Прикладная техносферная рискология
Скачать 3.31 Mb.
|
Порядок выполнения работы 1. Внимательно изучите принцип работы и устройство микроскопа.  Рис. 3.6. Внешний вид микроскопа CME: 1 – устройство наведения на резкость, грубая фокусировка; 2 – устройство наведения на резкость, точная фокусировка; 3 – винт изменения высоты положения конденсора; 4 – регулятор яркости освещения; 5 – полевая диафрагма; 6 – осветитель; 7 – апертурная диафрагма; 8 – конденсор Аббе; 9 – револьвер с объективами; 10 – предметный столик с препаратоводителем; 11 – кнопка включения/выклюю че ния; 12 – ручка перемещения предметного столика; 13 – тубус; 14 – окуляры; 15 – штатив; 16 – объектив Порядок работы с микроскопом СМЕ 2. Установите микроскоп предметным столиком к себе. 3. Включите питание кнопкой включения 11 и установите комфортную интенсивность освещения, медленно поворачивая регулятор яркости освещения 4. 4. Опустите предметный столик 10, пользуясь винтом грубой фокусировки 1 и винтом точной фокусировки 2 наведите резкость на препарат. 5. Раздвиньте окуляры 14 в стороны до упора. Посмотрите в них и, передвигая, установите на нужном расстоянии для Ваших глаз, чтобы Вы могли видеть одно ясное изображение для обоих глаз (это будет вашим персональным расстоянием между зрачками), запомните это расстояние, указанное на шкале визуальной насадки. 6. Глядя в микроскоп, закройте полевую диафрагму 5, вращая наружный риф леный лимб по часовой стрелке. 7. Пользуясь винтом настройки высоты конденсора 3, переведите его в поло жение, при котором в поле зрения резко наблю даются края полевой диафрагмы (правильный многоугольник). Зафиксируйте выбранное положение конденсора, закрутив до упора винт конденсора. 8. Отцентрируйте изображение диафрагмы осветителя. Лучше это выполнять, работая двумя руками, смещая диафрагму в направле нии к центру 5. После завершения операции центрирования, полностью открой те полевую диафрагму. При переходе к другим объективам возможно проведение дофокусировки с помощью винта точной фокусировки 2 и настройки яркости освещения 4. 9. Положите на предметный столик приготовленный препарат покровным стеклом вверх, чтобы объект находился в центре отверстия предметного столика. 10. Затем под контролем зрения медленно опустите тубус 13 с помощью винта грубой фокусировки 1 пока в поле зрения не появится изображение объекта исследования. 11. Для того, чтобы перейти к рассмотрению объекта при большом увеличении микроскопа необходимо вначале отцентрировать препарат, т. е. поместить объект в самый центр поля зрения с помощью винтов препаратоводителя 10. Если объект не будет центрирован, то при большом увеличении он останется вне поля зрения. 12. Вращая револьвер, приведите в рабочее положение объектив большого увеличения 16. 13. Для тонкой фокусировки используйте винт точной фокусировки 2. 14. Зарисуйте объект исследования. Запомните, что изучение любого объекта надо начинать с малого увеличения! Следует помнить, что при работе с микроскопом необходимо соблюдать осторожность. Нельзя без необходимости вынимать окуляры, крутить винты, особенно точной доводки. Протирать окуляры следует только мягкой тряпочкой, специально приготовленной для этой цели. 15. Приготовьте временный препарат, для этого: – Возьмите предметное стекло, держа его за боковые грани, и положите на стол. – Глазной пипеткой возьмите небольшое количество анализируемой воды из природного водоема. Поместите каплю воды в центр предметного стекла. – Для замедления движения простейших необходимо в каплю воды добавить каплю раствора желатина. – Для выявления структур клетки необходимо в каплю воды добавить каплю раствора эозина. – После этого возьмите покровное стекло (обязательно за боковые грани, иначе оставите отпечатки пальцев на поверхности стекла) и опустите одну из боковых граней покровного стекла к краю анализируемой капли, так чтобы капля растеклась вдоль бокового края. – Затем медленно опустить покровное стекло на каплю воды. – Поместите препарат на предметный столик микроскопа и начните работу. 16. Правильно оформите результаты Ваших наблюдений, зарисовывая увиденное. При зарисовке следует придерживаться ряда правил. – Рисовать можно только на одной стороне листа, так как рисунки, сделанные на обеих сторонах, накла дываются друг на друга и со временем портятся. – Рисунок должен быть крупным, детали рисунка хорошо разли чимы. На одной странице не должно быть более 3–4 ри сунков. – Главное требование к рисунку – правильное отображе ние формы, соотношения объема и размеров (длина, ши рина и др.) отдельных частей и целого. Чтобы легче до биться этого, сначала нарисуйте общий контур объекта (крупно), затем внутри контура слегка наметьте контуры остальных деталей и после этого вырисовывайте их четко. – Правильное отражение соотношения размеров изу чаемого объекта позволит выполнить и второе требование – показать индивидуальные особенности объекта, т. е. зари совать не абстрактную, а конкретную клетку. – Вокруг рисунка не нужно рисовать контуров поля зрения микроскопа. – К каждому рисунку обязательно должны быть сделаны обозначения его отдельных частей. Обозначения можно делать двумя способами: а) к отдельным частям объекта ставят стрелочки и против каждой пишут название. Все надписи должны быть расположены параллельно друг другу; б) к отдельным частям объекта ставят стрелочки и против каждой пишут определенную цифру, затем сбоку от рисунка или под ним столбиком по вертикали пишут цифры, а против цифр – название. 17. Подготовьте отчет, перечислить выявленные виды простейших. Практическая работа 5 Биологическая индикация природных водоемов по сапробности Цель работы: познакомиться с методикой биотестирования водоемов, выявить комплексы инфузорий, определяющие степень сапробности водоема. Теоретические положения Биологический метод оценки степени загрязнения природных вод был разработан в 1902 г. немецкими исследователями Кольквитцем (ботаник) и Марссоном (зоолог) (Основы экогеологии…, 2004). У них были предшественники, которые указывали на приуроченность определенных организмов к загрязненным водам, но стройную систему предложили именно эти два автора, проделавшие огромную предварительную работу. Они исследовали свыше 800 различных водоемов: от чистых высокогорных озер до сточных коллекторов – и разделили их на три категории или ступени, в соответствии с процессами, протекающими в водоеме при естественном самоочищении.
Позднее мезосапробную зону разделили на две:
Затем была введена еще катаробная зона (гр. katharos чистый), под которой подразумевалась абсолютно чистая вода, не содержащая органических веществ. Таким образом, была создана система из 5 зон или степеней сапробности, характеризующая процесс самоочищения от крайней степени загрязнения до постепенно возрастающей чистоты воды. В каждой из зон сапробности развивается присущий ей комплекс животных и растительных организмов, способных существовать в данных условиях, которые и были названы авторами этой системы сапробными организмами или сапробионты. Таким образом, по составу и количеству сапробионтов можно установить степень загрязнения того участка водоема, в котором они обитают. Кольквитд и Марссон на основании своих исследований составили списки показательных организмов для каждой из зон сапробности, выделив около 1000 организмов-индикаторов. Они же одновременно являются и активными агентами самоочищения вод. Эта система является экологической, так как рассматривает флору и фауну водоемов в тесной связи с условиями окружающей среды. Поступающие в водоем загрязнения в результате само очистительной способности водоемов постепенно разбавля ются и разрушаются. Деструкция загрязнений протекает постепенно и в связи с этим постепенно восстанавливаются в водоеме условия, которые были в нем до поступления сточ ных вод. Процесс этот весьма длительный, и зона загрязне ния в реке может захватывать десятки и сотни километров. Размер зоны зависит от соотношения объема сточных и реч ных вод, концентрации и качества загрязняющих веществ, скорости течения и других причин. В зависимости от того, насколько сильно загрязнен во доем и насколько в нем прошли процессы самоочищения, водоемы и их отдельные участки подразделяются на зоны (табл. 3.5). Таблица 3.5 Уровни сапробности и трофности вод
При загрязнении водоема в нем изменяются физико-хими ческие условия. При этом одни формы гидробионтов поги бают, другие получают преимущества для свободного разви тия, и в результате происходит смена биоценоза на загрязнен ном участке. Многие гидробионты способны развиваться только в воде определенного качества, и поэтому обнаружи вают четко выраженную приспособленность к определенным зонам загрязнения. Полисапробная зона (р) характеризуется большим содержанием нестойких органических веществ и наличием продуктов их анаэробного распада. В воде в изобилии при сутствуют белковые вещества. БПК (биологическое потребление кислорода) составляет десятки миллиграммов на литр. Фотосинтез отсутствует. Кислород может поступать в воду только за счет атмосферной реаэрации, и так как он пол ностью потребляется на окисление в поверхностных слоях, то в воде он практически не обнаруживается. Вода содержит метан и сероводород. Для этой зоны характерно наличие большого числа сапрофитной микрофлоры, представленной сотнями тысяч и даже миллионами клеток в 1 мл. В донных отложениях кислород отсутствует, содержится много орга нического детрита, протекают восстановительные процессы, железо находится в форме FeS. Ил имеет черную окраску с запахом сероводорода. В этой зоне в массе развиваются растительные организмы с гетеротрофным типом питания: сапрофитные бактерии, нитчатые бактерии, серные бактерии, из простейших – инфузории, бес цветные жгутиковые (рис. 3.7).  Рис. 3.7. Организмы полисапробной зоны: 1–11 – нитчатые бактерии; 12–14 – жгутиконосцы; 15–23 – инфузории Альфа-мезосапробная зона (а – т). В этой зоне начинается аэробный распад органических веществ с образованием аммиака, содержится много свобод ной углекислоты, кислород присутствует в малых количест вах. Метан и сероводород отсутствуют. Количество загряз нения, определяемого по БПК, все еще очень велико: десятки миллиграммов на литр. Количество сапрофитных бактерий со ставляет десятки и сотни тысяч в 1 мл. В воде и донных отложениях протекают окислительно-восстановитель ные процессы; железо трехвалентное и двухвалентное, ил сероватой окраски. В а – т зоне развиваются ор ганизмы, обладающие большой выносливостью к недостатку кислорода и большому содержанию углекислоты. Пре обладают растительные организмы с гетеротрофным и миксотрофным питанием. Отдельные организмы имеют массовое развитие. Обильно развиваются нит чатые бактерии, грибы, водоросли. Из животных организмов обильны обрастания сидя чими инфузориями (Carchesium), встречаются коловратки, много окрашенных и бесцветных жгутиковых (рис. 3.8).  Рис. 3.8. Альфа-мезосапробные организмы: 1–3 – бактерии; 4 – одноклеточная водоросль; 5–6 – многоклеточные водоросли; 7–13 – инфузории Бета-мезосапробная зона (β – m) отмечается в водоемах, почти освободившихся от нестойких органических веществ, распад которых дошел до образования окисленных продуктов (полная минерализация). Количество сапрофит ных бактерий составляет тысячи клеток в 1 мл и резко уве личивается в период отмирания водной растительности. Кон центрация кислорода и углекислоты сильно колеблется в те чение суток, в дневные часы содержание кислорода в воде доходит до пресыщения, и углекислота может полностью ис чезать. В ночные часы наблюдается дефицит кислорода в воде. В иле много органического детрита, интенсивно про текают окислительные процессы, ил желтой окраски. В этой зоне большое разнообразие животных и растительных орга низмов. В массе развиваются растительные организмы с автотрофным питанием, наблюдается цветение воды многими представителями фитопланктона. В обрастаниях обычны зеленые нитчатки и эпифитные диатомеи; в иле – черви, ли чинки хирономид, моллюски (рис. 3.9).  Рис. 3.9. Бета-мезосапробные организмы: 1–3 – нитчатые бактерии; 4 – зеленые водоросли; 5–6 – водоросли; 7–8 – жгутиковые; 9–10 – инфузории; 11–12 – водоросли; 15 – кольчатые черви: 18–19 – грибы Олигосапробная зона (о) характеризует практи чески чистые водоемы с незначительным содержанием не стойких органических веществ и небольшим количеством про дуктов их минерализации. Содержание кислорода и углекислоты не претерпевает заметных колебаний в дневные и ночные часы суток. Цветение водорослей, как правило, не на блюдается. В донных отложениях содержится мало органиче ского детрита, автотрофных микроорганизмов и бентосных животных (червей, личинок хирономид и моллюсков). Пока зателями большой чистоты воды в этой зоне являются неко торые красные водоросли и водные мхи (рис. 3.10).  Рис. 3.10. Олигосапробные организмы: 1, 2, 3, 6, 10, 13, 14 – водоросли; 4, 8, 12 – инфузории; 7 – кишечнополостные; 11 – личинка По мере развития процесса биологического самоочищения возрастает видовое разнообразие, но численность каждого отдельного вида уменьшается:
Система сапробных организмов полностью отвечает экологическому принципу Тинеманна: «Чем больше условия существования данного местообитания отличаются от оптимальных для большинства видов, тем беднее по видовому разнообразию становится биоценоз и тем характернее и многочисленнее – каждый отдельный вид» (Основы экогеологии…, 2004). Система Кольквитца и Марссона сразу получила широкое распространение и была использована для оценки санитарного состояния водоемов, особенно в Европе и России. В нашей стране создалась школа санитарных гидробиологов (Я. Я. Никитинский, Г. И. Долгов, С. Н. Строганов, С. М. Вислоух и др.), успешно применявших и развивавших систему санитарно-биологического анализа, т. е. состояние водоема определялось на основе животных и растительных организмов. Кольквитц и Марссон подчеркивали, что основное значение следует придавать не отдельным видам, а биоценозам, т. е. сообществу показательных организмов. Очень чистые водоемы практически не несут следов воз действия человека. В России к таким водоемам могут быть отнесены многие озера и реки Сибири, севера Дальнего Востока, а на европейской территории – Ладожское и Онежское озера, Рыбин ское водохранилище, некоторые северные реки. В этих водое мах насыщение воды кислородом достигает 95 %, БПК не пре вышает 1 мг/л, а взвешенные вещества – 3 мг/л. Вода в очень чистых водоемах пригодна для всех видов водополь зования. Водоемы, относимые к категории чистых, по химическим показателям почти не отличаются от очень чистых, но следы влияния деятельности человека проявляются, прежде всего, в увеличении количества сапрофитной микрофлоры в воде. Воды водоемов второго класса также пригодны для всех видов водопользования. Умеренно загрязненные воды характеризуются повышен ным содержанием органических веществ, ионов хлора и солей аммония. Они несут в себе признаки загрязнения поверхност ным стоком и бытовыми водами. Умеренно загрязненные воды после соответствующей очистки пригодны для хозяйст венно-питьевого использования, разведения некоторых видов рыб и для прочих видов водопользования. К категории загрязненных отнесены реки и озера, природные свойства которых значительно изменены в результате поступления в них сточных вод. В зимний период при обра зовании ледяного покрова на загрязненных участках водоема могут создаваться анаэробные условия. Загрязненные воды не пригодны для питьевого, хозяйственно – бытового и спортив ного назначения, а также для рыбоводства. Они могут быть использованы, да и то с ограничениями, в некоторых произ водственных процессах, для орошения и судоходства. В стра нах Западной Европы, при остром дефиците воды, загряз ненные воды используют для хозяйственно-питьевого назна чения, применяя при этом сложные способы очистки. В грязных и очень грязных водоемах природные свойства воды сильно изменены. В летний период вода этих водоемов издает неприятные запахи. Повышенное содержание агрес сивной углекислоты и сернистых соединений в воде грязных водоемов оказывает вредное воздействие на обшивку судов и портовые сооружения, вследствие чего эти водоемы огра ниченно пригодны для судоходства. Для орошения воды грязных водоемов могут быть использованы с ограничениями, не под все культуры. Для оценки степени загрязнения водоема необходимо пользоваться средними данными, собранными в период наиболее критического состояния водоема. Например, наимень шая концентрация растворенного кислорода наблюдается летом или в период ледостава, температура наиболее высо кая – летом. По многим показателям наиболее неблагоприят ные условия создаются зимой. Пока затели в этот период и принимаются за основу при оценке степени загрязненности водоема. Порядок выполнения работы 1. На предметное стекло нанести каплю воды, взятую из природного водоема 2. Для замедления движения простейших в каплю воды добавить небольшую каплю раствора желатина и накрыть покровным стеклом. 3. Поместить препарат на предметный столик микроскопа, используя винты предметного столика постепенно перемещать препарат и регистрировать виды простейших. 4. Определение видов производить по описаниям инфузорий (практическая работа 4), фотографиям (прил. 1) 5. Провести микроскопирование проб воды из разных природных водоемов, подверженных в различной степени антропогенному воздействию. 6. Заполнить табл. 3.6. 7. Подготовить отчет с описанием индикаторных организ мов, заполненной табл. 3.6 и заключением о степени сапробности водоема для каждого образца. Таблица 3.6 Сапробность природных водоемов по видовому составу инфузорий
Библиографический список
Приложение Фотографии основных видов инфузорий
ОглавлениеВведение 3 Раздел 1. Теоретические основы прикладной техносферной рискологии 5 1.1. Техногенез и глобальное загрязнение 5 1.2. Источники загрязнения атмосферы 18 1.3. Источники загрязнения гидросферы 25 1.4. Источники загрязнения литосферы 35 1.5. Основные понятия рискологии 47 1.5.1. Понятие, происхождение и назначение риска 50 1.5.2. Общее содержание и структура риска 57 1.5.3. Классификация рисков 63 1.6. Методологический аппарат анализа риска 66 1.7. Методы анализа опасностей 77 1.8. Методы количественного анализа риска аварий 103 1.9. Методы оценки последствий аварий (ущерба) 128 1.10. Мониторинг и управление рисками 142 Раздел 2. Современные методы мониторинга: биоиндикация и биотестирование 144 2.1. Биоиндикация 144 2.2. Биотестирование как метод оценки токсичности химических веществ и природных сред 161 Раздел 3. Практические работы 178 Практическая работа 1. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников 178 Практическая работа 2. Биотестирование загрязнения воды с помощью водных растений 182 Практическая работа 3. Биотестирование загрязнения почвы (отходов) по всхожести семян редиса 187 Практическая работа 4. Биоиндикация природных водоемов 193 Практическая работа 5. Биологическая индикация природных водоемов по сапробности 204 Библиографический список 212 Приложение 215 Учебное издание Тимофеева Светлана Семёновна ПРИКЛАДНАЯ ТЕХНОСФЕРНАЯ РИСКОЛОГИЯ Учебное пособие Редактор Н.В. Махнёва | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Тимофеева С. С. Прикладная техносферная рискология. Биоиндикация и биотестирование : учеб пособие. – Иркутск : Изд–во Иргту, 2014.... |  | ... |
| Настоящие «Задания» к контрольным работам являются приложением к части 1 Методических указаний к курсу «Прикладная геодезия» и составлены... | | Предметной (Цикловой) комиссией специальностей Информационные системы (по отраслям) и Прикладная информатика (по отраслям) |
| Методические указания предназначены для студентов направления «Прикладная информатика» профиля «Прикладная информатика в экономике»,... | | Содержание отчета о преддипломной практике для специальности 351400 «Прикладная информатика (по областям)» 15 |
| Государственная итоговая аттестация выпускника по направлению подготовки бакалавров 01. 03. 02 Прикладная математика и информатика... | | Специальность 080801. 65 «Прикладная информатика (по областям)» Форма подготовки (очная) |
| Ефремов С. В., Струйков г в. Оформление учебных документов для направления подготовки высшего образования «Техносферная безопасность».... | | П. П. Рабочая программа производственной практики для студентов, обучающихся по направлению подготовки 230700. 62 «Прикладная информатика»,... |