада. В докладе должны быть отра­жены следующие вопросы:

1. Экологическая характеристика обследуемого участка, включающая сведения по географии и биологии, а также оценка качества природной среды.

2. Экспериментальные данные, общая загрязненность участка, наиболее типичные виды твердых отходов. Распределение отходов по территории, какими факторами оно обусловлено?

3. Анализ возможного влияния обнаруженных отходов на здоровье населения, растительный и животный мир территории.

4. Ваши рекомендации по сокращению загрязненности территории, какие технические и социальные мероприятия позволили бы этого добиться?

5. Ваши рекомендации по возможной переработке или утилизации собранных отходов.

Лабораторная работа 2

ОБСЛЕДОВАНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Цель работы: в ходе лабораторной работы предлагается изучение воды природных поверхностных водоемов (рек, прудов, озер, ручьев, каналов и т. д.).

Вода – самое распространенное соединение в природе, не бывает абсолютно чистой, природная вода содержит многочисленные растворенные вещества – соли, кислоты, щелочи, газы (углекислый газ, азот, кислород, сероводород), продукты отходов промыш­ленных предприятий и нерастворимые частицы минерального и про­мышленного происхождения.

Водоемы, загрязненные промышленными стоками органическо­го происхождения, как и организмы, способные жить в них, называют сапробными ( от греческого слова «сапрос» – гнилой ). По степени загрязненности вод органическими веществами водоемы классифицируются: полисапробные, мезосапробные (подразделя­емые на альфа-мезосапробные и бета-мезосапробные ) и олигосапробные.

В полисапробной зоне водоема органических веществ много, кислорода нет. Здесь происходит расщепление белков и углеводов.

В мезосапробной зоне нет неразложившихся белков, есть сероводород, диоксид углерода и кислород. Происходит минерали­зация органических веществ. Есть различия между альфа - и бета- мезосапробной зонами. Вода в альфа-мезосапробной зоне уме­ренно загрязнена органическим веществами, есть аммиак, аминосоединения, кислорода мало. В бета-мезосапробной зоне органичес­ких загрязнителей мало; кроме аммиака, есть продукты его окис­ления – азотная и азотистая кислоты, много кислорода.

В олигосапробной зоне практически нет растворимых органи­ческих веществ, кислорода много, вода чистая.

Предварительное обследование водоема

Обследование основывается только на визуальных наблюде­ниях, без применения каких-либо приборов или оборудования. Описывается внешний вид водоема и окружающей его мест­ности.

Из описания окружающей местности можно сделать предполо­жение о влиянии ее на водоем. Водоем, находящийся в лесу, на лугу, где много разнообразной растительности, будет отличаться от водоема, находящегося вблизи сельскохозяйственных угодий, полей, стоки с которых, непременно, будут влиять на него. Стоки могут нести пестициды, гербициды, в лучшем случае, только удобрения. Но в любом случае их влияние обязательно скажется на водоеме. Также, очевидно, будет испытывать сильное воздействие водоем, находящийся вблизи жилых построек, заводов.

Растительность вокруг водоема и в нем самом – наземная, приб­режная и высшая водная – также оказывают на него влияние.

Сильно заросший водоем, в котором много высшей водной расти­тельности, а прибрежно-водная растительность «наступает» на него, может быть естественно эвтрофирован. Это значит, что в нем много органический веществ, не внесенных человеком, а накопившихся в течение многих лет в силу естественных причин. Но причина может заключаться и в антропогенном влиянии; например, в стоке удобрений с полей.

Если растений совсем нет или преобладает (особенно в воде) один вид, это может свидетельствовать о чистоте водоема и о том, что органики очень мало (что, конечно, маловероятно); либо он сильно загрязнен и растительность отсутствует по этой причине.

Вода, ее вид, цвет, запах очень важны для характеристики водоема. Темно-коричневая вода часто свидетельствует о близости торфяников. Сильный рыбный запах мажет быть вызван развитием большого количества некоторых видов водорослей. Наличие пленки на поверх­ности воды свидетельствует о возможном нефтяном загрязнении.

Перифитон – это обрастания на камнях, листьях растений, пог­руженных в воду, различных сооружениях, находящихся в воде ( например, на сваях мостов). Внешний о6растаний следует описывать как мож­но точнее – это тоже показатель водоема. Чистый зеленый вид ( как у высших растений) и бурый (как у осенних листьев) означает, что в перифитоне преобладают водоросли зеленые или диаматовые соответ­ственно. Если же зеленый цвет имеет оттенок синего, значит, преобла­дают цианобактерии. Белый (серо-белый) хлопьевидный или в виде нитей оброс свидетельствует о бактериальном его составе и очень неблагополучном составе воды в водоеме.

