Ekološke analize in monitoring

Ekološke analize in monitoring 28,90 €

info@grafenauer.si www.grafenauer.si

Alenka Sedlar Špehar Tina Birk

EKOLOŠKE ANALIZE IN MONITORING Učbenik za modul Ekološke analize in monitoring v izobraževalnem programu Naravovarstveni tehnik

Alenka Sedlar Špehar, Tina Birk

Ekološke analize in monitoring Učbenik za modul Ekološke analize in monitoring v izobraževalnem programu Naravovarstveni tehnik

5

Vsebina

1

2

3

Analizne metode in monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Analizne metode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Napake pri meritvah in zmanjševanje le-teh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Klasične analizne metode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Gravimetrična metoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Volumetrična metoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Instrumentalne metode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Elektrokemijske metode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Spektroskopske in spektrometrijske metode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Kromatografske metode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Elektroforeza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Načrtovanje monitoringa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Raziskovalni pristop monitoringa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Monitoring okolja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Obratovalni monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Monitoring biotske pestrosti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Parametri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Osnovni fizikalno-kemijski parametri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Kisik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Kislost/bazičnost okolja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Organske spojine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Dušik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Žveplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Klor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Težke kovine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Železo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Arzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Kadmij. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Svinec. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Krom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Nikelj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Analiza zraka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Zgradba atmosfere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Spreminjanje atmosfere skozi zgodovino. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

6

4 5 6

Klima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Parametri analize zraka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Temperatura v plasteh ozračja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Zračni tlak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Sevanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Hrup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Vetrovi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Vlaga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Aerosoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Prašni delci. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Zdravju škodljivi plini. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Ozonu škodljive snovi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Spremljanje onesnaženosti zraka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Izvajanje meritev kakovosti zraka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Meteorološke meritve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Mreža meteoroloških postaj v Sloveniji. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Napovedovanje vremena v Sloveniji. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Monitoring kakovosti zraka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Program monitoringa zunanjega zraka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Vzorčenje zraka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Analiza vode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Zgradba hidrosfere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Izvor vode na planetu Zemlja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Parametri analize vode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Fizikalno-kemijski parametri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Hidromorfološki parametri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Vsebnost suspendiranega materiala. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Analiza vodnega dna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Raba tal ob vodonosnikih in vodotokih. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Vodostaj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Pretok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Vzorčenje vode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Zakonodaja na področju varstva vodá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Monitoring vode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Monitoring površinskih vodá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Monitoring rek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Monitoring jezer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Monitoring morja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Monitoring podzemnih vodá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

7

7

8

Monitoring kemijskega stanja podzemnih voda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Monitoring količinskega stanja podzemnih vodá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Monitoring pitne vode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Monitoring kopalnih vodá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Monitoring odpadnih vodá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Analiza tal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Zgradba Zemljine površine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Sestava pedosfere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Nastanek tal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Funkcija tal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Tla kot življenjski prostor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Talni tipi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Kakovost tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Osnovne pedološke analize. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Parametri analize tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Barva tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Globina tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Tekstura tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Struktura tal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Talni horizonti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Vlaga v tleh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Zrak v tleh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Električna prevodnost. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Kemijska analiza tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Človek kot pomemben dejavnik spreminjanja tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Zakonodaja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Vzorčenje tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Popis podatkov o zemljišču. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Vzorčenje tal za potrebe določevanja rodovitnosti tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Vzorčenje tal za potrebe določevanja onesnaženosti tal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

Monitoring tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Monitoring ogroženih območij. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Monitoring plazovitih območij. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Monitoring onesnaženih območij. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Obratovalni monitoring stanja tal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

Slovar novih pojmov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

14 Ko izberemo določeno metodo, gremo na teren in odvzamemo reprezentativen vzorec. To je vzorec, katerega lastnosti lahko posplošimo na širše območje oziroma populacijo.

Po odvzemu vzorca se njegova sestava na poti do laboratorija ne sme spremeniti. Zato ga moramo ustrezno konzervirati, da se njegovi fizikalno-kemijski in mikrobiološki parametri ne spremenijo. V laboratoriju pa vzorec najprej pripravimo, tako da iz njega odstranimo moteče delce, ga homogeniziramo, filtriramo ali presejemo ... Sledi analiza vzorca. Ta postopek ne sme povzročiti spremembe analitov.

Vzorca ne zavržemo, dokler raziskave ne zaključimo s podrobnim poročilom.

Pri vzorčenju moramo pridobiti zadostno število vzorcev.

Napake pri meritvah in zmanjševanje le-teh Pred vsakim začetkom analize nekega stanja se je treba vprašati, kaj imamo na voljo, kaj bomo merili, kako natančno moramo analizirati. Zato je primerno poznati nekatere ključne pojme:

TOČNOST

NATANČNOST

VELJAVNOST METODE

VARNOST METODE

ENOSTAVNOST METODE

SPECIFIČNOST METODE

OBČUTLJIVOST METODE

ALI VESTE

V okviru projekta Preučevanje slovenskih ledenikov je na Kredarici (na prizidku Triglavskega doma – 2515 m) postavljena spletna kamera.

Geografski inštitut Antona Melika ZRC SAZU izvaja redna opazovanja Triglavskega ledenika in Ledenika pod Skuto že od leta 1946. Ledeniki so dober pokazatelj podnebnih sprememb, njihov obseg spremljajo s pomočjo merilnih točk, črt in drugih znakov, ki jih zarisujejo po grbinah poleg ledenikov. V letu 1900 je imel Triglavski ledenik površino preko 40 ha, v letu 1995 le še 3 ha, leta 2015 pa 1,7 ha.

15 Izbira metode je odvisna od vrste načrtovane analize. yyZa rutinske analize uporabimo čim hitrejše, enostavnejše in stroškovno ugodne metode. yyUradne analize morajo biti izvedene po uradnih, t. i. standardnih metodah.

Pri analizah večkrat naletimo na merske napake. Te delimo v dve skupini: Sistematične napake

Slučajne napake

Napake se lahko pojavijo zaradi: yyslabe opreme (stare aparature, nepopolni meritveni pripomočki) ali pa yynapak v postopkih oziroma metodah (npr. neupoštevanje dejstva, da lahko nekatere komponente v vzorcu motijo potek analize).

Pogosto se dogaja, da zaradi utrujenosti ali neveščosti delamo napake. Tako lahko na primer nepravilno razberemo volumen vzorca v bireti, pipeti …

Napake so ponavadi posamične in z večkrat­nimi ponovitvami jih lahko zmanjNepravilnosti so običajno posledica napake metode in jih šamo. statistično ne vrednotimo.

Da bi se izognili napakam, uporabljamo postopke za izboljšanje rezultatov. Tako lahko pripravimo: yyslepi preizkus – je vodilo pri ugotavljanju pravilnosti izvedene metode. Opravimo ga tako, da na že poznanem vzorcu brez analita izvedemo popolnoma enako analizo kot na vzorcu z analitom, ki ga raziskujemo. Pri tem preverimo odstopanje vrednosti slepega poizkusa od analiznega vzorca; yyreferenčni vzorci – so pripravljeni vzorci, ki imajo definirano koncentracijo posameznih sestavin in so namenjeni primerjavi z analiziranimi vzorci. Na trgu so na voljo različni referenčni vzorci: metalurški in geološki, različni silikati, organske substance in biološki standardni vzorci; yystandardni dodatek – gre za naraščujočo množino določene komponente. Z analizno metodo umerimo krivuljo, ki tako postane »merilni trak«, s pomočjo katerega lahko razberemo koncentracijo sestavin obstoječega vzorca. Če se zavedamo napak, jih poskušamo ovrednotiti.

Smiselno je opraviti več ponovitev in izračunati aritmetično sredino (povprečno vred­ nost). To je numerična vrednost, ki jo dobimo, če delimo vsoto vrednosti iz vseh meritev s številom meritev N. Opredeliti je treba standardni odklon (imenujemo ga tudi standardna deviacija). Gre za merilo razpršenosti vrednosti okoli aritmetične sredine.

