close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Лисова О. С. Основы природопользования (практические работы)

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
Методические указания к практическим занятиям
для студентов направления подготовки бакалавров
022000.62 «Экология и природопользование»
ВОРОНЕЖ 2015
УДК 502/504
Лисова О.С. Основы природопользования [Текст]: методические указания
к практическим занятиям для студентов направления подготовки бакалавров
022000.62 «Экология и природопользование» / О.С. Лисова, Н.Л. Прохорова;
М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2015.- 30 с.
Печатается по решению учебно-методического совета
г.)
ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № от
Ответственный редактор
ВВЕДЕНИЕ
Учебным
планом
дисциплины
«Основы
природопользования»
предусмотрены практические работы в течение двух семестров. Темы
практических работ приведены в содержании данных методических указаний.
Целью практических работ по дисциплине «Природопользование»
является формирование экологического мышления и навыков самостоятельного
использования полученных знаний в профессиональной деятельности.
Студент обязан выполнить практическую работу в полном объеме,
предусмотренном методическими указаниями, и в часы, регламентированные
расписанием, оформить в установленные сроки отчет по практической
работе и защитить его.
Отчет о выполнении практической работы должен включать титульный
лист, оформленный согласно образцу ТПУ, цели выполненной работы, расчеты,
их обоснование и выводы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
Закрепление знаний «Общей экологии»
Любой организм может функционировать только при условии тесной
связи с окружающей средой. Совокупность абиотических и биотических
условий жизни организма называют средой обитания.
Среда – одно из основных экологических понятий, это часть природы,
окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное
воздействие. На нашей планете живые организмы освоили четыре среды
обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. Условия
обитания различных видов удивительно разнообразны. Одни из них, например
некоторые мелкие клещики или насекомые, всю жизнь проводят внутри листа
растения, который для них – целый мир, другие осваивают огромные и
разнообразные пространства, как, например, северные олени, киты в океане,
перелетные птицы.
Все элементы среды, прямо или косвенно воздействующие на живые
организмы, называются экологическими факторами.
В природе на организмы одновременно влияет целый комплекс факторов
среды в разных комбинациях и с разной силой. Вычленить роль каждого из них
непросто. Закон ограничивающего фактора гласит, что наиболее значим тот
фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма
значений. Именно от него и зависит в данный конкретный период выживание
особей. В разные отрезки времени ограничивающими могут быть разные
факторы, и в течение жизни организмы встречаются с самыми разными
ограничениями своей жизнедеятельности.
Задание № 1. Используя перечисленные факторы, распределите их по
группам, заполнив таблицу:
Ф. биотические Ф. антропогенные
Ф. абиотические
Свет, паразитизм, мутность воды, вырубка леса, кислотность воды,
конкуренция, давление, хищничество, ветер, каннибализм, кислотность почвы,
смерч, нефтяная пленка на поверхности океана, глобальное увеличение
температуры, эфтрофикация, разрушение фреонами озонового слоя, торнадо,
форезия, ультрафиолетовое излучение, повышенная кислотность почвы (в
результате действия кислотных осадков).
Задание № 2. Определите, какой из перечисленных факторов можно
считать ограничивающим, т.е. не позволяющим организмам существовать в
предлагаемых условиях:
1) для морских
м
р
растений
в океане на
н глубин
не 6000 м
м: вода, теемпературра,
углеки
ислый газз, соленоссть воды, свет, давл
ление;
2 – для растений
2)
р
в пустынее летом: температу
т
ура, свет, вода;
3 – дляя скворцаа зимой, в подм
3)
московном
м лесу: температтура, пищ
ща,
влажн
ность возд
духа, прод
должителльность свветового дня;
д
4 – для кабана
4)
к
в северной
й тайге: теемпературра, свет, влажноссть воздухха,
высотаа снежногго покровва;
5 – для речной
5)
р
щ
щуки
в Черрном мор
ре: темперратура, сввет, пищаа, соленоссть
воды, кислород
д
З
Задание
ило десятти процеентов», рассчитайтте, скольько
№ 3. Знаая «прави
понадообится фитопланк
ф
ктона, чттобы выр
рос один синий ккит весом
м 150 тонн
(пищевая цепь: фитоплаанктон – зоопланкт
з
тон – сини
ий кит).
* Условно принимайте, что на каждом тр
рофическом
м уровне вссегда поедаются тольько
предстаавители предыдущегоо уровня
Задание № 4. Температу
З
Т
урный фактор яввляется оодним изз наиболлее
значим
мых в при
ироде. Наа рисункее 1 изобраажен граф
фик зависимости численноссти
колораадского жука
ж
от теемпературры окруж
жающей срреды.
У
Укажите:
:
А темперратуру, оп
А)
птимальн
ную для данного
д
ви
ида;
Б пределлы вынослливости вида;
Б)
в
В темперратуру, огграничиваающую жизнедеят
В)
ж
тельностьь вида;
Г диапаззон темпеератур дляя зон угнеетения.
Г)
З
Задание
№ 5. Укажите,
У
какая из пираамид чиссленности
и (рис. 2)
соотвеетствует следующе
с
ей пищевой цепи:
Т
Трава
– трравоядноое млекопитающее – блоха – жгутикоовое просстейшее
Рис. 1.. Зависим
мость числленности колорадсского жукка от темп
пературы
окружаю
ющей сред
ды.
ды числен
нности
Рис. 2.. Пирамид
Праактическ
кая работта № 2
имоотнош
шения ор
рганизмов
в в экоси
истеме.
Взаи
Би
иомасса и продукттивность
ь экосистемы.
Ни один организм в прирроде не существуует вне ссвязей с условиям
Н
ми
внешн
ней среды, предсставленны
ыми аби
иотически
ими фактторами и другим
ми
органи
измами, то
т есть в составе
с
эккосистем. Эти связи – осноовное условие жизни
органи
измов и их сообщ
ществ. Через
Ч
них
х осуществляется образоваание цеп
пей
питани
ия, регуллированиее численн
ности оргганизмов и их поп
пуляций, реализац
ция
механи
измов усттойчивоссти систем
м и други
ие явлени
ия. В прооцессе вззаимосвяззей
происхходит поглощени
ие и раассеивани
ие энерггии и, в конечн
ном счетте,
осущеествляетсяя круговворот вещ
ществ, а также важнейш
шие, осо
обенно для
д
соврем
менного
пери
иода,
средообр
разующие,
срредоохран
нные
и
средосстабилизи
ирующие функции
и живого вещества
в
.
