Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Российской Федерации
Белгородская государственная технологическая академия
строительных материалов
Экология
Методические указания к выполнению лабораторных работ
для студентов специальностей 072000, 120100, 290300, 290500, 330500
Белгород 2002
Министерство образования Российской Федерации
Белгородская государственная технологическая академия
строительных материалов
Кафедра промышленной экологии
Утверждено
научно-методическим советом
академии
Экология
Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 072000, 120100, 290300, 290500, 330500
Белгород 2002
УДК 628.3
ББК 38.761.2
Э 55
Составители:
Василенко М.И., канд. биол. наук, доц,
Смоленская Л.М., канд. хим. наук, ст. преп.,
Латыпова М.М., канд. хим. наук, доц
Рецензент: Юрина Н.М., канд. хим. наук, доц
Экология: Методические указания к выполнению лабораторных ра- Э 55 бот.– Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002.– 41 с.
В методических указаниях рассмотрены вопросы, связанные с особенностями состояния окружающей среды в условиях антропогенных нагрузок. Приведены основные методы анализа и контроля объектов экологических систем.
Методические указания предназначены для студентов специальностей 072000, 120100,290300, 290500, 330500.
УДК 628.3
ББК 38.761.2
© Белгородская государственная
технологическая академия
строительных материалов
(БелГТАСМ), 2002
Введение
Настоящие методические указания содержат рекомендации к лабораторным работам по основным разделам дисциплины "Экология", изучаемой студентами неэкологических специальностей.
В данном издании предпринята попытка, используя наиболее простые и доступные для студентов методы эксперимента и анализа, дать наглядное представление об основных процессах, протекающих в окружающей среде; о возможностях контроля за состоянием биосферы, о способах выявления негативных последствий антропогенного воздействия на природу, а также некоторых методах предотвращения загрязнения природных экосистем.
К каждой работе дается небольшое теоретическое введение.
В конце каждого раздела даны вопросы, которые необходимо изучить студентам при подготовке к лабораторной работе.
Лабораторная работа № 1
Определение содержания углекислого газа
в атмосферном воздухе
Атмосфера – газовая оболочка Земли, простирающаяся более чем на 1500 км от ее поверхности. Суммарная масса воздуха, т.е. смеси газов, составляющих атмосферу, 5,1...5,3.1015 т. Молекулярная масса чистого сухого воздуха – 28,966.
Для атмосферы характерен постоянный обмен веществом, энергией с гидросферой, литосферой, живыми организмами, а также с космическим пространством. Атмосферу в порядке удаления от поверхности Земли делят на тропосферу (до высоты 11 км), стратосферу (до высоты 50 км), мезосферу (50-85 км), ионосферу (от 85 до 500 км), экзосферу (свыше 500 км). Состав атмосферы – результат длительных эволюционных процессов в недрах Земли и на ее поверхности, где решающим фактором была деятельность зеленых растений, животных и микроорганизмов. Данные о составе атмосферы приведены в табл. 1.
Таблица 1
Приближенный состав атмосферы
|
Элемент и газ |
Содержание в нижних слоях атмосферы, % |
|
|
По объему |
По массе |
|
|
Азот Кислород Аргон Неон Гелий Криптон Водород Углекислый газ (в среднем) Водяной пар: в полярных широтах у экватора Озон : в тропосфере в стратосфере Метан Оксид азота (IV) Оксид углерода » в атмосфере городов |
78,064 20,946 0,934 0,0018 0,000524 0,000114 0,00005 0,034 0,2 2,6 1.10–6 10-3...10–4 1,6.10–4 10–6 Следы 0,8.10–5 |
75,5 23,14 1,28 0,0012 0,00007 0,0003 5.10-6 0,0466 0,9.10–4 0,3.10–6 7,8·10–6 |
От стратосферы к ионосфере плотность газов уменьшается, в стратосфере находится около 20% массы всех газов, в остальных слоях – всего около 0,5 %. Самый важный компонент стратосферы и ионосферы – озон (O3), образующийся в результате фотохимических реакций. Максимальная концентрация озона зафиксирована на высоте 25–30 км. Озоновый слой поглощает губительное для жизни УФ-излучение Солнца. В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют на атомы (на высоте более 80 км диссоциируют Н2 и СО2, выше 150 км – О2, выше 300 км – N2). На высоте 100 … 400 км в ионосфере происходит также ионизация газов. На высоте 320 км концентрация заряженных частиц (О2+, О2–, N2+) составляет ~1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях атмосферы появляются свободные радикалы – ОН–, НО2– и др.
До высоты 100 км атмосфера представляет собой хорошо перемешанную смесь газов. Вследствие уменьшения плотности газов температура меняется от 0°С в стратопаузе (на высоте ~ 50 – 55 км) дo –90 ... –100°С в мезопаузе (~ 80 – 85 км). Выше мезопаузы до высоты 500 км температура монотонно повышается до 1000 ... 1500°С, выше термопаузы находится экзосфера, для нее характерна относительно постоянная высокая температура. Самые высокие слои состоят из Н2 и Не, которые медленно рассеиваются в мировое пространство.
Цель работы. Методом химического анализа определить содержание углекислого газа в атмосфере
Оборудование и материалы: колба коническая объемом на 50 мл, шприцы, лист белой бумаги, поглотительный раствор [к 500 мл дистиллированной воды добавляют 0,04 мл 25 %-ного раствора аммиака и 1–2 капли 1 %-ного раствора фенолфталеина (1 г фенолфталеина растворяют в 80 мл этанола и доводят до 100 мл водой)].
Порядок выполнения работы:
1. Определение содержания углекислого газа в атмосфере
На первом этапе необходимо провести исследование воздуха открытой атмосферы (вне помещений). Для этого набрать шприцем 10 мл поглотительного раствора; перемещая поршень, заполнить воздухом свободное пространство. Не отпуская поршня, энергично встряхивать шприц до поглощения углекислого газа из воздуха в объёме шприца поглотительным раствором. С помощью поршня удалить воздух из шприца, стараясь сохранить в нем исходное количество поглотительного раствора. Эту процедуру повторить несколько раз до полного обесцвечивания раствора. Объём воздуха, пошедший на обесцвечивание раствора, можно рассчитать, зная количество ходов поршня шприца при заборе воздуха и объём шприца, занимаемый воздухом. После проведенного исследования освободить шприц от использованного раствора и ополоснуть дистиллированной водой. Вновь, наполнив шприц 10 мл поглотительного раствора, повторить эксперимент с воздухом зоны, где требуется определить концентрацию углекислого газа.
Расчет содержания СО2 (в процентах) проводят по следующей формуле:
,
где V – объем воздуха открытой атмосферы, пошедший на обесцвечивание поглотительного раствора, м3; V1 – объем воздуха исследуемой зоны, пошедший на обесцвечивание поглотительного раствора, м3; 0,04 – содержание углекислого газа в воздухе, %.
2. Определение вентиляционного объема воздуха
Расчет необходимого вентиляционного объема воздуха (м3/ч), т.е. объема свежего воздуха, который надо подавать в помещение на одного человека, чтобы содержание СО2 не превысило допустимого уровня (0,1 %), произвести по следующему соотношению:
,
где К – количество литров СО2, выдыхаемое одним человеком за один астрономический час при спокойной сидячей работе (для взрослого, в среднем – 22,6 л/ч); р – предельно допустимое содержание СО2 в воздухе учебного помещения (0,1 %, или 1 л/м3 ); Х – концентрация СО2 в исследуемой зоне (проценты или л/м3 ).
Зная вентиляционный объем воздуха, рассчитать коэффициент вентиляции (W), который показывает, сколько раз в течение 1 часа воздух помещения должен смениться, чтобы содержание СО2 не превысило допустимого уровня:
.
Воздушный куб рассчитать по формуле
,
где Vв/к – воздушный куб, м3, приходящийся на одного человека (физиологическая норма на человека в час – 15–20 м3, гигиеническая норма – 4,5–5 м3 на одного человека); V – объем исследуемой зоны (учебного помещения), м3; п – количество человек, находящихся в зоне.
Требования к отчету
В отчете приводят название, цель и сущность работы, результаты расчетов содержания углекислого газа, объема вентиляционного воздуха, коэффициента вентиляции. Обосновывают полученные данные.
Лабораторная работа № 2
Определение концентрации аммиака в воздухе
В местах поступления в атмосферу загрязнителей антропогенного характера концентрация их может быть весьма значительной. В воздушной среде, преимущественно в нижних приземных слоях тропосферы, образуются очаги сильно загрязненного воздуха, оказывающие в локальных масштабах большое влияние на природную среду.
Основными источниками очаговых загрязнений атмосферы являются газопылевые выбросы предприятий химической, металлургической и машиностроительной промышленности, тепловых электростанций и транспортных машин. Эти загрязнения наиболее характерны для городов, промышленных районов и автомобильных магистралей.
При взаимодействии загрязнителей и кислорода воздуха под действием ультрафиолетового излучения образуется токсичный туман, называемый "фотохимическим смогом", особенно опасный для здоровья людей в период температурных инверсий.
Инверсия – явление увеличения температуры воздуха с высотой вместо обычного для тропосферы ее убывания на 0,6оС на каждые 100 м. Чаще всего инверсии наблюдаются в самом нижнем слое воздуха по ночам. Они связаны с сильным охлаждением воздуха от земной поверхности. В этом случае более холодный слой воздуха оказывается "прижатым к земле". Инверсия затрудняет вертикальный воздухообмен. Если повышение температуры наблюдается непосредственно у земной поверхности, то такую инверсию называют приземной, а в случае повышения температуры на некоторой высоте от земной поверхности – приподнятой. Если явление инверсии происходит над источником выброса, то это, как правило, затрудняет подъем отходящих газов и способствует накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.
