환경 과학

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 이분위키는 잎과 같은 자연의 항목을 식별하는 도구입니다. 이 방법은 두 가지 특성 중에서 선택하는 아이디어를 기반으로 합니다. 이분위라는 단어는 "두 부분으로 나뉘는 것"을 의미하는 두 개의 그리스어 단어에서 유래되었습니다. 잎 식별을 위한 이분위키에서 각 문구는 잎의 다양한 특징을 설명합니다. 키아웃되는 리프에는 문구 중 하나만 올바르게 적용됩니다. 올바른 구문은 다음 한 쌍의 구로 연결하거나 잎이 들어온 나무의 이름을 지정합니다. 나무에 대한 현장 가이드와 iTree 국립 나무 혜택 계산기를 사용하면 우수 관리, 재산 가치 증가, 에너지 효율, 공기 질 및 탄소 격리와 같은 환경 적 이점 측면에서 나무의 중요성을 보여주는 현장 조사에서 나무를 식별하는 데 도움이됩니다.

포리스트 커뮤니티를 샘플링하는 데 는 여러 가지 방법을 사용할 수 있습니다. 포인트 중심 분기는 이러한 방법 중 하나입니다. 그것은 숲에서 발견 되는 나무 종의 밀도, 주파수 및 범위에 대 한 정보를 수집 하는 데 사용 됩니다. 이 정보는 발생하는 개별 트리의 수, 특정 트리가 발생하는 빈도, 트리가 다른 트리와 비교되는 빈도 및 트리 크기를 추정하는 기능을 제공합니다. 표준 플롯 분석에 비해 포인트 중심 분기 방법이 더 효율적이며 이는 주요 이점입니다. 고정 영역 플롯 샘플링에서 포리스트의 전체 면적의 작은 부분을 검사합니다. 이 작은 하위 샘플에서 밀도는 각 트리를 계산하고 식별하여 직접 결정됩니다. 서브플롯의 크기와 전체 포리스트 크기 사이의 비율은 전체 포리스트의 밀도를 결정하는 데 사용됩니다.