Т
Так
же одно изз важней
йших сво
ойств организмовв, их по
опуляций и
экосисстем в цеелом - сп
пособность создаввать оргааническоее веществво, которрое
называают прод
дукцией. Образован
О
ние продукции в единицу
е
ввремени (час, суткки,
год) на
н единиц
це площаади (метрры квадраатные, гектар) или
и объемаа (в водны
ых
экосисстемах) характерризует продукти
п
ивность экосистеем. Про
одукция и
продукктивностьь могут определят
о
ться для экосистем
э
м в целом
м или дляя отдельны
ых
групп организм
мов (растеений, живвотных, микроорга
м
анизмов) и
или видовв.
П
Продукци
ию растеений назы
ывают пеервичной
й, а живоотных - вторичноой.
Наряду с прод
дукцией различают
р
т биомасссу организма, груупп орган
низмов или
и
экосистем в целом. Под ней понимают всю живую органическую массу,
которая содержится в экосистеме или ее элементах вне зависимости от того, за
какой период она образовалась и накопилась. Биомасса и продукция
(продуктивность) обычно выражаются через абсолютно сухой вес.
Задание 1.
1.1 Составить схему пищевой цепи из перечисленных организмов,
обозначить трофические уровни и дать им определения, указать, к какому типу
относится пищевая цепь:
а) личинки падальных мух, мертвое
животное, лягушка, обыкновенный
уж;
б) лиса, трава, кролик;
л) сельдь, диатомовые водоросли,
в) листовая подстилка, дождевой
веслоногие рачки;
червь, ястреб-перепелятник,
м) пухоед, хвоя сосны, большая
черный дрозд;
синица, сосновый шелкопряд;
г) божья коровка, тля, сосна,
н) паук, нектар цветов, муха,
синица, ястреб;
насекомоядная птица, паук;
о) короед, дятел, древесина;
д) кулик, береговая улитка, сорока,
п) кузнечик, уж, цапля, лягушка,
фитопланктон
трава;
е) землеройка, паук, нектар, сова,
муха;
р) мышь, аист, семена, гадюка;
ж) скворец, личинка мухи,
с) гусеница, листья, кукушка;
пищевые отходы, ястребт) личинка ручейника, зоопланктон,
перепелятник;
бокоплав, полярная тресочка,
з) землеройка, дождевой червь,
тюлень (кит, полярный медведь),
опавшая листва;
фитопланктон;
и) паук, сок розового куста, хищная
у) личинки насекомых, торф,
птица, насекомоядная птица, тля;
хариус, белый медведь;
к) рыжая полевка, обыкновенная
ф) утка-морянка, фитопланктон,
неясыть, ежевика;
бокоплав.
2. На рис. 1. покказаны поотоки энер
ргии, прооходящей через неб
большую
частть луговой экосисттемы:
большую часть лугговой экосистемы
Рис.. 1 Поток энергии через неб
(кДж / м2 год)
а) какова валоваая первич
чная проду
укция злааков и раззнотравьяя;
нтеза, т.е. преобраззования
б) какоова эффекктивностьь фотосин
посттупающей
й солнечн
ной энерггии в вало
овую прод
дукцию;
в) чемуу равна прродукция паукообр
разных;
г) чемуу равна прродукция саранчоввых;
д) сколлько энерггии теряеется при дыхании
д
и выделен
нии фекал
лий у
полеевых мыш
шей;
е) каки
ие организзмы являю
ются прод
дуцентам
ми;
ж) каки
ие органи
измы являяются пер
рвичными
и консумеентами;
з) какие организзмы являю
ются втор
ричными консумен
нтами;
и) какие организмы относятся к автотрофам, гетеротрофам?
3. Для экосистем, указанных в табл. 1. рассчитать чистую первичную
продукцию, продуктивность сообщества. Сравнить экосистемы. Какие
сообщества являются стабильными?
Таблица 1
2
Годовая продукция в экосистемах, ккал/ м в год
Показатели
потока
энергии
в
экосистемах
Валовая
первичная
продукция
Дыхание
автотрофов
Дыхание
гетеротрофов
Поле
люцерны
Посадки
сосны
Сосновый
лес
Большой
ручей
Дождевой
лес
Прибрежный
пролив
24400
12200
11500
20800
45000
5700
9200
4700
6500
12000
32000
3200
800
4600
3000
6800
13000
2500
4. С помощью рис. 1.6 выполнить следующие задания.
а) В пирамиде А первичные продуценты (растения) - организмы малых
размеров, а численность их выше численности травоядных животных.
Опишите и объясните различия между пирамидами А и Б.
б) Жгутиковые простейшие Leptomonas паразитируют на мелких
насекомых, тысячи их могут быть найдены в одной блохе. Постройте
пирамиду численности на основе следующей пищевой цепи: трава травоядное млекопитающее - блоха - Leptomonas.
в) Дайте объяснение различия между пирамидами А и В.
5. Пользуясь правилом экологической пирамиды, подсчитайте, какая
площадь соответствующего биогеоценоза может выкормить одну особь
последнего звена в цепи питания:
а) планктон - нехищная рыба - щука 10 кг;
б) планктон - нехищная рыба - скопа 5 кг;
в) планктон - нехищная рыба - орлан-белохвост 6 кг;
г) растения - беспозвоночные - карп 3 кг.
Биологическая продуктивность планктона 600, донной растительности
1000 г/м2 в год (в пересчете на сухое вещество).
6. По данным, приведенным в табл. 1.2 определить, какой из видов
более эффективно использует энергию пищи на рост и накопление жировых
запасов.
8. Зная правило десяти процентов, рассчитайте:
A. Сколько нужно травы, чтобы вырос один орел весом 5 кг. Уровни
пищевой цепи: орел, трава, заяц.
