Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Методические рекомендации к элективному курсу "Экологическая химия"

Методические рекомендации к элективному курсу "Экологическая химия"


  • Химия

Документы в архиве:

12.45 КБ Аннотация к элективному курсу.docx
14.45 КБ Библиографический список.docx
36.49 КБ 1.Конференция.Биогенные элементы в нашей жизни.docx
51 КБ 10.Современное состояние атмосферы.doc
27.39 КБ 11.Урок. по теме-Влияние тяжелых металлов на организм человека.docx
30.57 КБ 12.Урок-игра Экологический алфавит.docx
114 КБ 2.Лекция. Химические элементы в биосфере.doc
21.15 КБ 3.Проблемный урок.Глобальные экологические проблемы современности.docx
100.5 КБ 4. Лекция. В-ва-загрязнители,или один шаг до катастрофы.doc
32.11 КБ 5.Лекция.Загрязнение литосфера..docx
34.51 КБ 6 Лекция.Экологическая химия литосферы.docx
87 КБ 7 Урок по теме -Вода.Экологические проблемы водоиспользования.doc
50 КБ 8..Урок по теме -Вода. Очистка воды..doc
38.5 КБ 9.Оксид Углерода или Угарный газ Урок.doc
21.5 КБ Книга1.xls
34.51 КБ Лекция.Экологическая химия литосферы.docx
569.23 КБ Презентация к методическому пояснению..pptx
719.5 КБ Топография биогенных элементов в организме человека.ppt
30.31 КБ Методические рекомендации.docx
2.35 МБ Проблемы Белгородской области.ppt
21.52 КБ Программа эл. курса Экологическая химия.docx
14.4 КБ Содержание.docx
463.5 КБ Экология Белгородской области.doc

Название документа Аннотация к элективному курсу.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Аннотация к элективному курсу «Экологическая химия»





Элективный курс «Химия и экология» рассчитан для ведения с учащимися девятых классов, с целью ориентировать учащихся на профессии связанные с изучением естественных наук, знакомства их с основными экологическими проблемами и вооружения необходимыми знаниями для их решения. Данный курс помогает развитию интереса учащихся к химии и созданию отчетливых представлений о том, что в загрязнении окружающей среды виновата не химия, а экологическая безграмотность людей и недостаток химических знаний. Данный курс формирует экологическую компетентность учащихся, и создает у учащихся отчетливое представление о том, что в загрязнении окружающей среды виновата не химия, а экологическая безграмотность людей и недостаток химических знаний. Курс учитывает возрастные особенности учащихся данного возраста и является доступным для восприятия.

Элективный курс предусматривает использование регионального материала и решает экологические проблемы Белгородской области, что способствует развитию интереса учащихся.

Отдельные темы курса могут быть полезны учителям других предметов и учащимся при подготовке к классным часам, внеклассным мероприятиям.

Название документа Библиографический список.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Библиографический список

1.Ашихмина Т.Я.Школьный экологический мониторинг.-«Агар», «Рандеву-АМ»,2000,385с.

2.Арнаутова Н.З. Исследовательская деятельность учащихся в процессе экологического о образования. Учебно - методическая газета для учителей химии и естествознания. «Химия». ИД. Первое сентября, №12, 2009 г, с.24-34

3. Данилов А.Д., Кароль И.Л. Атмосферный озон – сенсация и реальность. – Л.: Гидрометиоиздат, 1991.

4 .Груздева Н.В. и др. Практикум по экологии.- М.: АО МДС, 1996, 80с. Б.Небел.Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993,2т.

 5.   Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В. Л. Кислотные дожди и окружающая среда. –М.: Химия, 1991. – 140 с.

6. Исидоров В.А. Экологическая химия. СПб.: Химиздат, 2000.

7. Кузменок Н.М., Стрельцова Е.А., Кумачев А.И. Экология на уроках химии. М.: Красикопринт., 1996.

8.Маркачев А.Е. Учебно-исследовательские проекты по химии :Содержание и методика реализации / А.Е.Маркачев ,Т.А. Боровских ,Г.М.Чернобельская .- М.: Чистые пруды, 2009 год.- 32с.: ил. –(Библиотека «Первое сентября», серия «Химия «. Вып.27)

9. Назаренко В.М. .Экологический курс химии : от темы к теме .-М.: Просвещение , 2000

10. Монин А.С., Шишков Ю.В. Глобальные экологические проблемы. – М.: Знание, 1991.

11. Пичугин Г.В. Химия в технологии сельского хозяйства. М.: Владос, 2003.

12. Ситаров В.А., Пустовойтов В.В. Социальная экология: Учеб. пособие для студ. Высш. Пед. Учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 280 с.

13. Трофимова И.В. Проблемы проблемного обучения. Научно-методический журнал «Химия в школе» №6, 2005 год, стр. 10-16

14.Татарина Л.Ф.. Экологический практикум для студентов и школьников (Биоиндикация загрязненной среды). М.: Аргус, 1997, 80с. С.Б.Шустов, Л.В.Шустова. Химические основы экологии. М.: Просвещение,1995, 239.

15. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. – М.: Просвещение, 1995

16. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха: Источники и контроль. – М.: Мир, 1980.























Название документа 1.Конференция.Биогенные элементы в нашей жизни.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Интегрированный урок-конференция

«Значение биогенных элементов для живых организмов»

Цель урока: развивать познавательный интерес учащихся на основе использования межпредметных связей и информационных технологий. Задачи для учителя:
1. Сформировать основу для изучения последующих тем элективного курса «Химическая экология»;
2. Создать условия для развития умений работать с дополнительными источниками информации, находить логическую взаимосвязь между фактами и реализовывать знания на практике;
3. Стимулировать интерес к поиску информации, развитие коммуникативных способностей, свободного и активного включения в диалог.
Задачи для учащихся:
1. Развивать экологическое сознание учащихся , способного к установлению причинно - следственных связей , системному анализу действительности.
2. Закрепить знания учащихся , полученные на уроках биологии и химии, показать их практическую значимость.
Оборудование: мультимедийный проектор, интерактивный плакат «Биогенные элементы в нашей жизни» , натуральные продукты, модели скелетов животных, химическое оборудование и реактивы, таблицы по химии и биологии, пакеты с дидактическим материалом .
Класс делится на 3 группы, ученики выступают в роли научных сотрудников, которые представляют лаборатории химии, биохимии и диетологии НИИ. За две недели до урока школьники получили задание собрать материал о нахождении в природе элементов С, О, Н, N, Fe, Са, F, С, Вг, I, К, Na, P, о свойствах их основных соединений и простых веществ об их роли в организме человека, о содержании этих элементов в продуктах питания; подготовить выставку природных источников данных элементов, областей их применения, продуктов, содержащих эти элементы.
Ход урока :
1.Вступление.

Определение цели урока

 Учитель химии: Точных сведений о происхождении слова «элемент» пет. Согласно одной из версий, оно образовалось при последовательном произношении букв латинского алфавита — l, m, п, t. Прочтя их, мы получим «эль», «эм», «эн», «те». Этим подчеркивается, что как все слова состоят из букв, так и все тела сложены из элементов. Мы с вами, всё, что нас окружает,— это комплексы различных химических элементов. О них-то и           Учитель биологии: В конференции принимают участие научные сотрудники лабораторий химии, биохимии, диетологии НИИ. Сотрудники данных лабораторий провели исследовательскую работу, собрали большой материал о химических элементах, участвующих в построении организма человека. А также сотрудники кафедр химии и биохимии доложат о проделанной работе над исследовательскими проектами по определению наличия, накапливания и влияния на растительные организмы ионов тяжёлых металлов. Надеемся, что услышанные сегодня сообщения дадут нам возможность ещё раз проследить связь живой и неживой природы, почерпнуть полезные сведения для каждого из нас. «Настоящий ученик учится открывать неизвестное с помощью известного и тем самым приближается к учителю» — эти слова великого немецкого поэта и естествоиспытателя Гёте могут стать эпиграфом нашего урока. Вы пролистали много страниц учебников и дополнительной литературы, вы, как и мы, готовились к сегодняшнему уроку. И творить его мы будем вместе. Это урок-сотрудничество.
          
Учитель химии: В периодической системе Д. И. Менделеева насчитывается 110 элементов, 87 из них обнаружены в организме человека. По количественному содержанию они делятся на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Макроэлементы — это углерод, кислород, водород и азот, а также Mg, К, Са, Fe, Na, Р, S, CI. Они составляют 99% массы клетки и являются главными компонентами всех органических соединений. Микроэлементы содержатся в клетках в очень малых количествах: от 0,001 до 0,000001%. К ним относятся Zn, Мп, Си, 1, F, AI. Но даже те элементы, которые содержатся в ничтожно малых количествах, необходимы для жизни и ничем не могут быть заменены (Работа со схемой №1)

По содержанию в живом веществе ХЭ можно разделить на:

  макроэлементы микроэлементы

C, O, H, N Ca, P, K, S 3%

Mo, Cu, Co, Zn, Na 1%

96% массы живого вещества неравномерное распределение между тканями

 сконцентрированы в одном типе Zn – поджелудочная железа

тканей (мышцы, кости, кровь) Mo – почки

обеспечивают свойства всей Ba – сетчатка глаза

среды организма Sr – кости

Jщитовидная железа

 содержание постоянно, отклонение незначительные отклонения вызывают

не особенно влияет на тяжёлые заболевания:

жизнедеятельность [Zn+2]в крови – инфаркт миокарда

[Zi]в крови – гипертония

 входят в организме в состав образуют неорганические соединения

органических веществ либо комплексные соединения



Учитель биологии: Заслушивать информацию о 87 химических элементах мы не можем, так как находимся во временных рамках урока, поэтому обсудим лишь некоторые из них.

Учитель химии. Первыми выступают химики. Они рассказывают о природных источниках данного элемента, свойствах простых веществ и соединений, демонстрируют химические эксперименты.

Учитель биологии: Биохимики говорят о роли данного элемента в жизнедеятельности организма, о нарушениях, связанных с его недостаточным содержанием. Диетологи, демонстрируют продукты питания, в которых содержится этот элемент, дают рекомендации по правильному питанию.

Углерод

Химики: Углерод — один из самых распространённых элементов в атмосфере Земли и её недрах. Из её глубин мы добываем его в виде природного газа, нефти, угля (демонстрация коллекций). В простом виде углерод встречается в виде алмаза, графита, карбина. Древесный уголь, который получают при сухой перегонке древесины, благодаря своей пористой поверхности обладает способностью поглощать газы и растворённые вещества. Это свойство, называемое адсорбцией, было применено русским учёным Зелинским при создании первого противогаза

Биохимики: Углеродный скелет — основа всех органических веществ: белков, жиров, углеводов, входящих в состав продуктов питания (слайды 7, 8, 9, 10). Пройдя через пищеварительный тракт и потеряв видовую специфичность, они попадают в клетки организма, где выполняют энергетическую, строительную и др. функции. Очень важно правильно сбалансировать соотношение в пище белков, жиров, углеводов, так как неправильное питание становится причиной многих болезней. При избыточном питании — возникает ожирение, при недостаточном — дистрофия. Углеродный скелет имеют и витамины — органические вещества, поступающие с пищей в микроскопически малых дозах. Недостаток витаминов — авитаминоз или избыток: гипервитаминоз, также становятся причиной многих серьёзных заболеваний.
Например, авитаминоз С становится причиной заболевания цингой, которое развивается при суточной дозе этого витамина менее 50 мг. Симптомы этой болезни: кровоточивость дёсен, выпадение зубов, хрупкость костей, малокровие и угнетение иммунитета. Авитаминоз А у детей проявляется в замедлении роста, нарушении формировании зубов, волос, поражении кишечника и лёгких; у взрослых в сумерках ослабевает зрение — куриная слепота. Авитаминоз D появляется у детей в результате нехватки ультрафиолета, что становится причиной развития рахита. При этом понижается содержание кальция в костях, замедляется рост, неправильно формируется скелет, повышается восприимчивость к инфекциям.           
Диетологи. Нет универсального продукта, способного полностью удовлетворить потребности человека и веществах, содержащих углерод. Взрослому человеку необходимо потреблять в сутки белков 100 г, из них 50г животного происхождения, их них ЗО г растительного происхождения, углеводов 400г. С целью профилактики авитаминозов рекомендуются продукты с высоким содержанием витаминов. Витамин С присутствует во многих плодах и зелёных частях растений (цитрусовые, шиповник, черная смородина, квашеная капуста). Витамин А в виде каротина содержится в растительной пище, особенно в моркови и помидорах. Салаты с этими овощами желательно заправлять растительным маслом, так как витамин А — жирорастворимый. Витамин D сконцентрирован в рыбьем жире, печени, в яичном желтке.
Железо

Химик: Ещё в глубокой древности человеку было известно 7 металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, ртуть и железо. Их применяли ещё до изобретения письменности. Век каменный на часах истории сменился веком медным, а затем веком железным. Самые древние предметы из железа имеют возраст 3,5 тысяч лет. Железный век продолжается и сейчас, так как 9/10 всех используемых человеком металлов и сплавов — это сплавы на основе железа. В государстве хеттов в XIV в. до н.э. железо стоило в 5 раз дороже золота, в 20 раз дороже серебра и в 6400 раз дороже меди. Железо занимает второе место по распространённости среди металлов (после алюминия). Оно образует множество минералов: Fe20з — красный железняк, Fe3O4 — магнитный железняк, Fe203 * 3H20 — бурый железняк, FeS2 — железный колчедан.
Миллионы тонн железа были затрачены на создание вооружения и служили разрушению и смерти. Однако железо - это не только средство ведения войн, это основа современной техники и сельскохозяйственного машиностроения, транспорта, средств связи, космических кораблей и вообще цивилизации.
Железо защищает человека снаружи, но также защищает и поддерживает его изнутри.

Биохимики.
В организме человека содержится 4,2 г железа. Оно сосредоточено в эритроцитах, мышцах и костях. При его недостатке возникает железодефицитная анемия, сопровождающаяся усталостью и апатией.
Диетологи. Железом богаты продукты ярко пигментированные: свекла, хурма, гранаты, красная икра, яблоки, печень, мясо (говядина), зелёные листья овощей.
Кальций
Химики: Кальций в виде металла (в переводе с латинского означает известь) — был выделен в 1808 г. Это один из самых распространённых химических элементов на Земле (почти 3,5% массы земной коры). В природе в свободном состоянии он не встречается, так как обладает большой химической активностью. Много кальция содержится в осадочных породах. Гидроксид кальция (известковая вода) используется в лабораториях для определения углекислого газа. (Демонстрация опыта: помутнение известковой воды при пропускании через неё С02, полученного при взаимодействии мрамора с соляной кислотой, и воздуха, выдыхаемого человеком. (Са(ОН)2+СО2=СаС03+H2O.)
Мел, мрамор, известняк — хорошие строительные материалы. (Демонстрация иллюстрации «Скульптуры издания древнего Рима).
Их используют для постройки и отделки зданий, при создании скульптур. Однако мрамор — прочный строительный материал, но разрушается под действием кислотных дождей. Строительный материал, используемый человеком, является строительным материалом и самого человека.
 
Биохимик: (Демонстрация скелетов млекопитающих, раковин моллюсков). Фосфат кальции составляет основу скелета человека. Наглядный пример этого — декальцинированная кость, которую можно завязать в узел. (Демонстрация опыта с декальцинированной костью).
Кальций — основной компонент зубов, при его дефиците возникают проблемы: кариес, пульпит, выпадение зубов. Ионы кальция — активаторы многих ферментов, поэтому его недостаток приводит к нарушению жизненно важных процессов в клетке. Без кальция невозможно сокращение мышечного волокна. Кальциевые соли серной кислоты служат важной составной частью минерального питания растений. (Демонстрация минеральных удобрений).
 
Диетологи: Потребность взрослых людей в кальции составляет 0,8г в сутки, детей — 1,4г в сутки. Это количество кальция можно усвоить, введя в пищевой рацион I литр молока, или 150г творога, или I яйцо. Кальций содержится также в гречневой крупе, капусте, чёрной смородине, апельсинах.
Фосфор
 
Химики: Фосфор открыл Хеининг Бранд в 1669г. В переводе с латинского фосфор означает светоносный. В земной коре на долю фосфора приходится 0,1% (по массе). Он входит в состав минералов фосфорита и апатита. Существуют 3 аллотропные модификации фосфор;) — красный, чёрные и белый. Белый химически неустойчив, от сотрясения воздуха самовозгорается. Черный фосфор полупроводник. Красный — используют для производства спичек, фосфорных удобрений и кормовых добавок для животных. Ничто живое не может обходиться без фосфора.
Биохимики: В живых организмах фосфор присутствует в костях, мышцах, тканях мозга и нервах. В организме взрослого человека содержится примерно 4,5 г фосфора. Почти все важнейшие физиологические процессы связаны с превращением фосфорсодержащих веществ. Из фосфора строятся собиратель и носитель энергии аденозинтрифосфорная кислота (ЛТФ), рибонуклеиновые, дезоксирибонуклеиновые кислоты (РНК, ДНК), отвечающие за передачу наследственных свойств . Фосфор необходим детям для построения костной ткани. Он также участвует в функционировании клеточных мембран и помогает поддерживать рН среды внутренних жидкостей.
Диетологи. Продукты, богатые фосфором — это рыба, сваренная с костями, рыбные консервы, морепродукты и яйца.
Отчёт сотрудников кафедры химии о проделанной работе по определению наличия и накапливания ионов тяжёлых металлов. Фтор
 
Химики. Фтор в свободном виде получил в 1866г. французский химик Анри Муассан, за что была присуждена Нобелевская премия. Многие пытались получить фтор, по или погибали или получали тяжёлые увечья. В переводе с греческого, «фторос» — разрушающий, он очень активен, в нём горит даже вода. Конечно же, из-за своей активности фтор в свободном виде не встречается, а существует главным образом в минералах, например, в флюорите (плавиковом шпате). Простое вещество фтор — очень ядовитый газ. Без этого элемента человеческий организм существовать не может.
Биохимики. Фтор участвует в построении зубной эмали и костей, и при его недостатке происходит их разрушение.
Диетологи: Чтобы повысить количество фтора в организме, нужно употреблять морскую пищу, фторированную воду и чистить зубы зубной пастой, содержащей фтор.  

Иод.

Химики: Элемент йод мало распространён на Земле. Йод в виде простого вещества был получен в 1811 г. французом Куртуа, а название своё получил за цвет паров (греч. «иодэс» — «фиолетовый»).
(Демонстрация опыта возгонки йода в закрытой колбе).
Иод в твёрдом виде — это серое вещество с металлическим блеском. Йод применяется в медицине и для получения высокочистых металлов, например циркония. Элемент йод необходим организму человека.
Биохимики. Человек не может жить без йода. Его недостаток в воде и пище резко снижает выработку гормона тироксина щитовидной железы. Под регулирующим действием тироксина находится мышечное возбуждение, биение сердца, аппетит, пищеварение, работа мозга и даже темперамент человека. Хронический недостаток йода вызывает серьёзные нарушения обмена веществ и такие болезни, как Базедова, или зобная, гипотиреоз. В древности были зарегистрированы случаи, когда щитовидная железа разрасталась до таких размеров, что её нужно было везти на тележке перед собой.
Диетологи. В горных районах, где наблюдается особый дефицит йода, обязательное применение йодированной соли для приготовления пищи. Нам же с вами надо не забывать о морепродуктах, особенно о морской капусте. Суточная потребность в йоде для школьника и взрослого человека 130-200мкг. В 100 г рыбы пикши содержится 416 мкг йода, в 100 г лосося — 216 мкг. Йода много в фейхоа и хурме, он есть в хлебе (8,5 мкг йода в 100 г), рисе овсе.
Калий и натрий          

Химики: Элементы калий и натрий — представители семейства щелочных металлов, из-за своей активности они не могут находиться в природе в виде простых веществ. Самые распространённые минералы, содержащие эти элементы -галит, или каменная соль (NaCI), сильвин (КС1) и сильвинит (NaCI* КС1). Каменную соль добывают открытым способом на озёрах Эльтон и Баскунчак. Даже летом эти озёра покрыты соляной коркой «льда». Калий — составная часть макроудобрений. Человек тоже не может обходиться без этой «сладкой парочки».
Биохимики: Пока клетка жива, различие в концентрации ионов калия и натрия между клеткой и межклеточной средой стойко удерживается. От концентрации солей внутри и вне клетки зависит интенсивность обмена веществ в тканях. Калий обеспечивает водный баланс, сердечную деятельность, метаболизм углеводов и белков. Он концентрируется в мышечной и костной ткани, в крови. Недостаток калия (менее 100 г в организме взрослого человека) приводит к нарушению сократительных свойств сердечной мышцы и при увеличении нагрузки на организм может наступить внезапная смерть из-за аритмии сердечных сокращений. Натрий сосредоточен в крови, мышечной и костной тканях. Он отвечает за передачу нервных импульсов. При дефиците натрия (менее 140 г) появляются такие симптомы, как головная боль, слабость, ухудшение памяти, потеря аппетита.
Диетологи: Как натрий участвует в минеральном обмене всех живых организмов и не содержится в достаточном количестве в пище, то человек вынужден употреблять с пищей поваренную соль (хлорид натрия). Однако и недостаточное, и избыточное потребление поваренной соли вредно для человека. Её суточная потребность для взрослых, живущих в умеренном климате, составляет 9 г, а для людей, живущих в жарком климате 15–29 г. Калий содержится в таких продуктах, как бананы, сухофрукты, апельсиновый сок, картофель. Отчёт сотрудников кафедры биохимии о проделанной работе над краткосрочным исследовательским проектом «Влияние на растительный организм ионов тяжёлых металлов». За 2 недели до урока приготовили растворы в 5 литровых банках и высадили в эти растворы рассаду:

Полная питательная смесь Прянишникова (ППСП);
1. ППСП с избытком ионов цинка;
2. ППСП без ионов цинка:
3. ППСП с избытком ионов меди;
4. ППСП без ионов меди;
5. Демонстрация эксперимента:
Рассадив банке № 1- корневая система хорошо развита, листья тёмно-зелёной окраски;
Банка № 2 — пожелтение кончиков листьев, листья более бледные — снижение процесса фотосинтеза;
Банка № 3 — задержка роста растения;
Банка № 4 — полегание растений:
Банка № 5 — усыхание листьев, гниение корневой системы.
Вывод: Мы наблюдаем двойственную роль металлов в природе в зависимости от их концентрации.
Закрепление изученного материала.
1. Решение задач.
          Каждая группа получает конверт, в который вложена задача, (демонстрируется слайд 29 «Суточная потребность (мг) в некоторых элементах»), данные которого используются при решении. На решение задач отводится 3 мин.
Задача № 1.В куске белого пшеничного хлеба содержится 0,8 мг железа. Сколько кусков хлеба нужно съедать в день для удовлетворения суточной потребности в этом элементе?
Ответ: так как суточная потребность подростка в железе составляет 18 мг., а в куске его содержится 0,8 мг., то для удовлетворения потребности а железе надо было бы есть 22,5 куска хлеба. (\8 мг /0,8 мг = 22,5 куска).
Задача № 2
          Один стакан цельного молока содержит 288 мг кальция. Сколько нужно выпивать в день молока для снабжения вашего организма достаточным количеством этого элемента?
Ответ: Для удовлетворения суточной потребности в кальции подростку надо выпивать 4,17 стакана молока (1200 мг./288 мг. = 4,17 стакана).
          Задача №З
Рассчитайте, сколько вам необходимо потребить кальция и фосфора в год. Почему норма потребления этих элементов для подростков выше, чем для взрослых людей? (Подсказка: подумайте, на что они расходуются'?) Каковы могут быть последствия недостатка в пище этих элементов?
Ответ: Подростку в год необходимо потреблять 438 г кальция и фосфора (1200 мг./день * 365 дней =438000 мг.). Эти элементы используются для формирования скелета. В результате их недостатка замедляется рост и повышается хрупкость костей.