В определенных условиях (аварии, связанные с выбросом значительных количеств аммиака на предприятиях; усугубляющие ситуацию температурные инверсии; неисправности в системе вентиляции на рабочих местах) такое газообразное соединение, как аммиак (NH3), может являться загрязнителем атмосферы.
Аммиак – токсичный газ с удушливым запахом. Он вызывает острое раздражение слизистых оболочек, слезоточение, расстройство кровообращения, кроме того, этот газ взрывоопасен. Содержание аммиака в воздухе рабочей зоны не должно превышать 20 мг/м3.
Цель работы: освоить методику определения аммиака и выявить его присутствие в воздухе рабочей зоны.
Оборудование и материалы: Емкость объемом 50 мл, шприцы c иглой, лист белой бумаги, поглотительный раствор [к 50 мл дистиллированной воды добавляют 6 мл 0,01 н. раствора серной кислоты и 1–2 капли 0,06 %-ного раствора метилового оранжевого или метилового красного (60 мг индикатора растворяют в 50 мл дистиллированной воды при температуре 40–50оС и доводят до 100 мл водой)].
Порядок выполнения работы
Набрать в шприц воздух и под давлением ввести через иглу в ёмкость с поглотительным раствором. Воздух пропускать до изменения окраски раствора. Определить объем воздуха, израсходованного на изменение окраски раствора, зная число потребовавшихся при этом ходов поршня и заполняемый воздухом объем шприца.
Расчет провести по формуле:
,
где – концентрация аммиака, мг/м3; 1020 – масса аммиака, мг в 1 л раствора; V1 – объем поглотительного раствора, мл; V2 – объем анализируемого воздуха, мл.
Требования к отчету
В отчете приводят название, цель и сущность работы, результаты расчетов содержания аммиака в воздухе. Обосновывают полученные данные.
Вопросы для самоподготовки
1. Строение атмосферы.
2. Состав различных слоев атмосферы.
3. Понятие о фотохимических реакциях.
4. Озон. Озоновый слой планеты.
5. Фотохимический смог. Условия возникновения, основные химические соединения смога.
6. Фреоны в атмосфере. Пути поступления фреонов в атмосферу.
7. Кислотные осадки, их состав. Причины возникновения кислотных дождей.
8. Парниковый эффект. Предполагаемые последствия потепления климата на планете.
9. Температурная инверсия. Условия возникновения.
10. Основные загрязняющие вещества атмосферы.
Лабораторная работа №3
и жесткости воды
Сухой остаток характеризует общее содержание растворенных в воде минеральных и частично органических веществ, температура кипения которых превышает 1100С, нелетучих с водяным паром и не разлагающихся при указанной температуре.
Сухой остаток в водоемах – источниках водоснабжения не должен превышать 1000 мг/л, лишь в отдельных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается его содержание до 1500 мг/л.
По общей минерализации различают следующие типы вод: ультрапресные – < 0,2 г/л; пресные – 0,2 … 0,5 г/л; с относительно повышенной минерализацией – 0,5 … 1,0 г/л; солоноватые – 1,0 … 3,0 г/л; соленые – 3,0 … 10,0 г/л; с повышенной соленостью 10,0 … 35,0 г/л; переходные к рассолам – 35,0 … 50,0 г/л; рассолы – 50,0 … 400 г/л.
Прокаленный остаток – это масса вещества, оставшегося после прокаливания сухого остатка при температуре 600°С. Величина прокаленного остатка дает ориентировочное представление о минеральном составе воды, а потери при прокаливании – о количестве органических соединений.
Катионы Са2+, Мg2+ и тяжелых металлов обусловливают жесткость воды. Поскольку в природных водах значительно преобладают ионы Са2+ и Мg2+ , то общую жесткость природных вод характеризуют суммой концентраций этих катионов в воде, выраженной в мг-экв/л. Ионы Са2+ и Мg2+ связаны в воде с анионами НСО3–, SO42–, Cl–, CO32– и др. Жесткость воды, обусловленную наличием гидрокарбонатов и карбонатов магния и кальция, называют карбонатной жесткостью.
Общая жесткость природных вод зависит от типа контактирующих с ними пород и почв, климатических условий, а также сезона года. Наиболее мягкими являются воды атмосферных осадков (0,07...0,1 мг-экв/л). Очень малую жесткость имеют воды Карелии, так как они омывают трудно растворимые гранитные породы. Грунтовые воды Донбасса или Белгородской области, например, имеют высокую жесткость (18...20 мг-экв/л), поскольку формируются под воздействием меловых и доломитовых пород.
Величина общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения допускается до 7 мг-экв/л, в отдельных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы – до 10 мг-экв/л.
По величине общей жесткости воды делятся на следующие группы, мг-экв/л: очень мягкие – 1,5; мягкие – 1,5 ... 3,0; средней жесткости –3,0 ... 5,4; жесткие – 5,4 ... 10,7; очень жесткие – >10,7.
Для большинства живых организмов более благоприятны воды умеренной жесткости, так как с водой в организм поступает необходимое количество кальция. В этом отношении мягкие воды менее желательны.
Цель работы: ознакомиться с содержанием основных групп соединений в природных водах и методами их определения.
Оборудование: муфельная печь, сушильный шкаф, водяная баня, аналитические весы, фарфоровые или кварцевые чашки на 50 мл, бюретки.
Реактивы: 0,05 н. раствор трилона Б; 0,1 н. раствор серной кислоты; аммиачная буферная смесь (рН = 10); раствор индикатора темно-синего хрома; раствор индикатора метилового оранжевого.
Порядок выполнения работы
1. Определение сухого остатка
Метод основан на гравиметрическом определении растворенных веществ. В прокаленную, охлажденную и взвешенную фарфоровую или кварцевую чашку поместить 10 ... 50 мл профильтрованной анализируемой пробы воды. Воду выпарить на водяной бане. Затем перенести чашку с остатком в сушильный шкаф и высушить до постоянной массы при 103...105°С. Содержание сухого остатка (мг/л) x рассчитать по формуле
х = ((а – b)1000)/V ,
где а – масса чашки с сухим остатком, мг; b – масса пустой чашки, мг; V – объем анализируемой пробы воды, мл.
2. Определение прокаленного остатка
Чашку с сухим остатком поместить в предварительно разогретую до 600°С муфельную печь и прокаливать в течение 15 ... 20 мин. Затем дать чашке немного остыть на воздухе; для дальнейшего охлаждения поместить в эксикатор. После полного охлаждения (до комнатной температуры) чашку с осадком взвесить. Прокаливание повторять до достижения постоянной массы. Произвести расчет по аналогии с расчетом сухого остатка.
3. Определение общей жесткости воды
Метод основан на образовании прочного комплексного соединения при рН = 10 ионов кальция и магния с этилендиаминтетраацетатом натрия (трилон Б, Na2ЭДТА). Минимально определяемая концентрация – 0,05 мг-экв/л (при титровании 100 мл пробы). В коническую колбу для титрования поместить 100 мл анализируемой пробы, добавить 3–5 мл аммиачного буферного раствора и 7 ... 8 капель индикатора – темно-синего хрома, который окрашивает воду в розово-красный цвет. Затем из бюретки прибавить по каплям раствор трилона Б, все время интенсивно перемешивая содержимое колбы вращательными движениями, до изменения окраски в эквивалентной точке (переход цвета раствора из розово-красного в сине-сиреневый.)
Особенно интенсивно следует помешивать воду к концу определения, так как переход окраски наступает не мгновенно, а постепенно. Последние капли раствора нужно добавлять медленно, с некоторыми промежутками, не прекращая помешивания воды в колбе.
Общая жесткость испытуемой пробы, мг-экв/л, численно равна объему в мл израсходованного 0,1 н. раствора трилона Б, пошедшего на титрование 100 мл воды.
4. Определение карбонатной жесткости воды
В колбу для титрования налить 100 мл испытуемой воды и добавить из капельницы две капли раствора индикатора метилоранж, от чего вода окрашивается в соломенно-желтый цвет.
Затем осторожно, по каплям, добавить в воду 0,1 н. раствор серной кислоты, одновременно перемешивая содержимое колбы вращательными движениями. Прибавление кислоты прекратить с последней каплей, от которой соломенно-желтый цвет воды переходит в оранжевый. Карбонатная жесткость пресной воды в мг-экв/л численно равна объему в мл, израсходованной 0,1 н. кислоты, пошедшей на титрование 100 мл воды.
Пример. Взято 100 мл воды для определения в ней карбонатной жесткости, израсходовано 1,7 мл серной кислоты. Карбонатная жесткость воды равна 1,7 мг-экв/л.
5. Определение некарбонатной жесткости воды
Величину некарбонатной жесткости определяют как разность между значениями общей и карбонатной жесткости.
Требования к отчету
В отчете приводят название, цель и сущность работы, результаты расчета сухого и прокаленного остатка, определенные и расчитанные величины различных видов жесткости. По результатам анализа делают вывод о том, к какой группе относится исследуемая вода по характеру минерализации и общей жесткости и предположение о характере подстилающих пород и поступающих в водоем стоков.
Лабораторная работа № 4
В поверхностных водах содержатся анионы различной природы – HCO3–, СО3– , OН–, SO42–, Cl–, HSiO3–, NO3–, PO43– и др.
