Конспект урока по биологии
план-конспект урока по биологии по теме

Оглавление

Введение.

  Снеговой покров накапливает в своем составе практически  все  вещества, поступающие в атмосферу.  Антропогенными источниками загрязнения среды в городе являются  транспорт, промышленные предприятия, теплоэлектростанции. Вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автомобильные выхлопы  накапливаются в снегу и с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы, загрязняя их. Изменяется состав  снега. В связи с этим  снег можно рассматривать как своеобразный  индикатор загрязнения окружающей среды. Индикаторы - это  вещества, позволяющие следить за экологическим состоянием окружающей среды.  В снеговом покрове могут накапливаться сера, свинец, тяжелые металлы.

Для человека  очень опасны отравления, вызванные органическим соединением свинца — тетраэтилсвинцом. Это  маслянистая  бесцветная жидкость с резким запахом, еще более токсичная, чем сам свинец.  Это вещество было впервые найдено в 1921 г.. Тетраэтилсвинец начали активно добавлять  в бензин в количестве 0,1 % для повышения его октанового числа.. Небольшая добавка тетраэтилсвинца повышает качество бензина, экономичность двигателей внутреннего сгорания, а присутствие специальных веществ обеспечивает связывание этого металла в легколетучие соединения и удаление их в атмосферу. Известно, что ежегодно автомобили всего мира выбрасывают в окружающую среду более 2 млн. тонн свинца. С выхлопными газами  это вещество  оседает вдоль дорог, накапливается в почве, легко попадает в воду.   Из почвы, воды  и из воздуха свинец попадает и накапливается в растениях.

Обычно содержание свинца в растениях незначительно, примерно 0,001–0,002% от веса золы. Но верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают его в довольно больших количествах, а береза, ива, осина – в меньших. Всего растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежегодно 70–80 тыс. т свинца. Неудивительно, что содержание этого металла оказывается повышенным в растениях, растущих вблизи автодорог.

Для здоровья человека особую опасность представляет повышенное содержание свинца в овощах и фруктах, выращенных вблизи автострад, а также в молоке коров, которым скармливалась загрязненная трава.  Есть сведения о том, что содержание 0,1 г свинца в 1 кг сена является причиной гибели крупного рогатого скота.

Снег может являться индикатором загрязнения окружающей среды. Исследуя пробы снега, собранного в разных местах, можно получить достаточно полное представление о степени и характере загрязнения окружающей среды на этих участках.  

Наша рабочая группа провела исследование проб снега.   Мы использовали метод биотестирования, т.е. определения качества окружающей среды с помощью живых организмов. В качестве организма-индикатора мы выбрали кресс-салат,  т.к.  семена  этих растений быстро прорастают. В качестве показателей учитывали всхожесть семян и скорость роста корней проростков.  Сравнительная оценка показателей их роста и развития позволяет оценивать степень воздействия токсичности снега.

Цель работы:

Исследование общей химической токсичности снега в  городе Тула методом  биотестирования по проросткам растений - индикаторам.

Задачи:

1. Изучить влияние химического состава талой воды на развитие проростков кресс-салата.
2. На основании полученных результатов построить сравнительные таблицы и диаграммы.

Предмет исследования: Пробы снега с различных участков микрорайона школы.

Методы исследования:

1. Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач).
2. Экспериментальный (постановка опытов).
3. Эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов эксперимента).

 Использованная методика:

Мы использовали методику, составленную  на основе научной работы «Исследование снега методом  биотестирования» (Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. – 112с.:ил.).

Оборудование и реактивы:

0. семена кресс-салата (одинаковые по размеру, одного урожая)
1. чашки Петри или блюдца
2. пробы снега.
3. фильтровальная бумага или марля.

Методика исследования.

Кресс – салат как биоиндикатор для оценки окружающей среды.

Характеристика кресс - салата

Кресс-салат (синонимы: огородный перечник): однолетнее растение семейства Крестоцветных. Широко распространен в Закавказье, особенно в Грузии. В пищу используются молодые листья, с терпким вкусом, так как содержит горчичное масло.

   Кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддон и т. п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на третий - четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10  суток.

Ход работы:

1. Определить участки  для исследования проб снега.
2. В январе осуществить отбор проб снега  на исследуемых участках,  в зависимости от удаленности от проезжей части  автострады с интенсивным движением.
3. Растопить снег. Талую воду использовать  для проращивания семян – по 50 шт.  в каждую пробу.
4. На смоченную талой водой фильтровальную бумагу в чашки Петри или блюдца поместить по 50 семян кресс-салата. В качестве контроля использовать водопроводную воду.
5. В ходе наблюдения за проростками учитывать количество пророщенных семян, процент всхожести семян, с помощью миллиметровой линейки измерять общую суммарную длину  корней проростков в каждой пробе.
6. В течение 8-10 дней вести наблюдения за проростками, результаты занести в таблицу.
7. Результаты эксперимента отобразить в таблицах и диаграммах. Сделать вывод о влиянии токсичности снега на развитие проростков растений- индикаторов.

Практическая часть.

Экспериментальный этап работы  был поставлен в январе 2012 года.  Были собраны 5 проб снега в различных районах города Тулы:

Проба № 1 - территория школы № 8 г. Тулы

Проба № 2 - территория двора по ул.Бандикова

Проба № 3 - проезжая часть около магазина «Феникс» по ул. Оборонная, 87/1

Проба № 4 -  сквер  между ул.Оборонной и ул.Староникитской

Проба № 5 – территория двора по ул.Новомосковская,23

 Для исследования использовали растаявший снег и в качестве контрольного образца использовали водопроводную  воду, не содержащую токсические вещества.

Визуальный осмотр талой воды показал, что все собранные пробы снега в своем составе содержали взвешенные вещества.

 Наиболее грязной оказалась вода, полученная из снега в районе проезжей части около магазина «Феникс» по ул. Оборонная, д.87/1 (проба № 3), что не удивительно, так как там расположен оживленный перекресток. Пробы № 4 и 5 с участка  выглядят менее грязными, но с некоторой примесью сажи и песка.

Пробы № 1 с территории школы и № 2   имеют чуть сероватый  оттенок. Наиболее загрязненной пробой  является проба, взятые с места вблизи  дороги. В таких местах основным источником  загрязнения снега  является  автотранспорт.

Принесли снег в помещение и растопили его. Налили на дно каждой тарелки талую воду. Талую воду мы использовали для проращивания семян  кресс-салата– по 50 шт. в каждую пробу. Пометили их номерами. В тарелки с водой поместили по 50 семян кресс- салата. Наблюдали прорастание семян  и рост корешков растений в течение 10 дней, добавляя, по мере высыхания, талую воду, полученную из снега с тех же участков (в одинаковых объемах).

Мы исследовали скорость прорастания семян в 5  образцах талой воды.  Уже на третий день эксперимента семена начали прорастать.

В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения

1. Загрязнение отсутствует

Всхожесть семян достигает 90-100%, всходы дружные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует  сравнивать опытные образцы.

2. Слабое загрязнение

Всхожесть   60-90%. Проростки почти   нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение

Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению с контролем   короче тоньше. Некоторые проростки имеют уродства,

4. Сильное загрязнение

Всхожесть семян очень слабая (менее 20%), Проростки мелкие и уродливые

Выводы:

Высокая всхожесть семян ( 98%) была отмечена в  пробах № 1 и № 2

( территория школы и двор по ул.Бандикова). Можно сделать вывод об отсутствии загрязнения в этих районах.  О слабом загрязнении снега в районе  сквера между лицами Оборонная и Староникитская  можно судить  по 80 % степени всхожести  семян (проба № 4). Среднее загрязнение наблюдалось в пробах № 3 и 5.

Скорость прорастания семян кресс – салата

Анализируя данные таблицы, мы сделали вывод о наибольшей токсичности снега вдоль перекрестка по улице Оборонная, который испытывает большую транспортную нагрузку, и около ул.Новомосковской, находящейся близко дороги.  Меньшей степенью химической токсичности отличаются пробы снега № 4 и  № 2 , собранные на улице Бандикова и в сквере между улицами Оборонная и Староникитская. Самое лучшее состояние снега оказалось на территории школы, что говорит о благополучной экологической обстановке.  

На данной фотографии хорошо видна разница в скорости прорастания семян (пробы №1 и№3)

Проростки пробы №1 крепкие, ровные, всходы дружные. Проростки пробы №3 короткие, тонкие, искривленные, всходы неоднородные.

Корневая система в пробе №1 (территория школы) хорошо развита, корни длинные и крепкие, а в пробе № 3 (перекресток) корневая система развита слабо, длина и масса  корней небольшая.

 Полученные результаты доказывают, что снег на территории города загрязняется вредными веществами, выбрасываемыми автотранспортом, но степень загрязнения не столь высока, так как  всхожесть семян кресс-салата в среднем составила  76 %.

Заключение

Используя метод биотестирования ( испытания действия вещества или комплекса веществ на живые организмы ), мы исследовали общую химическую токсичность различных проб снега и выяснили, что снег действительно является индикатором чистоты. Сильная степень загрязнения отмечена в пробе, взятой на перекрестке дорог, поэтому можно сделать вывод, что основным источником загрязнений является  автотранспорт. В остальных пробах снега отмечено слабое загрязнение.

Наши исследования на этом не заканчиваются.  Весной мы проведем анализ экологической обстановки и состояния деревьев и кустарников в микрорайоне школы, используя методику изучения степени загрязнения окружающей среды по лишайникам.  

Литература

1. Гринпис в России. Гринтим. Руководство к действию. М.,АО МДС, Юнисам, 1995.
2. Мансурова С.Е., Кокуева  Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум. – М.: Гуманит. Изд.центр ВЛАДОС, 2001.- 112 с.:ил.
3. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Под  ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000.