Данные, которые необходимо внести в дневник при проведении гидробиологических исследований:

1. Дата (число, месяц, год).

2. Тип и название водоема.

3. Номер пункта наблюдений (участка).

4. Размер водоема или его участка: длина (м), ширина (м).

5. Описание местности, где расположен водоем (лес, поле, район жи­лых построек, район промышленных сооружений и т. д.).

6. Описание наземной растительности, окружающей водоем.

7. Описание прибрежно-водной растительности (растущей непосредствен­но на берегу водоема, например; осока, камыш и др.)

8. Описание высшей водной растительности.

9. Характеристика воды:

- цвет - запах

- пленка - плавающие скопления

10. Наличие налета – обрастания (перифитон) на предметах, погружен­ных в воду камнях, деревянных предметах, растительности).

11. Какой вид имеют эти обрастания (бахрома из зеленых кустиков, бурый налет или слизь; белые или серые хлопьевидные слизистые налеты, другие формы)?

12. Какие животные замечены на берегу и в водоеме:

- птицы - рыбы - млекопитающие - беспозвоночные: моллюски, насекомые, пиявки, жуки, клопы.

13. Наличие у берегов каких-либо загрязнителей (мусор, свалка, сточные воды).

Исследование качества воды в водоемах

Необходимое оборудование: цилиндр мерный, колба 1 л, фильтроваль­ная бумага, весы аналитические, колба на 250 мл, часовое стекло, водяная баня.

1. Загрязнения на наблюдаемом объекте: мусор (какой?), пленка на поверхности воды (установить ее характер, размер). Обратить внима­ние на наличие ослизнений на различных объектах водоема.

2. Цветность воды. Диагностика цвета является и одним из по­казателей состояния водоема. Для определения цветности воды нужен стеклянный сосуд и белый лист бумаги. В сосуд набирается вода и на белом фоне бумаги сравнивается цвет воды: голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый, – каждый из них является показателем опреде­ленного вида загрязнителя.

3. Прозрачность воды. Для определения используют прозрачный мер­ный цилиндр с плоским дном, в который наливают воду, подкладывают под цилиндр шрифт (высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм) на расстоянии 4 см от дна цилиндра и сливают воду до тех пор, пока сверху через слой воды можно будет прочитать этот шрифт. Высоту столба оставшейся воды измеряют линейкой и выражают степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см ограничивается водопотребление. Уменьшение прозрачности при­родных вод свидетельствует об их загрязнении.

4. Мутность воды. В чистую колбу емкостью 1 л, набирают воду из водоема и приносят в лабораторию. Чистый фильтр высуши­вают и взвешивают на аналитических весах, показания записывают. Через фильтр пропускают воду, принесенную из водоема, затем фильтр высушивают и взвешивают. Разница в весе между чистым фильтром и фильтром, пропущенным через пробу, показывает, сколько нерастворимых веществ содержится в 1 л воды.

5. Запахи. Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и др.).

5.1. Определение запаха при 20 °С.

В колбу вместимостью 250-350 мл отмеривают 100 мл испытуемой воды с температурой 20°С, колбу закрывают, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер и интенсивность запаха.

5.2. Определение запаха при 60 °С.

В колбу отмеривают 100 мл испытуемой воды, горлышко закры­вают часовым стеклом и подогревают на водяной бане до 50-60 °С, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями. Сдвигая стекло набок, быстро определяют характер и интенсивность запаха.

5.3. Интенсивность запаха воды, определенная при 20 и 60 °С, оцени­вается по пятибалльной системе согласно табл. 3.

Таблица 3

Интенсивность запаха	Характер проявления запаха	Оценка интенсивности запаха (балл)
нет	запах не ощущается	0
очень слабая	запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном анализе	1
слабая	потребителем, если обратить на это внимание	2
заметная	запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде	3
отчетливая	запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья	4
очень сильная	запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению	5

6. Вкус и привкус воды. Определение привкуса воды производят в заведомо безопасной воде при 20 °С. Воду набирают в рот малыми порциями, не проглатывая. Отмечают наличие вкуса (соленый, горький, кислый, сладкий) или привкуса (щелочной, железистый, металлический). Определяют их по шкале аналогично тому, как это делали для определения запаха.

