--PAGE_BREAK--2.2 Поверхностные воды
Качество поверхностных вод зависит от сочетания климатических и геологических факторов. Основным климатическим фактором является количество и частота осадков, а также экологическая ситуация в регионе. Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц, таких как пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры, а иногда и более крупные микроорганизмы. Океан является источником разных солей, растворенных в дождевой воде. В ней можно обнаружить ионы хлорида, сульфата, натрия, магния, кальция и калия. Промышленные выбросы в атмосферу также «обогащают» химическую палитру, в основном за счет органических растворителей и оксидов азота и серы, являющихся причиной выпадения «кислотных дождей». Вносят свою лепту и химикаты, применяемые в сельском хозяйстве. К числу геологических факторов относится структура русла рек. Если русло образовано известняковыми породами, то вода в реке, как правило, прозрачная и жесткая. Если же русло из непроницаемых пород, например гранита, то вода будет мягкой, но мутной за счет большого количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения. В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.
2.3 Грунтовые воды
Значительная часть выпадающей дождевой воды, а также талая вода, просачивается в почву. Там она растворяет содержащиеся в почвенном слое органические вещества и насыщается кислородом. Глубже находятся песчаные, глинистые, известняковые слои. В них органические вещества по большей части отфильтровываются, но вода начинает насыщаться солями и микроэлементами. В общем случае, на качество грунтовых вод влияют несколько факторов.
1) Качество дождевой воды (кислотность, насыщенность солями и т.д.).2) Качество воды в подводном резервуаре. Возраст такой воды может достигать десятков тысяч лет.
3) Характер слоев, через которые проходит вода.
4) Геологическая природа водоносного слоя.
В наиболее значительных количествах в грунтовых водах содержаться, как правило, кальций, магний, натрий, калий, железо и в меньшей степени марганец (катионы). Вместе с распространенными в воде анионами — карбонатами, гидрокарбонатами, сульфатами и хлоридами — они образуют соли. Концентрация солей зависит от глубины. В наиболее «старых» глубоких водах концентрации солей настолько велика, что они обладают явственно солоноватым вкусом. К этому типу относятся большинство известных минеральных вод. Наиболее качественную воду получают из известняковых слоев, но глубина их залегания может быть достаточно большой и добуриться до них — удовольствие не из дешевых. Грунтовые воды характеризуются достаточно высокой минерализацией, жесткостью, низким содержанием органики и практически полным отсутствием микроорганизмов.
2.4 Проблемы водоснабжения
Запасы пресной воды представляют собой единый ресурс. Рассчитанное на длительную перспективу освоение мировых ресурсов пресной воды требует целостного подхода к использованию этих ресурсов и признания взаимозависимости между элементами, составляющими запасы пресной воды и определяющими ее качество. В мире существует мало регионов, не затронутых проблемами потери потенциальных источников снабжения пресной водой, ухудшения качества воды и загрязнения поверхностных и подземных источников. Основные проблемы, отрицательно влияющие на качество воды рек и озер, возникают, в зависимости от обстоятельств, с разной степенью остроты в результате несоответствующей очистки бытовых сточных вод, слабого контроля за сбросом промышленных сточных вод, утраты и разрушения водосборных площадей, нерационального размещения промышленных предприятий, обезлесения, бесконтрольной залежной системы земледелия и нерациональных методов ведения сельского хозяйства. Это приводит к вымыванию питательных веществ и пестицидов. Нарушается естественный баланс водных экосистем, и возникает угроза для живых пресноводных ресурсов. В различных обстоятельствах на водные экосистемы влияют также проекты освоения водных ресурсов в целях развития сельского хозяйства, такие, как плотины, схемы переброски речных стоков, водохозяйственные сооружения и ирригационные проекты. Эрозия, заиление, обезлесение и опустынивание приводят к возрастанию деградации земель, а создание водохранилищ в некоторых случаях отрицательно сказывается на экосистемах. Многие из этих проблем возникают вследствие экологически разрушительных моделей развития и отсутствия понимания проблем общественностью и соответствующих знаний об охране ресурсов поверхностных и подземных вод.
Степень воздействия на окружающую среду и здоровье человека поддается измерению, хотя во многих странах методы осуществления такого контроля являются весьма неадекватными или вообще не разработаны. Широко распространено недопонимание взаимосвязей между освоением, управлением, рациональным использованием и очисткой водных ресурсов и водными экосистемами. Там, где это возможно, исключительно важно осуществлять профилактические меры, с тем чтобы избежать впоследствии дорогостоящих мероприятий по восстановлению, очистке и освоению новых водных ресурсов. В большинстве случаев вода, поступающая из скважины, а зачастую и из муниципальной водопроводной системы, нуждается в предварительной обработке, целью которой является доведение качества воды до действующих нормативов. Судить о качестве воды и ее соответствии или несоответствии установленным нормам можно только на основании максимально полного химического и бактериологического анализа. Только на основе анализа можно делать окончательный вывод о той проблеме или комплексе проблем, с которыми придется иметь дело.
Основные неприятности c водой, с которыми приходится сталкиваться пользователям следующие:
Наличие в воде нерастворенных механических частиц, песка, взвесей, ржавчины, а также коллоидных веществ. Их присутствие в воде приводит к ускоренному абразивному износу сантехники и труб, а также к их засорению. Присутствие в воде растворенного железа и марганца. Такая вода первоначально прозрачна, но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато-бурую окраску, что является причиной ржавых подтеков на сантехнике. При повышенном содержании железа вода также приобретает характерный «железистый» привкус. Жесткость, которая определяется количеством растворенных в воде солей кальция и магния. При их высоком содержании возможны выпадение осадка и появление белесых разводов на поверхности ванны, мойки и т.д. Соли кальция и магния, называемые также солями жесткости, являются причиной возникновения всем хорошо известной накипи. Сравнительно безобидная в чайнике, накипь, откладываясь на стенках водонагревательных устройств (бойлеров, колонок и т.п.), а также на стенках труб в линии горячей воды, нарушает процесс теплообмена. Это приводит к перегреву нагревательных элементов, перерасходу электроэнергии и газа. Отложение накипи является причиной до 90% аварий водонагревателей. Наличие в воде неприятного привкуса, запаха и цветности. На эти три параметра, которые принято называть органолептическими показателями, могут оказывать влияние находящиеся в воде органические вещества, остаточный хлор, сероводород. Бактериологическая загрязненность. Вызвана наличием в воде различных микробов или бактерий. Некоторые из них могут представлять непосредственную угрозу здоровью и жизни человека, но даже сравнительно безопасные бактерии в процессе своей жизнедеятельности выделяют органические вещества, которые не только влияют на органолептические показатели воды, но и, вступая в химические реакции (например с хлором), способны создавать ядовитые и канцерогенные соединения. Естественно, что приведенный выше список не исчерпывает всего многообразия проблем, возникающих с водой, однако знакомит нас с основными из них.
2.5 Загрязнение водных ресурсов
Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ. Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие. В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний. В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья. Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды — сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всей пресной воды.
В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни, составлял от 3 до 700 л на одного человека. Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды. Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты. Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8%, а у таких рек, как Дон, Терек, Урал — на 11-20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного забора вод рек Сырдарьи и Амударьи на орошение. Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.
2.5.1 Загрязнение поверхностных вод
Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности (более 10 ПДК) и числа случаев экстремально высокого содержания (Свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ в водных объектах. Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод. Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Новосибирске. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений. Одним из основных загрязнителей поверхностных вод является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья. Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК — 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны — аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий.
Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения. Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками. Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме. Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».
Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов. Эвтрофизация — обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски.
Во многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами.
2.5.2 Загрязнение подземных вод
Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения. Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.
продолжение
--PAGE_BREAK--Комплексный и взаимосвязанный характер пресноводных систем требует целостного подхода к управлению ресурсами пресной воды (предполагающего хозяйственную деятельность в пределах водосборного бассейна) на основе сбалансированного учета потребностей населения и окружающей среды. Еще в принятом в Мар-дель-Плата Плане действий было указано на внутреннюю связь между водохозяйственными проектами и серьезными последствиями их осуществления, которые носят физический, химический, биологический и социально-экономический характер. В области оздоровления окружающей среды была поставлена следующая общая цель: «производить оценку последствий различных видов водопользования для окружающей среды, поддерживать меры, направленные на борьбу с передаваемыми посредством воды заболеваниями, а также охранять экосистемы». Масштабы и степень загрязнения зон аэрации и водоносных горизонтов всегда недооценивались в силу относительной недоступности водоносных горизонтов и отсутствия информации о водоносных системах. В этой связи охрана подземных вод является одним из важнейших элементов рационального использования водных ресурсов.
Для включения элементов регулирования качества водных ресурсов в водохозяйственную деятельность необходимо одновременно стремиться кдостижению следующих трех целей:
1. сохранение целостности экосистемы благодаря ведению хозяйственной деятельности на основе принципа, предусматривающего охрану водных экосистем, включая живые ресурсы, и их эффективную защиту от любых видов деградации в пределах водосборного бассейна; 2. охрана здоровья населения, что предусматривает не только снабжение питьевой водой, не содержащей патогенных микроорганизмов, но и борьбу с переносчиками инфекции в водной среде;
3. развитие людских ресурсов, являющееся залогом формирования потенциала и необходимым условием для налаживания деятельности по регулированию качества воды.
Все государства, в зависимости от своих возможностей и имеющихся ресурсов и через двустороннее или многостороннее сотрудничество, в том числе с Организацией Объединенных Наций и, при необходимости, с другими соответствующими организациями, смогли бы установить следующие цели:
1. определить те ресурсы поверхностных и подземных вод, которые можно было бы освоить для использования на устойчивой основе, и другие основные зависящие от воды ресурсы, которые могут быть освоены, и одновременно начать осуществление программ по охране, сохранению и рациональному использованию этих ресурсов на устойчивой основе; 2. определить все потенциальные источники водоснабжения и подготовить проекты их защиты, сохранения и рационального использования; 3. приступить к осуществлению эффективных и соизмеримых с уровнем их социально-экономического развития программ по борьбе с загрязнением вод, соответствующим образом сочетая реализацию стратегий сокращения загрязнения у источника с проведением экологических экспертиз и применением практически осуществимых норм для выбросов из крупных точечных источников и неточечных источников с высокой степенью риска; 4. принимать, насколько это возможно, участие в осуществлении международных программ мониторинга и регулирования качества воды, например, таких, как Глобальная программа мониторинга качества воды (ГСМОС-ВОДА), Программа ЮНЕП по экологически обоснованному использованию внутренних водных ресурсов (ЭМИНВА), Программа ФАО по региональным внутренним водоемам, используемым для рыбного промысла, и Конвенция о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение главным образом в качестве местообитаний водоплавающих птиц (Конвенция РАМСАР);
5. уменьшить распространенность передаваемых через воду заболеваний, начиная с ликвидации дракункулза (ришта) и онхоцеркоза (речная слепота) к 2000 году;
6. установить, согласно своим возможностям и потребностям, биологические, санитарно-гигиенические, физические и химические критерии качества воды в отношении всех видов водоемов (поверхностные и подземные воды) с целью постоянного улучшения качества воды;
7. осуществлять комплексный подход к экологически безопасному управлению водными ресурсами, включая защиту водных экосистем и живых пресноводных ресурсов;
8. разработать стратегии по экологически безопасному управлению запасами пресной воды и соответствующими прибрежными экосистемами, включая рассмотрение проблем, связанных с рыболовством, аквакультурой, пастбищным хозяйством, сельскохозяйственной деятельностью и биологическим разнообразием [24, 25].
