Правила виконання лабораторних робіт із дисципліни

Навчальний курс “Основи загальної екології” є базовим загальноосвітнім світоглядним курсом, який сформувався як міждисциплінарна наука, що вивчає місце людського суспільства в природному середовищі.

Для сучасної людини знання основ загальної екології не менш важливе, ніж основ фізики, хімії, математики. Екологізація виробництва – один із провідних напрямів науково-технічної революції, покликаної не тільки забезпечити узгоджене функціонування природних і технічних систем, а й значно підвищити ефективність останніх.

Екологія розглядає закономірності процесів та явищ на таких рівнях організації живого в природі, як організмовий, популяційний й угрупувань організмів. Велика увага приділяється процесам біологічних кругообігів речовин і енергії, що становить матеріальну основу біосфери.

Завдання курсу – висвітлити основні причини виникнення на нашій планеті глобальної екологічної кризи, що загрожує подальшому існуванню людства на Землі, і показати можливі шляхи виходу з цієї кризи; ознайомити студентів з основами загальної екології.

Загальна екологія розглядає основні закономірності біосферних процесів, взаємовідносини організмів та надорганізмових систем із навколишнім середовищем і між собою, узагальнює дії екологічних факторів на живі організми та їх угрупування, вплив останніх на окремі фактори навколишнього середовища.

Екологія, постійно збільшуючи набір факторів зовнішнього середовища, вивчає їх вплив на особини, популяції, людину. Звідси випливає прямий зв’язок знань основ загальної екології з господарською діяльністю людини, особливо з такими масштабними виробництвами, як енергетика, хімія, транспорт, лісове й сільське господарство тощо.

Мета методичних указівок – навчити студента особисто проводити натурні або імітаційні експерименти чи досліди з метою практичного підтвердження окремих теоретичних положень даної навчальної дисципліни, набути практичних навичок роботи з лабораторним устаткуванням, обладнанням, методикою експериментальних досліджень для закріплення знань про закономірності процесів і явищ на таких рівнях організації живого в природі, як організмовий, популяційний та екосистемний, процеси біологічних та хімічних кругообігів речовин і енергії, що становить фундаментальну властивість біосфери, основи раціонального використання природних ресурсів, шляхи розв’язання основних екологічних проблем.

Лабораторні дослідження відіграють важливу роль у роботі еколога. Без визначення основних життєво важливих параметрів природного середовища (водного, повітряного, ґрунтів тощо) неможливо зробити правильні висновки про стан цього середовища й здійснювати моніторинг цих параметрів.

Правила виконання лабораторних робіт із дисципліни

Необхідно грунтовно ознайомитися з роботою, яка виконується, і вислухати пояснення викладача. Без дозволу викладача до виконання робіт не приступайте.

Підготовлені для роботи прилади, посуд, реактиви зі столу на стіл не переставляйте.

Під час виконання роботи тримайте робоче місце охайним і в порядку.

Категорично забороняється проводити різні випробування та дослідження, не вказані в методичних указівках.

При всіх видах робіт додержуйте максимальну обережність й акуратність.

Користуючись пальником, дотримуйтеся наступних правил:

- Запалюйте пальник тільки сірником або скіпом. Не нахиляйте пальник і не запалюйте його від іншого пальника, який горить.

- Не переносьте запалений пальник із місця на місце.

- Нагріваючи пробірку з рідиною, тримайте отвір пробірки в бік, а не до себе і не на сусіда (рідина через перегрів часто викидається з отвору).

- Не слід нагрівати пробірку тільки в одному місці, наприклад знизу, а треба прогрівати весь вміст, обертаючи пробірку рівномірно над полум’ям пальника.

Будьте обережними та обачними при використанні розчинів кислот і лугів, щоб запобігти опікам, а також псуванню столів і одягу.

Ніяких речовин із лабораторії не куштуйте на смак. Їсти в лабораторії заборонено.

