VІІ. Биосфера

Биосфера туралы түсінік

19 ғасырдың бас кезінде «биосфера» түсінігін ғылымға ұлы француз табиғат зерттеушісі Ж.Б.Ламарк (1744-1829) енгізген. Жүз жылдан астам уақыт бұрын, 1875 жылы австриялық геолог Эдуард Зюсс өзінің «Альпі тауларының шығу тарихы туралы» кітабының соңғы тарауында жер шарының әртүрлі қабаттары жайында баяндаған кезде, осы терминді алғаш рет қолданған болатын. Бірақ бұл үстіртін айтылған сөз ғылыми ойдың дамуында айтарлықтай роль атқара алған жоқ.

Биосфера туралы ілімнің қазіргі авторы В.И.Вернадский (1863-1945) «биосфера» терминін 1911 жылы қолдана бастағанымен, оған алғаш рет 1923 жылы «Биосфера - планетадағы тірі заттардың таралған аймағы-жердің «ерекше тіршілік қабығы» деп анықтама берді. Биосфера ретінде Вернадский жер қыртысының бүкіл геологиялық тарихы бойында тірі организмдердің әсеріне ұшыраған барлық қабаттарын түсінді.

Биосфера және оның шекаралары

1926 жылы В. И. Вернадский алғаш рет биосфераның шекаралары туралы мәселені қарастырды.

Қазіргі тіршілік жер қабығының жоғары бөлігінде (литосфера), жердің атмосфералық төменгі қабатында (тропосфера) және жердің сулы қабатында (гидросфера) таралған.

Литосферадағы тіршілікті +100 °C -тан жоғары болатын 1,5–15 км деңгейдегі және тереңдіктегі жер асты сулары мен тау жыныстарының температурасы шектейді. Жер қабығының жынысынан бактерия табылған ең үлкен тереңдік – 4 км құрайды. Мұнай орындарындағы 2–2,5 км тереңдікте көп мөлшерде бактериялар табылған. Мұхиттағы тіршілік өте терең қабатқа дейін таралған және жер бетінен 10–11 км тереңдікте «мұхиттың түбінде» кездеседі. Атмосферадағы тіршіліктің жоғары шекарасы – жоғары ультракүлгін радиациясының жер бетіне өтуіне кедергі жасайтын Озон қабаты. Озон қабаты жерден 22–25 км жоғарыда Күннің ультракүлгін сәулесінің көп бөлігін сіңіреді. Озонның қорғаныс қабатынан жоғары көтерілген барлық тірі организмдер жойылады. Бактерия мен саңырауқұлақ споралары 20–-22 км биіктікте табылған, бірақ аэропланктондардың негізгі бөлігі – осы қабаттан 1–1,5 км қабатта кездеседі.

Биосферада организмнің концентрациясының көбірек жерін В.И.Вернадский «тіршілік қабықшасы» деп атады.

Тірі заттардың негізгі қызметі мен қасиеті

Қазіргі ғылымның көзқарасы бойынша, тірі заттарға кейбір арнаулы қасиеттер тән және олар биосферада белгілі биогеохимиялық функцияларды орындайды.

Тірі заттардың арнаулы қасиеттері және ерекшеліктері:

  1. Биосфераның тірі заттары энергияның үлкен қорымен сипатталады.
  2. Тірі және өлі зат арасындағы күрт айырмашылық химиялық реакциялардың өту жылдамдығынан байқалады (тірі затта осы реакциялар мың есе, ал кейде млн есе тез жүреді).
  3. Тірі заттардың ерекшелігі - оның құрамындағы жеке химиялық қосылыстарының белок, фермент және т.б.-ның тек тірі организмдерде ғана тұрақтылығында.
  4. Еркін қозғалыс – биосферадағы барлық тірі заттардың жалпы белгісі болып табылады.
  5. Өлі затпен салыстырғанда тірі затта көбірек морфологиялық және химиялық әртүрлілік кездеседі. Тірі заттардың құрамына кіретін органикалық қосылыстар саны 2 млн-нан артық, ал бұл уақытта өлі заттардың табиғи қосылыстар саны 2 мың ғана.
  6. Тірі зат мөлшері биосферада үлкен шамада жеке организмдер түрінде кездеседі. Ең ұсақ вирустар шамасы 20 нм (1нм = 10–9), ең ірі жануар – кит, ұзындығы 33 м-ге жетеді, ең үлкен өсімдік–секвойя, биіктігі 100 м.

Тірі заттардың негізгі биогеохимиялық функциялары

Энергетикалық функция – негізгі Күн радиациясымен қатар, биосфера - планетарлық құбылыстардың жүзеге асуының космостық сәулелермен байланыстылығы.

Күн энергиясы жинақталатын және биосфера компоненттері арасында таралатын жасыл өсімдіктердің фотосинтездік іс-әрекеті бұл функцияның негізін құрайды. Жерде бүкіл тіршілік құбылысының барлығы күн энергиясының жинақталуы есебінен өтеді.

Газдық функция – газдардың миграциялануына және олардың айналымын жүргізіп, биосфераның газдық құрамын қамтамасыз етеді. Қызмет ету процесінде тірі заттардан негізгі газдар азот, көмірқышқыл, оттегі, метан және т.б. түзіледі.

Жинақталу функциясы – қоршаған ортадан биогенді элементтерді тірі организмдердің бөліп алуы және жинауы. Тірі заттар құрамына жеңіл элементтің атомдары сутегі, көміртегі, азот, оттегі, натрий, алюминий, күкірт, калий, хлор, кальций т.б. кіреді. Сыртқы ортаға қарағанда бұл элементтердің концентрациясы тірі организмдер денесінде мың есе жоғары. Бұл биосфераның химиялық құрамының әртектілігімен және оның планетаның өлі заттарының құрамынан анағұрлым айырмашылығымен түсіндіріледі.

Тотығу-тотықсыздану функциясы – ауыспалы тотығу дәрежесі бар атомдар құрамында болатын заттары бар химиялық айналым тән. Мысалы, темір, марганец және т.б. қосылыстар.

Деструктивті функция – органикалық заттардың минералдануы жүретін организмнің өлгеннен кейінгі ыдырауымен байланысты процесс, яғни тірі заттарды минералды заттарға айналдырады. Нәтижесінде сонымен қатар биогенді және биокосты заттар түзіледі.

Орта түзуші функция – нәтижесінде тіршілік процестері ортаның физико-химиялық параметрлерінің түзілуін жүзеге асырады.

Тасымалдаушы функция – ауырлық күшіне қарсы және көлденең бағыттағы заттардың тасымалдануының жүзеге асуы. Тірі заттар – заттардың жоғарыдан төмен қарай кері араласуын қамтамасыз ететін, мұхиттан континентке шығатын биогеохимиялық циклдерінің бұтағын жүзеге асырушы жалғыз фактор.

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Сілекейдің қасиетіне антибиотиктің әсері

Мақсаты: Крахмалды гидролитикалық ыдыратуға сілекейдің ферментінің қабілеттілігіне антибиотиктердің әсерін зерттеу

Ақпарат: «Фермент – орта фактор» жүйесін зерттеу маңызды және өзекті. Бір жағынан фермент белок табиғатты, екінші жағынан - олар каталитикалық қасиет көрсетеді, яғни биохимиялық реакциялар жылдамдығына әсер етеді. Химиялық факторлардың адам әсеріне салдарының индикаторы ретінде сілекей ферменттеріне жататын ерекше химиялық қосылыстар – амилаза бола алады.

Химиялық факторлардың әсеріне адам организміндегі әртүрлі механизмдер жауап береді, мысалы ферменттердің белсенділігінің төмендеуі (инактивация). Ферменттік белсенділіктің төмендеуі әртүрлі текті табиғаты әртүрлі химиялық ластаушылардың әсеріне жауап беру реакцияларының бір маңызды ажырамас бөлігі болып есептеледі.

Аз мөлшерде антибиотиктер микроорганизмдер мен клеткаларға таңдамалы улы әсер етеді. Дәріханада сатылатын антибиотиктер ( мысалы, тетрациклин, олететрин, эритромицин, пенициллин, ампицилин және т.б.) никотин мен қышқылдық сияқты крахмалды гидролитикалық ыдыратуға сілекейдің ферменттерінің қабілеттілігін төмендетуді тудырады.

Құрал–жабдықтар: 5% -тік йодтың спиртті ерітіндісі, тетрациклин, олететрин, эритромицин немесе т.б. антибиотиктер, ас немесе ерігіш крахмал, стакандар, цилиндр, секундомер.

Ерітінділер даярлау:

Йод ерітіндісін даярлау: Дәріхананың 5 %-тік йодтың спирттік ерітіндісін әлсіз шай түсіне жеткізетін 20 есе сумен сұйылтады.

Антибиотик ерітіндісін даярлау: тетрациклин, олететрин, эритромецин немесе т.б. антибиотиктердің бір таблеткасын қасықтар арасына қысып, ұнтақтап, 20–50 мл таза суы бар стаканға салыңыз. Жақсылап араластырыңыз және шамалы уақытқа қалдыру керек.