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 도시 숲에는 도시 공원, 가로수, 조경된 대로, 공공 정원, 강 및 해안 산책로, 그린웨이, 강 복도, 습지, 자연 보호구역, 자연 지역, 나무 보호소, 산업용 브라운필드 부지의 작업 나무 등이 광범위하게 있습니다. 도시 나무의 역사는 풍경 장식으로 나무로 시작됩니다. 오늘날 도시 나무는 도시 인프라의 필수 구성 요소로 간주되며 식량, 주택 및 기타 공공 시설로서 인간의 삶에 매우 중요합니다. 도시 나무는 이제 그들이 제공하는 생태계 서비스(예 : 침식 방지, 대기 오염 물질 제거, 산소, 그늘 등)에 대한 평가됩니다. 그러나 이러한 이점을 효율적으로 활용하려면 잎 수와 크기가 생태계 서비스를 제공하는 나무의 능력에 직접적인 영향을 미치기 때문에 나무가 성숙에 도달해야 합니다. 도시 임업은 삼림 지대에 비해 도시 나무에 고유 한 요구와 도전을 해결하기 위해 자체 임업 방법을 개발했다. USDA 산림청에서 발췌한 다음...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 미국은 많은 양의 에너지를 소비합니다 - 현재 속도는 매년 약 97.5 quadrillion BtUs입니다. 대다수 (90%) 이 에너지의 재생 불가능한 연료 공급원에서 비롯됩니다. 이 에너지는 전기(39%), 운송(28%), 산업(22%), 주거/상업용 이용(11%)에 사용됩니다. 세계가 이러한 재생 불가능한 자원의 공급이 제한되어 있기 때문에 미국은 미래의 에너지 수요를 충족시키기 위해 재생 가능 에너지원의 사용을 확대하고 있습니다. 이러한 소스 중 하나는 수소입니다. 수소는 잠재적인 재생 연료원으로 간주됩니다, 그것은 많은 중요한 기준을 충족하기 때문에: 그것은 국내에서 사용할 수, 그것은 몇 가지 유해한 오염 물질을 가지고, 그것은 에너지 효율, 그리고 그것은 활용하기 쉽습니다. 수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이지만, 지구상의 복합 형태에서만 발견된다. 예를 들어, H2O로서 물에 산소와 결합된다. 연료로...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 본 실험에서, 셀룰로오스 물질(옥수수 줄기, 잎, 풀 등)은 에탄올 생산을 위한 사료로 사용될 것이다. 셀룰로오스 물질은 먼저 전처리 (지상 및 가열), 효소로 소화한 다음 효모로 발효됩니다. 에탄올 생산은 에탄올 프로브를 사용하여 모니터링됩니다. 이 실험은 사용되는 공급원료, 전처리 조건, 효소 변화, 효모 변이 등을 변화시킴으로써 에탄올 생산을 최적화하기 위해 확장될 수 있다. 반응을 모니터링하는 다른 방법은 에탄올 대신 생산된 이산화탄소(가스 센서 사용)를 측정하는 것이다. 저기술 대체품으로서, 포도당 계측기(모든 약국에서 발견)는 에탄올 프로브 또는 이산화탄소 가스 센서를 사용할 수 없는 경우 공정 중에 포도당을 모니터링하는 데 사용될 수 있다. '조회 기반 학습'에 대한 강조가 증가함에 따라 과학 프로브가 인기를 얻고 있습니다. 다양한 프로브(예: 전도도, 용존 산소, 전압 등)와 함께 사용되는 Vernier...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 식품의 유전자 변형은 건강과 환경 안전에 대한 논쟁적인 문제로 인해 논란의 여지가있는 문제였습니다. 이 실험은 식품 DNA가 유전적으로 식별되는 방법의 기술적 이해를 보여 주며, 식품 공급에서 유전자 변형 생물 (GMO)을 사용하는 안전성과 잠재적 위험에 대한 교육 된 의사 결정을 허용합니다. 폴리머라제 연쇄 반응(PCR)은 식품에서 유전자 변형 DNA의 존재를 테스트하기 위해 식품 DNA를 증폭시키는 데 사용됩니다. 특정 DNA 밴드의 존재는 젤 전기 포이를 사용하여 추출 된 식품 DNA를 3 % 아가로즈 젤을 통해 당겨서 검출되며, 유전자 변형 DNA를 포함하는 DNA의 밴드를 분리 할 만큼 밀도가 높다. 몇몇 통제는 DNA가 시험 식품 (식물 프라이머)에서 성공적으로 추출되는지 확인하고, 유전자 변형 DNA (구입한 유전자 변형 DNA) 및 비 유전자 변형 DNA (인증된 비 GMO 음식 통제)의 알려진 예를...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 탁도 및 총 고체는 표면 물의 선명도를 측정하는 관련 측정입니다. 탁도는 물을 통과할 수 있는 빛의 양을 결정하는 물 선명도의 간접적인 척도입니다. 총 고체는 무게에 의해 결정된 물에 매달린 고체 입자를 직접 측정합니다. 높은 수준의 탁도와 총 고형물은 토양 침식, 폐기물 배출, 유출 또는 조류 성장 또는 물 속으로 퇴적물을 방해 할 수있는 벤딕 생물의 풍부를 포함한 생태 공동체의 변화로 인해 발생합니다. 높은 수준의 탁도 및 부유 고체는 열을 흡수하여 수질을 낮출 수 있으며, 이로 인해 수온이 증가하고 산소 수치가 감소합니다(따뜻한 물은 산소를 적게 보유함). 이러한 조건은 또한 적은 햇빛이 물에 침투로 광합성의 감소를 일으킬 수 있습니다, 물이 일부 수생 생활을 지원할 수 없게. 일시 중단 된 고형체는 또한 아가미를 막고, 계란을 질식시키고, 성장 속도를 감소시키고, 많은 수생 생물의 미세 서식지를 방해 할 수...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 용존 산소(DO) 측정은 표면수에 용해된 기체 산소의 양을 계산하며, 이는 인간 소비에 선호하는어종(예: 블루길 및 저음)을 포함한 강 생태계의 모든 산소 호흡 수명뿐만 아니라 시스템에서 생지질화학 물질의 재활용에 중요한 분해종을 포함한다. 호수, 강, 바다에 용해된 산소는 그 안에 사는 유기체와 생물에게 매우 중요합니다. 용존 산소의 양이 수역에서 정상 수준 이하로 떨어지면 수질이 손상되고 생물이 죽기 시작합니다. 부영양화라는 과정에서, 물의 몸은 저산소가 될 수 있으며, 더 이상 살아있는 유기체를 지원할 수 없으며 본질적으로 "데드 존"이 됩니다. 부영양화는 과도한 영양소가 조류 개체수가 조류 꽃에서 급속히 증가할 때 발생합니다. 조류 꽃은 물에 대한 산소의 두 가지 필수 입력을 차단하는 물의 표면에 조밀 한 매트를 형성 : 대기에서 가스 교환과 매트 아래 빛의 부족으로 인해 물에 광합성. 용존 산소 수치가 표면...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 질소와 인은 수생 생태계에서 발견되는 필수 식물 영양소이며, 과도한 양으로 인해 상당한 수질 문제를 일으킬 수 있기 때문에 둘 다 수질 테스트의 일부로 모니터링됩니다. 물에 있는 질소는 물에 용해되고 조류와 같은 광합성자에 의해 쉽게 흡수되는 일반적인 형태의 질산염(NO3-)으로측정됩니다. 측정된 인의 일반적인 형태는 인산염(PO43-)으로,침전물 입자뿐만 아니라 물에 용해되는 것으로 강하게 끌린다. 과량으로 양양모두 아래 물의 빛, 온도 및 산소 수준을 방해하고 부영양화 및 저산소증(물에 낮은 용존 산소)을 유발하여 생물학적 활성이 없는 "데드 존"을 형성할 수 있는 수생 식물 성장(조류 꽃, 도 1)의증가를 유발할 수 있다. 질산염과 인의 원천으로는 폐수 처리 장, 수정된 잔디와 농지에서 유출, 결함이있는 정화조 시스템, 동물 분뇨 유출 및 산업 폐기물 배출이 포함됩니다. 그림 1. 조류 꽃2011년에 촬영된 이...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 오존은 소성산소(O3)의 형태로, 산화제로 반응성이 높은 구조에 결합된 3개의 산소 원자의 분자이다. 오존은 성층권과 대기의 대류권 수준에서 모두 발생합니다. 성층권(지구 표면에서 약 10-50km 떨어진 곳에 위치)에 있는 오존 분자는 오존 층으로 형성되어 유해한 자외선이 지구 표면에 도달하는 것을 방지합니다. 대류권의 낮은 고도(표면-약 17km)에서 오존은 인간의 건강에 유해하며 광화학 스모그에 기여하는 대기 오염물질로간주됩니다(그림 1). 오존 분자는 식물조직(그림 2)과자동차에 타이어를 포함한 부드러운 물질을 해치면 흡입시 또는 간접적으로 호흡기 조직에 해를 입히면 직접적으로 손상을 일으킬 수 있습니다. 실외 대포스피릭 오존은 자동차 배출로 인한 질소 산화물(NOx)및 휘발성 유기 화합물(VOC)이 햇빛에 노출되면 지상에서 형성된다. 따라서 오존 농도에 대한 건강 문제는 화창한 날씨나 자동차 사용이 증가하는...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 대구권에서는 햇빛이 이산화질소를 분할할 때 오존이 자연스럽게 형성됩니다(NO2): NO2 + 햇빛 → NO + O O + O2 → O3 오존(O3)은 산화질소(NO)와 반응하여 이산화질소(NO2)및 산소를 형성할 수 있습니다. NO + O3 → NO2 + O2 이로 인해 오존(O3)의순이익이 없습니다. 그러나, 화석 연료의 연소를 통해 오존 형성 전구체(NO, NO2및 휘발성 유기 화합물)의 인위적인 생산과 함께, 대류권에서 오존의 높은 수준이 발견되었다. 자동차 배기는 전구체를 형성하는 이러한 오존의 중요한 공급원입니다 : NO, NO2및 휘발성 유기 화합물 (VOC). 예를 들어 모바일 소스는 NO + NO2 배출량의 거의 60%를 차지합니다. 자동차의 연소실에서 발견되는 고온에서 공기 중의 질소와 산소는 산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2)를형성하기 위해 반응합니다. N2 (g) + O2(g)→ 2 NO(g) 2...

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 납은 토양에서 10-50 ppm에 이르는 수준에서 자연적으로 발생합니다. 그러나, 산업에 의한 오염 이외에 페인트와 가솔린에 납의 광범위한 사용으로, 도시 토양은 종종 배경 수준보다 훨씬 큰 납의 농도가 – 일부 장소에서 최대 10,000 ppm. 지속적인 문제는 납이 생분해되지 않고 토양에 남아 있다는 사실에서 발생합니다. 심각한 건강 위험은 아이들이 특히 위험한 상태에 있는 납 중독과 연관됩니다. 미국에 있는 아이들의 수백만은 납을 포함하는 토양에 드러난다. 이 노출은 아이들에 있는 발달 그리고 행동 문제를 일으키는 원인이 될 수 있습니다. 이러한 문제는 학습 장애를 포함, 부주의, 지연 된 성장, 그리고 뇌 손상. 환경 보호국은 놀이 구역의 경우 400 ppm, 비 플레이 지역의 경우 1,200 ppm의 토양 납 기준을 설정했습니다. 납은 원예에 사용될 때 토양에서 우려됩니다. 식물은 토양에서 리드를 차지합니다.

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 원소 분석은 재료의 원소 조성을 결정하는 데 사용되는 방법입니다. 토양과 같은 환경 샘플에서 과학자들은 특히 생태학적으로 중요한 두 요소인 질소와 탄소의 양에 관심이 있습니다. 플래시 연소 기술에 의한 원소 분석은 고온 챔버에서 연소를 통해 촉매로 시료를 산화시킴으로써 작동한다. 연소 제품은 N2 및 CO2로 감소하고 열 전도도 검출기로 검출됩니다. 총 질소 측정(Kjeldahl method) 및 총 탄소 측정(Walkley-Black, Heanes 또는 Leco 방법)에 대한 다른 방법과 달리, 플래시 연소 기술은 독성 화학 물질을 사용하지 않으므로 사용하기가 훨씬 안전합니다. 이 비디오는 Thermo Fisher Scientific의 플래시 EA 1112 기기를 사용하여 연소 기반 원소 분석을 시연합니다.

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 본 실험에서, 3개의 토양 다량 영양소는 화학적으로 추출되고, 색계 시약과 결합한 다음, 토양 샘플에 존재하는 영양소 농도를 결정하기 위해 색상을 사용하여 분석한다. 질소, 인 및 칼륨은 토양 비료의 주요 구성 요소입니다. 이러한 방법은 토양 샘플에 존재하는 영양소의 농도를 결정하기 위해 탁도 및 색상을 사용하여 분석 할 수있는 용액으로 토양에서 각 영양소를 분리합니다. 현재의 농도를 아는 것은 환경 과학자들에게 식물 생산을 지원하는 데 사용되는 토양에서 영양 결핍이나 잉여를 알리고 생태계의 기본적인 생화학 적 주기에 대한 일반적인 통찰력을 제공합니다.

출처: 마가렛 노동자와 킴벌리 프라이의 실험실 - 데폴 대학 겨자를 사용하여 Lumbricus terrestris 지렁이 인구는 조경 장애 또는 독성없이 토양 깊이에서 직접 샘플링 할 수 있습니다. 그런 다음 지렁이 표시줄 그래프와 학생의 t-테스트를 사용하여 데이터 및 통계 분석을 위해 계산할 수 있습니다. 지렁이 인구를 모니터링하는 것은 환경 과학자들에게 중요한 기술이며, 여러 종의 지렁이(특히 요더 Lumbricina의 종)가 북미와 남미 전역에 침략적으로 확산되고 있습니다. 이국적인 지렁이는 거의 모든 육지 질량과 지구상의 거의 모든 생태계에서 발견 될 수 있으며,이 종들이 침략적이 될 때 국제 환경 연구의 초점이되었습니다. 1 생태학적 침략은 일반적으로 직접 경쟁, 멸종, 또는 그렇지 않으면 토착 종의 발굴에 기여하여 생태계의 생물 다양성을 낮춥다. 생태계 엔지니어로서 침략적인 지렁이 종은 식물뿌리가 영양소를 채굴하는 토양의 상부 수평선에서 유기물의 분해 속도를 통해...