Екологічна ситуація Волинської області

7. Фенологічні особливості території лівобережного басейну річки Плиска (Шоцький А.Ю., уч. 11 кл. Хворостівської ЗОШ І-ІІІ ст. Любомльського р-ну, 2006 р.).

8. Еколого-географічний аналіз випадання кислотних опадів на території Волині (Тележинський А., уч. 10 кл. Луцької ЗОШ № 17, 2007 р.).

9. Екологічна характеристика стану річки Турія (Боярчук І.С., уч. 11 кл. Затурцівської ЗОШ І-ІІІ ст. Локачинського району, 2008 р.).

10. Екологічний стан річки Стир в районі м. Берестечка (Черниш І.О., уч. 9 кл. ЗОШ м. Берестечка, 2009 р.).

11. Вода та методи її очищення (Маковський О.М., уч. 10 кл. НВК “ЗОШ І-ІІІ ст. № 1-гімназія” смт. Іваничі, 2009 р.)

12. Екологічний стан водних об'єктів с. Копачівка Рожищенського району Волинської області (Оксенюк О.В., уч. 10 кл. ЗОШ І-ІІІ ст. с. Копачівка Рожищенського району, 2009 р.)

13. Еколого-географічні проблеми озера Світязь (Тимощук Г.О., уч. 11 кл, ЗОШ смт. Шацьк, 2009 р.)

Часто школяр починає працювати над науково-дослідницькою роботою ще в 9 або в 10 класі і продовжує в 10 чи 11. Слід зазначити, що при продовженні роботи над науковим дослідженням на наступний рік, тема науково-дослідницької роботи повинна бути видозмінена і містити чітку вказівку на новизну та вдосконалення цього дослідження порівняно з минулорічним. Отож, після ознайомлення з темами науково-дослідницьких робіт, спрямованих на вивчення екології гідросфери, можна зробити висновок, що юні науковці надають перевагу дослідженню екологічного стану певного водного об'єкту або якості води за визначених умов.

Якість води - це характеристика її складу і властивостей, яка визначає придатність для конкретних видів використання.

Якість водних об'єктів - це сукупність властивостей води по визначенню ступеня впливу фізико-хімічних та біологічних факторів на людей, рослинний і тваринний світ та довкілля загалом.

Серед забруднень розрізняють фізичне, хімічне, біологічне й теплове:

Фізичне забруднення води відбувається внаслідок накопичення в ній нерозчинних домішок - піску, глини, мулу в результаті змивання дощовими водами з розораних ділянок (полів), надходження суспензій з підприємств гірничодобувної промисловості, потрапляння пилу, що переноситься вітром в суху погоду тощо.

Хімічне забруднення води відбувається через надходження у водойми зі стічними водами різних шкідливих домішок неорганічного (кислоти, луги, мінеральні солі, мінеральні добрива) та органічного (нафта й нафтопродукти, миючі засоби, органічні добрива тощо) складу. Шкідлива дія токсичних речовин, що потрапляють у водойми, посилюється за рахунок так званого кумулятивного ефекту (прогресуюче збільшення вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці трофічного ланцюга).

Біологічне забруднення водойм полягає у надходженні до них із стічними водами різних мікроорганізмів (бактерій, вірусів), спор грибів, яєць гельмінтів і т.д., багато з яких є хвороботворними для людини, тварин і рослин. Серед біологічних забруднювачів перше місце посідають комунально-побутові стоки, а також стоки м'ясокомбінатів, підприємств з обробки шкір, деревообробних комбінатів.

Теплове забруднення води відбувається внаслідок спускання у водойми підігрітих вод від ТЕС, АЕС та інших енергетичних об'єктів. Тепла вода змінює термічні та біологічні режими водойм і шкідливо впливає на їхніх мешканців [3].

Екологічними характеристиками водойм, зокрема текучої води річок, є температура, прозорість, кольоровість, вміст розчинених сполук і зависей, швидкість потоку, співвідношення кількостей, що втікає і витікає, профіль глибини, характер берегів і дна [7].

Перед визначенням екологічного стану водних об'єктів необхідно знайти матеріал для дослідження. Для цього проводять відбір проб на аналіз. Відбір може бути одноразовим або серійним. Відібрану пробу води аналізують впродовж 2-3 год. після відбору; крайній термін - 12 год. В іншому випадку її зберігають у холодильнику або консервують (способи консервації наведені у таблиці 1.1.).

Таблиця 1.1. Способи консервування проб води (за Г.О. Білявським, Л.І. Бутченко, В.М. Навроцьким)

Компонент, властивість	Спосіб консервування	Термін аналізу	Особливості відбору і зберігання
рН	Не консервується	1. Під час відбору проб 2. Упродовж 6 годин	Посудину заповнити повністю, не нагрівати
Магній	Не консервується	Упродовж 2 діб	Ї
Твердість	Не консервується	Упродовж 2 діб	Ї
Кислотність	Не консервується	1. Під час відбору проб 2. Упродовж 1 доби	Посудину заповнити повністю, не нагрівати
Органічні речовини	Не консервується	У день відбору проб	Ї
Сульфати	Не консервується	Упродовж 7 діб	Ї
Хлориди	Не консервується	Упродовж 7 діб	Ї
Лужність	Не консервується	1. Під час відбору проб 2. Упродовж 1 доби	Посудину заповнити доверху, зберігати при +4°С
Ферум	1. Не консервується 2. 2-4 мл. хлороформу на 1 л	Не більше 4 годин Упродовж 1 доби	Ї
Кобальт, манган, купрум, нікель, плюмбум	1. 3 мл. нітратної кислоти (с=1,42 г/см3) на 1 л. (до рН=2) 2. 5 мл. хлоридної кислоти (1:1) на 1л. (до рН=2)	Упродовж 1-2 діб Упродовж 1 місяця	Ї
Нафтопродукти	1. 2-4 мл. хлороформу 2. Екстрагують хлороформом на місці відбору проб	Упродовж однієї доби	Ї
Окиснюваність перманганатна	1. Не консервується 2. 5 мл. сульфатної кислоти (1:3) на 100 мл. води	Не більше 4 годин Упродовж 1 доби	Під час визначення врахувати кількість доданої кислоти
Окиснюваність дихроматна	1. Не консервується 2. 1 мл. сульфатної кислоти (с=1,84 г/см3) на 1 л. води	Не більше 4 годин Упродовж 1 доби	Ї

Методи аналізу води можна поділити на контактні та дистанційні. При контактних методах проби відбирають у певних місцях. Мережі спостереження за якістю води у водоймах поділяють на три типи: стаціонарні, експедиційні, спеціальні. На стаціонарних станціях проводять спостереження за станом води за трьома програмами: обов'язковою, повною, скороченою. Обов'язкова програма включає візуальні спостереження, визначення витрат води, кольоровості, каламутності, вмісту зависей, розчиненого кисню, вуглекислого газу, біогенних речовин (нітроген загальний та амонійний, нітрати, нітрити, фосфор загальний, фосфати), температури, рН, органічних сполук, нафтопродуктів, пестицидів, катіонів важких металів (меркурію, кадмію, алюмінію), аніонів: SO₄^2-, Cl^-, HCO₃^-. За допомогою дистанційних методів визначають температуру, солоність, глибину, силу шторму, нафтове забруднення.

В умовах шкільної лабораторії, при наявності необхідного списку реактивів (дихромат калію, 10%-й розчин сульфатної кислоти, сульфат кобальту, дистильована вода, карбонат натрію, перманганат калію, фенолфталеїн, мильний розчин, кальцій хлорид, розчин аміаку, луги, рН-індикатори та ін.) та лабораторного обладнання (фотоелектроколориметр, бюретка, мірна стрічка, планка з позначками, термометр, пластилін, шпагат з поділками на метри і сантиметри, диск Секкі, циліндр Генера, сушильна шафа, муфельна піч, аналітичні терези, ексикатор, водяна баня, рН-метр, секундомір, термостат, мікроскоп та ін.), можна провести такі дослідження [5]:

- визначення температури;

– визначення швидкості течії річки чи струмка;

– визначення поперечного профілю потоку;

– органолептичні властивості води (визначення кольоровості води, визначення запаху);

– дослідження зависей та розчинених речовин (визначення прозорості води, визначення каламутності води, визначення грубо дисперсних зависей, визначення вмісту розчинених речовин);

– перманганатна і дихроматна окиснюваність (хімічне споживання кисню);

– визначення біохімічного споживання кисню;

– вимірювання кількості оксиду карбону (IV);

– визначення твердості води (спиртово-мильним методом, комплексометричним методом, визначення загальної карбонатної твердості та залишкової карбонатної твердості);

– визначення розчиненого у воді кисню (метод Вінклера);

– визначення рН вод;

– визначення вмісту сполук нітрогену (аміаку, нітритів і нітратів);

– визначення вмісту фосфатів (фотометричний метод);

– визначення вмісту хлоридів (метод Мора);

– визначення вмісту сульфатів, сульфідів;

– якісне визначення феруму, хрому, алюмінію.

3.3 Екологія літосфери

Визначенням екологічного стану ґрунтів у Волинській області, на жаль, юні науковці цікавилися досить мало, хоча ця проблема для України загалом є дуже актуальною. За останні роки можна виділити лише дві теми науково-дослідницьких робіт, які певною мірою пов'язані з екологією літосфери:

1. Раціональне використання земельних ресурсів в селищі Рокині Луцького району Волинської області (Котюх П.І., уч. 9 кл. Рокинівського НВК Луцького району, 2005 р.).

2. Забруднення важкими металами ґрунту (на прикладі території звалища твердих побутових відходів с. Брище) (Гринчук К.О., уч. 11 кл. Луцького НВК № 9, 2006 р.).

Питання вивчення екологічного стану ґрунтів безпосередньо у Волинській області потребує уваги як зі сторони юних дослідників, так і їх керівників, оскільки в межах дослідження екології літосфери загалом, та ґрунтів зокрема, можна провести значну кількість дослідів та спостережень у власній місцевості (навіть на пришкільних ділянках).

У ґрунтовому моніторингу визначають вологість, вміст гумусу, обмінну здатність ґрунтового вбирного комплексу, рН, забруднення нітратами, пестицидами, нафтопродуктами, важкими металами, активність ґрунтової фауни, яка має дуже важливе значення у формуванні ґрунту та забезпеченні його родючості. Особливістю вивчення екологічного стану ґрунтів, на відміну від атмосфери і вод, є необхідність ранньої діагностики порушень: засолення, закислення, забруднення, зміни структурно-механічних характеристик. Слід пам'ятати, що для ґрунтів характерна зональність (сусідні ділянки можуть мати різний хімічний склад), тому при аналізі ґрунтів відбирають середню пробу, що характеризує якість ґрунту на певній території.

Якість ґрунтів - це сукупність фізико-хімічних і біологічних властивостей ґрунтів, що визначають їх безпечність в епідеміологічних і гігієнічних відносинах.

Визначається якість ґрунтів за показниками їх санітарного стану та комплексу критеріїв (санітарно-хімічних і санітарно-мікробіологічних). За словами академіка В.І. Вернадського, ґрунт є основою організації біосфери. Географи називають ґрунт дзеркалом, фокусом ландшафту. У ґрунті взаємодіють всі компоненти біосфери, поєднуючись, формуючи там складну полігенетичну біокосну систему. Ґрунти є важливим та незамінним природним ресурсом, і головним завданням діяльності людини є підтримка здатності ґрунтів до самовідновлення у процесі ґрунтоутворення.

Забруднення ґрунтів відбувається як природним шляхом, так і в результаті антропогенної діяльності. Антропогенне забруднення ґрунтів відбувається внаслідок діяльності різних галузей промисловості та сільського господарства, транспорту, військової діяльності, енергетики та комунально-побутових господарств. За величиною зон та рівнем забруднення ґрунтів поділяються на фонове, локальне, регіональне, глобальне.

Найбільш небезпечними для ґрунтів є хімічне забруднення, ерозія, засолення. Внаслідок внесення високих доз мінеральних добрив ґрунт забруднюється баластними речовинами - хлоридами, сульфатами. Пестициди пригнічують біологічну активність ґрунтів, знищують потрібні мікроорганізми, черв'яків, зменшують природну родючість. Ґрунти також забруднюються відпрацьованими газами тракторів, комбайнів, автомобілів, мастилами та паливом, які з них виливаються під час роботи на полях. У ґрунт потрапляють і техногенні забруднювачі від промислових підприємств - сульфати, окиси азоту, важкі метали (нікель, свинець, хром, кобальт, ванадій тощо) та інші сполуки. Негативний бік мають і такі важливі для сільського господарства роботи, як зрошення та осушення земель. Зрошувані землі дають близько 30% продукції рослинництва, але створення водойм і зрошення великої території призводять до підняття ґрунтових вод і зміни їхнього хімічного складу. Виникає засолення ґрунтів, заболочування, підвищується сейсмічність території.

За ступенем забруднення ґрунти поділяються на сильно забруднені, середньо забруднені і слабо забруднені. У сильно забруднених ґрунтах кількість забруднюючих речовин у декілька разів перевищує ГДК. Вони мають низьку біологічну продуктивність та істотні зміни фізико-хімічних, хімічних та біологічних властивостей, внаслідок чого вміст хімічних речовин у вирощуваних культурах перевищує встановлені норми. У середньо забруднених ґрунтах перевищення ГДК незначне, що не призводить до помітних змін його властивостей. У слабо забруднених ґрунтах вміст хімічних речовин не перевищує ГДК, але перевищує фонову концентрацію.

Якість ґрунтів регламентується за стандартами, в яких розглядаються номенклатура показників санітарного стану ґрунту, методи відбирання і підготовки проб для хімічного, бактеріологічного і гельмінтологічного аналізу та ін [3].

В умовах шкільної лабораторії, при наявності необхідного списку реактивів (нітратна кислота, аргентум нітрат, індикатор бром тимоловий синій, хлорид барію, хлорид калію, гідроксид натрію, оцтова кислота, ацетат натрію, хлоридна кислота, хромат калію, 10%-й розчин сульфатної кислоти, дистильована вода, хлорид амонію, розчин аміаку, фенолфталеїн, рН-індикатори та ін.) та лабораторного обладнання (магнітна мішалка, беззольний фільтр “синя стрічка”, технічні терези, ротатор, фільтрувальний папір, щипці, сито з отворами з різним діаметром, бюретка, сушильна шафа, муфельна піч, аналітичні терези, ексикатор, водяна баня, рН-метр та ін.)[5], можна провести такі дослідження:

- визначення вологості ґрунту;

– визначення вмісту органічних речовин;

– визначення гідролітичної кислотності ґрунту;

– визначення обмінної кислотності ґрунту;

– якісні дослідження засолених ґрунтів;

– визначення вмісту сухого залишку ґрунту;

– визначення карбонатної і гідрокарбонатної лужності;

– визначення вмісту хлорид-іонів (за методом Мора);

– визначення вмісту сульфат-іонів;

– визначення вмісту нітратів;

– катіонообмінна здатність ґрунтів.

3.4 Екологія живих організмів

Поняття “живої речовини” як сукупності всіх рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, що населяють Землю, ввів В Вернадський. Живий світ планети налічує близько 0,5 млн. видів рослин і понад 1,5 млн. видів тварин. У середньому біомаса на Землі становить 2,243·10¹² т, з якої 97% припадає на біомасу зелених рослин суші і 3% - на тварини і мікроорганізми. Світ живої природи є мінливим і багатогранним. Він потребує постійного вивчення, оскільки навіть зараз науковці відкривають нові види тварин, рослин та мікроорганізмів, однак є й такі види, які зникають під впливом антропогенної діяльності людини [2]. Для юних дослідників світ живої природи - це широке поле безкрайніх можливостей, а тому зовсім не дивує той факт, що школярі, працюючи над науковою роботою, вивчали екологію живих організмів, а відповідно і досліджень на цю тему на конкурс-захист було подано досить багато. Серед них такі:

1. Екологія мартина звичайного у Волинській області (Височанський В.В., уч. 11 кл. НВК № 9 м. Луцька, 1996 р.).

2. Особливості демографічної ситуації на Волині (Кондієнко О.В., уч.11 кл. СШ № 15 м. Луцька, 1996 р.).

3. Антропогенний вплив на іхтіофауну Шацьких озер (Барбак О.В., уч. 10 кл. Спеціалізована ЗОШ № 1 м. Луцька, 1996 р.).

4. Вплив радіоактивного випромінювання на стан показників дихальної системи підлітків Волині (Патєй П.М., уч. 9 кл. Гімназії № 21 м. Луцька, 2003 р.).

5. Екологічно безпечні технології вирощування озимої пшениці на прикладі використання регулятора росту емістину С (Дударчук І.С., уч. 11 кл. Мирненської ЗОШ І-ІІІ ст. Горохівського району, 2003 р.).

6. Зміни видового різноманіття епіфітних лишайників внаслідок забруднення гірничою промисловістю Нововолинської міської агломерації (Пеценюк І.В., уч. 11 кл. СЗШ № 8 м. Нововолинська, 2003 р.).

7. Фауна та поширення комах-галоутворювачів у межах дамби Луцького парку (Зінченко М.О., уч. 10 кл. Гімназії № 4 м. Луцька, 2003 р.).

8. Вплив забруднюючих факторів на ріст і розвиток рослин (Жданюк Д.М., уч. 11 кл. Гімназії № 14 м. Луцька, 2004 р.).

9. Галоутворювачі антропогенних ландшафтів (Зінченко М.О., уч. 11 кл. Гімназії № 4 м. Луцька, 2004 р.).

10. Скирти як стації переживання несприятливих умов гризунами (Ярошевич В.М., уч. 10 кл. Гімназії № 21 м. Луцька, 2004 р.).

11. Вплив різних видів опромінення на проростання насіння (Ліщук Н.М., уч. 10 кл. Гімназії № 21 м. Луцька, 2004 р.) .

12. Цитотоксичний та мутагенний вплив пестицидів на рослини (Гусаровська Ю.В., уч. 10 кл. НВК „ЗОШ І-ІІІ ст.-гімназія № 21” м. Луцька, 2004 р.).

13. Екологічні проблеми нагромадження нітратів у продукції рослинництва (Чергейко О.О., уч. 10 кл. НВК „ЗОШ І-ІІІ ст.-гімназія № 9” м. Луцька, 2004 р.).

14. Фауністичний склад та екологічні особливості молюсків Луцького парку ім. Л.Українки (Шевчук О.А., 10 кл. ЗОШ № 15 м. Луцька, 2005 р.).

15. Вивчення впливу синтетичних миючих засобів на ріст і розвиток проростків пшениці (Доманська Т.В., 10 кл. ЗОШ І-ІІІ ст. № 22 м. Луцька, 2005 р.).

16. Дослідження флори та рослинності болота урочища „Подлипка” (Кот В.В., уч. 9 кл. Люблинецької ЗОШ Ковельського району, 2005 р.).

17. Лишайники - індикатори стану атмосферного повітря (Шкандіна Т.І., уч. 11 кл. Нововолинського ліцею-інтернату, 2006 р.).

18. Біологічні особливості та дослідження метелика Махаона в межах Рожищенського району (Миколайчук А.В., уч. 9 кл Рудко-Козинської ЗОШ, Рожищенського району, 2006 р.).

19. Порівняльне дослідження крові птахів різних екологічних груп (Пилипів О.Б., уч. 10 кл. Луцької гімназії № 21, 2006 р.).

20. Молюски антропогенних ландшафтів (фауна, екологія, медико-ветеринарне значення) (Шевчук О.А., уч. 11 кл. Луцької ЗОШ № 15, 2006 р.).

21. Екологічний стан та причини зменшення популяції зубрів на Волині (Вольська О.В., уч. 10 кл. Луцького НВК № 7, 2006 р.).

22. Роль рослинних радіо-протекторів у зниженні вмісту радіонуклідів у організмі людини (Крочук Ю.В., уч. 10 кл. Луцької гімназії № 18, 2006 р.).

23. Зменшення шкодочинності цистоутворюючих нематод Globodera rostochiensis на присадибних ділянках в умовах Волинської області (Михалевич О.Ф., уч. 11 кл. Рокинівського НВК, Луцького р-ну, 2006 р.).

24. Вміст радіонуклідів в хвойних деревах урочища Муравка (Кот В.В., уч. 9 кл. Люблинецької ЗОШ Ковельського району, 2006 р.).

25. Динаміка чисельності лелеки білого в околицях міста Нововолинська (Орлова Альвіна уч. 54 гр. Нововолинського вищого професійного училища, 2007 р.).

26. Гільдія фонових комахоїдних птахів ландшафтного парку “Прип'ять-Стохід” (Андрусик Ірина, уч. 11 кл. Биховської ЗОШ Любешівського р-ну, 2007 р.).

27. Забруднення сільськогосподарської продукції рослинництва нітратами (Омелян Михайло, уч. 10 кл. Луцької ЗОШ № 10, 2007 р.).

28. Сучасний стан угрупування бобра річкового на території національного парку «Прип'ять-Стохід» (Бондар Н.Г., уч. 9 кл. Березновільської ЗОШ Любешівського району, 2008 р.).

29. Особливості використання лісових лікарських рослин в умовах радіоактивного забруднення Волині (Сай О.В., уч. 11 кл. Луцької гімназії № 14, 2008 р.).

30. Особливості популяризації хижих птахів, зокрема червоного шуліки. в околицях с. Бужанка (Мигас В.М., уч. 9 кл. Нововолинської СЗШ № 3, 2008 р.).

31. Динаміка чисельності на сучасний стан волинської популяції зубра (Мачушинець Н.В., уч. 9 кл. Ківерцівського НВК «ЗОШ-районна гімназія» , 2008 р.).

32. Вивчення акумуляції радіонуклідів грибами на території ДЛГ Маневицького району Волинської області (Акерман О.О., уч. 10 кл. НВК “Гімназія № 14” м. Луцьк, 2009 р.).

33. Динаміка чисельності та екологія популяції лелеки білого селища Рокині Луцького району (Мішко Н.Р., уч. 11 кл. НВК смт. Рокині Луцького району, 2009 р.).

34. Відновлення дуба звичайного на території Ківерцівського лісового господарства (Зволякевич Д.М., уч. 10 кл. експериментальної школи, м. Ківерці, 2009 р.).

35. Сучасний стан угрупування бобра річкового на території Національного парку (Бондар Н.Г., уч. 10 кл. НВК м. Любешів, 2009 р.).

Зі значного списку робіт по дослідженню живої речовини стає зрозумілим, що юні дослідники віддають перевагу моніторингу за рослинними та тваринними угрупуваннями, не нехтуючи при цьому і різними дослідами.

При екологічному дослідженні рослин і тварин необхідно враховувати складні взаємозв'язки, які існують між ними, і ті, що пов'язують їх із природним середовищем.

При вивченні складу рослин слід відбирати середню пробу, яка відповідала б хімічному складу рослин, що зростають на певній території. Головною умовою вірогідності результатів є швидка підготовка проб до аналізу. Перед хімічним аналізом проводять біологічний облік відібраних проб: висота рослин, кількість пагонів на одній рослині, фази розвитку, суха і сира маса в перерахунку на кількість рослин у цій масі [6].

Нижче наведений перелік методів визначення хімічного складу рослин та вивчення впливу різноманітних чинників на процеси їх росту і розвитку [5], які можна використовувати в умовах шкільної лабораторії при наявності необхідних реактивів (дихромат калію, сульфатна кислота, розчин солі Мора, дифеніламін, фосфатна кислота, розчин барій гідроксиду, хлорид на кислота, рідинні індикатори, дистильована вода, розчин аміаку, адсорбент (СаО), розчинник (бензин), сульфат натрію, етанол, беззольний фільтр “синя стрічка”, нітратна кислота, сульфід натрію, розчин флороглюцину у етанолі, гліцерин, барвник для кутикули, індигокармін, розчин цукрози, нітрат кадмію, нітрат плюмбуму, нітрат мангану) та лабораторного обладнання(бюретка, мірний циліндр, пробкове свердло, аналітичні терези, гумові пробки з отворами, скляні трубки, тонкий дріт, чорний папір, ексикатор, сушильна шафа, бюкси з кришками, фарфорові тиглі, муфельна піч, термостійка колба, газовий пальник, фотоелектроколориметр, електричний насос, ножиці, фільтрувальний папір, центрифуга, хроматографічна колонка, колба Бунзена, бите скло, водоструминний насос, скальпель, піпетки, водяна баня, мікроскоп, термостат, термометр)[5]:

- визначення інтенсивності фотосинтезу у рослин (за вмістом карбону);

– вимірювання витрат органічної речовини рослинами в процесі дихання;

– визначення вмісту гігроскопічної води;

– визначення вмісту “сирої” золи;

– проведення “мокрого озолення”;

– визначення вмісту хлорофілу в листках рослин - біоіндикаційна ознака середовища;

– визначення вмісту каротину;

– розділення рослинних пігментів методом тонкошарової хроматографії;

– визначення вмісту нітратів в овочевих культурах;

– визначення вмісту плюмбуму;

– аутекологічні дослідження рослин (систематичне положення, екологічні, ценотичні, біологічні особливості виду);

– порівняльний аналіз анатомічних особливостей рослин із різних екотопів;

– екологічні особливості лишайників і мохів (вияв вмісту фенольних сполук; визначення динаміки поглинання води гаметофітом моху та таломом листуватого лишайників);

– визначення стану дерев на вулицях міста (визначення частки пошкодженої тканини листків; діагностика живих і мертвих тканин);

– визначення стійкості рослин до засолення ґрунтів;

– визначення фітотоксичності важких металів.

Для дослідження тваринного світу (як і рослинного) зазвичай використовують метод біоіндикації (оперативний моніторинг навколишнього середовища на основі спостережень за станом і поведінкою біологічних об'єктів).

У деяких видів тварин змінюються життєві параметри (швидкість росту, розмножування тощо) у відповідь на різні подразники. Моніторинг біологічних ефектів, спричинених певними забруднювачами, можна проводити у локальному, регіональному і національному масштабах. Отже, вимірюючи зміни біологічних об'єктів, можна отримати інформацію, наприклад, про забруднення повітря, локалізацію забруднень тощо.

Перевагами біоіндикації є:

визначення впливу у просторі і часі;

вимірювання сумарного ефекту зовнішнього впливу;

вивчення дії забруднення на рослини і тварин;

можливість застосування профілактичних засобів.

Та, окрім спостережень, юні дослідники можуть провести значну кількість дослідів. Для нижче перечислених методів дослідження потрібні певні реактиви (дистильована вода, ацетатна та хлоридна кислоти, етанол, розчин арґентум нітрату, діетиловий ефір, резорцин, розчин гліцерину з желатином, рідинні індикатори, розчин нінгідрину, розчин ізопропанолу, хромова суміш, метиленовий синій, нітрат натрію, ) та лабораторне обладнання (лупа, пінцет, лінійка, морилка, підзорна труба, установка з дерев'яної рами і віконного скла, гирьки, акваріум, лист фанери, мікроскоп, автоклав або піч, бактерицидна лампа, термостат, термометр, спиртівка):

– визначення життєвих форм тварин;

– аутекологічні дослідження (систематичне положення, екологічні, біологічні особливості виду, умови місцеперебування виду);

– дослідження екологічних функцій дощових черв'яків(їх участь в процесі ґрунтоутворення, взаємодія з рослинами);

– оцінка якості бджолиного меду; бджоли як індикатор стану довкілля;

– дослідження екологічних функцій мікроорганізмів в ґрунті (сумарна біологічна активність ґрунту, розкладання органічних решток);

– дослідження взаємозалежності азотфіксуючих бактерій і родючості ґрунту;

– дослідження взаємодії мікроорганізмів і фітонцидів рослин (вплив летких виділень на мікроорганізми, антимікробні властивості листків різних рослин).



Словник понять і термінів

Абразія - процес руйнування берегів і підводного схилу моря, а також берегів річок, озер та інших водойм. Внаслідок абразії відбувається накопичення продуктів руйнування (піску, гальки, гравію) та їх переміщення.

Адсорбція - поглинання газів або рідин поверхневим шаром твердого тіла (адсорбентом).

Акумуляція - 1) Процеси накопичення на поверхні Землі (переважно у долинах, ярах) на дні водойм, відстійників і хвостосховищ продуктів ерозії та абразії (галька, теригенний матеріал, гумус, залишки мертвих рослин і тварин) внаслідок дії геологічних та техногенних чинників. 2) Накопичення в організмах шкідливих речовин (ксенобіотиків), які або не можуть метаболізуватися, або метаболізуються дуже повільно.

Антропоцентризм (мислення) - світогляд, який трактує людину, як центр і найвищу мету світобудови.

Асиміляція - сукупність хімічних процесів у живому організмі, спрямованих на утворення і відновлення структурних частин клітин і тканин із засвоєних поживних речовин.

Атмосфера - повітряна оболонка Землі, що являє собою механічну суміш газів. Вертикальна протяжність 60-70 тис. км. Різкої верхньої межі немає, вона поступово переходить у космічний простір.

Аутекологія - розділ екології, що вивчає видові особливості реагування живих організмів на чинники середовища їх існування, включаючи антропогенні.

Бензол - найпростіший вуглеводень ароматичного ряду з молекулярною масою 78, 11. Безбарвна рідина з характерним запахом.

Біоіндикація - метод, за допомогою якого вивчають стан наземних і водних екосистем за наявністю або рівнем життєдіяльності в них певних організмів - біоіндикаторів.

Біосфера - оболонка земної кулі, в якій існує або існувало життя. Займає верхню частину літосфери, педосферу( ґрунтовий покрив Землі), гідросферу і нижню частину атмосфери, склад, структура й енергетика яких пов'язані з минулою чи сучасною життєдіяльністю живих організмів.

Важкі метали - хімічні елементи з високою атомною масою, густина яких перевищує 5-8 г/см³, їх налічується понад 40.

Водозабір - 1) Гідротехнічна споруда для забирання води з водного об'єкта з метою використання її для потреб водопостачання, енергетики, іригації та ін. 2) Вилучення з водного об'єкта частини води для господарських і побутових потреб.

Водоносний горизонт - пласт гірських порід однорідного літологічного складу, що містить вільну(гравітаційну) воду і має однакову пористість і величину проникності. Являє собою гідравлічно зв'язану товщу, яка залягає між водонепроникними горизонтами або лише підстеляється ними.

ГДК - гранично допустима концентрація.

Генофонд - сукупність генів, наявних у певному угрупованні живих організмів: популяції, групи популяцій, виду або вищих таксономічних категорій.

Гідросфера - сукупність вод усіх поверхневих водних об'єктів земної кулі, підземних вод, льодовиків і снігового покриву, включаючи воду атмосферну, яка поєднана глобальним кругообігом речовин та енергії і становить водну оболонку Землі.

Гідротехнічні споруди - інженерні споруди для використання природних водних ресурсів та запобігання шкідливій дії вод на навколишнє середовище.

Гуманізм - особливий тип філософського світогляду, в центрі якого є людина як найвища цінність.

Ґрунт - складне органо-мінеральне, багатокомпонентне, полі функціональне утворення на земній поверхні, яке формується протягом тривалого часу внаслідок взаємодії біотичних та абіотичних чинників за певних гідрокліматичних умов та характеризується лише йому властивою профільною будовою і родючістю.

Домішки - другорядні компоненти гірських порід, руд і мінералів, які ізоморфно замінюють основні компоненти або представлені мікровиділеннями самостійних мінералів. При низькому (менше 1 %) і надзвичайно низькому вмісті (соті, тисячні частки % і менше) можуть мати промислове значення і рентабельно попутно вилучатися з головних рудних мінералів, при технологічному переділі покращувати або погіршувати якість сировини або виділятися в самостійні концентрати при збагаченні.

Екологічна свідомість - усталена й усвідомлена система уявлень про стан навколишнього середовища; здатність (індивідуальна або колективна) до адекватного розуміння органічного взаємозв'язку між людиною і природою; використання екологічних знань і переконань в усіх сферах теоретичної та практичної діяльності.

Екотоп - 1) Сукупність природних абіотичних чинників, яка характеризує певну однорідну ділянку Землі. 2) Рослинні й тваринні угрупування, що характеризують біотичне середовище і разом з абіотичними чинниками взаємодіють на певній території( згідно з прийнятим у класифікації EUNIS визначенням).

Енергозберігаюча технологія - 1) Технологія спрямована на виробництво товарів і послуг, за допомогою яких можна знизити споживання енергоресурсів. 2) Технологія, що забезпечує можливість знизити витрату енергоресурсів при виробництві продукції, у результаті реалізації програм з енергозбереження тощо.

Ерозія - процес розмивання або змивання ґрунтів і гірських порід водними потоками.

Заболочування ґрунтів - процес підвищення вологості ґрунтів під впливом постійного перезволоження в умовах застою води на поверхні, що призводить до утворення різних видів заболочених і болотних ґрунтів.

Замулювання водойм - процес заповнення улоговин (водосховищ, озер, ставків) наносами, які надходять з водозбору під час повеней і паводків, а також внаслідок абразії берегів. На дні водойм осаджуються також продукти коагуляції та життєдіяльності фіто- та зоопланктону, іхтіофауни, водяної та берегової флори.

Засолення ґрунту - процес накопичення водорозчинних солей у грунті.

Зворотні води - виробничі та комунальні стоки, відведені у поверхневі водойми.

Зола - залишок, який утворюється з мінеральних домішок органічного палива у процесі його згоряння; тонкодисперсна речовина, що складається з частинок розміром 0,005-0,1 мм.

Карст - геохімічні процеси, що розвиваються в усіх розчинних природними водами гірських породах( вапняки, доломіти, крейда, крейдоподібний мергель, мармур, гіпс, ангідрит). В основі процесів лежать хімічний процес розчинення гірських порід і геологічний процес вилуговування, тобто розчинення з винесенням розчиненої речовини.

Кольоровість води - показник якості води, що характеризує інтенсивність її забарвлення.; кольоровість поверхневих вод зумовлена переважно наявністю в них гумусових речовин і сполук заліза.

Ландшафт - комплексне земне приповерхневе макроорганізоване тіло, закономірно утворене взаємо проникними, взаємозалежними і взаємодіючими матеріальними складовими - природними геокомпонентами (гірськими породами, поверхневими та підземними водами в усіх агрегатних станах, атмосферним повітрям, рослинними та рослинними угрупуваннями, мікроорганізмами, ґрунтами).

Літосфера - верхня частина твердої Землі, що включає всю земну кору та верхню частину мантії (субстрат), характеризується пружними властивостями у верхній частині та в'язкими - в нижній.

Меліорація - система диференційованих комплексних, екологічно обґрунтованих заходів, спрямованих на докорінне поліпшення гідрологічних, фізико-хімічних та агрокліматичних параметрів агроценозів з метою раціонального використання земель та їх охорони, створення екологічно збалансованих високопродуктивних та сталих агроландшафтів.

Моніторинг - система тривалих спостережень, оцінювання, контролювання і прогнозування стану і змін будь-яких об'єктів, параметрів і процесів.

Навколишнє середовище, довкілля - навколишнє щодо людини, групи людей чи суспільства середовище, в якому живуть люди, відбуваються виробничі, соціальні, демографічні, політичні та інші процеси.

Паводок - фаза водного режиму річки, яка характеризується відносно швидким і короткочасним підняттям рівня води та збільшенням її витрат.

Парадигма екологічна - система теоретичних, методологічних та аксіологічних (ціннісних) установок, прийнятих більшістю наукової спільноти на конкретному етапі розвитку наукового пізнання.

Пестициди - речовини хімічного чи біологічного походження, які використовують проти організмів, що завдають шкоди сільськогосподарським культурам і лісовим насадженням, запасам сільськогосподарських продуктів, а також для знищення небажаної рослинності, збудників хвороб і переносників захворювань тварин та рослин, для регулювання розвитку організму.

Підтоплення - комплексний процес, при якому відбувається підвищення рівня вод підземних внаслідок порушення водного режиму і балансу територій, який досягає критичних значень і потребує застосування захисних заходів.

Побутові відходи - відходи, які утворюються внаслідок життєдіяльності людини у сферах житлово-комунальній, обслуговування і торгівлі, а також подібні до них за фракційним складом і структурою відходи установ, підприємств і дрібних виробництв. В основному це тверді побутові відходи (ТПВ).

Повінь - фаза водного режиму річки, яка характеризується найбільшою у році водністю, значним і тривалим підвищенням рівнів води і зазвичай супроводжується виходом води з русла на заплаву.

Поверхневий стік - 1) Процес переміщення (стікання) вод атмосферного походження по земній поверхні під дією сили тяжіння; складова кругообігу води у природі. 2) Характеристика кількості води, що стікає по поверхні, включаючи стік повеней та паводків (без підземного стоку).

Прозорість води - здатність води пропускати сонячне світло; визначається молекулярною структурою, концентрацією розчинених та завислих речовин, а також наявністю й кількістю планктонних організмів.

Просідання поверхні - процес поступового або швидкого й нерівномірного самоущільнення гірських порід, зумовлений зміною умов середовища, який супроводжується вертикальним переміщенням (опусканням, просіданням) поверхні ґрунтової товщі.

Радіоактивне забруднення - наявність або поширення радіоактивних речовин понад природний вміст їх у навколишньому середовищі та (або) у тілі людини.

Радіоактивність - здатність атомних ядер деяких ізотопів хімічних елементів самовільно (спонтанно) перетворюватися на ядра інших елементів шляхом випромінювання заряджених частинок, внаслідок чого змінюється заряд ядра його атомних ядер.

Рекультивація земель - комплекс організаційних, технічних, біотехнологічних та правових заходів, здійснюваних для відновлення ґрунтового покриву, поліпшення стану та продуктивності порушених земель.

Синергізм - комбінований вплив двох чи більше чинників, за якого їх спільна біологічна дія значно перевищує ефект кожного компонента та їхньої суми.

Суфозія - процес винесення дрібних мінеральних частинок і розчинених речовин водою, що фільтрується у товщі гірських порід.

ХЗЗР - хімічні засоби захисту рослин.

Хроматографічний аналіз води - метод поділу рідких чи газоподібних сумішей, що базується на різній сорбції їхніх компонентів певним сорбентом у динамічних умовах. Виділяють такі методи хроматографії: газова, рідинна, паперова, тонкошарова, іонообмінна.

Хроматографічний аналіз повітря - комплексний метод вимірювання мікро- і макроконцентрації окремих речовин у повітрі, що полягає у розділенні його на бінарні суміші кожного з вихідних компонентів зі спеціально підібраним газом-носієм.

ХСК - хімічне споживання кисню.



Висновки

У запропонованих методичних рекомендаціях розглядаються найбільш актуальні екологічні проблеми Волинської області, щоб зорієнтувати юних науковців та їх керівників у великому обсязі інформації щодо екологічної кризи України загалом та Волинської області зокрема. Відповідно до класифікації основних напрямів сучасної екології (за Г.О. Білявським і В.М. Бровдієм, 1995) ця наукова галузь постійно розвивається і розгалужується, тому зорієнтуватися школяру без сторонньої допомоги досить складно. Юні науковці мають володіти матеріалом того екологічного напряму, який оберуть для свого дослідження, а відповідно і розумітися на актуальних екологічних проблемах певної місцевості. Тема наукової роботи має бути чітко сформульованою та перспективною в плані майбутнього розвитку дослідження, і не повинна втрачати своєї актуальності принаймні кілька років.

Загалом метою запропонованих методичних рекомендацій було не лише ознайомлення юних дослідників та їх керівників з важливими проблемами екології Волинської області, але і їх зацікавлення у вивченні екології рідного краю. Люди з дитинства мають усвідомити ту небезпеку, яку несе у собі необдуманий антропогенний вплив, що виявляється у забрудненні природного середовища та нераціональному використанні його багатств.

Насамкінець читачам пропонується ознайомитися з екоетичними принципами [1] ставлення до природи, які можуть стати у нагоді як при науково-дослідницькій роботі (включно із виступом на захисті та науковою дискусією), так і у подальшому житті, сповненому гармонії між людиною та оточуючим світом. Отож:

І. Принцип неспричинення шкоди чи збитків жодній істоті в навколишньому природному середовищі, тобто не вбивати жоден організм, не нищити популяції живих видів, біотичні угрупування, екосистеми в цілому, а також утримуватися від будь-яких дій, що можуть виявитися для них згубними

ІІ. Принцип невтручання, який характеризується двома типами зобов'язань: одне вимагає утримуватися від будь-яких обмежень волі окремих організмів, друге стосується загальної стратегії “руки геть” щодо цілих екосистем.

ІІІ. Принцип порядності (вірності). Цей принцип стосується тільки людського ставлення до окремих тварин, що знаходяться в дикій природі, які можуть бути обдурені чи віддані людям. Немаючи взаємних домовленостей з дикими тваринами, люди повинні діяти так, щоб викликати довіру тварин.

ІV. Принцип дотримання прав природи. Цей принцип заснований на визнанні і повазі прав природи.

V. Принцип справедливого відшкодування. Якщо людина порушує який-небудь з вищенаведених чотирьох екоетичних принципів, вона чинить несправедливо. Така дія порушує рівновагу між людством і природою, наносить природі шкоду, і на людину, що зробила цю дію, накладається зобов'язання, яке називається принципом справедливого відшкодування. Найчастіше застосовуються такі способи відшкодування збитку - створення заповідників і заказників, захист рідкісних видів, допомога тваринам і рослинам, ослабленим чи травмованим у результаті людської діяльності.

Виконання вами, шановні вчителі та учні, цих принципів, не зможе відразу кардинально змінити екологічну ситуацію в країні, але своїм позитивним і мудрим ставленням до природи ви небезпідставно станете хорошим прикладом для наслідування. І, можливо, колись маленька дівчинка чи хлопчик, згадавши вас, не жбурне обгортку від цукерки у найближчу клумбу, а покладе у кишеню, щоб пізніше викинути в смітник.

Виховувати екологічно свідоме наступне покоління - це одне з найважливіших завдань сучасного людства. Головну роль у виховній роботі в нашому суспільстві виконують батьки та педагоги, які знають, що найкращим вчителем є хороший приклад, отож - любімо природу, бережімо її і вивчаймо!



Список використаної літератури

1. Борейко В.Є. Екологічна етика : [навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл.] /В.Є.Борейко, А.В. Подобайло. Ї К.: Фітосоціоцентр, 2004. Ї 116 с.

2. Бойчук Ю.Д. Екологія і охорона навколишнього середовища : [навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл.] / Ю.Д. Бойчук, Е.М. Солошенко, О.В. Бугай Ї Суми.: ВТД “Університетська книга”, 2002. Ї 284 с.: іл., табл.

3. Тарасова В.В. Екологічна стандартизація і нормування антропогенного навантаження на природне середовище : [навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл.] / В.В. Тарасова, А.С. Малиновський, М.Ф. Рибак Ї К.: Центр учбової літератури, 2007. Ї 276 с.: іл., табл.

4. Воіственський М.А. Охорона природи : метод. посіб. / М.А. Воіственський, С.М. Стойко. Ї К.: Радянська школа, 1977. Ї 141 с.

5. Білявський Г.О Основи екології теорія та практикум : [навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл.] / Г.О. Білявський, Л.І. Бутченко, В.М. Навроцький Ї К.: Лібра, 2002. Ї 486 с.: іл., табл.

6. Клименко М.О. Метрологія, стандартизація і сертифікація в екології: підручник / М.О. Клименко, П.М. Скрипчук. Ї К.: ВЦ “Академія”, 2006. Ї 315 с.

7. Мазоренко Д.І. Інженерна екологія сільськогосподарського виробництва : [навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл.] / Д.І. Мазоренко, В.Г. Цапко. Ї К.: Основа, 2007. Ї 392 с.

8. Екологічна енциклопедія: у 3 т./за ред. А.В. Толстоухова та ін. Ї К.: ТОВ “Центр екологічної освіти та інформації”, 2007. Ї Т. 1: А-Е - 432 с.: іл., Т. 2: Є-Н. - 416 с.: іл., Т 3: О-Я. - 472 с.: іл.



Додаток А

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосфері населених пунктів (за Г.О. Білявським, Л.І. Бутченко, В.М. Навроцьким)

Речовина	ГДК, мг/м3
	максимальна разова	середньодобова
Аміак	0,02	0,004
Ацетон	0,35	0,35
Гексахлоран	0,03	0,003
Метафос	0,001	-
Нафталін	0,003	0,003
Нікель	-	0,0002
Нітробензол	0,008	0,005
Оксид азоту	-	0,04
Оксид вуглецю (ІІ)	3,0	1,0
Оксид селену (IV)	-	0,00005
Оксид сірки (IV)	0,5	0,05
Оксид телуру (IV)	-	0,00001
Оцтова кислота (пари)	0,2	0,06
Пеніцилін	0,05	0,002
Пил бавовни	0,5	0,04
пил нетоксичний	0,5	0,15
Ртуть (пари)	-	0,0003
Сірководень	0,005	0,005
Сірчана кислота (пари)	0,3	0,1
Фенол	-	0,003
Формальдегід	-	0,003
Фосфорний ангідрид	0,15	0,05
Фтористий водень	0,02	0,005
Хлор	0,1	0,03
Хлорид заліза (ІІІ)	-	0,004
Хлороформ	-	0,03
Хром (VI)	0,0015	0,0015



Додаток Б

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у воді водойм господарсько-питного та культурно-побутового призначення (за Г.О. Білявським, Л.І. Бутченко, В.М. Навроцьким)

Речовина	ГДК, мг/л	Речовина	ГДК, мг/л
Санітарно-токсикологічні показники шкідливості
Анілін	0,1	Нітрохлорбензол	0,05
Арсен	0,03	Піридин	0,2
Бензол	0,5	Поліакриламід	2,0
Берилій	0,0002	Роданіди	0,1
Гексаметилендимін	0,01	Ртуть	0,0005
Гексахлорбензол	0,05	Свинець	0,03
Гексоген	0,1	Тетраетилсвинець	0
Нітрити, нітрати (за нітрогеном)	10,0	Формальдегід	0,01
Загально санітарні лімітуючи показники щільності
Аміак (за нітрогеном)	2,0	Тринітротолуол	0,5
Диметилформамід	10,0	Фенол (карболова кислота)	0,001
Кадмій	0,001	Хлор активний	0
Капролактам	1,0	Хлорбензол	0,02
Кобальт	0,1	Хлор тривалентний	0,5
Мідь	1,0	Хлор шестивалентний	0,1
Нікель	0,1	Хлорофос	0,05
Тіофос	0,003	Цинк	1,0
Чотири хлористий вуглець	0,3	Толуол	0,5
Органолептичні лімітуючі показники шкідливості
Бензин	0,1	Залізо	0,5
Гас	0,1	Нафта з високим вмістом сірки інша	0,1 0,3
Гексахлоран	0,02	Нафтові кислоти	0,3
Динітробензол	0,5	Пікринова кислота	0,5
Дихлорбензол	0,002	Пропілен	0,5
Дихлорфенол	0,002	Сірковуглець	1,0
ДДТ	0,1	Скипидар	0,2



Додаток В

Значення ГДК хімічних речовин у ґрунті (за Г.О. Білявським, Л.І. Бутченко, В.М. Навроцьким)

Назва речовин	ГДК, мг/кг	Назва речовин	ГДК, мг/кг
Метали: Ванадій Кобальт (рухлива форма) Марганець, рН = 4 рН = 5,1-5,9 рН = 6 Мідь (рухлива форма) Нікель Ртуть Свинець Свинець (рухлива форма) Хром Цинк Неорганічні сполуки:	150 5,0 700 300 400 500 3,0 4,0 2,1 32 6,0 6,0 23	Нітрати Миш'як Сірководень Фосфор Фториди Ароматичні: Бензол Ізопропілбензол Ксилоли Стирол Толуол Добрива та ПАР: Рідкі комплексні Азотно-калійні Поверхнево-активні	130 20 0,4 200 10 0,3 0,5 0,3 0,1 0,3 80 120 0,2

Додаток Г

Класифікація основних напрямів сучасної екології (за Г.О. Білявським і В.М. Бровдієм, 1995).

Размещено на Allbest.ru

...