Вопросы для отчета

1.  Какую роль играет вода в жизнедеятельности человека?

2.  Какие водоемы называют сапробными?

3.  Как классифицируются водоемы по степени загрязненности вод органическими веществами?

4.  О чем может свидетельствовать растительность вокруг водоема и в нем самом?

5.  Что такое перифитон и какую информацию он несет о водоеме?

6.  Перечислить основные показатели воды и дать им характеристику.

Лабораторная работа 3

ОЦЕНКА ПРИГОДНОСТИ РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ ДЛЯ УПОТРЕБЛЕНИЯ В ПИЩУ

Цель работы: определение содержания нитратов и нитритов в растениеводческой
продукции.

Основные понятия

Все мы пользуемся продуктами растениеводства, Но зачастую при их выращивании не соблюдаются агротехнические рекомендации, вносится избыточное количество удобрений. Это приводит к рез­кому увеличению содержания нитритов и нитратов в сельскохозяй­ственной продукции.

Неорганические нитриты токсичны, вызывают головную боль, рвоту, учащают дыхание и т. д. При отравлении NaNO2 в крови образуется метгемоглобин, повреждаются мембраны эритроцитов. Возможно образование нитрозаминов из Na и аминов в желудочно-кишечном тракте. Органические же нитриты – высокотоксичные соединения, обладают сосудорасширяющим и спазмолитическим действием. Этил - и пентилнитраты учащают пульс, понижают давление, окисляют гемоглобин и метгемоглобины.

Нитраты вызывают отек легких, кашель, рвоту, острую сердеч­но-сосудистую недостаточность и др. Смертельная доза нитратов для человека 8-15 г, допустимое суточное потребление 5 мг/кг. Так как нитраты и нитриты наносят вред здоровью человека, особое значение приобретают методы определения нитритов и нитра­тов в растениеводческой продукции.

Методы определения нитритов основаны на экстрагировании их водой, очистке экстракта и фотометрическом измерении интен­сивности окраски, образующейся при взаимодействии нитрит-иона (NO2-) с ароматическими аминами.

Наряду с сульфаниловой кислотой и 1-нафтиламином применяется пара реагентов: амид сульфаниловой кислоты и N - (1-нафтил) этилендиамин дигидрохлорид (НЭДА).

Нижний предел обнаружения нитрит-ионов в колориметрическом растворе 0,02 мг/м3, нижний предел надежного определения в анализируемой пробе – 0,5 мг/кг.

Метод определения нитратов основан на экстрагировании их водой, очистке экстракта, количественном восстановлении нитратов в нитриты на кадмиевой колонке с последующим фотометрическим изменением интенсивности окраски азосоединения, образующегося при взаимодействии нитритов с ароматическими аминами.

Нижний предел обнаружения нитрит-ионов в колориметрическом растворе – 0,03 мг/см3, нижний предел надежного определения в анализируемой пробе – 1,5 мг/кг. В данной работе качественно определяется содержание нитратов и количественно – нитритов.

Методика проведения работы

Определение нитритов в овощах

Приборы и реактивы: терка, лабораторные весы, ФЭК конические колбы на 200 мл, колбы мерные на 1000, 500, 200, 40 мл; пипетки на 1, 5, 10, 20 мл; стеклянные воронки, стеклянные палочки, фильтры, водяная баня, азотно-кислый натрий, раствор тетраборно-кислого натрия Na2BO7×Н2О, раствор сернокислого цинка ZnSО4×7H2O, раствор гексацианоферрата K4Fe(CN)6 ×3H2О, HI, раствор гидроокиси натрия NаОН.

Порядок выполнения работы

1)  Приготовление основного стандартного раствора нитритов. 150 мл перекристаллизованного из воды и высушенного при Т= 110-120 °С азотно-кислого натрия взвешивают на ла­бораторных весах с точностью до третьего знака, помещают в мерную колбу на 100 мл, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до метки. Раствор хранят в склянке с притертой пробкой.

2)  Приготовление рабочего раствора нитритов. 10 мл основного стандартного раствора нитритов помещают в мерную колбу на 500 мл и доводят дистиллированной водой до метки, 1 мл этого раствора содержит 2,0 мкг NO2-.

3)  Подготовка проб. Пробы растениеводческой продукции тщательно измельчают с по­мощью терки, затем отбирают пробу в количестве 20 г с точностью до первого десятичного знака. Навеску продукта помещают в кони­ческую колбу на 200 мл, добавляют 100 мл теплой дистиллированной воды (60-65°С) и тщательно перемешивают до однородного состоя­ния.

