2. Поэтапный план работы.

Подготовительный этап.

В соответствии с требованиями эколого-краеведческого просветительского маршрута исследовательским группам научного общества поручено:

• Историко-краеведческому клубу «Альбатрос» - составить историческую справку «Наш район от прошлого к настоящему»;

• Группе химического мониторинга – проведение систематических наблюдений за состоянием почв, воздуха, оценка качества выпадающих осадков;

• Группе физического мониторинга – оценка транспортного потока и, связанного с ним, шумового загрязнения;

• Биологическому кружку – проведение визуальной оценки местности, количественная и качественная оценка растительности.

1 Этап работ – 2008-2009, 2009-2010 учебные годы.

Задачи этапа:

• Определить разноплановые участки микрорайона, по которым будет проходить маршрут, различные по экологическим условиям на основании: удалённости или приближённости к дороге, различия в видовом разнообразии растительности, а также в соответствии с исторической реконструкцией микрорайона;

• Показать исторические и экологические изменения в микрорайоне, связанные с антропогенной деятельностью;

• При сборе информации соблюдать основные требования к маршруту: привлекательность, доступность, информативность и познавательность;

• Научиться применять теоретические знания по школьным предметам при проведении практических исследовательских работ, выявлять и решать проблемные ситуации;

• Научиться коммуникабельности при работе в разновозрастных группах.

2 Этап работы – 2010-2011 учебный год.

Непосредственная разработка интерактивного маршрута с учетом разных возрастных и социальных групп, создание экскурсионной группы из состава учащихся школы, апробация маршрута, внесение изменений и дополнений, разработка индивидуальных маршрутных листов, работа на маршруте агитбригады из состава эколого-литературного клуба «Родник».

3 Этап работы – 2011-2012 учебный год.

Активное функционирование маршрута, обучение практическим навыкам рационального взаимодействия с социоприродной средой, безопасному проживанию в ней, сохранению природы и восстановлению утраченного, организация совместных реальных практических действий по улучшению состояния окружающей среды с привлечением властей, ученых, широких масс населения.

3. Методика работы.

3.1. Методика исторической реконструкции.

1ЭТАП - ИЗУЧЕНИЕ СОБЫТИЙ ПРОТОТИПА

Изучаются исторические источники: карты, мемуары, рассказы взрослых, другие возможные источники.

2ЭТАП - ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ

При формализации задачи отталкиваются от общего описания события. Затем ставятся перед собой вопросы, детализирующие события.

3ЭТАП - МОДЕЛИРОВАНИЕ НА МЕСТНОСТИ

Как правило, это топографическая съёмка местности, где происходило событие, попытка поставить себя на место участников событий, понять, как и почему они действовали так, а не иначе. Определяется как выглядит сейчас местность, где происходили данные события, насколько глубоки, велики изменения местности относительно периода (века), который изучается. Разыскиваются фотофиксации различных территорий нашего района в 20 веке и проводится фотофиксация этих же территорий в наши дни. На территории района выявляются чудом оставшиеся элементы

первоначальной экосистемы (деревья, травы).

4 ЭТАП - РАЗРАБОТКА КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ И ВЕРБАЛЬНОЙ МОДЕЛЕЙ ИСТОРИЧЕСКОГО СОБЫТИЯ

На основе собранных материалов, составляется карта- схема событий и подробный рассказ о том, как оно происходило с нашей точки зрения.

5 ЭТАП - АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ.

Полученные выводы порой способствуют проведению дополнительных исследований. Иногда при работе с очередными историческими материалами появляются новые детали давно изученного события, или неправильно были изучены (поняты) детали местности, самого события. Если это происходит, то процесс моделирования повторяется до тех пор, пока результаты исследования не будет отвечать поставленным задачам.

3.2.Методика визуальной оценки местности.

• Внимательно осмотреть место с одной точки.

• Зафиксировать все видимые признаки антропогенного воздействия.

• Повторить тот же процесс с нескольких точек.

• Оценить степень загрязнения.