При пробі на запах нюхайте речовини з обережністю, не дихаючи повними грудьми, а направляйте до себе пари або газ повільними рухами руки.

Не нахиляйтеся над киплячою посудиною, в якій налита сірчана кислота, тому що бризки, іноді майже непомітні, можуть попасти в очі.

Усі роботи з сірководнем й іншими шкідливими і пахучими газами проводьте під витяжною шафою; посуд, яким при цьому користувались, залишайте разом зі вмістом у витяжній шафі.

Якщо при роботі користувалися азотнокислим сріблом, то по закінченні досліду все використане, що вміщує срібло, залишки ні в якому разі не виливайте у раковину, а зливайте у банки, які є у лабораторії, для збереження залишків срібла.

Папірці, використані фільтри та інші тверді речовини викидайте тільки в сміттєвий ящик.

По закінченні роботи приведіть до порядку робоче місце і тільки після цього виходьте з лабораторії.

Тема " Санітарно-топографічна оцінка джерела питної води. Визначення фізичних показників якості води"

Визначення фізичних показників якості води

Фізичні властивості води (запах, смак, колір, прозорість, мутність, осад) визначаються органолептично (за допомогою органів чуття) або за стандартними еталонами згідно з ДЗСТ 3351-74. Визначення фізичних властивостей води має велике гігієнічне значення, оскільки наявність у воді стороннього запаху, присмаку, забарвлення може вказувати на забруднення води сторонніми речовинами.

У водопровідних насосних установках температуру визначають, занурюючи термометр у струмінь стікаючої води. Відлік роблять, не виймаючи термометра з води. При деяких визначеннях занурюють на 3-5 хвилин у великий посуд із водою. Температурні межі питної води 7-12 ⁰С.

Колір природної води зумовлений наявністю перш за все солей заліза гумінових кислот. Підвищену кольоровість має вода річок, які мають болотний тип живлення. Визначають колір у градусах платиново-кобальтової або біхромат-кобальтової шкали. Згідно з ДЕСТ 2874-82 господарсько-питної води, колірність води повинна бути не більше ніж 20 ⁰С. Біхромат-кобальтова шкала готується так: у невеликому об’ємі дистильованої води розчиняють в окремих посудинах 0,0875 г біхромату калію K₂Cr₂O₇ і 2,0 г сульфату кобальту CoSO₄×7H₂O. Розчини солі змішують, додають 1 мл концентрованої сірчаної кислоти (густина 1.84) і доливають дистильованої води до 1 л. Для приготування шкали змішують основний розчин із розчином, який містить 1 мл сірчаної кислоти (густина 1,84) в 1л, доводячи загальний об’єм розчину до 100 мл. Розчинення 1 мл основного розчину відповідає 5град. колірності.

Кількісно кольоровість води визначають калориметрично. 100 мл дослідженої води налити в циліндр. Зрівняти її колір із забарвленням рідини шкали на білому фоні при розгляданні зверху. Якісну оцінку кольоровості виконують, порівнюючи з дистильованою водою. Для того в стакан з прозорого скла налити окремо дистильовану і досліджувану воду. На фоні білого аркуша паперу при денному освітленні воду розглядують зверху й збоку. На основі цього оцінюють кольоровість, тобто вказують спостережений колір /блідо-жовтий, бурий та ін./. При відсутності кольоровості води вважають, що вона безколірна.

Запахи води за характером ділять на запахи природного і штучного походження.

Причиною запахів природного походження є хімічний склад домішок води, організми, які живуть у воді, відмерлі організми тощо. Ці запахи характеризуються таким чином /табл.1/

Запахи штучного походження зумовлені деякими домішками стічних вод, які потрапляють у водойму. Ці запахи називають за речовинами й подібним запахом: фенольний, хлорфенольний, нафтовий, смолистий і т.п.

Запахи води визначають органолептично та оцінюють за п’ятибальною шкалою /від 0 до 5/ /табл. 2/.

Колбу з широкою горловиною ємністю 300 мл на 2/3 заповнити досліджуваною водою, накрити годинниковим склом,струсити обертальними рухами, зняти годинникове скло й утягти носом повітря із колби. Дослідження проводити при температурі 20⁰С і 60⁰С. Визначити якісну характеристику запаху та встановити його інтенсивність за шкалою.

За ДЕСТ 2874-82 "Вода питна" запах питної води не повинен перевищувати двох балів.

Розрізняють чотири види смаку води: солоний, гіркий, кислий, солодкий. Останні смакові відчуття називають присмаками /наприклад: лужний, металевий, рибний і т. п./.

Смак води зумовлений наявністю речовин природного походження або речовин, які потрапляють до неї зі стічними водами. Так, солоний смак води майже завжди викликається наявністю хлориду натрію, гіркий – сульфату магнію. Кислим смаком підземна вода найчастіше зобов’язана наявності розчиненого вуглекислого газу.

Оксиди заліза /II/ і марганцю /II/ надають воді чорнильний або залізистий присмаки, сульфат кальцію – в’яжучий і т. д.

Якісну характеристику смаку або присмаку виражають описово, а інтенсивність смаку, як і запаху, встановлюють за п’ятибальною шкалою /табл.2/.

За ДЕСТ 2874-82 “Вода питна” смак води не повинен бути більше від 2 балів.

Смак води визначають органолептично, 10 –15 мл води декілька секунд тримають у роті не ковтаючи, даючи якісну характеристику смаку й оцінку його інтенсивності.

Наявність у природній воді грубодисперсних домішок зумовлює її мутність. Часто в якості посереднього показника використовують характеристику зворотної мутності – прозорість. Існує два методи визначення прозорості води: 1/ за хрестом; 2/ за шрифтом.

Прозорість за хрестом визначають у водоймі або при контролі якості очищення води на очисних спорудах. Визначають допустиму висоту стовпа води, через який можна бачити малюнок чорного хреста на білому фоні з товщиною лінії один мм і чотирьох чорних кружалець діаметром 1 мм. Визначення проводять у прозорому циліндрі висотою 350 см, на дні якого знаходиться фарфорова пластинка з малюнком хреста. Нижня частина циліндра освітлюється лампою 300 Вт. Питна вода має прозорість за хрестом не менше ніж 300 см.

Визначення прозорості за шрифтом основане на знаходженні максимальної висоти стовпа води, через який можна прочитати стандартний шрифт. Визначають у прозорих циліндрах діаметром 3, 0 – 3,5 см та висотою 60 см із градуюванням через кожен сантиметр. Стандартний шрифт підкладають під циліндр на відстані 4 см від дна. Досліджувану воду наливають у циліндр і, змінюючи кількість води, визначають граничну висоту стовпа /см/, при якій можна прочитати шрифт. Згідно із ДЕСТ 2874-82 "Вода питна" прозорість питної води за шрифтом повинна бути не менше ніж 30 см.

Згідно із ДЕСТ 2874-82 для питної води допускається мутність не більше ніж 1,5 мг/л. Визначити мутність можна ваговим методом, візуальним мутноміром, фотоелектронним тиндалеміром і фотоелектричним колориметром.

Ваговий метод. Пробу води 500 – 1000 мл фільтрують через щільний фільтр / синя стрічка / діаметром 9 – 11 см. Попередньо фільтр доводять до постійної ваги в сушильній шафі при температурі 105^оС, зважуючи у закритому бюксі на аналітичних вагах. Фільтри з осадом висушують у бюксі при температурі 105 ^оС протягом 2 годин, охолоджують в ексикаторі, зважують у бюксі із закритою кришкою, потім розраховують кількість зважених речовин, мг/л,

де q₁ – вага бюкса з фільтром і осадом на ньому / після просушування/;

q₂ – вага бюкса з фільтром / після просушування/;

1. Забруднення води – переважно біологічне явище. Чи погоджуєтеся ви з таким твердженням?

3.Назвати основні фізичні показники якості питної води.

