Szkolny Ośrodek Badań Środowiska Osoby nadzorujące działania szkolnego ośrodka badań środowiska: •Pani K. Rapacz (C) •Pani A. Bocian (B) GLEBA (C) • Gleba to powierzchniowa warstwa lądów Ziemi przekształcona w wyniku procesu glebotwórczego, podtrzymującego życie lądowych roślin, zwierząt i mikroorganizmów. • Gleba – najbardziej zewnętrzna powłoka litosfery składająca się z luźnych cząsteczek mineralnych i organicznych, powietrza i wody. GLEBA (B) • Gleba to biologicznie czynna powierzchnia ziemi, powstała z utworu geologicznego, zwanego skała, macierzystą; • Gleba jest głównym elementem środowiska przyrodniczego. • Gleba jest ośrodkiem życia i spełnia wiele istotnych funkcji w ogólnym procesie życia na Ziemi, m.in. produkcyjną, retencyjną, sanitarną. „Od rodzaju gleby zależy życie.” Sokrates Gleba powstaje w wyniku stopniowego ich rozkruszania, czyli wietrzenia: • Biologicznego (grzyby, porosty) • Chemicznego (łączenie skał z azotem) • Fizycznego (lód zamarzający w szczelinach) Składniki mineralne gleby (z wyjątkiem azotu) pochodzą z jej skały macierzystej. Czynniki glebotwórcze: • • • • • • • Klimat; Woda; Drobnoustroje glebowe; Rośliny; Żywe organizmy (rozkruszają i tworzą glebę); Ukształtowanie terenu; Działalność człowieka. Skład gleby: A. Część mineralna (krzemionka, substancje nieorganiczne); B. Organizmy glebowe; C. Powietrze glebowe; D. Substancja organiczna; E. Woda glebowa; A. Część mineralna • Większe cząsteczki – piasek – średnica 0,02-2mm • Średnie cząsteczki – ił – średnica 0,002-0,02mm • Drobne cząsteczki – glina – średnica 0,002mm Ma na powierzchni ładunki ujemne Ujemne jony są wymywane Woda glebowa Dodatnie jony nieorganiczne wiążą się Zapobiega to wymywaniu do głębszych warstw wody B. Organizmy glebowe • Bakterie (rozkładają martwe resztki organizmów) • Grzyby; • Glony (autotroficzne); • Pierwotniaki(neterotrofity); • Robaki (pasożyty); • Owady (stawonogi, 6 nożne); • Większe zwierzęta i rośliny (np. Krety, nornice) C. Powietrze glebowe 30 – 60 % objętości gleby to PRZETWORY GLEBOWE Roztwór glebowy Powietrze glebowe (mniej tlenu, więcej CO2) D. Substancja organiczna Resztki obumarłych roślin, zwierząt i mikroorganizmów Ważne w pochłanianiu i zatrzymywaniu wody („gąbka”) Rozkładanie przez żywe organizmy Uwalnianie składników pokarmowych Humus (próchnica) – część substancji organicznej będąca produktem niecałkowitego rozkładu obumarłych szczątków organicznych Procentowy skład gleby dobrze wykształconej • • • • 45% substancje mineralne 25% woda 25% powietrze 5% substancja organiczne (czyli próchnica glebowa - humus) Im więcej zawiera na substancji organicznych, jest dobrze uwodniona i napowietrzona tym jest żyźniejsza, czyli ma dużą zdolność do zaopatrywania roślin w wodę, tlen i składniki pokarmowe. Erozja gleby Czynniki sprzyjające WODA WIATR Dostateczna okrywa roślin zapobiega erozji. Składniki mineralne 16 pierwiastków niezbędnych do wzrostu roślin MAKROELEMENTY 9 potrzebnych w dużych ilościach •Węgiel •Wodór •Tlen •Azot •Fosfor •Potas •Siarka •Wapń •Magnez MIKROELEMENTY 7 potrzebnych w małych ilościach •Żelazo •Bor •Mangan •Miedź •Moliden •Chlor •Cynk Odczyn gleby (pH) 