2. Инсценированное задание

Дают наборы для работы на магнитной доске, которые включают таблички с символами элементов: С, Fe, F, Са, I, Na: названиями болезней: куриная слепота, цинга, анемия, усталость, кариес, рахит, переломы , зобная болезнь, слабая память; перечнем продуктов, необходимых для профилактики заболеваний, связанных с недостатком


поступления в организм перечисленных элементов: цитрусовые, клюква, шиповник, печень, гранаты, желток куриного яйца, овёс, молоко, творог, хурма, морепродукты, поваренная соль. Звучит тревожная музыка. В класс входит бледный анемичный человек со сломанной ногой, зобом, больным зубом, в синяках. У него плохая память, и он все время забывает, куда и зачем пришёл.
Вопросы классу.
1. Симптомы, каких болезней можно обнаружить у этого несчастного?
2. Нехватка, каких элементов стала их причиной?
3. Что вы порекомендуете включить в рацион питания, чтобы избежать этих заболеваний?
Подведение итогов урока.
          
Учитель химии. Наши гости получили в начале урока оценочные листы. Они внимательно следили за вашей работой на уроке и сейчас максимально объективно выставят вам оценки.


 

 Дополнительные вопросы дли уточнения оценок.
1. У бедуинов женщины всегда полностью закрыты одеждой — лишь для глаз остаётся щель. При этом они часто страдают от размягчения костей. Почему? Ответ: Авитаминоз D возникает в результате дефицита ультрафиолетовых лучей.
2. В большую часть продаваемой поваренной соли добавляют немного иодида калия. Для чего это делается? Если вы последуете совету многих врачей-кардиологов и не будете солить пищу, то какой продукт может служить хорошим источником йода? Ответ:

Это профилактика гипотериоза — пониженного содержания гормона тироксина. Другие источник йода — морепродукты и хурма.

Выставление оценок за урок.
Заключение.
          
Учитель химии: Оценка за урок, несомненно, важна для каждого из вас, но главные оценки нам поставит жизнь — за то, как вы воплощаете свои знания, в том числе и те, которые получили на сегодняшнем уроке.
          
Учитель биологии: Здоровье на 25% зависит от наследственности и медицины, а на 75% — от образа жизни, который вы будете вести. И завершить урок хотелось бы словами немецкого поэта и естествоиспытателя И. Гёте: «Мало знать, надо и применять. Мало хотеть, надо и делать»


 






Используемая литература

1.Венецкий С.И. Рассказы о металлах. Издательство “Металлургия”, Москва, 1970 год, стр.262-270 (свинец); стр.135-148 (медь); стр. 251-260 (ртуть). 2.Девяткин В.В., Ляхова Ю.М. Химия для любознательных, или О чём не узнаешь на уроке – Ярославль: Академия развития: Академия, К?: Академия Холдинг, 2000. (Серия: “Это мы не проходили”) 3.Назаренко В.М. .Экологический курс химии : от темы к теме. -М.: Просвещение , 2000 4.Савина Л.А. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия. М.:АСТ, 1996. стр. 119 (Медь), стр.169 (свинец), стр. 155 (ртуть). 5.Трифонов Д.И., Трифонов В.Д. Как были открыты химические элементы: Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1980. стр.22 (медь), стр. 24 (свинец), стр.26 (ртуть), стр.82 (кадмий).
























Название документа 10.Современное состояние атмосферы.doc

Поделитесь материалом с коллегами:

Урок по теме "Современное состояние атмосферы и ее охрана"

Задачи урока: показать, что в последние годы объемы и скорость выбросов в атмосферу превосходят возможности биосферы к их разбавлению и нейтрализации, а потому требуется строгое соблюдение мер по охране атмосферы; рассмотреть основные глобальные экологические проблемы атмосферы.

 Ход урока:

  1. Орг. момент.

  2. Вступительное слово учителя (проблемные вопросы по данной теме).

  3. Демонстрация презентации параллельно с выступлениями учащихся по подготовленным проектам.

  4. Комментарии учителя.

  5. Работа в группах – решение проблемных, интегрированных экологических задач.

  6. Заключение.

  7. Задание на дом.

План урока:

  1. Значение атмосферы для обитателей Земли. Строение, состав атмосферы.

  2. Естественное и искусственное загрязнение атмосферы. Основные загрязнители атмосферы.

  3. Экологические проблемы атмосферы: загрязнение и запыление атмосферы, парниковый эффект, кислотные осадки, озоновые дыры.

Учитель: на сегодняшнем уроке мы разбираем одну из самых актуальных экологических проблем современности – загрязнение воздушного океана Земли – атмосферы. А на следующем уроке мы познакомимся с мерами по охране атмосферы и с местными проблемами.

? Скажите, ребята, на какие две группы можно разделить экологические проблемы по масштабу проявления? (Глобальные и локальные).

? Какие проблемы называют глобальными (планетарного масштаба); а какие локальными? (Проблемы отдельно взятых регионов).

? Как вы думаете, загрязнение атмосферы – это глобальная или локальная проблема? Почему? (Затрагивает интересы всех людей на земном шаре).



Вещества, поступающие в атмосферу при естественном загрязнении, всегда были и есть в природе. Они быстро включаются в естественные круговороты. Промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу вещества, многие из которых в природе не встречаются.

Они могут нарушить естественные природные процессы. В природе наступает дисбаланс.

Подумайте, и ответьте мне на такой вопрос: Какие глобальные  экологические проблемы связаны с балансом газов и загрязнением атмосферы?

Чем опасно вмешательство человека в атмосферные процессы? (Проблема загрязнения и запыления атмосферы, разрушение озонового слоя Земли, кислотные дожди, “парниковый эффект”.)

Но прежде чем заняться рассмотрением этих проблем, вспомним, что же такое атмосфера, каковы ее состав и строение, значение для обитателей планеты Земля.

Учащийся 1. Атмосфера – воздушная оболочка нашей планеты. Нижний слой атмосферы – тропосфера – простирается приблизительно до высоты 20 км, и именно он более всего подвержен пагубному антропогенному влиянию; следующий слой – стратосфера – простирается примерно до 50 км, в этом слое располагается озоновый экран; далее идут мезосфера (до 80 км) и стратосфера (выше 80 км). Газовый состав атмосферы выглядит так: азот – 78,09%, кислород – 20,95%, аргон – 0,93%, углекислый газ – 0,03%, инертные газы (неон, криптон, ксенон, радон) – незначительное количество. Значение атмосферы для обитателей планеты Земля огромно. Атмосфера защищает Землю от космических влияний, поддерживает общий тепловой режим на Земле, содержит кислород, необходимый для дыхания всем живым организмам, содержит углекислый газ, необходимый для питания растений в процессе фотосинтеза, подвижность воздушных масс атмосферы позволяет осуществлять пассивный полёт для расселения растений, животных и микроорганизмов.

Учитель: Итак, первая проблема, которую мы рассмотрим, это загрязнение и запыление атмосферы.

Учащийся 2.. Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них – газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Лидируют по масштабам выбрасываемых в атмосферу загрязнителей такие отрасли промышленности, как чёрная и цветная металлургия, энергетика, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность, химическая и нефтехимическая промышленность, автотранспорт.

В атмосферу выбрасывается: Чёрной металлургией – пыль, сернистый газ, марганец, оксиды углерода и серы; цветной металлургией – сернистый ангидрид, оксиды углерода, сероводород, пыль; химической и нефтехимической промышленностью – оксиды углерода и азота, аммиак, сернистый ангидрид и оксиды серы, сероводород, сероуглерод, бензин, толуол, ацетон; энергетика – оксиды углерода, серы и азота, пыль; деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность – оксиды углерода и азота, сернистый ангидрид, сероводород, ацетон; автотранспорт – оксиды азота и углерода, бензин.

Учащийся 3. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие: оксид углерода – является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы, способствующий повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта; серный ангидрид и оксиды азота – соединяясь с водяным паром воздуха , выпадают на землю в виде кислотных осадков, которые подкисляют почву, обостряют заболевания дыхательных путей человека, пагубно влияют на растительные и животные организмы; соединения фтора и хлора – характеризуются токсичным эффектом, производные фтора являются сильными инсектицидами. Аэрозоли – это твёрдые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твёрдые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде тумана, мглы, дыма или дымки. Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц. Он возникает в результате фотохимических реакций при определённых условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия. По своему физиологическому воздействию на организм человека смог крайне опасен для дыхательной и кровеносной систем и часто бывает причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем. Такие смоги – нередкое явление над крупными городами Европы и Америки.

Учитель: Следующая проблема, которую мы разбираем – проблема “парникового эффекта”.

Учащийся 4.. Парниковый эффект – это свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение, способствуя аккумуляции тепла Землёй. Существует ряд научных гипотез, объясняющих последствия парникового эффекта: 1) к концу XXI века содержание атмосферного углекислого газа удвоится, что неизбежно приведёт к повышению средней глобальной приземной температуры на 5–6 градусов; 2) подобный рост средней глобальной приземной температуры приведёт к повышению уровня Мирового океана на 20–165 см, что в свою очередь приведёт к затоплению многих территорий; 3) концентрация атмосферного углекислого газа может оказать весьма благоприятное воздействие на урожайность сельскохозяйственных культур; 4) потепление может привести к резкому сокращению площадей бореальных лесов, а также к перемещению их границ на север. В целом, парниковый эффект – это уравнение со многими неизвестными. Например, есть учёные, которые считают, что, как это ни парадоксально, ускоряющееся накопление углекислого газа может привести не к потеплению, а к похолоданию.

Учитель: Следующая проблема – кислотные осадки.

Учащийся 5.. Кислотные дожди – это атмосферные осадки (в том числе снег), подкисленные (рН 5–6) из-за повышенного содержания в воздухе промышленных выбросов, главным образом оксидов серы и азота, соляной кислоты и др. В результате попадания кислотных дождей в поверхностный слой почвы и водоёмы развивается подкисление, что приводит к деградации экосистем, гибели отдельных видов рыб и других водных организмов, сказывается на плодородии почв, снижении прироста лесов и их усыхании, пагубно действует на здоровье человека. Вызывает гибель памятников архитектуры. Кислотные дожди особенно характерны для стран Западной и Северной Европы, США, Канады, промышленных районов России, Украины и др.

Учитель: И, наконец, 4-я проблема – озоновые “дыры”.

Учащийся 6. Озоновый слой Земли расположен в стратосфере на высоте от 20 до 50 км. Он защищает всё живое на Земле от губительного УФ излучения. В настоящее время наблюдается всё усугубляющаяся картина истоньшения озонового слоя Земли. Учёные считают, что изменяющаяся озоновая обстановка непременно скажется на состоянии растительного и животного мира. Урожайность некоторых сельскохозяйственных культур может резко упасть. Изменившиеся условия скажутся и на микроорганизмах – на том же планктоне – основном корме морских обитателей. Увеличение дозы УФ лучей может резко ослабить иммунную систему человека и вызвать многие заболевания (глазные, рак кожи и др.). Есть разные варианты научных объяснений причин появления озоновых дыр и прогнозов. Однако большинство авторитетов сходятся в одном: основная причина в концентрации хлор-фторуглеродов (фреонов). Это антропогенные вещества и химические соединения, используемые в производстве аэрозолей, хладигентов (в холодильниках), растворителей и т.д. В нижних слоях атмосферы они не вступают ни в какие химические реакции и не оказывают токсичного действия. Но именно эта “инертность” позволяет им подниматься в стратосферу и интенсивно разрушать молекулы озона.

Учитель: Загрязнение атмосферы не признает границ: самостоятельно справиться с проблемой охраны воздуха одна страна не в состоянии.

Только совместные усилия всех стран, всех жителей планеты способны что-либо изменить.

Уже довольно давно известно, что воздушные потоки переносят загрязняющие вещества на большие расстояния: уже обрел признание термин “трансграничный перенос”.

Например, Великобритания пользуется репутацией крупнейшего “производителя” сернистого газа в Европе. Почти 1/3 его переносится в другие страны, особенно скандинавские, где вызванные этим загрязнением кислотные дожди уже уничтожили около 15% строевого леса (в частности, в Швеции и Норвегии).

Такая страна, как Голландия, имеющая незначительное число источников загрязнения, расплачивается таким же по масштабу ущербом, как “коптящие небо” соседи.

Учащийся 7 Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на её нейтрализацию. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически. Отходы производства выбрасывались в воздух в расчете на то, что будут обезврежены и переработаны самой природой. Однако способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы.

Уже через несколько лет мы все рискуем оказаться в незнакомом и пугающем мире.

Учитель: Задумайтесь над этим! Возможно, в будущем вы тоже сможете внести какой-либо позитивный вклад в решение данных проблем.

В заключении этой части урока послушайте замечательное стихотворение.

Учащийся 8.

Чёрная бездна… Звёздная пыль…
Холодом дышит вечность,
Переплетая сказку и быль
Миг и бесконечность!
Кто-то, когда-то задал маршрут,
Не объяснив секрета,
И совершает неведомый путь
Маленькая планета.

Кружится, вертится шар голубой,
Нас на груди качая.
Крутится, вертится не для того,
Чтоб всё начинать сначала.
В кружении стай вездесущих ракет
Так не легко вращаться.
Всё-таки пять миллиардов лет
Отдано цивилизации!
Мелкой дрожью на полюсах
Даёт себя знать усталость.
И застывает вопрос на устах:
“А сколько ещё осталось?!”

Вот она летит…
Маленькая какая.
Вот она грустит,
В думы свои вникая.
Вот она плывёт,
Тихой прохладой веет
Всё ещё живёт,
Всё ещё людям верит!
Вон она плывёт
Сквозь грозовую полночь,
Всех людей зовёт
Просит прийти на помощь!
Если сложить усилия взрослых и всех детей,
Мы сохраним планету,
Нашу планету людей.

Учитель: А сейчас вы разделитесь на 2 команды, я предлагаю вам для обсуждения проблемные вопросы. На обсуждение 3 минуты, затем представление ответов и их защита.

Задание для команды № 1.

Как выяснилось, глобальные климатические изменения влияют на функционирование экосистем и жизнь человека очень существенно, хотя и весьма опосредованно. Попробуйте объяснить обнаруженные западными учёными статистически достоверные взаимосвязи между такими явлениями, как сильное извержение вулкана и курс закупочных цен на зерновые в Лондоне в XIX веке.

(Ответ: извержение вулкана – увеличение количества вулканической пыли в атмосфере Земли – уменьшение солнечной радиации – ухудшение погодных условий – падение урожая).

Задание для команды № 2.

Численность добытых шкурок рыси охотниками Северной Америки.

(Ответ: извержение вулкана – увеличение количества вулканической пыли в атмосфере Земли – уменьшение солнечной радиации – ухудшение погодных условий – жёсткие условия зимовки для зайцев-беляков (особенно важные для молодых зайчат-однолеток) – уменьшение их численности – и, как следствие, уменьшение численности консумента второго порядка (рыси, для которой зайцы составляли основу пищевого рациона).

Учитель: Итак, на этом уроке мы с вами разобрали основные экологические проблемы атмосферы. Следующий урок будет посвящен изучению мер по охране атмосферы и местным проблемам атмосферы.

Домашнее задание: подготовьте сообщения по местным проблемам состояния и охраны атмосферы.



Название документа 11.Урок. по теме-Влияние тяжелых металлов на организм человека.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Влияние тяжелых металлов на организм человека

Задачи урока:

Образовательные задачи: Сформировать представления о специфических свойствах тяжёлых металлов, их биологической роли, токсичности и воздействии тяжёлых металлов на здоровье человека.

Воспитательные задачи: Воспитывать культуру безопасности жизнедеятельности при обращении с химическими реактивами.

Развивающие задачи: Научить прогнозировать последствия загрязнения среды тяжёлыми металлами и их соединениями, воздействие этих металлов на здоровье человека.

Оборудование: Таблица “Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева”, плакат “Концентрирование некоторых химических элементов в органах, тканях и биожидкостях человека”, образцы солей тяжёлых металлов, информация о снижении влияния тяжёлых металлов, видеоклип о вреде курения.

Для работы в группах: план характеристики тяжёлого металла (ртути, свинца, меди, кадмия), таблицы “Концентрирование некоторых химических элементов в органах, тканях и биожидкостях человека”, справочный раздаточный материал по тяжёлым металлам , полезные советы и дополнительный материал “Это интересно”.

Для практической части: 4 пробирки с растворами солей: ацетата свинца, хлорида железа (III), сульфата меди (II), хлорида натрия; 4 пробирки с раствором яичного белка, консервная банка для демонстрации содержания в припое (олово + свинец) наличия свинца.

Ход мероприятия

Учитель. Целью нашего занятия “Влияние тяжёлых металлов на здоровье человека” является исследование специфических свойств тяжёлых металлов, их биологической роли, степени токсичности и воздействие на здоровье человека, а также развитие умений и навыков безопасного обращения с ними.

В процессе работы будем придерживаться плана, написанного на доске:

1. Понятие о тяжёлых металлах (Вводное слово учителя)

2. Характеристика тяжёлых металлов (работа в группах из 5-6 чел. по плану)

3. Практическая часть: а) демонстрация процесса денатурации, связанного с разрушением белковой структуры куриного яйца; б) определение наличия свинца в спайке консервной банки (в припое).

4. Снижение действия тяжёлых металлов на организм (ответы на вопросы, данные для обсуждения в плане характеристики тяжёлых металлов).

5. Полезные советы (выводы по снижению действия тяжёлых металлов на организм).

6. Это интересно! (ознакомление с интересными фактами из дополнительной литературы).

Учитель. На сегодняшнем мероприятии вы не только обобщите знания, полученные на уроках о металлах, но и узнаете много нового, полезного и интересного .Богат и интересен мир металлов, среди которых встречаются старые друзья человека: медь, железо, свинец, ртуть, золото, серебро, олово. Эта дружба насчитывает уже тысячи лет. Но есть и такие металлы, знакомство с которыми состоялось лишь в последние десятилетия. Свойства металлов чудесны и разнообразны. РТУТЬ, например, не замерзает даже на морозе (температура плавления -39° С), а ВОЛЬФРАМ не боится самых жарких объятий (самый тугоплавкий и выдерживает температуру свыше 3000° С). ЛИТИЙ может быть отличным пловцом: он вдвое легче воды и при всём желании не сможет утонуть, а ОСМИЙ – чемпион среди металлов-тяжеловесов – камнем пойдёт ко дну. СЕРЕБРО “с удовольствием” проводит электрический ток, а у ТИТАНА явно “не лежит душа” к этому занятию: его электропроводность в 300 раз ниже, чем у серебра. ЖЕЛЕЗО мы встречаем на каждом шагу, а ГОЛЬМИЙ содержится в земной коре в таких мизерных количествах, что даже крупицы этого металла стоят баснословно дорого: чистый гольмий в несколько раз дороже золота.

А чем же привлекли к себе внимание ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ?

Существует более 50 элементов, которые могут быть отнесены к тяжёлым металлам, 17 из них считаются очень токсичными, но довольно широко распространёнными. Токсичная концентрация зависит от вида металла, его биологической роли и вида организма, который подвергается его воздействию.

Токсичность тяжёлых металлов связана с физико-химическими свойствами металлов. Так, высокая электроотрицательность ртути даёт ей возможность в первую очередь взаимодействовать с активными центрами ферментов и снижать их активность, а у растений – подавлять фотосинтез в хлоропластах.

Металлы побочных подгрупп больших периодов в организме человека содержатся в малых количествах, но при переходе от лёгких металлов к тяжёлым токсичность их возрастает. Анализируя химический состав человеческого организма, учёные пришли к выводу, что тяжёлые металлы оказывают влияние не только на физиологическое, но и на психическое состояние человека. Например, известно, что при стрессе содержание ЦИНКА в крови возрастает, а повышенное содержание НИКЕЛЯ и МАРГАНЦА в крови происходит незадолго до инфаркта. Методом масс-спектроскопии было обнаружено, что у агрессивных людей в волосах обнаруживается повышенное содержание СВИНЦА, ЖЕЛЕЗА, КАДМИЯ, МЕДИ и пониженное ЦИНКА, КОБАЛЬТА. Таким образом, содержание металлов в организме человека даже в очень малых количествах жизненно необходимо, и падение концентрации ниже допустимого уровня ведёт к тяжёлым расстройствам. Это объясняется тем, что многие металлы выполняют главным образом функции катализаторов.

Молодёжь более подвержена токсическому воздействию тяжёлых металлов. Неблагоприятными результатами их воздействия являются ослабление роста и развития, нарушения деятельности нервной системы, а также может стать причиной развития аутоиммунитета, при котором иммунная система разрушает свои собственные клетки. Это может привести к заболеваниям суставов, к поражению почек, системы кровообращения и нервной системы.

Исходя из вышесказанного, сегодня мы поговорим о тяжёлых металлах, с которыми чаще всего связано отравление людей. Такими металлами являются: СВИНЕЦ, РТУТЬ, КАДИМЙ, МЕДЬ.

Работа в группах. Учащиеся объединяются по 5-6 человек и образуют 4 группы. Каждая группа самостоятельно исследует свойства, биологическую роль и влияние на организм человека некоторых тяжёлых металлов, таких как: ртуть, свинец, медь и кадмий, и готовят выступление о них.

На столах учащихся находится таблица “Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева”, таблица “Концентрирование некоторых химических элементов в органах, тканях и биожидкостях человека”, справочный раздаточный материал по тяжёлым металлам, полезные советы, и план характеристики тяжелых металлов.

План характеристики тяжёлого металла следующий:

1) положение металла в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева; 2) историческая справка; 3) действие на организм, концентрация металла в организме человека (токсическое действие тяжёлого металла); 4) пути и способы попадания элемента в организм (источники загрязнения тяжёлым металлом); 5) снижение влияния тяжёлого металла на организм; 6) проблемный вопрос.

С целью экономии времени учащиеся распределяют вопросы между собой для подготовки по 5-7 минут на выступление (работают со справочными материалами, таблицами и т.д.)

Подготовленный материал представляется учащимися групп. Выступления учащихся сопровождается показом соответствующего наглядного материала, видеоклипом о вреде курения (группа № 4).

Учитель: Итак, вы прослушали информацию о наиболее распространённых тяжёлых металлах.

А сейчас подтвердим её опытным путём.

Практическая часть

1. Демонстрация “Исследование влияния ионов тяжёлых металлов на биологические системы”.

Цель: Дать возможность убедиться учащимся в разрушительном действии солей тяжёлых металлов на белки.

Инструктивная карточка.

1. В 4 пробирки нальём по 2 мл раствора белка.

2. В первую пробирку добавим 1 мл раствора ацетата свинца, во вторую – 1 мл раствора хлорида железа (III), в третью – 1 мл раствора хлорида меди (II), в четвёртую – 1 мл раствора хлорида натрия.

3. Наблюдения.

4. Выводы.

Наблюдения: Белок свернулся в пробирках, в которые добавили соли тяжёлых металлов, т.е. в пробирках №№ 1, 2, 3.

Вывод: Ионы тяжёлых металлов и разрушают структуру белка. Этот процесс называется ДЕНАТУРАЦИЕЙ.

2. Исследование спайки консервной банки на примесь свинца.

Цель: Доказать наличие свинца в спайке консервной банки и необходимость осторожного потребления консервов из открытой банки из-за возможного накопления в ней ядовитого свинца и его соединений.

Инструктивная карточка

1. Поверхность спайки (т.е. шва) консервной банки обезжиривается сначала комочком ваты, смоченным эфиром. Затем другой комочек ваты, смоченный раствором уксусной кислоты, накладывается на несколько минут на очищенное место консервной банки.

2. На обработанное место консервной банки накладывается комок ваты, смоченный раствором иодида калия.

3. Наблюдения. Вата быстро желтеет из-за образовавшегося иодида свинца (II), что указывает на примесь свинца на спайке банки.

Вывод: Так как спайка (шов) консервной банки представляет собой сплав олова и свинца, поэтому при её разрушении, например, при открывании банки, нарушается целостность шва и свинец может попасть в консервы. Поэтому консервы не подлежат долгому хранению после их вскрытия.

Учитель. А сейчас ответим на самый главный вопрос: Как снизить действие тяжёлых металлов на организм человека?

Из выступлений учащихся мы убедились, что подвергаться воздействию тяжёлых металлов мы можем, вдыхая вещества, загрязняющие воздух, контактируя с загрязнёнными почвами или промышленными отходами и употребляя загрязнённые пищевые продукты питьевую воду. В малых количествах они могут быть необходимы для организма, а взятые в больших дозах они являются токсичными.

Подумайте и ответьте на вопросы, которые у вас записаны в плане характеристики тяжёлых металлов в пункте №5 Снижение влияния тяжёлого металла на организм.

  1. Что является противоядием от тяжёлых металлов?

  2. Что нужно сделать, если в помещении разлита ртуть?

  3. Почему консервы после вскрытия из жестяной тары следует перекладывать в стеклянную посуду?

  4. Почему нельзя использовать декоративную посуду для пищевых целей?

  5. Почему вдоль дорог следует сажать декоративные и лесные деревья и кустарники, а не кормовые и пищевые растения?

  6. Почему ограничен экспорт детских резиновых игрушек из Китая?

Все ваши ответы на вопросы мы сформулируем в виде “Полезных советов”:

  1. Противоядием от тяжёлых металлов и их солей является яичный белок.

  2. Если металлическая ртуть оказалась в помещении, её следует засыпать порошком серы или залить раствором хлорида железа (III).

  3. Жестяная тара спаивается припоем, содержащим определённое количество свинца, поэтому консервы следует перекладывать в стеклянную посуду после её открывания.

  4. Нельзя хранить и готовить пищу в декоративной посуде, так как она предназначена для украшения, а не для пищи – глазурь, которой покрыта посуда, содержит соли свинца и кадмия.

  5. Вдоль дорог следует сажать только декоративные и лесные породы деревьев, а не пищевые и кормовые, так как этилированный бензин, попадая в почву, поглощается растениями, и употреблять их в пищу нельзя.

  6. Детские китайские игрушки могут содержать токсичные красители, в состав которых входит кадмий.

Вывод: Будьте внимательны к тому, что вас окружает, учитесь бережному и безопасному обращению с незнакомыми веществами.

Учитель. Следующая рубрика подготовлена учащимися по материалам научно-популярной, исторической, художественной и другой дополнительной литературы.

Это интересно!

В 1692 году, незадолго до своего пятидесятилетия, Ньютон тяжело заболел. Болезнь, тянувшаяся более года, была серьёзной и непонятной. Она подорвала физические силы учёного, нарушила его душевное равновесие. Это был “чёрный год” в жизни Ньютона, как называют его биографы. Он потерял сон и аппетит, находился в состоянии глубокой депрессии, избегал контактов даже с друзьями. Временами он испытывал нечто вроде мании преследования, а иногда его начинала подводить память. Кто же оказался виновником болезни Ньютона?

Оказалось, что виновницей болезни Ньютона явилась РТУТЬ и её соли. На протяжении 18 лет Ньютон часто обращался к химии. Из записей Ньютона следует, что он работал с большим количеством ртути, подолгу нагревал соли ртути, чтобы получить летучие вещества, часто пробовал на вкус то, что у него получалось. В рабочих тетрадях 108 раз встречаются заметки типа “вкус сладковатый”, “безвкусно”, “солоновато”, “очень едкое”. Все симптомы болезни Ньютона напоминали признаки ртутного отравления. Анализ волос великого учёного показал, что концентрации металлов с высокой токсичностью в них значительно превышают нормальный уровень.

Это интересно!

В России при царе Алексее Михайловиче повелевалось всех, у кого будет найден табак, бить кнутом до тех пор, пока курильщик не признается, откуда взят табак. Правило, запрещающее курение на улицах, действовало многие десятилетия в городе на Неве. Человек, выкуривший 22 тыс. сигарет, приравнивается к работнику уранового рудника. При выкуривании 1 пачки сигарет с общей массой табака 20 г. образуются канцерогенные смолы, в которых содержатся тяжёлые металлы (КАДМИЙ, никель). За год в организме курящего скапливается около 1 кг табачного дёгтя, который может вызвать злокачественный рост тканей, т.е. рак. Это уже инвалид. Так стоит ли это “удовольствие” всех последствий?

Это интересно!

Профессор одного из университетов читал студентам лекцию о соединениях ртути; на кафедре перед ним стояли два стакана: один с подслащенной водой, которую профессор любил пить во время лекции, другой – с раствором сулемы для опытов. По ошибке лектор глотнул из второго стакана. Сулема – сильный яд, и профессор знал об этом. Но он знал и противоядие. Он велел разболтать сырые яйца с водой и выпил смесь. Началась сильная рвота, яд вышел из организма, и впоследствии никаких признаков отравления не проявилось.

Рефлексия.( Учитель). Подведём итог. Сохранения здоровья человека связано с ограничением количества загрязнителей в окружающей среде. Прежде всего, каждый человек должен сам позаботиться о своём здоровье. Для этого он должен постоянно расширять знания о себе и окружающем его мире.

“Ваше здоровье в ваших руках – и в этом ключ к здоровью. Берегите себя и своих близких!”

Используемая литература

  1. Венецкий С.И. Рассказы о металлах. Издательство “Металлургия”, Москва, 1970 год, стр.262-270 (свинец); стр.135-148 (медь); стр. 251-260 (ртуть).

  2. Девяткин В.В., Ляхова Ю.М. Химия для любознательных, или О чём не узнаешь на уроке – Ярославль: Академия развития: Академия, К?: Академия Холдинг, 2000. (Серия: “Это мы не проходили”)

  3. Савина Л.А. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия. М.:АСТ, 1996. стр. 119 (Медь), стр.169 (свинец), стр. 155 (ртуть).

  4. Трифонов Д.И., Трифонов В.Д. Как были открыты химические элементы: Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1980. стр.22 (медь), стр. 24 (свинец), стр.26 (ртуть), стр.82 (кадмий)

  5. Храмова О.В. 2011 Фестиваль педагогических идей «Открытый урок», ИД «Первое сентября», Эл. адрес: festival@1september.ru    



Рейтинг@Mail.ru

Название документа 12.Урок-игра Экологический алфавит.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Урок-игра "Экологический алфавит" по теме "Экология сообществ и популяций»


Цель урока: в игровой форме обобщить, закрепить и проверить знания учащихся по данной теме.

Оборудование: игровое поле (барабан), фишки разного цвета, буквы алфавита, дополнительные значки.

Эпиграф урока: “Знания только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей мысли, а не одной памяти”. Л. Н. Толстой.

Ход урока

1. Организационный момент.

Игра “Экологический алфавит” предназначена для учащихся 9-х классов. В маленьких классах возможна индивидуальная игра, в классах с большой численностью целесообразно создание команд по 3-4 человека.

Инструкция.

Игрок (команда) выбирает себе фишку определенного цвета, которую будут передвигать по игровому полю в соответствии со своим ходом.

Игровое поле разделено на сектора: желтый – экология популяций, зеленый – экология сообществ. По периметру расположены буквы алфавита и дополнительные значки: “черная кошка”(3 шт.) – играющий (команда) возвращаются на 3 хода назад; “костер” – играющий возвращается на “старт”; “подарок”(2 шт.) – играющий (команда) продвигается вперед на 3 хода вперед. В “алфавите” используются 24 буквы (А, Б, В, Г, Д, Ж, З, И, К, Л, М, Н, О, П, Р, С, Т, Ф, Х, Ц, Э, Я) и 6 дополнительных значков, т.е. всего 30 клеток.

В клетки, на котором игроки будут попадать чаще всего (после черных кошек), поместите те буквы, на которые у вас подобрано больше всего заданий. Игра начинается с клетки “старт” и заканчивается на клетки “финиш”. На обдумывание ответа отводится 20 секунд. Игрок, одержавший победу (команда), получает оценку 5. Сектор и клетка, на которую попадает игрок, определяется выбрасыванием кубика. Если игрок неправильно отвечает на вопрос, то он возвращается на исходную позицию!

2. Проверка знаний учащихся.

Игра “Экологический алфавит”

А”

  1. Фактор, происходящий от неживой природы – абиотический.

  2. Фактор, происходящий под влиянием деятельности человека – антропогенный.

  3. Область распространения вида, рода или другой группы живых организмов или сообществ – ареал.

  4. Организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза или хемосинтеза – автотрофы.

  5. Искусственно созданный человеком биоценоз – агроценоз.

  6. Временное состояние организма, при котором жизненные процессы замедлены до минимума и отсутствуют все видовые признаки жизни – анабиоз.

  7. Влияние организмов одних видов на организмы других путем выделения ими различных веществ – аллелопатия.

  8. Подавление одного организма другим без видимого сопротивления подавляемого – аменсализм.

  9. Приспособление к условиям существования, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции – адаптация.

  10. Редкое растение Рузаевского района – адонис весенний.

Б”

  1. Природная система живых организмов и окружающей их абиотической среда, связанная обменом веществами, энергией информацией – биогеоценоз.

  2. Количество живого вещества, приходящееся за единицу площади или объема – биомасса.

  3. Оболочка Земли, населенная живыми организмами – биосфера.

  4. Совокупность живых организмов, объединенных общей областью распространения – биота.

  5. Сообщество организмов, живущих на определенном участке суши или водоема – биоценоз.

  6. Участок биосферы, занятый биоценозом – биотоп.

  7. Факторы, оказываемые влияния одними организмами на другие организмы – биотический.

  8. Реакция организмов на чередование суток периода света и темноты определенной длительности – биотические часы.

  9. Организмы, живущие на дне водоема – бентос.

  10. Совокупность видов растений и животных, населяющих данный район – биом.

В”

  1. Все условия живой и неживой природы, при которых существуют организмы и которые прямо или косвенно влияют на состояние, развития и размножение как отдельных организмов, так и популяций – внешняя среда.

  2. Сходные биологические виды, обитающие либо в разных географических областях, либо в разных условиях – викарирующие виды.

  3. Периодические или непериодические колебания численности, присущие всем вида организмов – волны жизни (волны численности).

  4. Соотношение особей разных возрастов в популяции – возрастная структура популяции.

  5. Показатель равномерности распределения организмов по площади во всем ареале или его части – встречаемость.

  6. Биомасса, созданная за единицу времени консументами – вторичная продукция.

  7. Сложная биологическая система, состоящая из группировок особей, из популяций, обладающих характерными особенностями строения, физиологии и поведения – вид.

  8. Разнообразие видов и соотношение их численности или массы в биоценозе - видовая структура биоценоза.

Г”

  1. Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами – гетеротрофы.

  2. Водная оболочка Земли – гидросфера.

  3. Органическое вещество почвы – гумус.

  4. Водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду – гидатофиты.

  5. Наземно-водные растения, частично погруженные в воду – гидрофиты.

  6. Наземные растения влажных мест обитания – гигрофиты.

  7. Влаголюбивые животные – гигрофилы.

  8. Понятие “экологическая ниша” ввел в экологию – Гринелл.

  9. Конкуренцию между животными, обладающими сходными экологическими потребностями объясняет теорема – Гаузе.

  10. Поддержание оптимальной в данных условиях численности популяции – гомеостаз.

Д”

  1. Мертвое органическое вещество – детрит.

  2. Лес, в котором дуб преобладает над другими древесными растениями – дубрава.

  3. Жизненная форма растений – дерево.

  4. Виды, преобладающие в данном биоценозе – доминантные.

  5. Трофические цепи, которые начинаются с отмерших останков растений, трупов и экскрементов животных – детритные.

  6. Наука о популяциях и их взаимоотношениях со средой – демэкология.

Ж”

  1. Стойкость живых организмов к нарушениям окружающей среды – жизненность.

  2. Способность организма сохранять свое существование в меняющихся условиях окружающей среды – жизнеспособность.

  3. Группа видов растений или животных сходного облика, вызванного одинаковыми приспособлениями к условиям существования – жизненная форма.

З”

  1. Привнесение в среду или возникновение в ней любых загрязнителей – загрязнение.

  2. Животные, пищей которым служат другие животные – зоофаги.

  3. Сообщество животных, входящих в биоценоз – зооценоз.

  4. Приспособление животных к перенесению зимнего времени года – зимняя спячка.

  5. Совокупность животных, обитателей дна водоема – зообентос.

  6. Совокупность животных, свободно парящих в толще воды и не способных противостоять переносу течением – зоопланктон.

  7. Распространение плодов, семян и других зачатков растений и грибов при помощи животных – зоохория.

И”

  1. Расположение частей или элементов целого по порядку от высшего к низшему – иерархия.

  2. Среднее число особей исследуемого вида, приходящиеся на единицу учета – индекс обилия.

  3. Показатель, связывающий среднюю биомассу и количество особей, характеризующих вид в пределах биоценоза – индекс плотности населения.

  4. Совокупность организмов, обитающих в донных грунтах – инфауна.

К”

  1. Борьба за достижение лучших результатов – конкуренция.

  2. Растительноядные и плотоядные животные, потребители органического вещества – консументы.

  3. Растения, живущие в засушливой местности – ксерофиты.

  4. Животные, живущие в засушливой местности – ксерофилы.

  5. Форма взаимоотношений организмов, когда один живет за счет остатков пищи или выделений другого, не причиняя тому видимого вреда – комменсализм.

  6. Тип взаимоотношения организмов разных видов, при котором оно полезно обоим видом, но необязательно для них – кооперация.

  7. Вид животных или растений, распространенный по всему миру – космополит.

  8. Умертвление и поедание себе подобных – каннибализм.

  9. Устойчивое сообщество, являющееся конечным итогом сукцессии – климакс.

  10. Организмы, питающиеся экскрементами животных – копрофаги.

Л”

  1. Верхняя твердая оболочка земного шара – литосфера.

  2. Природный комплекс из древесных растений одного или нескольких видов, растущих близко друг от друга – лес.

  3. Природные комплекс из травяной растительности, обычно из злаков и разнотравья – луг.

  4. Зональный тип растительности и ландшафта с чередованием участков леса и степи – лесостепь.

  5. Зональный тип растительности и ландшафта с чередованием участков леса и тундры – лесотундра.

  6. Любой фактор среды, которой имеет тенденцию замедлять потенциальный рост экосистемы – лимитирующий.

М”

  1. Постоянное слежение за какими-либо объектами или явлениями – мониторинг.

  2. Общее название мельчайших организмов, видимых лишь в микроскоп – микроорганизмы.

  3. Участок природной среды, в котором живет тот или иной вид животных или растений – местообитание.

  4. Способность организмов выносить низкие отрицательные температуры – морозостойкость.

  5. Сообщество грибов – микоценоз.

  6. Форма симбиотических взаимоотношений между организмами, когда каждый из организмов приносит равную пользу другому – мутуализм.

  7. Растения, обитающие в условиях умеренного увлажнения – мезофиты.

  8. Животные, обитающие в условиях умеренного увлажнения – мезофиллы.

  9. Изменение растительности и животного мира по площади – мозаичность.

  10. “Лес есть не только общежитие древесных растений, он представляет собой общежитие более широкого порядка: в нем не только растения приспособлены друг к другу, но и животные к растениям и растения к животным”. Автор слов – Морозов Г. Ф.

Н”

  1. Высшая стадия развития биосферы – ноосфера.

  2. Совокупность живых организмов, связанных с поверхностью воды как средой обитания – нейстон.

  3. Совокупность активно плавающих водных животных, способных в той или иной степени преодолевать течение – нектон.

  4. Сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий – нейтрализм.

  5. Организмы, питающиеся трупами животных – некрофаги.

О”

  1. Совокупность наиболее благоприятных условий – оптимум.

  2. Фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма – ограничивающий фактор.

  3. Наиболее благоприятная для организма интенсивность экологического фактора – оптимальный фактор.

  4. Распространение семян или других зачатков растений и грибов при помощи птиц – орнитохория.

П”

  1. Совокупность особей одного вида, населяющая определенное пространство – популяция.

  2. Растения, вырабатывающие в процессе фотосинтеза органические вещества – продуценты.

  3. Граница, за пределами которой существование организма невозможно – предел выносливости.

  4. Одно звено в цепи питания, представленное продуцентами, консументами и редуцентами – пищевой уровень.

  5. Перенос энергии пищи от ее источника (растений) через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими – пищевые цепи.

  6. Форма взаимоотношений между организмами, когда один живет за счет тканей и соков другого – паразитизм.

  7. Совокупность организмов, обитающих в толще воды и пассивно переносимых водными течениями – планктон.

  8. Соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме, выраженное в их массе и изображенное в виде экологической пирамиды – пирамида биомасс.

  9. Соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме, выраженное в их численности и изображенное в виде экологической пирамиды – пирамида численности.

  10. Разновидность пирамиды биомасс, в которой представлено количество энергии, заключенной в каждом из трофических уровней экосистемы – пирамида энергии.

Р”

  1. Организмы, разрушающие и разлагающие мертвые растения и животных – редуценты.

  2. Совокупность растительных сообществ (фитоценозов) Земли или ее отдельных регионов – растительность.

  3. Число особей, рождающихся в популяции за единицу времени – рождаемость.

С”

  1. Последовательная смена биоценозов, возникающая на одной и той же территории или акватории под влиянием или под воздействием человека – сукцессия.

  2. Совокупность условий, в которых живет организм – среда обитания.

  3. Раздел экологии, изучающий сообщества организмов – синэкология.

  4. Растения и животные, образ жизни которых связан с человеком – синантропы.

  5. Сложные взаимоотношения в экосистеме, при которых разные компоненты потребляют разные объекты и сами служат пищей различным членам экосистемы – сеть питания.

  6. Взаимовыгодное сожительство двух организмов – симбиоз.

  7. Число особей умерших или погибших за единицу времени – смертность.

  8. Гетеротрофный организм, использующий для питания органические вещества мертвых частей растений и животных – сапротроф.

  9. Растения с сочными, мясистыми стеблями или листьями, в паренхиме которых накапливаются много воды, благодаря чему они выдерживают засуху – суккуленты.

  10. Совокупность растений и животных, обитающих в конкретной среде, и связанных друг с другом пищевыми цепями и другими постоянными формами взаимодействия – сообщество.

Т”

  1. Совокупность организмов, объединенных типом питания – трофический уровень.

  2. Группа организмов, связанных той или иной степени родства – таксон.

  3. Аменсализм, комменсализм, конкуренция, паразитизм, мутуализм, симбиоз, хищничество, протокооперация – типы взаимоотношения организмов.

  4. Термин “Экосистема” ввел в экологию – Тенсли.

  5. Лес, в котором преобладают темнохвойные или светлохвойные породы – тайга.

  6. Связи, когда один вид питается другим – либо живыми особями, либо продуктами жизнедеятельности – трофические.

  7. Связи, когда изменяются условия обитания одного вид в результате жизнедеятельности – топические.

Ф”

  1. Совокупность видов животных, обитающих на определенной территории – фауна.

  2. Наука о сезонных явлениях природы – фенология.

  3. Животные, питающиеся растениями – фитофаги.

  4. Совокупность видов растений, произрастающих на определенной территории – флора.

  5. Потребность организмов в периодической смене определенной продолжительности дня и ночи – фотопериодизм.

  6. Биологически активные вещества, образуемые растениями, убивающие или подавляющие рост и развитие болезнетворных организмов и играющие важную роль в иммунитете растений – фитонциды.

  7. Растительное сообщество - фитоценоз.

  8. Совокупность растений, произрастающих на дне водоема – фитобентос.

  9. Совокупность свободно плавающих растительных организмов – фитопланктон.

  10. Участие одного вида организмов в распространении или пространственном перемещение другого – форическая связь.

Х”

  1. Привязанность животных к участку их обитания – хоминг.

  2. Синтез органических веществ бактериями из углекислого газа с использованием энергии, освобождающейся при окислении химических соединений – хемосинтез.

  3. Питание животными, с их поимкой и умертвление – хищничество.

  4. Животные или растения, ловящие или поедающие животных для собственного питания – хищник.

  5. Хищник, питающийся другими хищниками – хищник второго порядка.

Ц”

  1. Трофические цепи, начинающиеся с фотосинтезирующих организмов – цепи выедания (пастбищные).

  2. Трофические цепи, которые начинаются с отмерших останков растений, трупов и экскрементов животных – цепи разложения (детритные).

  3. Ряд видов или группы видов, каждое предыдущее звено, в котором служит пищей для следующего – цепь питания.

Э”

  1. Наука о закономерностях взаимоотношений организмо, видов, сообщест со средой обитания – экология.

  2. Растения и животные, способные существовать при широких изменениях факторов окружающей среды – эврибионты.

  3. Организмы, способные существовать пребольших колебаниях температуры среды – эвритермные.

  4. Степень приспособления видов к изменениям условий среды – экологическая валентность.

  5. Совокупность всех факторов среды, в пределах которой возможно существование вида в природе – экологическая ниша.

  6. Степень выносливости организмов или их сообществ к воздействию факторов среды - экологическая пластичность.

  7. Сообщество живых организмов и среды их обитания, составляющее единое целое на основе пищевых связей и способов получения энергии – экологическая система.

  8. Виды растений или животных, не встречающиеся негде, кроме данной местности – эндемики.

  9. Организмы, питающиеся насекомыми – энтомофаги.

  10. Наука о поведении животных – этология.

Я”

  1. Часть слоя в сообществе растений, в котором находятся их определенные органы – ярус.

  2. Разделенность растительного сообщества на определенные горизонты, слои, ярусы, пологи – ярусность.

3. Итог урок



file:///authors/103-222-472© 2011 Фестиваль педагогических идей «Открытый урок»

ИД «Первое сентября», Оргкомитет фестиваля «Открытый урок» ,

Эл. адрес: festival@1september.ru     Телефон: +7 (499) 249-52-53


file:///authors/103-222-472© 2011 Фестиваль педагогических идей «Открытый урок»

Адрес: ул. Киевская, 24, Москва, Россия, 121165, ИД «Первое сентября», Оргкомитет фестиваля «Открытый урок»

Эл. адрес: festival@1september.ru     Телефон: +7 (499) 249-52-53

Рейтинг@Mail.ru

Название документа 2.Лекция. Химические элементы в биосфере.doc

Поделитесь материалом с коллегами:




 



hello_html_m76b4009c.jpg

Лекция «Химические элементы в биосфере»

Цели:

  1. Познакомить учащихся с химическими элементами в биосфере;

  2. Расширить представления о круговороте веществ, их роли в природе, значении в жизни человека;

  3. Сформировать представление об источниках загрязнения, возможном влиянии химических загрязнителей на здоровье людей;

  4. Развить умение самостоятельно работать с дополнительной литературой;

  5. Воспитывать бережное отношение к природе, навыки здорового образа жизни.

План:

1.Природные ресурсы.

2.Хозяйственная деятельность человека и глобальные экологические проблемы.

Химические элементы и их круговорот в биосфере

Природные ресурсы

Каждое животное или растение является звеном в цепях питания своей экосистемы, обменивается веществами с неживой природой, а следовательно — включено в круговорот веществ биосферы. Химические элементы в составе различных соединений циркулируют между живыми организмами, атмосферой и почвой, гидросферой и литосферой. Начавшись в одних экосистемах, круговорот заканчивается в других. Вся биомасса планеты участвует в круговороте веществ, это придает биосфере целостность и устойчивость. Живые организмы существенно влияют на перемещение и превращение многих соединений. В биологическом круговороте задействованы прежде всего элементы, входящие в состав органических веществ: С, N, S, Р, О, Н, а также ряд металлов (Fe, Ca, Mg и др.).

Циркуляция соединений осуществляется в основном за счет энергии Солнца. Зеленые растения, аккумулируя его энергию и потребляя из почвы минеральные соединения, синтезируют органические вещества. Органика распространяется в биосфере по цепям питания. Редуценты разрушают растительную и животную органику до минеральных соединений, замыкая биологический цикл.

В верхних слоях океана и на поверхности суши преобладает образование органического вещества, а в почве и глубинах моря — его минерализация. Миграция птиц, рыб, насекомых способствует и переносу накопленных ими элементов. Существенно на круговорот элементов влияет деятельность человека.

Круговорот воды. Нагреваемые солнцем воды планеты испаряются. Выпадающая живительным дождем влага возвращается обратно в океан в качестве речных вод или очищенных фильтрацией грунтовых вод, перенося огромное количество неорганических и органических соединений. Живые организмы активно участвуют в круговороте воды, являющейся необходимым компонентом процессов метаболизма (о биологической роли воды см. § 1). На суше большая часть вод испаряется растениями, уменьшая водосток и препятствуя эрозии почвы. Поэтому при вырубке лесов поверхностный сток увеличивается сразу в несколько раз и вызывает интенсивный размыв почвенного покрова. Лес замедляет таяние снега, и талая вода, постепенно стекая, хорошо увлажняет поля. Уровень грунтовых вод повышается, а весенние наводнения редко бывают разрушительными.

Влажные тропические леса смягчают жаркий экваториальный климат, задерживая и постепенно испаряя воду (это явление называют транспирацией). Вырубка тропических лесов вызывает в близлежащих районах катастрофические засухи. Хищническое уничтожение лесов способно превратить в пустыни целые страны, как это уже случилось в северной Африке. Круговорот воды, регулируемый растительностью, — важнейшее условие поддержания жизни на Земле.

Круговорот углерода. В процессе фотосинтеза растения поглощают углерод в составе углекислого газа. Продуцируемые ими органические вещества содержат значительное количество углерода, распространяющегося в экосистеме по цепям питания. В процессе дыхания организмы выделяют углекислый газ. Органические остатки в море и на суше минерализуются редуцентами. Один из продуктов минерализации — углекислый газ — возвращается в атмосферу, замыкая цикл.

В течение 6-8 лет живые существа пропускают через себя весь углерод атмосферы. Ежегодно в процесс фотосинтеза вовлекается до 50 млрд. т углерода. Часть его накапливается в почве и на дне океанов — в скелетах водорослей и моллюсков, коралловых рифах. Существенный запас углерода содержится в составе осадочных пород. На основе ископаемых растений и планктонных организмов сформированы месторождения каменного угля, органогенного известняка и торфа, природного газа и, возможно, нефти (некоторые ученые предполагают абиогенное происхождение нефти). Природное топливо при сгорании пополняет количество атмосферного углерода. Ежегодно содержание углерода в атмосфере увеличивается на 3 млрд. т и может нарушить устойчивость биосферы. Если темп прироста сохранится, то интенсивное таяние полярных льдов, вызванное парниковым эффектом углекислого газа, приведет к затоплению обширных прибрежных территорий по всему миру.

Круговорот азота. Значение азота для живых организмов определяется в основном его содержанием в белках и нуклеиновых кислотах. Азот, как и углерод, входит в состав органических соединений, круговороты этих элементов тесно связаны. Главный источник азота — атмосферный воздух. Благодаря фиксации живыми организмами азот поступает из воздуха в почву и воду. Ежегодно синезеленые связывают около 25 кг/га азота. Эффективно фиксируют азот и клубеньковые бактерии.

Растения поглощают соединения азота из почвы и синтезируют органические вещества. Органика распространяется по цепям питания вплоть до редуцентов, разлагающих белки с выделением аммиака, преобразующегося далее другими бактериями до нитритов и нитратов. Аналогичная циркуляция азота происходит между организмами бентоса и планктона. Денитрифицирующие бактерии восстанавливают азот до свободных молекул, возвращающихся в атмосферу. Небольшое количество азота фиксируется в виде оксидов молниевыми разрядами и попадает в почву с атмосферными осадками, а также поступает от вулканической деятельности, компенсируя убыль в глубоководные отложения. Азот поступает в почву также в виде удобрений после промышленной фиксации из воздуха атмосферы.

Круговорот азота — более замкнутый цикл, нежели круговорот углерода. Лишь незначительное его количество вымывается реками или уходит в атмосферу, покидая границы экосистем.

Круговорот серы. Сера входит в состав ряда аминокислот и белков. Соединения серы поступают в круговорот в основном в виде сульфидов из продуктов выветривания пород суши и морского дна. Ряд микроорганизмов (например, хемосинтезирующие бактерии) способны переводить сульфиды в доступную для растений форму — сульфаты. Растения и животные отмирают, минерализация их остатков редуцентами возвращает соединения серы в почву. Так, серобактерии окисляют до сульфатов образующийся при разложении белков сероводород. Сульфаты способствуют переводу труднорастворимых соединений фосфора в растворимые. Количество минеральных соединений, доступных растениям, возрастает, улучшаются условия для их питания.

Ресурсы серосодержащих полезных ископаемых весьма значительны, а избыток этого элемента в атмосфере, приводящий к кислотным дождям и нарушающий процессы фотосинтеза вблизи промышленных предприятий, уже беспокоит ученых. Количество серы в атмосфере существенно увеличивается при сжигании природного топлива.

Круговорот фосфора. Этот элемент содержится в ряде жизненно важных молекул. Его круговорот начинается вымыванием фосфорсодержащих соединений из горных пород и поступлением их в почву. Часть фосфора уносится в реки и моря, другая — усваивается растениями. Биогенный круговорот фосфора происходит по общей схеме: редуценты.консументыпродуценты

Значительные количества фосфора вносятся на поля с удобрениями. Около 60 тыс. т фосфора ежегодно возвращается на материк с выловом рыбы. В белковом рационе человека рыба составляет от 20% до 80%, некоторые малоценные сорта рыб перерабатываются на удобрения, богатые полезными элементами, в т. ч. фосфором.

Ежегодная добыча фосфорсодержащих пород составляет 1-2 млн. т. Ресурсы фосфорсодержащих пород пока велики, но в будущем человечеству, вероятно, придется решать проблему возвращения фосфора в биогенный круговорот.

Природные ресурсы. Возможность нашей жизни, ее условия находятся в зависимости от природных ресурсов. Биологические и особенно пищевые ресурсы служат материальной основой жизни. Минеральные и энергетические ресурсы, включаясь в производство, служат основой стабильного уровня жизни.

Ресурсы принято делить на неисчерпаемые и исчерпаемые. Энергия Солнца и ветра, атмосферный воздух и вода практически неисчерпаемы. Однако при современном неэкологичном промышленном производстве воду и воздух можно лишь условно считать неисчерпаемыми ресурсами. Во многих районах в связи с загрязнением возник дефицит чистой воды и воздуха. Для того, чтобы эти ресурсы оставались неисчерпаемыми, необходимо бережное отношение к природе.

Исчерпаемые ресурсы делят на невозобновляемые и возобновляемые. К невозобновляемым относятся утраченные виды животных и растений, большинство полезных ископаемых. Возобновляемыми ресурсами являются древесина, промысловые животные и рыбы, растения, а также некоторые полезные ископаемые, например, торф.

Интенсивно потребляя природные ресурсы, человеку необходимо соблюдать природное равновесие. Сбалансированность ресурсов в круговороте веществ определяет устойчивость биосферы.

Вопросы

1. Каким образом живые организмы участвуют в круговороте веществ? Где преобладает образование органического вещества, где происходит его минерализация?
2. Опишите круговорот воды. Какова роль лесов в его регуляции?
3. Как происходит круговорот углерода? Можно ли исключить из круговорота растения?
4. В чем особенности круговоротов азота, серы, фосфора?
5. Какие ресурсы требуют особенно бережного отношения?

Хозяйственная деятельность человека и глобальные экологические проблемы

Около 10-15% поверхности суши распахано, 25% представляют собой полностью или частично окультуренные пастбища. Если к этому добавить 3-5% поверхности, занятой транспортной сетью, промышленностью, зданиями и сооружениями, и около 1-2% территории Земли, поврежденной разработками полезных ископаемых, то окажется, что почти половина поверхности суши видоизменена деятельностью человека.

С развитием цивилизации ее негативный вклад в биосферные круговороты увеличивается. На каждую тонну промышленной продукции приходится 20-50 т отходов. На каждого человека в крупных городах приходится более 1 т пищевого и бытового мусора в год. Дисгармония в биосфере отражается как на растительном и животном мире, так и на здоровье людей. Множество загрязняющих веществ, попадая в почву, атмосферу и водоемы, накапливаются в тканях растений и животных и через пищевые цепи заражают организм человека. Токсичные соединения способны заметно увеличивать количество мутаций, приводящих к врожденным и наследственным отклонениям. Сопоставление данных по различным регионам планеты привело ученых к выводу, что не менее 80% раковых заболеваний вызваны химическим загрязнением среды.

Загрязнение атмосферы в основном происходит от сжигания природного топлива транспортом, коммунальным хозяйством, промышленностью. В городах на долю транспорта приходится более 60% загрязняющих веществ, на предприятия теплоэнергетики — около 15%, и 25% выбросов приходятся на промышленные и строительные предприятия. Основные загрязнители воздуха — оксиды серы, азота, метан и угарный газ. У растений загрязнение атмосферы ведет к серьезным нарушениям метаболизма и различным заболеваниям. От сернистого газа разрушается хлорофилл и затрудняется развитие пыльцевых зерен, высыхают и опадают листья и хвоя. Не менее пагубно воздействие и других загрязняющих веществ.

Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 100 млн. т оксидов серы, более 70 млн. т оксидов азота, 180 млн. т угарного газа.

Кислотные осадки. Высокая концентрация загрязняющих веществ приводит к образованию кислотных дождей и смога. Кислотные осадки (дождь, снег, туман) образуются при растворении в воде диоксидов серы и азота (SО2, NО2). Кислые осадки вымывают из листьев растений белки, аминокислоты, сахар, калий, повреждают верхний защитный слой. Растворы кислот вносят в почву кислую среду, вызывают вымывание гумуса, снижая количество жизненно важных солей кальция, калия, магния. Кислотные почвы бедны микроорганизмами, в них замедляется скорость деструкции опада, сокращение численности редуцентов нарушает сбалансированность экосистем.

Кислотные дожди уничтожают громадные экосистемы, вызывают гибель растений и лесов, превращают озера и реки в безжизненные водоемы. В США за последние 100 лет кислотные дожди стали в 40 раз более кислыми, около 200 озер остались без рыбы, в Швеции 20% озер находятся в катастрофическом состоянии. Более 70% шведских кислых дождей вызвано выбросами других стран. Около 20% кислых дождей в Европе — следствие выбросов окислов серы в Северной Америке.

Смог. В нижних слоях атмосферы под действием солнечного света загрязняющие вещества образуют крайне вредные для живых организмов соединения, наблюдаемые как туман. В больших городах количество солнечного света из-за смога уменьшается на 10-15%, ультрафиолетовых лучей — на 30%.

Озоновые дыры. В атмосфере на высоте 20-25 км расположено большое количество молекул озона (О3), поглощающего жесткую часть солнечного спектра, губительную для живых организмов. В 1982 г. ученые обнаружили дыру в озоновом слое над Антарктидой, в 1987 г. — над Северным полюсом. Ученые опасаются, не возникнут ли дыры и над обитаемой частью земного шара. Это может привести к всплеску заболеваний раком кожи, катарактой, к нарушениям лесных и морских экосистем.

По каким же причинам возникают озоновые дыры? Ученые предполагают, что главной из них является накопление фреонов (хлорфторуглеродов СFСl3, СF2Сl2), используемых при изготовлении аэрозолей и в холодильной промышленности. Эти газы сохраняются в атмосфере десятилетиями. Попадая в стратосферу, они разлагаются солнечной радиацией с образованием атомов хлора, катализирующих превращение озона в кислород.

Парниковый эффект. Некоторые атмосферные газы хорошо пропускают видимый свет и поглощают тепловое излучение планеты, вызывая общее потепление. Парниковый эффект на 50% обусловлен присутствием углекислого газа, 18% вносит метан и 14% фреоны. Увеличение количества СО2 в атмосфере вызвано в основном сжиганием топлива и сведением лесов под распашку, а также интенсивной минерализацией гумуса обширных пахотных земель.

Метан поступает в атмосферу из болотистых районов, от переувлажненных почв рисовых плантаций, от многочисленных скотоводческих хозяйств, при вскрытии угольных месторождений. Метан — один из основных продуктов метаболизма жвачных, придающий характерный острый запах их выделениям. В ХХ в. количество СО2 в атмосфере выросло на 25%, а метана — на 100%, что повысило среднюю температуру на 0,5°С. При такой тенденции в ближайшие 50 лет температура может подняться на 3-5°С. Расчеты показывают, что таяние полярных льдов приведет к повышению уровня мирового океана на 0,5-1,5 м. В Египте окажутся затопленными 20-30% плодородных земель дельты Нила, под угрозой окажутся прибрежные селения и крупные города Китая, Индии и США. Общее количество осадков увеличится, но в центральных частях материков климат может стать более засушливым и пагубным для урожая, прежде всего зерновых и риса (для 60% населения Азии рис — основной продукт).

Таким образом, даже небольшие изменения в газовом составе атмосферы опасны для природных экосистем.

Нарушения в гидросфере. Крупномасштабные ошибки в сельскохозяйственной деятельности привели к разрушению многих природных экосистем. Отвод стоков Амударьи и Сырдарьи под орошение хлопковых плантаций стал причиной катастрофического падения уровня Аральского моря. Пыльные бури в его высыхающем ложе вызвали засоление почв на огромных территориях. Деградация природных экосистем Приаралья — результат недостатка воды и опустынивания.

Хищнический забор воды на орошение, на нужды промышленного производства (на выплавку 1 т никеля уходит 4000 м3 воды, на производство 1 т бумаги — 100 м3, 1 т синтетического волокна — до 5000 м3), уничтожение водоохранных лесов и осушение болот привели к массовому исчезновению рек. Если в 1785 г. в районе Калуги было более 1 млн. речек, то в 1990 г. их осталось всего 200!

Экосистемы рек очень чувствительны и уязвимы. Огромное количество удобрений, смываемых с полей, отходов животноводства и канализационных вод вызывает рост концентрации в водоемах соединений азота и фосфора. В водных экосистемах начинается бурное развитие синезеленых водорослей, вытесняющих необходимые зоопланктону диатомовые водоросли. Рыбы гибнут от голода. Синезеленые накапливаются на дне и гниют (разлагаются бактериями), отравляя воду и истощая запасы кислорода. Живописные водоемы превращаются в дурно пахнущие, покрытые тиной и пеной сточные канавы. Если вода не отравлена, то на каждом квадратном метре насчитывается до 15 моллюсков, каждый из которых за сутки тщательно фильтрует до 50 л воды. Эти существа гибнут с поступлением в водоемы посторонних химических веществ. Самыми устойчивыми к загрязнению воды являются пиявки, асцидии и личинки стрекоз.

Составные части биосферы взаимосвязаны круговоротом веществ и пищевыми цепями, нарушение одной экосистемы вызывает смещение экологического равновесия в других. Когда в северном полушарии насекомых стали травить ДДТ, вскоре значительные количества этого яда обнаружили в организмах антарктических пингвинов, получивших его с рыбой. Многие ядохимикаты очень устойчивы и способны длительное время накапливаться в тканях организмов, многократно умножаясь на каждом следующем пищевом уровне.

Вследствие неразумной хозяйственной деятельности человека природные водоемы оказались отравленными солями тяжелых металлов — ртути, свинца, а также меди и цинка. Эти соединения накапливаются в иле, в тканях рыб, а через пищевые цепи попадают в организм человека, вызывая тяжелейшие отравления. Содержание свинца в тканях организмов жителей индустриальных районов США за последние 100 лет выросло в 50-1000 раз. Даже в ледниках Памиро-Алтая содержание ртути увеличилось в пять раз. Ничтожнейшие количества многих химикатов нарушают поведение рыб, омаров и других водных видов. На этих признаках основана регистрация минимальных концентраций меди, ртути, кадмия, фенолов. Один из самых распространенных пестицидов — токсафен — при содержании 1:108 (1 часть на 100 млн.) вызывает гибель некоторых рыб (например, гамбузий), необратимые изменения в печени и жабрах сомов и форели.

Утечка нефти при добыче и транспортировке приводит к образованию на поверхности рек и морей нефтяной пленки (более 40% всей нефти добывается на шельфе). По наблюдениям со спутников, загрязнено около 10-15% поверхности мирового океана. Нефть с поверхности постепенно испаряется и разлагается бактериями, но это происходит медленно. Гибнет множество водных птиц, уничтожается планктон, а вслед за ним и его основные потребители — обитатели морских глубин. "Бентическая пустыня" в Балтийском море охватывает более 20% поверхности дна. Нефть препятствует обогащению вод кислородом. В результате нарушается газовый баланс гидросферы с атмосферой и смещается экологическое равновесие.

Массовую гибель рыб вызвало строительство плотин электростанций. Горбуша, например, всегда нерестится только в той речке, где она родилась. Рыба проплывает для этого в океане тысячи километров, находит родную речку, а она оказывается перегороженной. Рыба мечется, выбрасывается на берег и погибает. Перегораживаются реки — исчезает рыба. Когда Волга текла свободно, она проходила путь от верховья до устья за 50 дней, теперь — за 2 года. Вода заиливается, загнивает, в ней быстро размножаются паразиты, уничтожающие ослабленную рыбу. Не менее пагубным по своим последствиям может стать поворот северных рек.

Интенсивная добыча рыбы и моллюсков истощила многие шельфовые экосистемы.

Разрушение почв. Обширная распашка степей в нашей стране и США стала причиной пыльных бурь, унесших миллионы гектаров плодороднейших земель. Для воссоздания сантиметрового слоя почвы природе требуется 100-300 лет! В настоящее время около 1/3 обрабатываемых угодий утратили 50% плодородного слоя из-за различных видов эрозии. Ежегодно из-за эрозии теряется около 3 млн. га, по причине опустынивания — 2 млн. га, вследствие отравления химическими веществами — 2 млн. га.

Почвы многих сельскохозяйственных районов оказались засоленными. В Приаралье это произошло в результате пыльных соляных бурь, в других районах — от неправильной организации стока оросительных вод. Избыток воды вызывает подъем к поверхности богатых солями грунтовых вод. Интенсивное испарение производит засоление верхних горизонтов почвы, и через несколько лет на таких землях становится невозможным выращивать сельскохозяйственные культуры. Засоление почвы еще 4000 лет назад привело к упадку сельского хозяйства в Месопотамии. Ирригационные воды сначала обеспечивали там хорошие урожаи, но вследствие интенсивного испарения вызвали химическую деградацию почвы.

Большая проблема связана и с физической деградацией обрабатываемых земель — сильным уплотнением тяжелыми сельскохозяйственными машинами.

Утрата природного разнообразия видов. Значительная часть животных и растений обитает в лесных биоценозах. Если 1500 лет назад леса занимали 7 млрд. га планеты, то сегодня — не более 4 млрд. га. Особенно варварски идет вырубка тропических лесов, в которых сосредоточено около 80% всех видов растений планеты. Тропические леса расположены в основном в слаборазвитых странах, для которых продажа древесины — один из основных источников дохода. Леса в тропиках сократились до 7% территории суши, и если темпы их уничтожения сохранятся, то к 2030 г. от них останется лишь четверть.

В Центральной России практически уничтожены хвойные леса, интенсивно вырубаются самые ценные и наиболее доступные для техники лесные массивы Сибири и Дальнего Востока. С уничтожением лесов нарушается климат, деградируют почвы, умирают реки, исчезают животные и растения.

Уникальный лес в бассейне Амазонки вырубают на 2% в год. В Гаити еще 20 лет назад леса занимали 80% территории, сегодня — только 9%. Из-за хищнической вырубки каждый год безвозвратно исчезают тысячи видов растений, на грани исчезновения находятся около 20 тыс. видов цветковых, 300 видов млекопитающих, 350 видов птиц. С исчезновением каждого вида растений вымирает от 5 до 35 видов животных (в основном, беспозвоночных), экологически с ним связанных.

Ежегодно в Европе уничтожается около 300 млн. мигрирующих и зимующих птиц, 55 млн. особей болотной, полевой и лесной дичи, в США — 2,5 млн. траурных голубей, в Греции — 3 млн. скворцов, на о. Майорка — 3,5 млн. дроздов.

С развитием сельского хозяйства почти полностью исчезли степи в Евразии. Варварски разрушаются экосистемы тундры. Во многих районах океана находятся под угрозой исчезновения коралловые рифы.

Видовое разнообразие — это не только красота, но и необходимый фактор устойчивости биосферы. Экосистемы способны противостоять внешним биотическим, климатическим, токсическим воздействиям, если населены достаточно большим количеством разнообразных видов. В одном из исследований ученые вносили в экосистемы ядовитое вещество фенол. Нейтрализуют фенол только бактерии, но оказалось, что нейтрализация эффективнее совершается в экосистеме с большим разнообразием организмов. Исчезновение видов — это невосполнимая потеря для биосферы и реальная опасность для выживания человечества.

Разнообразие растительности расширяет возможности для поддержания здоровья. Огромное количество лекарств сегодня производится из дикорастущих растений. Мы еще не знаем всех полезных качеств растений, не можем предположить, какие из них нам понадобятся. В 1960 г. выживали только 20% детей, больных лейкемией, сегодня — 80%, т.к. в одном из лесных тропических растений Мадагаскара ученым удалось найти активные вещества для борьбы с этой болезнью. Теряя видовое разнообразие, мы теряем свое будущее.

В настоящее время существует международная программа по сохранению редких и исчезающих видов флоры и фауны.

Радиоактивное заражение атмосферы. Радиоактивные частицы в атмосферных потоках быстро распространяются на большие расстояния, заражая почву и водоемы, растения и животных. Через четыре месяца после каждого ядерного взрыва на атоллах Тихого океана радиоактивный стронций обнаруживался в молоке европейских женщин.

Радиоактивные изотопы особенно опасны тем, что способны замещать в организмах другие элементы. Стронций-90 по свойствам близок к кальцию и накапливается в костях, цезий-137 сходен с калием и концентрируется в мышцах. Особенно много радиоактивных элементов накапливается в организмах консументов, потреблявших зараженные растения и животных. Так, в организмах эскимосов Аляски, питавшихся мясом оленей, было обнаружено чрезвычайно много цезия-137. Олени питаются лишайниками, накапливающими за свою продолжительную жизнь значительные количества радиоактивных изотопов. Их содержание в лишайниках в тысячи раз превышает почвенное. В тканях оленей это количество возрастает еще втрое, а в организмах эскимосов радиоактивного цезия оказывается вдвое больше, чем у оленей. Смертность населения некоторых арктических районов от злокачественных образований заметно выше средней.

Особенно долго сохраняется радиация после аварий на АЭС. Во время чернобыльской катастрофы радиоактивные частицы поднялись на высоту 6 км. Атмосферными потоками они в первый же день распространились над Украиной и Белоруссией. Затем облако разделилось, одна его часть на второй-четвертый день оказалась над Польшей и Швецией, к концу недели пересекла Европу и на 10-й день достигла Турции, Ливана и Сирии. Другая часть облака за неделю пересекла Сибирь, на 12-й день оказалась над Японией, и на 18-й день после аварии радиоактивное облако посетило Северную Америку.

Изучение биосферных процессов помогает понять важность каждой частички сотворенного мира и осознать болезненное состояние разума современного человека. На Западе, а теперь и в России преобладает стремление к комфортному американскому образу жизни как наивысшему благу. Что же такое Америка глазами эколога? Это 5,5% населения планеты, 40% потребления природных ресурсов и 70% вредных выбросов! Такова цена роскошной жизни за счет других народов и будущего планеты.

Пришло время трезво отнестись к желаниям все больших материальных благ и понять, что стратегия индустриально-потребительского общества ведет нас к катастрофе. Если в ближайшие десятилетия мы не перейдем к правильным духовным ориентирам, то нашим потомкам достанется проблема выживания. Мы должны вспомнить о бережном отношении друг к другу и к нашей родной планете — бесценному богатству, вверенному нам Творцом.

Вопросы

1. Опишите четыре основных следствия загрязнения атмосферы. Как распространяются загрязняющие вещества?
2. Чем опасно ирригационное земледелие?
3. Каковы негативные последствия избытка удобрений?
4. Почему ученые считают опасным для человека сокращение видового многообразия экосистем?
5. Является ли загрязнение окружающей среды следствием бездуховности нашей цивилизации? С чего необходимо начать оздоровление планеты?


Название документа 3.Проблемный урок.Глобальные экологические проблемы современности.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Тема урока: « Глобальные экологические проблемы современности»

Форма: урок « погружение» в проблему

Оборудование: выставка литературы природоохранного содержания, презентация к уроку

Задачи: выявить основные экологические проблемы современности, ознакомить с основными принципами охраны природы.

Ход урока:

Эпиграф урока:

В природу шагу не ступить,

Чтоб тотчас, так ли сяк,

Ей чем-нибудь не заплатить

За этот самый шаг.

А. Твардовский



Вступительное слово учителя:

1. Роль природы в жизни человеческого общества

Для человека, как для любого другого биологического вида, природа – среда жизни и источник существования. Как биологический вид, человек нуждается в определенном составе и давлении атмосферного воздуха, чистой природной воде с растворенными в ней солями, растениях и животных, земной температуре. Оптимальная для человека окружающая среда – это естественное состояние природы, которое поддерживается нормально протекающими процессами круговорота веществ и потока энергии.

Как биологический вид, человек своей жизнедеятельностью влияет на природную среду не больше, чем другие живые организмы. Однако это влияние несравнимо с тем огромным воздействием, которое оказывает человечество на природу благодаря своему труду. Преобразующее влияние человечества на природу неизбежно, оно усиливается по мере развития общества, увеличения числа и массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот. Вносимые человеком изменения сейчас приобрели настолько крупные масштабы, что превратились в угрозу нарушения существующего в природе равновесия и препятствие для дальнейшего развития производительных сил. Долгое время люди смотрели на природу как на неисчерпаемый источник необходимых для них материальных благ. Однако, сталкиваясь с отрицательными последствиями своего воздействия на природу, они постепенно пришли к убеждению в необходимости ее рационального использования и охраны.

Давайте сегодня выделим основные экологические проблемы, а на следующем уроке предложим пути их решения.

2.Проблемы атмосферы:

-Парниковый эффект

- Кислотные дожди

- «Озоновые дыры»

-. Пониженная видимость

-Смог

Вопрос для обсуждения классу:

-Какую роль в загрязнении воздуха в нашем городе играет автотранспорт?

-Что еще является в нашем городе загрязнителями атмосферы?

- В чем преимущества и недостатки тепловых электростанций и гидроэлектростанций?

Вмешательство человека в атмосферные процессы нарушая баланс газов в атмосфере… Ежегодно в мире сжигается около 9 миллиардов тонн условного топлива, что приводит к выбросу в окружающую среду более 20 млрд тонн углекислого газа и более 700 млн тонн других соединений. Если человечество будет жить, ничего не меняя, к середине 21 века концентрация СО2 удвоится, средние годовые температуры. В результате уровень Мирового океана увеличится от 35 до 60 см за счет таяния льдов и за счет расширения воды при повышении температуры…

Воздушные потоки переносят загрязняющие вещества на большие расстояния: уже обрел признание термин «трансграничный перенос». Например, Великобритания пользуется репутацией крупнейшего производителя сернистого газа в Европе. Почти треть его переносится в другие страны, особенно скандинавские. Вызванные этим загрязнением кислотные дожди уже уничтожили 15% строевого леса в Швеции и Норвегии.



3. Проблемы гидросферы

1 Загрязнение нефтепродуктами

2 Загрязнение сточных вод

3 Количественное и качественное

истощение вод

4 Эвтрофикация вод

5 Дефицит пресной воды

К наиболее распространенным загрязнителям относятся нефть и нефтепродукты. Они покрывают поверхность воды тонкой пленкой толщиной 10-4см2, препятствуют нормальному газо-и влагообмену между водой и воздухом. Это вызывает гибель водных и околоводных организмов. Если пятно небольшое, то оно исчезает с поверхности воды в течение 24 часов, образуя эмульсии. Тяжелые фракции нефти оседают на дно, что приводит к химической и бактериальной деградации на дне.

Сильно загрязняют водоемы поверхностно-активные вещества (ПАВ), в том числе синтетически моющие средства (СМС), широко применяемые в быту и промышленности. Концентрация в воде СМС вызывает гибель планктона, заморы рыбы.

Важное ухудшение качества пресной воды играет эвтрофикация водоемов (от греч. «эутрофис» - хорошее питание) Быстрое накопление органических веществ (смывы удобрений с полей) приводит к обильному размножению плавающих сине-зеленых водорослей. Вода мутнеет, в ней начинается разложение органических веществ, ухудшается снабжение воды кислородом, гибнут ракообразные и рыбы, вода приобретает неприятный вкус.

Вопрос для обсуждения классу:

- Для ликвидации нефтяных разливов в океане предлагают поджигать нефть. Предскажите возможные экологические последствия применения такого способа ликвидации нефтяного загрязнения?

- На какие нужды используют воду жители нашего города?

- Назовите основные проблемы Подкумка?



4.Проблемы литосферы

- Ухудшение качества земель

Причины ухудшения качества земель:

  • Открытая разработка полезных ископаемых

  • Орошение и осушение

  • Вторичное засоление

  • Неправильная агротехника

  • Кислотные дожди

  • Эрозия почв

  • Использование пестицидов

  • Перевыпас

  • Прогрессирование урбанизации

  • Замусоривание



- Запасы и использования недр

за один год сжигается такое количество ископаемого топлива , на производство которого природа затратила миллионы лет. Запасов каменного угля может хватить на 600 лет, а природного газа на 100 лет.

Увеличение добычи полезных ископаемых к экономическим проблемам добавляет экологические: 10% сырья из недр планеты превращается в готовую продукцию, 90% - в отходы, загрязняющие биосферу.

Вопрос для обсуждения классу:

- Хорошо известны слова Д.И. Менделеева: « Нефть – это топливо; топить можно и ассигнациями». Что имел ввиду великий химик и какое отношение эти слова имеют к охране природы?

- Можно ли добиться высоких и устойчивых урожаев при полном отсутствии химических удобрений?



5. Проблемы биосферы



1 Сокращение лесов

2 Сокращение видов растений и животных

3 Демографический взрыв

Тревогу всего мира вызывает интенсивная вырубка вечнозеленых тропических лесов. Двадцать лет назад тропические леса исчезали со скоростью 21 га в минуту, сейчас этот процесс ускорился до 26 га в минуту.

Последствия сокращения лесов

  • Сокращение поступления кислорода в атмосферу

  • Повышение концентрации углекислого газа

  • Уменьшение очищения воздуха, шумового эффекта

  • Усиление эрозий пыльных бурь

  • Изменение климата

  • Уменьшение грунтовых вод

Сокращение видов растений и животных

  • Ежегодно с лица Земли исчезает 1 животное

  • Ежедневно 1 растение.

Вопрос для обсуждения классу:

- Какого использование лесов нашего района?

- Можно ли сохранить леса не уменьшая получения древесины?



6. Вывод: Все экологические проблемы слишком масштабны и сложны, чтобы с ними смогла справиться одна страна. Нужны усилия всего мирового сообщества.

Домашнее задание : Подготовка сообщений по местным проблемам и способам их решения; об охраняемых растениях и животных

Список используемой литературы:
        
1. «Глобальные проблемы современности» сб. трудов ВНИНСИ -№ 5 , 1998г. 
2. Федеральный экологический фонд Российской Федерации, Лосев К.С., 
Горшков В.Г., Кондратьев К.Я.,  и др. Проблемы экологии России, 1997г. 


Название документа 4. Лекция. В-ва-загрязнители,или один шаг до катастрофы.doc

Поделитесь материалом с коллегами:

Лекция «Вещества-загрязнители, или один шаг до катастрофы…»

Цели:

  1. Познакомить учащихся с веществами-загрязнителями;

  2. Расширить представления об их свойствах, роли в природе, значении в жизни человека;

  3. Сформировать представление об источниках загрязнения, возможном влиянии химических загрязнителей на здоровье людей;

  4. Развить умение самостоятельно работать с дополнительной литературой;

  5. Воспитывать бережное отношение к природе, навыки здорового образа жизни.


План:


1.Загрязнители почвы.

2.Отходы.

3. Загрязнители водных бассейнов.

4. Загрязнители атмосферного воздуха.

5. Загрязнители внутри помещений.


Загрязнение почвы

Почва — это самостоятельное естественно-историческое биокосное тело, возникшее в результате воздействия живых и мертвых организмов, атмосферы и природных вод на поверхности горных пород в обстановке различного климата и рельефа и в условиях земной гравитации. При антропогенной нагрузке наибольшей трансформации подвергается поверхностный горизонт литосферы в пределах суши и, в первую очередь, почва.

Суша занимает 29,2% поверхности Земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва. Площади пахотных земель постоянно сокращаются из-за горнопромышленных разработок, расширения селитебных территорий, зон промышленного, гидротехнического строительства. Застроенные земли занимают ныне более 150 млн га, а уже через несколько лет их площадь может возрасти до 300 млн га. Полностью урбанизированная поверхность земли, где дождевая вода не проникает в почву, составляет около 50 млн га (соответствует площади такого, например, государства как Франция). Это особо опасно, так как происходит нарушение круговорота воды и водного баланса, что отрицательно влияет на состояние экосистемы Земли в целом.

При неправильной эксплуатации почвы безвозвратно уничтожаются в результате эрозии, засоления, загрязнения промышленными и другими отходами. Под влиянием деятельности людей возникает ускоренная эрозия, когда почвы разрушаются в 100—1 000 раз быстрее, чем в естественных условиях. Разрушению почв способствует вырубка леса. В результате процесса эрозии за последнее столетие утрачены 2 млрд га плодородных земельных угодий, или 27% земель сельскохозяйственного использования.

Что касается химического загрязнение литосферы, то в наибольшей степени от него также страдают почвы. Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и вод. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязнителями почвы являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870—1970) на земную поверхность осели свыше 20 млрд т шлаков, 3 млрд т золы. Выбросы цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка — 1,5 млн т, кобальта — свыше 0,9 млн т, никеля — более 1 млн т. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4—5 тыс. т в год, а из каждой тонны добываемого свинца до 25 кг поступают в окружающую среду. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу и с выхлопными газами автомобилей.

Самоочищение почв, как правило, — медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать нежелательные последствия.


Отходы

Отходами принято называть побочные продукты промышленного, сельскохозяйственного или коммунального (коммунально-бытового) производства, которые не имеют применения в народном хозяйстве.

Положение с отходами выросло в России в огромную экономическую и экологическую проблему. По расчетам специалистов Минприроды России, в Российской Федерации ежегодно образуются около 7 млрд т отходов, а утилизируются всего 2 млрд т, т.е. 28%. В то же время есть данные о реальном использовании лишь 5% отходов, основную долю которых составляют металлургические шлаки.

На территории страны в отвалах и хранилищах накоплены около 80 млрд т твердых отходов различного типа. При этом из хозяйственного оборота изымаются сотни тысяч гектаров земель. Сконцентрированные в отвалах, хранилищах, на свалках отходы являются источниками загрязнения почвы, атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, причиной угнетения растительного и животного мира. Жизнь людей вблизи хранилищ отходов вредна для здоровья.

Особую опасность представляют накапливаемые в отвалах и свалках высокотоксичные и экологически опасные отходы, общее количество которых достигло 1,6 млрд т и ежегодно увеличивается на 75 млн т, из которых перерабатываются и обезвреживаются лишь 18%.

Главными поставщиками многотоннажных промышленных отходов являются черная и цветная металлургия, электроэнергетика, химическая промышленность, добывающая промышленность, а в последнее время и строительная отрасль.

Вынужденное хранение огромного количества отходов, устройство и содержание отвалов требуют огромных затрат, которые составляют 8—10% от стоимости основной продукции (электроэнергии, чугуна и т.д.). Так, только за одни сутки работы ТЭС средней мощности сжигается около 10 000 т угля и образуется свыше 1 000 т золы и шлака, под отвал которых требуется площадь более 1 га в год. На многих российских ТЭС ежегодный выход золы и шлака превышает 1 млн т, а на станциях, сжигающих многозольное топливо, достигает 5 млн т. Для складирования только лишь твердых отходов предприятий г. Москвы ежегодно в области выделяются 20 га земли.

В то же время многие промышленные отходы по своему составу и свойствам близки к природному сырью и являются источником техногенного сырья для промышленности строительных материалов и строительства (табл. 2.4.). Установлено, что использование промышленных отходов позволяет покрыть до 40% потребности строительства в сырьевых ресурсах, на 10 — 30% сократить затраты на изготовление строительных материалов и значительно снизить антропогенные нагрузки на окружающую среду.


Важнейшие виды многотоннажных отходов промышленности, используемых в
производстве строительных материалов

Отходы

Материалы

Шлаки черной металлургии

доменные

мартеновские

ферромарганцевые

Портландцемент (производство клинкера), портландцемент с минеральной добавкой, шлакопортландцемент, смешанные безцементные вяжущие, заполнители для бетонов, шлаковая вата, шлакоситаллы и т.д.

Отходы цветной металлургии

шлаки (медеплавильных печей, никелевого производства, свинцовой шахтной плавки и т.д.)

шламы (бокситный, нефелиновый, каолиновый, боксито-нефелиновый и др.)

Вяжущие автоклавного твердения, песок и щебень, портландцемент (производство клинкера), нефелиновый цемент, материалы для укрепления грунтов, огнеупоры, теплоизоляционные материалы и т.д.

Золы и шлаки тепловых электростанций

Портландцемент с минеральными добавками, вяжущие автоклавного твердения, керамические изделия, заполнители для бетона и т.д.

Вскрышные породы

вскрышные и пустые породы

хвосты обогащения

флотационные хвосты

Портландцемент (производство клинкера), воздушная известь, минеральная вата, стекло, пигменты, керамический кирпич, силикатный кирпич, заполнители для бетонов и т.д.

Отходы угледобычи и углеобогащения

отходы коксохимических предприятий

углеобогатительных фабрик

шахтные негорелые породы

Пористый заполнитель для бетона, керамический кирпич, материалы для строительства дорог

Гипсовые отходы химической промышленности

фосфогипс, фторгипс, титаногипс, борогипс, сульфогипс

Замена традиционного гипсового сырья

Отходы

Материалы

Отходы древесины и лесохимии

•  кора, пни, вершины, ветви, сучья

горбыль, стружки, щепа, опилки

лигнин, скоп, СДБ и т.д.

Арболит, фибролит, ДВП, ДСП, столярные плиты, опилкобетон, ксилолит, клеёные изделия, щитовой паркет, дрань, лигноуглеводные древесные пластики, королит, блоки из сучков, плиты из цельной коры, выгорающие добавки, пластифицирующие добавки, отделочные материалы, кровельный картон и т.д.

Отходы промышленности строительных материалов

цементная пыль

каменная пыль, крошка

•  кирпичный бой

•  бракованный и старый бетон и т.д.

Портландцемент, заполнители для бетона, минеральный наполнитель, добавки, смешанные вяжущие вещества и т.д.

Пиритные огарки

Портландцемент (корректирующая добавка)

Электротермофосфорные шлаки

Портландцемент (компонент сырьевой смеси), ШПЦ, сульфатостойкий ШПЦ, литой щебень, шлаковая пемза, стеновая керамика (компонент шихты)

Прочие отходы и вторичные ресурсы

стекольный бой и отходы стекла

макулатура

тряпьё

изношенные шины и т.д.

Стекло, наполнитель для асфальта, добавка при производстве стеновой керамики, пористый заполнитель для бетона, кровельный картон, изол, фольгоизол и т.д.

Все материалы, полученные при использовании отходов, требуют специальной экологической оценки на безопасность и, прежде всего, гигиенической сертификации.

Огромной проблемой крупных городов является накапливание твердых бытовых отходов (ТБО). Это твердые отбросы и другие вещества, неутилизируемые в бытовой деятельности человека, которые образуются в результате амортизации предметов быта и самой жизни людей, включая твердую фазу сточных вод. В населенных пунктах России ежегодно образуются около 115—118 млн м3 ТБО. Исходя из сложившегося ежегодного прироста, ожидается, что в ближайшие годы их объем возрастет до 170—180 млн м3.

Ежегодно лишь г. Москва производит более 2,5 млн т бытовых и приравненных к ним (то есть непромышленных) отходов. В соответствии с нормативом, например, на 1999 год на одного москвича приходится 1,3 м3 только твердых отходов. В черте Москвы находятся около 70 крупных свалок ТБО общей площадью 137 га. Известно, что после свалки земля восстанавливается 50—60 лет.

Существуют четыре подхода при работе с ТБО: захоронение, сжигание, повторная переработка компонентов (рисайклинг) и компостирование. Наиболее привлекательным с экологической точки зрения является рисайклинг. Технологическая цепочка при этом начинается с сортировки отходов. Состав ТБО (г. Москва, 1980) приведен в табл. 2.5. Сейчас в связи с интенсивным сносом строений, реконструкцией зданий и сооружений основным компонентом московских свалок является строительный мусор.

Опасным становится увеличение доли синтетических полимерных материалов, которые практически не подвержены биодеструкции. В ряде случаев морфологический состав строительного мусора сегодня на 50% и более представлен синтетическими полимерными материалами на основе полистирола, полихлорвинила и др. Эти материалы практически не подлежат переработки и являются основной проблемой при утилизации строительного мусора.

Загрязнение водного бассейна

Гидросфера — это совокупность всех вод Земли: глубинных, почвенных, поверхностных, материковых, океанических и атмосферных. Как особая земная оболочка рассматриваются лишь воды, находящиеся на поверхности планеты.

Наибольшее практическое значение для человека имеют пресные воды рек. Однако в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Воды на водосборной территории по руслам рек загрязняются и стекают в моря и океаны. Ситуация с водными ресурсами России в настоящее время весьма напряженная.

Ежедневно на свои нужды г. Москва забирает до 6,5 млн м3 питьевой воды. Забор воды для использования из природных источников, в целом по России, в 1996 году составил 90 млрд м3.

Большая часть использованной в хозяйстве речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. Предприятия г. Москвы сбрасывают в год 2,2 млрд м3 загрязненных вод. По данным на 1996 год, общий объем загрязненных сточных вод, сброшенных в поверхностные водные объекты РФ, составил 22,4 млрд м3. Наибольший объем сброса загрязненных производственных и коммунальных сточных вод (42 %) приходится на бассейн Каспийского моря, в том числе на водные объекты бассейна Волги, где проживают около 60 млн человек. К наиболее загрязненным морским районам Российской Федерации относятся Азово-Черноморский регион, Северный Каспий, Финский залив и Залив Петра Великого Японского моря.

Загрязнение рек, озер, морей и океанов происходит с нарастающей скоростью, так как в водоемы поступает огромное количество взвешенных и растворенных веществ (неорганических и органических) из воздуха, почвы и от хозяйственных объектов. Еще в 1960-х годах ежегодно в мире образовывалось около 700 млрд м3 сточных вод. Примерно 1/3 из них — промышленные сточные воды. Считается, что в водоемы поступает свыше 500 тыс. различных веществ. В воды попадают промышленные и бытовые отходы, содержащие соли различных металлов, яды, пестициды, удобрения, моющие средства, радиоактивные вещества. Более 2/3 загрязняющей водные системы нефти поступает в результате сброса отходов нефтепродуктов, используемых автомобилями и машинным оборудованием. В результате аварий судов, промывки резервуаров танкеров, утечки нефти при ее добыче в шельфовой зоне ежегодно в воды Мирового океана попадают до 12—15 млн т нефти. Каждая тонна нефти покрывает тонкой пленкой примерно 12 км2 водной поверхности и загрязняет до миллиона тонн морской воды. Тяжелые металлы (свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий) и другие токсичные вещества накапливаются (кумулируются) в пищевых цепях экосистем, конечным звеном которых является человек.

Загрязнение Мирового океана приводит к постепенному снижению первичной биологической продукции. По оценкам ученых, она сократилась к настоящему времени на 10%. Соответственно этому снижается и ежегодный прирост массы других обитателей моря.

В целом для Мирового океана, по прогнозам на ближайшие 20—25 лет, рост загрязнений увеличится в 1,5—3 раза. Соответственно этому будет ухудшаться и экологическая ситуация. Ожидается, что количество первичной биологической продукции океана может понизиться в ряде крупных районов на 20—30% по сравнению с нынешней ситуацией.

Анализ мирового водохозяйственного баланса показал, что на все виды водопользования тратятся 2 200 м3 чистой воды в год. До сих пор рост качества очистных сооружений отстает от роста потребления воды. Однако проблема очистки более серьезна, так как даже при самой совершенной технологии, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для хозяйственного потребления только после ее многократного разбавления чистой природной водой. На разбавление стоков уходят почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на начало нового тысячелетия, в предположении, что нормы водопотребления снизятся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно на разбавление сточных вод ежегодно потребуется 30—35 тыс м3 пресной воды. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 м3 очищенной сточной воды «портит» 10 м3 речной воды, а неочищенной — в 3—5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится непригодной для потребления.


Загрязнение атмосферного воздуха

Атмосфера, как экологический компонент, — это слой воздуха в подпочве и над её поверхностью, в пределах которого наблюдается взаимное влияние всех экологических компонентов (включая сам воздух). Поэтому загрязнение воздуха отражается на изменении состава и свойств компонентов природы и здоровье человека.

Загрязнители поступают в атмосферу от естественных и антропогенных источников.

К числу веществ, выделяемых естественными источниками, относятся: пыль растительного, вулканического и космического происхождения; пыль, возникающая при эрозии почвы; частицы морской соли; туман; продукты сгорания при лесных и степных пожарах; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др. Эти загрязнения создают естественный фон.

По мере роста промышленного производства антропогенное загрязнение атмосферы Земли увеличивается.

В настоящее время в промышленно развитых странах ежегодно в атмосферу выбрасываются свыше 2,25 кг/чел, различных загрязнителей, в том числе — 1,5 кг/чел, газообразных и 0,75 кг/чел, твердых веществ.

Особо опасны выбросы электростанций, потребляющих уголь, — они составляют 133 млн кг в год оксидов серы, 21 млн кг оксидов азота, 5 млн кг твердых частиц, которые и являются, в основном, причиной кислотных дождей..

Особенно высок уровень загрязнения воздуха в городах, например, в 1996 году от стационарных источников в атмосферу г. Москвы поступили 171,1 тыс. т вредных веществ, а в Московской области — 204,4 тыс. т.

Сравнение концентраций некоторых газообразных загрязнителей для сельской местности и городов России показывает, что в городах возникла критическая ситуация по этому показателю качества воздуха.
Концентрации некоторых газообразных загрязнителей для сельской местности и городов России

Токсичные примеси в воздухе

Источники эмиссии

Концентрации (мг/ м3)

в городах

в сельских районах

Оксид углерода, СО

Пожары, автомобильные выхлопы

5,0

0,1

Диоксид серы, SO2

Сжигание угля, очистка нефти, производство H2SO4

0,2

0,002

Оксид азота, N0

В двигателях, в силовых установках, горение

0,2

0,002

Диоксид азота, NO2

Горение, окисление, в силовых установках

0,1

0,001

Озон

Атмосферные, фотохимические реакции

0,3

0,01

Метан

Природный газ, процессы гниения

3,0

1,4

Этилен

Автомобильные выхлопы

0,05

0,001

Ацетилен

-"-

0,07

0,001

ПАН

Атмосферное окисление альдегидов

0,03

0,001

Альдегиды, С3—С8

Автомобильные выхлопы

0,02

0,001

Сумма углеводородов (кроме СН4)

-"-

2,0

0,005

Аммиак

Гниение

0,01

0,01

Сероводород

-"-

0,004

0,002

Формальдегид

Неполное сгорание

0,05

0,001

Приведенные цифры говорят о том, что экосистемы крупного города уже не могут выполнять функцию его обеспечения чистым воздухом.

Случаи превышения максимальных концентраций до 10 ПДК зарегистрированы в 70 городах России.

Прогрессирует загрязнение атмосферы и насыщение биосферы тяжелыми металлами. Подсчитано, что за всю историю человеческого общества выплавлены около 20 млрд т железа. Количество железа в составе сооружений, машин, оборудования и т.д. сейчас исчисляется, приблизительно, в 6 млрд т. Следовательно, примерно 14 млрд т рассеяны в окружающей среде за счет коррозии и др. процессов. Другие металлы рассеиваются еще значительнее. Например, рассеивание ртути и свинца составляет 80—90% от их годового производства. При сжигании угля в окружающую среду вместе с золой и отходящими газами выбрасываются некоторых важные в хозяйственном аспекте элементы. Например, поступает больше, чем добывается из недр: магния — в 1,5 раза, молибдена — в 3 раза, мышьяка — в 7, урана, титана — в 10, алюминия, йода, кобальта — в 15, ртути — в 50, лития, ванадия, стронция, бериллия, циркония — в сотни раз, галлия, германия — в тысячи раз, натрия — в десятки тысяч раз.

Особую опасность в городах стали представлять «вторичные» загрязнители. Для атмосферной фотохимии характерно образование нежелательных соединений, служащих основой фотохимического смога. Основные продукты этих фотохимических реакций — альдегиды, кетоны, ароматические углеводороды, угарный газ — СО, кислотные оксиды СО2, SO2, NO2, органические нитраты и оксиданты — озон, диоксид азота, соединения типа пероксиацетилнитратов и др. Известно, что пероксиацетилнитрат (ПАН) сильно раздражает слизистую оболочку глаз, отрицательно действует на ассимиляционный аппарат растений. Облучение олефинов и ароматических соединений приводит к образованию значительного количества аэрозолей. Перечисленные кислотные оксиды окисляются и, реагируя с водой, образуют кислоты. Реально ощутимой проблема кислотных дождей стала не только в промышленных городах, но и повсеместно на урбанизированных территориях городов.

Ежегодно с осадками выпадают миллионы тонн кислот и других загрязнителей, что опасно в плане глобального изменения химии природной среды. Выбросы диоксида серы (SO2) с отходящими газами промышленности наносят также большой экономический ущерб, так как теряется такое ценное вещество как сера. Мировые разведанные запасы этого сырья близки к истощению. В то же время количество техногенной серы, поступающей в атмосферу, в 2000 году составило, по различным данным, от 275 до 400 млн т.


Загрязнители внутри помещений

Современный человек проводит в зданиях, в зависимости от образа жизни и условий трудовой деятельности, от 52 до 85% суточного времени, поэтому внутренняя среда помещений, даже при относительно невысоких концентрациях большого количества токсичных веществ, оказывает значительное влияние на самочувствие, работоспособность, общую заболеваемость, аллергопатологию, иммунный статус и проч.

Среда внутри помещений может быть охарактеризована следующими параметрами: эстетическими, физическими, химическими и биологическими. Любое их отклонение от оптимальных значений для человека (оптимальные значения определены тем, что человек является составной частью экосистемы и, следовательно, только естественный состав воздуха, воды и др. экологических факторов окружающей среды для него будет благоприятен) проявляется в чувстве дискомфорта, плохом самочувствии и ухудшении здоровья.

Наибольшее негативное влияние на человека оказывают химические загрязнители, которые, в силу замкнутости объема, плохо рассеиваются и в больших концентрациях присутствуют в помещениях не только из-за поступления из атмосферы, но и, в основном, из внутренних источников. В зависимости от функционального назначения помещения эти загрязнители различны. Наиболее характерными принято считать продукты деструкции синтетических полимерных материалов (лаки, краски, клеи, шпатлевки, мастики, некоторые виды линолеума, обоев, древесностружечные плиты и другие отделочные материалы, полученные с использованием химических модификаторов и добавок). Из-за плохой вентиляции опасными являются продукты неполного сгорания газа, угля, дров в печах, каминах и газовых плитах — угарный газ (СО), углерод (С) и др. Препараты бытовой химии стали типичными загрязнителями в жилых и общественных зданиях. Природные фитонциды, поступающие со свежим чистым воздухом, заменены синтетическими ароматическими веществами освежителей воздуха. Как правило, это придает только видимость свежести, происходит самообман за счет подавления обоняния, неприятный запах не устраняется, а только перебивается. Бытовые отходы, бытовой мусор, бактериостатическая загрязненность, зараженность материалов стен и полимерных материалов патогенными бактериями, домовым грибом и другими микроорганизмами также относят к опасным загрязнителям.

НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН установлено, что в воздухе жилых и общественных зданий могут одновременно присутствовать более 100 летучих веществ, химических соединений, относящихся к различным классам опасности. Сравнительная количественная оценка химического загрязнения наружного воздуха и воздуха помещений жилых и общественных зданий показала, что загрязнение воздушной среды всех общественных зданий превосходило уровень загрязнения наружного воздуха в 1,8—4 раза — в зависимости от степени загрязнения последнего и мощности внутренних источников загрязнения.

Одним из самых мощных источников загрязнения зданий являются строительные отделочные материалы. О степени опасности этих веществ можно судить по их балльной оценке — классу опасности (1 класс — самые опасные; 2, 3, 4 — менее опасные). Опасные последствия для человека трудно прогнозируемы, недостаточно изучено их влияние на различные возрастные группы, не определен их синергетический эффект и другие гигиенические характеристики. О конкретном вреде для человека некоторых из них можно судить по нижеприведенным данным. На сегодняшний день известно, что контакт человека с феноло-, мочевино-, меламино- формальдегидными, эпоксидными, полиэфирными смолами, полиамидами, поливинилхлоридом, каучуками и клеями различного состава может быть причиной аллергических дерматитов. Аллергенными свойствами обладают выделяющиеся из полимерных материалов акрилонитрил, ароматические амины (например, неозон Д), бензол, толуол, ксилолы, гексаметилендиамин, ацетон, резорцин, каптакс, фталаты, кумарон, малеиновый ангидрид, пиридин. Ряд ингредиентов полимерных материалов, например, фталевый ангидрид, гидроперекиси, стирол, влияют на функции половых желез (гонадотропное действие). Известны тератогенные и эмбриотоксичные свойства бензола, фенола и его производных, а также формальдегида. К числу химических мутагенов относят этилен- и пропиленоксид, диметилформамид, фенол, формальдегид, эпихлоргидрин, этиленгликоль, гидроперекись изопропилбензола.

Из химических веществ, входящих в состав полимерных материалов, канцерогенными свойствами обладают, например, полициклические углеводороды (3,4-бензопирен), перекиси. Так как многие из перечисленных веществ используются в реставрации, их негативное влияние на человека необходимо обязательно учитывать уже на стадии выбора материала реставрационных работ в интерьере (согласно экологическим требованиям по показателям здоровья) и стараться избегать использования тех из них, которые содержат вещества, опасные для человека и всего живого на Земле.

Помимо ингредиентного загрязнения в помещениях возможно загрязнение параметрическое. В зависимости от того, где в здании человек находится, он может получать меньшую или большую дозу облучения. Здание, защищая человека от внешних источников облучения, само, за счет содержания радионуклидов в строительных материалах, влияет на человека, и это необходимо учитывать при выборе материалов для строительства, реконструкции и реставрации (свойства материалов приводятся в сертификатах по радиационной гигиене).

Вторая опасность параметрического загрязнения помещений связана с поступлением радона. Опасность загрязнения радоном возникает, в первую очередь, в подвальных помещениях и на нижних этажах, куда он поступает из земли. Поступление радона усиливается, когда теплый воздух выходит сквозь крыши домов, создавая разрежение.

Таким образом, загрязнение воздуха в помещениях — очень важная для строителей и реставраторов экологическая проблема. При ее решении следует выделить основные источники и причины загрязнений. Разрабатывая проекты, необходимо учитывать три категории причин загрязнения:

вещества (материалы) и оборудование, используемые в интерьерах, выделяют потенциально опасные испарения;

помещения становятся все более и более герметичными, и загрязняющие вещества накапливаются до опасных уровней;

экспозиция загрязнения гораздо больше в помещении (до 70—80% времени человек находится внутри), чем на открытом воздухе.

Поэтому актуальным становится экологический подход к планировке помещений, оценке и выбору строительных материалов для интерьеров, выбору и размещению инженерного оборудования в зданиях и т.д. Строители и реставраторы в своей деятельности могут решать эту экологическую проблему двояко — с одной стороны, не допуская дальнейшего загрязнения окружающей среды, а с другой — принимая специальные решения по защите человека от загрязнителей.




Название документа 5.Лекция.Загрязнение литосфера..docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Тема урока: «Загрязнение литосферы. Последствия. Ее защита»


Форма: урок – лекция


Цели:


  • Обсудить с учащимися глобальные экологические проблемы современности, их влияние на человека и окружающую жизнь, последствия и возможные пути решения данных проблем;

  • Привлечь внимание учащихся к проблемам экологии и показать, что они сами могут сделать для улучшения среды обитания;



Изучение нового материала 
Период, начиная с 1950 г. до настоящего времени, называют периодом научно-технической революции. К концу ХХ века произошли огромные изменения и в технологии, появились новые средства связи и информационные технологии, что резко изменило возможности обмена информацией и сблизило самые отдаленные точки планеты. Мир буквально на наших глазах стремительно изменяется, и человечество в своих действиях не всегда поспевает за этими изменениями. 
Экологические проблемы возникли не сами по себе. Это результат естественного развития цивилизации, в которой сформулированные ранее правила поведения людей в их взаимоотношениях с окружающей природой и внутри человеческого общества, поддерживавшие устойчивое существование, пришли в противоречие с новыми условиями, созданными научно-техническим прогрессом. В новых условиях необходимо формирование и новых правил поведения, и новой морали с учетом всех естественнонаучных знаний. Наибольшая трудность, которая определяет многое в решении экологических проблем - все же недостаточная озабоченность человеческого общества в целом и многих его лидеров проблемами сохранения окружающей среды. 
2.Литосфера, ее строение 
Человек существует в определенном пространстве, и основной составляющей этого пространства служит земная поверхность - поверхность литосферы.      
Литосферой называют твердую оболочку Земли, состоящую из земной коры и слоя верхней мантии, подстилающего земную кору. Расстояние нижней границы земной коры от поверхности Земли изменяется в пределах 5-70 км, а мантия Земли достигает глубины 2900 км. После нее на расстоянии 6371 км от поверхности находится ядро. 
Суша занимает 29,2%поверхности земного шара. Верхние слои литосферы называется почвой. Почвенный покров является важнейшим природным образованием и компонентом биосфера Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. 
Почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн.кв.км, или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 10% суши, луга и пастбища – 25% суши. Плодородием почвы и климатическими условиями определяются возможность существования и развития экологических систем на Земле. К сожалению, из-за неправильной эксплуатации ежегодно теряется некоторая часть плодородных земель. Так, за последнее столетие в результате ускорения эрозии потеряно 2 млрд. гектаров плодородных земель, что составляет 27% от общей площади земель, используемых для сельского хозяйства. 
3.Источники загрязнение почвы. 
Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых. 
Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом. 
Жилые дома и коммунально-бытовые предприятияВ составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов. 
Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема. 
Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями. 
Сельское хозяйство. Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть. 
Рассмотрим более подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и ядохимикатами. 
Загрязнение почвы тяжелыми металлами. Тяжелыми металлами называют цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть. 
Особенностью тяжелых металлов является то, что в небольших количествах почти все они необходимы для растений и живых организмов. В организме человека тяжелые металлы участвуют в жизненно важных биохимических процессах. Однако превышение допустимого их количества приводит к серьезным заболеваниям. 
Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут попасть в организм животных и людей и вызывать нежелательные последствия. 
Установлено, что ртуть в почву поступает с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из  строя измерительными приборами. Например, одна люминесцентная лампа содержит 80 мг ртути. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5 тыс. т/год. Предельно допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг/кг. При постоянном поступлении ртути в организм в малых количествах происходит поражение нервной системы, приводящей к легкой возбудимости и ослаблению памяти. 
Весьма токсичным для живых организмов является свинец. Из каждой тонны добываемого свинца до 25 кг его поступает в окружающую среду. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу вместе с выхлопными газами автомобилей при сжигании этилированного бензина, так как 1 л бензина содержит до 0,5 г тетраэтилсвинца. Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Предельно допустимая концентрация свинца в почве =32 мг/кг. Превышение этого показателя увеличивает вероятность попадания свинца в организм человека через сельскохозяйственные продукты, что может привести к поражению центральной нервной системы, печени, почек и мозга. В промышленных районах содержание свинца в почве в 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных. 
Загрязнение почвы медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение концентраций этих металлов в почве приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Большую опасность для человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений. Всемирная организация здравоохранения рекомендовала ограничение дозы кадмия, поступающего с пищей в организм человека, до 70 мкг в сутки. Потребляя пищу, содержащую повышенные дозы кадмия, приводит к деформации скелета, снижению роста и сильным болевым ощущениям в пояснице. 
Загрязнение почвы пестицидами. Почва загрязняется также при использовании в сельском хозяйстве пестицидов. Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях. 
Они широко применяются при механизированной сборке хлопка для ускорения опадения листьев у хлопчатника. 
Дефолианты применялись во время войны во Вьетнаме для оголения джунглей. Это позволяло американской авиации обнаружить военные базы вьетнамских партизан. 
Одним из первых пестицидов был печально известный ДДТ – дифенилдихлортрихлорэтан. Впервые он был синтезирован немецким химиком П.Мюллером. Этот препарат обладал высокоэффективными инсектицидными свойствами и поэтому долгое время успешно применялся против малярийных комаров, клещей, вшей. В 1944-1946 годах с помощью ДДТ успешно подавляли очаги сыпного тифа в Неаполе и малярии в некоторых провинциях Италии. В СССР с помощью ДДТ был уничтожен клещ, переносящий таежный энцефалит. Все это в свое время послужило причиной присуждения П. Мюллеру Нобелевской премии. Однако много позже обнаружилось, что ДДТ обладая высокой устойчивостью в природной среде, способен накапливаться в пищевых цепях и наносить существенный вред животному миру. Попадая в организм человека, ДДТ аккумулируется в мозге и действует как нервный яд. При этом нормальное функционирование мозга может быть нарушено. 
Применение ДДТ в настоящее время запрещено, но предполагают, что в биохимическом круговороте количество ДДТ в настоящее время составляет около 1 млн.т. 
Необходимость применения пестицидов в сельском хозяйстве обусловлена тем, что без них урожайность сельскохозяйственных культур резко падает и составляет лишь 20-40% от возможной при их применении. Трудно себе представить уничтожение колорадского жука на картофельных плантациях без применения пестицидов. 
Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов
В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного представляют собой труднорешимую проблему. 
Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м. радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м. высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива. 
Радиоактивные отходы бывают жидкими и твердыми. В зависимости от агрегатного состояния изменяются условия их захоронения. 
Высокоактивные жидкие радиоактивные отходы, способные к взрыву, в виде азотнокислых водных растворов хранят в аппаратах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой. 
Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы, не способные к взрыву хранятся в могильниках, которые состоят из шахт и помещений для хранения. 
В настоящее время одним из безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения твердых ядерных отходов является их захоронение. Твердые радиоактивные отходы хоронят в специальных контейнерах в подземных штольнях, тоннелях. К ним предъявляются особые требования при транспортировке к месту захоронения. 
Проблема транспортировки радиоактивных отходов особенно актуальна для России. Дело в том, что построенные еще при СССР нашими специалистами и по нашей технологии атомные электростанции в других странах на нашем ядерном топливе, и мы должны увозить отработанные отходы. Получается весьма удручающая для России картина: электроэнергия остается для нужд страны-потребителя, а радиоактивные отходы возвращаются к нам. Такое сотрудничество с другими странами ведет в перспективе к весьма неприятным последствиям. Ведь захоронение радиоактивных отходов – это, прежде всего временное их удаление, а что с ними произойдет через 50,100 лет? 
Таким образом, мы оставляем будущему поколению тяжелое наследие. 
4.Контроль загрязнения почвы. 
Установление предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве в настоящее время находится еще в самом начале разработке. ПДК установлены примерно для 50 вредных  веществ, преимущественно ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей и болезней. Однако почва не принадлежит к тем средам, которые непосредственно воздействуют на здоровье человека, тогда как воздух и вода вместе с загрязнителями потребляются живыми организмами. 
Неблагоприятное влияние загрязнителей почвы проявляется через трофическую цепь. Поэтому на практике для оценки степени загрязнения почвы используются два показателя: 
- предельно допустимую концентрацию в почве (ПДК), мг/кг; 
- допустимые остаточные количества (ДОК), мг/кг массы растительности. Так, для хлорофоса ПДК равна 1,0 мг/кг, ДОК=2,0 мг/кг. Для свинца ПДК=32 мг/кг, ДОК в мясопродуктах составляет 0,5 мг/кг. 
         Санитарный контроль загрязнения почвы в условиях городов осуществляется санэпединслужбой. Под ее контролем находятся также транспортировка отходов, согласование мест складирования, захоронения и переработки. 
          Санитарно-химические показатели загрязнения почвы. 






Загрязняющее вещество 

Число проб почвы с превышением ПДК, % 

      


на всей обследованной территории 

в селитебной (зеленой) зоне 




Пестициды 

1,23 / 2,1 

0,76 / 0,7 


Ртуть 

2,01 / 10,9 

2,7 / 2,78 


Свинец 

8,02 / 7,3 

8,4 / 9,07 


Кадмий 

3,14 / 14,13 

3,6 / 5,55 

5.Разработка пестицидов безопасных для пищевой цепи. 
Основная опасность пестицидов как загрязнителей почвы обусловлена их высокой стабильностью в окружающей среде, что способствует их накоплению в пищевых цепях. 
Для устранения этого недостатка в последние годы разрабатываются новые, экологически безопасные пестициды. 
Например, гербицид глифосат в почве полностью разлагается с образованием фосфорной кислоты, углекислого газа и воды. Некоторые пестициды выпускаются в виде индивидуальных оптических изомеров, что позволяет повысить их эффективность в два раза. 
Разработка одного высокоэффективного и экологически безопасного пестицида обходится в 150 млн. долларов. Так как для этого синтезируют сотни тысяч препаратов, а среди них выбирают лишь один наиболее приемлемый. В то же время такие затраты на разработку новых пестицидов окупается высокими урожаями сельскохозяйственных культур, уменьшением загрязнения почвы, сохранением здоровья населения страны и увеличением средней продолжительности жизни людей. 
Основными потребителя экологически безопасных пестицидов являются Япония, США, Франция, Германия. Несмотря на широкое применение пестицидов, в Японии имеет место самая высокая продолжительность жизни населения на земном шаре – 75 лет для мужчин и 80 лет для женщин. Это объясняется тем, что применение в Японии пестициды не накапливаются в почве, а после эффективного использования по функциональному назначению разлагаются на безвредные вещества. 

6.Способы обезвреживания жидких радиоактивных отходов. 
Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы хранят в аппаратах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой. Такие аппараты устанавливают в бетонных камерах. Для того чтобы не произошло взрыва выделяющегося при хранении водорода, аппарат непрерывно продувают воздухом, который, в свою очередь, очищают от радиоактивных аэрозолей в специальных фильтрах. Содержимое аппаратов постоянно перемешивают для предотвращения образования взрывоопасных осадков. Кроме того, осаждение радиоактивных солей может резко повысить температуру в аппарате и вызвать тепловой взрыв с выбросом радиоактивного раствора. Во избежание этих явлений аппараты снабжены холодильниками. Срок эксплуатации таких аппаратов составляет 20-30 лет. Затем жидкие отходы переливают в новые аппараты. Такой процесс может продолжаться несколько сот лет. 
7.Способы обезвреживания, утилизация и ликвидации твердых бытовых отходов. 
         
Одним из массовых загрязнений почвы являются твердые бытовые отходы (ТБО). На каждого городского жителя в течение года образуется около 500 кг твердых бытовых отходов, из них 52 кг – полимерные. 
         Проблема обезвреживания, утилизации или ликвидации ТБО является актуальной до настоящего времени. Многочисленные городские свалки, занимающие десятки и сотни гектаров земли, являются источниками едкого дыма во время сжигания бытового мусора и загрязнения подземных вод из-за просачивания вредных веществ в грунтовые воды. Поэтому в последние годы уделяется большое внимание разработке способов утилизации или уничтожения твердых бытовых отходов. 
         Ориентировочный состав ТБО городов Российской Федерации включают следующие компоненты (% мас.): пищевые отходы – 33-43; бумага и картон – 20-30; стекло -5-7; текстиль 3-5; пластмасса – 2-5; кожа и резина – 2-4; черный металл – 2-3,5; дерево – 1,5-3; камни – 1-3; кости – 0,5-2; цветные металлы – 0,5-0,8; прочие – 1-2. 
         В настоящее время известны следующие способы обезвреживания, утилизации и ликвидации ТБО: 
- складирование на полигоне; 
- аэробное биотермическое компостирование; 
- сжигание на специальных мусоросжигательных заводах. 
         Выбор способа определяется с учетом экологических, экономических, ландшафтных, земельных и других факторов. 
8. Складирование твердых бытовых отходов
Основным способом обезвреживания ТБО как за рубежом, так и в Российской Федерации является складирование на полигонах. Для создания полигона выделяют земельный участок площадью 20-40 гектаров с глинистой или тяжелой суглинистой почвой. Выбор такой почвы обусловлен следующим. Дождевые и талые воды проходят через слой твердых бытовых отходов толщиной в несколько десятков метров, извлекают из него растворимые вредные компоненты и образуют сточные воды полигона. Глинистые и суглинистые почвы препятствуют проникновению таких сточных вод в пласты подземных вод. 
         Срок эксплуатации полигона составляет 15-20 лет. Полигон должен располагаться не ближе 500 м от жилой постройки и не дальше 500 м от дороги с твердым покрытием. 
         В Казань промышленные и бытовые отходы складируются на полигоне, расположенном около населенного пункта Самосырово. Площадь полигона составляет 21,2 гектара, на нем ежегодно складируется от 1,5 до 2,0 млн.т. отходов. Из-за большого потока твердых отходов свалка растет вверх, что затрудняет работу по обслуживанию полигона и соблюдению санитарных норм складирования ТБО.

9.Самоочищение почвы.
        Почва относится к трехфазным системам, однако физико-химические процессы, протекающие в почве, чрезвычайно замедлены, и растворенные в почве воздух и вода не оказывают существенного ускоряющего воздействия на протекание этих процессов. Поэтому самоочищение почвы, по сравнению с самоочищением атмосферы и гидросферы, происходит очень медленно. По интенсивности самоочищения эти компоненты биосферы располагаются в следующей последовательности:   Атмосфера – гидросфера – литосфера. 
 В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека. 
 Самоочищение почвы в основном может произойти только при загрязнении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время тяжелые металлы и их соли постепенно накапливаются в почве и могут лишь опустить в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они снова могут оказаться на поверхности и попасть в трофическую цепь. 
 Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества. 
Бережное и грамотное обращение с землей на сегодняшний день стало самой актуальной проблемой. 



Домашнее задание: подготовьте сообщения по местным проблемам состояния и охраны литосферы.



Список используемой литературы:

1..Бурштейн А.И. Методы исследования запылённости и запылённости воздуха.

2.Нарзулаев С.Б., Капилевич Л.В., Филиппов Г.П., Савченков М.Ф. Медицинская экология: Учебное пособие. Томск: Из-во Томского университета, 2008

3.Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. Под ред. В.Ф. Протасова. М.: Финансы и статистика, 2009






Название документа 6 Лекция.Экологическая химия литосферы.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Тема урока: «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ЛИТОСФЕРЫ»



Форма: урок – лекция

Цель: системное изучение химических процессов, происходящих в почве биогеохимические механизмы, обеспечивающие восстановление равновесия в кругообороте веществ; антропогенные влияния, нарушающие замкнутость циклов; способы устранения или уменьшения последствий этих воздействий; экологический мониторинг.

Задачи:

1. Способствовать формированию знаний об окружающей среде как целостной системе с множеством сбалансированных связей, нарушение

которых усиливает экологическую проблему.

2. Вызвать профессиональный интерес к основным аспектам охраны

окружающей среды – технико-экономическому, экологическому и

социально-политическому.

3. Обеспечить системой знаний, которые убеждали бы учащихся, что

химия не является «губителем всего живого», а составляет неотъемлемую часть процесса развития цивилизации.

4. Развивать систему интеллектуальных и практических умений по изучению, оценке и улучшению состояния окружающей среды своего края.


Изучение нового материала:


Литосфера - верхняя твердая оболочка Земли, постепенно с глубиной переходящая в сферы с меньшей площадью вещества. Включает земную кору и верхнюю мантию Земли. Мощность литосферы 50 - 200 км, в том числе земной коры - до 50 -75 км на континентах и 5 - 10 км на дне океана. Верхние слои литосферы (до 2 - 3 км, по некоторым данным, - до 8,5 км) называются литобиосферой.


Химический состав земной коры на глубинах 10 - 20 км

Элемент

Массовая доля, %

Кислород

49,13

Магний

2,35

Железо

4,20

Углерод

0,35

Калий

2,35

Алюминий

26,00

Титан

0,61

Натрий

2,40

Кремний

26,00

Водород

1,00

Кальций

3,25

Хлор

0,20


Природные химические соединения элементов земной коры называются минералами. Из них состоят многочисленные типы горных пород. Основными группами горных пород являются магматические, осадочные и метаморфические.

Человек практически не воздействует на литосферу, хотя верхние горизонты земной коры подвергаются сильной трансформации в результате эксплуатации месторождений полезных ископаемых.

Природные ресурсы - это тела и силы природы, которые используются человеком для поддержания своего существования. К ним относятся солнечный свет, вода, воздух, почва, растения, животные, полезные ископаемые и все остальное, что не создано человеком, но без чего он не может существовать ни как живое существо, ни как производитель.

В настоящее время используются почти все элементы периодической системы Д.И.Менделеева.

Степень применения и переработки многочисленных видов минерального сырья определяет прогресс и благосостояние общества. Основными сырьевыми ресурсами служат металлы, вода, минеральное и органическое сырье. Темпы эксплуатации земных недр ускоряются из года в год. За последние 100 лет ежегодное потребление угля, железа, марганца и никеля увеличилось в 50-60 раз, вольфрама, алюминия, молибдена и калия в 200 - 1000 раз.

В последние годы возросла добыча энергетических ресурсов - нефти, природного газа. Так, в 1991 году в мире было добыто 3340 млн. тонн нефти, из них почти 40% приходится на США, Саудовскую Аравию и Россию. Природного газа добыто 2115 млрд. м3, из них на Россию приходится 38%, на США - около 24%. Возросла в мире добыча золота и алмазов.

Современная эпоха характеризуется все возрастающим потреблением минерально-сырьевых ресурсов. Поэтому возникает проблема более рационального использования минеральных ресурсов, которую можно решить следующими методами:

- создание новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых, ресурсосберегающих методов добычи;

- комплексное использование минерального сырья;

- сокращение потерь сырья на всех этапах освоения и использования запасов недр, особенно на стадиях обогащения и переработки сырья;

- создание новых веществ, органический синтез минерального сырья.

Кроме того, важная роль в рациональном использовании природных ресурсов принадлежит ресурсосберегающим технологиям, позволяющим обеспечить прежде всего энергетическую эффективность - соотношение между затрачиваемой энергией и полезным продуктом, получаемым при этих затратах. Как отмечает Т. Миллер (1993), использовать высококачественную энергию, извлекаемую из ядерного топлива, в низкокачественную для обогрева жилищ - «это все равно, что резать масло циркулярной пилой или бить мух кузнечным молотом». Поэтому основным принципом использования энергии должно быть соответствие качества энергии поставленным задачам. Для обогрева жилищ можно использовать солнечную энергию, энергию термальных источников, ветра, что уже применяется в некоторых странах. На рис. 9.1 (см. на с. 90) показаны модели двух типов общества: общество одноразового потребления, создающее отходы, и природосберегающее общество.

Второй тип общества - это общество будущего, в основе которого лежит разумное использование энергии и рециркуляции вещества, вторичное использование невозобновимых ресурсов, а также (что особенно важно) не должно происходить превышение порога экологической устойчивости окружающей среды. Например, значительно проще и дешевле предотвратить попадание загрязняющих веществ в природную среду, чем пытаться очистить ее от этого загрязнения. Отходы производства, быта, транспорта и т.д. могут реально и потенциально использоваться как продукты в других отраслях народного хозяйства или в ходе регенерации.

Вредные отходы должны подвергаться нейтрализации, а неиспользуемые считаются отбросами. Основные виды отходов делятся на бытовые, отходы производства и производственного потребления.

1. Бытовые (коммунальные) твердые (в том числе твердая составляющая сточных вод - их осадок) отбросы, не утилизированные в быту, образующиеся в результате амортизации предметов быта и самой жизни людей (включая бани, прачечные, столовые, больницы и пр.). Для уничтожения бытовых отходов сооружают мощные мусоросжигательные установки или заводы, которые дают электроэнергию или пар, идущие на обогрев предприятий и жилья.

2. Отходы производства (промышленные) - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции. Они могут быть безвозвратными (улетучивание, угар, усушка) и возвратными, подлежащими переработке. По данным зарубежных источников, в странах ЕЭС 60% бытовых отходов подвергается захоронению, 33% сжигается и 7% компостируется, Что же касается промышленных и сельскохозяйственных отходов, то свыше 60 и 95% соответственно подвергаются интенсивной переработке.

3. Отходы производственного потребления - непригодные для дальнейшего использования машины, механизмы, инструменты и др. Они могут быть сельскохозяйственными, строительными, производственными, радиоактивными. Последние весьма опасны и нуждаются в тщательном захоронении или дезактивации.

В последние годы увеличилось количество опасных (токсичных) отходов, способных вызывать отравления или иные поражения живых существ. Это прежде всего не использованные различные ядохимикаты в сельском хозяйстве, отходы промышленных производств, содержащие канцерогенные и мутагенные вещества. В России к опасным отходам относят 10% от массы твердых бытовых отходов, в США - 41%, в Великобритании - 3%, в Японии - 0,3%.

На территории многих стран имеются так называемые «ловушки», то есть давно забытые захоронения опасных отходов, на которых со временем построили жилые дома и другие объекты, дающие о себе знать появлением странных заболеваний местного населения. К таким «ловушкам» можно отнести и места проведения ядерных испытаний в мирных целях. Существующие проекты (отчасти реализованные) захоронения, а также подземные ядерные испытания могут иниицировать так называемые «наведенные» землетрясения.

Наибольшей трансформации подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы в пределах суши. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва.

Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Важнейшим свойством почвы является плодородие - способность обеспечивать рост и развитие растений. Почва является гигантской экологической системой, оказывающей, наряду с Мировым океаном, решающее влияние на всю биосферу. Она активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы Земли. Посредством почвы - важнейшего компонента биоценозов - осуществляются экологические связи живых организмов с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Основателем научного почвоведения является выдающийся русский ученый В.В. Докучаев (1846 - 1903), который раскрыл сущность почвообразовательного процесса. К факторам почвообразования относятся материнские (почвообразующие) породы, растительные и животные организмы, климат, рельеф, время, вода (почвенная и грунтовая) и хозяйственная деятельность человека. Развитие почвы неразрывно связано с материнской породой (гранит, известняк, песок, лёссовидные суглинки и др.). Образование рыхлой почвенной массы связано как с процессами химического выветривания, так и с биологическими - образованием специфических органических веществ (гумуса или перегноя) под воздействием растений.

В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50 - 60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15 - 25%) и вода (25 - 35%). Структура почвы определяется относительным содержанием в ней песка, ила и глины. Химизм почв частично определяется минеральным скелетом, частично - органическим веществом. Большая часть минеральных компонентов представлена в почве кристаллическими структурами. Преобладающими почвенными минералами являются силикаты.

Большую роль в удержании воды и питательных веществ играет особенно многочисленная и важная группа глинистых минералов, большинство из которых образуют в воде коллоидную суспензию. Каждый кристалл глинистого минерала содержит слои силиката, объединенные со слоями гидроксида алюминия, обладающими постоянным отрицательным зарядом, который нейтрализуется катионами, адсорбированными из почвенного раствора. Благодаря этому катионы не выщелачиваются из почвы и могут обмениваться на другие катионы из почвенного раствора и растительных тканей. Эта катионообменная способность служит одним из важных индикаторов плодородия почвы.

Органическое вещество почвы образуется при разложении мертвых организмов, их частей, экскретов и фекалий. Конечным продуктом разложения является гумус, находящийся в коллоидном состоянии, подобно глине, и обладающий большой поверхностью частиц с высокой катионообменной способностью. Одновременно с образованием гумуса жизненно важные элементы переходят из органических соединений в неорганические, например азот в ионы аммония, фосфор в ортофосфат-ионы, сера в сульфат-ионы. Этот процесс называется минерализацией. Углерод высвобождается в виде СО2 в процессе дыхания.

Основными химическими и физическими свойствами, характеризующими плодородие почв являются:

- содержание и состав гумуса, его запасы, мощность гумусового слоя;

- содержание доступных элементов питания;

- показатели физических свойств почвы - плотность, агрегированность, полевая влагоемкость, водопроницаемость, аэрация;

- морфологическое строение профиля почв - мощность пахотного горизонта и в целом гумусового профиля;

- физико-химические свойства почв - реакция почвы, емкость поглощения, состав обменных катионов, степень насыщенности основаниями, уровень токсических веществ - подвижных форм алюминия и марганца, показатели солевого режима. Химическое загрязнение почв приводит к деградации почвенно-растительного покрова и снижению почвенного плодородия.

Почвенный раствор - это раствор химических веществ в воде, находящийся в равновесии с твердой и газообразной фазами почвы и заполняющий ее поровое пространство. Его можно рассматривать как гомогенную жидкую фазу, имеющую переменный состав. Состав почвенного раствора зависит от его взаимодействия с твердыми фазами в результате процессов осаждения-растворения, сорбции-десорбции, ионного обмена, комплексообразования, растворения газов почвенного воздуха, разложения животных и растительных остатков.

Количественными характеристиками состава и свойств почвенного раствора служат ионная сила, минерализованность, электропроводность, окислительно-восстановительный потенциал, титруемая кислотность (щелочность), активности и концентрации ионов, рН. Химические элементы могут находиться в составе почвенного раствора в форме свободных ионов, аквакомплексов, гидроксокомплексов, комплексов с органическими и неорганическими лигандами, в виде ионных пар и других ассоциатов. Почвенные растворы разных типов почв имеют карбонатный, гидрокарбонатный, сульфатный или хлоридный анионный состав с преобладанием среди катионов Ca, Mg, K, Na. В зависимости от степени минерализованности, которую находят как сумму сухих солей после выпаривания почвенного раствора (в мг/л), почвы классифицируют на пресные, солоноватые и соленые .


Классификация природных вод (почвенных растворов)

в зависимости от их минерализованности

По О.А.Алекину

По ГОСТ СТСЗВ 5184-85 «Качество вод. Термины и определения»

Минерализованность, %

Класс вод

Минерализованность, %

Класс вод

1

Пресные

1

Пресные

1 - 25

Солоноватые

1 - 10

Солоноватые

25 - 50

Соленые

10 - 25

Соленые


Важной характеристикой почвенного раствора является актуальная кислотность, которая характеризуется двумя показателями: активностью ионов Н+ (степень кислотности) и содержанием кислотных компонентов (количество кислотности). На величину рН почвенного раствора влияют свободные органические кислоты: винная, муравьиная, масляная, коричная, уксусная, фульвокислоты и другие. Из минеральных кислот большое значение имеет угольная кислота, на количество которой влияет растворение в почвенном растворе СО2.

Только за счет СО2 рН раствора может снижаться до 4 - 5,6. По уровню актуальной кислотности почвы классифицируются на:

сильнокислые рН=3-4; слабощелочные рН=7-8;

кислые рН=4-5; щелочные рН=8-9;

слабокислые рН=5-6; сильнощелочные рН=9-11.

нейтральные рН=7;

Избыточная кислотность токсична для многих растений. Уменьшение рН почвенного раствора вызывает увеличение подвижности ионов алюминия, марганца, железа, меди и цинка, что обусловливает снижение активности ферментов и ухудшение свойств протоплазмы растений и ведет к повреждению корневой системы растений.

Ионообменные свойства почвы связаны с процессом эквивалентного обмена находящихся в почвенном поглощающем комплексе катионов и анионов взаимодействующего с твердыми фазами почвы раствора. Основная часть обменных анионов находится в почвах на поверхности гидроксидов железа и алюминия, которые в условиях кислой реакции имеют положительный заряд. В обменной форме в почве могут присутствовать анионы Cl-, NO3-, SeO4-, MoO42-, HMoO4-. Обменные фосфат-, арсенат- и сульфат-ионы могут содержаться в почвах в небольших количествах, так как эти анионы прочно поглощаются некоторыми компонентами твердых фаз почвы и не вытесняются в раствор при воздействии других анионов. Поглощение анионов почвами в неблагоприятных условиях может приводить к накоплению ряда токсичных веществ. Обменные катионы находятся на обменных позициях глинистых минералов и органического вещества, их состав зависит от типа почв. В тундровых, подзолистых, бурых лесных почвах, красноземах и желтоземах среди этих катионов преобладают ионы Al3+, Al(OH)2+, Al(OH)2+ и H+. В черноземах, каштановых почвах и сероземах обменные процессы представлены преимущественно ионами Ca2+ и Mg2+, а в засоленых почвах - также ионами Na+. Во всех почвах среди обменных катионов всегда есть небольшое количество ионов К+. Некоторые тяжелые металлы (Zn2+, Pb2+, Cd2+ и др.) могут присутствовать в почвах в качестве обменных катионов.

Для улучшения почвы в целях сельскохозяйственного производства проводят систему мероприятий, называемую мелиорацией. К мелиорации относятся: осушение, орошение, окультуривание пустошей, заброшенных земель и болот. В результате проведения мелиорации потеряно особенно много водно-болотных угодий, что способствовало процессу вымирания видов. Проведение мероприятий по коренной мелиорации часто приводит к столкновению интересов сельского хозяйства и охраны природы. Решение о проведении мелиорации должно приниматься лишь после составления комплексного экологического обоснования и сравнения краткосрочных выгод с долгосрочными народнохозяйственными затратами и экологическим ущербом. Мелиорации сопутствует так называемое вторичное засоление почв, происходящее вследствие искусственного изменения водно-солевого режима, чаще всего при неправильном орошении, реже - при неумеренном выпасе на лугах, при неправильном регулировании паводков, неправильном осушении территории и т.д. Засоление - это накопление в почвах легкорастворимых солей. В естественных условиях оно происходит за счет выпадения солей из засолённых грунтовых вод или в связи с эоловым привносом солей из морей, океанов и с территорий, где широко распространены соленые озера. На орошаемых массивах существенным источником солей могут быть оросительные воды и выпадение солей в почвенной толще из минерализованных грунтовых вод, уровень которых при орошении часто поднимается. При недостаточном дренаже вторичное засоление может иметь катастрофические последствия, так как обширные массивы земель становятся непригодными для земледелия из-за большого накопления солей в почвах, сопровождающегося загрязнением почв тяжелыми металлами, пестицидами, гербицидами, нитратами, соединениями бора.

Пестицидами являются химические вещества, применяемые для уничтожения тех или иных вредных организмов.

Собственно пестициды (действующие начала) - природные или чаще всего синтетические вещества, применяющиеся не в чистом виде, а в виде различных комбинаций с разбавителями и ПАВ. Известно несколько тысяч действующих веществ, постоянно используется около 500. Ассортимент их постоянно обновляется, что связано с необходимостью создания более эффективных и безопасных для людей и окружающей среды пестицидов, а также развитием у насекомых, клещей, грибов и бактерий резистентности при длительном применении одних и тех же пестицидов.

Основными характеристиками пестицидов являются активность по отношению к целевым организмам, избирательность действия, безопасность для людей и окружающей среды. Активность пестицидов зависит от их способности проникать в организм, передвигаться в нем к месту действия и подавлять жизненно важные процессы. Избирательность зависит от различий в биохимических процессах, ферментов и субстратов у организмов разных видов, а также от применяемых доз. Экологическая безопасность пестицидов связана с их избирательностью и способностью сохраняться какое-то время в среде, не теряя своей биологической активности. Многие пестициды токсичны для людей и теплокровных животных.

Химические соединения, применяемые в качестве пестицидов, относятся к следующим классам: фосфороорганические соединения, хлорпроизводные углеводороды, карбаматы, хлорфенольные кислоты, производные мочевины, амиды карбоновых кислот, нитро- и галогенфенолы, динитроанилины, нитродифениловые эфиры, галогеналифатические и алифатические кислоты, арилоксиалканкарбоновые кислоты, ароматические и гетероциклические кислоты, производные аминокислот, кетоны, пяти- и шестичленные гетероциклические соединения, триазины и др.