Глава 3. Методические разработки
К сожалению, провести весь курс занятий, логически связанных между собой, оказалось невозможным, и были апробированы только некоторые формы организации элективных курсов по изучению темы «Экологический мониторинг водных объектов».
Занятие №1. Водные ресурсы планеты
В ходе эволюции вода создала окружающую нас природу, живой мир, да и самого человека: именно водная среда (мировой океан) могла обеспечить все требования к возникновению и развитию жизни. Она стала тем «питательным бульоном», в котором 3,5 млрд лет назад при специфических внешних условиях зародилась жизнь на Земле.
Есть ли вода в нашем организме и много ли ее? Как вы полагаете, отчего это?
Вода обеспечивает существование жизни на нашей планете: сложнейшие биохимические реакции в клетках животных и растительных организмов могут протекать только при наличии воды. Все живые существа на Земле содержат воду в большем или меньшем количестве, в среднем около 70-80%, т.е. на 3/4 состоят из воды. С химической точки зрения живое вещество – это водный раствор, и почти все процессы, обеспечивающие его жизнедеятельность, сводятся к химическим реакциям в водном растворе.
На что похожа кровь? Такая соленая? О чем это может свидетельствовать?
По солевому составу кровь человека и морская вода очень близки. Кровь человека составляет десятую часть от всей жидкости в его теле (в среднем 5 л крови, из них 3,5 л – жидкая составляющая — плазма) и обеспечивает возможность обмена веществ в организме. Одна из ее главных функций, подобно воде в природе, — транспортная (перенос кислорода, питательных веществ, шлаков). Для поддержания жизни человек должен получать около 2,5 л воды в сутки (непосредственно и с пищей).
Попробуйте догадаться, сколько всего человек за жизнь потребляет и выделяет воды?
В среднем за всю жизнь человек потребляет и выделяет около 75 т воды, а все человечество – почти четвертую часть годового стока всех рек мира.
А сколько человек может прожить без воды? Не высохнет ли он как трава без дождя?
Без воды человек не проживет и недели, погибнет от жажды. Обезвоживание организма приводит к серьезным нарушениям функционирования различных органов. Человек тяжело переносит потерю 5% воды, а обезвоживание на 15-20% приводит к необратимым изменениям в организме и к смерти.
Как известно, кислород атмосферы, играющий исключительно важную роль в функционировании всех аэробных живых организмов, в том числе и человека, — биогенного происхождения.
А наши организмы выделяют кислород? Что это за процесс?
Более 150 млрд. тонн кислорода поставляют ежегодно в атмосферу фитопланктон и наземные растения за счет фотосинтеза – важнейшего биохимического процесса на нашей планете. С помощью масс-спектрометрии и использованием изотопной разновидности воды H2 18O было доказано, что источником кислорода при фотосинтезе служит вода. Попытайтесь написать эту реакцию сами, а потом запишем ее вместе.
nCO2 +n H2 18O [CH2O] + n18O2
(формула [CH2O]n отражает не реальное вещество, а состав углевода).
Было также установлено, что более точное итоговое уравнение фотосинтеза имеет вид:
nCO2 + 2 n H2 18O [CH2O]n + n H2 18O + n18O2,
откуда следует, что в процессе фотосинтеза вода не только используется, но и образуется.
Когда кислорода стало очень много он стал превращаться в озон. Что случилось потом?
В свою очередь, кислород, образующийся как побочный продукт фотосинтеза, под действием мощного солнечного ультрафиолетового излучения образовал в стратосфере озоновый слой, защищающий белковые соединения от жесткой радиации, что позволило живым организмам выйти из Мирового океана на сушу.
Теперь, когда все приблизилось почти к современным условиям, установились круговорот веществ и энергии.
Опишите круговорот воды в городе?
Одновременно с образованием первичных гидросферы и атмосферы на земле зародился геологический круговорот воды. Этот планетарный круговорот воды продолжается до сих пор, в нем участвует и живая природа, теперь он имеет геобиохимический характер. «Любое проявление природной воды – глетчерный лед, безмерный океан, почвенный раствор, гейзер, минеральный источник – составляет единое целое, прямо или косвенно, но глубоко связанное между собой», — считал В.И. Вернадский.
Попытайтесь дать определение круговороту. Это очень важное понятие – необходимо осознать что в нашей крови есть вода, например, с древних ледников Антарктиды. Итак…
Круговорот воды в природе – это непрерывный процесс движения и обмена водой между различными составляющими гидросферы. Примерно за 3000 лет вся современная масса гидросферы испаряется, т.е. интенсивность возобновления воды достаточно велика. Обладая в миллион раз меньшей массой воды, чем масса гидросферы, живые организмы, главным образом растения, пропускают ее через себя (за время порядка 1 млн. лет). Таким образом, природная вода – это тоже продукт жизнедеятельности живых организмов. В круговороте воды на суше доминирующая роль принадлежит растениям, 2/3 осадков образуются за счет транспирации – испарения с поверхности листьев растений. «Вся масса воды, — писал В.И. Вернадский, — и в жидкой, и в газообразной, и в твердой форме находится в непрерывном движении, переполнена действенной энергией, сама вечно меняется и меняет все окружающее. Картина видимой природы определяется водой».
Важна ли была вода для древних? Как они относились к ней?
Велика роль воды в истории человеческой цивилизации. Вся практическая (хозяйственная) деятельность человека с самой глубокой древности связана с использованием воды. Вода – ценнейший природный ресурс, и нет ни одной отрасли хозяйства, где она не использовалась бы.
Как можно получить энергию из воды? Нарисуйте схему извлечения энергии из воды в домашних условиях.
Вода – один из важнейших техногенных источников получения энергии, прежде всего электрической. В настоящее время пятая часть вырабатываемой в мире электроэнергии приходится на гидроэлектростанции, при этом следует заметить, что и на тепловых электростанциях (в том числе и на АЭС) именно вода, превращенная в пар, вращает турбины и связанные с ними электрогенераторы.
Объемы воды в составляющих гидросферы
Около 70% поверхности Земли (361,2 млн. км2) покрыто водой морей и океанов. Вся же гидросфера занимает заметно большую поверхность, если учитывать ледники (16,3 млн. км2, или 11% суши), озера и реки (2,3 млн. км2, или 1,6%), а также болота и сильно увлажненные земли (около 3 млн. км2, или 2%). Таким образом, гидросфера на нашей планете – это основная часть ее поверхности: более 380 млн. км2, или свыше 75% площади поверхности Земли.
Гидросфера Земли содержит около 1,4 млрд. км3 воды. Данные о содержании воды в отдельных составляющих гидросферы приведены в таблице.
Когда отмечают, что 3/4 планеты покрыты водой, то имеют в виду только нижний предел этого значения, так как на самом деле поверхность, занимаемая гидросферой, существенно меняется. Ежегодно снежный покров зимой в Северном и Южном полушариях закрывает огромные пространства суши. Особенно большую территорию – более 42 млн. км2 в среднем – снежный покров занимает на суше в зиму Северного полушария. Таким образом, в этот период площадь, занятая гидросферой, составляет более 83% поверхности Земли.
Общее количество воды в гидросфере постоянно, по крайней мере, в течение последнего геологического периода. Утечка воды в космос из-за фотодиссоциации молекул водяного пара в экзосфере компенсируется приходом воды на Землю за счет метеоритного вещества космического пространства (около 0,5 км3 в год) и первозданной (ювенильной) воды, извергаемой подводными вулканами и виде пара и горячих растворов (около 1 км3 в год). Учитывая вышесказанное и имея в виду планетарный круговорот воды, можно отнести воду к неисчерпаемым возобновляемым природным ресурсам.
Общие ресурсы пресной воды
Большое значение для жизни на Земле и хозяйственной деятельности человека имеет водный баланс пресной ветви планетарного круговорота воды. Пресной считается вода, в 1 л которой содержится не более 1 г. растворенных веществ (солей). Другими словами, пресная вода – это вода с соленостью не более 1%о (одной промилле). Для сравнения: средняя соленность морской воды составляет 35%о.
Как вы думаете связаны между собой соленая и пресная вода?
Отметим важнейший момент происхождения пресной воды – испарение и выпадение атмосферных осадков в системе «океан-атмосфера». Таким образом, соленая вода Мирового океана обеспечивает Землю пресной водой!
Где можно найти пресную воду? Многие города расположены по берегам рек, о чем это говорит?
Основные запасы пресной воды на земле сосредоточены в снежно-ледовых образованиях и в подземных водах – около 35 млн. км3, или 2,5% от всего объема воды в гидросфере. Хотя снежно-ледовые образования и подземные воды и играют существенную роль в водоснабжении некоторых районов, все же они труднодоступны, и в мировом масштабе их использование пока не имеет практического значения. Кроме того, пресные подземные воды располагаются лишь до глубины активного водообмена, формирующегося за счет атмосферных осадков, т.е. до глубины 200-1500 м.
Большая часть подземных вод, находящихся на нижних горизонтах, — соленые воды.
Непосредственно доступные пресные воды (пресные озера, содержащие 91 тыс. км3 воды, и реки) составляют лишь 0,007% от всей воды на земле, или 0,26% от общего запаса пресных вод на Земле. Самое большое в мире по запасам пресной воды оз. Байкал содержит 23 тыс. км3 воды, столько же – Великие американские озера. Таким образом, на эти озера приходится половина запасов воды пресных озер всего мира.
Структура водного фонда России такова:
Мировой океан – 93,6%;
подземные воды – 4%;
ледники, снежный покров – 2 %;
реки, озера и другие источники пресной воды – 0,4%.
По данным Атласа мирового водного баланса, с поверхности суши ежегодно испаряется и вновь возвращается на сушу примерно 70 тыс. км3 воды; с поверхности Мирового океана ежегодно испаряется около 500 тыс. км3 воды, большая часть этой испарившейся воды возвращается обратно в океан в виде осадков, а примерно 1/10 часть выпадает над сушей, пополняя через поверхностный и подземный стоки водные запасы рек. Это разность между осадками и испарениями определяет значение речного стока. Кроме этого, речной сток в скрытом виде включает в себя часть ресурсов подземных вод, которые также относятся к источникам питания рек и поддерживают их водный режим.
К этому значению можно добавить ледяной сток Антарктиды – 2,5 тыс. км3/ год и Гренландии – 0,5 км3/год, исходя из этих цифр, можно оценивать экологическую ситуацию с ресурсами пресной воды на Земле.
Обеспеченность водными ресурсами регионов и стран
Для определения степени обеспеченности регионов водными ресурсами необходимо рассчитывать удельные характеристики – объем воды, приходящийся на единицу территории или на одного человека.
В среднем на одного жителя Земли приходится 8 тыс. м3 пресной воды в год, на одного жителя Европы – 4,6 тыс. м3/год, для Азиатского контингента эта величина равна 5,2 тыс. м3/год. За последние 20 лет произошло существенное уменьшение водообеспеченности Азии, Африки и Южной Америки в связи с демографическим взрывом в этих районах.
Если рассматривать отдельные страны, то более других обеспечена пресной водой Бразилия (свыше 140 тыс. м3/год), где располагается бассейн крупнейшей реки мира – Амазонки, на втором месте по суммарному стоку (около 30 тыс. м3/год) стоит Россия.