16 Absolutno napako izračunamo kot maksimalni odmik od povprečja naših meritev.

Relativna napaka je vrednost, pri kateri absolutno vrednost delimo s povprečno vred­ nostjo in vse pomnožimo s 100. Z njo izrazimo natančnost meritve.

100 = r. n. (število brez enote, lahko tudi v %)

Pri statistični analizi bioloških parametrov se pogosteje pojavijo napake kot pri analizi fizikalno-kemijskih parametrov. Vzroki za to so lahko zelo različni: yybiološke populacije niso statistične populacije, yyskriti dejavniki lahko zameglijo interpretacijo, yyvečkrat nastopita tudi slučajna in naključna napaka.

Krivec za napake v biomonitoringu je najpogosteje človek. Ta pogosto subjektivno presoja (do tega pride zaradi slabovidnosti, drugačnega zaznavanja okolice …) in je pri svojem delu različno površen (odvisno od utrujenosti in naglice vzorčevalca). Zato se je napak pri biomonitoringu treba zavedati in jih odpravljati.

Vzorčevalec lahko napake omeji, če upošteva: yyidentifikacijo in odpravljanje ugotovljenih napak, yynatančna navodila, ki veljajo za vse vzorčevalce, yystandardizirane metode – npr. popisovalec uporablja metode, pri katerih je vpliv subjektivnosti manjši, yytestiranje metod pred uporabo v programu monitoringa, yyanalizo dejavnikov, ki lahko vplivajo na rezultate, npr. čas, vreme, okoljski dejavnik itd., yyizenačevanje človeškega dejavnika in izboljšavo terenskih metod, npr. urjenje popisovalcev, yykvantifikacijo napak, npr. izvedbo iste študije z različnimi metodami, s primerjavo katerih so lahko zaznane napake popisa …

Pri delu je treba uporabljati in upoštevati osnovne, pa tudi sestavljene fizikalne količine. Ker so njihove vrednosti različnega ranga, je treba poznati in uporabljati tudi predpone merskih enot.

17 NALOGE 1. Pretvorite fizikalne količine.

190 dl = 3h=

l s

5h=

–15 °C = 5t=

4100 ml =

K kg

l min

35 cl =

dl

1 leto =

h °C

1173 K =

°C

503 K =

20 dm =

cm

207 l =

hl

230 hl =

l

30 g =

dag

3600 s =

min

2 dag =

kg

20 kg =

g

–37 °C =

K

2. Pešec je prehodil pot od točke A do točke B, pri tem je naredil 351 korakov, ki so bili v povprečju enako dolgi (okoli 42 cm), za kar je porabil 63 min. yyKoliko metrov dolgo pot je prehodil? yyKoliko kilometrov je to? yyKoliko poti je naredil v 30 minutah? yyKoliko odstotkov poti je opravil v 15 minutah? yyS kakšno hitrostjo se je premikal?

3. Lovci so ob cestišču našli 153 kg težkega medveda, ki so ga naložili v terenski avto.

Koliko gramov pri tem dvigne vsak, če sodelujejo štirje lovci?

4. Narišite tabelo, ki bo vsebovala osnovne fizikalne količine, osnovno mersko enoto, kratici količine in enote.

Fizikalna količina Kratica količine Osnovna merska enota Kratica enote svetilnost d gram s amper molarnost 5.

6.

7.

8.

9.

K Narišite podobno tabelo kot v nalogi 1, ki bo vsebovala sestavljene fizikalne količine s pripadajočo kratico in formulo za izračun, njihove osnovne merske enote s kratico in aparature, s katerimi merimo količino.

Narišite tabelo s predponami za desetične večkratnike skupaj s pripadajočo kratico.

Dijaki programa naravovarstvenega tehnika so merili svetilnost 60-vatne varčne žarnice in dobili naslednje vrednosti: 810 cd, 800 cd, 750 cd, 700 cd, 740 cd, 822 cd, 835 cd, 723 cd, 809 cd in 799 cd.

Izračunajte povprečno vrednost svetilnosti in absolutno ter relativno napako.

Katera vprašanja si moramo zastaviti pred opravljanjem analiz?

Opredelite naslednje pojme: natančnost, občutljivost in zanesljivost analiznih metod.

42 Temperatura Temperatura je fizikalni parameter, ki igra pomembno vlogo v zraku, tleh in v vodi. Temperatura ima močan vpliv na biokemijske procese in aktivnost encimov. Od nje je odvisno preživetje organizmov, saj imajo tako rastline kot živali omejeno toleranco zgornje in spodnje meje temperature okolja. Slednja vpliva tudi na razpad mineralov, razgradnjo snovi, raztapljanje snovi v vodi itd.

Temperatura določa hitrost procesov v naravi.

Temperatura je zelo pomemben parameter pri določanju kakovosti okolja in jo je treba meriti v različnih letnih časih in različnih okoljih.

Tako kot pri ostalih organizmih je temperatura ključna tudi za rast in razvoj mikroorganizmov. Navadno smo pri analizi pozorni na mikroorganizme, ki jih uvrščamo v skupino mezofilnih mikroorganizmov. Njihova optimalna temperatura, pri kateri uspevajo, je 30–40 °C. Tudi vsi patogeni mikroorganizmi so mezofilni. Ti ne preživijo temperature nad 70 °C. Večina teh organizmov tudi ne prenese temperature, nižje od 3 °C. Temperaturo merimo s termometri. Ti delujejo na principu spreminjanja fizikalnih lastnosti pri različnih temperaturah: yy večanje/manjšanje volumna tekočin in trdnih snovi, yy spreminjanje električne lastnosti snovi, (pri višjih temperaturah slabše prevajajo električni tok kot pri nižjih), yy pojavljanje deformacij (bimetalni termometer) ...

Poznamo pestro paleto termometrov: yy tekočinski termometer: živosrebrni, alkoholni; yy registrirni instrument: termograf; yy električni termometer: uporovni termometer, termistorji, termoelementi.

Merjenje temperature zraka

NALOGA 1. Narišite strpnostno tolerančno krivuljo rasti psihrofilnih, mezofilnih in termofilnih mikroorganizmov.

43 Kisik Kisik je pomemben za večino organizmov (aerobov) na Zemlji. Največji rezervoar kisika je v silikatih in mineralnih oksidih. V atmosferi je prisoten kot posledica procesa fotosinteze.

V tleh odigra pomembno vlogo pri oksidaciji mineralnih snovi. Te postanejo netopne in posledično nedostopne za rastline (železov oksid). Z redukcijo mineralov v anok­ sični coni le-te postanejo ponovno topne v vodi in tako tudi dostopne za rastline. Vendar pa rastline potrebujejo kisik v tleh za dihanje in rast korenin. Prav tako so v tleh razkrojevalci organske snovi, ki s pomočjo kisika pri razgradnji pridobijo več energije.

Njegovo raztapljanje v vodi je odvisno od fizikalnih (temperature, toka vode, velikosti površine med zrakom in vodo, parcialnega tlaka nad gladino vode itd.), kemijskih (v vodi raztopljene soli) in bioloških (prisotnost heterotrofov, razkrojevalcev, deleža rastlin itd.) dejavnikov.

Minimalne potrebe po raztopljenem kisiku v vodi Organizem

Minimalna koncentracija kisika, ki jo potrebuje organizem za preživetje – OD [mg/l]

Ličinka komarja

1,0

Krap

2,0

Ličinke mladoletnic

4,0

Postrv

6,5

Pri interpretaciji podatkov je koristno poznati zveznost med količino raztopljenega kisika in toleranco organizma. Navedeni podatki v zgornji tabeli so koristni pri izvajanju natančnejših analiz vodotoka ali katerega drugega vodnega ekosistema (jezero, močvirje, mrtvice, …).

Aparatura za merjenje kisika v vodi se imenuje oksimeter. membrana

platina (katoda)

KCl (aq)

Ag/AgCl (anoda) membranska čepica

Zgradba oksimetra

68 radijske svetlobe pride do tal, zato jo lahko opazujemo tudi z Zemlje. Slednjo doseže tudi del infrardeče in ultravijolične svetlobe.

kratkovalovno sevanje

odboj od oblakov

sipanje v ozračju

toplota dolgovalovno sevanje tal odboj na površini

absorpcija v tleh

Energijska bilanca sistema: površje – atmosfera

Ozračje seva selektivno. Vzroki za to so posamezni plini, ki sevajo le tiste valovne dol­ žine, ki jih pri določeni temperaturi tudi vpijajo (Kirchhoffov zakon). Pri tem oddajajo za njih značilne absorpcijske črte (v kolikor molekulo obsevamo z belo svetlobo, bo ta oddala svoj značilen spekter).

Plini v ozračju, ki dolgovalovno sevanje absorbirajo so: vodna para, CO2 , CFCl3 , CH4 , N2O, O3 itd. Večino sevanja, ki ga oddaja površje Zemlje, se absorbira v atmosfero, saj atmosfera ni neprepustna za dolgovalovno sevanje. To povzroči segrevanje atmosfere, ki seva tako navzdol, kot tudi navzgor.

Efekt tople grede pa se pojavi, ko se v ozračju pojavi IR-sevanje. Ta se ujame znotraj ozonskega plašča, ko prečka ozonsko luknjo proti Zemeljski površini. Tako povzroči sevanje v vse smeri (navzgor proti vesolju, kakor tudi proti površini Zemlje).

Tudi Zemlja seva v obliki različnih energij. Območje sevanja je med 3–100 µm. Gre za dolgovalovno sevanje.

69 Človek je izumil nekatere instrumente, s katerimi meri raz­ lične vrste sevanja: yysevanje, pri katerem vir oddaja elektromagnetno valova­ nje (RV, IR, Q, V, UV, RX, γ-žarke), yysevanje, pri katerem vir oddaja mehansko valovanje (zvok), yysevanje, pri katerem vir oddaja delce (α- in β-sevanje).

Naprava za merjenje vidne svetlobe je svetlomer (luksme­ ter, fotometer). To je fotocelica, ki zaznava spremembo vidne svetlobe.

Sevanje svetlobe je torej nujno za življenje. Človek je pričel Luksmeter – merilec svetilnosti s pridom uporabljati umetni vir svetlobe, vendar je zaradi pretirane in nepravilne uporabe svetilnih naprav prišlo do svetlobnega onesnaževanja. Ta pojav prizadene fiziološke procese organizmov, kot so na primer: yymoteno prehranjevanje netopirjev, yymotena orientacija želv po zvezdah, yymoteno spanje dnevnih živali, yydelovanje rastlinskih škodljivcev tudi v nočnem delu dneva, yymotenje reprodukcije nočnih metuljev …

V ta namen predpisi urejajo ohranjanje okolja tako, da varujejo zdravje ljudi in habitat ogroženih živalskih vrst. Svetlobno onesnaževanje ponekod zmanjšuje Tako je na primer v Uredbi o svetlobnem onesnaževanju vidljivost zvezd. določeno, da se površin stavb in objektov, na katerih so preletevalne odprtine netopirjev, ne sme osvetljevati.

Aparaturi, ki jih meteorologi uporabljajo pri merjenju seva­ nja, sta: yysolarimeter ali piranometer: meri energijo globalnega obsevanja (celotna količina sončnega obsevanja) in difu­ zno obsevanje (razpršeno sevanje zaradi sipanja in albeda), yypirheliometer: meri direktno sončno obsevanje.

Piranometer – senzor za merjenje sončnega sevanja

Ekološke analize in monitoring 28,90 €

info@grafenauer.si www.grafenauer.si

Alenka Sedlar Špehar Tina Birk

EKOLOŠKE ANALIZE IN MONITORING Učbenik za modul Ekološke analize in monitoring v izobraževalnem programu Naravovarstveni tehnik