Хлориды по общему содержанию в природных водах занимают первое место среди анионов. Количество их зависит от характера пород, слагающих бассейны водоемов, и варьирует в значительных пределах – от десятых долей до тысячи миллиграммов в 1 л. Хлориды попадают в поверхностные воды при растворении горных пород, при извержении вулканов, со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Концентрация хлорид-ионов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 300–350 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический. В реках северной части России хлоридов обычно немного, не более 10 мг/л, в южных районах эта величина повышается до десятков и сотен миллиграммов в 1 л.
Соединения фосфора могут поступать в водоемы в виде фосфорной кислоты и ее ионов, полифосфатов, которые входят в состав моющих средств, а также в виде разнообразных фосфорсодержащих органических соединений (включая пестициды). Предельно допустимые концентрации в воде водоемов установлены для многих фосфорсодержащих соединений, они имеют различные показатели вредности и нормативы, в основном в пределах от тысячных долей до единиц миллиграммов 1 л воды.
Присутствие ряда анионов в воде является необходимым для питания растений, нормальной жизнедеятельности плавающих форм живых организмов. Однако избыток анионов может угнетать живые организмы. Избыток нитрат-ионов, а по последним данным и фосфат-ионов может привести к эвтрофикации водоемов.
Цель работы: Определить содержание некоторых основных анионов в природной воде, дать характеристику исследуемой воде, указать возможные пути поступления анионов в данный водоем.
Оборудование: пенал для определения фосфатного числа, бюретка и коническая колба на 250 мл для титрования, оловянная палочка.
Реактивы: 0,24 н. раствор нитрата серебра (1 мл эквивалентен 0,5 мг хлоридов), раствор сульфомолибдата аммония, 5 %-ный раствор хромовокислого калия.
Порядок выполнения работы
1. Определение хлоридов
Метод основан на титрометрическом осаждении хлоридов в нейтральной или слабощелочной среде нитратом серебра в присутствии хромата калия в качестве индикатора. В пробу воды объемом 100 мл добавить
10 капель раствора хромовокислого калия, хорошо перемешать и оттитровать раствором азотнокислого серебра. Раствор титранта добавлять до тех пор, пока в воде не появится устойчивый бурый оттенок.
Содержание ионов хлора в пробе воды составит x, мг/л
,
где V1 – объем раствора нитрата серебра, пошедшего на титрование, мл; N– нормальность раствора нитрата серебра; Э – миллиграмм-эквивалент хлора; V2 – объем исследуемой воды, мл.
2. Определение фосфатов
Сущность заключается в том, что сульфомолибдатный раствор, введенный в испытуемую пробу воды в присутствии погруженной в нее оловянной палочки (восстановитель), реагирует с фосфатом, в результате чего вода окрашивается в синий цвет, интенсивность которого тем больше, чем выше концентрация фосфатов в воде.
В мерную пробирку налить 2 мл отфильтрованной пробы воды, довести объем жидкости сульфомолибдатным раствором до 10 мл. Затем в раствор опустить очищенную наждачной бумагой и ополоснутую дистиллированной водой оловянную палочку. Через 5 мин (за это время раствор в пробирке вместе с оловянной палочкой должен быть 2 ... 3 раза перемешен легким встряхиванием) оловянную палочку вместе с пробкой вынуть из пробирки и сравнить окраску испытуемого раствора с окраской стандартной цветной шкалы. Для этого пенал, в котором находится штативчик с фосфатной шкалой, снять с задней стенки лабораторного ящика, вынуть штативчик и вставить в него (через верхнее отверстие) мерную пробирку так, чтобы она оказалась в специальном гнезде на фоне молочного стекла рядом с ячейками цветной шкалы.
Позади штативчика должен находиться источник света, расположенный так, чтобы окраска исследуемого раствора сравнивалась с окраской стандартной шкалы в рассеянном проходящем свете.
Фосфатное число воды соответствует цифре, стоящей против ячейки шкалы, окраска которой совпадает с окраской раствора в пробирке или наиболее близка к ней.
Фосфатная шкала отградуирована в соответствии с содержанием фосфат-ионов (РО43–, мг/л) в воде. Хранить шкалу следует в футляре (она должна быть на свету только во время колориметрирования).
Требования к отчету
В отчете приводят описание хода выполнения работы, результаты расчета содержания анионов, предположение о характере подстилающих пород водоёма и поступающих в него стоков.
Лабораторная работа № 5
Окислительно-восстановительные процессы в природных водах представляют собой, главным образом, превращения органических соединений. Одним из непременных условий существования водных экосистем являются процессы разложения органических соединений, в результате которых идет окисление соединений до углекислого газа, воды и различных соединений азота, фосфора, серы. Пока имеется в воде свободный кислород, окисление органических соединений идет, как правило, до оксидов элементов в высшей степени окисления, в идеале до СО2 и Н2О.
В анаэробных условиях (при недостатке или отсутствии кислорода в воде) окислительно-восстановительные процессы идут несколько иначе. Микроорганизмы для окисления органических соединений используют кислород нитратов, сульфатов и других соединений. В виде общей схемы процесс анаэробного окисления можно представить так:
COPГ + 2NO3– + 2H+ N2 + 2,5CO2 + H2O
Или так:
COPГ + SO42– + 2H2O H2S + 2HCO3–
Разложение органических веществ в анаэробных условиях осуществляется путем брожения с образованием продуктов неполного окисления (спиртов и альдегидов). Примером могут служить следующие реакции:
C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH – спиртовое брожение
C6H12O6 CH3–CH2–CH2–COOH +2СO2+2H2 – маслянокислое
брожение
CH3–CH2–OH CH3–COOH+ H2 – метановое
CH3–COOH CO2 + CH4 брожение
4H2 +СO2 2Н2O + CH4
Реальные процессы окисления органических соединений еще сложнее и разнообразнее.
Одной из характеристик природных вод может служить их окисляемость – общее количество содержащихся в воде восстановителей (чаще органических соединений), реагирующих с сильными окислителями, например, бихроматом, перманганатом и др.
Результаты определения окисляемости выражают в миллиграммах кислорода на 1 л воды (мг О/л). По этому показателю можно предположить, какое количество органических веществ содержится в исследуемой воде. Изменение степени окисления органических веществ в пробе, а значит и их содержание в воде, можно контролировать, отбирая пробы воды и определяя величину их окисляемости через различные промежутки времени.
Наиболее полное окисление соединений достигается при использовании бихромата калия, поэтому бихроматную окисляемость нередко называют "химическим потреблением кислорода" (ХПК). Это основной метод определения окисляемости. Большинство соединений окисляется при этом на 90 – 100 % с образованием диоксида углерода и воды, азот выделяется в виде газа.
Есть, однако, небольшое число соединений (бензол, толуол, пиридин и др.), которые совсем не окисляются бихроматом калия даже в присутствии катализатора.
Нормативы ХПК воды водоемов хозяйственно-питьевого водопользования составляют 15 мг О/л, культурно-бытового – 30 мг О/л.
Однако представленный способ определения окисляемости природных вод недостаточно точно позволяет смоделировать процессы в водоемах. Гораздо ближе отражает естественные процессы определение количества кислорода (мг), необходимого для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях при 20оС в результате протекающих в воде биохимических процессов за определенный период времени (3, 5, 10, 20 суток и т.д.). Такой показатель называют БПК – биохимическое потребление кислорода. Наиболее распространен метод установления БПК по разности содержания растворенного кислорода до и после инкубации пробы воды, с внесенными в нее микроорганизмами, при стандартных условиях (200С, аэробные условия, без доступа воздуха и света).
Установлено, что при загрязнении водоемов преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами с относительно постоянным составом и свойствами БПК5 (пятисуточное) составляет 70 % БПК полного.
Развитие промышленности обусловило увеличение сброса сточных вод, содержащих загрязняющие вещества с самыми разнообразными свойствами. Среди них могут быть как тормозящие процессы БПК, так и увеличивающие потребление кислорода. В зависимости от категории водоема регламентируется величина полного БПК: не более 6 мг/л кислорода для водоемов хозяйственно-бытового и культурного водопользования и не более 3 мг/л кислорода для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования.
Для водоемов с хорошо сбалансированной экосистемой показатели ХПК и БПК отличаются незначительно (на величину органических веществ, идущих на построение клеток тела микроорганизмов). Для водоемов, загрязненных химическими и незначительно биологическими отходами антропогенного характера, величина бихроматной окисляемости (ХПК) гораздо выше, чем БПК.
Цель работы: познакомиться со способами определения суммарного количества органических загрязнителей в воде через определение окисляемости природных вод.
Реактивы: серная кислота плотностью 1,84 г/см3; N – фенилантраниловая кислота (0,25 г кислоты растворяют в 12 мл 0,1 н. раствора NaOH и разбавляют водой до 250 мл); бихромат калия 0,25 н. стандартный раствор; соль Мора 0,25 н. раствор (титр раствора соли Мора предварительно устанавливают по стандартному раствору бихромата калия.
Порядок выполнения работы
В пробу воды (в количестве 5 мл) ввести 2,5 мл 0,25 н. раствора бихромата калия и при перемешивании концентрированную серную кислоту в количестве 15 мл. При этом температура раствора поднимается выше 100°С. Через 2 мин к остывшей до комнатной температуры смеси прилить 100 мл дистиллированной воды и оттитровать избыток бихромата. Для этого ввести 10–15 капель раствора N – фенилантраниловой кислоты и с помощью бюретки добавлять в смесь раствор соли Мора, взаимодействующий с непрореагировавшим количеством бихромата калия.