Представьте себе конфликт из-за уменьшения количества пресной воды.
Средние показатели по материкам и даже по странам не могут дать истинного представления об обеспечении водой. Это объясняется неравномерным распределением водных ресурсов по территории. Неравномерность распределения ресурсов поверхностных пресных вод характерна для всего мира, и она стала первопричиной напряженной ситуации в ряде регионов и стран. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в настоящее время трудности, связанные с обеспечением питьевой водой, испытывают около 2 млрд. человек – треть населения земного шара.
продолжение
--PAGE_BREAK--Наглядный пример – ситуация с водными ресурсами, сложившаяся в России. В целом Россия богата водными ресурсами: среднемноголетний суммарный речной сток в Российской Федерации составляет 4270 км3/год. Распределение речного стока по территории России крайне неравномерно и не соответствует расселению жителей, а также размещению производительных сил.
Около 90% общего поверхностного годового стока приходится на восточные районы страны, где проживает только около 25% населения страны. На европейскую часть, где сосредоточен основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал страны, находятся крупные города и живет большая часть населения, приходится лишь 10% от общего годового речного стока. Таким образом, хозяйственно освоенные регионы Российской Федерации испытывают недостаток пресных водных ресурсов уже в силу только географических причин.
Одна из главных причин загрязнения водной оболочки Земли, приводящая к дефициту чистой пресной воды, — сброс в поверхностные (а через почву и в подземные) водоемы неочищенной или недостаточно очищенной воды, содержащей загрязняющие вещества.
Загрязнение окружающей природной среды – это поступление в нее веществ (твердых, жидких, газообразных), биологических агентов, энергии в количествах или концентрациях, превышающих естественный для данной экосистемы уровень.
Как отмечается в Декларации ООН «Об окружающей среде», любое вещество считается загрязнителем, если оно встречается в ненадлежащем месте, в ненадлежащем количестве и в ненадлежащее время. И эти место, количество и время «назначает» уже не природа – распорядительница жизни на Земле, а индустрия, создающая свои незамкнутые техногенные круговороты веществ, что приводит к антропогенному загрязнению всех компонентов биосферы.
Сточными водами называют воды, использованные на бытовые и производственные нужды и загрязненные при этом дополнительными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства.
Водный бассейн загрязняется атмосферными осадками, вымывающими из воздуха вредные техногенные выбросы, а также ливневыми стоками с городской территории. Интенсивное загрязнение водных объектов – поверхностных и грунтовых вод – дает современное сельское хозяйство с его массовым содержанием скота, интенсивным внесением в почву удобрений и использованием химических средств защиты растений от вредителей.
Значительное количество загрязнений поступает в водоемы от промышленных предприятий, а также от предприятий коммунального городского хозяйства. Например, сброс промышленных сточных вод в поверхностные водоемы Московского бассейна составляет значительную часть водопользования на территории Москвы и существенно отражается на состоянии водных экосистем и ресурсов Московского бассейна. По данным Департамента природопользования и охраны окружающей среды Правительства Москвы, доля сточных вод составляет почти 90% от всего объема воды, поступающей в реки Московского бассейна. По этой причине очистка сточных вод промышленных предприятий, расположенных в городе, до установленных санитарных норм – приоритетное направление обеспечения нормальной экологической ситуации в этом мегаполисе.
Для обезвреживания загрязненных вод, главным образом их разбавления после очистки, ежегодно в мире затрачивается около 9000 км3 чистой воды, что составляет 20% устойчивого стока всех рек земного шара, принимаемого за запасы чистой пресной воды на Земле.
В России в настоящее время в поверхностные водоемы ежегодно сбрасывается более 70 км3 сточных вод, 30% из которых – неочищенные или недостаточно очищенные. При полной очистке современными методами сточные воды в лучшем случае бывают очищены лишь на 90%, и они вносят в водоемы не меньше загрязнений, чем все неочищенные сточные воды 50 лет назад.
Необходимость очистки сточных вод (стоков) возникла в связи с непрерывным увеличением водопотребления и, соответственно, с образованием значительного количества сточных вод. К сожалению, несмотря на высокую эффективность работы очистных сооружений, многие стоки «нормативно очищенных вод» несут большое количество остаточных загрязнений, превышающих природную самоочищаемость водоемов.
Экологические исследования указали на тесную связь между выживаемостью отдельных представителей водной биоты – флоры и фауны – и степенью загрязнения воды. Изменение состава водной флоры отмечено даже при кратковременном увеличении загрязненности воды. К сожалению, такие тонкие биоиндикаторы не дают количественной оценки загрязненности воды, но могут служить сигналом о наличии неблагоприятных экологических условий. Количественная оценка загрязненности воды возможна лишь в том случае, если степень загрязнения достаточно велика и возможно нарушение нормального состояния водной экосистемы. Такой количественный анализ необходимо делать перед тем, как вода будет сброшена в почву и поверхностные водоемы.
Давайте теперь возьмем карту нашего города и найдем там нашу школу и близлежащие источники загрязнения воды.
Завод, находящийся к западу наверняка загрязняет воду, которую мы пьем.
Кажется, около него есть хвостохранилище. А почему бы нам не сделать в лаборатории анализ этой воды?
Занятие №2. Исследование качества воды.
Органические показатели воды 1. Содержание взвешенных частиц
Этот показатель качества воды определяют фильтрованием определенного объема воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.
Для анализа берут 500-1000 мл. воды. Фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 1050С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы.
Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяют по формуле
(m1 – m2) × 1000/V,
где m1 — масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г; m2 — масса бумажного фильтра до опыта, г; V- объем воды для анализа, л.
ПДК = 10 мг/л.
2. Цвет (окраска)
При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10 см.
Диагностика цвета – один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды нужны стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.
3. Прозрачность
Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений.
Для определения прозрачности воды используют прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливают воду, подкладывают под цилиндр на расстоянии 4 см. от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливают воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряют высоту столба оставшейся воды линейкой и выражают степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см. водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.
4. Запах
Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после ее хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 600С. Характер и интенсивность запаха определяют по предлагаемой методике (табл. 2,3).
Таблица 2
Характер и род запаха воды естественного происхождения
Характер запаха
Примерный род запаха
Ароматический
Огуречный, цветочный
Болотный
Илистый, тинистый
Гнилостный
Фекальный, сточной воды
Древесный
Мокрой щепы, древесной коры
Землистый
Прелый, свежевспаханной земли, глинистый
Плесневый
Затхлый, застойный
Рыбный
Рыбы, рыбьего жира
Сероводородный
Тухлых яиц
Травянистый
Скошенной травы, сена
Неопределенный
Не подходящий под предыдущие определения
Таблица 3
Интенсивность запаха воды
Балл
Интенсивность запаха
Качественная характеристика
0
—
Отсутствие ощутимого запаха
1
Очень слабая
Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем
2
Слабая
Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание
3
Заметная
Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением.
4
Отчетливая
Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья
5
Очень сильная
Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья
Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.
Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 600С по 5-балльной системе согласно таблице.
Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.
Занятие №3. Определение качества воды методами химического анализа
Водородный показатель (рН)
Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН около 7). Значение рН воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5 – 8,5.
Оценивать значение рН можно разными способами.
1.Приближенное значение рН определяют следующим образом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют рН:
· розово-оранжевая – рН около 5;
· светло-желтая – 6;
· зеленовато-голубая – 8;
2.Можно определить рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.
3.Наиболее точно значение рН можно определить на рН-метре или по шкале набора Алямовского.
Жесткость воды
Различают общую, временную и постоянную жесткость воды, Общая жесткость обусловлена главным образом присутствием растворимых соединений кальция и магния в воде. Временнная жесткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некабонатная) жесткость вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния.
Общая жесткость варьируется в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года. Значение общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения допускается до 7 ммоль × экв./л, в отдельных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы – до 10 ммоль × экв./л.
При жесткости до 4 ммоль × экв./л – средней жесткости, 8-12 ммоль × экв./л – жесткой, более 12 ммоль × экв./л. – очень жесткой.
Методами химического анализа обычно определяют жесткость общую (Ж0) и карбонатную (Жк), а некарбонатную (Жн) рассчитывают как разность Ж0 — Жк.
Определение карбонатной жесткости воды
Расчет концентраций карбонат- и гидрокарбонат-ионов
В склянку наливают 10 мл анализируемой воды, добавляют 5-6 капель фенолфталеина. Если при этом окраска не появляется, то считается, что карбонат-ионы в пробе отсутствуют. В случае возникновения розовой окраски пробу титруют 0,05 н. Раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Концентрацию карбонат-ионов рассчитывают по формуле
C= V (HCl) ×0,05 ×60 ×1000= V (HCl) × 300
где ск – концентрация карбонат-иона, мг/л; V (HCl) — объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.
Затем в той же пробе определяют концентрацию гидрокарбонат-ионов. К пробе добавить 1-2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруют пробу раствором 0,05 н. Соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую. Концентрацию гидрокарбонат-ионов рассчитывают по формуле:
Cгк = V (HCl) ×0,05 ×61 ×1000= V (HCl) × 305
где с гк – концентрация гидрокарбонат-иона, мг/л; V (HCl) — объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.
Карбонатную жесткость Жк рассчитывают, суммируя значения концентраций карбонат- и гидрокарбонат-ионов по формуле
Жк = Ск × 0,0333 + Сгк × 0,0164,
где 0,0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные значениям, обратным эквивалентным массам этих анионов.
Определение нитратов и нитритов
Предельно допустимая концентрация (ПДК) нитритов в питьевой воде водоемов составляет 3,3 мг/л, нитратов – 45 мг/л.
На часовое или предметное стекло помещают три капли раствора дифениламина, приготовленного на концентрированной серной кислоте, и одну-две капли исследуемой воды. В присутствии нитрат- и нитрит- ионов появляется синее окрашивание, интенсивность которого зависит от их концентрации.
Таблица 4
Ориентировочное суммарное содержание аммиака и ионов аммиака в воде
Окрашивание при рассмотрении
Аммиак и ионы аммиака
сбоку
сверху
мг азота/л
мг ___/л
Нет
Нет
0,04
0,05
Нет
Чрезвычайно слабо-желтоватое
0,08
0,1
Чрезвычайно слабо-желтоватое
Слабо-желтоватое
0,2
0,3
Очень слабо-желтоватое
Желтоватое
0,4
0,5
Слабо-желтоватое
Светло-желтое
0,8
1,0
Желтое
Буровато-желтое
2,0
2,5
Мутноватое, резко-желтое
Бурое, раствор мутный
4,0
5,0
Интенсивно-бурое, раствор мутный
Бурое, раствор мутный
Более 10,0
Более 10,0
Определение хлоридов и сульфатов
Концентрация хлоридов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л.
В водах рек северной части России хлоридов содержится обычно немного, не более 10 мг/л, в южных районах – до десятков и сотен мг/л. Много хлоридов попадает в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Этот показатель весьма важен при оценке санитарного состояния водоема.
Качественное определение хлоридов с приближенной количественной оценкой проводят следующим образом. В пробирку отбирают 5 мл. исследуемой воды и добавляют 3 капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению (табл. 5).
