กิจกรรมวันที่20-24 ธันวาคม 2553

ตอบ.3

อธิบาย.

พลังงานทั้งหลายในระบบนิเวศนี้เกิดจากแสงอาทิตย์ พลังงานแสงถูกถ่ายทอดโดยเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานศักย์ สะสมไว้ในสารอาหาร ซึ่งเกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง แล้วถูกถ่ายทอดไปสู่ผู้บริโภคลำดับต่างๆ ในระบบนิเวศ ซึ่งมีความสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนในรูปแบบที่เรียกว่า สายใยอาหาร (food web)

สายใยอาหาร

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ แบ่งออกเป็น 2 ลักษณะคือ

1. ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน
2. ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน

เพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจ จึงมีการใช้เครื่องหมายต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อาศัยรวมกัน

+ หมายถึง การได้ประโยชน์จากอีกฝ่ายหนึ่ง
- หมายถึง การเสียประโยชน์ให้อีกฝ่ายหนึ่ง
0 หมายถึง การไม่ได้ประโยชน์ แต่ก็ไม่เสียประโยชน์

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งได้เป็น 3 ประเภทใหญ่ คือ
1. การได้รับประโยชน์ร่วมกัน (mutualism) เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่ได้ประโยชน์ด้วยกันทั้งสองชนิด ใช้สัญลักษณ์ +, + เช่น
• แมลงกับดอกไม้ แมลงดูดน้ำหวานจากดอกไม้เป็นอาหาร และดอกไม้ก็มีแมลงช่วยผสมเกสร
• นกเอี้ยงกับควาย นกเอี้ยงได้กินแมลงต่าง ๆ จากหลังควาย และควายก็ได้นกเอี้ยงช่วยกำจัดแมลงที่มาก่อความรำคาญ
• มดดำกับเพลี้ย เพลี้ยได้รับประโยชน์ในการที่มดดำพาไปดูดน้ำเลี้ยงที่ต้นไม้ และมดดำก็จะได้รับน้ำหวาน
• ปูเสฉวนกับดอกไม้ทะเล (sea anemore) ปูเสฉวนอาศัยดอกไม้ทะเลพรางตัวจากศัตรูและยังอาศัยเข็มพิษจากดอกไม้ทะเลป้องกันศัตรู ส่วนดอกไม้ทะเลก็ได้รับอาหารจากปูเสฉวนที่กำลังกินอาหารด้วย
• ไลเคน (lichen) คือ การดำรงชีวิตร่วมกันของรากับสาหร่าย ซึ่งเป็นการอยู่แบบที่สิ่งมีชีวิตทั้ง 2 ชนิดต่างก็ได้รับประโยชน์ สาหร่ายมีสีเขียวสร้างอาหารเองได้โดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงแต่ต้องอาศัยความชื้นจากรา ส่วนราได้รับธาตูอาหารจากสาหร่าย ได้แก่ ไนโตรเจนจากการตรึงไนโตรเจน นอกจากนั้นราบางชนิดอาจสร้างสารพิษ ซึ่งป้องกันไม่ให้สัตว์อื่นกินไลเคนเป็นอาหาร และรายังสร้างกรดช่วยในการละลายหินและเปลือกไม้ ช่วยในการละลายหินและเปลือกไม้ ทำให้ไลเคนดูดซับธาตุอาหารได้ดี
ที่มา.eduvc.oas.psu.ac.th/~user18/content%202.html -

ตอบ.2

อธิบาย.

วัฎจักรของสารในระบบนิเวศ
แร่ธาตุและสารต่างๆ ที่เป็นองค์ประกอบทางกายภาพในระบบนิเวศ ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และน้ำ เป็นสิ่งจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติ แร่ธาตุและสารต่างๆ จะมีปริมาณคงที่และสมดุล สิ่งมีชีวิตใช้สารเหล่านี้ในกระบวนการดำรงชีวิต และการปล่อยสารดังกล่าวกลับคืนสู่ธรรมชาติหมุนเวียนกันเป็นวัฎจักรดังนี้

1. การหมุนเวียนของน้ำในระบบนิเวศ
พื้นผิวของโลกประกอบด้วยแหล่งน้ำประมาณ 3ใน4 ส่วน น้ำเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิต ทุกชนิด เพราะน้ำเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของเซลล์ เป็นตัวกลางสำคัญของกระบวนการต่างๆ ในสิ่งมีชีวิต และเป็นแหล่งที่อยู่ 
2. การหมุนเวียนก๊าซไนโตรเจนในระบบนิเวศ
สารประกอบไนโตรเจนจะมีอยู่ในดิน ในน้ำ และเป็นองค์ประกอบหลักของอากาศที่ห่อหุ้มโลก เป็นแร่ธาตุหลักสำคัญ 1 ใน 4 ธาตุที่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการ เพื่อนำไปสร้างโปรตีนสำหรับ การเจริญเติบโตในรูปของสารประกอบไนโตรเจน การหมุนเวียนของไนโตรเจนจึงต้องผ่านสิ่ง มีชีวิตเสมอ
3. การหมุนเวียนของคาร์บอนในระบบนิเวศ
คาร์บอน (C) เป็นธาตุสำคัญที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของอินทรีย์สารในร่างกายสิ่งมีชีวิต เช่น คาร์โบไฮเดรต โปตีน ไขมัน ฯลฯ และเป็นสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในระบบนิเวศ ในบรรยากาศ มี ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่พืชนำมาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง ในระบบนิเวศการหมุนเวียนของคาร์บอนต้องผ่านสิ่งมีชีวิตเสมอ แต่คาร์บอนในธรรมชาติเกิด จากการสะสมของตะกอนซากพืชซากสัตว์ใต้ผิวโลก เป็นเวลานานจนมีการเปลี่ยนสภาพเป็น ถ่านหินและปิโตรเลียม ซึ่งเป็นพลังงานแหล่งใหญ่ เมื่อมีการนำมาใช้ประโยชน์เป็นเชื้อเพลิงก็ จะมีการคืนคาร์บอนกลับสู่บรรยากาศในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ และหมุนเวียนกลับให้พืช นำไปใช้ประโยชน์ต่อไป ดังนั้นคาร์บอนจึงหมุนเวียนเป็นวัฎจักรที่อยู่ในระบบนิเวศอย่างสมดุล ดังภาพ

4. การหมุนเวียนฟอสฟอรัสในระบบนิเวศ
ฟอสฟอรัสเป็นธาตุสำคัญ 1 ใน 3 ชนิด สำหรับการเจริญเติบโตของพืช ในสัตว์ ฟอสฟอรัสเป็น ธาตุสำคัญต่อการสร้างโครงสร้างของร่างกายให้แข็งแรง เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของกระดูก และฟันเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานของเซลล์
ในระบบนิเวศการหมุนเวียนฟอสฟอรัสโดยพืชนำฟอสฟอรัสจากธรรมชาติเข้ามาในลักษณะ ของสารประกอบฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้ แล้วนำไปสะสมไว้ในเซลล์ต่างๆ เมื่อสัตว์กินพืชก็จะ ได้รับฟอสฟอรัส โดยผ่านกระบวนการกินเข้าสู่ร่างกาย สัตว์นำฟอสฟอรัสที่ได้ไปสร้างกระดูก และฟัน และใช้ในขบวนการอื่น ๆเมื่อสัตว์และพืชตายลง ซากพืชซากสัตว์จะทับถมลงสู่ดิน ฟอสฟอรัสบางส่วนพืชจะดูดซึมไปใช้ใหม่ บางส่วนฟอสฟอรัสกลับคืนไปทับถมเป็นหินฟอสเฟต ในดิน ในน้ำ ในทะเล และมหาสมุทร โดยเฉพาะในทะเล สารประกอบของฟอสฟอรัสจะรวมกับ ซากของหินปะการัง เปลือกหอย และโครงกระดูกสัตว์ต่างๆ เมื่อผ่านกระบวนการสึกกร่อนตาม ธรรมชาติ แพลงตอนพืชและสัตว์ในทะเลนำเอาสารประกอบของฟอสฟอรัสดังกล่าวไปใช้เป็น ห่วงโซ่อาหารและสายใยอาหารในทะเลและมหาสมุทรต่อไป ฟอสฟอรัสก็จะหมุนเวียนคืนสู่ ธรรมชาติเป็นวัฎจักรเช่นนี้ไปไม่มีที่สิ้นสุด

การหมุนเวียนสารในระบบนิเวศในธรรมชาติไม่ได้แยกจากกันโดยสิ้นเชิง แต่ธาตุต่างๆ และ สารประกอบจะถ่ายเทไหลเข้าและออกรวมกันอยู่ภายในระบบนิเวศ ดังตัวอย่างของการหมุน เวียนแร่ธาตุในระบบนิเวศป่าไม้ มีการเคลื่อนตัวของแร่ธาตุต่างๆ เข้าและออกจากระบบ ส่วน ใหญ่แร่ธาตุในดินจะไหลเข้าสู่ระบบโดยผ่านทางน้ำฝน ส่วนที่หมุนเวียนอยู่ภายในสิ่งมีชีวิตจะ เริ่มจากการที่พืชได้รับแร่ธาตุ ซึ่งพืชดูดเข้ามาทางรากและลำเลียงขึ้นไปบนเรือนยอดเพื่อการ สังเคราะห์สาร แร่ธาตุดังกล่าวจะสะสมในใบและส่วนต่างๆ เมื่อกิ่งไม้และใบไม้หลุดร่วงลงสู่ พื้นดิน ก็จะเน่าเปื่อยและถูกย่อยสลายโดยกลุ่มผู้ย่อยสลายอินทรีย์สาร ทำให้แร่ธาตุที่สะสมใน พืชกลับคืนสู่ดินและสะสมอยู่ในดินเป็นปริมาณมาก ในที่สุดก็จะหมุนเวียนกลับไปสู่พืชเรือนยอด อีก
ระบบนิเวศทุกระบบในโลกของสิ่งมีชีวิต เป็นโครงสร้างที่แสดงถึงความสัมพันธ์ในแง่การถ่าย ทอดพลังงานที่อยู่ในโมเลกุลของสาร ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้ผลิต ผู้บริโภคพืช ผู้บริโภค สัตว์ผู้ย่อยสลายอินทรีย์สาร และยังมีความสัมพันธ์ในแง่ของการหมุนเวียนสารระหว่างสิ่งมีชีวิต กับสิ่งแวดล้อม

ที่มา.chemistryeducation.igetweb.com/index.php?mo=3&art...

ตอบ.3

อธิบาย.

>>> การตรวจสอบมลพิษทางน้ำ <<<

                     ในการตรวจสอบมลพิษทางน้ำต้องศึกษาคุณภาพของน้ำ เพื่อจัดจำแนกน้ำว่ามีคุณภาพระดับใด จึงจำเป็นต้องมีดัชนีหรือตัวชี้วัด
ในการจัดจำแนก ดังนี้
                       1. ดัชนีที่แสดงคุณภาพของน้ำด้านชีววิทยา( Biological quality ) ได้แก่ปริมาณจุลินทรีย์ชนิดต่างๆ ในน้ำ เช่น แบคทีเรียกลุ่ม
โคลิฟร์อม หรือ ฟิคัลโคลิฟร์อม
                       2. ดัชนีที่แสดงคุณภาพของน้ำด้านเคมี ( Chemical quality ) ได้แก่ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ( Dissolved Oxygen : DO )
ความสกปรกอยู่ในรูปของอินทรีย์สาร ( Biological Oxygen Demand : BOD ) ความเป็นกรดด่าง ( pH ) ของธาตุและสารประกอบต่างๆ ในน้ำ
                       3. ดัชนีที่แสดงคุณภาพของน้ำด้านกายภาพ ( Physical quality ) ได้แก่ ลักษณะของ สี กลิ่น ความขุ่น อุณหภูมิ การนำไฟฟ้า
สารแขวนลอยที่อยู่ในน้ำ ฯลฯ

การตรวจสอบมลพิษทางน้ำ สามารถหาได้ ดังนี้                        1. ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ หรือ ดีโอ ( Dissolved oxygen: DO)                          ออกซิเจนเป็นปัจจัยที่นับว่ามีความสำคัญมากที่สุดในการดำรงชีวิต      เนื่องจากสิ่งมีชีวิตทุกชนิดจำเป็นต้องใช้ออกซิเจน
ในกระบวนการต่างๆ     ของร่างกายเพื่อการเจริญเติบโต    ถ้าหากมีออกซิเจนในปริมาณมากหรือน้อยเกินไป     สิ่งมีชีวิตจะไม่สามารถ
ดำรงชีวิตอยู่ได้     โดยปกติออกซิเจนที่ละลายในน้ำได้มาจากบรรยากาศ    และการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชน้ำ      ปริมาณออกซิเจน
ที่ละลายในน้ำจะแปรผกผันกับอุณหภูมิ และความเข้มข้นของแร่ธาตุที่ละลายในน้ำ ถ้าหากอุณหภูมิและความเข้มข้นของแร่ธาตุในน้ำสูง จะทำให้ออกซิเจนจะละลายในน้ำได้น้อยลง     น้ำในธรรมชาติทั่วไป ปกติจะมีค่าดีโอ   ประมาณ 5-7 มิลลิกรัมต่อลิตร    ถ้าค่าดีโอต่ำกว่า
3 มิลลิกรัมต่อ ลิตร จัดว่าน้ำในแหล่งนั้นเน่าเสีย
                       การหาค่าปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำทำได้โดยการนำน้ำมาวิเคราะห์ออกซิเจนปัจจุบันวิธีวิเคราะห์ออกซิเจนที่นิยมปฏิบัติกัน
มีอยู่ 2 วิธีคือ   การไทเทรต( titration )   และใช้เครื่องวัดออกซิเจน ( oxygen meter )   สำหรับการไทเทรต ใช้หลักการที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาในน้ำ
ตัวอย่างที่จะตรวจสอบแล้วเกิดเป็นไอโอดีน ซึ่งปริมาณของไอโอดีนที่เกิดขึ้นจะเท่ากับปริมาณของออกซิเจนที่มีอยู่ในตัวย่างนั้น วิธีที่นิยมมากที่สุด คือ วิธีการ Winkler ซึ่งปัจจุบันได้ดัดแปลงให้สามารถใช้วิเคราะห์ในน้ำสภาพต่างๆ กันสำหรับการใช้เครื่องมือนั้นนับว่าสะดวกรวดเร็ว โดยเฉพาะเมื่อมีตัวอย่างน้ำที่ต้องการวิเคราะห์เป็นจำนวนมาก หรือเมื่อต้องการวัดปริมาณออกซิเจนในระดับความลึกต่างๆ กันในแม่น้ำ หรืออ่างเก็บน้ำ ซึ่งสามารถอ่านค่าได้ทันที

วิธีการวิเคราะห์ทางเคมี แบบ Winkler หรือ Iodometric method มีวิธีการดังนี้
                         1) ใช้สารละลายแมงกานีสซัลเฟตเข้มข้น และใช้สารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ในเบสเติมลงในตัวอย่างน้ำ แล้วปิดจุก
เขย่าให้เข้ากันจะพบว่าเกิดตะกอนสีขาว จากนั้นตั้งทิ้งไว้เพื่อให้ตะกอนสีขาวถูกออกซิไดซ์จนกลายเป็นตะกอนสีน้ำตาล                         2)  เขย่าสารละลายที่เกิดขึ้นและเติมกรดซัลฟิวริกลงไป จะทำให้ได้สารละลายใส ซึ่งมีไอโอดีนเป็นองค์ประกอบ                         3)  เติมสารละลายน้ำแป้งลงไปจะได้สารละลายสีน้ำเงินเข้ม
                         4)  ใช้สารละลายมาตรฐาน สารละลายโซเดียมไอโอซัลเฟต ไทเทรตตัวอย่างน้ำจนกระทั่งสารละลายไม่มีสี จากนั้นจึงนำมาคำนวณหาค่าปริมาณออกซิเจนในน้ำตัวอย่าง โดยการใช้สูตรดังนี้ 

                       
                         กำหนดตัวแปรดังนี้ M = ความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไอโอซัลเฟต( โมลต่อลิตร )
                                                              a = ปริมาตรของสารละลาย โซเดียมไอโอซัลเฟต ที่ใช้ในการไตเตรท ( ลูกบาศก์เซนติเมตร )
                                                              b = ปริมตรของตัวอย่างน้ำที่ใช้ในการหาปริมาณออกซิเจน( ลูกบาศก์เซนิเมตร )

                    ตัวอย่างการคำนวณ นักเรียนกลุ่มหนึ่งเก็บตัวอย่างน้ำจากคูน้ำข้างโรงเรียน ปริมาตร 200 ลูกบาศก์เซนติเมตร นำมาหาปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ( ค่า DO ) โดยวิธี Winkler พบว่าต้องใช้สารละลายโซเดียมไอโอซัลเฟต ความเข้มข้น 0.01 โมลต่อลิตร ปริมาตร 6 ลูกบาศก์เซนติเมตร ในการไตเตรทตัวอย่างน้ำครั้งนี้มีออกซิเจนละลายอยู่ในน้ำเท่าไร และจัดเป็นน้ำที่มีคุณภาพอย่างไร

               
                         กำหนดตัวแปร M = 0.01 โมลต่อลิตร
                                                      a = 6 ลูกบาศก์เซนติเมตร                                                                               ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ   =   2.4 mg/l
                        แสดงว่าน้ำจากคูน้ำข้างโรงเรียนมีออกซิเจนเพียง 2.4 มิลลิกรัมต่อลิตร จึงจัดได้มีเป็นน้ำเสีย                     ตารางที่ 1 แสดงระดับออกซิเจนที่ละลายในน้ำ( DO ) คุณภาพของน้ำและการใช้ประโยชน์

ที่มา.www.krumonbs.ob.tc/html/043.html

ตอบ.1

อธิบาย.

ภาวะโลกร้อน (Global Warming)

      ภาวะโลกร้อน (Global Warming) หรือ ภาวะภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง (Climate Change) เป็นปัญหาใหญ่ของโลกเราในปัจจุบัน สังเกตได้จาก อุณหภูมิ ของโลกที่สูงขึ้นเรื่อยๆ สาเหตุหลักของปัญหานี้ มาจาก ก๊าซเรือนกระจก ค่ะ (Greenhouse gases)
ปรากฏการณ์เรือนกระจก มีความสำคัญกับโลก เพราะก๊าซจำพวก คาร์บอนไดออกไซด์ หรือ มีเทน จะกักเก็บความร้อนบางส่วนไว้ในในโลก ไม่ให้สะท้อนกลับสู่บรรยากาศทั้งหมด มิฉะนั้น โลกจะกลายเป็นแบบดวงจันทร์ ที่ตอนกลางคืนหนาวจัด (และ ตอนกลางวันร้อนจัด เพราะไม่มีบรรยากาศ กรองพลังงาน จาก ดวงอาทิตย์) ซึ่งการทำให้โลกอุ่นขึ้นเช่นนี้ คล้ายกับหลักการของ เรือนกระจก (ที่ใช้ปลูกพืช) จึงเรียกว่า ปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse Effect) ค่ะ
แต่การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของ CO2 ที่ออกมาจาก โรงงานอุตสาหกรรม รถยนต์ หรือการกระทำใดๆที่เผา เชื้อเพลิงฟอสซิล (เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ หรือ สารประกอบไฮโดรคาร์บอน ) ส่งผลให้ระดับปริมาณ CO2 ในปัจจุบันสูงเกิน 300 ppm (300 ส่วน ใน ล้านส่วน) เป็นครั้งแรกในรอบกว่า 6 แสนปี
ซึ่ง คาร์บอนไดออกไซด์ ที่มากขึ้นนี้ ได้เพิ่มการกักเก็บความร้อนไว้ในโลกของเรามากขึ้นเรื่อยๆ จนเกิดเป็น ภาวะโลกร้อน ดังเช่นปัจจุบัน
ภาวะโลกร้อนภายในช่วง 10 ปีนับตั้งแต่ปี พ.ศ. 2533 มานี้ ได้มีการบันทึกถึงปีที่มีอากาศร้อนที่สุดถึง 3 ปีคือ ปี พ.ศ. 2533, พ.ศ.2538 และปี พ.ศ. 2540 แม้ว่าพยากรณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ยังมีความไม่แน่นอนหลายประการ แต่การถกเถียงวิพากษ์วิจารณ์ได้เปลี่ยนหัวข้อจากคำถามที่ว่า "โลกกำลังร้อนขึ้นจริงหรือ" เป็น "ผลกระทบจากการที่โลกร้อนขึ้นจะส่งผลร้ายแรง และต่อเนื่องต่อสิ่งที่มีชีวิตในโลกอย่างไร" ดังนั้น ยิ่งเราประวิงเวลาลงมือกระทำการแก้ไขออกไปเพียงใด ผลกระทบที่เกิดขึ้นก็จะยิ่งร้ายแรงมากขึ้นเท่านั้น และบุคคลที่จะได้รับผลกระทบมากที่สุดก็คือ ลูกหลานของพวกเราเอง

ที่มา.www.thaigoodview.com/library/.../usa_s/.../sec01p01.html