Провести холостой опыт. Для этого с использованием 5 мл дистиллированной воды проводят те же операции, что и с анализируемой пробой природной воды.
Величину ХПК, мг О/л определяют по формуле
,
где a – объем раствора соли Мора, пошедшего на титрование холостой пробы, мл; b – объем раствора соли Мора, пошедшего на титрование анализируемой пробы, мл; N – нормальность соли Мора; V – объем анализируемой пробы, мл; 8 – эквивалент кислорода.
Требования к отчету
В отчете приводят название и цель работы, результаты расчета химического потребления кислорода бихроматным методом; делают вывод о содержании органических загрязняющих веществ в анализируемой воде.
Для жизнедеятельности гидробионтов необходимо достаточное количество кислорода, растворенного в воде. Кислород атмосферы плохо растворим в воде и только зеленые растения способны обеспечивать его необходимую концентрацию в водоемах. Концентрация растворенного кислорода в воде водоемов санитарного водопользования в пробе, отобранной до 12 часов дня, должна быть не менее 4 мг/л в любой период года.
Загрязнение водоемов стоками сельскохозяйственных ферм, сточными водами промышленных предприятий, канализационными стоками, содержащими вещества, легко окисляющиеся биохимическим путем (аэробными микроорганизмами), приводит к снижению содержания растворенного кислорода в естественных водоемах. Концентрация кислорода в воде зависит и от природных факторов – атмосферного давления, температуры воды, содержания в ней растворенных солей. Требования к содержанию кислорода в воде входят в нормативы качества поверхностных вод (табл. 2).
Таблица 2
Краткая характеристика загрязненных вод
|
Критерий |
Классификация вод по степени загрязненности |
||
|
Низкая загрязненность |
Средняя загрязненность |
Высокая загрязненность |
|
|
Содержание О2 Количество планктона Количество рыбы |
8 мг/л Малое Большое |
6 … 2 мг/л Большое Малое |
< 2 мг/л Малое Отсутствует |
Метод Винклера позволяет точно измерить содержание кислорода. Метод основан на способности гидроксида марганца (II) окисляться в щелочной среде до гидроксида марганца (IV), количественно связывая при этом кислород. В кислой среде гидроксид марганца (IV) вновь переходит в двухвалентное состояние, окисляя при этом эквивалентное связанному кислороду количество йода. Выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия. Предел обнаружения растворенного кислорода 0,05 мг/л.
Цель работы: Определить содержание кислорода в пробе природной воды.
Материалы и оборудование: 10 мл щелочного раствора йодида калия (3,3 г NaOH; 2,0 г КI в 10 мл дистиллированной воды); 10 мл раствора хлорида марганца (4,0 г MnCl2 в 10 мл дистиллированной воды); 5 мл концентрированной соляной кислоты; 0,5%-ный раствор крахмала (в качестве индикатора), дистиллированная вода; 0,01 М раствор тиосульфата натрия; пипетки на 5 мл, бюретка, белая кафельная плитка, 3 конические колбы, калиброванный сосуд с притертой пробкой.
Порядок выполнения работы
1. Осторожно, не расплескивая, набрать 250 мл воды в калиброванный сосуд и оставить его под водой, чтобы в него не попадали пузырьки воздуха.
2. В пробу воды пипеткой добавить 2 мл хлорида марганца и 2 мл щелочного раствора йодида калия; конец пипетки должен касаться дна сосуда. Более тяжелый раствор солей вытеснит из сосуда равное количество воды, находящейся в верхнем слое.
3. Добавить 2 мл концентрированной соляной кислоты и закрыть сосуд так, чтобы в нем не было пузырьков воздуха. Xopoшо потрясти сосуд для того, чтобы растворился осадок гидроксида марганца, выпавший в щелочной среде. При этом йодистые соединения окислятся, выделившийся йод окрасит раствор в желтый цвет.
4. Для исследования отлить из сосуда в коническую колбу 50 мл воды. Из бюретки оттитровать ее 0,01 М раствором тиосульфата натрия следующим образом:
а) постоянно встряхивая коническую колбу, доливать в нее раствор тиосульфата до тех пор, пока желтый цвет не побледнеет;
б) добавить 3 капли раствора крахмала и продолжать титровать, постоянно встряхивая колбу до тех пор, пока не исчезнет темно-синяя окраска крахмала.
Записать объем израсходованного тиосульфата натрия.
5. Дважды повторить операцию пункта 4 с 50 мл исследуемой воды и вычислить средний объем расходуемого тиосульфата (ā).
6. При использовании этих растворов 1 мл израсходованного 0,01 М тиосульфата соответствует 0,056 мл кислорода в условиях нормальной температуры и давления (НТД).
7. Рассчитать содержание кислорода в воде, мг/л, используя следующую формулу:
,
где ā – объем тиосульфата, расходуемый на титрование 50 мл воды.
Требования к отчету
В отчете приводят данные по определению кислорода в пробе воды водоема, дают ориентировочную оценку степени загрязненности водоема, делают вывод о пригодности данной воды к обитанию гидробионтов.
Лабораторная работа № 7
Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на четыре группы: механические, химические, физико-химические, биологические.
Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. В результате механической очистки обеспечивается снижение содержания взвешенных веществ в воде на 90 %, а органических – на 20 %. Сооружения для механической очистки сточных вод представляют собой решетки, песколовки, усреднители, отстойники, фильтры, нефтеловушки.
К химическим методам очистки сточных вод относят химическую нейтрализацию, окисление и восстановление загрязняющих веществ. Химический способ очистки может использоваться на стадии предварительной очистки перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод. Химическая очистка связана с использованием различных реагентов, которые вводятся в стоки и вступают во взаимодействие с вредными примесями. При этом последние окисляются или восстанавливаются с получением малотоксичных веществ либо переводятся в малорастворимые соединения и отделяются в виде осадков, которые захороняют, складируют или используют как сырье.
К физико-химическим методам очистки относятся коагуляция, адсорбция, флотация, экстракция, ионный обмен, диализ и др. Для коагуляции используют соли алюминия и железа. Коагулирующее действие есть результат гидролиза указанных солей, который происходит вслед за их растворением и приводит к образованию хлопьев гидроксидов металлов. Оседая под действием силы тяжести, хлопья способны улавливать растворенные частицы загрязняющих веществ, агрегировать их и увлекать в осадок. Флотация применяется для очистки производственных сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества, нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые частицы. Процесс флотации заключается в насыщении толщи воды газовыми пузырьками (чаще воздушными), прилипании загрязняющих частиц к поверхности раздела газовой и жидкой фазы с образованием своеобразных комплексов, всплывании этих комплексов на поверхность обрабатываемой сточной воды и механическом удалении образовавшегося пенного слоя, содержащего загрязнители. При адсорбции происходит поглощение твердым веществом компонентов сточной воды. Материал, на поверхности или в объеме пор которого происходит концентрирование поглощаемого вещества, называют сорбентом, а само вещество – сорбатом. Сорбционные явления основаны на физическом и химическом взаимодействии сорбата и сорбента.
Биологические методы очистки применяется в первую очередь для очистки сточных вод, содержащих органические загрязнители. Сущность метода заключается в минерализации органических загрязнителей активным илом. Активный ил – это скопление бактерий, простейших организмов, водорослей, использующих органические соединения сточной воды, прежде всего в качестве источников углерода в процессе питания. Естественная биологическая очистка осуществляется на полях орошения, полях фильтрации, в биологических прудах, искусственная – в аэротенках и биофильтрах.
Цель работы: осуществить очистку модельного стока, содержащего красители и взвешенные вещества; оценить эффективность используемых методов очистки.
Материалы и оборудование: колонки для очистки загрязненной воды методом фильтрации, загрузочный материал (песок, древесные опилки, асбестоцементная стружка и т.д.), емкости для сбора фильтрата объемом 250 мл, цилиндры (500 мл), модельные загрязненные воды (содержащие механические примести и краситель), секундомер, шкала цветности.
Порядок выполнения работы
1. Очистка воды методом отстаивания
Налить 300–500 мл предварительно перемешанной загрязненной воды в мерный цилиндр. Наблюдать изменение столба осветленной жидкости во времени. Построить кривую зависимости высоты столба осветленной жидкости, мм, от времени, мин. Рассчитать степень очистки, %, определив отношение высоты столба очищенной жидкости к высоте столба анализируемой пробы воды.
2. Очистка воды методом фильтрации
Собрать две фильтрационные установки. Заполнить их на высоту 5–10 см загрузочным фильтрующим материалом (песок, опилки, стружки, шелуха подсолнечника и т.д.). Медленно пропустить 200 мл загрязненной воды через предварительно смоченный водой фильтрующий материал, собрать фильтрат. Фильтрат налить в цилиндр с ровным плоским дном. Высота столбика воды должна быть равна 10 см. Рассмотреть пробу в цилиндре сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении. По шкале цветности определить изменение интенсивности окраски очищаемой воды относительно контроля (исходный раствор). Рассчитать эффективность очистки по изменению концентрации красителя в растворе (концентрации соотнесены с интенсивностью окраски и указаны на шкале цветности) до и после фильтрации.
Требования к отчету
В отчете приводят данные по изменению содержания загрязняющих веществ в воде в процессе очистки. Делают вывод об эффективности использования указанных методов для очистки вод, содержащих взвешенные загрязнители и красители.