Тема " Визначення кислотності та лужності води"

Спочатку визначають вільну кислоту за метилоранжем / кисла реакція / або вимірюючи рН (рН <4,5). Якщо попереднє визначення показало наявність вільної кислоти, проводять кількісне визначення вільної і загальної кислотності.

Під лужністю розуміють здатність води взаємодіяти з кислотами.

Лужність води зумовлена іонами ОН^--, а також НСО₃^--, СО₃^2--, НS^--, HSіО₃^--, SіO₃^2--, HPO₄^2--, солі яких піддаються гідролізу, тобто утворює гідроксил-іони. В природних водах лужність звичайно характеризується концентрацією гідрокарбонатів /гідрокарбонатна/, в лужних водах – карбонатів /карбонатна/. Лужність, зумовлену розчинними гідроксидами, називають гідратною.

Визначається лужність кількістю мілілітрів кислоти, необхідної для нейтралізації 1 л води. Виражається вона у мг-екв/л.

У конічну колбу на 250 мл відміряти піпеткою 100 мл води, додати 2-3 краплі метилоранжу і титрувати 0,1 н. робочим розчином НС1 до переходу жовтого забарвлення в оранжеве.

V₁ ^__ об^’єм 0,1 н. НС1, використаний на титрування, мл;

V^__об^’єм води, використаний на дослідження, мл.

1. Що таке кислотність води? Чим вона зумовлена?

3.Якщо скид стоків припинено, то чи може екосистема озера повернутися до вихідного стану? Обгрунтуйте відповідь.

У підготовлену конічну колбу об'ємом 250 мл треба покласти декілька скляних капілярів (для спокійного кипіння) і влити мірною піпеткою досліджувану воду в кількості 100 мл. Заміряти мірним циліндром та прилити у колбу 5 мл сірчаної кислоти (1:3). Далі залити з бюретки точно відміряний об'єм (10 мл) 0,01 нормального розчину марганцевокислого калію. Колбу ставлять на азбестовану сітку, накривають годинниковим склом і кип'ятять упродовж 10 хвилин з моменту закипання. Якщо колір рідини впродовж кипіння дуже слабшає, то додають декілька мілілітрів 0,01 N розчину перманганату калію і знову кип'ятять. Треба, щоб інтенсивне забарвлення розчину зберігалося. Далі до гарячої рідини додають 10 мл 0,01 N розчину щавлевої кислоти, перемішують рідину збовтуванням і чекають, щоб рідина знебарвилася й стала прозорою. Надлишок доданої щавлевої кислоти при нагріванні отитровують тим самим 0,01N розчином перманганату калію. Об'єми щавлевої кислоти і перманганату калію записують у робочий журнал.

Нормальність розчину

встановлюють за щавлевою кислотою. Для цього в тільки що відтитровану і ще гарячу пробу приливають 10 мл 0,01 N розчину щавлевої кислоти і титрують приблизно 0,01N розчином

до слабого рожевого забарвлення. Визначення повторюють із наступною пробою досліджуваної води й за результат беруть середнє від цих значень. Розрахунок проводять за наступною формулою:

де V₁ – об'єм 0,01 N розчину

, взятий для визначення нормальності

, мл;

V₂ – об'єм розчину

, витрачений на титрування щавлевої кислоти, мл;

Мета роботи. Навчитисявизначати ХПК стічної води.

Необхідні прилади: піпетка, конічна колба (250 мл), бюретки із затворами (2шт.), біхромат калію, сірчана кислота, сульфат срібла, фосфорна кислота, дифеніламін, сіль Мора.

Необхідні знання. Методика проведення дослідів, правила техніки безпеки, визначення основних термінів.

Залежно від ступеня забруднення досліджуваної води для аналізу беруть різні об^’єми проби: так, якщо умовна окисленість знаходиться в межах 500-4000 мг кисню на 1 л, для аналізу беруть 1 мл проби; якщо окислення вище, ніж 4000 мг кисню на 1 л, пробу розбавляють; якщо окислення знаходиться в межах 50-500 мг кисню на 1 л, об^’єм повинен дорівнювати 5 мл. Пробу, відміряну піпеткою, вміщують у конічну колбу ємністю 200-250 мл, додають 2,5 мл розчину біхромату калію з С /1/3 К₂Cr₂O₇/ 0,25 моль/л, 0,2 г сульфату ртуті /П/ або сульфату срібла /1/ і при обережному перемішуванні – 7,5 мл / на 1 мл проби / або 15 мл / на 5 мл проби/ концентрованої сірчаної кислоти. Розчин у колбі при цьому досягає температури вище ніж 100 ⁰С. У цих умовах швидко проходить процес окислення всіх речовин біхроматом калію.

Через 2-3 хв. колбу охолоджують до кімнатної температури, приливають 100 мл дистильованої води, 4 краплі 1%-го розчину дифеніламіну, 5 мл концентрованої 85 %-ої фосфорної кислоти та надлишок біхромату калію відтитровують розчином солі Мора з С / ½ FeSO₄ / = 0,25 моль/л до зникнення синього забарвлення розчину.

В окремій пробі проводять холостий дослід титруванням 20 мл дистильованої води, до якої добавляють ті ж реагенти і в тій же кількості, що й у досліджуваній пробі.

Розрахунок біхроматного окислення виконують за формулою, мг/л:

де V₁– об'єм солі Мора, який пішов на титрування холостої проби, мл;

V₂– об'єм розчину солі Мора, який пішов на титрування проби, мл;

К – поправковий коефіцієнт для приведення концентрації солі Мора;

Біохімічне споживання кисню (БСК) – це кількість кисню, необхідна для окислення органічних речовин, що містяться у воді, до вуглекислого газу й води; сюди ж входить кількість кисню, необхідна іншим бактеріям-редуцентам для перетворення аміаку й нітритів на нітрати. Якщо у воді з якихось причин різко зростає кількість органічних речовин (наприклад, за рахунок неочищених промислових стоків), то це викликає зростання кількості аеробних бактерій, що споживають ці речовини. Вони поглинають багато розчиненого кисню й можуть знизити його вміст до нуля, що викликає ріст анаеробних бактерій і перехід водойми в застійний режим.

Наповніть ущерть колбу водою, що аналізується. Слідкуйте, щоб у воді не було бульбашок повітря. Додайте 1 мл розчину метиленового блакитного. Кінчик піпетки при цьому занурюють у воду так, щоб метиленовий блакитний не міг абсорбувати кисень з повітря. Закрийте колбу пробкою й помістіть її в тепле темне місце. Спостерігайте за колбою кожні 12 годин, доки не помітите, що блакитний колір води зник. При цьому БСК визначається за такими даними:

Точніше кажучи, цей метод дає змогу визначити не БСК, а так звану відносну стабільність води, тобто БСК, який забезпечується наявним у воді киснем. Метод грунтується на властивостях барвника метиленового блакитного: він залишається блакитним, поки у воді є кисень.

1. Поясніть, чому при визначенні БСК проба води повинна знаходитися в темному місці?

2. Як водна екосистема реагуватиме на раптову загибель більшості її продуцентів?

Мета роботи. Визначити вміст вуглекислого газу у воді.

Необхідні прилади: кілька коротких широких пробірок на 100 мл; крапельниця; бюретка; розчин фенолфталеїну; розчин 0,0277 М натрію карбонату.

Відберіть у пробірку 100 мл води, що аналізується. Не збовтуйте воду в пробірці, щоб уникнути її насичення повітрям. Наступні процедури слід виконувати якомога швидше. Додайте в пробірку 10 крапель фенолфталеїну. Поява рожевого забарвлення вказує на відсутність у воді вуглекислого газу. Якщо вода залишилася безбарвною, її титрують 0,0277 М розчином натрію карбонату, поки не з’явиться слабке, але тривале рожеве забарвлення. Під час титрування пробірку не збовтують, а обережно обертають, щоб уникнути потрапляння у воду атмосферного вуглекислого газу. Кількість вільного вуглекислого газу у воді (в чнм) буде дорівнювати об’єму (в мл) натрію карбонату, помноженому на 10.