Б. Сколько понадобится фитопланктона, чтобы выросла одна щука
весом 10 кг. Уровни пищевой цепи: зоопланктон, мелкие рыбы, щука, окунь,
фитопланктон.
B. Сколько понадобится фитопланктона, чтобы вырос один медведь
весом 300кг. Уровни пищевой цепи: лосось, мелкие рыбы, медведь,
зоопланктон, фитопланктон.
Г. Сколько понадобится фитопланктона, чтобы вырос один синий кит
весом 150 т. Уровни пищевой цепи: синий кит, фитопланктон, зоопланктон.
9. Соотнесите понятия, обозначающие различные способы добывание
пищи, с их определениями
а) Паразит;
б) Фильтратор;
в) Хищник;
г) Собиратель;
д) Пасущийся организм.
Определения:
А. Организм, который активно разыскивает и убивает относительно
крупные жертвы, способные убегать, прятаться или сопротивляться.
Б. Организм (имеющий, как правило, небольшие размеры), который
использует живые ткани или клетки другого организма в качестве источника
питания и среды обитания.
В. Организм, который поглощает многочисленные пищевые объекты,
как правило, растительного происхождения, на которых он не тратит много
сил.
Г. Водное животное, процеживающие через себя воду с
многочисленными мелкими организмами, которые служат ему пищей.
Д. Организм, который разыскивает и поедает относительно мелкие,
неспособные убегать и сопротивляться пищевые объекты.
10. Назовите тип пищевых отношений (паразитизм, фильтрация,
хищничество, собирательство, пастьба), который соответствует следующим
парам взаимодействующих организмов:
а) заяц – клевер
ж) синий кит - планктон
б) дятел – короеды
з) корова - тимофеевка
в) лиса – заяц
и) гриб-трутовик - береза
г) человек - аскарида
к) карп - мотыль
д) медведь - лось
л) стрекоза - муха
е) медведь - личинки пчел
м) моллюск беззубка - простейшие
о) гусеница сибирского шелкопряда - пихта
и) тля - щавель
п) кузнечик - злак мятлик
р) губка - простейшие
с) вирус гриппа - человек
т) коала - эвкалипт
у) холерный вибрион – человек ф) жук божья коровка - тля
11. Прочитайте список организмов и укажите, к каким из
перечисленных групп они относятся. Составьте таблицу
Группы:
А.Фитофаги
Б. Зоофаги
В. Паразиты
Г. Симбионты
Д. Детритофаги
Список организмов
1) Росянка;
2) Иксодовый клещ; 3) Слон; 4) Бычий цепень;
5) Волк; 6) Дафния; 7) Кроли; 8) Рак; 9) Рысь; 10) Гриб трутовик;
11) Овца; 12) Подберезовик; 13) Палочка; 14) Коха; 15) Щука;
16) Самка комара; 17) Дождевой червь; 18) Личинка навозной мухи;
19) Колорадский жук 20) Карп; 21) Клубеньковые бактерии; 21) Жукскарабей
12. Составьте таблицу, выбрав предлагаемые понятия и
соответствующие им определения типов воздействия.
Типы взаимодействий
Понятие
Определение
Понятия:
а) мутуализм (симбиоз); е) комменсализм (нахлебничество);
б) нейтрализм;
ж) паразитизм;
в) конкуренция;
з) хищничество (трофизм).
г) аменсализм;
д) комменсализм;
Определения:
А. Взаимодействие двух или нескольких особей, последствия которого
для одних отрицательны, а для других безразличны.
Б. Взаимодействие двух или нескольких особей, при котором одни
используют остатки пищи других, не причиняя им вреда.
В. Взаимовыгодное взаимодействие двух или нескольких особей.
Г. Взаимодействие двух или нескольких особей, при котором один
предоставляет
убежища другим и это не приносит хозяину ни вреда, ни пользы.
Д. Совместное обитание двух особей, непосредственно не
взаимодействующих между собой.
Е. Взаимодействие двух или нескольких особей, имеющих сходные
потребности в одних тех же органических ресурсах, что приводит к
снижению жизненных показателей взаимодействующих особей.
Ж. Взаимодействие двух или нескольких организмов, при котором
одни питаются живыми тканями или клетками и получают от них место
постоянного или временного обитания.
3. Взаимодействие двух или нескольких особей, при котором одни
поедают других.
13. Взаимодействие двух организмов теоретически можно представить
в парных комбинаций символов «+», «-» и «0», где «+» обозначает
улучшение положения для организма, «-» - ухудшение и «0» - отсутствие
значимых изменений при взаимодействии. Обозначьте предлагаемые типы
биотических взаимодействий (хищничество, мутуализм (симбиоз),
паразитизм, нейтрализм, конкуренция, комменсализм (нахлебничество),
аменсализм, комменсализм (квартиранство) соответственными парным
комбинациям символов «+», «-», «0»). Приведите примеры этих
взаимоотношений.
14. Рассмотрите график зависимости (рис.) численности божьей
коровки от температуры окружающей среды.
Укажите следующие параметры:
A. Температура, оптимальная для этого насекомого.
Б. Диапазон температур зоны оптимума.
B. Диапазон температур зоны пессимума (угнетения).
Г. Две критические точки.
Д. Пределы выносливости вида.
Практическая работа № 3
Загрязнение атмосферы.
В атмосферу ежегодно поступает до 18 млн. т. Загрязняющих веществ.
Самыми распространёнными естественными загрязнителями атмосферы
являются: оксид углерода, оксид азота, диоксид серы, углеводороды и пыль.
Среди искусственных чаще всего встречаются хлор, диоксиды серы и
углерода, альдегиды и кетоны, фтористый водород и другие. Все вещества,
загрязняющие биосферу, делятся на несколько классов опасности.
Существуют IV класса опасности загрязняющих веществ, из которых I класс
– это наиболее опасные загрязнители (свинец, ртуть, мышьяк и др.).
Для промышленных предприятий рассчитывается нормативный
показатель ПДВ – разрешаемое к выбросу от данного источника предельное
количество загрязняющего вещества, которое не создает приземную
концентрацию, опасную для людей, животного и растительного мира.