Лабораторная работа № 8
В природные водоемы со сточными водами промышленных предприятий, с поверхностными стоками с полей, с хозяйственно-бытовыми стоками, с загрязненными осадками и так далее часто поступают чрезвычайно опасные загрязняющие вещества (фенолы, нефтепродукты, ароматические углеводороды, пестициды).
Действие ядовитых химических веществ на живые организмы многообразно. Чем сложнее организм, тем на большее число его жизненных функций действует токсикант.
Определить токсичность загрязнителей можно различными физико-химическими и биологическими методами. Аналитическим индикатором в биологических методах являются биологические объекты – инфузории, амёбы, дафнии, одноклеточные водоросли, семена злаковых культур, крысы, кролики и т.д.
Дафнии (Daphnia magna) – ветвистоусые рачки, обитающие в пресноводных водоемах, чувствительные к различным химическим загрязнителям. Ответная реакция дафний на токсические соединения – потеря поступательного движения или гибель через определенное время наблюдения.
Биотестирование проводят для определения токсичности поверхностных и сточных вод, в частности, в месте поступления последних водных объектов, а также в контрольном и других створах водопользования с целью проверки соответствия качества воды нормативным требованиям. Так, сточная вода на сбросе не должна оказывать острого токсического действия, а вода в контрольном и других створах водопользования – хронического токсического действия на тест-объекты.
Цель работы: выявить токсичность вод, содержащих различные загрязнители методом кратковременного биотестирования с использованием рачков рода дафний.
Материалы и оборудование: колбы объемом 250 мл, стеклянная трубка диаметром 0,5 – 0,7 см, модель загрязнения (водный раствор с рН = 2…5; эмульсия нефтепродуктов; раствор пестицидов; раствор, содержащий тяжелые металлы), контрольный раствор – водопроводная вода.
Порядок выполнения работы
Поместить по 50–100 мл отстоянной водопроводной воды, обогащенной кислородом (модель естественного водоёма) в три колбы. Одна колба с водой не должна содержать загрязняющие вещества (контрольный вариант). Перенести дафний в количестве 6–10 особей в каждую колбу. Далее:
– для варианта нефтесодержащего стока в одну колбу добавить 2–3 мл нефтяной эмульсии, в другую – каплю нефти для создания пленки на поверхности воды;
– для моделирования условий, наблюдаемых при выпадении кислотных осадков, в одну колбу внести 2 мл кислотного стока (рН = 5), в другую –10 мл (рН = 2);
– для варианта загрязнения воды пестицидами в одну колбу внести 0,5 мл раствора пестицидов, в другую – 5–10 мл;
– для моделирования водоема, в который попадают сточные воды, содержащие ионы тяжелых металлов, в одну колбу внести 1 мл модельного стока с металлами, в другую – 10 мл.
Наблюдать в течение занятия за состоянием рачков. Учет выживших дафний проводят через 1, 24, 48, 72, 96 ч. Особей считают выжившими, если они свободно передвигаются в толще воды или всплывают со дна сосуда не позднее 15 с после его легкого покачивания.
Рассчитать процент погибших дафний в каждом из вариантов по формуле
,
где Хк – количество дафний, выживших в контроле, Хт – количество дафний, выживших в тестируемой воде.
Если полученное значение А ≥ 50 %, то это позволяет сделать вывод о том, что данный модельный сток оказывает токсическое действие на дафний.
Для определения степени острого токсического действия анализируемых сточных вод рассчитать графическим методом кратность разбавления воды (ЛКр50 – 96 ч), при которой гибнет 50 % дафний за 96 ч и минимальную кратность разбавления (ЛКр0 – 96 ч), при которой дафнии не гибнут.
Пример графического расчета степени токсичного действия показан на рис. 1.
100
50
0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 lg K
Рис. 1. Пример графического расчета степени токсического действия загрязнителей
На оси абсцисс откладывают логарифмы величин кратности разбавления тестируемой воды, а на оси ординат – величины выживаемости дафний в процентах к контролю. Полученные точки соединяют прямой. От точек на оси ординат, соответствующих 50 и 100 %-ной выживаемости, проводят линии, параллельные оси абсцисс. Из точек пересечения этих линий с экспериментальной прямой опускают перпендикуляры на ось абсцисс и находят логарифмы величин кратности разбавления, которые (кратности) будут соответствовать искомым величинам ЛКр50 и ЛКр0. Чем больше величины ЛКр50 и ЛКр0, тем токсичнее сточная вода, а значит, тем опаснее для окружающей среды ее воздействие.
Степень токсичности можно также установить, рассчитав среднее время гибели 50 % дафний в тестируемой воде (ЛТ50). Для этого строят график, откладывая на оси абсцисс время наблюдения, а на оси ординат – выживаемость в процентах к контролю. Чем меньше ЛТ50, тем токсичнее тестируемая вода.
Требования к отчету
Результаты работы представляют в виде табл.3.
Таблица 3
Оценка токсичности загрязненных вод
|
Виды загрязнения |
Величина А, % |
Оценка токсичности |
|
Контроль Разлитие нефти Разбавление 1 Разбавление 2 Кислотный дождь Разбавление 1 Разбавление 2 Поверхностный сток с пестицидами Разбавление 1 Разбавление 2 Тяжелые металлы Разбавление 1 Разбавление 2 |
Графическим способом определяют для каждого варианта кратность разбавления стока, обеспечивающую его полную (ЛКр0) и 50 %-ную (ЛКр50) безопасность.
Вопросы для самоподготовки
1. Виды природных вод и особенности их состава.
2. Пути образования метана и сероводорода в анаэробных условиях.
3. Причины и пути эвтрофикации водоемов.
4. Процессы и стадии закисления водоемов.
5. Основные реакции фотосинтеза в природных водоемах.
6. Соединение металлов в воде. Пути накопления и превращения.
7. Механическая очистка сточных вод.
8. Химические методы очистки сточных вод.
9. Физико-химические методы очистки сточных вод.
10. Биологическая очистка сточных вод.
11. Биологические индикаторы загрязнения воды.
12. Сущность графического способа определения степени токсичности вод, содержащих загрязнители.
Лабораторная работа № 9
Гумусовые вещества представляют собой смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, объединенных общностью происхождения и рядом свойств.
Гумусовые вещества по растворимости и экстрагируемости делят на большие группы: фульфокислоты, гумусовые кислоты, гумин, иногда выделяют группу гиматомелановых кислот.
В структуре гумусовых веществ условно выделяют ядерную и периферическую части. Ядерные фрагменты представлены преимущественно циклическими соединениями. Периферические части молекул представляют собой фрагменты, легко расщепляемые при гидролизе (имеют пептидные, сложноэфирные связи и др.). Периферические части относительно обогащены функциональными группами. Это прежде всего карбоксильные, аминогруппы, спиртовые и фенольные группы, карбонильные и др. Наличие этих функциональных групп определяет многие физико-химические свойства почв в целом: поглотительную способность почв, ее катионообменные свойства, способность связывать и аккумулировать в себе тяжелые металлы, регулировать содержание в почвенном растворе многих компонентов и др. Именно гумусовые соединения способны поддерживать определенное значение рН почвы, проявляя при этом буферные свойства.
Следует отметить, что в почвах до определенных пределов сохраняется постоянство состава гумусовых веществ. Изменение содержания какого-либо соединения с течением времени компенсируется тем, что данное соединение создается в таком же количестве за счет других гумусовых веществ или за счет поступающих в почву органических соединений.
Общее количество гумуса в почве определяют косвенно по количеству углерода в почве путем окисления гумусовых компонентов двухромовокислым калием.
Цель работы: познакомиться с органическими составляющими почвы, свойствами гумусовых соединений, научиться определять содержание гумусовых веществ в почве.
Оборудование и реактивы: образцы почвы, конические колбы на 100 мл, электроплитка, технические и аналитические весы, химические стаканы на 500 и 1000 мл, колба мерная на 1 л, 0,4 н. раствор хромовой смеси (40 г K2Cr2O7 растворяют в 600 … 800 мл дистиллированной воды в колбе на 1000 мл; после растворения объем раствора доводят до метки водой; затем раствор выливают в колбу из термостойкого стекла на 2…3 л и осторожно, при помешивании, вливают туда 1 л концентрированной H2SO4), 0,2 н. раствор соли Мора [(NH4)2SO4.FeSO4.6H2O], раствор дефиниламина C12H11N (5 г дефиниламина помещают в химический стакан и приливают, при помешивании, 100 мл H2SO4; затем осторожно приливают 20 г воды), концентрированная серная кислота (H2SO4, плотность 1,84), 85 %-ный раствор фосфорной кислоты (Н3РО4, плотность 1,7).
8…10 г почвы, отделенной от растительных остатков и просеянной через сито 0,25 мм, поместить в коническую колбу на 100 мл. Из бюретки прилить точно 10 мл хромовой смеси (K2Cr2O7 в кислоте). Осторожно круговыми движениями взболтать содержимое.
Накрыв колбу воронкой, кипятить содержимое колбы ровно 5 мин. Отсчет времени начинают с момента появления пузырьков газа. Кипение должно быть медленным.
При нагревании идет реакция
2K2Cr2O7+8Н2SO4+3C(гумус) 2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O+3CO2
По окончании кипения колбу снять с плитки, охладить до комнатной температуры. Перенести содержимое в колбу на 500 мл, смыть дистиллятом остатки с воронки и маленькой колбы и тоже перенести вместе с дистиллятом в колбу. Довести содержимое большой колбы до 250 мл. Добавить 2 мл 85 %-ного раствора фосфорной кислоты и восемь капель дифениламина в качестве индикатора (вместо дифениламина можно использовать 5 … 8 капель 2 %-ного раствора фенилантраниловой кислоты).