Крахмал ерітіндісін даярлау: Жарты шай қасық ас немесе ерігіш крахмалды 1/3 стакандағы суық сумен араластырып шайқаңыз. Сосын қайнату температурасына жеткізілген суға жоғарыда түзілген суспензияны қосып, 200 мл- ге дейін жеткізіңіз. Ерітіндіні жақсылап араластырып, салқын жерде сақтаңыз.

Сілекей ерітіндісін даярлау: Сілекей ерітіндісін 3 әдіспен дайындауға болады. Қанддай әдіс болмасын ауызды тамақ қалдықтарынан құтылу үшін 2-3 рет шайыңыз. Сосын төменде келтірілген 3 әдістің біреуін таңдаңыз:

А) Ауызға 10 мл дистилденген суды құйып, жарты минут ұстап, сосын түзілген бұл ерітіндіні пробиркаға құйыңыз. Ерітінді көлемін дистилденген сумен  10 мл-ге дейін жеткізіңіз.

Б) Концентрацияланған сілекейді жинап, оны 10 мл-ге дейін дистилденген сумен сұйылтыңыз. Сілекей ерітіндісін жайлап араластыру керек, өйткені қатты көпіршіктеніп араластырған жағдайда ферменттің белсенділігінің жоғалуы мүмкін.

В) 20-25 мл дистилденген суды өлшеп, стаканға құйыңыз. Осы стакандағы сумен 1-2 минут бойына ауызды шайып, басқа стаканға жинаңыз. Бұл операцияны 2-3 рет қайталаңыз. Жиналған сұйықтықты мақта арқылы фильтрлеңіз.

Жұмыс барысы:

  1. Пробиркаларды нөмерлеңіз.
  2. Бірінші пробиркаға ¼ көлеміне дейін крахмал ерітіндісін құйыңыз және соншалықты сілекей ерітндісін құйып, олардың үстіне 2-3 тамшы йод ерітіндісін тамызыңыз.
  3. Пробиркадағы қоспаны жақсылап араластырыңыз. 10 минутқа жылы суы бар стаканға пробирканы орналастырыңыз.
  4. Ерітіндінің реңінің өзгеруін бақылаңыз.
  5. Екінші пробиркаға да оның ¼ бөлігіне дейін крахмал ерітіндісін және соншалықты көлемде сілекей ерітіндісін қосыңыз.
  6. Бұл қоспаға осындай көлемдегі антибиотиктердің ерітіндісін және 2-3 тамшы йод ерітіндісін қосу керек.
  7. Пробиркадағы қоспаны жақсылап араластырыңыз.
  8. Пробирканы 10 минутқа жылы суы бар стаканға қойыңыз да, ерітіндінің реңінің өзгергенін бақылаңыз.
  9. Екі пробиркадағы ерітінділерінің көк реңінің өзгеру жылдамдықтарына назар аударыңыз.
  10. Сілекей ферменттерінің белсенділігіне антибиотиктердің әсері туралы қорытынды жасап, ферменттер белсенділігін тексеру жұмыстарына қолданылған әдістердің механизмін түсіндіріңіз.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Ауаның микроорганизмдермен ластануы

Ақпарат: Микроорганизмдер (бактериялар, зең саңырауқұлақтары) биологиялық ластаушыларға жатады. Тамақ өнiмдерiн көгертiп, кiтаптарды, жиhаздарды, құрылыстарды бүлдiрiп, адамдардың ауруларының көзi бола отырып, адамдардың өмiрiне керi әсер етедi. Ауа сынамасын микробиологиялық әдiстермен зерттей келе, оның бактериялармен және саңырауқұлақтармен ластану дәрежесiн анықтауға болады және оны залалсыздандыру шараларының алдын алуға болады.

Мақсаты:

  1. Микроорганизмдермен жұмыс iстеудiң әдiстерiмен және жалпы ережелерiмен танысу.
  2. Қоректiк пластинкадағы колониялардың саны бойынша ауа микрофлорасының анализiн жасау.

Құрал–жабдықтар: қоректiк ортамен толтырылған Петри табақшалары (немесе металл қақпағы бар стерильдi шыны банкалар).

Жұмыс барысы:

  1. Зерттеу орнын сипаттау, зерттеудi қойған уақытты белгiлеу.
  2. Стерильдi ыдысты алып, зерттеу жүргiзетiн орында қақпағын 15 минутқа ашып қояды.
  3. Сынаманы зертханаға әкелiп жылы жерге қою керек (260С).
  4. Үш тәулiктен кейiн колонияларды санап, нәтижесiн жазу керек.
  5. Зерттеу нәтижелері бойынш мәліметтерді кесте түрінде толтырыңыз.
  1. Зерттелген ауа микрофлорасы жөнінде талдау жасаңыз.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Өсiмдiк шырынындағы нитраттарды анықтау

Мақсаты: Тамақ өнiмдерiнiң нитраттармен ластануы және түрiне, сортына, мүшелеріне байланысты әр түрлi көкөнiс өнiмдерiндегi мөлшерiн анықтау.

Құрал -жабдықтар: кішкентай келі мен келсап; зат шынылары; дәке кiшкентай ыдыстар; 5 мл химиялық пипеткалар; медициналық пипеткалар; скальпельдер; концентрлi күкiрт қышқылындағы 1 % -тiк дифениламин ерiтiндiсi; колибрлiк қисықты сызу үшiн NaNO3 ерiтiндiсi; дистильденген су ; көкөнiстердi қайнатуға арналған 0,5-1 л–лiк температураға төзiмдi химиялық стакандар; электроплита; шырынға боялмаған құрамында көп мөлшерде нитраты бар көкөнiстер (капуста, қияр, кәді, картоп, қауын және т.б.);

Жұмыс барысы:

  1. Сабаққа бiрнеше күн қалғанда оқушыларға дүкеннен немесе өз учаскесiнен әр түрлi көкөнiстердi әкелуге тапсырма берiледi.
  2. Көкөнiстердi жуып кептiру керек.
  3. Бiр ыдысқа көкөнiстердiң құрамындағы нитраттардың максимальды концентрациясына сәйкес кг-ына 3000 мг 10 мл NaNO3 ерiтiндiсiн құяды. Айта кету керек, өсiмдiктердiң жеке бiр мүшелерiнде едәуiр көп концентрация кездеседi.
  4. Калибрлiк ерiтiндi сериясын алдыңғы ерiтiндiге дистильденген су қосып араластыру арқылы дайындайды (мысалы 3 мл NaNO3 ерiтiндiсiне 3 мл дистильденген су қосады). Құрамындағы нитраттары әр түрлi ерiтiндiлер сериясын алады: 3000, 1500, 750, 375, 188, 94, 47, 23 мг/кг.
  5. Зат шынысының астына ақ қағаз парағы салынады.
  6. Шыныға екi тамшы зерттелетiн ерiтiндi тамызады және екi тамшы дифениламиндi тамызып, үш рет қайталайды. Келесi градацияға сәйкес реакцияны сипаттайды. Мұны калибрлiк ерiтiндi үшiн де, екi типтегi анализ үшiн де пайдалануға болады (Церлинг бойынша, 1965).

23-кесте

Баллдар

Боялу сипаты

Мг/кг-дағы итраттардың құрамы

6

Шырыны немесе кесiлген жерi тез әрi интенсивтi түрде қошқыл-көк түске боялады. Бояу төзiмдi және кетпейдi.

>3000

5

Шырыны немесе кесiлген жерi қара-көк түске боялады. Бояу бiрнеше сағат сақталады.

3000

4

Шырыны немесе кесiлген жерi көк түске боялады. Бояу бiрден пайда болмайды.

1000

3

Ашық-көк түс 2-3 минуттан кейiн жоғалады.

500

2

Бояу тез жоғалады, ең бастысы өткiзгiш шоқтары боялады.

250

1

Тез кететiн көгiлдiр бояудың iздерi қалады.

100

0

Көгiлдiр түске де, көк түске де боялмайды. Бүтiн өсiмдiктер ақшыл қызыл түске боялады

0

 

Айта кету керек, шырындағы нитраттарды анықтау үшiн жоғарыдағы кесте емес, негiзiнен өз зерттеулерi болуы керек, себебi реактивтердiң сапасына, сақтау мерзiмiне, орынның температурасына қарай боялуы ауытқып отырады.

