2266

2

УДК 629.1

Экология (ЕН): Методические указания к практическим занятиям обучающихся по специальности 23.02.07 - Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей / Н.Л. Прохорова, Д.Ю. Капитонов;

М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2017. – 13 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

3

Содержание

Введение ……………………………………………………………………..4

Практическая работа № 1……………………………………………………5

Практическая работа № 2……………………………………………………5

Практическая работа № 3……………………………………………………7

Практическая работа № 4……………………………………………………9

4

Введение

Экология, как междисциплинарная наука, изучающая закономерности взаимодействия живых систем разного иерархического уровня со средой их обитания. На сегодняшней день значимость экологии заключается в раскрытии законов и связей, на которых основана устойчивость жизни, позволяющая людям изменить и организовать свои отношения с природой, видеть, по каким принципам необходимо развивать и использовать свои ум, знания и способности, свою возможность использования многообразных технических средств.

Для организации экологически грамотного хозяйствования на Земле необходимы разносторонние, многообразные знания, включая локальные и заканчивая обще планетарными. В данном пособии предлагается лишь малая часть практических работ по исследованию природы и воздействия на нее человека с целью познакомить студентов с приемами и методами научных исследований окружающей среды и законов взаимодействия с ней, и вызвать у них интерес к вдумчивому и пытливому подходу к установлению этих взаимодействий.

Основная цель практических занятий, проводимых по предмету «Экология»

– закрепление теоретических знаний, полученных в лекционном курсе по этой дисциплине, а также приобретение практических навыков изучения экологических закономерностей взаимодействия факторов окружающей среды и организмов, освоение методик определения степени изменения экосистем, отработка приемов проведения самостоятельной исследовательской работы и составления отчетной документации.

Методические указания содержат основные требования федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования, предъявляемые к знаниям студента.

5

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1.

Основные понятия экологии

Цель занятия : усвоить основные понятия и терминологию курса Ход занятия. Используя лекционный материал изучить следующие

понятия:

1.Предмет и задачи экологии

2.Отрасли экологии, имеющие практическую и прикладную направленность.

3.Фундаментальные проблемы экологии как науки.

4.Определения следующих понятий: особь, вид, популяция, экосистема, сообщество, (биоценоз).

5.Что следует понимать под определением «охрана окружающей среды»?

6.Что такое природоохранительная деятельность и каковы еѐ основные виды ?

Составить доклады.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Изучение методики подсчета срока исчерпания невозобновимых ресурсов

Цель: Ознакомиться с методикой подсчета времени исчерпания природного ресурса.

Ресурсы могут быть классифицированы как вечные, возобновимые и невозобновимые.

Вечные ресурсы, такие как солнечная энергия, действительно неисчерпаемы с точки зрения истории человечества.

Возобновимые ресурсы в нормальных условиях восстанавливаются в результате природных процессов. Примерами могут служить деревья в лесах, дикие животные, пресные воды поверхностных водотоков и озер, плодородные почвы и др.

Невозобновимые, или исчерпаемые ресурсы существуют в ограниченных количествах (запасах) в различных частях земной коры. Примерами являются нефть, уголь, медь, алюминий и др. Они могут быть истощены как потому, что не восполняются в результате природных процессов (медь и алюминий), так и потому, что их запасы восполняются медленнее, чем происходит их потребление

6

(нефть, уголь). Невозобновимые ресурсы считаются экономически истощенными когда выработаны 80 % их оцененных запасов. По достижении этого предела разведка, добыча и переработка остающихся запасов обходится дороже рыночной цены.

Необходимо оценить срок исчерпания природного ресурса, если известен уровень добычи ресурса в текущем году, а потребление ресурса в последующие годы будет возрастать с заданной скоростью прироста ежегодного потребления. Исходные данные для выполнения работы представлены в таблице 1.

