Опыт 6. Моделирование влияния химического загрязнения среды на живые организмы.

Вводная информация:

Искусственные экологические среды, используемые в данной работе, моделируют реальные экологические ситуации, вызванные химическим загрязнением почв и водных источников. К таким ситуациям относятся засоление, закисление, защелачивание, загрязнение почв и водоемов тяжелыми металлами и органическими соединениями, а также загрязнения, обусловленные избыточным (нерациональным) внесением в почву минеральных удобрений (и последующим их смыванием в водоемы), и загрязнения органическими соединениями.

Синтетические моющие средства (CMC), в отличие от мыла, пригодны для стирки в воде любой жесткости. Поэтому их удобно использовать при машинной стирке белья. Состав CMC бывает разным, но почти в каждом из них присутствуют поверхностно-активные вещества, предназначенные для улучшения смачивания, удаления загрязнителей и удерживания их в растворе. Кроме поверхностно-активных веществ, в состав CMC вводят также различные добавки – ароматизаторы, антистатики, отбеливатели и др.

После того как моющий раствор отработал, он попадает со сточными водами в городскую канализацию, затем в очистные сооружения, а иногда, без всякой отчистки, непосредственно в грунт или водоем. Попадая в канализацию, содержащие CMC сточные воды затрудняют работу очистных сооружений, вызывают обильное образование пены. Накапливаясь в активном иле, CMC угнетающе действуют на развитие микроорганизмов. CMC и его компоненты наносят вред рыбам и другим гидробионтам. Особенно большой вред наносится планктонным и бентосным организмам, составляющим основу пищевых цепей в водоеме. Планктон погибает при содержании поверхностно-активных веществ 1-1,5 мг/л, рыбы – 3-5 мг/л.

Опыт может выполняться в двух вариантах – на побегах наземных растений (вместе с корнем) и на веточках водных растений). При выполнении первого варианта лаборант или преподаватель помещает растения в чистую воду и в искусственные среды (разведенные вдвое чистой водой для замедления реакции) за день до проведения лабораторной работы, отмечая время, когда это сделано.

Цель опыта: изучение влияния искусственных экологических сред, моделирующих экологические ситуации, на растения.

Оборудование и материалы: пронумерованные пробирки – 8 шт., штатив для пробирок; стекла покровные и предметные, скальпель, микроскоп, раствор гидроксида натрия (20%), раствор сульфата меди (насыщенный), раствор хлорида калия (насыщенный), раствор хлорида натрия (насыщенный), раствор нитрата калия (насыщенный), раствор соляной кислоты (1:3), раствор синтетического моющего средства (CMC), побеги растений. чистая вода.

Ход работы:

Вариант 1

1. Рассмотрите неповрежденные (растущие) побеги исследуемого растения и сравните их с побегами, помещенными в искусственные среды, в чистую воду. Зафиксируйте изменения, происшедшие с побегами. Обращайте внимание на состояние всех органов растения: листьев, стебля, корня.

2. Приготовьте микропрепараты из листьев и сравните состояние клеток неповрежденного и испытуемых побегов.

3. Отметьте в таблице время, прошедшее с момента помещения побегов в искусственные среды, и обнаруженные изменения. Сделайте выводы о влиянии экологических бедствий на наземные растения.

Вариант 2

1. Поместите веточки элодеи или другого водного растения в пробирки с искусственными средами (№1-7) и с чистой водой (№8 – контрольная).

2. Через 30 минут рассмотрите веточки, зафиксируйте происшедшие изменения. Обращайте внимание на стебли и листья растения.

3. Приготовьте микропрепараты из листьев и сравните состояние растительных клеток.

4. Отметьте в таблице время, прошедшее с момента помещения веточек в искусственные среды, и обнаруженные изменения. Сделайте выводы о влиянии экологических бедствий на водные растения.

№	Моделируемая экологическая катастрофа	Вещество, используемое для имитации	Концен­трация раствора*	Время от начала экспери­мента, час		Влияние веществ на органы и клетки растений (реакция)
1	Засоление	Хлорид натрия	Насыщенный раствор
2	Закисление	Соляная кислота	Раствор (1:3)
3	Защелачивание	Гидроксид натрия	20%-ный раствор
4	Загрязнение солями тяжелых металлов	Сульфат меди	Насыщенный раствор
5	Внесение избытка минеральных удобрений	Нитрат калия	Насыщенный раствор
6		Хлорид калия	Насыщенный раствор
7	Загрязнение органическими соединениями	СМС	Насыщенный раствор
8	–	Чистая вода

Примечание: в варианте 1 концентрация растворов в 2 раза меньше (для замедления реакции).