4)  Проведение анализа. Колбу с подготовленной пробой помещают на водяную баню (60-65 °С), вносят 5 мл насыщенного раствора натрия тетраборнокислого, 5 мл раствора гексацианоферрата калия K4Fe(CN)6×3H2О, перемешивание содержимого после добавления каждого реак­тива обязательно. Выдерживают при этой температуре 15 мин, затем охлаждают до комнатной температуры.

Содержимое колбы переносят в мерную колбу на 200 мл, опо­ласкивают два раза по 10-15 мл теплой дистиллированной водой и объединяют с основной смесью, объем доводят водой до метки и фильтруют через бумажный фильтр. Фильтрат служит для определения нитратов.

Примечание. При получении мутного фильтрата в качестве осадителей можно использовать 5 мл раствора цинка серно-кислого и 10 мл раствора гидроокиси натрия.

5)  Определение содержания нитратов в образце. В мерную колбу на 50 мл вносят 20 мл фильтрата доводят до мет­ки дистиллированной водой и проводят цветную реакцию на ФЭКе, измеряя оптическую плотность рабочего раствора нитритов относи­тельно смеси фильтрата. Колориметрируют в кювете толщиной 1см при длине волны 538 нм.

6)  Обработка результатов анализа, нитрита, мг/кг продукта.

Содержание нитритов (х), выраженное в мг/кг продукта, вычисляют по формуле:

,

где С­ – концентрация нитрит-иона в колориметрируемом растворе, най­денная по градуировочной кривой графика, мкг/мл;

V1 – общий объем экстракта, мл;

V2 – объем фильтрата, взятый на цветную реакцию, мл;

V3 – объем колориаетрируемого раствора;

m – навеска образца, взятого на анализ, г.

Определение нитратов в овощах

Приготовить вытяжку из овощей (измельчить овощи и отжать, чтобы получить раствор для анализа). Использовать для этого картофель, огурцы, томаты, редьку и др. Нитрат-ионы являются анио­нами азотной кислоты НNO3. Почти все нитраты растворимы в воде, поэтому для обнаружения NO3 - применяют почти исключитель­но вызываемые им реакции окисления.

Определение нитратов с помощью меди и серной кислоты

К 2-3 каплям анализируемого раствора овощей в пробирке прибавить несколько капель концентрированной серной кислоты и кусочек металлической меди. Содержимое пробирки нагреть. Выделяется бурый газ (NO2), который легче заметить, если по­местить пробирку над листом белой бумаги и смотреть на нее сверху. Предварительно необходимо убедиться, что реакция идет не слишком бурно:

уравнения реакции:

2NO3- + 8H+ + 3Cu ¯ ® 3Cu+ + 4H2O + 2NO­

2NO­ + O2 ® 2NO2­

Определение с помощью сульфата железа

В каплю исследуемого овощного раствора, помещенную на ка­пельную пластинку или часовое стекло, вносят кристаллы FeSO4 величиной с булавочную головку и прибавляют каплю концентриро­ванной серной кислоты. В присутствии NO3 - вокруг кристалла появляется бурое кольцо вследствие образования комплексного сое­динения [Fe( NO)SO4 ]:

6Fe2+ + 2NO3- + 8H+ ®6Fe2+ + 2NO + 4H2O

NO + Fe2+ + SO42+ ® [Fe( NO)SO4 ]

Ион – NO2- также дает эту реакцию, причем она идет с разбавленной серной кислотой и даже с уксусной кислотой.

На основании полученных результатов сделайте вывод о пригодности данного продукта для употребления в пищу.

Вопросы для отчета

1.  Что такое нитраты?

2.  Что такое нитриты?

3.  Как влияют нитриты и нитраты на состояние здоровья человека?

4.  Па чем основан метод определения нитритов?

5.  На чем основан метод определения нитратов?

Лабораторная работа 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ИОНАМИ СВИНЦА

МЕТОДОМ БИОИНДИКАЦИИ

Цель работы: определить наличие в почве свинца с помощью биоиндикатора – кресс-салата (Lepidium sativum), выявить зависимость степени загрязнения почвы от интенсивнос­ти движения автотранспорта.