Таблица1

Данные для расчета срока исчерпания ресурса

Для расчета воспользуйтесь формулой суммы членов ряда геометрической прогрессии:

, где

Q – запас ресурсов; q – годовая добыча ресурса; ТР – прирост потребления ресурса; t – число лет. Логарифмирование выражения для Q дает следующую формулу для расчета срока исчерпания ресурса:

, где

7

Рассчитайте время исчерпания приведенных в таблице ресурсов, вставьте данные в виде добавочной строки в таблицу. Сделайте вывод о последовательности прекращения добычи ресурсов.

Контрольные вопросы

1.Дайте общую характеристику природным ресурсам.

2.Какое значение для развития цивилизации имеют запасы полезных ископаемых?

3.В чем опасность исчерпаемости природных ресурсов?

4.Каковы пути сокращения потерь сырья при добыче, обогащении, обработке, транспортировке? Приведите конкретный пример.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Биоиндикация качества окружающей среды с использованием древесных растений.

Цель: определить степень загрязнения городской среды с помощью биоиндикационных показателей.

В основе биоиндикации лежат реакции организмов на воздействие факторов окружающей среды. Антропогенные воздействия, с однойстороны, представляют собой новые параметры среды, с другой – обуславливает антропогенную модификацию уже имевшихся природных факторов, и тем самым изменение свойств биологических систем. Если эти новые параметры значительно отклоняются от соответствующих исходных величин, то возможна биоиндикация. Соответственно, организмы, жизненные функции которых так тесно связаны с определенными факторами среды, что могут применяться при их оценке, называются биоиндикаторами.

При биоиндикации изменение биологических систем всегда зависит как от антропогенных, так и от природных факторов среды. Они реагируют на воздействие среды в целом в соответствии со своей предрасположенностью, то есть, такими внутренними факторами, как условия питания, возраст, генетически контролируемая устойчивость и уже присутствующие нарушения. Интенсивность воздействия факторов окружающей среды на организмы различна, также как и различны по своим свойствам сами организмы. Реакция каждого биологического объекта индивидуальна и зависит от интенсивности, вида, времени и других показателей воздействия.

Одним из биоиндикационных показателей трансформации окружающей среды и ее воздействия на живой организм является нарушении симметрии.

8

Растения, как продуценты экосистемы, в течении всей жизни привязанные к локальной территории и подверженные влиянию двух сред: почвенной и воздушной, наиболее полно отражают весь спектр стрессирующих воздействий на систему. Биоиндикационные показатели отражают реакцию организма на все многообразие действующих на него факторов. Наиболее чувствительными из высших растений к атмосферным изменениям, связанным с влиянием антропогенных факторов считаются хвойные (кедр, сосна, ель). Распространенность сосновых лесов в России обуславливает выбор этого объекта в качестве биоиндикатора загрязнения воздуха. Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а так же продолжительность жизни хвои.

В целом, биоиндикационные методы являются весьма эффективными при оценке экологического состояния территории, поскольку живые системы очень чувствительны к изменениям внешней среды и обладают свойством реагировать раньше, чем эти изменения станут очевидными. Преимущества биоиндикаторов состоит в том, что они суммируют все биологически важные данные об окружающей среде и отражают ее состояние в целом; устраняют трудную задачу применения дорогостоящих методов исследования; исключают невозможность регистрирования залповых и кратковременных выбросов токсикантов; указывают пути и места скопления в экосистемах различного рода загрязнений; позволяют судить о степени вредности веществ для живой природы и т.д.

Задание. Ознакомиться с методиками проведения мониторинга окружающей среды с помощью биоиндикаторов. Для этого осуществить сбор, анализ и прогноз результатов мониторинга и подготовить отчет о проделанной работе по оценке состояния тояния окружающей среды.

1. Биоиндикация загрязнения воздуха.

Оценка состояния воздушной среды по лиственным растениям Биоиндикация загрязнения воздуха с помощью хвои сосны Исследование состояния атмосферы с помощью лишайников Исследование состояния атмосферы по состоянию загрязненности снега

2. Биоиндикация загрязнения водоемов

Определение степени загрязненности водоема: прозрачности, цветности воды визуальными методами.

Биоиндикация водоема с помощью растений.

9

Определение степени загрязнения водоема по беспозвоночным зооиндикаторам.