Таблица 5
Определение содержания хлоридов
Осадок или помутнение
Концентрация хлоридов, мг/л
Опалесценция или слабая муть
1-10
Сильная муть
10-50
Образуются хлопья, но осаждаются не сразу
50-100
Белый объемистый осадок
Более 100
Качественное определение хлоридов проводят титрованием пробы анализируемой воды нитратом серебра в присутствии хромата калия как индикатора. Нитрат серебра дает с хлорид-ионами белый осадок, а с хроматом калия – кирпично-красный осадок хромата серебра. Из образовавшихся осадков меньшей растворимостью обладает хлорид серебра. Поэтому лишь после того, как хлорид-ионы будут связаны, начинается образование красного хромата серебра. Появление слабо-оранжевой окраски свидетельствует о конце реакции. Титрование можно проводить в нейтральной или слабощелочной среде. Кислую анализируемую воду нейтрализуют гидрокарбонатом натрия.
В коническую колбу помещают 100 мл воды, прибавляют 1 мл 5%-ного раствора хромата калия и титруют 0,05 н. Раствором нитрата серебра при постоянном взбалтывании до появления слабо-красного окрашивания.
Содержание хлоридов (Х) в мг/л вычисляют по формуле.
продолжение
--PAGE_BREAK--X = 1,773 ×V ×1000,
100
где 1,773 – масса хлорид- ионов (мг), эквивалентная 1 мл точно 0,05 н. раствора нитрата серебра; V — объем раствора нитрата серебра, затраченного на титрование, мл.
Качественное определение сульфатов с приближенной количественной оценкой проводят так. В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5%-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов при отсутствии мути концентрация сульфат — ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут, — 5-10 мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу после добавления хлорида бария, — 10 – 100 мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат- ионов (более 100 мг/л).
Определение остаточного хлора в водопроводной воде
Для обеспечения надежности обеззараживания воды необходимо, чтобы после завершения процесса хлорирования в ней содержалось 0,3 – 0,5 мг/л свободного остаточного хлора.
В коническую колбу вместимостью 500 мл наливают 250 мл водопроводной воды (перед отбором пробы воды следует пропускать ее из крана длительное время), 10 мл. буферного раствора с рН 4,6 и 5 мл 10%-ного раствора иодида калия. Затем титруют выделившийся иод 0,005 н. растовором тиосульфата натрия до бледно-желтой окраски, приливают 1 мл 1%-ного раствора крахмала и титруют раствор до исчезновения синей окраски.
Содержание остаточного хлора в воде (Х) вычисляют по формуле.
X = V1 ×K ×0,177 ×1000,
V
где V — объем 0,005 н. Раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование, мл; К – поправка к концентрации тиосульфата; 0,177 – масса активного хлора, соответствующая 1 мл 0,005 н. раствора тиосульфата натрия, мг; V — объем воды, взятой для анализа, мл.
Приготовление буферного раствора. Для приготовления буферного ацетатного раствора с рН = 4,6 смешивают 102 мл 1 М раствора уксусной кислоты (60 г 100%-ной кислоты в 1 л воды) и 98 мл 1 М раствора ацетата натрия (136,1 г кристаллической соли в 1 л воды) и доводят объем до 1 л прокипяченной дистиллированной водой.
Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов
Обнаружение свинца
В пробирку с пробой воды вносят по 1 мг 50%-ного раствора уксусной кислоты и перемешивают. Добавляют по 0,5 мл 10%-ного раствора дихромата калия, при наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает желтый осадок хромата свинца. Пробирку встряхивают и через 10 мин приступают к определению. Содержимое пробирки рассматривают сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикрывают со стороны света картоном.
Концентрацию свинца в анализируемой воде рассчитывают по формуле
С = а / V (мг/л),
где а – содержание свинца в соответствующей пробирке шкалы, мг; V — объем взятой на анализ воды, л.
Обнаружение железа
Предельно допустима концентрация (ПДК) общего железа в воде водоемов и питьевой воде составляет 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.
Обнаружение общего железа. В пробирку помещают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.
Колориметрический экспресс-метод
1. Обнаружение железа (III). К 5 мл исследуемой воды прибавляют 3 капли роданида аммония (или калия), перемешивают и сравнивают окраску пробы со шкалой.
2. Обнаружение общего железа. К 5 мл исследуемой воды прибавляют 1 каплю бромного раствора и 3 капли раствора соляной кислоты. Через 5 мин прибавляют 3 капли раствора роданида аммония (калия), перемешивают и сравнивают со шкалой (табл. 6.).
Шкала для определения железа
Железо мг/л
0,1
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Раствор 1 мл
1,0
1,7
3,2
4,7
6,2
7,8
9,2
10,4
11,6
Раствор 2 мл
0,7
1,7
3,4
5,1
7,0
9,0
11,1
13,7
16,3
Вода
До 50 мл
Приготовление растворов:
· роданида аммония: 3,8 растворяют в 100 мл дистиллированной воды;
· гексацианоферрата (III) калия: 5,5 г растворяют в 100 мл дистиллированной воды;
· гексацианоферрата (II) калия: 5,25 г растворяют в 100 мл дистиллированной воды;
· бромного раствора: к 2,5 г KBrO3 прибавляют 5 г KBr растворяют в 100 мл дистиллированной воды;
· раствора 1: к 2 мл 10%-ного раствора хлорида платины прибавляют 10 мл концентрированной соляной кислоты и доводят до 100 мл дистиллированной водой;
· раствора 2:2,5 г хлорат кобальта растворяют в 50 мл дистиллированной воды, прибавляют 10 мл концентрированной соляной кислоты и доводят объем до 100 мл.
3. Обнаружение железа (II). Определяют расчетным путем – по разности между содержанием общего железа и железа (III).
Обнаружение меди
ПДК меди в воде составляет 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.
Качественное обнаружение меди
В фарфоровую чашку помещают 3-5 мл исследуемой воды, осторожно выпаривают досуха и наносят на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии ионов меди [38].
Тестовые задания
Вода как среда жизни. Основы жизнедеятельности гидробионтов 1. Доля общих запасов пресной воды от всей гидросферы Земли составляет …
а) 1,23 %;
б) 5,05 %;
в) 10,5 %;
г) 2,53 %.+
2. Большая часть воды поверхностных водоемов сосредоточена…
а) в реках;
б) в озерах; +
в) в болотах.
3. Высокие температуры кипения и плавления воды объясняются тем, что тепло расходуется на…
а) приращение внутренней энергии молекул;
б) разрыв ковалентных связей;
в) разрыв водородных связей. +
4. Наибольшая плотность пресной воды достигается при температуре …
а) 0 градусов;
б) 4 градуса; +
в) 18 градусов.
5. Вязкость природной воды с повышением температуры …
а) уменьшается; +
б) увеличивается;
в) не меняется.
6. Плотность природной воды с повышением температуры до 4 градусов …
а) уменьшается;
б) увеличивается; +
в) не меняется.
7. Плотность природной воды с повышением температуры выше 4 градусов …
а) увеличивается;
б) уменьшается; +
в) не меняется.
8. Плотность природной воды с понижением температуры после 0 градусов …
а) уменьшается; +
б) увеличивается;
в) не меняется.
9. Поверхностное натяжение в природных водах из-за присутствия органических веществ …
а) повышается;
б) снижается; +
в) не меняется.
10. Цветность воды выражается в условных единицах…
а) градусах; +
б) процентах;
в) сантиметрах.
11. Цветность воды определяют при помощи…
а) колориметра; +
б) трубки Пито;
в) индекса Вудивисса.
12. Неприхотливых по отношению к грунтам гидробионтов называют…
а) эвригалинными;
б) эвридафическими; +
в) эврибатными.
13. Неприхотливых по отношению к различным типам водоемов гидробионтов называют…
а) эвригалинными;
б) эврибионтными; +
в) стенобионтными;
г) эврибатными.
14. Обитателей соленых водоемов называют…
а) ацидофилами;
б) псаммофилами;
в) галофилами. +
15. Обитателей песчаного грунта называют…
а) пелофилы;
б) литофилы;
в) псаммофилы. +
16 Гидробионты – обитатели дна – это…
а) нейстонты;
б) плейстонты;
в) бентонты; +
г) нектонты.
17. Гидробионты – обитатели поверхностной пленки воды – это…
а) эпинейстонты; +
б) сейстонты;
в) бентонты;
г) нектонты.
18. Гидробионты – обитатели толщи воды – это…
а) нейстонты;
б) плейстонты;
в) бентонты;
г) планктонты. +
19. Гидробионты, способные противостоять течениям, – это…
а) нейстонты;
б) плейстонты;
в) бентонты;
г) нектонты. +
20. Гидробионты, не способные противостоять течениям, – это…
а) нейстонты;
б) планктонты; +
в) бентонты;
г) нектонты.
21. Гидробионты – обитатели рек – это…
а) псаммофилы;
б) реофилы; +
в) стагнофилы;
г) геофилы.
2. Парящие в толще воды организмы – это …
а) бентонты;
б) планктонты; +
в) плейстонты.
23. Организмы, постоянно живущие в воде, – это …
а) голобионты; +
б) амфибионты;
в) эдафобионты.
24. Перекапывание грунта, рытье нор, сооружение трубок и т.п. есть…
а) биоседиментация;
б) биодислокация; +
в) биостабилизация.
25. Наибольшее значение для водного населения имеют следующие газы …
а) кислород, углекислый газ, сероводород, метан; +
б) кислород, углекислый газ, азот, метан;
в) кислород, аргон, азот, неон;
г) кислород, углекислый газ, азот.
26. Содержание кислорода в воде зависит от…
а) температуры; +
б) времени суток;
в) обоих факторов.
27. В водных местообитаниях более всего лимитирует первичную продукцию нехватка…
а) углерода;
б) азота;
в) фосфора. +
28. Стеноионные формы гидробионтов, предпочитающие кислые воды, называются…
а) ацидофильными; +
б) алкалофильными;
в) галофильными.
29. Мерой содержания в воде растворенного органического вещества служит …
а) прозрачность;
б) окисляемость; +
в) цветность.
30. Мерой содержания в воде взвешенных минеральных частиц служит …
а) прозрачность; +
б) окисляемость;
в) вязкость.
31. Запах воды определяют …
а) гидрологически;
б) органолептически; +
в) гидрометрически.
32. Вкус воды определяют …
а) органолептически; +
б) гидрологически;
в) гидрометрически.
33. Болотная вода, богатая гумусовыми веществами …
а) зеленая;
б) темно-коричневая; +
в) бесцветная.
34. Прудовая вода в норме …
а) прозрачная;
б) светло-коричневая;
в) зеленая. +
35. Запах карболовой кислоты имеют воды, содержащие …
а) гумус;
б) фенолы; +
в) тяжелые металлы.
36. Скорость воды в реках определяют …
а) диском Секки;
б) органолептически;
в) трубкой Пито. +
37. Самая высокая скорость водного потока в реке располагается …
а) на поверхности;
б) в толще; +
в) у дна.
38. Совокупность органоминеральных частиц, заселенных бактериями, есть…
а) сестон;
б) плейстон;
в) детрит. +
39. Распределение слоев воды в непроточных водоемах есть…
а) стратификация; +
б) эвтрофикация;
в) стагнация.
40. Водные животные, предпочитающие быстрое течение, называются…
а) стагнофилами;
б) реофилами; +
в) остракофилами.
41. Зона водоема с достаточной освещенностью для фотосинтеза –…
а) эвфотическая; +
б) дисфотическая;
в) афотическая.