Экологические основы биоиндикации

Все биологические системы – организмы, популяции, биоценозы в ходе своего развития приспособились к комплексу факторов окружающей среды, завладев в биосфере определенной биологичес­кой нишей. По отношению к любому фактору организм обладает определенным диапазоном устойчивости или толерантности. При зна­чениях фактора, близких к толерантности, организм может сущест­вовать лишь недолгое время – это зона угнетения (пессимизма). Условия, благоприятные для жизнедеятельности, называют оптималь­ными – зона оптимизма. Организмы обладают разными диапазонами устойчивости, и в связи с этим организмы и сообщества, чьи жиз­ненные функции тесно связаны с определенными факторами среды, называют биоиндикаторами.

Замечено, что растения способны чутко реагировать на изме­нение состояния окружающей среды. Метод биоиндикации находит широкое применение в лесном и сельском хозяйстве, селекции растений и т. д. Метод имеет преимущество перед дорогостоящими и трудоемкими физико-химическими методами. Его отличает отно­сительная быстрота проведения, получение достаточно точных и легко воспроизводимых результатов, небольшая погрешность.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами

Почва – это особое природное образование, обладающее свой­ствами живой и неживой природы, сформировавшееся в результате длительных преобразований верхних слоев литосферы.

Естественный химический состав почвы оказывает опреде­ленное влияние на многие живые организмы, прежде всего на рас­тения, которые впитывают вещества непосредственно из почвы. Затем через цепи питания от растений эти вещества попадают к животным и человеку.

Особое значение в загрязнении почвы принадлежит тяжелым металлам. Это связано с высокой чувствительностью растений и других организмов к повышенному содержанию этих элементов.

К тяжелым металлам относятся микроэлементы, важные для орга­низма и экологически опасные.

К первой группе относятся так называемые «металлы жизни»:

1. Калий и натрий (участвуют в транспорте веществ в клетке).

2. Марганец, магний, медь, кобальт (входят в состав ферментов, гормонов, витаминов).

3. Кальций (входит в состав костей).

4. Железо и цинк (участвуют в функции кроветворения).

Ко второй группе относятся уран, мышьяк, свинец, ртуть, хром. У растения реакция на загрязнения проявляется в виде морфологических изменений, например:

- хлороз (побеление) листьев между жилками под воздействием тяжелых металлов;

- некрозы, преждевременное увядание и опадание листьев;

- гибель проростков;

- изменение размеров, формы, количества органов;

- изменение направления роста и ветвления.

Оборудование: семена кресс-салата, чашки Петри, пробы почвы с исследуемых участков.

Описание культуры: кресс-салат – это небольшое травянис­тое растение семейства крестоцветных, однолетнее, произрастает в долине Нила и в Западной Азии, культивируется как листовой овощ, всходы появляются через 2-3 дня, урожай снимают через 7 дней.

Методика проведения работы

1. Взять пробы с 4 исследуемых участков.

2. В каждую чашку Петри, в исследуемую почву высеять по 20 семян.

3. Контролем служит почва из лесопарка.

4. Чашки ставятся в теплое место до появления всходов.

5. Наблюдение проводится в течение 10 дней, уход за проростками одинаковый.

6. Измеряются следующие показатели; всхожесть семян, длина зародышевого корешка, длина побега. Результаты заносятся в табл. 4 и строятся графики.

Таблица 4

№ пробы	Всхожесть, %	Длина зародышевого корня, см	Длина побегов, см

7.  Сделать выводы о загрязненности почвы свинцом.

Вопросы для отчета

1.  Какие организмы являются биоиндикаторами?

2.  Преимущества метода биоиндикации.

3.  Что представляет собой почва?

4.  Какие металлы называют «металлами жизни» и почему?

5.  Как у растений проявляется реакция на загрязнение почвы тяжелыми металлами II группы?

Литература

1.  Протасов , здоровье и охрана окружающей среды в России/.– М.: Финансы и статистика. – 1999. – 672 с.

2.  Воронков общая, социальная, прикладная/ . – М.: Агар, 1999. – 424 с.

3.  Коробкин / , . – Ростов н/Д.: Феникс, 2000. – 576 с.

4.  Новиков , окружающая среда и человек/ . – 2 изд., испр. и доп. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. –560 с.

5.  Николайкин /, , . – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2004. – 624 с.

6.  Ла Вторичная переработка пластмасс/ Ф. Ла Мантия // пер. с англ. под ред. . – СПб.: Профессия, 2007. – 400 с.

7.  Передельский экология/, . –Ростов н/Д: Феникс, 2003. – 320 с.

8.  Коробкин / , . – Изд. 14-е, доп., перераб. –Ростов: Феникс, 2008. – 603 с.

Изучение антропогенного воздействия

на окружающую среду

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Прикладная экология»

Составили:

Рецензент

Редактор