ПДВ (г/с) рассчитывается для продуктов сгорания и применяется как
для нагретого выброса, так и для холодного выброса, а так же для нескольких
источников выброса.
ПДВ и ПДК разрабатываются индивидуально для загрязняющего
вещества и для загрязнителя. Пользуясь методиками расчетов таких
показателей можно рассчитать нормы выбросов для любого предприятия.
Значение ПДВ (г/с) для продуктов сгорания рассчитывают по формуле:
для нагретого выброса:
ПДВ
ПДК
∆
Н
;
для холодного выброса:
ПДВ
8 ПДК
Н
для нескольких источников выбросов:
;
где Vc = V1 + V1 + …… + Vn; H – высоота источчника вы
ыброса над
н
3
ю, м; V1 – объемн
ный расхо
од газовоой смеси, м /с; ΔТ – разноссть
повеерхностью
темп
ператур выбрасы
ываемых газов и воздуха, °С; А – коээффициен
нт,
зави
исящий от температурного гради
иента аттмосферы
ы и определяющий
услоовия верттикальногго и гориззонтально
ого рассеи
ивания врредных вееществ (С
С2/3
· мг · °С1/3) г; F – коэф
ффициент скорости
и оседанияя вредныхх веществв в воздуххе;
ы, учитыввающие условия
у
вы
ыхода газзовой смееси из усттья
m и n – коэффициенты
3
j – объемные рассходы газзов, выбр
расываемы
ых
истоочника, м /с, V1, V2, Vn – j,
3
каж
ждым истоочником, м /с; D – диаметр
р устья источника
и
а; Vс - суммарны
ый
объеемный раасход газзовой смееси. Меттодика раасчета ПД
ДВ излож
жена в саан.
норм
мах СН 369-74.
3
П расчете учиты
При
ываются также
т
фон
новые кон
нцентрации
вред
дных вещ
ществ в вооздухе Сф
ф и концен
нтрации от
о источн
ников загр
рязнений С,
сумма которы
ых должн
на быть меньше ил
ли равна ПДК,
П
т. е.
С+Сф≤ ПДК.
духе несккольких ввеществ со
с своим
ми
Прри совмесстном присутствии в возд
знаачениями ПДК, с конценттрацией Сi (i = 1,
1 2, 3 ....n) их суммарна
с
ая
кон
нцентраци
ия должн
на удовлеттворять сл
ледующеему условию:
Даннаяя работа предусмат
п
тривает расчет знаачений ПД
ДК и ПДВ
В. Услови
ия
задаачи предсставлены 4-х
4 вариаантах.
Дано. Вариант 1.
На ТЭЦ 1 в г. Новосибирске 29.09.2011 г. отмечаются выбросы в
атмосферу сернистого газа, N₂O, CO и H₂S. Все это продукты сгорания,
имеющие высокую температуру.
Выбросы происходят из разных труб. При этом высота трубы, из
которой происходит выброс H₂S на 1,5 м. ниже остальных труб (9 м.). При
одинаковом диаметре труб в 4 м.
Известно так же, что объем выброса горячих газов из разных труб
различный. Так сернистого газа выбрасывается 36 м³/с, N₂O и H₂S по 51 м³/с,
а вот объемный расход газовой смеси для CO равен 40,8 м³/с.
Коэффициент температурного градиента равен 0,256 С⅔•мг•°С⅓
Коэффициент оседания в воздухе вредных веществ 1,1
Условия выхода газовой смеси из трубы: m = 0,35 м³/с; n = 1,37 м³/с.
ΔT = 9°C (для CO); ΔT = 7°C (для H₂S ); ΔT = 9°C (для N₂O ); ΔT = 9°C
(для сернистого газа).
Необходимо рассчитать ПДВ веществ на ТЭЦ 1, пользуясь
информативным и справочным материалом.
Ответить на вопросы:
1.
Что такое природно-техногенный комплекс и каковы основные
принцы его создания.
2.
Какого слоя не существует в атмосфере:
А) мезосферы;
Б) ионосферы;
В) стратосферы;
Г) метосферы
3. Сколько экологических законов вы знаете. О чем гласит закон
максимизации энергии?
4. Что является предметом и объектом природопользования?
5. Какие виды загрязнителей вы знаете?
Дано. Вариант 2.
Цементный завод в г. Верхние Варны в большом количестве
выбрасывает неорганическую пыль. Жители города подали судебный иск с
требованием прекратить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Однако, Роспотребназдор не выявил нарушений в работе предприятия.
Задача. Являясь независимым экспертом по оценке воздействия на Оцените
уровень ПДВ на заводе и сравните с данными экологического паспорта
предприятия, где указано значение ПДВ от 238 до 290 г/с в зависимости от
коэффициента А.
Вы проводили замеры 3 раза.
При замере 1 А = 0,152 С⅔•мг•°С⅓
При замере 2 А = 0,211 С⅔•мг•°С⅓
При замере 2 А = 0,198 С⅔•мг•°С⅓
Высота источника выброса - 4,5 м. Объем расхода смеси – 61 м³/с,
диаметр трубы – 0,8 м; скорость оседания сажи в воздухе – 3 м/с. n = 1,37
м³/с.
Найти. Какое заключение вы могли бы дать, если знаете расчетные
данные и знаете что, А имеет наименьшие показатели при температуре
воздуха выше 25 °С. Рассчитать задачу, пользуясь информативным и
справочным материалом.
Ответить на вопросы:
1.
Какие нормативные показатели оценки качества ОС вы знаете?
2.
Какого вида масштабного загрязнения не существует:
А) глобального;
Б) линейного;
В) регионального;
Г) точечного
Д) локального
3. Сколько экологических законов вы знаете. О чем гласит закон 10%?
4. Что такое биоценоз и экосистема чем эти понятия отличаются друг
от друга?
5. О чем гласят правила Б. Коммонера?
Дано. Вариант 3.