Содержимое колбы оттитровать 0,2 н. раствором соли Мора до перехода темно-бурой окраски через фиолетовую и синюю в грязно-зеленую. При появлении синего цвета титровать нужно осторожно.
Параллельно необходимо провести холостое титрование. Для этого взять 0,2 г прокаленного песка, поместить в коническую колбу на 100 мл, прилить 10 мл 0,4 н. раствора хромовой смеси, закрыть воронкой, прокипятить 5 мин, охладить и, добавив фосфорную кислоту и индикатор (как указано выше), оттитровать.
Вычислить процентое содержание гумуса в почвенном образце по формуле
,
где a – объем раствора соли Мора, затраченный на холостое титрование 10 мл хромовой смеси, мл; b – объем раствора соли Мора, затраченный на титрование содержимого колбы после окисления гумуса бихроматом калия, мл; N – концентрация соли Мора; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; 0,0010362 – коэффициент пересчета на гумус (показывает, что 1 мл 0,2 н. раствора соли Мора соответствует такому количеству хромовой кислоты, которое окисляет 0,0010362 г гумуса, или 0,0006 г углерода).
В отчёте следует представить описание хода выполнения работы, результаты титрования, расчеты содержания гумусовых веществ в почве.
Лабораторная работа № 10
Определение соотношения твердых частиц
в почвенном образце (текстура почвы)
Твердая фаза почв и почвообразующих пород состоит из частиц различной величины, которые называются механическими элементами. По происхождению различают минеральные, органические и органоминеральные частицы. Минеральные частицы, составляющие в среднем от 40 до 70 % от объема почвы, представлены галькой (3–30 мм), гравием (1–3 мм), песком (0,25–1 мм), пылью (0,01–0,25 мм). Органическое вещество образуется в результате разложения мертвых организмов и представлено находящимися на различной стадии разложения белками, жирами, сложными углеводами, гумусовыми компонентами. Последние являются продуктом полимеризации молекул органических веществ. Органоминеральные частицы, такие, как, например, глино-гумусовый комплекс, являются продуктами взаимодействия органических и минеральных веществ.
Механические элементы находятся в почве или породе и в свободном, и в агрегатном состоянии, когда они соединены в структурные отдельности – агрегаты различной формы, размеров и прочности. Крупные агрегаты могут разрушаться на более мелкие при механическом усилии или при размокании в воде. В микроагрегатах (размер < 0,25 мм) частицы удерживаются более прочно, и для их полного разделения применяют химическую обработку. Близкие по размеру и свойствам частицы группируются во фракции. Фракции механических элементов слагают почвы или породы в различных количественных соотношениях. Относительное содержание в почве или породе механических элементов называется механическим или гранулометрическим составом; количественное определение механических элементов – механическим анализом.
Цель работы: Определение фракционного состава почвы.
Приборы и оборудование: Мерный цилиндр емкостью 500 мл, 100 мл почвенного образца, 380 мл воды.
Порядок выполнения работы
1. Поместить почвенный образец в мерный цилиндр и полностью залить водой.
2. Энергично встряхнуть содержимое.
3. Для того чтобы частицы осели в соответствии с их плотностью и площадью поверхности, дать смеси отстояться в течение 48 ч. Как правило, частицы органического вещества плавают на поверхности воды, мелкие частицы глины частично остались во взвешенном состоянии, а более крупные осели в виде слоя поверх песка и камней, распределившихся в соответствии со своими размерами.
4. Измерить объем различных фракций почвенного образца.
5. Рассчитать процентное содержание отдельных фракций в почве.
Требования к отчету
В отчете приводят данные, полученные при наблюдении распределения составляющих почву частиц в виде рисунка и расчета процентного содержания наблюдаемых фракций почвы.
Лабораторная работа № 11
Изучение процесса фотосинтеза.
Продукты фотосинтетических реакций. Углеводы
Фотосинтез является основным процессом превращения солнечной энергии в энергию химических связей, процессом накопления биомассы и продуцирования кислорода.
Фотосинтез идет при наличии в растениях хлорофилла. Хлорофилл улавливает кванты света и под их воздействием испускает электроны с высокой энергией. Эти электроны в результате передачи по электронно-транспортной цепи улавливаются молекулами – переносчиками электронов. При этом образуются новые химические связи, в которых аккумулирована солнечная энергия. Затем образующиеся вещества участвуют в процессах связывания СО2, т.е. отдают энергию своих связей на вовлечение СО2 в процесс синтеза органических соединений.
Благодаря фотосинтезу на Земле возникает ежегодно более 100 млрд т органических веществ, потребляется, аккумулируется энергии во много раз больше, чем используется человеком во всей его деятельности.
Загрязнение природной среды приводит как к прямому (воздействие гербицидов) подавлению процесса фотосинтеза, так и к его нарушению через повреждение листьев (озоном, оксидом серы), уменьшение прозрачности и закупорки устьиц (сажей, промышленной пылью).
Цель работы: ознакомиться с процессом фотосинтетического образования углеводов в растительных тканях.
Оборудование и реактивы: стакан (0,25 л), стеклянный колпак, лампа настольная, электроплитка; спирт этиловый, раствор йода в йодистом калии.
Комнатное растение поместить на сутки в темноту. За это время в растении почти полностью исчезает крахмал, который расходуется на дыхание, переходя под действием ферментов в сахар и оттекая из листа. Через сутки вынести растение на свет, срезать с него лист. На лист прикрепить полоску темной бумаги, согнутую пополам так, чтобы она закрывала часть листа с двух сторон. Лист поместить в стакан с водой. Накрыть лист стеклянным колпаком и в течение 2…3 ч освещать светом настольной лампы, ориентируя ее так, чтобы лучи падали на лист перпендикулярно его поверхности.
Одновременно выполнить анализ другого листа с того же растения. Лист поместить в чашку с 90 %-ным этанолом и кипятить в течение 5…10 мин, затем перенести лист в чашку с водой и выдерживать на водяной бане до полного обесцвечивания. Вынуть лист, расправить в чашке Петри и нанести на него раствор йода в йодиде калия. Отметить отсутствие или слабую реакцию на крахмал.
Выдержанный нa свету лист после снятия бумаги подвергнуть той же процедуре и, нанеся на него раствор йода, отметить положительную реакцию на крахмал в местах, освещаемых лампой, и отсутствие реакции на крахмал в той части листа, которая была прикрыта бумажкой.
Требования к отчету
В отчете приводят название и краткое описание работы, основные реакции фотосинтеза органических соединений в исследуемых тканях, объясняют наблюдаемые в работе явления.
Лабораторная работа № 12
Изучение процесса фотосинтеза.
Продукты фотосинтетических реакций. Кислород
Все живое на Земле зависит от фотосинтеза – либо непосредственно, либо, как в случае с животными, косвенно. Фотосинтез делает энергию и углерод доступными для живых организмов и обеспечивает выделение кислорода в атмосферу, что необходимо для всех аэробных форм жизни. А человечество зависит от фотосинтеза еще и потому, что оно использует ископаемое энергетическое топливо, которое образовалось за многие миллионы лет.
Процесс фотосинтеза обычно описывают уравнением
СО2 + Н2О [СН2О] + О2
Такого соединения, как СН2О, не существует, но эта формула отражает состав углеводов.
В опытах с мечеными атомами было установлено, что источником кислорода в данной реакции служит вода: из каждой молекулы воды выделяется один атом кислорода. В сбалансированном виде уравнение должно выглядеть так:
СО2 + 2 Н218О [СН2О] + 18О2 + Н2О
Это самое точное итоговое уравнение фотосинтеза; к тому же из него дополнительно вытекает, что вода в процессе фотосинтеза не только используется, но и образуется.
Всем фотосинтезирующим организмам необходим источник водорода; у растений – это вода: водород получается путем расщепления воды на кислород и водород. Для этого расщепления нужна энергия, которую и дает свет. Кислород выделяется как ненужный побочный продукт. Образующийся водород взаимодействует с СО2, и образуется углевод.
Способность использовать свет как источник энергии, необходимой для роста, присуща некоторым группам бактерий. Пурпурные и зеленые бактерии можно рассматривать как реликтовые организмы, дошедшие до нас из времен начальной эволюции фотосинтеза. Они не в состоянии использовать в качестве донора водорода воду; им требуются доноры с более высокой степенью восстановления (сероводород Н2S, водород или органические вещества):
СО2 + 2 Н2S [СН2О] + 2S + Н2О
Фотосинтез у этих бактерий протекает без выделения кислорода. Во время окисления Н2S в их клетках в качестве промежуточного продукта откладывается сера.
Цель работы: ознакомиться с процессом выделения кислорода при фотосинтезе.
Оборудование и реактивы: пробирка, стеклянная воронка, стакан 0,4 л, лампа настольная; гидрокарбонат натрия, деревянная лучинка, пластилин.
Самый простой способ показать, что при фотосинтезе выделяется кислород, – взять водное растение, поставить его на яркий свет и собрать выделяемый кислород, как показано на рис. 2.
Известно, что кислород поддерживает процесс горения. Для доказательства выделения кислорода к пробирке подносят тлеющую лучину, которая должна вспыхнуть ярким пламенем.
