Контрольні питання

1. Що є методологічною засадою сучасної екології?

2. У які групи об’єднують методи вивчення стану навколишнього середовища?

3. Які Вам відомі методи екологічного контролю стану довкілля?

4. Що вивчає біоіндикація?

5. Що називають біоіндикаторами?

6. Охарактеризуйте значення біоіндикації як науки для оцінки стану довкілля.

7. Які Вам відомі форми біоіндикаторів? Надайте визначення.

8. Які Вам відомі типи чутливості біоіндикаторів відповідно до часу розвитку біоіндикаційних процесів?

9. Організми яких типів чутливості використовують в біоіндикації?

10. Що називають пасивним моніторингом?

11. Що називають активним моніторингом?

12. Охарактеризуйте біохімічні та фізіологічні реакції, їх наслідки для живих організмів.

1.1 Методологічні особливості сучасної екології

(самостійне вивчення)

Мета: - розвинути у студента навики самостійної роботи зі спеціальною літературою, вміння вибирати головне, узагальнити і систематизувати знання;

- надати студентам загальні уявлення про морфологічні, біоритмічні та поведінкові відхилення від норми в організмі під впливом антропогенних чинників.

Завдання: прочитати текст в підручнику Г.О. Білявський, Л.І. Бутченко «Основи екології: теорія та практикум» стр.31-33. Скласти конспект згідно питань, приведених нижче. Відповісти на питання для самоконтролю.

Морфологічні індикатори використовують для складання екологічних карт (антропогенного забруднення території), для ведення пошуку родовищ корисних копалин за допомогою дистанційних методів, виявлення засолення ґрунтів тощо. Які впливає на морфологічну та анатомо-морфологічну структуру організмів антропогенна діяльність? Як діє на біоритм та які популяційно-динамічні зміни викликає людська діяльність? Відповісти на ці питання за наступним планом:

1. Вплив на морфологічну структуру.

2. Вплив на анатомо-морфологічні структури тварин.

3. Дія на біоритм.

4. Хорологічні та популяційно-динамічні зміни.

Склавши конспект, закрийте зошит та відповідайте на запитання.

Запитання для самоконтролю

1. Що називають макроскопічними та мікроскопічними змінами?

2. Для чого використовують морфологічні індикатори?

3. Як впливає на динаміку популяцій антропогенна діяльність?

4. Чи використовують біоіндикаційні методи для розвідки родовищ корисних копалин?

5. Наведіть приклади, коли за певними змінами зовнішнього вигляду рослин і тварин можна оцінити якість навколишнього середовища?

Модуль2 сучасні методи дослідження стану довкілля

2.1 Загальні відомості

(лекція)

Мета: ознайомити студентів з сучасними методами дослідження стану довкілля, ознайомити з якісним та кількісним аналізами.

План

1 Якісний аналіз

2 Реакції, що використовуються в якісному аналізі

3 Кількісні методи аналізу

4 Хімічні, фізико-хімічні, фізичні та біологічні методи кількісного аналізу

Під час дослідження стану довкілля кількісному визначенню часто передує якісний аналіз на наявність того чи іншого хімічного елемента, йона, сполуки.

Реакції, які використовуються в якісному аналізі, мають супроводжуватися візуальним ефектом:

• Появою чи зникненням осаду;

• Появою, зникненням чи зміною кольору розчину;

• Виділенням газів;

• Утворення кристалів характерного кольору і форми;

• Появою забарвлених перлів;

• Забарвленням полум'я;

• Появою світіння;

• Виникненням характерного забарвлення при розтиранні речовини.

Зокрема, наявність плюмбуму в ґрунті виявляють за допомогою йодиду, хромату чи сульфату калію за появою характерного осаду:

Pb (NO₃)₂ + 2KI = PbI₂  (яскраво-жовтий) + 2KNO₃

Pb (NO₃)₂ + 2KCrO₄ = PbCrO₄  (жовтий) + 2KNO₃

Pb (NO₃)₂ + K₂SO₄ = PbSO₄  (білий) + 2KNO₃

Нітрат- і нітрит-іони у фруктах і овочах визначають дифеніламіном, який окиснюється за їх наявності до бензидинової сині. У ХIX ст. патер Ф. Денца визначав озон в атмосферному повітрі впродовж 26 років, розвішуючи на подвір'ї папірці, змочені розчином йодиду калію; за ступенем їх побуріння внаслідок виділення йоду діставав інформацію про приблизний вміст озону.

Газовидільні реакції проводять у мікрогазових камерах або пробірках, вносячи туди краплину реагенту чи реактивний папір (фільтрувальний папір, оброблений відповідним реагентом), змочений водою. Газ, що виділяється, вступає в хімічні реакції, що супроводжуються появою характерного кольору сполуки.

H₂S визначають за допомогою папірця, змоченого Pb(NO₃)₂:

Pb (NO₃)₂ + H₂S = PbS  (чорний) + 2НNO₃

Cl₂ викликає почервоніння папірця, змоченого КВr і флюоресцеїном:

Cl₂ + 2Вr = 2 Cl^ˉ + Вr₂

NH₃ – за появою бурої плями на папірці, обробленому реактивом Несслера.

При сплавлянні кристалічних солей з бурою Na­₂B₄O₇ • 10H₂O чи фосфатом натрію на платиновій петлі в полум'ї газового пальника утворюються прозорі забарвлені «перли» характерного кольору: купруму і хрому – зелені; кобальту – блакитні; феруму і нікелю – жовті; мангану – фіолетові; стибію – безбарвні.

Попередній висновок про наявність певного хімічного елемента можна зробити і на підставі забарвлення ним полум'я пальника (пробу сухої речовини чи розчин наносять на ніхромовий дротик у формі кільця, змочений попередньо розчином хлоридної кислоти і прожарений у полум'ї).

Літій, кальцій і стронцій забарвлюють полум'я у коричнево-червоний колір, натрій – у жовтий; калій – у фіолетовий; купрум, вісмут, бор, барій – в зелений; стибій – у блакитний.

При розтиранні аналізованої проби з сухим реагентом на фарфоровій пластинці чи папері (іноді в присутності гідросульфату калію KHSO₄) відбуваються характерні реакції, що супроводжуються зміною забарвлення. Ці реакції часто використовуються при встановленні типу мінералу:

FeCl₃ + 3NH₄SCN = Fe (SCN)₃ (червоний) + 3NH₄Cl;

CdSO₄ + Na₂S = CdS (жовтий) + Na₂SO₄;

Hg (NO₃)₂ + 2KІ = HgS₂ (оранжевий) + 2KNO₃

Для якісного виявлення використовують і люмінесцентні реакції (для збудження люмінесценції необхідна ртутна лампа чи лампа накалювання). Це чутливий метод. Зокрема, при взаємодії з 8-оксихіноміном Li⁺ дає блакитну люмінесценцію, Ag⁺ і K⁺ – жовто-зелену; Al³⁺ – зелену; Mg²⁺ з люмомагнезом – рожеву; Pb²⁺ з піридином і йодидом калію – жовто-коричневу, Cd²⁺ – блакитну.

Якісний аналіз дає змогу діагностувати заселення ґрунтів.

На практиці частіше користуються кількісними методами аналізу. На основі вимірювальних параметрів методи кількісного аналізу поділяють на хімічні, фізико-хімічні, фізичні та біологічні.

Вибір методу дослідження для визначення того чи іншого компонента залежить від потрібної точності аналізу, доступності методу для виконання, вмісту аналізованої речовини, хімічного складу досліджуваного об'єкта тощо (таблиця 2.1).