Высота трубы - 19 м. Объем расхода смеси – 20 м³/с, диаметр трубы –
3 м; скорость оседания газа в воздухе – 3 м/с. n и m = 1. А = 0,211 С⅔·мг·°С⅓
ПДВ = 150 г/с
Температура газа в печи 51 °С, а на выходе из трубы - 32°С
Найти. Зная ПДВ диоксида селена промышленного предприятия ОАО
«Промстройснаб», который представляет собой нагретый газ, выходящий
только из одной дымовой трубы. Необходимо рассчитать ПДК его в
атмосфере и растачать максимальную концентрацию газа от источника
загрязнения, если известно, что фоновая концентрация равна 0,1 г/м³.
Рассчитать задачу, пользуясь информативным и справочным материалом.
Ответить на вопросы:
1.
Что такое природопользование?
2.
К санитарно-гигиеническим нормативам относится:
А) ПДК; Б) ПДУ; В) ДОК; Г) ПДС; Д) ОБУВ;
Сколько экологических законов вы знаете. О чем гласит закон
островного существования?
4. Каков газовый состав атмосферы и из каких слоев она состоит?
5. Что такое биомасса и как построить пирамиду биомассы?
Дано. Вариант 4.
На крупнейшей ТЭЦ в г. Северсталь происходит выброс N₂O.
Известно, что ТЭЦ в зимний период работает на максимуме своих
возможностей, при этом продукты сгорания топлива исходят из 6-ти труб.
Экологический паспорт (1998 г.) имеет данные о показателях ПДВ в
зимний период времени при максимальном показателе А = 0,92 С⅔·мг·°С⅓
равен 110 г/с. При этом современные условия требуют ужесточения
нормативов. Рассчитайте показатель ПДВ для ТЭЦ если известны
следующие факты. В 2003 г. высоту всех труб уменьшили с 21 м. до 17 м. В
связи с потеплением климата за последние 20 лет на 2°С, коэффициент,
зависящий от температурного градиента для зимнего периода времени не
превышает 0,94 С⅔·мг·°С⅓. Разность температур внутри трубы и на выходе
из устья 9 °С. Диаметр устья труб остался прежним и равен 3 м.
F для N₂O = 11,5
m=n=1
V₁=23 м³/с; V₂=21 м³/с; V₃=10 м³/с; V₄=9 м³/с; V₅=22 м³/с; V₆=19 м³/с;
Рассчитать задачу, пользуясь информативным и справочным
материалом.
Ответить на вопросы:
1.
Какие классификации природных ресурсов вы знаете?
2.
К санитарно-гигиеническим нормативам относится:
А) ПДК; Б) ПДУ; В) ДОК; Г) ПДС; Д) ОБУВ
3. Сколько экологических законов вы знаете. О чем гласит закон
динамического равновесия?
4. Чем отличается понятие «Природные ресурсы» и «Природные
условия»? Приведите примеры.
5. Что такое пирамида энергии, как ее строить, на основе какого закона
происходит строительство пирамиды?
Практическая работа №4
Физико-химические методы оценки качества воды.
Температура воды измеряется с помощью водного термометра
(спиртового термометра в пластмассовом или деревянном защитном кожухе).
В отдельных случаях удобно измерять температуру обычным термометром,
опустив его в ведро или другой сосуд объемом не менее 1 л; первый отсчет
по термометру берут спустя 5-10 минут после его погружения в воду. Запись
отсчетов ведут с максимально возможной точностью.
Прозрачность воды зависит от количества растворенных в ней
веществ, содержания механических частиц и коллоидов. Прозрачность воды
определяют в цилиндре, например, в тонкостенном стакане из бесцветного
стекла, визуально определяя ее на свет или с помощью мерного цилиндра по
обычному шрифту любого текста с высотой букв 3,5 мм.
Цвет воды зависит от их химического состава, наличия
микроорганизмов, частиц ила, глины и других примесей. Определение цвета
воды можно проводить как в полевых, так и в камеральных.
Вкус и привкус воде придают ей растворенные в ней соединения, газы
и примеси. Различают четыре основные виды вкуса: горький, сладкий,
соленый и кислый. Горький вкус связан с наличием в воде сульфатов магния
и натрия, сладкий и кислый – с большим количеством органических веществ,
соленый - обусловлен растворением хлористого натрия. Привкусы - прочие
вкусовые ощущения - более субъективны, поэтому они характеризуются
менее четко, Например, вода может иметь металлический, рыбный,
огуречный привкус.
Механический осадок характерен для подземных вод, высачивающихся
из карстовых каналов и трещин, а также для речных и других вод. Визуально
отмечают состав, цвет осадка и его количество (ничтожный, незначительный,
заметный, большой), а также характер осадка: кристаллический, илистый,
песчаный, аморфный и т.п. Осадок в воде наземных водоемов определяют в
прозрачном тонкостенном стакане спустя 1 час после взбалтывания пробы, а
в воде подземных источников - спустя сутки.
1.Физические методы оценки качества воды.
Отбор проб воды. Прежде чем набирать воду, каждую бутылку следует
ополоснуть изнутри водой, которую отбирали для анализа. Плотно
закрываем и наклеиваем этикетки:
Экологическое исследование.
Проба №1.
Место отбора:
Дата:
Пробу отобрали:
Выполняя задание практической работы заполняйте таблицу.
Пробы
воды
Тем
пера
тура
Вкус
Прозрачность
Цвет
Запах
хол гор
Вид
Жесткость
загрязнения
по запаху
Проба
№1
Проба
№2
Проба
№3
Задание 1. Определение прозрачности воды.
Оборудование и реактивы: - колба 15-20 мл с исследуемой водой.
Рекомендации: Для оценки прозрачности используйте следующие
характеристики: прозрачная вода; слабо «опалесцирующая» вода (от слова
«опал»- молочно-белый минерал с
радужным оттенком, здесь имеется в
виду именно этот отлив); слабо мутная; мутная; очень мутная. Более
точным методом оценки можно определить если рассчитать степень
прозрачности столба жидкости в см. Прозрачностью не менее 30см должны
обладать воды, пригодные для питья. Речные воды 2-5 см. Уменьшение
прозрачности – свидетельство загрязнения.
