Выполните лабораторную работу № 3 «Методы измерения факторов среды обитания» (учебно−исследовательский проект) на с. 262.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 «Методы измерения факторов среды обитания» (учебно−исследовательский проект)
Экологи используют различные методы и средства измерения факторов среды обитания. Обычно их подразделяют на контактные, дистанционные и биологические методы.
Контактные методы позволяют добиться высокой точности измерений и строгого контроля в ограниченных объёмах. Контактные методы не всегда можно применить из−за недоступности многих точек наблюдения.
Применение биологических методов для оценки среды подразумевает выделение видов животных или растений, чутко реагирующих на тот или иной тип воздействия. Методом биоиндикации с использованием подходящих индикаторных организмов в определённых условиях может осуществляться качественная и количественная оценка (без определения степени загрязнения) эффекта антропогенного и естественного влияния на окружающую среду.
Биологические методы помогают диагностировать негативные изменения в природной среде при низких концентрациях загрязняющих веществ. Особую значимость имеет то обстоятельство, что биоиндикаторы отражают степень опасности соответствующего состояния окружающей среды для всех живых организмов, в том числе и для человека.
Методические рекомендации
Учитывая, что методов измерения факторов среды обитания достаточно много и многие из них требуют сложного оборудования, целесообразно провести изучение состояния окружающей среды в микрорайоне школы, используя наиболее простые и доступные методы.
С целью экономии времени класс можно разбить на группы. Каждая группа выполняет часть лабораторной работы. Затем полученные результаты обобщаются, анализируются, и в ходе их обсуждения делаются выводы.
Часть I. Анализ качества воды
Качество воды характеризуют её прозрачность, мутность, цвет, запах, вкус, реакция среды, содержание растворённых солей, степень загрязнения химического, бактериологического и др. Желательно провести анализ воды, взятой из разных источников. Учащихся можно разделить на группы, каждая из которых будет проводить анализ воды, взятой из определённого источника (водоём, река, ручей, вода из−под крана и т. д.).
Цель работы: дать характеристику качества воды, взятой из разных источников.
Материал и оборудование: пробы воды; стеклянные сосуды; предметное стекло; дистиллированная вода.
Ход работы:
1. Запишите, из какого источника взята проба воды.
2. Налейте в химический стакан эту воду и рассмотрите её на свет. Определите её прозрачность. Вода может быть: прозрачная, слабо мутная, сильно мутная.
3. Определите цвет воды. Для этого опустите в стакан с водой белую пластинку или лист белой бумаги. Цвет воды может быть: бурый, светло−коричневый, жёлтый, светло−жёлтый, зеленоватый, бесцветный.
4. Определите запах воды и его интенсивность. Естественный запах может быть болотным, глинистым, древесным, плесневым, травянистым, сероводородным. В случае попадания в воду инородных веществ она может пахнуть бензином, мазутом, хлором, навозом и т. п. По интенсивности запах может быть: слабый (он обнаруживается, если обратить на него внимание); заметный (легко обнаруживается), отчётливый (обращает на себя внимание), сильный (делает воду негодной для питья). Питьевая вода не должна иметь запаха.
5. Определите вкус воды. Вкус воды определяется только для питьевой воды. Вода может быть: солёная, горькая, кислая, с хлорным, металлическим или иным привкусом, безвкусная или с приятным для питья вкусом.
6. Определите, образуется ли осадок после суточного отстаивания воды в трёх−литровом сосуде. Если осадок образуется, он может быть: хлопьевидным слизистым, хлопьевидным желтовато−коричневым, плотным белым (желтоватым), плотным бурым (коричневым), сероватым, в виде песка, глины или растительных остатков.
7. Определите реакцию водной среды с помощью универсального индикатора. Запишите рН исследуемой воды и по его значению определите реакцию среды.
8. Определите наличие растворённых солей. Для проведения исследования подготовьте два чистых и обезжиренных предметных стекла. На одно нанесите несколько капель исследуемой воды, на другое − дистиллированной. Дистиллированная вода не содержит растворённых солей. Выпарите воду со стёкол и сравните их. Белый налёт указывает на наличие солей. Чем он больше, тем больше солей было растворено в воде.
9. Исследуйте разные пробы воды, а полученные результаты занесите в таблицу.

10. Сделайте вывод по результатам работы
Часть II. Анализ дождевой или снеговой воды
Загрязнителями атмосферы могут быть вещества в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Так как аэрозоли и газообразные примеси улавливаются атмосферной влагой, то атмосферные осадки могут быть использованы для изучения степени загрязнения атмосферы.
Анализ дождевой воды даёт возможность судить о степени загрязнения атмосферы в данный момент времени. Снег является накопителем грязи и поэтому позволяет оценить степень загрязнения атмосферы за несколько месяцев.