0-7 pH – odczyn kwasowy/kwaśny 7 pH – odczyn obojętny 7-14 pH – odczyn zasadowy Określenie odczynu w glebie pozwala na podjęcie decyzji o jej wapniowaniu. Silnie kwaśny Kwaśny Lekko kwaśny Obojętny Zasadowy ~4,5 4,6 – 5,5 5,6 – 6,5 6,6 – 7,2 >7,2 Przyczyny zakwaszenia gleb: • • • • Kwasy organiczne, Kwasy nieorganiczne, Proces nitryfikacji, Mały udział skał macierzystych zasobnych w wapń, • Klimat z przewagą opadów nad parowaniem, kwaśne opady, • Duże zalesienie, • Rozkład substancji organicznych w glebie. Skutki zakwaszenia gleby: • zmiana warunków środowiskowych dla wielu organizmów glebowych, eliminacja gatunków bardziej wrażliwych • zostają zaburzone procesy nitryfikacji i mineralizacji, które najskuteczniej przebiegają przy odczynie pH 6-8. • wzrost zakwaszenia uruchamia metale ciężkie i pierwiastki śladowe ze związków trudno rozpuszczalnych. Główne zanieczyszczenia gleb: • • • • • • • • detergenty, pestycydy, nawozy sztuczne, sole z kopalń, oleje, smary, paliwa, rozpuszczalniki org., polimery, związki metali ciężkich, odpady promieniotwórcze. Zawartość jonów metali w glebie: • Zn, Co, Ni • Pb, Zu, Cd, Tl, Hg • Pb, Cu, Hg • Bi, Sb, Mn, Fe, Au włosowatych • Pb, Hg • Cr, Ni, Co, As – uszkadzają wątrobę – choroby ukł. Krążenia – niszczą nabłonki cewek nerkowych – niszczą ściany naczyń – niszczą korę mózgową – rakotwórcze Własności gleby • Chłonność polega na przetrzymywaniu wody z opadów i zapewnieniu jej rośliną podczas gdy jest susza lub w przerwach między porami deszczowymi • Sorpcja polega na pochłanianiu substancji z cieczy lub gazu przez ciało stałe zwane sorbentem (od łacińskiego słowa sorbens ~ntis co znaczy „wchłaniający”). Dwa rodzaje sorpcji • sorpcja powierzchniowa (polegająca na zbieraniu (zagęszczeniu) się substancji pochłanianej na powierzchni ciała stałego(gleby). ) • sorpcja wgłębna (polega na pochłanianiu substancji przez ciało (glebę) całą jego objętością.) Dzięki właściwością sorpcyjnym gleba magazynuje wiele cennych substancji niezbędnych do życia roślin. Typy i procentowy udział najczęstszych gleb naszego kraju • • • • Gleby bielicowe, płowe i brunatne są najczęstsze. Stanowią łącznie 82% wszystkich naszych gleb. Pozostałe gleby to: gleby błotne (9%); gleby mady (5%); czarne ziemie (2%) i czarnoziemy (1%); gleby rędzinowe (1%). Diagram przedstawiający typy gleb Doświadczeni a Badane gleby: 1.Agata – Wieś; 2.Stach – Bielany Wrocławskie; 3.Jacek – Muchobór Mały. Temat: Oznaczanie odczynu gleby (C) • Wykonanie: • Obserwacje: 1. 5,5pH 2. …. 3. … • Wnioski: Gleby we Wrocławiu mają zazwyczaj odczyn kwaśny. pH gleby • wpływa na rozpuszczalność w niej składników mineralnych oraz na ich dostępność dla roślin, • decyduje o gatunkach i wielkości populacji organizmów żyjących w glebie. Najlepsze są gleby obojętne o pH = 6,6 -7,2. Mają one własności buforowe, tzn. duże zdolności przeciwstawiania się zmianie swojego odczynu. Temat: Badanie własności sorpcyjnych gleb (C) • Wykonanie: • Obserwacje: 1. Jasny czerwony 2. Ciemny czerwony 3. fioletowy • Im większe właściwości sorpcyjne, tym lepsza gleba. • Ze względu na różne właściwości sorpcyjne gleb nie wszystkie jej rodzaje są jednakowo zasobne w składniki potrzebne do życia roślin. Temat: Oddziaływanie bakterii glebowych na celulozę (B) • Wykonanie: • Obserwacje: 1. Ziemia ogrodowa – papier rozłożył się w bardzo dużym stopniu 2. Piach – papier się nie rozłożył 3. Gleba Ekoli – słabe rozłożenie papieru • Wnioski: Od podłoża bardzo zależy stopień rozkładu celulozy. Gleba gliniasta ma za dużo wody, a w piachu bark składników, które odpowiedzialne są za rozkład. Galeria ZIEMIA OGRODOWA PIACH GLEBA EKOLI Temat: Oddziaływanie mikroorganizmów glebowych na papier i plastik • Wykonanie: • Obserwacja: – Folia – nie rozłożyła się; – Folia bio – rozłożyła się w małym stopniu; – Papier – rozłożył się całkowicie. • Wnioski: Papier jest materiałem, który ze względu na swoje właściwości łatwiej ulega rozkładowi przez mikroorganizmy w glebie. Galeria FOLIA FOLIA BIO PAPIER Temat: Wykrywanie jonów ołowiu III w glebie (C) • Wykonanie: • Obserwacje: 1. Białe zmętnienie, lekki osad = są ślady ołowiu 2. Białe zmętnienie = ślady ołowiu 3. Najmniejsze zmętnienie = śladowe ilości ołowiu • Wnioski: Ilość występowania ołowiu w glebie zależy od jej lokalizacji i narażenia na działanie substancji skażącej. • Ołów to metal bardzo toksyczny; • Źródłami skażenia środowiska ołowiem są przede wszystkim przemysł i transport; • Ołów emitowany przez samochody dostaje się do organizmu człowieka nie tylko przez drogi oddechowe, ale również przez skórę i skażoną żywność; • Z ołowiu wykonywane są: płyty akumulatorowe, aparatura do produkcji kwasu siarkowego, odpływowe rury kanalizacyjne, osłony kabli elektrycznych, śrut, elementy pocisków. Temat: Działanie metali ciężkich na białko (C) • Wykonanie: • Obserwacje: 1. 2. 3. 4. W większej części białko ścięte; Częściowo ścięte białko; Całkowicie ścięte białko; Zabarwienie turkusowe, całkowite ścięcie białka • Wnioski: Nieodwracalne ścięcie białka spowodowane działaniem jonów metali. • Sole Metali ciężkich powodują denaturacje białek, czyli ścinanie sie włokein białka, molibdem arsen rtęć chrom Temat: Wpływ soli ołowiu na kiełkowanie roślin (B) • Wykonanie: • Obserwacja: Ilość Ilość nasion wykiełkowanych 1. H2O 20 0 Brak 2. 0,1% 20 5 Bardzo krótkie 3. 1% 20 8 Krótkie 4. 2% 20 8 Długie 5. 5% 20 5 Bardzo długie • Wnioski: Im większy był roztwór substancji PbCl2 tym dłuższe były wykiełkowane rośliny. Ilość wykiełkowanych nasion w danym stężeniu roztworu 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Wykiełkowane nasiona Temat: Oddziaływanie skażenia gleby benzyną na kiełkowanie i wzrost roślin (B) • Wykonanie: • Wnioski: Różne są granice tolerancji roślin na działanie benzyny i zawartych w niej zw. Ołowiu. Benzyna nawet w największym rozcieńczeniu szkodliwie wpływa na proces kiełkowania Temat: Wykrywanie azotanów (V) i azotanów (III) sokach z owoców (C) • Wykonanie: Temat: Wykrywanie azotanów (V) i azotanów (III) sokach z owoców (C) • Obserwacja: Owoce Ziemniak, cytryna, pomarańcz, cebula, pomidor, limonka, winogrono, mandarynka Opis zmiany barwy Przed dodaniem magnezu Po dodaniu magnezu Barwy wszystkich soków zrobiły się jaśniejsze, co świadczy o odczynie kwaśnym. Jasny żółty Marchew Intensywnie jasny