Практикум з біогеохімії для екологів Навчальний посібник

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

Київ

КНТ

2007

УДК 574 ББКЕ 072.8 ФЗЗ

Гриф надано Міністерством освіти і науки України (лист №14/18.2-791 від 11.04.05р.).

Науковий редактор: В. Ф. Зінченко, доктор хімічних наук, доцент, провідний науковий співробітник Фізико-хімічного інституту ім. О. В. Богатсь- кого НАН України.

Рецензенти: А. Г. Білоус, чл.-кор. НАН України, доктор хімічних наук, проф., завідувач відділом Інституту загальної і неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського;

Т. Л. Карасева, доктор біологічних наук, проф., провідний науковий співробітник Фізико-хімічного інституту ім. О. В. Богатського НАН України.

Редактор: Л. В. Грищук, зав. лабораторією кафедри фармацевтичної хімії Одеського національного університету ім. 1.1. Мечникова.

Федорова Г. В.

ФЗЗ Практикум з біогеохімії для екологів: Навчальний посібник. - Київ: «КНТ», 2007. - 288 с.

ШВЫ 966-373-054-4

У навчальному посібнику представлені матеріали практичних і лабораторних робіт з курсу «Біогеохімія». Наведені роботи виконуються за доступними методиками досліджень різних об’єктів біосфери і компонентів навколишнього середовища. Розглянуті особливості впливу деяких полютантів різноманітної природи на навколишнє середовище, їх якісне і кількісне визначення.

Наведена інформація про сучасні методи аналізу в біогеохімії. Необхідний теоретичний матеріал супроводжує кожну лабораторну і практичну роботу. Для розрахункових завдань подається довідковий матеріал у кінці книги.

Навчальний посібник призначений для студентів природознавчих і технічних вищих навчальних закладів, що вивчають курс біогеохімії і спеціалізуються в області екології, гідроекології і охорони навколишнього середовища, керівників хімічних і екологічних гуртків, викладачів природознавчих наук, а також для всіх, хто цікавиться цією наукою.

ББКЕ 072.8

ШВЫ 966-373-054-4

«О Федорова Г. В., 2007 «о КНТ, 2007

Перехід від неживого до живого є майже неможливим ланцюжком найви­щою мірою малоймовірних подій. Але у Всесвіті, який містить більш 1020 зірок, здатних утворювати навколо себе пла­нетні системи, за період часу не менше 1010 земних років майже усе могло зчини­тися і повторитись. Очевидно, цей не­правдоподібний ланцюжок подій і насправ­ді виникнув, принаймні, одного разу — у Сонячній системі, інакше не було б отут нас, тендітних нащадків будь-яких отрутних газів і спалахів численних блискавок.

Харлоу Шеплі

Передмова

У 80-х роках XX сторіччя геолого-географічні і біологічні факультети вищих навчальних закладів почали вивчати загально­освітню дисципліну « Біогеохімію », а в останні роки ця наука, опріч згаданих областей знання, впевнено ввійшла в програми хімічних, медичних і екологічних напрямків університетів, більш того, необхідність пізнання цієї області природознавства відчувається для будь-якого фахівця, виходячи з ланцюжка «біосфера - біогеохімія — техногенез — екологізація наук». Незважаючи на величезний обсяг фактичного матеріалу, темпи накопичування даних біогеохімічних досліджень не послаблюються, а навчальна література для оволодіння цим матеріалом вельми обмежена. Отака ситуація створилася в навчанні майбутніх фахівців-екологів, для становлення яких роль біогеохімії - геніального творення В.І. Вернадського, очевидна.

Для сучасного еколога вивчення біогеохімії і її розвиток сприяє наближенню до істини в пізнанні наук про Землю і допомагає формуванню загального екологічного мислення і сучасного наукового світогляду.

З

Значність біогеохімії для різних екологічних спеціальностей і спеціалізацій знаходиться в зв’язку біогеохімічних перетворень природи людської діяльності і виникнення центральної проблеми сучасності - забруднення навколишнього середовища.

На жаль, найбільша частина біогеохімічних узагальнень щодо екологічних проблем має теоретичний характер. Однак, розуміння матеріалу, що вивчається, може відбуватись тільки при виконанні самостійної експериментальної роботи. Очевидно, необхідно при вивченні біогеохімії як базової науки робити акцент на практичну частину курсу, причому щодо екологів, лабораторні застосування біогеохімії повинні нести екологічну направленість і бути у тісному контакті з контролем і хімічним моніторингом стану довкілля.

Мета цього видання - направити увагу студентів-екологів, які вивчають хімічні науки, на принципи єдності і взаємодії органічної і неорганічної природи, безперервної міграції хімічних елементів і їх кругообіг як основи життя; поглибити пізнання біогеохімії за рахунок експериментальних і розрахункових навичок іумінь, що формуються і відточуються на практичних і лабораторних роботах.

Пропонований практикум для студентів екологічних вузів - це намагання створити лабораторний мінімум біогеохімії, який тісно пов’язаний з екологічними потребами, але має класичні хімічні корені; він містить універсальні лабораторні роботи з використанням природних об’єктів і базується на простих хімічних аналізах, які виконуються з обліком підготовчої розрахункової домашньої роботи і вивченням теоретичного матеріалу. Практикум охоплює усі компоненти біосфери - атмосферу, гідросферу, ґрунт, субстанції живої речовини на рівні сучасних досліджень у біогеохімії і реально діючих методик лабораторного аналізу.

Посібник складається з двох частин. В першій - наведено теоретичні основи експерименту: посуд і обладнання, техніка і прийоми лабораторних робіт; основні операції поділу і очищення речовин; сучасні методи аналізу в біогеохімії. В другій частині, яка включає три розділи, описано біогеохімічне випробування, практичні і лабораторні роботи визначення хімічних елементів і властивостей компонентів біосфери.

Кожній лабораторній роботі передує теоретична частина з необхідним мінімумом теоретичних знань даного розділу біо­

геохімії. Усі лабораторні і практичні роботи мають питання з самоперевірки теоретичних і практичних знань для захисту після виконання роботи. Практикум містить додатки - довідковий необхідний матеріал для розрахунків.

Автор сподівається, що практикум з біогеохімії й одержані знання допоможуть студентам-екологам в оволодінні своєю професією і будуть використовуватися для доброго сприйняття основ екології, екологічної хімії, гідробіології, ґрунтознавства, а також спецкурсів, пов’язаних з базовою біогеохімією.

Автор вдячна за увагу, зауваження і цінні поради рецензен­там: чл.-кор. НАН України, доктору хімічних наук, професору Білоусу А.Г, доктору біологічних наук, професору Карасевій Т. Л.; науковому редактору, доктору хімічних наук, доценту Зін- ченко В.Ф. — за конструктивні пропозиції і корисні рекомендації; завідуючій лабораторією кафедри фармацевтичної хімії Одеського національного університету Грищук Л.В. за сприяння в апробації експериментів і редакції рукопису.

Розуміючи, що посібник не позбавлений недоліків, автор з вдячністю прийматиме критичні зауваження і побажання, що зможуть розширити і поліпшити посібник-практикум. Ваші пропозиції по сутності викладеного матеріалу можна надсилати за адресою: 65020, м. Одеса, вул. Львівська, 15, ОДЕКУ.