Рис. 2. Установка для изучения выделения кислорода при фотосинтезе
Требования к отчету
В отчете приводят результаты наблюдений горения лучины при выделении кислорода водорослью в процессе фотосинтеза.
1. Что понимают под фотосинтетической деятельностью растений? Приведите основную реакцию фотосинтеза.
2. Продуктивность экологической системы. Виды продуктивности.
3. Первичные продукты фотосинтеза, их дальнейшие превращения.
4. Фотосинтез и миграции кислорода и углерода.
5. Основные лимитирующие факторы деятельности фотопродуцентов.
6. Токсичные вещества как лимитирующий фактор.
7. Роль фотосинтеза в жизнедеятельности биосферы.
Лабораторная работа № 13
в растительных объектах
Азот широко распространен во всех геосферах и в составе различных соединений мигрирует в биосфере. В газообразной форме молекулярный азот (N2) довольно инертен, его содержание в атмосфере составляет 78%. Азот используется биотой после усвоения азотфиксирующими бактериями почв и клубеньковыми бактериями, обитающими на корнях бобовых культур, а также сине-зелеными водорослями гидросферы. При этом азот превращается в аммиак по схеме:
N2 фиксация 2N
2N + 3H2 → 2NH3
Образованный аммиак в виде аммонийного иона (NH4+) встраивается в органические молекулы аминокислот, белка и других соединений. После гибели организмов азотсодержащие органические соединения подвергаются разложению. При этом в воду и почвенные растворы переходит азот в виде иона аммония NH4+. Далее аммиак с помощью микроорганизмов окисляется в начале до нитрит (NO2–)-, а затем до нитрат (NO3–)-ионов. Такой процесс носит название процесса нитрификации:
2NH3 + 3O2 → 2H+ + 2NO2– + 2H2O
2NO2– + O2 → 2NO3–
В форме нитратов азот ассимилируется из почвы корнями растений и идет на образование аминокислот и белков.
В бескислородных (анаэробных) условиях процесс можно представить в виде следующей схемы:
(СН2О)n(NH3)m CO2 + H2O + N2 + NH3
Денитрифицирующие бактерии осуществляют процесс, обратный нитрификации, – денитрификацию. Денитрификация происходит только в анаэробных условиях, когда бактерии используют нитрат как окислитель, заменяющий кислород в реакциях окисления органических веществ. Сам нитрат при этом восстанавливается до молекулярного азота. Если израсходованы нитрат-ионы, то для окислительных процессов используется кислород сульфат-ионов:
Образовавшийся аммиак возвращается в цикл. Свободный азот N2 или азот в виде N2O, полученный в результате деятельности микроорганизмов, возвращается в окружающую среду, что поддерживает в природе существующий баланс между включаемым в биосферу и высвобождающимся в атмосферу азотом.
В последнее время применение удобрений, увеличение объемов производств, сопровождающихся образованием азотсодержащих отходов, и другие причины привели к тому, что в почвах, воде, и как следствие – в живых организмах накапливается избыточное количество нитратов. Легкорастворимые нитраты при выпадении большого количества осадков вымываются в глубокие горизонты и могут проникать в грунтовые воды. Накопленные в почве нитраты интенсивно всасываются растениями, что приводит к избыточному содержанию нитратов и в растительных тканях.
Избыток содержания нитратов в воде и пищевых продуктах вредит здоровью людей, так как появление в организме нитрита, восстановленного из нитрата, служит причиной образования метгемоглобина, в котором кислород прочно связан с гемоглобином, что снижает способность эритроцитов переносить кислород. Повышенное содержание нитратов в водных объектах вызывает бурный рост фитопланктона, приводящий к эвтрофикации водоемов.
Цель работы: углубить представления о миграции азота в биосфере, определить содержание нитратного азота в растениях.
Приборы и реактивы: нитратомер ЭКО-01, электроды хлорсеребряный и нитратселективный, гомогенизатор, 0,1 М раствор КNO3, 1%-ный раствор алюмокалиевых квасцов.
Перед проведением замеров необходимо подготовить к работе электроды и откалибровать нитратомер.
Пробу растительного материала в количестве 0,25…0,5 кг следует сначала отмыть и просушить фильтровальной бумагой, а затем измельчить ножом на кусочки до 1 см. 10 г пробы взвесить с точностью до первого десятичного знака и поместить в стакан гомогенизатора. Прилить в стакан 50 мл 1 %-ного раствора алюмокалиевых квасцов и гомогенизировать смесь в течение 1–2 мин.
Погрузить в гомогенизированную массу электроды и определить значение ЭДС по шкале прибора. Пользуясь табл. 4, определить содержание нитратов в исследуемых растительных тканях, мг/кг.
Полученные значения сравнить с санитарно-гигиеническими нормами содержания нитратов в растительных продуктах (табл. 5) и сделать вывод о содержании нитратов в растениях и почвах в месте произрастания растений.
Таблица 4
Показания нитратомера в зависимости от содержания нитратов
в исследуемой продукции, мг/кг
|
мВ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 |
36,0 54,4 82,4 125 184 279 423 640 968 1465 2217 3280 4964 7513 11372 17211 26051 |
37,5 57,0 84,3 128 193 292 442 660 1013 1499 |
39,0 58,3 88,3 134 202 306 463 701 1037 1570 2376 3596 5443 8238 12469 18443 27914 |
40,7 61,1 92,4 140 212 321 474 718 1085 1644 |
42,4 64,0 96,8 147 222 328 496 751 1137 1721 2605 3943 5832 8827 13360 20222 30607 |
44,2 67,0 101 150 227 343 520 787 1190 1802 |
46,0 70,1 104 157 238 360 544 824 1247 1844 2791 4225 6395 9679 14649 22173 32796 |
48,0 71.8 109 164 249 377 570 843 1276 1931 |
50,0 75.1 114 172 261 394 583 883 1336 2022 3061 4633 7012 10371 15697 23759 35960 |
52,0 78,7 119 180 267 404 611 924 1399 2117 |
Таблица 5
Санитарно-гигиенические нормы и допустимые уровни
нитратов в растительных продуктах
|
Продукт |
Допустимые уровни, мг/кг |
Продукт |
Допустимые уровни, мг/кг |
|
Картофель Морковь ранняя >> поздняя Свекла столовая Лук репчатый |
250 400 250 1400 80 |
Лук-перо Перец сладкий Яблоки Груши |
600 200 60 60 |
В отчете нужно представить описание хода работы; данные о калибровке нитратомера и результаты анализа растительных объектов; вывод о соответствии содержания нитратов в растительной ткани допустимым уровням.
Вопросы для самоподготовки
1. Биогенные элементы.
2. Круговорот углерода и кислорода в биосфере.
3. Способы фиксации атмосферного азота.
4. Круговорот азота в природе.
5. Процессы нитрификации и денитрификации в рамках круговорота азота.
6. Аэробные и анаэробные условия функционирования микроорганизмов.
7. В чем опасность увеличения содержания нитратов в растительных пищевых объектах? в поверхностных водоемах?
Лабораторная работа № 14
В настоящее время известно много процессов самопроизвольного превращения ядер. Эти процессы называются радиоактивными, так как они протекают по законам радиоактивного распада. К такому распаду склонны нестабильные тяжелые элементы (расположенные в конце таблицы Менделеева), в ядрах которых число нейтронов значительно превышает число протонов. Таким образом, можно сказать, что радиоактивность – самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер некоторых химических элементов (урана, тория, радия, калифорния и др.), приводящее к изменению их атомного номера и массового числа и сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений. Такие элементы называются радиоактивными.
Радиоактивные вещества распадаются строго с определенной скоростью, характеризуемой периодом полураспада (Т½), т.е. временем, за которое распадается половина всех атомов.
Распад атомов сопровождается ионизирующим излучением, так как проходя через различные вещества, такое излучение способно вызвать ионизацию его атомов как при непосредственном соударении, так и опосредованно. Естественные радиоактивные вещества испускают три вида лучей: -, -, - лучи.
-излучение представляет собой поток положительно заряженных -частиц (ядер атомов гелия), движущихся со скоростью около 20 000 км/с. Проникающая способность таких частиц мала: пробег в воздухе составляет 7...8 см, в биологических тканях < 0,1 мм. Поглощаются алюминиевой фольгой толщиной несколько микрон. Опасность представляет ионизирующая способность -лучей. Ионизация приводит к изменению физико-химических свойств вещества, а в биологических тканях – к нарушению их жизнедеятельности.
-излучение – поток быстрых электронов (или позитронов). Скорость перемещения таких частиц близка скорости света. Они обладают меньшей ионизирующей, но большей проникающей способностью по сравнению с α–лучами: пробег в воздухе – несколько метров, в биологических тканях – 1…2 см. Одежда поглощает до 50% -излучения, слой алюминия толщиной 1 мм – полностью.
-излучение – коротковолновое электромагнитное излучение, обладающее высокой проникающей способностью. Пробег в воздухе – до 100 м, в биологической ткани – > 20 см. Для защиты от -излучения используют специальные радиационно-защитные материалы: тяжелые бетоны, чистый свинец, особые полимеры.
При ядерных реакциях возможно и нейтронное излучение, представляющее собой поток нейтронов и характеризующееся очень высокой проникающей способностью. Ионизация среды осуществляется заряженными частицами, возникающими при взаимодействии нейтронов с веществом. Не имея электрического заряда, нейтроны легко проникают в ядра атомов и захватываются ими. Нейтронное излучение способно превращать атомы стабильных элементов в радиоактивные вещества (наведенная радиация).