В цилиндр налейте воду (15-20 мл.), на расстояние 4 см от дна положите
шрифт. Сливайте воду до тех пор, пока буквы не будут читаться. Высоту
столба замеряйте линейкой.
Задание 2. Определение цвета воды.
Оборудование : - 2 стеклянных цилиндра высотой 10 см,
-бумажный фильтр с воронкой химической;
-линейка;
-дистиллированная и исследуемая вода ;
-лист белой бумаги.
Рекомендации: 1.Профильтруйте через бумажный фильтр исследуемую
воду.
2.Налейте её в цилиндр.
3.В другой цилиндр налейте дистиллированную воду.
4.Сравните цилиндры перед белой бумагой. Определите цвет исследуемой
воды по сравнению с дистиллированной.
Если окраска при сравнении отсутствует при высоте воды более 10 см ,то
вода пригодна для питья.
Если окраска видна уже до 4 см, то воду можно применять только в
технических целях.
Задание 3. Определение запаха воды.
Оборудование: - колба 15-20 мл; стекло для накрытия колбы; горелка; шкала
интенсивности запаха.
Рекомендации:
1. Определите характер и интенсивность запаха воды при 20 градусах. В
питьевой воде при 20 градусах допустимо наличие запаха не более 2 баллов.
2. Для определения запаха при 60 градусах 15 мл исследуемой воды налейте
в колбу 20 мл, закройте стеклом и нагрейте до 50-60 градусов.
3. После этого колбу встряхните, воду перемешайте вращательными
движениями, снимите стекло и определите характер и интенсивность запаха
по шкале.
Шкала интенсивности запаха.
Интенсивность
Отсутствие запаха
Очень слабый
Балл
0
1
Слабый
2
Заметный
Отчётливый
3
4
Очень сильный
5
Характер запаха
Запах не ощущается
Запах обнаруживается только опытным
наблюдателем, а вы его не чувствуете
Запах обнаруживается только тогда, когда на
него кто-нибудь обратит ваше внимание
Запах, который вы сразу же замечаете
Запах, обращающий на себя внимание,
заставляющий отказаться от питья
Запах настолько сильный, что вода вызывает
отвращение
Задание 4. Определение вида загрязняющих веществ по запаху воды.
Запах воды
Химический
Хлорный
Углеводородный (нефтяной)
Затхлый
Лекарственный
Неприятный
Гнилостный
Землистый
Вещества, загрязняющие воду
Промышленные сточные воды, хим. обработка воды
Свободный хлор
Стоки нефти, бензина
Органические вещества
Фенолы
Сероводород- показатель сильного загрязнения воды
гниющими животными остатками.
Застоявшиеся сточные воды
Сырая земля
Вывод. Определить пригодность воды для питья. Узнать водопроводная вода
или речная. Предложить методы очистки воды.
Практическая работа №5
«Очистка загрязнённой воды».
Загрязненную воду можно очистить. При благоприятных условиях это
происходит естественным путем в процессе природного круговорота воды.
Но загрязненным бассейнам-рекам, озерам и т. п.- для восстановления
требуется значительно больше времени. Чтобы природные системы сумели
восстановиться, необходимо прежде всего прекратить дальнейшее
поступление отходов в реки. Промышленные выбросы не только засоряют,
но и отравляют сточные воды. А эффективность дорогостоящих
приспособлений для очистки таких вод пока еще недостаточно изучена.
Несмотря ни на что, некоторые городские хозяйства и промышленные
предприятия все еще предпочитают сбрасывать отходы в соседние реки и
весьма неохотно отказываются от этого только тогда, когда вода становится
совсем непригодной или даже опасной.
Порядок работы:
1.
Получите у учителя образец грязной воды. Мерным цилиндром
измерьте объём, запишите объём в тетрадь.
2.
Внимательно изучите внешний вид образца воды: цвет, запах,
прозрачность, наличие твёрдых частиц или пятен и занесите наблюдения в
таблицу.
Прозрачность
Цвет
Запах
Наличие
масла
Наличие
твёрдых
примесей
Объём
Перед
обработкой
После отделения
воды от масла
После
фильтрования
После
адсорбции
Отделение воды от масла.
Если оставить стоять смесь воды и масла, то она разделится на два слоя,
причём масло окажется сверху.
1. С помощью бумажного и ватного фильтра.
2. Изучите внешний вид и измерьте объём оставшегося водного слоя.
Сохраните его для следующих опытов.
Фильтрование через песок.
Песочный фильтр захватывает твёрдые частицы, загрязняющие воду,
которые слишком велики, для того чтобы пройти между песчинками.
1. Распрямите скрепку для бумаги и с её помощью сделайте небольшие
отверстия в донышке пластмассового стакана.
2. Насыпьте в этот стакан слоями гравий, песок и снова гравий. Нижний
слой гравия предотвращает вымывание песка через отверстия. Верхний
- чтобы песок не взмучивался при переливании воды.
3. Осторожно налейте фильтруемый раствор в стакан. Соберите
отфильтрованную воду в отдельный стакан.
4. Рассмотрите внешний вид и измерьте объём воды. Сохраните её для
последующих опытов.
Адсорбция / фильтрование на древесном угле.
Древесный уголь адсорбирует (поглощает, задерживает на своей
поверхности) многие вещества, которые могут придавать воде мутный вид, а
так же неприятный запах и вкус.
1. Сверните бумажный фильтр.
2. Поместите свёрнутый фильтр в воронку, слегка смочив водой.
3. Воронку опустите в пустой стакан.
4. Поместите древесный уголь в другой стакан объёмом 100 мл слоем 1 см.
5. Добавьте образец воды к древесному углю в стакан, перемешайте смесь и
осторожно пропустите её через бумажный фильтр. Следите, чтобы жидкость
не протекала между фильтровальной бумагой и воронкой.
6. Если фильтрат содержит небольшие тёмные частички древесного угля, то
профильтруйте ещё раз, используя чистую фильтровальную бумагу.
7. После того как вы останетесь довольны внешним видом и запахом
очищенной воды, слейте её в мерный цилиндр. Запишите конечный объём
очищенного образца.
Расчёты: % «чистой» воды = V «чистой» воды/V грязной воды · 100%
Вопросы: сколько процентов жидкости теряется в результате очистки и
какой объём грязной воды был потерян?
