Разработка элективного курса по теме: "Экологический мониторинг водных объектов"

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.

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 60⁰ С. 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 (Ж_к), а некарбонатную (Ж_н) рассчитывают как разность Ж₀ - Ж_к.

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

¹⁰

где с_к - 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:

C _гк = ^{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 Ж_к рассчитывают, суммируя значения концентраций карбонат- и гидрокарбонат-ионов по формуле

Ж_к = С_к 0,0333 + С_гк 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.

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 KB_rO₃ прибавляют 5 г KB_r 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…

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, 1985 г. - 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. 44 с.

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.