На практике чаще измеряют не свойства самого радиоактивного образца, а результат его воздействия или предполагаемый результат воздействия радиоактивного излучения. Основным количественным показателем является поглощенная доза, за единицу которой принимают грей (Гр). 1 Гр соответствует поглощению в среднем 1Дж энергии излучения массой вещества в 1 кг.
Свойство биологической ткани – реагировать на различные вида ионизирующего излучения выражается через определение эквивалентной дозы. В системе СИ за единицу эквивалентной дозы принят зиверт (Зв), внесистемная единица – бэр (биологический эквивалент рентгена). 1 бэр – это доза излучения (любого вида), действие которой на ткани любого организма эквивалентно действию 1 рентгена гамма-излучения: 1 бэр = 1 Р, 1 Зв = 100 бэр.
Общее представление о радиоактивности тех или иных объектов окружающей среды может быть получено измерением так называемой экспозиционной дозы излучения, при которой корпускулярная эмиссия в сухом атмосферном воздухе массой 1 кг производит ионы, несущие заряд каждого знака, равный одному кулону (1 Кл). Внесистемной единицей является рентген (Р). 1 Р – это такая доза рентгеновского или -излучения, при которой в 1 см3 сухого воздуха при температуре 0о С и давлении 760 мм.рт.ст. образуется около 2 млрд пар ионов. На практике обычно оценивают мощность экспозиционной дозы, измеряемой в рентгенах в секунду (Р/с) или микрорентгенах в час (мкР/ч).
Радиоактивное излучение является неотъемлемым атрибутом окружающей среды. Естественный радиационный фон Земли создаётся космическим излучением и излучением природных радионуклидов (уран, торий и продукты их радиоактивного распада), естественным образом распределенных в земле, воде, воздухе, пищевых продуктах и организме человека. На протяжении биологической истории нашей планеты этот фон оставался практически неизменным, обусловливая дозу радиации, близкую 10–12 мкР/ч. Естественный фон считают безопасным для биологических объектов. В результате деятельности человека происходит изменение естественного радиационного фона и возникает техногенно измененный радиационный фон. Эти изменения вносит искусственная радиация, возникающая при испытании ядерного оружия, при нарушении функционирования радиационно опасных объектов (АЭС, исследовательских институтов соответствующего профиля и т.д.), при образовании радиоактивных отходов на предприятиях атомной энергетики.
Цель работы: углубить представления о радиоактивности различных объектов окружающей среды, оценить радиоактивность конкретного объекта, освоить метод измерения радиоактивности.
Приборы и оборудование: прибор геологоразведочный сцинтилляционный СРП-88 Н.
Порядок выполнения работы
Оценку радиоактивности проводят косвенно по интенсивности -излучения измеряемого объекта. Объекты избираются по указанию преподавателя. С помощью прибора СРП-88Н в разных точках измеряемого объекта производят замеры в соответствии с правилами работы с приборами. Для этого необходимо произвести ряд последовательных операций:
1. Включить прибор, установив на индикаторном устройстве переключатель "Диапазон" в положение "1", затем переключатель "Порог" в положение "БАТ", при этом на цифровом табло индуцируются цифры, показывающие напряжение питания в вольтах. При величине напряжения от 3,5 до 6,5 В элементы питания пригодны к работе.
2. Установить переключатель "Порог" в положение "0" и приблизить ствол блока детектирования к месту расположения контрольного источника на индикаторном устройстве. При этом стрелка индикатора должна отклониться, на табло должны индуцироваться показания и прослушиваться щелчки звукового сигнализатора, частота которых увеличивается при приближении ствола к источнику.
3. Установить переключатель "Порог" в положение "ИЗМ", а переключатель "Диапазон" – в положение "0,3", через 1 мин после включения прибора приставить ствол вплотную к контрольному источнику, совместив защитный резиновый колпачок с окружностью на пульте. Зафиксировать не менее трех показаний цифрового табло и вычислить среднеарифметическое значение Ризм.
Отвести блок детектирования от места расположения контрольного источника на расстояние > 0,5 м и зафиксировать не менее трех показаний цифрового табло, вычислить среднеарифметическое значение Рф.
Определить действительное значение показания Рд, с-1 от контрольного источника по формуле
Рд
где К – коэффициент, характеризующий активность источника во времени (дается преподавателем).
Если действительное значение показаний прибора Рд соответствует значению 1670 167, прибор работоспособен и готов к работе.
4. При работе с прибором СРП-88Н в режиме поиска изменение интенсивности потока -излучения необходимо отслеживать по стрелочному индикатору, для чего переключатель "Диапазон" установить в положение "0,1" или "0,3", что соответствует экспозиции 10 с.
В положении "ИЗМ" переключателя "Порог" звуковая сигнализация отключена, в положении "0" осуществляется мониторный режим, т.е. частота сигналов соответствует интенсивности излучения.
5. При измерении интенсивности излучения от радиоактивного источника для представления информации в единицах мощности экспозиционной дозы, мкР/ч, достаточно показания цифрового табло разделить на значение чувствительности прибора и умножить на 1000. Значение чувствитель ности данного прибора равно 3670 с–1 . м2 . мг –1 .
Требования к отчету
В отчете следует привести цель работы, кратко описать ход работы, охарактеризовать измеряемые объекты, привести расчеты мощности экспозиционной дозы в измеряемых точках, сделать заключение об уровне радиоактивности исследуемых объектов.
1. Понятие об ионизирующем излучении. Природные и антропогенные источники излучения.
2. Виды ионизирующего излучения, их характеристика.
3. Радиоактивность. Стабильные и радиоактивные изотопы. Распространенность в природе.
4. Основные типы ядерных реакций.
5. Единицы измерения радиоактивности.
6. Мощность экспозиционной дозы излучения, единицы измерения.
7. Особенности воздействия ионизирующего излучения на биологические объекты.
8. Малые дозы облучения, применяемые в медицине, их влияние на человека.
Библиографический список
1. Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К.– М.: Высшая школа, 1998.– 278 с.
2. Химия и общество: Пер. с англ./ Под ред. Гольдфреда М.Г.– М.: Мир, 1995.– 560 с.
3. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с нем.– М.: Мир, 1997.– 232с.
4. Ливчак И.Ф. Охрана окружающей среды / Ливчак И.Ф., Воронов Ю.В. Учеб. пособие.– М.: Стройиздат, 1988.– 191 с.
5. Брылов С.А. Охрана окружающей среды / Под ред. Брылова С.А. и Шродки К.– М.: Высшая школа, 1985.– 272 с.
6. Небел Б. Наука об окружающей среде – М: Мир, 1993.– 123 с.
7. Потапов А.Д. Экология.- М.: Высшая школа, 2000.- 446 с.
8. Акимова Т.А. Экология / Акимова Т.А., Хаскин В.В.– М.: ЮНИТИ, 1999.– 455 с.
9. Промышленно-транспортная экология / Под ред. В.Н. Луканина.– М.: Высшая школа, 2001.– 273 с.
Оглавление
|
Введение …………………………………………………………………. Лабораторная работа № 1 Определение содержания углекислого газа в атмосферном воздухе ………………………………………………… Лабораторная работа № 2 Определение концентрации аммиака в воздухе ……………………………………………………………………….. Лабораторная работа №3 Определение сухого и прокаленного остатков и жесткости воды …………………………………………………… Лабораторная работа № 4 Определение содержания анионов в поверхностных водах ………………………………………………….. Лабораторная работа №5 Определение окисляемости природных вод.. Лабораторная работа № 6 Определение содержания растворенного кислорода в воде ………………………………………………………… Лабораторная работа № 7 Очистка загрязненных (сточных) вод …….. Лабораторная работа № 8 Влияние загрязнителей на биологические объекты …………………………………………………………………... Лабораторная работа № 9 Определение содержания гумусовых веществ в почве …………………………………………………………… Лабораторная работа № 10 Определение соотношения твердых частиц в почвенном образце (текстура почвы) ……………………….. Лабораторная работа № 11 Изучение процесса фотосинтеза. Продукты фотосинтетических реакций. Углеводы …………………… Лабораторная работа № 12 Изучение процесса фотосинтеза. Продукты фотосинтетических реакций. Кислород ……………………. Лабораторная работа № 13 Определение содержания нитратов в растительных объектах ……………………………………………….. Лабораторная работа № 14 Оценка радиоактивности объектов окружающей среды ……………………………………………………… Приложение 1 Предельно-допустимые концентрации некоторых примесей в атмосферном воздухе ………………………………………. Приложение 2 Предельно-допустимые концентрации примесей в воде Приложение 3 Предельно допустимые концентрации химических веществ в почвах……………………………………...……. Библиографический список ……………………………………………... |
3 4 7
9 12 14 17 19 22 26 28 29 31 33 36 41 41 42 43 |
Учебное издание
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Экология» для студентов
специальностей 072000, 120100, 290300, 290500, 330500
Составители:
Василенко Марина Ивановна
Смоленская Лариса Михайловна
Латыпова Марина Марсовна
Редактор Г.Н. Афонина
Изд. лиц. ИД № 00434 от 10.11.99.
Подписано в печать 02. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. Уч. –изд. . Тираж
Заказ . Цена р. к.
Отпечатано в Белгородской государственной технологической академии строительных материалов
308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46
Энергия света
Хлорофилл
Энергия света
Энергия света
Хлорофилл
Хлорофилл
lg ЛК50
lg ЛК0
ыживаемость, %
HNO3