Практическая работа №6.
Экологические проблемы при химическом загрязнении окружающей
среды.
Под загрязнением окружающей среды понимают нежелательное
изменение ее свойств в результате антропогенного поступления различных
веществ и соединений. Это загрязнение приводит к вредному воздействию на
литосферу, гидросферу, атмосферу, на биосферу, на здания, конструкции и
материалы, а в конечном итоге и на самого человека. Главным источником
такого загрязнения является возвращение в природу огромной массы
отходов, которые образуются в процессе производства и потребления
человеческого общества. По подсчетам ученых в 1970 г. они составляли 40
млн. т, а к концу XX в. их объем может достигнуть 100 млрд. т. Особенно
опасно поступление в окружающую среду химических веществ,
синтезированных человечеством и ранее не существовавших в природе.
Задание 1. Исследование уровня загрязнения воздуха автомобильным
транспортом.
Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы
оксидами азота (NO, NO2) и угарным газом (СО), содержащихся в
выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более
60% по угарному газу и более 50% по оксидам азота от общего загрязнения
атмосферы этими газами.
Количество
выбросов
вредных
веществ,
поступающих
от
автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом.
Исходными данными для расчета количества выбросов являются:
- количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по
выделенному участку автотрассы в единицу времени;
-нормы расхода топлива автотранспортом ( средние нормы расхода
топлива автотранспортом приведены в табл. 1)
таблица 1
Тип автотранспорта
Легковой автомобиль
Грузовой автомобиль
Автобус
Дизельный грузовой
автомобиль
Средние нормы расхода
топлива( л на 100 км)
11-13
29-33
41-44
31-34
Удельный расход топлива
Yi (л на км)
0,11-0,13
0,29-0,33
0,41-0,44
0,31-0,34
- значения эмпирических коэффициентов, определяющих выброс
вредных веществ от 1автотранспорта в зависимости от вида горючего
(приведены в табл. 2)
таблица2
Вид топлива
Бензин
Дизельное топливо
Значение коэффициента (К)
Угарный газ (СО)
углеводороды
0,6
0,1
0,1
0,03
Диоксид азота
0,04
0,04
Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов
соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе
автомашины количества топлива (также в литрах), необходимого для проезда
1 км (то есть равного удельному расходу).
Задание.
1.Выберите участок автотрассы вблизи школы (места
жительства, отдыха) длиной 0,5-1 км, имеющий хороший обзор.
2. Измерьте шагами длину участка (l м), предварительно определив
длину своего шага.
3. Определите количество единиц автотранспорта, проходящего по
участку в какой-либо период времени, например в течении 20 минут. При
этом заполняйте табл. 3
Количество единиц автотранспорта за 1 час рассчитывают, умножая на
3 количество, полученное за 20 минут.
4. Рассчитайте общий путь, пройденный выявленным количеством
автомобилей каждого типа за 1 час (L, км) по формуле: Li = Ni*L, где Ni–
количество автомобилей каждого типа за час.
I - обозначение типа автотранспорта;
L – длина участка, км.
Полученный результат занесите в таблицу 3.
таблица 3
Тип автотранспорта
Количество,
шт.
Всего за 20
мин.
За 1час, Ni,
шт.
Общий путь
за 1 час, L ,
км
Легковые автомобили
Грузовые автомобили
автобусы
Дизельные грузовые
автомобили
5. Рассчитайте количество топлива (Qi , л) разного вида, сжигаемого при
этом двигателями автомашин, по формуле: Qi = Li * Yi . Значение Yi
возьмите из табл.1. Полученный результат занесите в таблицу 4.
Определите общее количество сожженного топлива каждого вида Qи
занесите результат в таблицу 4.
Таблица 4.
Тип автомобиля
Ni
Бензин
1. легковые автомобили
2.грузовые автомобили
3. автобусы
4.дизельные грузовые
автомобили
Всего Q
Qi , в том числе
Дизельное топливо
6. Рассчитайте количество выделившихся вредных веществ в литрах при
нормальных условиях по каждому виду топлива и всего по таблице 5.
Таблица 5
вид топлива
Q, л
количество вредных веществ, л
угарный газ
углеводороды
СО
оксид азота
NO2
Бензин
Дизельное
топливо
Всего (V), л
Обработка результатов и выводы.
1.Рассчитайте:
а) массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле: m= V*М / 22,4
б) количество чистого воздуха, необходимое для разбавления
выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-допустимых
норм загрязнения окружающей среды.
Результаты запишите в таблицу 6.
Таблица 6
Вид вредного
вещества
количество, л
масса, г
количество
воздуха для
разбавления, м3
Значение
ПДК,
мг/
м3
СО
углеводороды
NO2
2. Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и
общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе
исследованного вами участка автомагистрали. Сравните результаты по
различным участкам автодорог прилегающей территории, выясните какие
улицы имеют наибольшую загазованность.
Задание 2.Исследование состава и качества питьевой воды.
Суточный обмен воды в организме человека составляет 2,5 л. Поэтому
от ее качества сильно зависит состояние человека, его здоровье и
работоспособность. Различные вещества, присутствующие в воде, придают
ей запах и вкус.
В последнее время к экологическим проблемам многих населенных
пунктов прибавилась проблема чистой питьевой воды. Ухудшилось ее
качество, вкусовые свойства, появился специфический запах, повысилась
жесткость. Цвет воды определяется содержащимся в ней общим количеством
минеральных и органических примесей и загрязнений. Обычно на цвет
влияют соли железа и гуминовые кислоты, которые образуются при
перегнивании растительности и окрашивают воду в желтый, желто-бурый,
коричневый цвета. Зеленоватую окраску воде придают бурно
размножающиеся микроскопические водоросли и животные. Это
свидетельствует о перенасыщении воды питательными веществами.
Единицей цветности служат особые градусы. Цвет питьевой воды не должен
превышать 400 по данной шкале.
