Публикации Использование химических методик для проектно-исследовательской деятельности школьников при изучении лесных массивов

Всероссийский сборник статей и публикаций института развития образования, повышения квалификации и переподготовки.

Скачать публикацию

Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Использование химических методик для проектно-исследовательской деятельности школьников при изучении лесных массивов
Автор: Тесник Юлия Валерьевна

Использование химических методик для проектно-исследовательской деятельности школьников при изучении лесных массивовЛес — одно из главных богатств России. Наша страна занимает второе место в мире по запасам древесины. Исследование лесных ресурсов вот уже много лет входит в число приоритетных научных направлений. Лес - доступный и комплексный объект для изучения, который может стать удобным инструментом для обеспечения перехода от теории к практике в школьном и дополнительном образовании в проектно-исследовательской деятельности. Лес — это идеальная природная лаборатория. На его территории школьники могут проводить реальные исследования: оценивать состояние воздуха по лишайникам, изучать видовое разнообразие птиц или насекомых, вести фенологические наблюдения (сезонные изменения), проводить химический анализ. Это развивает научное мышление. Экологическое просвещение и формирование экологической культуры – ещё одна очевидная и не менее важная причина изучать лесные массивы. К основным принципам организации работы по проектно-исследовательской деятельности в данном направлении относятся следующие: 1) Безопасность прежде всего: Обязательный инструктаж о клещах, ядовитых растениях, грибах, поведении при встрече с дикими животными. 2) От простого к сложному: Начинать с наблюдений и простых заданий, постепенно переходя к долгосрочным проектам. 3) "Не навреди": Заложить основу экологической этики — не ломать ветки, не разорять муравейники, не шуметь. 4) Интеграция с предметами: Связывать изучение леса с биологией, географией, экологией, историей, литературой, искусством и даже математикой (статистика, измерения).В настоящее время существует большое разнообразие методов, используемых для изучения лесных массивов, которые можно классифицировать по различным признакам. Среди химических методов, которые удобно использовать при изучении природных объектов, можно отметить титрование, спектрофотометрию, Титриметрический метод применяют для определения показателей каталазная активность почвы. Каталаза — фермент, разрушающий пероксид водорода до воды и кислорода, его величина может служить показателем загрязнения почвы, а также негативного антропогенного воздействия. Снижение её активности при усилении загрязнения почвы является маркером нестабильной экологической обстановки. Метод основан на измерении количества перекиси водорода, которое может быть разрушено ферментом в определённых условиях за заданное время. Доля разложившейся перекиси водорода определяется по разности между количеством её, взятым для опыта (контрольная проба), и оставшимся после действия каталазы (опытная проба). Также изучение каталазной активности почвы для определения степени влияния антропогенной нагрузки может осуществляться и с помощью газометрического метода. Суть метода: измерение объёма кислорода, выделяющегося в результате реакции расщепления перекиси водорода. Спектрофотометрический метод также может стать отличным методом для исследований природных сообществ. Например, для изучения пигментного состава хвои, которые является показателем уровня загрязнения. При накоплении токсических веществ в хлоропластах происходит их деструкция и распад пигментов, в частности, хлорофиллов. Например, в хвое сосны обыкновенной из неблагоприятной экологической территории количество хлорофилла b выше на 31%, а сумма хлорофиллов a+b выше на 15%, чем в насаждении из экологически чистой местности. Также в условиях антропогенной нагрузки уменьшается соотношение хлорофиллов a/b на 16%, что указывает на снижение активности фотосинтетического аппарата сосны. С увеличением атмосферного загрязнения на пробных участках у сосны обыкновенной наблюдается уменьшение содержания общего фонда хлорофиллов и каротиноидов по сравнению с контролем.Спектрофотометрический способ основан на измерении поглощения или прохождения электромагнитного излучения различных веществ в ультрафиолетовом диапазоне. Этот метод позволяет определить концентрацию вещества в образце на основе его спектральных свойств. Принцип метода заключается в том, что когда падающий на образец свет проходит через него, некоторая его часть поглощается веществом, а оставшаяся часть проходит сквозь образец. Величина поглощения света зависит от концентрации анализируемого вещества и его спектральных свойств. Сущность метода в том, что каждое вещество имеет свой уникальный спектральный след, то есть зависимость поглощения света от длины волны. Измерение спектра поглощения позволяет идентифицировать вещество и определить его концентрацию в образце.Для определения интенсивности фотосинтеза в растениях с разной целью, например, для поиска лесных растений-секвестраторов, можно использовать методику оценки углеродного потенциала растений. Для определения поглощения углерода, как косвенного признака интенсивности фотосинтеза, определяют количество органического вещества в листьях растений. Такой метод был предложен Ф.З.Бородулиной, принцип которого разработан ранее И.В.Тюриным для учета углерода в почве. Он основан на окислении органического вещества раствором калия двухромовокислого в смеси с концентрированной серной кислотой (хромовой смесью). При взаимодействии с углеродом бихромат разрушается. Израсходованный на окисление углерода бихромат оттитровывается раствором соли Мора.Таким образом, в проектно-исследовательской деятельности на занятиях используются различные методики изучения объектов, расположенных на территории лесных массивов, в том числе и методики основанные на физико-химических и химических методах исследования: титрование и спектрофотометрия.