Физико-химические методы биологических исследований (стр. 7 )

Анализируя рисунок, ответьте на следующие вопросы:

1. Внесите в рисунок недостающие компоненты.

2. Как отразится на биоценозе водоема воздействие кислотных, дождей

(образовавшихся с участием SO 2 ), выпавших в почву?

По теме «Загрязнение атмосферы и оценка ее качества физико-химическими и биоиндикационными методами» ход работы приведен ниже.

Тема: Определение общей массы растворимых и нерастворимых твердых веществ в атмосферных осадках

Оборудование: стеклянная или пластиковая посуда с площадью отверстия не менее 50 см 2 ; химический стакан; мерный цилиндр; сушильный шкаф; аналитические весы.

Ход работы

Правила сбора осадков. Для сбора атмосферных осадков (дождя и снег) используют чистую стеклянную или пластиковую посуду с площадью отверстия не менее 50 см 2 . 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 10 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:

M тв. в-в =М ст. с.остатком – М пустого ст.

Затем вычислите массу твердых веществ, выпадающих на 1 м 2 поверхности Земли за месяц.

Тема: Определение массы нерастворимых веществ в атмосферных осадках

Оборудование: фильтры; воронка; коническая колба; мерный цилиндр; сушильный шкаф; аналитические весы; дистиллированная вода.

Ход работы

100 мл атмосферных осадков 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:

M неаст. в-в =М фильтра с осадком – М чистого фильтра

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. 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.

Тема: Определение загруженности улиц автотранспортом.

Оборудование: калькулятор; ручка; блокноты; секундомер; линейка.

Ход работы

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.

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.

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 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 - 18-27 тыс. Произведите сравнение суммарной загруженности различных улиц города в зависимости от типа автомобилей, дайте объяснение различий.

Тема: Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО)

Оборудование: калькулятор; блокноты, секундомер, ручка.

Ход работы

Формула оценки концентрации окиси углерода (К СО):

где:

0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного

происхождения, мг/м 3,

N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге,

автом./час,

K T - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный

воздух окиси углерода,

К А - коэффициент, учитывающий аэрацию местности,

К У - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона,

К С - коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра,

К В - то же в зависимости от относительной влажности воздуха,

К N - коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений.

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

где:

P i, - состав автотранспорта в долях единицы,

К Ti - определяется по табл. 2.

Значение коэффициента К У, 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.

Подставьте значения коэффициентов, оцените уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода по формуле (1). ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м 3.

Ответьте на вопрос.

За счет, каких мероприятий возможно снижение уровня выбросов? (не менее 4 условий)

Тема: Расчет выбросов оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и серы, сажи в атмосферу автотранспортными средствами

Оборудование: ручка, линейка, блокноты, секундомер, калькулятор.

Ход работы

1. Легковые автомобили

Массовый выброс загрязняющих веществ легковыми (грузопассажирскими) автомобилями с определенным объемом двигателя при движении по территории населенных пунктов М ij рассчитывается по формуле:

где:

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

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

L J - суммарный пробег легковых автомобилей с двигателями j-ro рабочего

объема по территории населенных пунктов, км; L j = N j L, где N j - число автомобилей каждого типа за 1 ч; L - длина участка, км;

К ri - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих

веществ при движении по территории населенных пунктов (табл. 9).

2. Грузовые автомобили

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

М iks =m iks × L ks × К ris × К nis × 10-6 , (т) (2)

где:

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

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

L ks - суммарный пробег по территории населенных пунктов грузовых

автомобилей k-ой грузоподъемности с двигателями s-ro типа, км, где L ks =

N ks L, где N ks - число автомобилей каждого типа за 1 ч; L - длина участка, км;

К ris - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих

веществ при движении по территории населенных пунктов (табл. 11);

К nis - коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от уровня

использования грузоподъемности и пробега (табл. 12, 13).

Примечание:* - При отсутствии данных и фактических значениях γ, в принимается для городских перевозок и перевозок сельскохозяйственных грузов γ = 0,6-0,8; β = 0,5.