вид сверху
не отмечен
не отмечен
очень слабый
бледно- желтый
бледно- желтый
бледно- желтый
вид сбоку
не отмечен
очень слабый, желтоватый
желтоватый
Слабо-желтый
желтый
интенсивно- желтый
цветность в градусах
00
20
400
600
1500
3000
Задание. 1. Изучение запаха воды.
Воду из-под крана (из колодца, колонки) налейте в пробирку чуть
больше половины, закройте пробкой, энергично взболтайте и сразу
понюхайте. Запах может отсутствовать или быть слабо ощутимым. Может
ощущаться болотный, землистый, рыбный, аммиачный запахи. По
интенсивности запах может быть сильно отчетливым, слабым и очень
слабым.
2. Изучение прозрачности.
Мерный цилиндр со стеклянным дном наполните водой до верхней
отметки, поставьте на печатный текст газеты, на который смотрите через
толщу воды. В зависимости от видимости текста газеты прозрачность воды
можно оценить как:
-прозрачная;
-слегка замутненная;
-мутная
-очень мутная.
3. Изучение мутности воды (то есть определение взвешенных
частиц).
Соберите установку для фильтрования, размешайте воду в цилиндре
стеклянной палочкой и вылейте в воронку с фильтром. После полного
прохождения воды через фильтр, рассмотрите, что осталось на фильтре:
песок, мелкие механические частицы глины и др. Сделайте вывод о качестве
питьевой воды в вашем населенном пункте.
Практическая работа №7
«Моделирование этапов очистки воды».
Эффективность метода очистки воды зависит от того, насколько
правильно будет определен тип загрязнения. С целью больше узнать о типе и
концентрации посторонних веществ в воде проводится химический, физикохимический и биологический анализы.
1. В лабораторный стакан емкостью 500 мл налейте 400 мл водопроводной
воды и внесите в нее перечисленные ниже загрязняющие вещества:
- столовая ложка почвы;
- несколько капель или кристалликов пищевого красителя;
- около 1мл прокисшего молока или мясного бульона, содержащего
бактерии.
К каким типам загрязнителей относятся названные вещества?
Присутствие в воде этих веществ заметно по ее относительной
мутности. Исследуйте эффективность различных способов очистки для
устранения загрязнителей.
2. Отстаивание.
Налейте 50 мл загрязненной воды в мерный цилиндр. Наблюдайте за
происходящими изменениями в течение 0,5-1 ч. Какие из загрязняющих
веществ можно удалить отстаиванием? Исследуйте верхний слой воды на
загрязнение следующими способами:
- присутствие в воде взвесей определяется ее относительной мутностью
(прозрачная вода
взвесей практически не содержит);
-присутствие растворенных веществ в данном случае определяется
визуально, т.к. нами был использован пищевой краситель;
- присутствие бактерий проверяется с помощью стерильной
проволочной петли: петлю простерилизуйте в пламени; перенесите каплю
исследуемой воды из стакана в чашку Петри с заранее приготовленной
питательной средой - эта среда обеспечивает рост бактерий, так что их
присутствие будет заметно по появлению колоний через несколько дней.
3. Фильтрование.
Отфильтруйте с помощью воронки и фильтровальной бумаги 20-30 мл
загрязненной воды в чистый лабораторный стакан. Проверьте
отфильтрованную воду на загрязнение
описанными выше способами.
Удаляются ли в результате фильтрования взвеси? Растворенные
вещества? Бактерии? Сравните эффективность отстаивания и фильтрования.
4. Хлорирование.
Налейте 30-40мл загрязненной воды в лабораторный стакан емкостью
100 мл. Добавьте несколько капель раствора хлорки, тщательно перемещайте
и дайте отстояться в течение 10 мин. Проверьте воду на загрязнения.
Удаляются ли в результате хлорирования взвеси? Растворенные
вещества? Бактерии? Почему в настоящее время особую актуальность
приобретают разработки технологий обеззараживания воды без применения
хлора?
5. Дистилляция.
Соберите установку для дистилляции воды. Пронаблюдайте за этим
процессом. Удаляются ли в результате дистилляции взвеси? Растворенные
вещества? Бактерии? Почему дистилляцию не используют как единственный
способ надежной очистки питьевой воды?
Практическая работа №8
«Исследование ежесуточного объема бытовых объемов».
Настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится
около 1 т мусора в год. Если весь накапливающийся за год мусор не
уничтожать и не перерабатывать , а ссыпать в одну кучу , то образовалась бы
гора высотой с Эльбрус –высочайшую горную вершину Европы. В 1992 г.
международный форум в Рио-де-Жанейро назвал утилизацию отходов одной
из главных проблем человечества.
Задание. В течение недели фиксируйте количество выброшенного
бытового мусора в таблице:
Дни
Различные
виды бумаги
металл
Синтетические Стекло,
упаковочные
фарфор,
материалы
фаянс, глина
Другие
отходы
1
1 день
2 день и
т.д.
2
3
4
6
5
Каких отходов набирается за день больше всего?
Как вы думаете, почему во многих странах во дворе ставят, как правило,
несколько мусорных баков с надписями « Пищевые отходы», «Стекло»,
«Пластмасса» и др. Что вы можете предложить, чтобы отходов стало
меньше?
Вопросы для самоконтроля
-Какие наиболее важные события показали опасность развития
современной цивилизации?
-Какие международные экологические организации вы знаете? Какую
роль играют движение и партия «зеленых»?
-Какова роль энергии в современном обществе? Какие источники
энергии использует человечество?
-В чем достоинство и недостатки энергетики на углеродсодержащем
топливе, атомной и солнечной энергетики?
-Каковы пути экономии энергии?
-Каковы причины загрязнения атмосферы? К каким последствиям оно
ведет?
-Какие меры должны быть приняты для сокращения загрязнения
атмосферы?
-Каковы механизмы загрязнения гидросферы? Какие методы борьбы с
этими загрязнениями разработаны?
-Какую систему мер охраны природы используют в разных странах?
-Каково влияние электрических, магнитных и электромагнитных полей
на здоровье человека? Каковы методы ослабления этого влияния?
В чем заключается проблема безотходного производства?
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
75
Размер файла
905 Кб
Теги
лисова, природопользование, практическая, основы, работа
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа