Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 2 (страница 41)

50 см³ раствора нитрата серебра (2,73 г на 100 см³)

1. Налейте 10 см³ исследуемой воды в коническую колбу и добавьте 2 капли калий-хроматного индикатора.

2. Из бюретки оттитруйте раствором нитрата серебра, постоянно встряхивая коническую колбу.

3. В конечной точке титрования осадок хлорида серебра окрашивается в красный цвет.

4. Дважды повторите титрование с 10 см³ исследуемой воды. Подсчитайте среднее количество израсходованного нитрата серебра.

5. Объем израсходованного раствора нитрата серебра приблизительно равен содержанию хлоридов в пробе воды (в г на 1л).

Опыт 13.8. Определение содержания кислорода в пробе воды

Метод Винклера, который описан в этом разделе, позволяет точно измерить содержание кислорода, но для того чтобы пользоваться этим методом, необходимы многочисленные реактивы.

10 см³ щелочного раствора иодида (3,3 г NaOH; 2,0 г КСl в 10 см³ дистиллированной воды) (Обращаться с осторожностью!)

10 см³ раствора хлорида марганца (4,0 г МnСl₂ в 10 см³ дистиллированной воды)

5 см³ концентрированной хлористоводородной кислоты (Обращаться с осторожностью!)

Раствор крахмала (как индикатор)

Дистиллированная вода в бутыли

0,01 М раствор тиосульфата натрия

3 х 5 см³ пипетки с делениями

Бюретка

Белая кафельная плитка

3 конические колбы

250 см³ исследуемой воды в стеклянном сосуде с притертой пробкой

1. Осторожно, не расплескивая, наберите воду в бутылку и оставьте ее под водой, чтобы в нее не попадали пузырьки воздуха.

2. В пробу воды пипеткой добавьте 2 см³ хлорида марганца и 2 см³ щелочного раствора иодида; конец пипетки должен касаться дна бутылки. Более тяжелый раствор солей вытеснит из бутылки равное количество воды, находящейся в верхнем слое.

3. Добавьте 2 см³ концентрированной хлористоводородной кислоты и закройте бутылку так, чтобы в ней не было пузырьков воздуха. Хорошо потрясите бутылку для того, чтобы растворился осадок. В результате образуется раствор в избытке иодида калия. Теперь растворенный кислород зафиксирован и бутылку можно вынуть из воды.

4. Для исследования отлейте в коническую колбу 50 см³ воды. Из бюретки оттитруйте ее 0,01 M раствором тиосульфата натрия следующим образом:

а) постоянно встряхивая коническую колбу, доливайте в нее раствор тиосульфата до тех пор, пока желтый цвет не побледнеет;

б) добавьте 3 капли раствора крахмала и продолжайте титровать, постоянно встряхивая колбу, до тех пор, пока не исчезнет темно-синяя окраска крахмала.

Запишите объем израсходованного тиосульфата натрия.

5. Дважды повторите операцию 4 с 50 см³ исследуемой воды и вычислите средний объем расходуемого тиосульфата (х).

6. При использовании этих растворов 1 см³ 0,01 M тиосульфата соответствует 0,056 см³ кислорода в условиях НТД (нормальная температура и давление).

7. Подсчитайте содержание кислорода в литре воды, используя следующую формулу:

Содержание кислорода,

см³/л = ^{(0,056⋅х⋅1000)}/₅₀

при НТД

где х — объем тиосульфата, расходуемый на титрование 50 см³ воды.

Течение

Самым простым методом определения скорости течения воды служит измерение времени, необходимого какому-нибудь плавающему предмету для того, чтобы пройти определенное расстояние. Чтобы исключить влияние ветра, лучше использовать предмет, который большей своей частью погружен в воду. Или же поместить в поток воды L-образную трубку высотой 50 см, длиной 10 см и диаметром 2 см таким образом, чтобы ее короткий конец был обращен навстречу течению. Измерив высоту, на которую вода поднялась в длинном конце трубки, можно определить скорость течения, используя следующую формулу:

v = √2hg

где v — скорость течения воды, см/с;

g — ускорение силы тяжести (981 см/с²);

h — высота столба воды, см.

Влажность

Относительная влажность воздуха — это отношение абсолютной влажности, выраженной в г/м³ к максимальному содержанию водяных паров в воздухе; относительная влажность выражается в процентах. Относительная влажность изменяется с температурой, так как воздух при нагревании расширяется и может удерживать больше водяных паров. Их содержание измеряется психрометром, состоящим из влажного и сухого термометров, которые закреплены в деревянной раме (рис. 13.1). По показаниям термометров вычисляют влажность воздуха, пользуясь психрометрическими таблицами.

Рис. 13.1. Аспирационный психрометр

Температура

Температуру воздуха, воды и почвы можно измерить ртутным термометром. Однако определение температуры в данной точке и в данное время имеет небольшое значение для экологических исследований. Более информативным является изменение температуры за определенный период времени. Поэтому обычно температуру измеряют в разное время (по сложной временной схеме) или же используют максимальный и минимальный термометры, регистрирующие максимальную и минимальную температуры соответственно. В микроместообитаниях и труднодоступных местообитаниях, например в сердцевине древесного ствола, температуру измеряют термистором (рис. 13.2). Это электрический прибор, который может иметь столь малые размеры, что его можно вмонтировать в кончик шариковой ручки. Электрическое сопротивление этого прибора меняется с изменением температуры. Измеряя сопротивление термистора и сравнивая его с ранее составленной таблицей, где каждому сопротивлению соответствует определенная температура, можно установить температуру среды, в которую помещен термистор. При проведении экологических исследований полезно также определять максимальные и минимальные температуры микроместообитаний (микроклимат), так как часто именно этим объясняется исчезновение из определенных районов отдельных видов, например растений, чувствительных к морозам.

Рис. 13.2. Термистор во время работы

Свет

Свет различается по своей интенсивности, продолжительности и качественному составу (длине волны). Чтобы получить полную информацию об этом физическом факторе при проведении экологических исследований, необходимо измерять все три пере-численных параметра света. Для их измерения используются специальные методы. В практических целях для сравнения интенсивности падающего света в различных районах обычно требуется некий отнесенный к данной площади показатель интенсивности света. Для этого достаточно обычного фотоэкспонометра. Суммарная интенсивность света за определенный период времени определяется с помощью бумаги Ozalid, которая обладает кумулятивной чувствительностью к свету.

Направление и скорость ветра

С экологической точки зрения важна не столько скорость ветра в местообитании в данный момент времени, сколько степень открытости местообитания для ветров. Следовательно, важна частота ветров, их интенсивность и направление. Однако для большинства практических целей при сравнении особенностей ветра в различных местообитаниях достаточно простого прибора, показывающего направление ветра и анемометра (рис. 13.3), регистрирующего скорость ветра.

Рис. 13.3. Простейший анемометр, с помощью которого можно измерять скорость ветра, измеряя частоту оборотов деревянного крыла, окрашенного в черный цвет

13.2. Биотический анализ

При исследовании организмов, населяющих данное местообитание (биотический компонент экосистемы), необходимо охарактеризовать структуру сообщества, т.е. определить встречающиеся в местообитании виды и численность популяции каждого вида. Совершенно очевидно, что выявить и подсчитать все организмы данного вида невозможно, по-этому применяется такой метод отбора образцов, который позволяет определить присутствующие виды и их численность. Как правило, для получения более точных результатов используются методы, требующие больших затрат времени, поэтому необходимо ясно представить цель предстоящих исследований. И, если это возможно, применять методы, не нарушающие естественных сообществ.

Всегда необходимо использовать достоверные методы отбора и регистрации образцов и, как говорится, "ни один камень не должен остаться нетронутым" (при условии, что его вернут на место), потому что организмы занимают почти все доступные микроместообитания. Например, на первый взгляд может показаться, что квадратный метр травостоя, почвы, песка, скалистого берега или дна реки заселен небольшим числом видов, но при более внимательном рассмотрении, если при этом перебрать руками почву, растения, перевернуть камни и исследовать корни, стебли, цветы и плоды растений и прикрепляющуюся часть таллома морских водорослей, то можно обнаружить намного больше видов.

При записи данных все виды растений и животных, поддающиеся определению, необходимо определить прямо в поле, пользуясь, если нужно, определителями. Собирать надо только те виды, о которых известно, что они широко распространены в данной местности и не относятся к редким видам. Массовый сбор видов может иметь серьезные последствия для местных сообществ. При отборе животных нужно постараться сохранить их живыми и выпустить в местообитания, сходные с теми, из которых они были изъяты. Организмы необходимо определять с максимально возможной точностью, т. е. до видов. Часто это сделать невозможно, тогда надо постараться установить их принадлежность к определенному классу, порядку или семейству. Определение образцов зависит от степени знакомства с определительными таблицами. Принципы классификации, построение определительных таблиц и подробное объяснение того, как ими пользоваться, приведены в Приложении 3 (т. 1).