24-кесте – Әр түрлi көкөнiстер мен жемiстердiң құрамындағы нитраттар мөлшерi

Зерттелетiн өсiмдiктер

Бөлiктерi

Баллдар

мг/кг-дағы нитраттар құрамы

Картоп

а) қабығының асты

б) орта бөлiгi

 

 

Пiскен картоп

сол бөлiктерi

 

 

Капуста

а) жүйке

б) қаудандар

в) жапырағы

 

 

Пісірілген капуста

сол бөлiктерi

 

 

 

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Жауын – шашынның улылығын зерттеу

Мақсаты: Ластанған зонаға түсетiн жауын-шашынның улылығын анықтау

Құрал–жабдықтар: метеоалаңдағы тұнба өлшегiш немесе суды жинауға және сақтауға арналған ыдыс; булайтын табақшалар; сулы монша; Петри табақшалары; сүзгi қағазы; пинцет; индикатор қағазы; әр түрлi ұсақ тұқымдар;

Жұмыс барысы

  1. Жауын- шашынды тұнба өлшегiшпен жинайды.
  2. Оларды жаңбыр жауған кезде әр жерден кең ыдыстарға жинауға болады, мысалы кристаллизаторлар. Жаңа түскен қарды да пайдалануға болады.
  3. 600 мл жаңбыр суын булағыш табақшада сулы моншада, үстiнен сұйықтықтың жаңа порцияларын қоса отырып булайды.
  4. Булағыш табақшалардың орнына кiшiрек табақшаларды ал су моншасының орнына түбiне су құюға болатын биiк консервi банкаларын пайдалануға болады.
  5. Буландыруды аяқтаған соң табақшаға тамызып дистильденген су қосады.
  6. Жаңбыр суын шыны таяқшамен пробиркаға ағыза отырып жақсылап араластырады. Судың жаңа тамшылары табақшаны толығымен тазалайды.
  7. Пробиркадағы сұйықтық көлемi 6 мл болуы керек (концентрация 100 есе көбейедi)

Жауын шашынның улылығын анықтау

Жауынның концентрленген сұйықтығын (5 мл-ге жуық) оның улылығын анықтау үшiн қолданады.

  1. Петри табақашаларын стерильдейдi (150-200 0С температурада кептiргiш шкафта), олардың түбiне сүзгi қағазының қиындыларын салады, оған 5 мл сұйықтық салады.
  2. Сүзгi қағазына 50 дана ұсақ тұқым себедi: сүт жапырақ, көкнәр, қыша, шалқан т.б.
  3. Петри табақшаларын қақпақпен жабады және температурасы +250С - +260С термостатқа салады. Бақылау – сүзгi қағазы 5 мл дистильденген сумен ылғалданған сол тұқымдар салынған табақшалар.
  4. Бақылаудағы 50 % тұқымдар өнген соң оларды санайды. Тәжiрибиелiк варианттағы тұқымдардың шығу жылдамдығын бақылау вариантындағыны 100 % деп алып процентпен көрсетедi. Келесi градациялар қолданылады: 100 % – улы емес, 80–90% –улылығы өте аз, 60-80% улылығы әлсiз, 40–60 % – орташа, 20–40% – улылығы жоғары, 0–20 % – улылығы өте жоғары.

Биотест ретiнде, бұршақтың, үрмебұршақтың өнгеннен кейiнгi партиясынан алынған бiрдей өскiндерiн пайдалануға болады. Бұршақтардың екi тұқым жарнағының жартысын кеседi. Көлемi 200-250 мл химиялық стаканның түбiндегi сүзгi қағазын 5 мл тәжiрибелiк ерiтiндiмен ылғалдайды, түбiне алдын ала дайындалған 5 бұршақты салады, Петри табақшасының қақпағымен жабады. 3 рет қайталау керек. Бұршақтар 5–7 см және одан да биiк болып өскен (стаканның қақпағына дейiн) соң олардың өлшемiн алады. Бақылау – дистильденген судағы бұршақтар. Тұқымдардың өсуiнiң санағын биотестегiдей жасайды.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Полиэтилен мысалында қалдықтардың қоршаған ортаны ластауы

Мақсаты: қоршаған ортаға қатты заттардың жинақталуының әсерін зерттеу

Ақпарат: Қазіргі таңда қатты қалдықтардың жиналуы маңызды экологиялық проблемаларға жатады. Оның ішінде ыдырауға өте төзімді, берік тұрақты синтетикалық полимерлі материалдардан жасалған бұйымдардың көпшілігі қаты қалдықтарды құрайды. Көптеген полимерлер үшін оларды ыдыратуға қабілетті табиғатта микроорганизмдер кездеспейді. Нәтижесінде мутагенді және улы өнімдер тудыратын кейбір ыдырамайтын заттар мен қосылыстар жиналады.

Құрал – жабдықтар: қайшы, пинцет, 50 мл-лік 2 стакан, спиртовка, шырпы, натрийдің гидроксид ерітіндісі (20 ), тұз қышқылы ерітіндісі (1:3), су, мөлдір полиэтилен пакеті, полиэтилен пакетінің қиындылары, қағаз.

Жұмыс барысы:

  1. Қолдарыңызға полиэтилен пакетін алыңыздар. Оның қандай пайдасы бар? Оны үрлеп ауамен, сосын сумен толытырыңыз. Полиэтилен ауа, су жібере ме?
  2. Қағаз және полиэтиленнің беріктігін қолмен жыртып салыстырыңыз.
  3. Полиэтиленнен 1х1 см бөлігін кесіп, пинцетпен қысыңыз және спиртовка жалынына жағыңыз. Иісті сездіңіз бе?
  4. Полиэтилен жануының реакция теңдеуін жазыңыз.
  5. 1х1 см размерлі қағаз бен полтэтилен қиындыларын біртіндеп қышқыл мен сілті ерітіндісіне салыңыз. Келесі күні қиындылардың сыртқы түріне, түсіне назар аударыңыз және пинцетпен олардың беріктігін тексеріңіз.
  6. Полиэтилен және қағаздың кесіндісін, үлгілерін топыраққа немесе гүл құмырасындағы топыраққа салыңыз.
  7. Бір айдан кейін үлгілердің сыртқы түрі мен беріктігін тексеріңіздер.

Қауіпсіздікті сақтаңыз: жанған полиэтилен күюге соқтыратын балқыған материал тамшылауы мүмкін.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

  1. Дәптерлеріңізге эксперимент нәтижелерін келтіріңіздер.
  2. Төмендегі сұрақтарға жауап беріңіздер.
  3. Неліктен табиғатқа пакеттер, басқа да полимерлер мен полиэтилен бұйымдарын тастауға болмайды. Табиғатта полиэтиленді ыдыратушылар кездесе ме?

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Атмосфералық жауын шашын қышқылдығын анықтау

Мақсаты: ғаламдық экологиялық проблемалардың пайда болу механизмін процестерді модельдеу арқылы зерттеу.

Ақпарат: «Жахандық экология» терминін 1977 ж академик М.И.Будыко тұтас, жалпы биосфераны зерттейтін кешенді ғылым үшін ұсынды. Жаханды экологияның сүйенетін негізгі принциптерінің бірі табиғи отаның күн сайын дамитын антропогенді өзгерістерінің болмай қоймайтындығы принципі болуы керек.

Жахандық экологияның проблемаларының ішінде әдетте, озон қабатының жұқаруы, «көшетхана эффектісі», қышқылды жаңбыр, биологиялық алуантүрліліктің азаюы, және т.б. проблемаларды атап көрсетіледі.

Модельдеу – кез келген құбылысты, процесті зерттеу немесе құрастыру жолымен және олардыңмоделін зерттеу.

Модель – (латынша modulus– үлгі, шама) кез келген образ, көшірме, оның негізгі қасиетін көрсететін, құбылысты немесе процесті сипатттау. Жахандық экологияны моделдеудің негізін салушы американ ғалымы Джей Форрестер.

Құрал–жабдықтар: өлшеуіш цилиндр, ерітіндінің рН-ын анықтайтын реактивтер жиынтығы, кез келген маркалы рН- метр.

Жұмыс барысы:

  1. Өлшеуіш цилиндрді ашық аспанға қойыңыз.
  2. Жаңбыр жауғаннан кейін цилиндрде жиналған су сынамаларының көлемін өлшеңіз және реактивтер жиынтығының көмегімен немесе рН-метрмен сутекті көрсеткіштің мәнін өлшеңіз.
  3. Бұл бақылауды белгілі уақыт аралығында қайталап жүргізіңіз.
  4. Алынған зерттеу нәтижелерін кесте түрінде келтіріңіз.

25-кесте – Жауын шашынның рН мөлшері

Тәжірибе

Жауын шашын түскен күн

Жауын шашын мөлшері (сынама көлемі)

рН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: «Көшетхана эффектісінің» механизмін модельдеу

Мақсаты: «Көшетхана эффектісі» процестерін модельдеу арқылы ғаламдық экологиялық проблемалардың пайда болу механизмін зерттеу.

Құрал – жабдықтар: мөлдір пластмасса қорабы немесе акваруим, құм, сумен пульверизатор, термометр, лампа.