42. Наименьшая экологическая валентность у гидробионтов обычно наблюдается на…
а) ранних стадиях развития; +
б) средних стадиях развития;
в) поздних стадиях развития.
43. Животные, преодолевающие водные течения, –…
а) плейстонты;
б) бентонты;
в) нектонты. +
44. Движение рыб против течения для удержания в своем месообитании –…
а) хоминг;
б) реореакция; +
в) миграция.
45. Вся совокупность живого и мертвого органического вещества в водоеме есть…
а) кормовая база водоема;
б) кормность водоема;
в) кормовые ресурсы водоема. +
46. Совокупность пищевых компонентов, которая может быть использована потребителями –…
а) кормовая база; +
б) кормовые ресурсы;
в) обеспеченность кормом.
47. Часть кормовой базы водоема, действительно используемая гидробионтами, –…
а) кормовые ресурсы;
б) кормность; +
в) обеспеченность кормом.
48. Отношение количества потребляемой пищи к необходимому количеству есть…
а) кормовая база;
б) кормовые ресурсы;
в) обеспеченность кормом. +
49. Высшие растения водоемов в пищу используется гидробионтами…
а) преимущественно в живом виде;
б) преимущественно после отмирания в виде детрита; +
в) в равной степени и в той, и в другой форме.
50. Эндогенное питание есть…
а) активный захват пищевых объектов из внешней среды;
б) всасывание растворенных в воде органических веществ;
в) использование ресурсов собственного тела. +
51. Недифференцированный захват пищи гидробионтами – …
а) фильтрация и пастьба;
б) седиментация и охота;
в) фильтрация и седиментация. +
52. Пищевая элективность определяется …
а) пищевой ценностью кормовых объектов;
б) степенью доступности кормовых объектов;
в) пищевой активностью потребителя;
г) всеми этими факторами. +
53. Процесс поддержания водно-солевого гомеостаза в организме называется…
а) осморегуляция; +
б) конденсация;
в) авторегуляция.
54. Одним из путей сохранения водно-солевого гомеостаза у пресноводных рыб является…
а) выделение концентрированной мочи;
б) выделение пресной мочи; +
в) питье воды.
55. Одним из путей сохранения водно-солевого гомеостаза у морских рыб является…
а) выделение концентрированной мочи;
б) выделение пресной мочи;
в) питье воды. +
56. Гидробионты, не имеющие специальных органов дыхания, характеризуются…
а) крупными размерами и большой удельной поверхностью тела;
б) малыми размерами и малой поверхностью тела;
в) малыми размерами и большой удельной поверхностью тела. +
57. Под «физической» жаброй понимают…
а) дыхательные движения телом;
б) ритмичные движения жабрами;
в) дыхательная трубка личинок насекомых
г) пузырек воздуха, одевающий дыхальца имаго. +
58. Способность выживать в воде с низкими концентрациями кислорода…
а) наиболее высока у пелагических форм;
б) наиболее высока у бентосных форм; +
в) одинакова у пелагических и бентосных форм.
59. Наиболее требовательны к кислороду…
а) речные и холодолюбивые формы; +
б) озерные и теплолюбивые формы;
в) речные и теплолюбивые формы.
60. Менее требовательны к кислороду…
а) речные и холодолюбивые формы;
б) озерные и теплолюбивые формы; +
в) речные и теплолюбивые формы.
2. Водоемы и их население. Популяции. Биоценозы. Гидроэкосистемы
61. Территория, с которой сток воды поступает в отдельную реку или речную систему,…
а) гидрографическая сеть;
б) речной бассейн; +
в) речная сеть.
62. Линия, идущая по наибольшим глубинам реки, есть…
а) урез;
б) стрежень;
в) фарватер. +
63. Линия – граница между сушей и водой, есть…
а) рипаль; +
б) стрежень;
в) фарватер.
64. Глубокий участок реки, расположенный между перекатами, –…
а) плес; +
б) стрежень;
в) рипаль;
г) фарватер.
65. Мелкие участки реки между меандрами –…
а) отмелями;
б) перекатами; +
в) плесами.
66. Высокий обрывистый берег реки –…
а) пляж;
б) яр; +
в) рипаль;
г) фарватер.
67. Пойменный водоем – результат спрямления рекой своего русла –…
а) закосье;
б) затон;
в) рукав;
г) старица. +
68. Объем воды в реке, протекающий через живое сечение в единицу времени, есть…
а) расход воды; +
б) модуль стока;
в) объем стока.
69. Период в реке с устойчивыми низким уровнем и расходом –…
а) стрежень;
б) межень; +
в) тальвег.
70. Система придаточных водоемов горных рек наиболее выражена в…
а) верхнем течении;
б) среднем течении;
в) нижнем течении. +
71. Водная толща озер подразделяется сверху вниз на…
а) гиполимнион, металимнион, эпилимнион;
б) эпилимнион, металимнион, гиполимнион; +
в) металимнион, гиполимнион, эпилимнион.
72. Прямая температурная стратификация в озере имеет место…
а) летом; +
б) зимой;
в) осенью;
г) весной.
73. Обратная температурная стратификация в озере имеет место…
а) летом;
б) зимой; +
в) осенью;
г) весной.
74. Неглубокие хорошо прогреваемые равнинные озера с обильным поступлением биогенов называются…
продолжение
--PAGE_BREAK--а) эвтрофными; +
б) олиготрофными;
в) дистрофными.
75. Высокогорные озера с холодной водой называются…
а) эвтрофными;
б) олиготрофными; +
в) политрофными.
76. В бентосе горных рек преобладают…
а) пелореофильные формы;
б) литореофильные формы; +
в) псаммореофильные формы.
77. На песчаных участках дна реки поселяются…
а) пелореофильные формы;
б) литореофильные формы;
в) псаммореофильные формы. +
78. Организмы, обитающие в озерах, называются…
а) амфибионтами;
б) лимнобионтами; +
в) мерогидробионтами.
79. Прозрачность воды определяют …
а) диском Секки; +
б) трубкой Пито;
в) шкалой Вудивисса.
80. Озерный планктон состоит почти исключительно из…
а) автохтонных элементов; +
б) аллохтонных элементов;
в) убиквистов.
81. Планктон горных рек состоит почти исключительно из…
а) автохтонных элементов;
б) аллохтонных элементов; +
в) убиквистов.
82. Бентос озер наибольшего видового разнообразия и количественного богатства достигает в…
а) профундали;
б) сублиторали;
в) литорали. +
83. Причина не выраженности межпопуляционных различий планктонных и нейстонных видов –…
а) перенос особей течением на большие расстояния;
б) интенсивное перемешиванием особей в пределах ареала вида;
в) оба фактора. +
84. У многих планктонтов географическая изменчивость отсутствует из-за …
а) однородных условий существования;
б) исходного генетического однообразия;
в) отсутствия в пределах вида локальных популяций. +
86. Основной фактор, ограничивающий нарастание популяций гидробионтов, –…
а) дефицит пищи; +
б) выедание хищниками;
в) дефицит кислорода;
г) зараженность паразитами.
87. Наиболее важным механизмом регуляции плотности популяции, роста и развития особей является…
а) выедание другими организмами;
б) миграция;
в) выделение в воду метаболитов. +
88. Смена однополых популяций на двуполые у ряда гидробионтов происходит…
а) в благоприятных условиях;
б) в неблагоприятных условиях; +
в) независимо от условий.
89. Р/В – коэффициент отражает…
а) удельную биопродукцию популяции; +
б) чистую продукцию биомассы;
в) валовую продукцию.
90. Из перечисленных рыб эврифагом не является…
а) ручьевая форель;
б) белый амур; +
в) гамбузия [38].
Обсуждение результатов
Апробацию разработанного элективного курса проводили в 10 классах средней школы №14. Совокупность выборки составила 32 человек.
Было проведено анкетирование и тестирование учащихся до, и после проведения элективных занятий. Анкеты и тесты содержали вопросы, как экологического характера, так и личностного.
Результаты исследований показали, что после проведения занятий у учебной группы заметно увеличилось «сопереживание», появилось более экологичное отношения к миру, заинтересованность в получении информации в области защиты гидросферы, что говорит в пользу формирования познавательного интереса и самоответственности.
Заключительная беседа, оценка собранных анкет, наблюдение за учащимися позволяют утверждать, что у 58% учеников повышается познавательная активность и мотивация к предмету (диаграмма 1).
Таким образом, проведённые нами теоретические изыскания и экспериментальные исследования выявили как реальную эффективность использования в школе элективных занятий по разработанной программе для изучения экологических аспектов водных объектов, так и многие сложности практического воплощения, которые способствовали ее совершенствованию.
Избранная тематика оказалась не только полезной в смысле интеграции и систематизации материала, умений, навыков из предметов школьного курса и различных областей знания, не только способствовала формированию самоответственности, экологического мировоззрения и обратила интересы способных учащихся в плане выбора профессии в свою сферу, а главное сплотила членов групп в дружные команды.
Мы питаем надежду, что зёрна экологической культуры, гуманности любви и стремлению к Зелёной планете как к лучшему из миров, которые мы старались вложить в сознание при проведении факультативных занятий дадут свои всходы, когда выпускники этого года станут перед первым серьёзным выбором в жизни – выбором будущей профессии.
Выводы 1. В результате исследования выявлено, что создание эмоционального настроя у учащихся на элективных занятиях пробуждают не только интерес к экологическим проблемам, но и острое желание их разрешить и соответственно потребность в экологических знаниях определенной профессии.
2. Показано, что проведение элективов по новой программе изучение экологических аспектов темы «Гидросфера Земли» формируется у учащихся – экологичный и весьма оригинальный взгляд на мир, а кроме того более гуманные отношения к окружающим.
3. На основании данных в работе был сделан вывод, что создание эмоционального настроя способствует воспитанию у учащихся не только экологического сознания, нравственных качеств, самоответственности, но совершенствует образность, выразительность, грамотность речи.
4. Кроме того, несомненным условием успешного проведения элективных занятий экологического содержания является совершенствование и углубление экологических знаний и мировоззрения учителя.
5. Анализ работы, тестирование и наблюдение позволяют сделать вывод о перспективности применения разработанной программы элективных занятий и заключающихся в них идей в практическом обучении.
Литература
1. Демина Т.Б. Предпрофильная подготовка как одно из условий профессионального самоопределения школьника // Профильная школа, № 1, 2006.
2. Кузнецова Н.Е., Майш Е.Г. О развитии познавательного интереса к изучению эколого-химического материала// Химия в школе, № 3, 2003.
3. Андреева М.П. Профильное обучение: конструирование модулей регионального содержания// Химия в школе, № 5, 2004.
4. Бодрийяр Ж. В тени молчаливого большинства, или конец социального.-Екатеринбург: изд-во Уральского ун-та, 2000. — 96 с.
5. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования (утверждена приказом министра образования РФ от 18.07.2002, № 27-83).
6. Коробейникова А.В. Профориентационная работа и профессиональная консультация// Химия в школе, № 3, 1990.
7. Бершадский М.Е., Гузеев В.В. Социометрический и психологический мониторинг в образовательном процессе// Химия в школе, № 1, 2003.
8. Бершадский М.Е. Исследования в предметном обучении// Химия в школе, № 3, 2003.
9. Табуева Э.М. экологическое образование как фактор формирования культурного потенциала личности // Химия в школе, № 2, 2003.