Методические указания к взятию проб дождевой воды и снега
Для сбора дождевой воды используют стеклянные приёмники с воронками или обычные стеклянные банки ёмкостью 0,5 или 1 л. Они устанавливаются на открытой площадке на высоте 1 м от земли.
Для взятия проб снега выбирают ровные участки в разных местах микрорайона (рядом с дорогой, в сквере, на территории школы и т. п.).
Пробы берут при помощи специального прибора − весового снегомера. Его можно заменить самодельным снегомером, который представляет собой металлический цилиндр длиной около 1 м. Для последующих расчётов необходимо измерить площадь поперечного сечения цилиндра. В выбранном месте снегомер вертикально вкручивается в снег до земли. Около него расчищается снег и под снегомер подсовывается лопата.
В снежную пробу не должны попадать частицы почвы и растительности. Снег из снегомера вытряхивают в полиэтиленовый пакет. После взятия всех проб пакеты вносятся в тёплое помещение и воду из пакетов переливают в стеклянную посуду.
Цель работы: познакомиться с методикой взятия проб дождевой воды (снега) и выявления в них загрязнителей.
Материал и оборудование: приёмники осадков или снегомеры, универсальная индикаторная бумага, дистиллированная вода, стеклянные сосуды, фильтровальная бумага, предметные стёкла, аналитические весы.
Ход работы:
1. Возьмите в качестве эталона дистиллированную воду. Во время исследования пробы дождевой воды или снега соблюдайте правила, описанные выше. Определите количество выпавших осадков:
а) для дождя определите количество выпавших осадков в миллиметрах слоя воды, которое высчитывается по формуле:
К = $\frac{к\;х\;10}{S}$, где
К − количество выпавших осадков, в мм слоя воды;
к − количество осадков, в мм;
S − площадь сечения воронки (горлышка банки), в см;
б) для снега определите высоту снежного покрова (в мм).
2. Определите pH воды. Нанесите каплю исследуемой воды на универсальную индикаторную бумагу, сравните полученный цвет со шкалой pH.
3. Определите прозрачность воды. Налейте пробу воды в химический стакан и рассмотрите на свету. Вода может быть прозрачной, слабо прозрачной, сильно мутной.
4. Определите наличие твёрдых загрязнителей. Воду каждой пробы профильтруйте. Фильтр для каждой пробы предварительно взвесьте на аналитических весах с точностью до третьего−четвёртого знака. После фильтрования фильтр надо сложить и высушить, а затем снова его взвесить. Разность между первым и вторым взвешиванием показывает количество твёрдых частиц, выпавших на площадь, равную сечению приёмника воды или снегомера. Исходя из площади сечения снегомера или приёмника осадков, подсчитайте количество твёрдых загрязнений, выпавших на 1 $м^{2}$ поверхности конкретного участка.
5. Определите наличие растворённых веществ. Из каждой пробы нанесите по нескольку капель на предметные стекла. Выпарите воду. По белому налёту на стекле определите наличие растворённых веществ в каждой пробе. Результаты сравните с таковыми по исследованию дистиллированной воды.
6. Проанализируйте результаты всех исследований.
7. Сделайте вывод по результатам работы.
Часть III. Определение химического загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников (лихеноиндикация)
Лишайники весьма чувствительны к загрязнению среды обитания. На них избирательно действуют прежде всего вещества, увеличивающие кислотность среды ($SO_{2}$, HF, HCl, $NO_{2}$, $O_{3}$).
Особенно лишайники чувствительны к диоксиду серы. Наличие даже незначительного количества этого вещества в воздухе хорошо диагностируется по состоянию лишайников − сначала исчезают кустистые, потом листоватые и, наконец, накипные формы.
Цель работы: провести оценку загрязнённости воздуха по состоянию лишайников.
Материалы и оборудование: лупа, определитель лишайников.
Ход работы:
Работа выполняется в группах.
1. Выберите несколько площадок, на которых будут проводиться исследования (желательно в радиусе 2 км от школы).
2. Составьте карту района с указанием площадок.
3. Отметьте на карте близлежащие ТЭЦ, заводы, другие предприятия, дороги с интенсивным транспортным движением.
4. На каждой площадке осмотрите стволы старых, но здоровых деревьев.
5. Найдите деревья, на стволах которых есть лишайники.
6. На каждом дереве подсчитайте число видов лишайников. Необходимо также определить, к какой экологической группе относятся найденные виды: кустистые, листоватые, накипные.
7. Кроме деревьев, можно исследовать обрастание лишайниками камней, стен домов и т.п.
8. Определите степень загрязнения воздуха, используя простейшую шкалу:

9. Сделайте вывод по результатам работы.