pomarańczowy Jabłko pomrańczowy wzorzec bladoróżówy Po dodaniu magnezu w próbkach zaczęła zachodzić reakcja wydzielania dużej ilości gazów. • Wnioski: Nie wystąpił wzrost intensywności barwy różowoczerwonej po redukcji magnezu, co świadczy o braku azotanów (III) i azotanów (V) w badanych sokach owoców. Azotany zawarte w wodach mogą być pochodzenia organicznego lub mineralnego. Woda używana do picia nie powinna zawierać zbyt dużo azotanów. Temat: Wykrywanie azotanów w pożywieniu (B) • Azotany (III) i azotany (V) w pożywieniu wykrywa się tą samą metodą, którą stosuje się do sprawdzania obecności azotanów w wodzie: papierki testowe lub rivanol. • W przypadku braku papierków testowych należy rozdrobnić badane warzywa, wycisnąć z nich sok i przeprowadzić doświadczenie według instrukcji wykrywania azotanów (III) i azotanów (V) w wodzie. Temat: Oddziaływanie detergentów na rośliny wodne (B) • Wykonanie: • Obserwacja: Ilość kropli PUR-a Obserwacja 2 Brak widocznych zmian, sporadyczne zabarwienie liści 5 Liście zabarwione na biało 10 Roślina całkowicie biała 20 50 H2O Roślina pozostała nadal zielona • Wnioski: W próbkach, w których roślina zmieniła swoją barwę na białą zaszedł proces chlorozy; W badanych próbkach z roślinami można było zauważyć bąbelki powietrza. Używanie dużych ilości detergentów może prowadzić do znacznego skażenia środowiska. Temat: Oddziaływanie tlenków azotu na kiełkowanie i wzrost rzeżuchy ogrodowej • Wykonanie: • Obserwacja: HNO3 – nic nie wykiełkowało 0/10 H2O – wszystko wykiełkowało 10/10 • Wnioski: Tlenki azotu maja funkcję destrukcyjną, ponieważ zahamowały proces kiełkowania roślin. Tlenek azotu… …pełni istotną funkcję w szlakach sygnałowych pozwalających roślinom odbierać, przetwarzać i odpowiednio reagować na bodźce pochodzące ze środowiska; …stymuluje zamykanie aparatów szparkowych, przez co ogranicza transpirację i utratę wody; …wpływa na różne procesy wzbudzane przez światło, przez co stymuluje kiełkowanie; …stymuluje kiełkowanie niektórych nasion; … spowalnia dojrzewanie i starzenie się roślin; ..może być induktorem kiełkowania, w mechanizmach umożliwiających kiełkowanie nasionom nie mających dostępu do światła. Temat: Badanie wpływu wapnowania gleby na jej odczyn. • Wykonanie: Do każdej kolby wsypać po 1 łyżeczce badanej gleby, do drugiej i trzeciej wlać 1cm3 roztworu któregoś z kwasów i dobrze wymieszać glebę z kwasem. Do tzrecije kolby dodać szczyptę węglanu wapnia i ponownie dobrze wymieszać glebę. Do każdej zlewki wlać po 100cm3 wody destylowanej. Zawartość kolb wstzrąsnąć przez 10 minut i kolejno sączyć. Zmierzyć pH każdego przesączu. • Obserwacje: Gleba Agaty Gleba Stacha Gleba Jacka I. 6,8pH I. 7,1pH I. 7,3pH II. 6,3pH II. 3,0pH II. 6,7pH III. 7,6pH III. 7,5pH III. 8,0pH • Wniosek: Występują błędy pomiarowe (3pH). Odczyn jest obojętny lub zasadowy. • Co daje wapnowanie gleb Wapń, oprócz tego, że odkwasza glebę jest niezbędnym składnikiem pokarmowym dla roślin. Pobierają go w dużej ilości przez całą wegetację. Ilość wapnia, która występuje nawet w bardzo kwaśnych glebach zaspakaja potrzeby pokarmowe roślin. Dziękuj ę za uwagę Wykonała: Izabela Teppel, 2LO