10. Афанасьева Т.П., Немова Н.В. Профильное обучение: педагогическая система и управление. Кн. 1. Система обучения старшеклассников. – М.: АПК и ПРО, 2005. – 73 с.
11. Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе. – М.: Гуманит. изд. центр «Владос», 2000. – 335 с.
12. Семенов В.А. Мониторинг гидросферы // Соросовский образовательный журнал, № 11, 1997.
13. Логинова О.Б. От «углубленки» к профильному обучению// Химия в школе, № 1, 2004.
14. Делёз Ж. Платон и симулякр// Новое литературное обозрение, № 5,1993.
15. Делёз Ж. Складка. Лейбниц и Барокко. – М.: Изд-во Логос, 1997. – 264 с.
16. Ковриженко М. Креатив в рекламе. – СПб.: Питер, 2004. – 253 с.
17. Елесеев О.П. Практикум по психологии личности. – СПб.: Питер, 2001.- 560 с.
18. Теория и практика организации предпрофильной подготовки/ под ред. Новиковой Т.Г. – М.: АПК ПРО, 2005. – 110 с.
19. Черникова Т.В. Выбор профиля обучения// Профильная школа, № 1, 2006.
20. Эволюция, экономика и «мэйнстрим». — М.: Наука, 2001. — 224 с.
21. Юнг К.Г. Сознание и бессознательное: сборник. – СПб, Университетская книга, 1997. – 544 с.
22. Черникова Т.В. Ценность здоровья школьников в контексте профильного обучения // профильная школа, № 4,2005.
23. Методики изучения личности школьников в целях профессиональной консультации/ авт. сост. А.А. Коробейникова. – М., 1989.
24. Воскобойникова Н.П., Галыгина Н.В. Логико-смысловые модели в развивающем обучении // Химия в школе, №5, 2005
25. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Под ред. О. А. Юшмана. – М.: Агропромиздат, 1985г. – 317 с.
26. Кудаева А.А. Религиозно-нравственное просвещение в общеобразовательных учреждениях России// Педагогика, № 8, 1998.
27. Гликман Н.З. Образование и религия // Химия в школе, № 3, 2004.
28. Гершунский Б.С. Философия образования для XXI века. – М., 1997.
29. Кулиев С.И., Степанов Н.А. Развитие химических способностей при использовании экспериментальных задач// Химия в школе, № 10, 2005.
30. Зазнобина Н.С. О возможности использования в обучении имитационных игр// Химия в школе, №5, 1989.
31. Грибанова К.Е., Журин А.А. Учебные экскурсии: настоящее, прошлое, будущее// Химия в школе, № 8,2005.
32. Боровский В.И.Экологические проблемы промышленых сточных вод // Химия в школе, № 5, 2005
33. Колязин В.Ф. От мистерии к карнавалу. – М.: Наука, 2002 г. – 208 с.
34. Фуко М. Надзирать и наказывать. Рождение тюрьмы. — М., 1999. – 479 с.
35. Кузнецова Л.В. Воспитание в свете саногенного мышления// Воспитание школьников, № 1, 1993.
36. Берн Э. Игры, в которые играют люди: психология человеческих взаимоотношений; люди, которые играют в игры: психология человеческой судьбы. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. – 480 с.
37. Титова И.М. Химия, история, искусство: перекрестки взаимодействия// Профильная школа,№4,2005.
38. Хатухов А. М., Якимов А. В. Экология пресноводных животных. Методические указания. Нальчик: КБГУ, 1999. 44с.
39. Данилова А.Г. Креативная педагогика: побуждение к творчеству// Химия в школе, № 5, 2003.
40. Керимов Т. Постмодернизм. Современный философский словарь. – Минск, 2001.
41. Коупленд Д. Поколение икс.- М., 2004. – 357 с.
42. Литературный энциклопедический словарь. – М.: Сов. энц-я, 1987. – 572 с.
43. Рабинович В.Л. Образ мира в зеркале алхимии. От стихий и атомов древних до элементов Бойля. – М., 1981.
Приложение
Пояснительная записка
Содержание настоящего спецкурса составляет изучение пресноводных водоемов и их животного населения. Он включает физико-географическое и экологическое описание рек, озер, прудов и некоторых других водоемов, рассматривает жизненные формы гидробионтов, основы жизнедеятельности водных организмов, пути и способы решения проблемы их взаимоотношения со средой.
Следующий раздел посвящен систематическому обзору наиболее распространенных пресноводных животных, проводимому с морфолого-экологическим уклоном.
Наконец, третий раздел содержит сведения об особенностях популяций водных животных, образуемых ими биоценозах и экосистемах, а также экологические аспекты проблемы чистой воды и охрана водных экосистем.
Рабочая программа рассчитана на студентов 4 курса ОП биологического отделения биологического факультета.
Цели и задачи изучения дисциплины Цель дисциплины «Экология пресноводных животных» – ознакомить студентов с основами гидробиологии и водной экологии, основными группами гидробионтов, их морфоэкологическими особенностями, методами исследования пресноводных животных, научить их проводить биоиндикационные и биомониторинговые исследования водоемов.
Задачи дисциплины:
— получить представление о воде как среде обитания животных;
— изучить особенности жизнедеятельности гидробионтов;
— ознакомиться с основными группами гидробионтов;
— изучить адаптационные механизмы различных экологических групп пресноводных животных;
— овладеть методиками сбора и камеральной обработки различных групп гидробионтов;
— освоить биоиндикационные методы оценки качества поверхностных вод на примере речных гидроэкосистем КБР.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения теоретического курса «Экология пресноводных животных» студенты должны:
— иметь представление о воде как одной из сред обитания животных;
— знать особенности жизнедеятельности гидробионтов;
— знать экологические группы пресноводных животных, их адаптивные к среде обитания черты;
— владеть методиками сбора и камеральной обработки различных групп гидробионтов;
— освоить биоиндикационные методы оценки качества поверхностных вод;
— знать необходимую информацию о водных экосистемах КБР и методики ведения на них биологического мониторинга.
Чтение лекционного курса и проведение лабораторных занятий будет базироваться на ресурсах Музея живой природы КБГУ и Гидробиологической лаборатории. Также будут использованы демонстрационные материалы: влажные и микропрепараты, разнообразный раздаточный материал (в том числе и краеведческий), таблицы, слайды, презентации, меловые рисунки, видеоматериалы.
Тематический план дисциплины
Наименование разделов и тем
Аудиторные часы
Всего
Лекции
Лабораторные занятия
VIII семестр
Введение
2
2
—
Вода как среда обитания животных. Основы жизнедеятельности водных животных
8
4
4
Жизненные формы гидробионтов и их приспособления к среде обитания
8
4
4
Пресноводные водоемы и их население
10
4
6
Особенности популяций водных животных, биоценозов и экосистем
2
2
—
Экологические аспекты чистой воды. Биоиндикация и биомониторинг пресных вод
6
2
4
Глоссарий по дисциплине Глоссарий специальных терминов и понятий, необходимых для усвоения студентами содержания дисциплины «Экология пресноводных животных», размещен в словарях-приложениях методических пособий и указаний (см. список литературы).
1. Органолептические свойства воды – характеристики воды, определяемые при помощи органов чувств (вкус, цвет, запах, прозрачность).
2. Диск Секи – металлический белый диск, используемый для определения прозрачности воды.
3. Шкала цветности – набор из 22 двух стеклянных пробирок с растворами различных оттенков для определения цвета воды.
4. Трубка Пито – стеклянный прибор для определения скорости течения воды.
5. Гидрометрическая вертушка – механический или электронный прибор для определения скорости течения воды в реке.
6. Планктон (буквально «парящий») – совокупность организмов, не способных к активным движениям, либо обладающих ими, но не способных сопротивляться токам воды, которыми переносятся с места на место.
продолжение
--PAGE_BREAK--7. Фитопланктон – совокупность растительных организмов–планктонтов (преимущественно водоросли).
8. Зоопланктон – совокупность микроскопических животных, не способных сопротивляться течению.
9. Ихтиопланктон – икра рыб и личинки, не способные противостоять течению.
10. Нектон – группа водных животных, способных преодолевать водные течения.
11. Бентос – совокупность донных обитателей.
12. Пелагобентос – промежуточная группа между пелагическими и донными организмами.
13. перифитон (буквально «обрастания») – организмы, поселяющиеся на различных подводных предметах и живых телах.
14. Нейтон – обитатели поверхности воды.
15. Этинейстон – обитатели поверхностной пленки воды.
16. Гипонейстон – обитатели нижней стороны поверхностной пленки водоема.
17. Плейстон – обитатели, рассекающие поверхностную пленку.
18. Планктонты – представители планктона.
19. Нектонты – представители нектона.
20. Бентонты – представители бентоса.
21. Пелагобентонты – представители пелагобентоса.
22. Перифитонты – представители перифитона.
23. Нейстонты – представители нейстона.
24. Плейстонты – представители плейстона.
25. Гологидробионты – виды организмов, адаптированные к жизни только в водной среде.
26. Амфибионты (мерогидробионты) – виды организмов, способные обитать как на суше, так и в водной среде.
27. Коловратки – планктонты из класса низших червей.
28. Ветвистоусые – планктонты из низших ракообразных (дафнии, моины, босмины и др.).
29. Веслоногие – пелагобионты из низших ракообразных (циклопы, диаптомусы).
30. Вторичноводные насекомые – насекомые, повторно освоившие водную среду, их личинки и куколки (комары, водные жуки, водные клопы, поденки, ручейники и др.).
31. Ногохвостки (водяные подуры) – низшие (скрытночелюстные) первичнобескрылые насекомые с прыгательной вилкой на конце тела; держатся на поверхностной пленке воды (эпинейстон).
32. Партеногенез – развитие из неоплодотворенного яйца.
33. Яйца летние, или амиктические, – неоплодотворенные яйца дафний и других жаброногих рачков.
34. Яйца зимние, или миктические, – оплодотворенные яйца дафний и других жаброногих рачков, переживающие зиму.
35. Эфиппий (эфиппиум) – яйца (зимующие) дафний с плотной оболочкой.
36. Цикломорфоз – сезонные вариации очертаний головы и раковины дафний в связи с сезонными изменениями условий.
37. Детрит – мертвая органика; органоминеральные частицы обсемененные бактериями.
38. Сестон (букваьно «просеянный») – совокупность взвешенных в воде органоминеральных частиц (детрит) и планктонных организмов.
39. Реофилы – обитатели текучих вод.
40. Стагнофилы – обитатели стоячих водоемов.
41. Литофилы – обитатели каменистого или галечникового субстрата.
42. Пелофилы – обитатели ила.
43. Псаммофилы – обитатели песчаного субстрата.
44. Аргиллофилы – обитатели глинистого субстрата.
45. Гидробиология – раздел экологии, изучающий взаимодействие гидробионтов, их популяций и биоценозов друг с другом и неживой природой.
46. Гидробионт – организм, обитающий в воде.
47. Стагнация – период застоя в водоеме, отсутствие вертикальной циркуляции воды.
48. Дихотомия водоема – температурное и плотностное расслоение воды в озере.
49. Питание эндогенное – питание организмов за счет внутренних ресурсов (например, желтка икры у рыб).
50. Питание симбиотрофное – вариант эндогенного питания за счет включаемых в тело эндосимбионтов-автотрофов (например, водорослей, хемосинтезирующих бактерий и др.).
51. Пищевая, или трофическая, элективность – избирательнойть, выборочность питания.