• Определить направление господствующих ветров (способом сравнения запыленности разных сторон неподвижных объектов)

• Определить возможные источники антропогенного воздействия (автострада, завод, населенный пункт и т.д.)

• Составить план местности с указанием возможных источников загрязнения.

Степень антропогенного воздействия оценивается по пятибалльной шкале, где 0 – отсутствие воздействия, 5 – очень сильное воздействие. Оценочные баллы суммируются, показатель от 0 до 5 соответствует ненарушенным биоценозам, от 5 до15 - биоценозам, подвергшимся слабому воздействию, от 15 до 30 – биоценозам, подвергающимся сильному антропогенному прессу, от 35 и выше – необратимо нарушенным биоценозам.

3.3. Методика мониторинга транспортного потока.

Работа проводилась в группах:

• Эксперты-историки.

• Эксперты-физики.

• Эксперты-экологи.

• Эксперты-лаборанты.

• Специалисты по решению экологических проблем.

Раз в месяц в определенное время исследовательская группа выходит на обследуемый участок. Каждая группа, состоящая из 3 человек, стоит по 15 минут. Встают рядом с дорогой по обе стороны. Первый человек считает легковые машины, второй - грузовые, а третий - автолайны и автобусы. С другой стороны дороги происходит всё аналогично.

Расчет количества вредных веществ, выбрасываемых автотранспортом, проводится по формуле:

Дополнительно проводится анкетирование, связанное с покупкой и эксплуатацией автомобилей, самочувствием при движении в автомобильном транспорте, среди родителей и учащихся нашей школы.

3.4. Методы исследования шумового загрязнения.

Работа в группах:

• Историки.

• Теоретики.

• Практики.

Поиск и анализ источников шума путем визуальных наблюдений.

Анализ влияния шума на организм человека по литературным данным

Измерение уровня шума с помощью шумомера.

3. 5. Методы химической оценки воздуха.

1. При определении в воздухе диоксида углерода и приоритетных загрязнителей использовали индикаторные трубки. Методика применения – см. Приложение 1.

2. Наличие аммиака в воздухе определяли с использованием тест-системы «Аммиак» (см. Приложение 2.)

3.6. Методы исследования загрязнения почвы.

3.6.1. Отбор образцов почвы и её подготовка.

• Пробная площадка представляет собой квадрат со сторонами 5 метров (рис.8, Приложение 3).

• Точки отбора образцов (метод конверта) – по углам пробной площадки и в центре.

• Выбираем площадку (5х5 м) для отбора проб.

• Пробу берём на глубине 10 см (после срезания дёрна).

• В каждой из пяти точек «конверта» берём приблизительно по 30 грамм почвы, смешиваем и укладываем в полиэтиленовый пакет.

• В пакете должно находиться приблизительно 150 грамм образца.

• Каждый пакет маркируем:

А) номер школы и точный адрес

Б) дата взятия проб

В) краткое описание пробной площадки (в каком состоянии растительный покров, где расположена площадка, отдалённость от оживлённых автодорог и т.п.)

• Бирка с маркировкой должна быть снаружи пакета

3.6.2. Приготовление почвенной вытяжки.

Оборудование: ( воронка стеклянная, палочка стеклянная, фильтр бумажный, цилиндр мерный, весы ученические, колба на 200 мл., разновесы ученические, сушильный шкаф, кювета, химический стакан на 200 мл)

Реактивы и материалы: ( чистая вода, образец почвы.)

Ход работы:

1. Высушиваем отобранный образец почвы в сушильном шкафу или на воздухе, расположив почву в кювету слоем толщиной не более 2 см. (рис.9, Приложение 3)

2. Взвешиваем пустой чистый стакан на 200 мл. В стакан помещаем высушенную почву на 1/3 высоты и снова взвешиваем его, определив массу почвы (m) в граммах.

3. Добавляем к почве воду (5мл воды на 1 г почвы).

4. Перемешиваем содержимое стакана в течении 3-5 мин. с помощью стеклянной палочкой.

5. Фильтруем содержимое стакана через бумажный фильтр.

6. Обращаем внимание на её внешний вид (цвет, мутность). Вытяжка должна быть однородной и не содержать частиц почвы.

3.6.3. Определение рН почвенной вытяжки и оценка кислотности почвы.

Оборудование: (Колба с почвенной вытяжкой, pH – индикаторная бумага, пинцет)

Ход работы:

1. Определяем pH почвенной вытяжки, опустив конец индикаторной бумажной полоски пинцетом в колбу.

2. Сравниваем цвет с контрольной шкалой.

3. По результатам определения pH заполняем таблицу (фото 4, Приложение 3)

3.6.4. Определение засоленности почвы по солевому остатку.

Оборудование и материалы: (лупа, пипетка-капельница, стекло предметное, спиртовка, штатив с кольцом и огнезащитной прокладкой, водная вытяжка из образцов почв, отобранных в разных местах)

Ход работы:

1. Нанесём 1 каплю почвенной водной вытяжки на предметное стекло с помощью пипетки-капельницы (рис. 10, Приложение 3).

2. Осторожно нагреваем предметное стекло до испарения влаги, не допуская перегрева стекла во избежание его растрескивания.

3. Рассматриваем сухой остаток на стекле невооружённым глазом и в лупу.

4. Зарисовываем наблюдаемый солевой остаток в каждом случае.

5. Количественное определение хлоридов в почвенной вытяжке

Оборудование и реактивы: (тест-комплект «Хлориды», пипетка-капельница, склянка с меткой «10мл» с пробкой, р-р AgNO3 (0,05 моль/л), р-р хромата калия ( 10% )).

Ход работы:

1. В склянку наливаем 10 мл анализируемой почвенной вытяжки.

2. Добавляем в склянку пипеткой-капельницей 3 капли р-ра хромата калия (рис.11, Приложение 3).

3. Герметично закрываем склянку пробкой и встряхиваем, чтобы перемешать содержимое

4. Постепенно титруем содержимое склянки раствором нитрата серебра при перемешивании до появления неисчезающей бурой окраски (фото 5, Приложение 3).

5. Определяем объём раствора, израсходованный на титрование (Vхл, мл)

6. Рассчитываем массовую концентрацию хлорид-анионов (Схл, мг/л) по формуле:

Vхл х Снс х 35,5 х 1000

Схл = -------------------------------------

Vа

где:

Снс - молярная концентрация р-ра нитрата серебра (0,05 моль/л)

35,5 – эквивалентная масса хлорид-аниона

1000 – коэффициент пересчёта единиц измерений из г/л в мг/л

Vа – объём пробы, взятый для анализа (10 мл)

5. Определение сульфатов в воде и почвенной вытяжке

Оборудование и реактивы: (мутномер, пипетка-капельница, пробирки мутномерные с рисунком-точкой на дне, пробка для мутномерной пробирки, р-р нитрата бария, (насыщенный) Ва(NO₃)₂, р-р соляной кислоты HCl, почвенная вытяжка).

Ход работы:

1. Помещаем в отверстие мутномера две пробирки с рисунком на дне. В одну из пробирок наливаем почвенную вытяжку до высоты 100мм.

2. Добавляем к содержимому пробирки пипеткой 2 капли р-ра HCl и 14-15 капель р-ра Ba(NO₃)₂

3. Герметично закрываем пробирку пробкой и встряхиваем, чтобы перемешать содержимое.

4. Пробирку с раствором оставляем на 5-7 мин для образования белого осадка или суспензии.

5. Закрываем пробирку снова встряхиваем, чтобы перемешать содержимое.

6. Пипеткой переносим образовавшуюся суспензию во вторую (пустую) пробирку до тех пор, пока в первой пробирке не появится изображение точки на дне.

7. Измеряем высоту столба суспензии в первой пробирке (h1, мм). Наблюдение проводим, как показано на рисунке (рис.12, Приложение 3).

8. Продолжаем переносить суспензию во вторую пробирку до тех пор, пока в ней не

скроется изображение рисунка.

9. Измеряем высоту столба суспензии во второй пробирке (h2, мм).