3. Биоиндикация загрязнения водоемов

Оценка засоленности почв городов по состоянию липы Оформление экологических отчетов, работа над презентациями.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4 Составление и анализ таблицы

«Глобальные экологические проблемы».

Глобальные проблемы порождены противоречиями общественного развития, резко возросшими масштабами воздействия деятельности человечества на окружающий мир и связаны также с неравномерностью социальноэкономического и научно-технического развития стран и регионов. Решение глобальных проблем требует развертывания международного сотрудничества.

Важнейшие глобальные экологические проблемы, стоящие перед современным человеком, следующие: загрязнение окружающей среды, парниковый эффект, истощение «озонового слоя», фотохимический смог, кислотные дожди, деградация почв, обезлесевание, опустынивание, проблемы отходов, сокращение генофонда биосферы и др.

Парниковый эффект – это нагрев внутренних слоев атмосферы Земли, обусловленный прозрачностью атмосферы для основной части излучения Солнца (в оптическом диапазоне) и поглощением атмосферой основной (инфракрасной) части теплового излучения поверхности планеты, нагретой Солнцем.

В атмосфере Земли излучение поглощается молекулами Н2О, СО2, О3 и др. Парниковый эффект повышает среднюю температуру планеты, смягчает различия между дневными и ночными температурами.

В результате антропогенных воздействий (сжигание топлива и промышленные выбросы) содержание углекислого газа, метана, пыли, фторхлоруглеродных соединений (и других газов, поглощающих в инфракрасном диапазоне) в атмосфере Земли постепенно возрастает. Смесь пыли и газов действует как полиэтиленовая пленка над парником: хорошо пропускает солнечный свет, идущий к поверхности почвы, но задерживает рассеиваемое над почвой тепло – в результате под пленкой создается теплый микроклимат.

10

Не исключено, что усиление парникового эффекта в результате этого процесса может привести к глобальным изменениям климата Земли, таянию ледников и повышению уровня Мирового океана.

Кислотные дожди – это атмосферные осадки (в т. ч. снег), подкисленные (pH ниже 5,6) из-за повышенного содержания в воздухе промышленных выбросов, главным образом SO2, NO2, HCl и др. В результате попадания кислотных дождей в поверхностный слой почвы и водоемы развивается подкисление, что приводит к деградации экосистем, гибели отдельных видов рыб

идр. водных организмов, сказывается на плодородии почв, снижении прироста лесов и их усыхании. Кислотные дожди особенно характерны для стран Западной

иСеверной Европы, для США, Канады, промышленных районов Российской Федерации, Украины и др.

Истощение запаса энергетических ресурсов. Важнейшим фактором, ограничивающим развитие промышленной деятельности человека, является энергетический лимит. Современное мировое энергопотребление человечества составляет около 10 ТВт Основой энергетики сегодня является ископаемое топливо: уголь, нефть, газ и уран-235.

Биосфера загрязняется различными химически инертными органическими веществами, пестицидами, гербицидами, тяжелыми металлами (ртутью, свинцом

идр.), радиоактивными веществами и т.д.

Загрязняется нефтью и нефтепродуктами Мировой океан, планктон которого обеспечивает 70% поступающего в атмосферу кислорода.

Масштабы загрязнения столь велики, что естественная способность биосферы к нейтрализации вредных веществ и самоочищению близка к пределу.

Кчислу важнейших проблем, затрагивающих существование человечества

вцелом, относится быстрый прирост и изменение структуры населения Земли, а также вопрос о последствиях и возможности предотвращения термоядерной войны. Нельзя сказать, что оба эти вопроса не интересовали философов прежде. По крайней мере второму из них они уделяли внимание всегда, ибо войны известны с тех пор, как человечество обрело свою определенность и вступило на путь социального, экономического и культурного развития. Предельной же остроты оба эти вопроса достигли в последние четыре десятилетия, когда начался так называемый демографический взрыв, а крупнейшие страны мира приступили к созданию атомного и ракетного оружия.

В чем сущность демографической проблемы, какое место занимает она в контексте других глобальных проблем? Еще в XVIII в. английский экономист Т.