52. Планктонный парадокс – несоблюдение принципа конкурентного исключения в фитопланктоне.
53. Моно-, ди-, полициклические виды – виды, имеющие один, два, много периодов обоеполого размножения.
54. Пищевая цепь детритная (цепь разложения) – начинающаяся с мертвой органики.
55. Пищевая цепь пастбищная (цепь выедания) – начинающаяся с живого растения.
56. Миграции анадромные – миграции рыб из моря в реку.
57. Миграции катадромные – миграции рыб из рек в море.
58. Рыбы проходные – нерестящиеся в реках, нагуливавшиеся в море.
59. Рыбы полупроходные – рыбы, выходящие для нагула в море у приустьевых участков рек.
60. Рыбы жилые (пресноводные, туводные) – обитающие в пресных водах.
61. Речная система – совокупность рек, сбрасывающих свою воду через главную реку.
62. Речной бассейн – часть суши, занятая речной системой и отделенная водоразделами от других участков.
63. Водосборная площадь – поверхность, с которой река собирает воды.
64. Долина реки – узкое понижение, по которому течет река.
65. Ложе – пониженная часть речной долины, по которой постоянно или периодически течет река.
66. Русло, или коренное русло, – часть ложа, постоянно занятая водой.
67. Пойма – часть ложа, покрываемая водой лишь в половодье или паводок.
68. Урез, или кромка, – стык воды и береговой суши.
69. Бровка – граница между поймой и прилегающей местностью.
70. Рипаль – прибрежная часть реки, кромка.
71. Медиаль – срединная часть водотока.
72. Стрежень – участок (линия) реки с наибольшей скоростью течения.
73. Фарватер – линия наибольших глубин в реке.
74. Меандры – излучины реки.
75. Перекат – мелководный участок реки с высокой скоростью течения.
76. Плес – участки реки с большими глубинами.
77. Яр – высокий, часто обрывистый, берег над плесом.
78. Пляж – невысокий покатый берег реки напротив мелководья.
79. Старица (староречье) – отшнурованная от русла реки излучина.
80. Рукав, или протока, – часть реки, отходящая и вновь впадающая в реку.
81. Расход воды – количество воды, протекающее в единицу времени через поперечное сечение реки.
82. Водность реки – годовой расход воды.
83. Эрозия – размыв ложа рекой вглубь (глубинная) и вбок (боковая).
84. Придаточные водоемы реки – затоны, закосья, протоки, заливы.
85. Эстуарий – устьевой участок реки, образованный одним руслом.
86. Дельта – устье реки, образованное множеством рукавов и протоков.
87. Тектонические озера – озера, образовавшиеся в результате сдвигов и разломов в земной коре.
88. Реликтовые озера – озера, оставшиеся после отступления в различные эпохи морей.
89. Ледниковые озера – озера, образовавшиеся в результате деятельности ледников.
90. Карстовые, или провальные, озера – озера, образовавшиеся в результате вымывания грунтовыми водами горных пород.
91. Эоловые озера – озера, образовавшиеся в образованных деятельностью ветров понижениях рельефа.
92. Вулканические озера – озера, образовавшиеся в жерлах потухших вулканов.
93. Пойменные, или старичные, озера – отшнуровавшиеся участки бывшего русла.
94. Бессточные озера – озера, получающие воду из ключей и атмосферных осадков.
95. Сточные озера – озера, имеющие сток.
96. Проточные озера – озера, имеющие приток и сток.
97. Устьевые озера – озера, имеющие приток, но лишившиеся стока.
98. Котловина озера – часть понижения рельефа, заполненная водой.
99. Подводная терраса – плавное понижение дна.
100. Свал – часть дна озера, имеющего крутой угол понижения.
101. Котел – большая часть дна озерной котловины.
102. Литораль – прибрежное мелководье.
103. Профундаль – глубоководная часть озера.
104. Пелагиаль – водная толща.
105. Бенталь – дно озера.
106. Эпилимнион – верхняя часть водной толщи.
107. Гиполимнион – придонный слой водной толщи.
108. Металимнион – промежуточный между эпи- и гиполимнионом слой толщи.
109. Эфтрофные озера – высококормные озера.
110. Мезотрофные озера – среднетрофные озера.
111. Олиготрофные озера – малокормные озера.
112. Дистрофные озера – бескормные озера.
113. Автохтонный – сформировавшийся на месте.
114. Аллохтонный – привнесенный извне.
115. Лимнобионты – обитатели озер.
116. Озерно-прудовый комплекс – сообщество организмов, характерное для озер и прудов.
117. Озерно-речной вид – вид, способный обитать как в стоячих, так и в проточных водоемах.
118. Речной вид – вид, обитающий исключительно в речных условиях.
119. Низинные болота – болота, питаемые грунтовыми водами.
120. Верховые болота – болота, питаемые за счет атмосферных осадков.
121. Искусственные водоемы – водоемы, образованные в результате хозяйственной деятельности человека.
122. Троглобионты – обитатели подземных вод.
123. Эвтрофикация естественная – процесс обогащения водоемов питательными веществами.
124. Эвтрофикация антропогенная – ускоренное поступление в водоемы азотистых и фосфорных удобрений с сельхозугодий, а также фосфора со сточными водами.
125. Сиосток – снос или сплав водных организмов вниз по реке.
126. Дрифт – пассивная или активная миграция водных животных вниз по течению реки.
127. Сиртон – бентосные формы, временно находящиеся в толще воды вне зависимости от паводковых явлений.
128. Эвсиртон – вымытие из грунта организмы.
129. Эконосиртон – в силу своих эколого-биологических особенностей «добровольно» всплывающие донные организмы.
130. Биоиндикация – оценка степени загрязнения водоемов с использованием живых организмов.
131. Сапробность – степень органического загрязнения водоема.
132. Ксеносапробные воды – чистейшие воды, 1 класс качества воды.
133. Олигосапробные воды – чистые воды, 2 класс качества воды.
134. Бета-мезосапробные воды – умеренно загрязненные воды, 3 класс качества воды.
135. Альфа-мезосапробные воды – загрязненные воды, 4 класс качества воды.
136. Полисапробные воды – грязные воды, 5 класс качества воды.
137. Гиперполисапробные водоемы – очень грязные воды, 6 класс качества воды.
138. Система сапробности по Р. Пантле и Г. Букку – система оценки степени органического загрязнения водоема, предложенная в 1955 г. и модифицированная Сладечеком в 1966 г.
139. Индекс индивидуальной сапробности вида – степень толерантности вида к тому или иному органическому загрязнению.
продолжение
--PAGE_BREAK--140. Индекс Балушкиной – определение степени органического загрязнения по соотношению численности отдельных подсемейств хирономид.
141. Санитарно-экологические группы водотоков – рабочая схема для выявления наиболее типичных ситуаций в пресноводных экосистемах, подверженных антропогенному воздействию в различной степени.
142. Пробоотборник – орудие, предназначенное для отбора количественных проб.
143. Сеть Джудая – орудие лова планктонных организмов.
144. Камера Богорова – прозрачная прямоугольная емкость с отсеками для подсчета планктонных организмов.
145. Дночерпатель Заболотского – штанговый коробчатый пробоотборник для сбора зообентоса на мягких грунтах.
146. Дночерпатель Мордухай-Болтовского – штанговый трубчатый пробоотборник для сбора зообентоса на мягких грунтах.
147. Бентометр Садовского – цилиндрический пробоотборник для сбора зообентоса на каменисто-галечных грунтах в реках и ручьях.
Формы контроля по дисциплине По дисциплине «Экология пресноводных животных» в соответствии с учебным планом факультета и действующим Положением о балльно-рейтинговой системе оценки успеваемости студентов КБГУ предусмотрены текущая, промежуточная и итоговая формы контроля.
Промежуточный контроль (1): тестирование (по три контрольные точки в каждом семестре).
Текущий контроль (2): оформление рабочей тетради (альбома) на лабораторных занятиях и собеседование.
Итоговый контроль (2 и 3): зачет по окончании первого семестра и экзамен по окончании второго.
Контрольные вопросы (для устного собеседования на лабораторных занятиях и письменных работ на зачете)
1. Физико-географические условия существования гидробионтов.
2. Жизненные формы гидробионтов.
3. Пища и питание гидробионтов.
4. Водно-солевой обмен гидробионтов.
5. Дыхание гидробионтов.
6. Структура и функциональные особенности популяций водных животных.
7. Характеристика гидробиоценозов.
8. Характеристика гидроэкосистем.
9. Понятие об аквакультуре.
10. Загрязнение водоемов, его виды.
11. Экологическое действие загрязняющих веществ.
12. Биологическое самоочищение водоемов и формирование качества воды.
13. Биологическая индикация загрязнения водоемов.
14. Физико-географическая характеристика реки. Население реки.
15. Физико-географическая характеристика озера. Население озера.
16. Понятие о прудах. Характеристика населения прудов.
17. Понятие о системе придаточных водоемов, характеристика их населения.
18. Экология коловраток.
19. Экология ветвистоусых.
20. Экология веслоногих.
21. Экология ракушковых рачков.
22. Экология поденок и веснянок.
23. Экология ручейников.
24. Экология водных жуков.
25. Экология стрекоз.
26. Экология водных клопов.
27. Экология вторичноводных двукрылых.
28. Экология рыб.
Контрольные тесты для письменного задания № 1 1. Доля общих запасов пресной воды от всей гидросферы Земли составляет:
а) 1,23%; б) 5,05%; в) 2,53%.
2. Большая часть воды поверхностных водоемов сосредоточена…
а) в реках; б) в озерах; в) в болотах.
3. Высокие температуры кипения и плавления воды, а также большая теплоемкость и теплота парообразования объясняются тем, что большая часть подводимого при нагревании тепла расходуется на…
а) приращение внутренней энергии молекул; б) разрыв ковалентных связей; в) разрыв водородных связей.
4. Наибольшая плотность пресной воды достигается при температуре:
а) 0 градусов; б) 4 градуса; в) 18 градусов.
5. Вязкость природной воды с повышением температуры:
а) уменьшается; б) увеличивается; в) не меняется.
6. Поверхностное натяжение в природных водах из-за присутствия органических веществ:
а) повышается; б) снижается; в) не меняется.
7. Цветность воды выражается в условных единицах -…
а) градусах; б) процентах; в) сантиметрах.
8. Неприхотливых по отношению к грунтам гидробионтов называют…
а) эвригалинными; б) эвридафическими, в) эврибатными.
9. Обитателей песчаного грунта называют…
а) пелофилы; б) литофилы; в) псаммофилы.
10. Перекапывание грунта, рытье нор, сооружение трубок и т.п. есть…
а) биоседиментация; б) биодислокация; в) биостабилизация.
11. Наибольшее значение для водного населения имеют следующие газы:
а) кислород, углекислый газ, сероводород, метан;
б) кислород, углекислый газ, азот, метан;
в) кислород, углекислый газ, азот.
12. Содержание кислорода в воде зависит от…
а) температуры; б) времени суток; в) обоих факторов.
13. В водных местообитаниях более всего лимитирует первичную продукцию нехватка…
а) углерода; б) азота; в) фосфора.
14. Стеноионные формы гидробионтов, предпочитающие кислые воды, называются…
а) ацидофильными; б) алкалофильными; в) галофильными.
15. Мерой содержания в воде растворенного вещества служит:
а) прозрачность; б) окисляемость; в) цветность.
16. Совокупность органоминеральных частиц, заселенных бактериями, есть…….