Жұмыс барысы:

  1. Мөлдір пластмасса қорабы немесе кішірек аквариумның түбіне 2-3 см-лік қабатпен қоңыр грунтты (құм немесе топырақ) салу керек.
  2. Шарикті жоғары қаратып картон қондырғыға термометрді орнатыңыздар.
  3. Қорапты мөлдір қақпақпен жабыңыз.
  4. Термометрдің шаригіне жарық түсетіндей етіп, түтіктің үстіне 20-30 см-дей жоғарыға лампаны орнатыңыз.
  5. Бөлме деңгейіндегі температураға дейін келетін лампаны қосыңыз.
  6. Бөлме температурасының мәнін белгілеңіздер.
  7. Ыдыстағы қақпақты қалдырып, лампаны қосыңыздар.
  8. 20 минут бойы әрбір минут сайын термометрдегі температура мәнін жазып отырыңыздар.
  9. Бөлме температурасына дейін түсіретін жағдайға жеткізу мақсатында лампаны өшіріңіздер.
  10. Жұмыстың бүкіл кезеңдері қоңыр грунтты ақшылға ауыстырып қайталаңыздар.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

  1. Дәптерлеріңізге эксперимент нәтижелерін келтіріңіздер.
  2. Эксперимент нәтижелерін кестеге келтіріңіздер және «температура – уақыт» координаторында график құрастырыңыздар.
  3. «Көшетхана эффектісінің» пайда болуы себебі неде?
  4. «Көшетхана эффектісінің» биосфераға тигізетін әсері қандай?
  5. Алынған нәтижелер негізінде қорытынды жасаңыздар

26-кесте – Көшетхана эффектісініңі нәтижесі

Уақыт, мин

Температура ºС

Қоңыр грунт

Ақшыл грунт

қақпақсыз

қақпақпен

қақпақсыз

қақпақпен

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

....

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Синтетикалық жуушы заттардың өсімдіктерге әсерін зерттеу. СЖЗ-дан суды тазарту

Мақсаты: синтетикалық жуушы заттардың өсімдікке әсерін зерттеу, СЖЗ-дан суды тазарту әдісімен танысу.

Ақпарат: Синтетикалық жуушы заттардың сабыннан ерекшілігі әртүрлі кермекті суда жууға жарамды. Сондықтан оларды кірді машиналы жууда пайдаланады. СЖЗ- ң құрамы әртүрлі болады, бірақ барлығына суда жақсы жібітуді жақсартуға, ластаушыларды кетіруге арналған беттік –белсенді заттар болады.

Беттік белсенді заттардан басқа, СЖЗ-дың құрамына сонымен қатар әртүрлі қосындылар – роматизаторлар, антистатиктер, ағартушылар және т.б. қосылады.

Жуушы ерітінділер жуып болғаннан кейін олар ағынды сулармен қалалық канализацияға, сосын тазарту құрылымына, ал кейде ешқандай тазартусыз тура грунтқа немесе су қоймаларына түседі. Канализацияға түскен СЖЗ-ы бар ақаба сулар көбікті көп түрде түзіп тазарту қондырғыларының жұмысын қиындатады. СЖЗ белсенді лайда жиналып, микроорганизмдердің дамуына зиянды әсер етеді. СЖЗ және оның құрамды бөлікттері балықтарға және басқа да гидробионттарға қолайсыз жағдай тудырады.

Әсіресе су қоймаларындағы қоректік тізбектің негізін құрайтын планктонды және бентосты организмдерге орасан зор зиян келтіреді. Планктон беттік  – белсенді заттардың мөлшерінің 1–1,5 мг/л, балықтар            – 3–5 мг/л концентрациясында өледі.

Құрал- жабдықтар: шыны воронка, пробиркаларды қысқыштар, шыны таяқшалар, 2 пробирка, зат шынысы, 50 мл-лік 2 стакан, фильтр қағазы, микроскоп, спиртовка, СЗЖ ерітіндісі, калий немесе натрий хлориді, рН-тест (индикатор қағазы) таза су, элодея бұтақшалары, пробиркалар үшін штатив.

А. Синтетикалық жуушы заттардың өсімдіктерге әсерін зерттеу.

Жұмыс барысы:

  1. Элодеяның бір – бір бұтақшаларын таза суы бар стаканға және СЖЗ-ы бар стаканға орналастырыңыз.
  2. 20 минуттан кейін 2 варианттағы өсімдіктердегі өзгерістерді; түсін, пішінін, жапырақтың күйін сипаттаңыз.
  3. Элодея жапырақтарының екі микропрепаратын: таза суы бар ыдыcтағы және СЗЖ ерітіндісі бар ыдыстағы өсімдіктерден даярлаңыз.
  4. Микроскоп арқылы микропрепараттарды қараңыз және өсімдік клеткаларының күйін салыстырыңыз.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

Б. Синтетикалық жуушы заттардан суды тазарту

Жұмыс барысы:

  1. Пробиркаға 5 мл белгіге дейін СЖЗ ерітінділерін құйыңыз.
  2. Индикаторлы қағазбен немесе рН-метрмен ерітіндінің рН-ын анықтаңыз.
  3. СЖЗ – ерітіндісі бар пробиркаға құрғақ калий немесе натрий хлоридін шамамен бір саусақ қалыңдығындай, яғни 1–2 см-дей қосыңыз.
  4. Спиртовка жағып, оның жалынына жәймен, байқап пробирка құрамын қыздырыңыз. Байқалған құбылысты сипаттаңыз.
  5. Пробирка құрамын фильтрлеңіз. Алынған пайда болған фильтраттың түсін, мөлдірлігін сипаттаңыз.
  6. Фильтраттың рН-ын рН-метрмен немесе индикаторлы қағаз көмегімен анықтаңыз.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Суды ластаушылардан тазарту

Мақсаты: ластаушылардан суды тазартудың әртүрлі әдістерін зерттеу

Ақпарат: Табиғатта суды тазарту бірнеше жолдармен жүзеге асуы мүмкін. Буланау кезінде көптеген еріген заттар кетеді. Бактериялар өзінің тіршілік іс әрекеті кезінде органикалық заттарды жай қосылыстарға дейін ыдыратады. Ал суды құм немесе тастар арқылы сүзгілеуде суды қалқып жүретін заттарды кетіреді, ал адсорбция процесі есебінен кеуекті заттар қосымша тазартады. Бірақ қазіргі таңда қоршаған ортарың аса ластануы жағдайында табиғи жүйелер суды сапалы тазарту міндетін атқара алмайды. Қазіргі уақытта судың ласталуын жою үшін әртүрлі биологиялық, химиялық, сорбциялық, электрохимиялық және т.б. әдістер қолданылады.

Құрал жабдықтар: шыны воронка, конусты колба (50мл), шыны таяқша, 50 мл-лік 2 стакан, фильтр қағазы, пробиркалар штативі, 50 мл-лік бөлуші цилиндрлі воронка -50 мл, мақта, лабораториялық штатив, белсенді көмір, маймен немесе мұнай өнімдерімен ластанған су, модельді су. Механикалық қоспалармен ластанған модельді су.

А. Фильтрлеу арқылы суды тазарту

Жұмыс барысы:

  1. Штативке воронканы орнатыңыз.
  2. Фильтр қағазынан лайықты пішін жасап, орналастырыңыз.
  3. Воронканың ұшы жететін жерге таза суды қабылдайтын стакан қойыңыз
  4. Воронкадағы фильтр қағазын таяқшамен демеп, модельді суларды өткізу, фильтрлеу.
  5. Модельді сумен фильтрленген судың сапасын салыстырыңыздар.

Б. Адсорбциямен суды тазарту

Суды тазартудың бұл әдісі егер су маймен, мұнай өнімдерімен ластанған жағдайда ғана пайдаланылады. Адсорбент ретінде белсенді көмір қолданылады.

Жұмыс барысы:

  1. Штативке 50 мл бөлуші цилиндрлі воронканы бекітіңіз.
  2. Бөлуші воронканың төмеңгі жағына мақтадан жасалған тығынды қойыңыз.
  3. Мақта тығынының бетіне 2-3 см қалыңдықта белсенді көмір толтырыңыз.
  4. Бөлуші воронкаға жабық кран жағдайында ластанған суды құйыңыз.
  5. Воронка кранын құйылған судың тұтас жіңішке ағыны (струя) болып ағатындай етіп алу қажет.

27-кесте – Жүргізілген тәжірибелер нәтижеларі бойынша кестені толтырыңыздар

Судың сыртқы түрі

Тазарту әдістері

Фильтрлеу

Адсорбция

Қағаз фильтрі арқылы

Мақта арқылы

Белсенді көміа арқылы

Лайлы

 

 

 

Қатты бөлшектер-механикалық қосындылармен

 

 

 

Майлы қабықшамен

 

 

 

Мұнай өнімдерінің қоспаларымен

 

 

 

 

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

Әртүрлі жағдайда (лабораторияда, үй және дала жағдайларында) суды тазартудың алуан түрлі әдістердің салыстырмалы тиімділігі туралы қорытынды жасаңдар.

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Өсімдіктердің индикаторлық көрсеткіштері - жапырақтардың ылғалдылығы мен тургорлық жағдайын анықтау

Мақсаты: Өсімдіктердің индикаторлық белгілері арқылы қала экожүйесінің экологиялық жағдайын анықтау

Ақпарат: Өсімдіктердің су режимі – ауа және топырақ орталарының жағдайы туралы информациялық спецификалық емес көрсеткіштердің бірі болып табылады. Қандайда бір қаланың орталық бөлігіндегі ауа температурасы ашық жерлермен салыстырғанда 6-80C-қа жоғары болатыны және ауаның салыстырмалы ылғалдылық мөлшері төмен болатыны белгілі. Биік үйлер салынған көшелерде түскен жауын-шашынның асфальтті немесе тығыздалған грунттан ағып кетуіне байланысты ағашты өсімдіктердің тамыр жүйесінің қажетті мөлшерде ылғалдануына кедергі жасалады. Тамыр жүйесінен келген ылғалдылық жоғары температураға және төмен ылғалдылыққа байланысты. Сондай-ақ, автокөліктерден үнемі келетін шаң аралас арылу үшін су тез буланып кетеді. Осыған байланысты жапырақтар тургорынан айырылып, салбырап қалады. Өсу  аномалияларының нәтижесінде пішінін өзгертіп, клеткалардың сусыздануы байқалады.

Құрал жабдықтар: секатор; таразы; кептіргіш шкаф; полиэтиленді және қағаз пакеттер.

Жұмыс барысы:

  1. Құрғақ ыстық күні қала көшелеріндегі ағаштарды зерттеу: индикатор өсімдіктерде (жөке, каштан) жапырақтарының сыртқы көрінісінің өзгеруі (тургордың жоғалуы, салбырауы, түсінің өзгеруі, т.б.) анықталады.

Әртүрлі экологиялық жағдайларда өсетін (көшелерде, жабық шарбақтарда, қала сыртындағы территорияларда) ағаштардың бір түрінен жерден 4–5 метр биіктіктен 30–50 жапырақ кесіп алынып, полиэтиленді пакетке салынады.

Лабораторияда жапырақтарды қағаз пакеттерге салып, белгілеп, пакетпен бірге өлшейді.

  1. Жапырақтарды +105 ºC температурада кептіру қажет. Материал тез арада CaCl2 салынған эксикаторға ауыстырылады. Содан соң, алдымен жапырақтар пакетімен бірге өлшенеді, сосын пакетті босатып, оның салмағы өлшенеді. Жапырақтың ылғалдылығы процентпен анықталады:

X = (a ∙ 100) / b

мұндағы, а – буланған ылғалдылықтың массасы;

                  b – құрғақ жапырақтың массасы.

Мәліметтерді жазу кестесі:

28-кесте – Жапырақ ылғалдылығының мөлшері

Сынаманы алу орны

Жапырақтары бар пакет массасы

Кепкен жапырақтары бар пакет массы

Бос пакеттердің массасы

Жапырақтардың ылғалдылық мөлшері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кестеде келтірілген мәліметтер бойынша әр түрлі экологиялық жағдайларда өскен жапырақтардың күйі бағаланады және жапырақтар алынған жерлердің қоршаған орта жағдайы туралы қорытынды жасалады.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Қала көшелеріндегі ағашты өсімдіктердің күйі

Мақсаты: Қала көшелеріндегі өсімдіктерде кездесетін некроздар типін анықтау

Ақпарат: Қала көшелеріндегі зерттеу. Бұл жұмысты күздің бастапқы мезгілінде, әр көшедегі ағаш жапырақтарының барлық бұзылыстары мен өзгерістері толық көрінген кезде жүргізу қажет. Бұл жұмыс әр түрлі орта жағдайларындағы ағашты өсімдіктердің вегетациялық кезеңінің соңындағы күйі туралы мәлімет береді. Салыстыру үшін қала сыртындағы парктерді алған ыңғайлы. Әртүрлі ластаушылардың әсерінен өсімдіктердің өлген клеткалары некрозға ұшырайды. Некроздардың мынадай түрлері кездеседі: а) нүктелік, б) жиектік, в) жүйке аралық, г) сәулелік.

Нүктелік некроздар жапыраққа күкірт немесе азот қышқылының тамшылары тиген кезде пайда болады.

Жиектік некроздардың пайда болу себебі, жапырақ алақанының жиегінде ауыр металл тұздарының жиналуынан болады. Қылқан ұшының жансыздануы да осыған байланысты.

Жүйке аралық некроздардың пайда болуының себебі, жапырақ саңылаулары арқылы күкірт қышқылының майда тамшылары өтіп, цитоплазмада күкірт қышқылына айналуы.

Сәулелік некроздар - фотосинтез процессі нәтижесінде пайда болатын көмірсулардан суды сіңіреді. Нәтижесінде бос көмірсутектің пайда болуы жапырақтың бір бөлігінің ойыстанып, бос су буланады. Көміртегі жауын-шашынмен жуылып кетеді де, нәтижесінде жапырақта құрғақ қара-қоңыр ұлпа қалады.

Құрал–жабдықтар: бау – бақшалық қайшы; қағаз пакеттер; бунақденелілерді жинау үшін қолданылатын құрал.

Жұмыс барысы:

Мынадай көрсеткіштер бойынша мәліметтер жиналады:

  1. жарыққа байланысты көшелердің бағытталуы;
  2. көше бағытын анықтау (Күнгей немесе көлеңкелік);
  3. көшенің ені;
  4. көшемен жүретін автокөлік түрлері;
  5. көшенің екі жағынан биік үйлердің болуы;
  6. үйлер арасынан желдің өтуі
  7. кең көшелердің жол тораптарының қатты желденуі;
  8. автобус, автокөлік тұрақтарының болуын, жол тораптарындағы бағдаршам санын анықтау;
  9. ағаштардың жолдан орналасу қашықтығы (қатар саны);
  10. отырғызу орны (бақ, сквер);
  11. ағаштардың тұрақты немесе тұрақты емес түрлерін анықтау.

Ағаштардың күйін бағалау келесі көрсеткіштермен анықталады (зерттеулерде әр түрдің 10–15 үлгісі алынуы қажет):

  1. фенологиялық күйі (фенофаза);
  2. хлороздардың мөлшерін визуальды түрде анықтау (хлорофилл пигментінің бұзылуы нәтижесінде жапырақ ұлпасының сарғаюы). Ағаш бұзылыстарының аймағы анықталады (ағаш діңінің төменгі, ортаңғы, ортаңғы бөлігі).
  3. Жапыраққа күкірт, азот қышқылының немесе ауыр металдардың тұздары тамшылаған кезде нүктелік немесе жапырақ жиегінің түсінің өзгеруін анықтау;
  4. Қалалық орта жағдайында ағаш күйін анықтатйтын белгілердің бірі – олардың фито және энто зиянкестермен зақымдалу мөлшері. Себебі, әдетте, зиянкестер иммунитеті нашар түрлерді зақымдайды. Некроздарды (өлген ұлпаларды) анықтау, олардың жалпы жапырақ ауданымен проценттік қатынасын анықтау.
  5. Бұзылыстардың себептерін анықтау үшін зақымдалған жапырақтарды секатормен кесіп алып, энтозиянкестерді жинап оларды әрі қарай зертеу қажет.
  6. Жоғарыда көрсетілген параметрлер мен көрсеткіштер бойынша қаланың экологиялық жағдайын анықтаңыз.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Жанармаймен жұмыс істейтін кәсіпорындарға жақын аймақтардағы ағашты өсімдіктердің күйі

Мақсаты: Қылқан жапырақтылардың бірнеше көрсеткіштері бойынша қоршаған орта жағдайын анықтау

Ақпарат: Әртүрлі өнеркәсіптердің әсер ету аймақтарындағы зерттеу де осы әдіспен жүргізіледі. Өнеркәсіптен атмосфераға түсетін қалдық мөлшері туралы, мұржаларының биіктігі, желдің бағыты және т.б. факторлар туралы қосымша мәліметтер жинақталады.

Қоршаған ортаның ластануына ағашты қылқанжапырақты өсімдіктердің жоғары сезімтал екендігі белгілі. Қоршаған ортаның қолайсыздығы, әсіресе, атмосфераның газдық құрамының бұзылуының белгілері – қылқанжапырақтыларда хлороздар мен некроздардың пайда болуы, бірқатар мүшелер көлемінің кішіреюі (қылқандардың ұзындығы, бүрлерінің көлемі, бүршіктерінің саны мен көлемінің азаюы) байқалады. Ластанған аймақтағы қылқанжапырақтылардың қылқандары арасындағы қашықтық аз болады, қылқандар жуандап, тіршілік ету мерзімі азаяды (ластанған аймақта тіршілік ету мерзімі 1-3 жыл болса, таза аймақта  6-7 жыл).

Қылқан жапырақтыларды биоиндикациялық зерттеулерде қолданудың қолайлылығы – оларды жыл бойы биоиндикатор ретінде қолдануға болады. Орман шаруашылығында қораған орта жағдайын бағалау үшін қылқанжапырақтылардың бірнеше белгісі бойынша анықтау әдістемелері жасалған. Бұл әдістемелерде қылқанжапырақтылардың тек қана морфологиялық көрсеткіштері емес, сондай-ақ биохимиялық өзгерістері де қолданылады.

Қылқан жапырақтылар биоиндикациялық зерттеулерді үлкен территорияларда жүргізуге мүмкіндік береді. Қылқан жапырақтылар – Европа ормандарының жағдайын бағалау үшін қолданылған негізгі индикаторлар. Сондай-ақ, қылқанжапырақтыларды шағын территорияларда қолдану да үлкен мәліметтер береді. Мысалы, автокөлік жолының маңында орналасқан территорияларға әсері, қала экожүйелеріндегі, қоршаған орта жағдайы.

Құрал–жабдықтар: техникалық таразы; әртүрлі таразы тастары; сызғыш; 4–10 есе үлкейтетін ұлғайтқыш әйнектер; миллиметрлік қағаз; термостат; 7) қала экожүйелерінен немесе ЖЭС, металлургиялық өнеркәсіп, т.б. әсер ететін территориялардан алынған қылқан жапырақтылардың бір түрінің бұтағы; қала территориясынан тыс немесе салыстырмалы таза жерден алынған бұтақтар.

Жұмыс барысы:

Бір апта бұрын сол жерде көп таралған қылқан жапырақтылардың бірдей жастағы бұтақтары кесіліп алынады (мысалы, қала жағдайында кәдімгі шырша немесе көк тікенекті шырша көп таралған). Бұтақтарды ластанған аймаққа бағытталған бөлігінен (автокөлік жолына, өнеркәсіпке) 2 м биіктіктен кесіліп алынады. Салыстыру үшін бірдей жастағы таза территориялардан жинап алынған бұтақтар қолданылады.

  1. Қылқандарды зерттеу.

А. Қылқанды ұлғайтқыш әйнек арқылы қарай отырып, қылқан ұштарының хлороздары мен некроздары, олардың проценттік мөлшері және сипаты анықтаплып, суреті салынады. Өте сезімтал жас қылқандар зақымдауға ұшырайды. Зақымдалулардың түсі әртүрлі болуы мүмкін: сұр-қызыл, сарғыш-қоңыр түсті. Бұл өзгерістер сапалық көрсеткіштер болып табылады.

Б. Қылқандардың ұзындығы мен ені (орта бөлігінде) ұлғайтқыш әйнек арқылы өлшенеді.

В. Қылқандардың өмір сүру ұзақтығын өркендерге қарап анықтайды.

Г. 1000 дана құрғақ қылқандар санап алынады. Ол үшін оларды термостатқа салып, әбден кептіріп, салмағы өлшенеді.

Д. Қылқандардың орналасу қашықтығы анықталады. Ластанған аймақта өркен ұзындығының өсуі нашарлап, нәтижесінде қылқандар таза аймақта өскен қылқандармен салыстырғанда тығыз орналасады. 10см өркенді өлшеп, қылқандар саны анықталады.

29-кесте – Қылқан өлшемдерін жазу кестесі

Сынаманы алу орны

Ұз-ғы, мм

Ені, мм

өмір сүру ұзақтығы, жыл

10см өркен. қылқан саны, дана

1000 дананың салмағы г.

 

Некроздар

%

сипаты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Өркендерді зерттеу.

А. Әр жылғы өсу ұзындығы өлшенеді.

Б. Осьтік өркеннің жуандығы анықталады.

В. Шоғырдағы өркендер саны есептеліп, орта саны анықталады.

Г. Өркендегі некроздар сипаты анықталады (нүктелік немесе басқа формалары).

  1. Бүршіктерді зерттеу.

А. Қалыптасқан бүршіктер санын есептеп, орташа саны анықталады.

Б. Ұлғайтқыш әйнек арқылы ұзындығы мен ені өлшенеді.

30-кесте – Өркен мен бүршік өлшемдерінің нәтжелерін жазу кестесі

Сынама алынған орын

Өркендер

Бүршіктер

Осьтік өркен ұзынд.

Осьтік өркен ені

Бұтақта луы, дана

Саны, дана

Ұзынд., мм

Ені, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Автокөліктен ауаға шығарылатын зиянды заттар шығарындыларының мөлшерінің есептік бағалауы

Ақпарат: Автокөлік атмосфераны азот оксидтерімен және угар газымен  ластайтын негізгі ластаушыларының бірі болып табылады. Бұл газдар шығарынды газдардың құрамында болады. Ауаның көлікпен ластану мөлшері СО бойынша 60 % және 50 % NOx құрайды. СО және NOx-тің жоғары құрамы реттелмеген қозғалтқыштың шығарынды газдарының құрамынан, сонымен қатар жылыту режимінде табуға болады.

Автокөліктен шығатын зиянды заттардың шығарындылары ауаның негізгі ластаушыларының санымен сипатталады, олар атмосфераға белгілі бір уақыт аралығында шығарынды газдардан келіп түседі. Шығарылатын зиянды заттарға угар газы (шығарынды газдағы концентрациясы              0,3 – 10 %), көмірсутектер – жанбаған отын (3%-ға дейін ) және азот оксидтері ( 0,8 %-ға дейін ), күйе жатады.

Атмосфераға автокөліктен келетін зиянды заттардың шығарындыларының мөлшері сандық әдіс арқылы бағалануы мүмкін.

Уақыт бірлігінде тас жолдың белгілі бір аумағында өтетін әртүрлі типтегі автокөліктің бірлік санын білу керек.

31-кесте – Автокөлік отынының шығындалу нормасы

Автокөлік түрі

Отынды шығындаудың орташа нормасы

Отынның меншікті шығыны Yi (км /л)

Жеңіл автокөлік

11-13

0,11-0,13

Жүк көлігі

29-33

0,29-0,33

Автобус

41-44

0,41-0,44

Дизельді жүк көлігі

31-34

0,31-0,34

Отын түріне байланысты автокөліктен шығатын зиянды заттардың шығарындысын анықтайтын эмпирикалық коэффициенттері

32-кесте – Автокөліктен шығатын зиянды заттар

Отын түрі

Коэффициент мәні (К)

Улы газы

Көмірсутектер

Азот диоксиді

Бензин

0,6

0,1

0,04

Дизельді отын

0,1

0,03

0,04

1 км-ді жүріп өтуге қажетті отынның мөлшері автокөлік қозғалтқышының жану кезіндегі литр бойынша компонентінің мөлшеріне сәйкес келетін ластаушы шығарындылардың мөлшерінің санына К коэффициенті тең.

Құрал–жабдықтар: жазуға арналған құралдар, микрокалькулятор.

Жұмыс барысы:

  1. Ұзындығы 0,5–1 км болатын, жақсы көрінетін (мектеп терезесінен, саябақтан, мектеп маңы аумағынан жақсы көрінетін) мектеп маңынан тас жолдың бір аймағын таңдаңыз (тұрғын үйлер маңы, демалыс аймақтары) .
  2. Аймақ ұзындығын қадаммен өлшеңіз (l м), алдын ала өзіңіздің қадамыңыздың орташа ұзындығын өлшеңіз.
  3. 20 минут бойы уақыттың белгілі бір кезеңінде аймақ арқылы өтетін автокөлік бірлігінің санын анықтаңыз. Алынған мәліметтеріңізді кестеге енгізіңіз.

33-кесте – Автокөліктен шығатын улы заттарды анықтау нәтижесі

Автокөлік түрі

Саны, дана

20 минут бойы

1 сағат ішінде, Ni, дана

1 сағат ішінде жалпы жол, l, км

Жеңіл автокөлік

1,1,1,1,1,....

14

42

 

Жүк көлігі

 

 

 

 

Автобустар

 

 

 

 

Дизельді жүк көліктері

 

 

 

 

  1. 1 сағат ішінде өткен автокөлік бірлігінің санын 20 минут бойы алынған, 3 санға көбейтеді.
  2. 1 сағат ішінде жолмен өткен автокөлік санының формула бойынша жалпы жолын есептеңіз:

Lі = Ni*l

Ni – 1 сағат ішінде әр түрлі автокөлік саны

і – автокөлік түрін белгілеу

l – аймақ ұзындығы, км

алынған нәтижелерді кестеге енгізіңіз.

  1. формула бойынша автокөлік қозғалтқышы жағатын әр түрлі отын мөлшерін есептеңіз

Qi = Li*Yi

Yi  мәнін кестеден алыңыз.

34-кесте – Алынған нәтижелерді кестеге енгізіңіз

Автокөлік түрі

Ni

Qi , соның ішінде

бензин

Дизельді отын

Жеңіл автокөлік

 

 

 

Жүк автокөлігі

 

 

 

Автобустар

 

 

 

Дизельді жүк көлігі

 

 

 

 

 

Барлығы ∑ Q

  1. Отынның әр түрі бойынша қалыпты жағдайда бөлінген зиянды заттардың литр мәнінде мөлшерін есептеңіз

35-кесте – Отынның түрі бойынша бөлінген улы заттар

Отын түрі

∑ Q, л

Зиянды зат мөлшері, л

СО

Көмірсутектер

NO2

Бензин

 

 

 

 

Дизельді отын

 

 

 

 

 

 

Барлығы (V), л

 

Нәтижелерді өңдеу және қорытындылау

  1. Есептеңіз:

Формуламен бөлінген зиянды заттардың массасын (m, г)

m = V * М/22,4

бөлінген зиянды заттарды араластыру үшін қоршаған ортаның санитарлы – рауалы жағдайын қамтамасыз ету үшін таза ауа мөлшері.

Нәтижелерді кестеге енгізіңіз.                                                   

36-кесте – Зиянды зат түрлері бойынша нәтижелер

 

Зиянды зат түрі

Мөлшері, л

Масса, г

Араластыруға кететін ауа мөлшері, м3

ШРК мәні, мг/м3

СО

 

 

 

 

Көмірсутектер

 

 

 

 

NO2

 

 

 

 

Шекті рауалы концентрацияның мәнін қосымшадан алуға болады.

  1. Алынған нәтижелерді сіздің ауданыңыздағы ауаны ластайтын зауыт, фабрика, қазандық, автокәсіпорындар және басқа да ластаушылардың зиянды заттарының шығарындыларымен салыстырыңыз. Бұл үшін осы кәсіпорындардың шығарындыларының экологиялық бағалауының мәліметтерін қолданыңыз.
  2. Автомагистральдарға тұрғын үйлер мен қоғамдық ғимараттардың жақын орналасуын ескере отырып, өзіңіз зерттеген тас жол бөлігінің ауданының экологиялық жағдайы туралы қорытынды жасаңыз.

Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Экологиялық қауіпті заттарды және әсер ету факторларын анықтау

Мақсаты: тұрмыста қолданылатын улы заттарды табу; өзімізді және қоршаған ортамызды қорғаудың әдістерін анықтау.

Ақпарат. Қазіргі қоғамда күн сайын жүздеген мың химиялық заттар қолданылады. Бұл заттардың арасындағы көптеген химиялық реакцияларды, олардың жеке араласқан улы жерлерін бақылау мүмкін емес. Ондаған өте улы заттардың арасында және әсер ету факторларының ішінде ауыр металдарды, ұшқыш органикалық қосылыстарды, формальдегидті, пестицидтерді, жанудың қосалқы өнімдерін, шаңды асбесті бактерияларды күн сәулесінің жетіспеушілігін, радиацияны атауға болады. Болашақта жаңа аз қалдықты технологияны енгізу бүкіл тірінің өміріне және денсаулығына бұл заттардың әсерін төмендетуге мүмкіндік туады. Бірақ, бұл қазірдің өзінде шамамыз келгенше өзімізді қорғауға, тірі қалу мүмкіндігін арттыруға және денсаулығымызды сақтауға ұмтылуымыз қажет.

Жұмыс барысы:

  1. №37 және №38 кестелер мазмұнын оқып, танысыңыз.
  2. қауіпті заттардан қорғану туралы ұсыныстармен №38 кестенің соңғы қатарын толтырыңыз.
  3. орта факторлары мен экологиялық қауіпті заттардың әсері тұрғысынан өзіңіздің өмір сүру жағдайыңызды талдаңыз. Қолайсыз орта факторларының әсерлерінен жақындарыңызды қорғау үшін іс жүзінде қандай шара қолдануға болады?
  4. экологиялық тұрғыдан өзіңіздің тұрмыстағы іс-әрекетіңіз бен тәртібіңізді талдаңыз; денсаулыққа кері әсер ететін сізді қоршайтын факторларды бөліп көрсетіңіз.
  5. ата-аналарыңызбен және отбасының басқа да мүшелерімен сіздің денсаулығыңыздың жағдайын жақсарту үшін ең алдымен міндетті түрде қандай шешім қабылдауыңыз керектігін талдаңыз.

Шығармашылық тапсырма

Идеалды тұрғын үйдің (бөлек пәтер, үй немесе мектеп) жобасын ұсыныңыз. Мүмкіндігінше экономикалық жағынан арзандау және жүзеге асыруға жобаның оңтайлау, өмірге лайықты болуына тырысыңыз.

Өмірге, тіршілікке қолайлы экологиялық жағдай жасалуы тиіс.

37-кесте – Экологиялық қауіпті факторлар

Қауіпті заттардың немесе заттар тобының аты

Қауіпті заттар көзі

Ағзаға әсердің байқалу мүмкіндігі

Қауіпті заттардан қорғану туралы ұсыныстар

Ауыр металдар (Hg,Pb,As,Cu

Cd,Co,Vn,Zn)

Бояулар, ақаба сулар, қоқысты жағу, сынапты шамдар, автокөліктің шығарынды газдары, синтетикалық маталар, пластмасса

Cd-қанқадағы өзгерістерді, бүйрек ауруын, As-тері пәлесін, Hg-жүйке жүйесінің зақымдануын, Pb-бүйрек, бауыр ауруларын

Ауыз суды тазарту үшін сүзгілерді пайдалану, суда еритін бояуларды қолдану, көлікті қорғасыннан тазартылған бензинді қолдануға көшіру

Ұшқыш органикалық қосылыстар

Еріткіштер, тазартқыш құралдар, дезинфекциялау қосылыстары, бояулар, желімдер, пестицидтер, сүректің консерванттары

Құрамында хлоры бар еріткіштер-ісік, пәлені; галогенді көмірсутектер-жүйке жүйелерін, бүйрек, бауырды, ағзада диоксиндердің түзілуі иммунитетті төмендететіп, мутация мен кемтарлықты тудырады

Қауіпті заттардың көзін пайдаланудан бас тарту, жақсы желдетілетін ғимараттарда жұмыс істеу

Формальдегид

Престелген плиткалар, желімдер, кілем жапқыштар

Пәле, тыныс алу аурулары, бас айналу

Формальдегидті жақсы сіңіретін үй өсімдіктерін өсіру, қабырғаларға табиғи шайырдан жасалған шеллакты жағу

Пестицидтер

Пестицидтер түрінің барлығы

Белгісіз қосылыстар беретін ағзада көптеген заттармен реакцияға түседі

Суды тазалауда сүзгілерді қолдану, егін шаруашылығында пестицидтерді пайдаланудан бас тарту

Күн сәулесінің жетіспеушілігі

Қалалардағы ауаның ластануы, күн режимінің бұзылуы

Д дәруменінің жетіспеуі

Таза ауада серуендеу

Радиация

Тұрмыстық материалдары, ядролық қаруды сынау, апаттар, медицина

Пәле аурулары

Бөлмелерді желдету, зақымдалмаған территорияларды өндірілген өнімдерді тамаққа пайдалану, иммунитетті жоғарылату

38-кесте – Орта факторлары

Орта факторларының атауы

Фактор әсерінің қолайсыз салдары

Қолайсыз әсерді құрту әдістері мен зиянсыз құралдармен ауыстыру мүмкіншілігі

1. Бөлмедегі температура

Жылудың жоғалуы, энергияның көп мөлшерде шығыны

 

2. Синтетикалық маталар мен кілемдер (капрон, нейлон, полиэфирлі, полиакрилонитрилді, поливинилхлоридті,полиолефинилді)

Терінің тітіркенуі және ұшқыш улы өнімдердің бөлінуі есебінен аллергияның пайда болуы

 

3. Косметика мен парфюмерия:

әтірлер,

ерін далабы,

 

опа,

 

кремдер,

 

сусабындар,

сабындар,

 

шаш бояулар,

тырнақ лагы,

 

 

дене дезодоранттары

 

ауа дезодоранты

 

 

Аллергиялық реакциялар

Ескі далаптарда майлар мен висмут қосылыстарының улы әсері

Цинк қосылыстарының улы әсері

 

Конъюнктивиттер, дерматит, өкпенің зақымдануы

Аллергияның түзілуі

Терінің тітіркенуі, канцерогенді әсер ету

Ацетонның және басқа да еріткіштердің қан түзу, жүйке және тыныс алу жүйелеріне наркотикалық әсер ету

Тері қабаттарының тітіркенуі, демнің тарылуы

Наркотикалық әсер

 

4. Жуғыш заттар:

Кір жуатын ұнтақтар

 

Тазалаушы құралдар

 

 

 

Терезелерді тазалау құралдары («Cекунда»)

 

Трубаларды тазалау препараттары («Крот»)

 

Дақ кетіргіш

 

 

 

Аллергия, катаралды өзгерістер, тері қабатының тітіркенуі

 

Аллергия, өзгерістер, тері қабатының тітіркенуі, өзен мен көлге түскен кезде тірі ағзалардың жойылуы

 

Наркотикалық әсер, изопропанолдың улы әсері

 

Терінің және шырышты қабаттың сілтімен зақымдануы

 

Жүйке жүйелерін, бүйрек, бауырды, ағзада диоксиндердің түзілуі иммунитетті төмендететіп, мутация мен кемтарлықты тудырады

 

Аяқ киім кремі және оны ылғалдау қорғау құралдары

Шырышты қабаттың зақымдалуы

 

5. Дезинфекциялаушы және ағартушы құралдар

Терінің және шырышты қабаттың тітркендінуі, формалиннің канцерогенді әсері

 

 

6. Пестицидтер

Улы әсер ету (акометрин Н, диазинон, дибром, дилор, карбофос, кварк, мезокс, нафталин, фоксим, арцерид, бордостық сұйықтық, медекс, полихом, мыстың хлор тотығы, нитрафен, тиазон, гетероауксин, декстрел, ЗАР-2, зоокумарин және т.б.)

 

7. Құрылыс материалдары:

Желім

 

 

 

Майлы бояулар

 

 

Майлы лактар, паркет лактары, эмаль-лактар

 

Нитроэмальдар

 

 

 

Ағаш қалдықты және ағаш талшықты плиталар

 

ДСП қаптау үшін пленкалы материалдар

 

Линолеум

 

Жиһаз және перделер маталары

 

 

Теріні және шырышты қабатты тітіркендіреді; «Момент», «Феникс» жүйке жүйесін зақымдап, рак туғызуы мүмкін.

 

Органикалық еріткіштер мен ауыр металдардың улы әсері

 

Улы және канцерогенді әсер

 

 

Өртке қауіпті, наркотикалық заттардан тұрады, қан айналу органдарын зақымдайды.

 

Мутагендік қасиеті бар формальдегид бөледі. Е-1 класының плиталары қауіпсіз келеді.

 

Акрил қышқылы мен улы формальдегид бөліп шығарады.

 

Хлорвинил мен пластификатор созылмалы улануды туғызуы мүмкін.

 

Химиялық талшықтар электрленеді, ылғалды нашар сіңіреді, улы қоспалардан тұрады.

 

8. Қорап:

Металл

 

 

Полиэтиленді, полистирольды және т.б.

Көп қабатты және көп құрамды қорап

Қымбат матералдарды жоғалтып, қоршаған ортаны ластайды.

 

Бактериялармен ыдырамайды және ерімейді; қыздырғанда улы қосылыстар түзіп ыдырайды.

 

Қайта өңдеуге жарамсыз, қоршаған ортаны ластайды.

 

Тапсырмалар

  1. 32-суретті қараңыз. Суқоймасын мекен етушілердің тіршілік жағдайында неліктен төмендегі өзгерістер байқалды? Себебін түсіндіріңіздер. Жануарларға қандай кері фактор әсер етті? Бақалар мен балықтардың кейбіреулері неліктен қырылып қалды? Мекен етушілердің қайсылары орын ауыстыра алады? Қай жануарлардың популяциясы жаңа шарттарға бейімделе алды?

32-сурет – Жаңа жағдайдағы ортаға ағзалардың бейімделушіліктері

  1. Азот – ол ақуыз және нуклеин құрамына кіретін ең бағалы биогенді элемент болып табылады. Атмосферадағы азот мөлшері жеткілікті, бірақ оны тірі организмдер өз қажеттілігіне пайдалана алмайды. Өйткені атмосферадағы азот берік химиялық байланыста болады. Азотфиксациялаушы бактериялар көмегімен атмосферадағы берік химиялық байланыстағы азоттың молекулаларын бұзып, оны тірі организмдер пайдалана алатын күйге айналдыра алады. Осындай бактериялардың көмегімен егістіктегі жоңышқа бір маусымда 150-160 г азотты жинақтайды. Осындай азоттың массасы ауаның қандай көлемінде м3 кездеседі? Тыңайтқыш ретінде қолданатын 10%-тік аммиак суының ерітіндісінің қандай массасын бір маусымда бір га-дан азоттың 10 кг га мөлшерін жинақтайтын жоңышқамен алмастыруға болады? Алынған нәтижелерден биосфералағы азоттың айналымындағы және минералды шикізаттарды тиімді пайдалану жөнінде микроорганизмдердің рөлі жөнінде қорытынды жасаңыз.

Жауабы: 150–160 кг азот  120 м3 ауада кездеседі, 1 кг жоңышқа 10 %  аммиак суының 2100 кг-ының орнын баса алады.

  1. Энергия алудың көрсетілген тізімінен экологиялық қауіпсіздігінің азаю реттілігі бойынша орналастырыңыз: жазық өзендердегі су электр станциясы (СЭС); тау өзендеріндегі СЭС; атом электр станциялары; күн станциялары; көмірмен жағылатын жылу электр станциялары (ЖЭС); табиғи газдарды пайдаланатын ЖЭС; шымтезекті пайдаланатын ЖЭС; судың тасу және қайтуын пайдаланатын ЖЭС; жел электр станциялары.

Жауабы: Күн станциялары; жел электр станциялары; тасу-қайту электр станциялары; таулы өзендердегі ГЭС; жазықты өзендердегі ГЭС; атом электр станциялары; табиғи газбен жұмыс істейтін ЖЭС; мазутпен жұмыс істейтін ЖЭС; көмірмен жұмыс істейтін ЖЭС; шымтезекпен жұмыс істейтін ЖЭС.

  1. Бір тәулікте адам 25 кг ауа жұтады, әрбір 100 км жол жүргенде автомобиль 1825 кг оттегі жұмсайды. Егер 1 машина 100 км-ден кем жол жүрсе, адам осындай көлемдегі ауамен қанша күн бойы дем алар еді. Осы келтірілген мәліметтерді және есептеулерді пайдалана отырып, көлік жүргізушілер үшін табиғатты қорғауға арналған үндеу және жарнама мәтінін құрастырыңыз.

Жауабы: Адам үнемделген ауамен 374 тәулік 14 сағат 52 минут бойы тыныс алады.

Қосымша хабарлар мен мысалдар

  1. Далалық егісте астық тұқымдастардың өскініне күшті зиян әкелетін қоңыздардың топырақтағы дернәсілдерімен күресу үшін, көп мөлшерде улы химикаттарды пайдаланады. Улы заттар тек зиянкестерді өлтіріп ғана қоймай, сонымен қатар топырақтың пайдалы мекендеушілерін де өлтіреді және бұл ақыр соңында қоректік тізбек арқылы адамға келеді. Ростов ғалымдары бұл зиянкестермен күрестің экологиялық таза тәсілін ұсынды. Тұқымдардың өсуінен бөлінетін ерекше зат-лизиннің әлсіз исіне дернәсілдердің қызығатынын белгілі. Өсімдіктен зиянкестердің қашуы үшін, лизиннің құрамы қоректік өндірістік қалдықтарынан тұратын арнаулы заттарды топыраққа шашады. Дернәсілдер олардың жанына бірнеше метр қашықтықта жиналады. Олардың осы қозғалыс кезеңінде, яғни бірнеше күнде өсімдіктер өсіп, оларға зиянкестер онша қорқынышты емес.
  2. Ормандарды жаппай кесу – антиэкологиялық. Осындай кесуден кейін қайта қалпына келу үшін 100 жыл, ал Қиыр Шығыстағы самырсын-қарағайлы орман үшін 200 жыл керек. Орман шаруашылығының ең тиімді жолы – ағаштарды таңдап кесу. Ол кезде барлық орман бірлестігі –бұзылмайды. Мұндай орманды үздіксіз пайдалануға болады, өйткені ол өзінен-өзі қалпына келеді. Таңдап кесу көрші ағаштарды бәсекелестіктен босатып, олардың өсуін күшейтеді. Экологиялық заңдылық бойынша, экожүйенің тұрақтылығына бейімделетін, орман биоценозының кеңістіктік мозаикасы құрылады.
  3. Тірі заттардың құрамында Менделеев кестесіндегі химиялық элементтердің жартысынан көбі кездеседі. 10 %-ін оттегі мен сутегі құрайды. 1% -ін азот, көміртегі және кальций құраса, 1/10 %-ін фосфор, калий, күкірт және кремний, ал 1/100 %-ін магний, темір, натрий, хлор және алюминий құрайды. Қалған элементтер өте қажет болғанымен де, сирек кездеседі. Аталған 14 элемент кездейсоқ жиынтық емес. Олардың 99,9 % тірі организмдердің жалпы массасын құрайды және 98,9 % барлық жер қабығын құрайды. Бұндай жағдайда тіршілік жердегі химиялық өндірумен тығыз байланысты.
  4. Биосферадағы тірі заттардың салмағы жер қабығы салмағының 1/10 000 бөлігін құрайды. Жыл сайын 0,1 масса өндіріп және сондай мөлшерде бұзылып отырады. Зерттеу көрсеткендей, 10 млн жылда жер қабығы салмағына тең заттар тірі организм арқылы өтеді. Егер соңғы 600 млн жылдағы Жердегі өндірілген барлық биомассаны жинасақ, онда олар Жердің 2000 км қабатын жапқан болар еді.
  5. Атмосферадағы барлық оттегі - фотосинтез нәтижесінде жиналған. Биологиялық айналымдағы жиналған оттегі толығымен тірі организмдердің тыныс алу және өлі қалдықтарының ыдырауы процестерімен ғана өтуі тиіс емес. Органикалық заттардың саны бұрынғы айналымнан түсіп, тас көмір, жанғыш сланец, шым тезек т.б. айналады. Сондықтан ауадағы оттегінің құрамы үнемі өсіп отырады.
  6. Әлемде: млрд жылына                Әлемге: млрда жылына

Гольфке 40 $                         Балалар денсаулығы негіздеріне 13$  

Виноға     85$                        Бастауыш білім беруге               6$  

Пивоға   160 $                       Таза су мен санитарияға            9$  

Темекіге    400$                     Жанұяны жоспарлауға               6$  

Жарнамаға  250$  

Әскери қажеттілікке 800$  

Барлығы: 1735 $   жұмсалады         Барлығы:  34$ керек.  

ЮНИСЕФ мәліметі бойынша