1. Відомо, що у воді Світового океану вуглекислого газу міститься в 50 разів більше ніж в атмосфері. Поясніть, як Світовий океан впливає на баланс вуглекислого газу в біосфері.

2. Щоб уникнути надмірного шуму і задимлення повітря, більшість типів підвісних човнових двигунів обладнано вихлопними трубами, що відводять відпрацьовані гази двигунів у воду. Поясніть, який вплив на водні екосистеми має така конструкція.

Тема "Дослідження основних фізичних властивостей грунту"

Мета роботи. Визначити основні фізичні властивості грунту.

Необхідні прилади: набір сит, аналітичні ваги, конічні колби ємністю 250 мл.

Тема "Визначення водопроникності, пористості, вологоємності грунту"

Мета роботи. Визначити водопроникність, пористість та вологоємність грунту.

Необхідні прилади: технічні ваги, сушильна шафа, муфельна піч, ступка, бюкси, стаканчик із кришкою, універсальний індикатор, дистильована вода, аналітичні ваги, фарфоровий тигель, ексикатор, сито з отворами 0,2-0,5 мм, грунт.

Тема "Визначення рН середовища, гігроскопічної води, вмісту органічних речовин у грунті"

Мета роботи. Визначити величину pH середовища, вміст гігроскопічної води та органічних речовин у грунті; визначити втрати при прокалюванні грунту.

Вміст гігроскопічної води у пробірці визначають із виразу

Примітка. Найчастіше вміст гігроскопічної води у грунті знаходиться в межах 7-8 %.

1. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий курс в 2-х томах: Справочное пособие. – М.:В.Ш., 1996.

2. Вронский В.А. Прикладная экология: Учебное пособие для студентов вузов. – Ростов-на Дону: Изд-во «Феникс», 1996.

3. Сахаров В.Г., Щербицкий Б.В. Справочник по охране окружающей среды. –К.: Будівельник, 1986.

4. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений.– М.: Гуманит. изд. центр "ВЛАДОС", 2001.– 288 с.

5. Чорний М.В., Вовк О.С. Практикум з гігієни тварин: Навчальне видання. – Харків: Харківський зооветеринарний інститут, 1994. – 105 с.

6. Білявський Г.О., Фурдай Р.С. Практикум із загальної екології: Навч. посібник. – К.: Либідь, 1997. – 160 с.

7. Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології: Підручник. − К., 1993.

8. Злобін Ю.А. Основи екології: Підручник. − К., 1998. – 248 с.

9. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього середовища: Навч. посібник. − К., 2000. – 203 с.

10. Джигирей В.С. та ін. Основи екології та охорона навколишнього природного середовища: Підручник.− 3-є вид., доп. − Львів, 2001. – 272с.

Правила виконання лабораторних робіт із дисципліни

Підготовлені для роботи прилади, посуд, реактиви зі столу на стіл не переставляйте.

Під час виконання роботи тримайте робоче місце охайним і в порядку.

Категорично забороняється проводити різні випробування та дослідження, не вказані в методичних указівках.

При всіх видах робіт додержуйте максимальну обережність й акуратність.

Користуючись пальником, дотримуйтеся наступних правил:

- Не переносьте запалений пальник із місця на місце.

Ніяких речовин із лабораторії не куштуйте на смак. Їсти в лабораторії заборонено.

Папірці, використані фільтри та інші тверді речовини викидайте тільки в сміттєвий ящик.

По закінченні роботи приведіть до порядку робоче місце і тільки після цього виходьте з лабораторії.

Тема " Санітарно-топографічна оцінка джерела питної води. Визначення фізичних показників якості води"

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: