Измерение буферной емкости почвы

Цель:

Формирование знаний о основных приемах анализа параметров гидросферы, литосферы

2. Систематизация знаний о физико-химических методах анализа

3. Формирование знаний по оценке современного состояния отдельных геосфер или их частей, прогноза изменения их состояния в условиях антропогенного воздействия, разработки мероприятий по снижению уровня воздействия на геосферы или их составные части.

4. способность организовывать сотрудничество обучающихся, поддерживать активность и инициативность, самостоятельность обучающихся, их творческие способности» (ПК-7).

5. определение гумуса в различных типах почв Ульяновской области.

Содержание

Проведение анализа почвы (чернозем, суглинок, супесь)

Обработка результатов анализа

Формулирование выводов

Работа с вопросами и расчетными задачами

Требования к умениям бакалавров

Знать

Основы метода титрометрии

Термины

Технику безопасности при работе в химической лаборатории

Негативное влияние примесей в воде на биоту

Уметь

Решать задачи по соответствующему разделу

Проводить количественный анализ

Использовать нормативно-техническую документацию

Использовать физико-химические методы при анализе проб

 

Проведение анализа

Поместите по 2 г почвы в каждый из четырех помеченных стаканов. Добавьте в стаканы 1,2,3 и 4 мл 0,01 моль/л раствора гидроксида кальция и доведите все объемы водой до 20 мл. Перемешайте смеси и оставьте их на 30 мин. Измерьте рН каждой суспензии.

Возьмите четыре контрольных стакана с водой (без почвы), в которые добавьте 1,2,3 и 4 мл раствора Са(ОН)₂ в воду. Общий объем жидкости в каждом стакане должен составлять 20 мл. Запишите рН каждого раствора.

Обработка результатов

Постройте график зависимости рН (ось у) от объема добавленного раствора гидроксида кальция (ось х).

а) Сравните результаты, полученные в экспериментах с почвой и без почвы. Используйте их для объяснения утверждения, что «почва действует как буфер»

Вычислите буферную емкость почв, действуя следующим образом.

1. Вычислите максимальное количество щелочи (в молях ОН^-), добавленной к образцу почвы.

2. Это количество щелочи было добавлено к 2 г почвы. Сколько щелочи нужно добавить к 1 кг почвы для достижения того же эффекта?

3. Определите изменение рН в почве при добавлении этого количества щелочи

4. рассчитайте буферную емкость образцов почвы:

число добавленного иона OH- на 1 кг почвы

Б = ----------------------------------------------------------

изменение рН

Контрольные вопросы

1. Какие элементы наиболее активно вовлекаются в биохимический
круговорот и какие являются наиболее инертными? Рассмотрите
классификацию элементов по интенсивности их вовлечения в биохимический круговорот. В каких формах находится кислород, выделяемый живыми организмами в почве?

2. Какие условия необходимы для протекания процессов денитрификации?

3. Рассмотрите внутрипочвенные биогеохимические циклы газов, осуществляющиеся бактериальными системами.

4. В каких почвах продуцируется наибольшее количество СО₂?

5. Изложите представления о двух главных группах специфических органических соединений в почвах.

6. Какие две противоположно направленные функции выполняет гумус почвы по отношению к рассеянным металлам?

7. Какова общая направленность биогеохимической трансформации минерального вещества почвы?

8. Назовите главные закономерности перераспределения тяжелых металлов при биогеохимической трансформации минерального вещества почвы.

9. Каков механизм фиксации избыточных масс тяжелых металлов и близких им поливалентных элементов в почвах?

10. Какие данные необходимы, чтобы рассчитать содержание того или иного элемента на единице площади (в г/м² или т/км²)?

11. Какое значение для биоты имеет буферность почвы?

 

1.Напишите уравнение реакции нейтрализации кислой почвы известняком

2.Вычислите массу известняка, которую нужно ввести в почву данного типа для изменения рН на единицу (1 кг исследуемой почвы)

3.1 га почвы мощностью 20 см имеет массу 2500 т. Вычислите массу известняка в тоннах на 1 га, необходимую для увеличения рН на единицу, если почва имеет ту же буферную емкость, что и исследованная вами почва.

Методический инструментарий преподавателя:

-активные формы: фронтальный опрос.

Средства контроля: Тест № (см. фонд оценочных средств)

Содержание внеаудиторной работы бакалавра при подготовке к занятию

1. Владеть содержанием вопросов (по лекции).

2. Законспектировать вопросы: Пестициды и их воздействие на объекты окружающей среды. Тяжелые металлы и их воздействие на объекты окружающей среды. Основные биогеохимические циклы и влияние на них деятельности человека

3. Подготовиться к диагностической самостоятельной работе в форме опроса и теста

4. Изучить термины по данной теме

Литература

1. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды. - М.: МИР, 2005. - 294 с. (Библиотека УлГПУ)

2. Гусакова Н.В. Химия окружающей среды: учебное пособие для вузов. - Ростов на Дону: Феникс, 2004. - 84 с. (Библиотека УлГПУ)

3. Голицын А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды. - М.: ОНИКС, 2010. - 336 с. (Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/42468)

4. Хентов В.Я. Химия окружающей среды для технических вузов: учеб. пособие. - Ростов на Дону: Феникс, 2005. – 141 с. (Библиотека УлГПУ)

5. Тарасова Н. П. Химия окружающей среды. Атмосфера: учеб. пособие для вузов. - М.: Академ.книга, 2007. - 227 с. (Библиотека УлГПУ).

Лабораторная работа №9 (2 часа)

Радиационное излучение. Виды. Дозы. Биологическое действие.

Цель

Формирование знаний о источниках, шкале электромагнитного излучения

2.Систематизация знаний о биологическом действии, дозах, методах регистрации ионизирующих излучений

3.Формирование знаний по оценке современного состояния радиационного загрязнения биосферы, современного состояния ядерной энергетике, разработки мероприятий по снижению уровня воздействия ионизирующих излучений.

Содержание

Законы радиоактивного распада.

Единицы измерения. Нормативно-техническая документация

Виды доз. Биологическое действие. Методы защиты

Антропогенные источники ионизирующего излучения

Эвристическая беседа о биологической опасности радиации

Работа с вопросами и расчетными задачами

Формулирование выводов

Требования к умениям бакалавров

Знать

Основные методы регистрации ионизирующих излучений

Единицы измерения и виды ионизирующих излучений

Источники ионизирующих излучений

Способы снижения воздействий ионизирующих излучений

Основы современной атомной энергетики

Термины

Уметь

Оценивать потенциальный вред различных доз ионизирующих излучений

Проводить мероприятия по снижению вреда различных доз ионизирующих излучений

Использовать нормативно-техническую документацию

Контрольные вопросы и задачи.

1. Что такое ионизирующее излучение?

2. Чем отличаются фотонное и корпускулярное излучения?

3. Какие виды фотонного излучения вы знаете?

4. Какие виды корпускулярного излучения вы знаете?

5. Чем отличаются первичное и вторичное ионизирующее излучение?

6. В каких единицах обычно измеряют энергию ионизирующих частиц?

7. Дайте определения понятий: поток ионизирующих частиц, плотность потока ионизирующих частиц, поток энергии ионизирующего излучения, плотность потока энергии ионизирующего излучения, поглощенная доза излучения, мощность поглощенной дозы излучения, эквивалентная доза, эффективная эквивалентная доза, коллективная эффективная эквивалентная доза, радиационный риск. В каких единицах измеряются эти величины?

8. Чем отличаются протоны от нейтронов? Из чего складывается массовое число нуклида? Что такое изотопы, изобары и изотопы? Приведите примеры. Приведите пример «генетической» связи между последовательно распадающимися нуклидами

9. Что такое активность, постоянная распада, период полураспада, среднее время жизни? В каких единицах измеряются эти величины? Какие частные случаи последовательного радиоактивного распада могли иметь место и соотношение каких величин определяет каждый из этих случаев? Какие существуют виды радиоактивного распада?

10. Каковы основные естественные источники ионизирующих излучений в окружающей среде?

11. Что такое «радиоактивные ряды», какова их роль в образовании ионизирующих излучений на нашей планете.

12. Какие радионуклиды вносят основной вклад в ионизирующее излучение на Земле?

13. Каковы основные антропогенные источники ионизирующих излучений в окружающей среде?

14. Какие явления обусловливают возникновение природного радиоактивного фона? Вам необходимо выбрать конструкционный материал космического аппарата для полетов в области радиационных поясов Земли. Какие данные вы запросите и почему?

15. Необходимо выбрать наполнитель для строительных материалов.
Варианты: зола ТЭЦ, шлаки фарфорового производства, шлаки
комбината цветных металлов. Ваше решение? Какие дополнительные сведения необходимо запросить?

16. Почему определение возраста по¹²С неприменимо к относительно
молодым материалам биогенного происхождения?

1.Скорость движения электрона равна 2×10⁸ м/с. Рассчитайте длину волны электрона.

2.Определите массу фотона, отвечающего линии Н _a серии Бельмера в спектре водорода (l=6563×10^{-10 м).}

3.Составьте уравнение ядерной реакции:

4.Константа радиоактивного распада l радиоизотопа равна 9,21×10^-8 с^-1. Определите период полураспада и среднюю продолжительность жизни.

5.Период полураспада радиоизотопа равен 14 сут. Сколько атомов этого радиоизотопа распадается за сутки, если начальное число атомов равно 10²⁰? Сколько процентов атомов радиоизотопа останется неразложившимся?

6.Закончите уравнения следующих ядерных реакций:

а) ; б) ; в) ;

г) ; д)

7.Определите период полураспада изотопа, если в течение 1 ч распадается 52 % начального количества атомов.

8.Какова была первоначальная масса образца 60Со, если после 25 лет его хранения разложилось 1,25 кг? Период полураспада 60Со равен 5,27 лет.

Лабораторная работа №10 (2 часа)