XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Методы измерения факторов среды обитания

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Громчаков Д.А. 1

---

1МБОУ ЕСОШ №11

Романова С.Р. 1

---

1МБОУ ЕСОШ №11

Работа в формате PDF

310 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Окружающий органический мир - составная часть среды каждого живого существа. Взаимные связи организмов - основа существования биоценозов и популяций.

Живое неотрывно от среды. Каждый отдельный организм, являясь самостоятельной биологической системой, постоянно находится в прямых или косвенных отношениях с разнообразными компонентами и явлениями окружающей его среды или, иначе, среды обитания, влияющими на состояние и свойства организмов.

Среда - одно из основных экологических понятий, которое означает весь спектр окружающих организм элементов и условий в той части пространства, где обитает организм, все то, среди чего он живет и с чем непосредственно взаимодействует. При этом организмы, приспособившись к определенному комплексу конкретных условий, в процессе жизнедеятельности сами постепенно изменяют эти условия, т.е. среду своего существования.

Факторы среды – это любое условие, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм в процессе его индивидуального развития.

Экологи используют различные методы и средства измерения факторов среды обитания. Их достаточно много и многие из них требуют сложного оборудования, поэтому целесообразно провести изучение состояния окружающей среды, используя для этого наиболее простые и доступные методы. [7]

Цель исследовательской работы: изучить состояние окружающей среды в микрорайоне школы.

Задачи исследования:

Изучить различные методы и средства измерения факторов среды обитания.

Выбрать наиболее простые и доступные методы для проведения школьного эксперимента.

Сформировать умение выявлять факторы и ресурсы среды в экспериментальной части исследования.

Провести анализ результатов исследования.

Сделать выводы о состоянии окружающей среды на территории школы.

Объект исследования: окружающая среда территории школы

Предмет исследования – состояние и качество воды, видовой состав и степень покрытия субстрата лишайниками, внешний вид хвои сосны.

Методы исследования: физико - химический, лихеноиндикация и биоиндикация.

I. Теоретическая часть.

Любой организм в среде своего обитания подвергается воздействию самых разнообразных экологических факторов: климатических, эдафических и биотических.

Несмотря на очень большое разнообразие экологических факторов в природе можно выявить общие закономерности их воздействия на организм и ответных реакций организма на них. [3]

Эффект воздействия экологических факторов среды зависит от их характера, дозы, воспринимаемой организмом (высокая или низкая температура, яркий свет или темнота, дефицит или избыток влаги), его физиологического состояния и возраста. [2]

Для каждого организма существуют наиболее благоприятные конкретные значения факторов, при которых все процессы его жизнедеятельности осуществляются наиболее активно. Наиболее благоприятное значение факторов для жизнедеятельности получило название точки оптимума. При изменении экологического фактора как в сторону снижения от точки оптимума, так и увеличения жизнедеятельность организм будет угнетаться. Для оценки воздействия любого объекта на окружающую среду большое значение имеет сбор первичной информации. Только опираясь на эту информацию, можно осуществлять оценку характера, величины и значимости воздействия объекта на окружающую среду. [9]

1.1 Методы измерения факторов среды обитания.

Контактные методы позволяют добиться высокой точности измерений и строгого контроля в ограниченных объемах. В то же время они имеют большое количество недостатков, сужающих область их применимости. Контактные методы требуют отбора пробы воздуха, что ведет к трудоемкости измерений, недоступности многих точек наблюдения.

Дистанционные методы контроля позволяют получать оперативную информацию о содержании загрязняющих веществ в реальном масштабе времени и на больших площадях. В основе дистанционных методов лежит измерение электромагнитного излучения.

Биомониторинг — система наблюдений, оценки и прогноза различных изменений, вызванных факторами антропогенного происхождения. Биомониторинг делает возможной прямую оценку качества среды и является одним из уровней последовательного процесса изучения здоровья экосистемы. Основной задачей биологического мониторинга является наблюдение за уровнем загрязнения с целью разработки систем раннего оповещения, диагностики и прогнозирования.

Метод биоиндикации – оценка среды с использованием подходящих индикаторных организмов в определенных условиях. Может осуществляться качественная и количественная оценка (без определения степени загрязнения) эффекта антропогенного и естественного влияния на окружающую среду. Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опасный уровень загрязнения и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.

Физико-химические методы используются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха; они основаны на анализе отдельных проб. [1]

1.2. Для проведения школьного эксперимента выбрал следующие методы:

- физико-химические (органолептический);

- лихеноиндикация;

- биоиндикация.

II. Практическая часть.

2.1. Физико-химический анализ качества воды.

Качество воды характеризуют её прозрачность, мутность, цвет, запах, вкус, реакция воды, содержание растворенных солей, степень загрязнения химического, бактериологического и др.

Цель работы: дать характеристику качества воды, взятой из разных источников.

Материал и оборудование: пробы воды; стеклянные сосуды; предметное стекло; дистиллированная вода.

Ход работы:

Записал, из какого источника взята проба воды.

Налил в химический стакан эту воду и рассмотрел её на свет. Определил её прозрачность.

Определил цвет воды. Для этого опустил в стакан с водой белую пластинку или лист белой бумаги.

Определил запах воды и его интенсивность. Питьевая вода не должна иметь запаха.

Определил вкус воды.

Определил реакцию водной среды с помощью универсального индикатора. Записал pH исследуемой воды и по его значению определите реакцию среды.

Определил наличие растворенных солей.

Проверил на жёсткость с помощью мыла.

Результаты анализа занёс в таблицу.

Таблица №1

Вывод: органолептический анализ воды показал, что вода всех четырёх проб, не пригодна для питья. Следует провести более детальный анализ в специализированных лабораториях.

2.2 Определение химического загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников (лихеноиндикация).

Лишайники высокочувствительны к загрязнению окружающей среды. С помощью лишайников можно оценить комплексное действие промышленных выбросов в обследуемом районе. На них избирательно действуют прежде всего вещества, увеличивающие кислотность среды (SO₂, HF, HCl, NO₂, O₃). Особенно лишайники чувствительны к диоксиду серы SO₂. Наличие даже незначительного количества этого вещества в воздухе хорошо диагностируется по состоянию лишайников – сначала исчезают кустистые, потом листоватые и, наконец, накипные формы. Исчезновение лишайников - это сигнал тревоги. [6]

Цель работы: Научиться производить качественную оценку загрязнения воздуха по наличию и видовому разнообразию лишайников.

Оборудование: Лупа, тетрадь для заметок.

Ход работы:

Выбрал улицы, находящиеся в районе школы (ул. Дубинец и ул. Заречная).

Изучил обрастание лишайниками стволов и ветвей деревьев, камней, стен, домов.

Определил видовой состав лишайников в обследуемом районе.

Определил по таблице степень загрязнения воздуха.

Таблица №2

Вывод: в обследуемом районе обнаружены только накипные лишайники. Степень загрязнения воздуха имеет среднее значение.

2.3 Биоиндикация газодымовых загрязнений по состоянию хвои сосны.

С тех далеких пор, как человек обратил внимание на сосну и ель, и до наших дней они продолжают загадывать ему все новые загадки и служат предметом внимательного изучения, а порой и горячих споров. Одна из таких загадок приобретает особенное значение сейчас, в век научно-технического прогресса, когда так остро стоит задача сохранить для потомков в чистоте окружающую природу – источник жизни. Дело в том, что эти представители отдела «Голосеменные», могут оказать ученым неоценимую услугу как индикаторы загрязнения среды.

Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдаются повреждения и преждевременное опадение хвои сосны. [3], [6]

Цель работы: научиться определять класс повреждения и продолжительность жизни хвои.

Оборудование: Лупа, тетрадь для заметки.

Ход работы:

Выбрал молодые деревья сосны на территории школы.

Внимательно осмотрел хвоинки участка центрального побега (второго сверху) предыдущего года.

Определил по шкале класс повреждения и усыхания хвои.

Шкала

Обследовал верхушечную часть ствола за последние годы.

Определил, сколько лет сохраняется хвоя.

Результаты наблюдения: хвоинки исследуемых сосен имеют самый высокие показатели по классу повреждения (3) и классу усыхания (4). Возраст сосен на пришкольном участке – 8,9 лет.

Вывод: Сосна очень чувствительна к ядовитым газам, которые выбрасывают автомобили. У сосен на участке 1, растущих вблизи автодороги, больше половины хвои повреждено. Выхлопной газ с вредными веществами, проникая внутрь через устьица, вызывает отравление живых тканей. В результате хвоя повреждается и усыхает, хвоинки сосен на пришкольном участке имеют жёлто-коричневый цвет, что свидетельствует о значительном загрязнении воздуха. [5]

III. Заключение

Условия среды оказывают определённое влияние, как положительное, так и отрицательное, на существование и географическое распространение живых существ. В связи с этим условия среды рассматривают как экологические факторы. Экологические факторы весьма многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Такие факторы, как качество питьевой воды и загрязнённость воздуха имеют первостепенное значение в жизни каждого человека, особенно в период его становления и развития. [2]

Одной из главных составляющих человеческого здоровья является чистая питьевая вода. Однако под это определение подходит не вся жидкость, бегущая из водопроводного крана или скважины. Соответствие питьевой воды нормативным стандартам устанавливается в специализированных лабораториях, где проверяют бактериологические, химические и физические показатели представленного образца.

Органолептический метод, выбранный мною для исследования воды, позволил мне понять, почему в школе, в каждом классе мы используем бутилированную воду для питья, а дома проблему грязной воды решаем с помощью установки качественного фильтра.

Вторым компонентом человеческого здоровья, является чистый воздух. Мы ежедневно вдыхаем 12 000 литров воздуха, что составляет примерно 15 кг — намного больше, чем мы получаем пищи или воды. Поэтому воздух, которым мы дышим, напрямую влияет на наше самочувствие и здоровье.

Метод биоиндикации показал мне, как реагируют лишайники и хвойные растения на загрязнённость воздуха.

Методы, применённые мною, помогли мне понять, что факторы среды действительно оказывают влияние не только на окружающую среду, но и на здоровье человека.

Обзор литературы

1. Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие. – Киров: ООО «типография «Старая вятка», 2012. – 95 с: ил. – (Серия тематических сборников и DVD – дисков «экологическая мозаика». Сборник 15)

2. Вишаренко В.С., Толоконцев Н.А. Экологические проблемы городов и здоровье человека. – Л.: Знание, 2002

3. Гарибова Л.В., Дундин Ю.К., Коптяева Т.Ф., Филин В.Р. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР. - М: «Мысль», 1978, 365 с.; 28. л.ил.

3.Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9 – 11 кл.: Школьный практикум. – М.:ВЛАДОС, 2001. – 112 с.: ил.

4. Пчелкин А. В., Боголюбов А. С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды. Методическое пособие. - М.: Экосистема, 1997. - 25 с.

5. Сажнева Т.В. Практикум. Методическое пособие для учителей.- М. Дрофа, 2002г

6. Шапиро. И.А. Загадки растения-сфинкса: лишайники и экологический мониторинг / И.А. Шапиро. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – 80с.

Интернет ссылки:

7. https://ru.wikipedia.org

8. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/a6438f94-0be8-4ea2-844b- 41d6b5e9f618/My_choice/projekts/fiz_chem/str5.htm

9. http://www.ebio.ru/gri09.htm