10. Рассчитаем среднее арифметическое значение высоты столба суспензии (h) по формуле:

h1 + h2

h = ---------------

2

11. Определяем концентрацию сульфат-анионов в мг/л по таблице (см. Приложение 4).

5. Количественное определение общей жёсткости в воде и почвенной вытяжке

Оборудование и реактивы: (склянка для титрования с пробкой, пипетка-капельница, почвенная вытяжка, фенолфталеин, р-р 0,05н раствор HCl)

Ход работы:

1. Мерную склянку ополаскиваем несколько раз анализируемой водой.

2. В склянку наливаем до метки анализируемую почвенную вытяжку.

3. Добавляем пипеткой-капельницей к пробе 5-6 капель фенолфталеина. Содержимое склянки перемешиваем осторожным встряхиванием. Обращаем внимание на цвет раствора после добавления первых капель (если при этом окраска не появится, то считается, что карбонат-ионы в пробе отсутствуют).

4. В случае возникновения розовой окраски пробу титруем 0,05н раствором HCl до обесцвечивания

5. Концентрацию карбонат-ионов рассчитываем по формуле:

VHCl х 0,05 х 60 х 1000

Ск = -------------------------------------- = VHCl х 300

10

где:

Ск – концентрация карбонат-ионов, мг/л

V HCl – объём соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл

9. Жк = Ск х 0,0333 + Сгк х 0,0164

где: 0,0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные величины, Карбонатную жёсткость Жк рассчитывают, суммируя значения концентраций карбонат – и гидрокарбонат-ионов по формуле:

обратным эквивалентным массам этих анионов.

5. Определение органического вещества в почве

Оборудование и реактивы: (линейка, ложка, лабораторный стакан либо стеклянная банка объёмом 1л, вода чистая, образцы почв из разных мест).

Ход работы:

1. В сосуд (стакан, банку) помещаем образец почвы объёмом около 0,3 л.

2. Заливаем его водой и доводим уровень воды в сосуде до объёма примерно 1л.

3. Содержимое колбы взбалтываем перемешиванием для смачивания почвы и выхода пузырьков воздуха.

4. Дожидаемся расслоения взвеси (рис.13, Приложение 3)

5. Обнаружение ионов тяжёлых металлов

Оборудование и реактивы: (воронка стеклянная, колба коническая, палочка, стеклянная, пробирки, химический стакан, фильтр бумажный, штатив для пробирок, колба коническая, растворы солей 5%-ные: роданид калия или аммония, железистосинеродистый калий, ацетат свинца, йодид калия, хромат калия, хлорид калия или натрия, р-р азотной кислоты (1:3), р-р уксусной кислоты (1:3), р-р аммиака (10%)

Определение ионов свинца:

а. В пробирку наливаем 3-4 мл почвенной вытяжки, добавляем 1 мг 50%-го р-ра CH3COOH и перемешиваем. Добавляем 1 мл р-ра хлорида натрия. (фото 6, Приложение 3)

б. 1. В пробирку наливаем 3-4 мл почвенной вытяжки, добавяем 1 мг 50%-го р-ра CH3COOH и перемешиваем.

2. Добавляем 0,5мл 10%-го раствора дихромата калия, при наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает жёлтый осадок хромата свинца.

Определение ионов железа

Ход работы:

1. В пробирку помещаем 10 мл почвенной вытяжки, добавляем 1 каплю концентрированной HNO3, несколько капель р-ра H2O2 и примерно 0,5 мл р-ра роданида калия (фото 7, Приложение 3).

2. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.

3.7. Методика оценки древесно- кустарникового состава биогеоценоза.

1. Выбраны 4 участка, различные по экологическим условиям на основании:

-удалённость или приближённость к дороге;

-в соответствии с исторической реконструкцией микрорайона, проводимой исторической группой;

-участки с наибольшим видовым разнообразием растительности.

2.Проведено изучение этих участков на определение:

-видового состава деревьев, кустарников и трав с использованием определителей;

- процентного соотношения видов;

-визуального состояния растений.