а) сестон; б) плейстон; в) детрит.
17. То или иное распределение слоев воды с разными гидрологическими характеристиками в непроточных водоемах есть…
а) стратификация; б) эвтрофикация; в) стагнация.
18. Водные животные, предпочитающие быстрое течение,
называются…
а) стагнофилами; б) реофилами; в) остракофилами.
19. Верхняя зона водоема, где освещенность достаточна для обеспечения фотосинтеза растений, называется…
а) эвфотической; б) дисфотической; в) афотической.
20. Наименьшая экологическая валентность у гидробионтов обычно наблюдается на…
а) ранних стадиях развития; б) средних стадиях развития; в) поздних стадиях развития.
21. Водные животные, двигательная активность которых достаточна для преодоления водных течений, называются…
а) плейстонтами; б) бентонтами; в) нектонтами.
22. Движение рыб против течения, обеспечивающая пребывание в пределах своего местообитания, называется…
а) хомингом; б) реореакцией; в) миграцией.
Контрольные тесты для письменного задания № 2 1. Вся совокупность организмов, продуктов их распада и других органических веществ, являющихся пищей для гидробионтов, есть…
а) кормовая база водоема; б) кормность водоема; в) кормовые ресурсы водоема.
2. Совокупность пищевых компонентов, которая может быть использована потребителями, есть…
а) кормовая база; б) кормовые ресурсы; в) обеспеченность кормом.
3. Часть кормовой базы водоема, которая действительно используется гидробионтами, называется…
а) кормовыми ресурсами, б) кормность, в) обеспеченность кормом.
4. Количество пищи, потребляемой популяцией вида в данном водоеме, к количеству, нужному для полного удовлетворения пищевых потребностей, есть..…….
а) кормовая база; б) кормовые ресурсы; в) обеспеченность кормом.
5. Высшие растения водоемов в пищу используется гидробионтами…
а) преимущественно в живом виде; б) преимущественно после отмирания в виде детрита; в) в равной степени и в той, и в другой форме.
6. Эндогенное питание есть…
а) активный захват пищевых объектов из внешней среды; б) всасывание растворенных в воде органических веществ; в) использование ресурсов собственного тела.
7. Способ питания гидробионтов, при котором происходит недифференцированный захват пищи, проявляется в форме:
а) фильтрации и пастьбы; б) седиментации и охоты; в)фильтрации и седиментации.
8. Пищевая элективность определяется:
а) пищевой ценностью кормовых объектов; б) степенью доступности кормовых объектов и пищевой активностью потребителя; в) и тем, и другим.
9. Процесс поддержания водно-солевого гомеостаза в организме называется…
а) осморегуляция; б) конденсация; в) авторегуляция.
10. Одним из путей сохранения водно-солевого гомеостаза у пресноводных рыб является………
а) выделение концентрированной мочи; б) выделение пресной мочи; в) питье воды.
11. Гидробионты, не имеющие специальных органов дыхания, характеризуются...…….
а) крупными размерами и большой удельной поверхностью тела; б) малыми размерами и малой поверхностью тела; в) малыми размерами и большой удельной поверхностью тела.
12. Способность выживать в воде с низкими концентрациями кислорода…
а) наиболее высока у пелагических форм; б) наиболее высока у бентосных форм; в) одинакова у пелагических и бентосных форм.
13. Из водных животных наиболее требовательны к кислороду…
а) речные и холодолюбивые формы; б) озерные и теплолюбивые формы;
в) речные и теплолюбивые формы.
14. Для гидробионтов наиболее характерен…
а) изометрический рост; б) анизометрический рост; в) бесконечный.
15. Часть земной поверхности, с которой сток воды поступает в отдельную реку или речную систему, есть…
а) гидрографическая сеть; б) речной бассейн; в)речная сеть.
16. Линия, идущая по наибольшим глубинам реки, есть…
а) урез; б) стрежень; в) фарватер.
17. Глубокий участок реки, расположенный между перекатами, называется…
а) плес; б) стрежень; в) фарватер.
18. Мелкие участки реки, расположенные между меандрами, называется…
а) отмелями; б) перекатами; в) плесами.
19. Пойменный водоем, образовавшийся в результате спрямления рекой своего русла и отшнуровывания излучены реки, есть…
а) закосье; б) затон; в) старица.
20. Объем воды в реке, протекающий через живое сечение, есть…
а) расход воды; б) модуль стока; в) объем стока.
21. Период внутри годового цикла, в течение которого в реке наблюдается устойчивые низкие уровни и расходы, есть…
а) стрежень; б) межень; в) тальвег.
22. Система придаточных водоемов рек наиболее выражена в…
а) верхнем течении; б) среднем течении; в) нижнем течении.
23. По вертикали водная толща озер подразделяется сверху вниз на…
а) гиполимнион, металимнион, эпилимнион;
б) эпилимнион, металимнион, гиполимнион;
в) металимнион, гиполимнион, эпилимнион.
24. Прямая температурная стратификация в озере имеет место…
а) летом; б) зимой; в) осенью и весной.
25. Неглубокие хорошо прогреваемые равнинные озера с обильным поступлением биогенов называются…
а) эвтрофными; б) олиготрофными; в) дистрофными.
26. В бентосе горных рек преобладают…
а) пелореофильные формы; б) литореофильные формы; в) псаммореофильные формы.
27. Организмы, обитающие в озерах, называются…
а) амфибионтами; б) лимнобионтами; в) мерогидробионтами.
28. Озерный планктон состоит почти исключительно из…
а) автохтонных элементов; б) аллохтонных элементов; в) убиквистов.
29. Бентос озер наибольшего видового разнообразия и количественного богатства достигает в…
а) профундали; б) сублиторали; в) литорали.
30. Выберите животных, характерных для рек:
а) личинки стрекоз, личинки веснянок, сазан;
б) личинки мошек, личинки мухи-львинки, усач;
в) личинки веснянок, личинки мошек, усач.
Контрольные тесты для письменного задания № 3 1. Выявить отдельные популяции у многих видов планктонных и нейстонных организмов очень трудно или же невозможно в связи с………
а) их переносом течением на большие расстояния, исключающем существование в постоянных географических координатах;
б) интенсивным перемешиванием особей в пределах ареала вида;
в) обоими факторами.
2. У многих планктонтов географическая изменчивость отсутствует из-за:
а) однородных условий существования; б) исходного генетического однообразия; в) отсутствия в пределах вида локальных популяций.
3. Распределение возрастных групп (классов) в популяции, с явным преобладанием одного какого-либо класса (возраста), известное под названием «доминирования возрастного класса»,………
а) характерно для рыб и связано с чрезвычайно высокой выживаемостью икры и молоди в отдельные годы с последующим подавлением размножения в другие;
б) характерно для крупных двустворчатых моллюсков и связано с теми же причинами;
в) характерно для многих гидробионтов и связано с избирательной элиминацией старших возрастных групп.
4. Наиболее важным механизмом регуляции плотности популяции, роста и развития особей является…
а) выедание другими организмами; б) миграция; в) выделение в воду метаболитов.
5. Смена однополых популяций на двуполые у ряда гидробионтов происходит…
а) в благоприятных условиях; б) в неблагоприятных условиях; в) независимо от условий.
6. Р/В-коэффициент отражает…
а) удельную биопродукцию популяции; б) чистую продукцию биомассы; в) валовую продукцию.
7. Преимущества, которые дает партеногенез ряду гидробионтов, особенно важны в местообитаниях…
а) со стабильным режимом; б) с нестабильным режимом; в) эти преимущества не связаны с местообитанием.
8. В пресноводных водоемах резкие колебания численности и биомассы популяций донных животных обычно обусловлены более всего…
а) массовым их выеданием, колебанием уровня воды; б) массовым вылетом вторичноводных насекомых; в) всеми перечисленными выше факторами.
9. В гидробиоценозах виды-эдификаторы представлены…
а) в основном растениями; б) в основном животными; в) в равной степени растениями и животными.
10. В экосистемах озер (прудов) зоной разложения и регенерации питательных элементов является…
а) верхняя зона; б) средняя зона; в) нижняя зона.
11. Для пресноводных биоценозов характерно…
а) преобладание новообразования органических веществ над их деструкцией;
б) преобладание деструкции органических веществ над их новообразованием;
в) равенство процессов новообразования и деструкции.
12. Основной компонент биоценоза профундали озер…
а) олигохеты и личинки хирономид; б) олигохеты и личинки поденок; в) личинки хирономид и веснянок.
13. Концентрация живого вещества в водных экосистемах…
а) значительно выше, чем в наземных; б) значительно ниже, чем в наземных; в) такая же, что и в наземных.
14. Скорость круговорота веществ в водных экосистемах…
а) значительно выше, чем в наземных; б) значительно ниже, чем в наземных; в) одинакова с таковой в наземных.
15. В какой последовательности по степени нарастания загрязнения расположены зоны сапробности?
а) олигосапробная, а-мезосапробная, б-мезосапробная, полисапробная, ксеносапробная;
б) ксеносапробная, олигосапробная, б-мезосапробная, а-мезосапробная, полисапробная;
в) олигосапробная, ксеносапробная, б-мезосапробная, а-мезосапробная, полисапробная.
16. Ксеносапробная зона имеет в условных единицах пределы…
а) 1,51-2,50; б) 0,51-1,50; в) 0-0,50.
17. Чистые воды, обогащенные кислородом и с почти полным отсутствием биогенов называются…
а) ксеносапробными; б) а-мезосапробными; в) б-мезосапробными.
18. Кумулятивный эффект – это…
а) накопление в организме токсиканта, когда скорость его поступления в тело выше, чем скорость выведения из него;
б) эффект группы, при котором гидробионты в скоплениях выдерживают более высокие концентрации токсикантов;
в) избирательное накопление в организме тех или иных веществ.
19. Для нормальной жизнедеятельности лососевых и карповых рыб необходимо содержание кислорода в воде, соответственно:
а) 4-5 мг/л и 7-11 мг/л; б) 5-6 мг/л и 3-4 мг/л; в) 7-11 мг/л и 4-5 мг/л.
20. Для Gammarus lacustris характерно дыхание…
а) воздушное; б) комплексное; в) водное.
21. Как способ снижения остаточной массы и обеспечения плавучести личинки комаров хаоборус используют…
а) газовые пузырьки; б) уменьшение количества белка в тканях; в) повышение содержания воды в теле.
22. Сохранение икры, путем ее закапывания в грунт, характерно для…
а) усача; б) форели; в) колюшки.
23. Яйцеживорождение свойственно для…
а) сома; б) гольца; в) гамбузии.
24. Среди представителей пресноводного зоопланктона личинки хаоборус, кулекс и анофелес приурочены:
а) кулекс и анофелес – к верхним слоям воды, хаоборус – к нижним;
б) хаоборус – к верхним, кулекс и анофелес – к нижним;
в) хаоборус и кулекс – к верхним, анофелес – к нижним.
25. Первая личиночная стадия хирономид ведет зоопланктонный образ жизни, что имеет важное значение…
а) для осуществления линьки и переход на вторую личиночную стадию;
б) для предотвращения их выедания рыбами; в) для расселения.
26. Явление замены по градиенту высоты местности одного вида другим близкородственным, выявленное у рода Chironomus в КБР, называется…
а) экологический викариат; б) экологическая сукцессия; в) трансформация.
продолжение
--PAGE_BREAK--