Применение пестицидов в сельском хозяйстве способствует повышению его продуктивности и снижению потерь, однако сопряжено с возможностью остаточного попадания пестицидов в продукты питания и экологической опасностью. Например, накопление пестицидов в почве, попадание их в грунтовые и поверхностные воды, нарушение естественных биоценозов, вредное влияние на здоровье людей и фауну.

Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и их метаболиты, способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет. При определенных условиях из метаболитов пестицидов образуются метаболиты второго порядка, роль, значение и влияние которых на окружающую среду во многих случаях остаются неизвестными. Последствия неумеренного применения пестицидов могут быть самыми неожиданными, а главное, биологически непредсказуемыми. Поэтому за ассортиментом и техникой применения пестицидов установлен жесткий контроль.

Пестициды поражают различные компоненты природных систем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для человека. Подсчитано, что 98% инсектицидов и фунгицидов, 60 - 95% гербицидов не достигают объектов подавления, а попадают в воздух и воду. Зооциды создают в почве безжизненную среду.

Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи (табл. 9.3). Даже в ничтожных количествах пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая, таким образом, его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти вещества оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. Поэтому в последнее время наибольшее применение находят пестициды с низкими нормами расхода (5-50 г/га), распространение получают безопасные синтетические феромоны и другие биологические методы защиты.


Биологическое усиление ДДТ (по П. Ревелль, Ч. Ревелль)

Звено пищевой цепи

Содержание ДДТ, млн-1

Питающаяся рыбой птица

3 - 76

Крупная рыба

1 - 2

Мелкая рыба

0,2 - 1,2

Планктон

0,04

Вода

0,00005


Мировое производство пестицидов около 5 млн. тонн. Возрастание объемов применения пестицидов объясняется тем, что экологически более безопасные альтернативные методы защиты растений недостаточно разработаны, особенно в области борьбы с сорняками. Все это обусловливает особую актуальность детального и всестороннего изучения и прогнозирования всевозможных изменений, возникающих в биосфере под влиянием этих веществ. Необходима разработка эффективных мероприятий по предупреждению нежелательных последствий интенсивной химизации, либо по управлению функционированием экосистем в условиях загрязнения.

Для повышения урожайности культурных растений в почву вносят неорганические и органические вещества, называемые удобрениями. В природном биоценозе господствует естественный круговорот веществ: минеральные вещества, забираемые растениями из почвы, после отмирания растений снова возвращаются в нее. Если же в результате отчуждения урожая для собственного потребления или на продажу система нарушается, становится необходимым применение удобрений.

Удобрения подразделяют на минеральные, добытые из недр, или промышленно полученные химические соединения, содержащие основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец и др.), а также органические составляющие (перегной, навоз, торф, птичий помет, компосты и др.), способствующие развитию полезной микрофлоры почвы и повышающие ее плодородие.

Однако часто удобрения вносят в количествах, не сбалансированных с потреблением сельскохозяйственными растениями, поэтому они становятся мощными источниками загрязнения почв, сельскохозяйственной продукции, почвенных грунтовых вод, а также естественных водоемов, рек, атмосферы. Применение избыточных минеральных удобрений может иметь следующие негативные последствия:

- изменение свойств почв при длительном внесении удобрений;

- внесение больших количеств азотных удобрений приводит к загрязнению почв, сельскохозяйственной продукции и пресных вод нитратами, а атмосферы - оксидами азота. Все сказанное касается и фосфорных удобрений;

- минеральные удобрения служат источником загрязнения почв тяжелыми металлами. Наиболее загрязнены тяжелыми металлами фосфорные удобрения. Кроме того, фосфорные удобрения являются источником загрязнения другими токсичными элементами - фтором, мышьяком, естественными радионуклеидами (ураном, торием, радием). Существенное количество тяжелых металлов попадает в почвы и с органическими удобрениями (торфом, навозом), за счет высоких доз (по сравнению с минеральными) внесения.

Переудобрение приводит к высоким содержаниям нитратов в питьевой воде и некоторых культурах (корнеплодах и листовых овощах). Сами по себе нитраты относительно нетоксичны. Однако бактерии, обитающие в организме человека, могут превращать их в гораздо более токсичные нитриты. Последние способны реагировать в желудке с аминами (например из сыра), образуя весьма канцерогенные нитрозоамины. Вторая опасность повышенных доз нитритов связана с развитием цианоза (грудничковая метгемоглобинемия или синюшность) у грудных и маленьких детей. Предельно допустимые количества (ПДК) нитратов для человека, по рекомендации ВАО, не должны превышать 500 мг N - NO3- в сутки. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) допускает содержание нитратов в продуктах до 300 мг на 1 кг сырого вещества.

Таким образом, избыточное вовлечение соединений азота в биосферу весьма опасно. Чтобы снизить негативные последствия, целесообразно использовать совместное внесение органических и минеральных удобрений (при уменьшении нормы минеральных и увеличении доли органических удобрений). Необходимо запрещать внесение удобрений по снегу, с самолетов, сбрасывать отходы животноводства в окружающую среду. Целесообразно разрабатывать формы азотных удобрений с небольшой скоростью растворения.

Для предотвращения загрязнения почв и ландшафтов различными элементами, в результате внесения удобрений, следует применять комплекс агротехнических, агролесомелиоративных и гидротехнических приемов в сочетании с интенсификацией природных механизмов очистки. К таким приемам можно отнести полезащитную агротехнику, минимальную обработку почв, совершенствование ассортимента средств химизации, мало - и микрообъемное внесение удобрений вместе с семенами, оптимизацию сроков и доз внесения. Кроме того, этому будет способствовать создание агролесомелиоративных систем и организация системы химического контроля за составом минеральных удобрений, содержанием тяжелых металлов и токсических соединений.


Список литературы:

УМК Кузнецовой Н.Е. «Химия и экология»  8-11 классы

Журналы «Химия в школе» 2009 №4; 2010 №10; 2008 №10;




Название документа 7 Урок по теме -Вода.Экологические проблемы водоиспользования.doc

Поделитесь материалом с коллегами:

Тема урока. Вода. Экологические аспекты водопользования.

Продолжительность урока – 2 часа.

Форма проведения урока – ролевая игра.

Цель урока: рассмотреть некоторые экологические аспекты водопользования.

Задачи урока: изучить понятие «экологическое природопользование воды», провести анализ водопроводной воды по органолептическим показателям и по содержанию общего железа в водопроводной воде, рассмотреть основные источники загрязнения природной воды и обсудить пути решения проблемы охраны вод.

Проблемный вопрос: Какую воду мы пьем? Кто виноват? Что делать?

Тип урока: сообщение новых знаний.

Эпиграф:

«Берегите эти земли, эти воды,

Даже малую былиночку любя.

Берегите всех зверей внутри природы,

Убивайте лишь зверей внутри себя».

Е.Евтушенко

Подготовка к уроку. Класс делится на группы: лаборанты (лаборатория № 1, лаборатория № 2), представители комитета природных ресурсов, юные химики. Учащиеся предварительно готовятся к уроку, собирая информацию о воде, готовят презентации, лаборанты изучают методику оценки качества питьевой воды. Отделы продумывают названия группе, девиз, создают визитные карточки, эмблемы.

На доске – карта села Новотаволжанка, на которой отмечены флажками места взятия проб воды и записаны слова:

«Земли не вечна благодать,

Когда далекого потомка

Ты пустишь по миру с котомкой,

Ей будет нечего подать…»

В.Федоров.

Оборудование и реактивы:

для лаборантов лаборатории № 1: колбы на 250 мл, мерные цилиндры, листочки с текстом, стеклянные пластинки, водяная баня, инструкционные карты, пробы воды, маркеры;

для лаборантов лаборатории № 2: консервированные пробы воды, роданид калия, азотная кислота, пероксид водорода, пробирки, белый лист бумаги, стеклянные трубочки или пипетки для воды.

карта села Новотаволжанка, на которой отмечены районы, из которых взяты пробы воды для анализа на содержание общего железа, указка;

для комитета природных ресурсов: литература по теме, учебники;

для химиков: три пробирки под номерами: № 1 – хлорид натрия, № 2 – ортофосфат калия, № 3 – сульфат натрия; бутыльки с растворами: нитрата серебра, хлорида бария; кристаллы, видеоролик «Горение воды в атмосфере фтора», информация для составления рубрики: «Знаете ли вы, что…»; тест по теме: «Вода» и презентация анимационная модель «Круговорот воды в природе».

для всех групп: оценочные листы, лист с заданием;

листочки или таблички с названием отделов;

минеральная вода, разовые стаканы.

Структура урока:

I. Актуализация. Урок начинает учитель.

Учитель: Здравствуйте! Я приветствую всех и поздравляю с наступающим праздником, ведь завтра, 22 марта–Всемирный день воды и наш урок посвящается самому удивительному из веществ–воде. Согласитесь, немногие из нас отказались бы: прогуляться по берегу моря, послушать шум водопада, прокатиться на катере или на яхте, искупаться в искристых брызгах фонтана, посидеть на берегу тихой речки, поиграть с морской волной или полежать на пляже. Всё это будет летом, а пока мы можем любоваться снегами, умываться чистой водой, закаляться, пить воду и готовить пищу, есть. Ведь это так прекрасно!

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь» – эти слова написал французский писатель и летчик Антуан де Сент-Экзюпери после того, как его самолет разбился в пустыне и он несколько дней провел под палящим солнцем.

Мы обычно не задумывается о воде, когда её достаточно, воспринимаем как должное. Монгольская пословица гласит: «Человек не ценит воду до тех пор, пока не иссякнет источник». Так давайте же говорить о воде, о её проблемах, пока источник не иссяк, ведь он уже много лет просит о помощи.

Тема урока: «Вода». При подготовке к уроку, я прочитала утверждение, которое меня очень удивило: «Если воспринимать информацию о воде, при помощи цифр, кодов, символов на самом современном компьютере, в круглосуточном режиме, то на это понадобится 100000 лет земного времени». У нас времени очень мало, поэтому мы всего лишь затронем одну струну этого уникального инструмента под названием «вода», и называется она «Экологические аспекты водопользования».

Цель урока: рассмотреть некоторые аспекты водопользования.

Задачи:

провести анализ водопроводной воды;

выяснить основные источники загрязнения воды;

рассмотреть возможные пути охраны природных вод.

II. Постановка проблемы и задания.

А теперь другая картинка, хорошо знакомая жителям нашего села. Когда мы видим её в своих домах, возникают вопросы:

Какую воду мы пьем? Кто виноват в загрязнении воды? Что делать? Ответы на эти вопросы сегодня мы и будем искать.

Лаборатория химического анализа (№1)–проводит оценку качества воды по органолептическим показателям.

Лаборатория № 2.Проводит качественный анализ на содержание общего железа в водопроводной воде.

Представители комитета по охране природных ресурсов готовят сообщение об основных источниках загрязнения воды и выясняют основные пути восстановления и охраны природных вод.

Юные химики решают задачи на идентификацию анионов в растворе и проводят викторину.

Руководители отделов, получите задания и оценочные листы. В обязанности руководителей групп входит организация выполнения задания и оценка работы каждого сотрудника.

III. Проверка знаний учащихся

Тест в формате ЕГЭ по теме: «Вода»

Прежде, чем приступить к работе, необходимо пройти тестирование, которое поможет определить уровень компетенции сотрудников.

IV. Изучение нового материала, решение проблемы

Учащиеся работают с информацией, выполняют задания. Включаем музыку. 10-15 мин

IV. Выступления специалистов

а) Слово предоставляется лаборантам лаборатории № 1. Лаборатория проводила анализ водопроводной воды по органолептическим показателям и установила следующее:

из трех проб воды, исследуемых нами, можно применять только образец № 1, проба взята из питьевого крана в начальной школе МОУ «Новотаволжанская СОШ».

Проба № 2 может применяться для культурно-бытовых целей, готовить пищу на этой воде и пить такую воду нежелательно, т.к. она не соответствует ГОСТу по мутности, прозрачность составляет 5 см. Пить такую воду можно только после дополнительной очистки. Мы рекомендуем жильцам дома № 1, ул.Кирова, использовать дополнительные фильтры.

Третий образец взят из крана в бытовой комнате птицефабрики «Новоездоцкая» на промзоне, вода не соответствует ГОСТу по всем органолептическим показателям, это вода технического назначения, пить такую воду нельзя!

б) Слово предоставляется лаборантам лаборатории № 2, которые проводили качественный анализ на содержание общего железа в воде. (Учащиеся рассказывают о результатах своего исследования водопроводной воды в различных районах села и сообщают о результатах анализа питьевой воды на содержание общего железа).

Из трех проанализированных проб по этому показателю пригодна для питья только проба № 1 (питьевой кран шлолы), в пробе № 2 повышено содержание общего железа, а пробу № 3 – употреблять категорически запрещается, т.к. налицо явное превышение ПДК (ПДК 0,3 мг/л).

Учитель: поговорим об охране природных ресурсов.

Конституция РФ. Ст. 42. Каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о её состоянии.

Ст.58. Каждый обязан охранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам.

Основные источники загрязнения воды, их причины выясняли представители комитета природных ресурсов, им слово.

Выступление сотрудников комитета природных ресурсов

Основные источники загрязнения воды:

1.Загрязнение твёрдыми частицами.

2.Загрязнение минеральными веществами:

соединениями металлов;

минеральными удобрениями.

3.Загрязнение органическими веществами.

4.Загрязнение нефтью и её производными.

Пути решения проблемы загрязнения гидросферы:

Безотходные технологии – кардинальное решение проблемы.

Процесс очистки сточных вод:

очистка и обеззараживание бытовых и животноводческих стоков;

очистка стоков предприятий транспорта;

очистка стоков, содержащих нефтепродукты

V. Пресс-конференция

Возможные вопросы специалистам.

1.Каковы основные источники загрязнения природных вод в нашем регионе?

2.Кто осуществляет контроль над состоянием водных объектов?

3.Как обычный житель может принять участие в охране воды?

4.Как в домашних условиях оценить качество воды?

5.Можно ли определить содержание железа в воде визуально?

6.Какие заболевания возникают у людей, которые употребляют некачественную воду?

7.Можно ли избавиться от лишнего железа кипячением?

8.Куда обращаться, если из крана течет вода, непригодная к использованию?

9.Какова экологическая ситуация в нашем городе?

10.Каковы основные экологические проблемы в нашем регионе?

11.Чистая ли вода в наших реках и озерах?

VI. Викторина.

Юные химики подготовили для нас викторину.

-Может ли вода гореть?

Видеоролик «Горение воды в атмосфере фтора»

-Как известно, вода–хороший растворитель, а возможен ли обратный процесс?

-Можно ли из раствора вырастить кристалл?

Демонстрация кристаллов медного купороса и алюмокалиевых квасцов, выращенных учащимися.

-Чем отличаются круговорот воды в естественных условиях от круговорота в условиях загрязнения окружающей среды?

Демонстрация анимационной модели «Круговорот воды в природе».

V. Закрепление. Подведение итогов, выводы

Итак, мы сегодня много говорили о воде, о проблемах, связанных с водопользованием.

Что такое водопользование?

Можно ли считать водопользование в нашей стране, городе рациональным? Почему?

Мы искали ответы на вопросы:

Какую воду мы пьем?

Кто виноват в загрязнении воды?

Мы выяснили, что пьем мы не всегда чистую воду, что виноват в загрязнении воды сам человек. Наше государство, власти принимают определенные меры по охране вод, но как показывает жизнь, этих мер недостаточно, но не только потому, что эти меры дорого стоят, а еще и потому, что экологическое сознание нашего общества сформировано недостаточно.

Экологическое водопользование каждый человек понимает по-разному. Обычный человек расскажет о том, как исчезла в реке рыба, а чистое озеро превратилось в болото и появились комары, которых никогда раньше не было; биолог, возможно, будет говорить о исчезновении видов, о мутациях; географ вспомнит мертвый Арал и высохшие реки; эколог обязательно скажет о нарушении связей в экологических сообществах; химик же будет искать причину в использовании веществ.

Как вы понимаете термин «экологическое водопользование»?

Вывод: экологическое водопользование означает бережное отношение к воде: рациональное использование, восстановление и охрану природных вод.

«Человек разумный» должен использовать водные источники так, чтобы всем было хорошо: и растениям и животным, главная задача – не нарушать веками устоявшееся равновесие в природе. С другой стороны – мы должны обеспечить источникам воды такие условия, чтобы они дарили нам здоровье и радость. Ведь человеку ничего не стоит из «живой» воды сделать «мёртвую», тому немало примеров.

Как мы должны относиться к воде?

Очень жаль, что у нас мало времени, и мы не поговорили об уровне экологического сознания нашего общества, ведь от него зависит судьба воды и будущих поколений.

Учитель: Вода–наше богатство, она нужна всем: человеку, растениям, дельфинам, рыбкам и другим животным.

Урок заканчиваю словами Е.Евтушенко:

«Берегите эти земли, эти воды,

Даже малую былиночку любя.

Берегите всех зверей внутри природы,

Убивайте лишь зверей внутри себя».

Сегодня мы много говорили о воде, о проблемах, связанных с водой, приглашаю вас испить чистой водички! Будьте здоровы! Благодарю всех за сотрудничество!




Название документа 8..Урок по теме -Вода. Очистка воды..doc

Поделитесь материалом с коллегами:

ТЕМА УРОКА. ВОДА. ОЧИСТКА ВОДЫ

Цель урока: показать, что вода — уникальное природное соединение.

Задачи урока: изучить основные способы очистки воды, способствовать развитию интереса школьников к химии, активизировать их познавательную и творческую деятельность, обратить внимание на необходимость бережного и экономного отношения к водным ресурсам.

Оборудование и реактивы: большие стаканы с пресной и соленой водой, две картофелины (два вареных яйца), пробирки в штативе (пустые и с водой),модель молекулы воды, часы песочные (на 2 мин), плакаты «Распределение воды на Земле», «Полимеры воды», «Биологическая потребность воды в кислороде».

На столах учащихся: текст стихотворения о воде, тест «Физические свойства воды», набор для составления моделей молекул, вода, загрязненная песком, опилками, чернилами, CMC (2 пробирки), воронка, фильтр, пробирки, древесный уголь, песок, фарфоровая чашка, салфетка, солома резаная, мел (порошок), пенопласт (крошка), нефть в капельнице, раствор фенолфталеина.

Оформление: плакаты со словами «Вода! У тебя нет ни вкуса, ни запаха, ни цвета, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты сама жизнь. Ты наполняешь нас невыразимой радостью... Ты самое большое богатство на свете», «Вода — это жизнь», стенд с водными пейзажами.

Ход урока

Учитель. Посмотрите за окно. Что там? Снег? Снег—это кристаллы замерзшей воды.

Вы слыхали о воде?

Говорят, она везде!

Учащиеся (читают по очереди с листочков).

В луже, в море, океане

И в водонапорном кране.

Как сосулька замерзает,

В дом туманом заползает,

На плите у нас кипит,

Паром чайника шипит,

Растворяет сахар в чае.

Мы ее не замечаем.

Мы привыкли, что вода

Наша спутница всегда.

Без нее нам не умыться,

Не наесться, не напиться.

Смею вам я доложить:

Без воды нам не прожить.

Учитель. Да, без воды нам не прожить. Вода бывает «живая» и «мертвая», легкая и тяжелая, целебная и минеральная — очень и очень разная. Она может быстро бежать и тихо струиться, реветь водопадом и молчать айсбергом, дымить гейзером и блистать капельками росы. Завораживать и вдохновлять, грозить девятым валом и ласково плескаться.

Демонстрация видеозаписей на тему «Вода в природе».

О ней сложены былины и песни, ее считают святой и живой, ее уважают и почитают, без нее невозможна жизнь. С недавних пор количество воды стали строго учитывать в масштабе всей планеты. Ее изучают теоретики и экспериментаторы, химики и физики, биологи и гидрологи, представители других отраслей знаний. Каждый из нас имеет с ней дело ежедневно, ежечасно. Сегодня мы будем говорить об этом, казалось бы, простом, но пока еще полном нераскрытых тайн веществе.

Учащиеся записывают тему урока в тетради.

Вы уже многое знаете о воде. Повторим эти сведения.

? Какую часть поверхности Земли занимает вода? (71%.)

? Какая бывает вода? (Речная, озерная...)

? Каковы общие запасы воды? (1,4 млн. км3 — морская, 30 млн. км-'' — пресная.)

? Где сосредоточены эти запасы?

Демонстрация плаката «Распределение воды на Земле».

? Надолго ли хватит этой массы воды? (Эти запасы могут обеспечить 20 млн. человек, а население Земли составляет пока 6 млн.)

Учитель. Если всю воду вылить в канистры по 20 л каждая, то каждому достанется по 20 млн. таких канистр.

? Мы отдаем предпочтение пресной воде. Почему? (В морской воде много соли.)

? Как отличить морскую (или просто соленую) воду от пресной?

Учитель демонстрирует опыт.

В большие стаканы с пресной и соленой водой опускает по яйцу или по очищенной картофелине.

? Какой вывод можно сделать? (Морская (соленая) вода имеет большую плотность.)

? Много ли соли в морской воде? (Да. Если высушить моря, океаны и рассыпать соль по всей поверхности Земли, получится слой 45 м, а по поверхности суши —153м —высота пятидесятиэтажного дома.)

? В каких физических состояниях встречается вода? (В твердом, жидком, газообразном.)

? Почему это возможно? (Наша планета удалена от Солнца на расстояние 149,6 млн. километров, что позволяет воде быть жидкой, твердой и газообразной в зависимости от прогретости поверхности солнечными лучами. Если бы Земля находилась на расстоянии 166 млн. километров от Солнца, вода была бы вечным льдом, а на расстоянии 134 млн. километров просто испарилась бы.)

Учитель проводит самостоятельную работу с целью повторения физических свойств чистой воды.

Задание. Впишите характеристики, отражающие физические свойства воды:

1. Температура кипения...

2. Температура плавления...

3. Плотность воды при температуре 4°С.

4. Плотность льда при температуре ниже 0°С.

5. Теплопроводность.

6. Электропроводность.

7. Теплоемкость.

8. Способность растворять вещества.

9. Летучесть.

10. Цвет.

11.Запах.

12.Вкус.

Занимательная задача. Имеются 3 пробирки с водой и 3 пустые. Как, перелив воду только из одной пробирки, достигнуть чередования полных и пустых пробирок?

Учитель. Слово «вода» звучит на разных языках по-разному: гидро (гидрокостюм), аква (аквариум).

Над изучением строения молекулы воды работали многие ученые. В конце XVIII в. французский ученый А. Лавуазье открыл тайну состава и получения воды. Он взял 2 объема водорода и 1 объем кислорода и поджег смесь. Капелька воды заявила о своем рождении небывалым «салютом».Учитель записывает на доске уравнение реакции.

Молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода, присоединившихся к нему под углом чуть более 90°.

Демонстрация модели молекулы воды.

Более глубокое изучение показало, что молекулы воды присоединяются друг к другу за счет значительно менее прочной водо­родной связи.

Демонстрация плаката с изображением димеров, тримеров, тетрамеров. воды.

Учащиеся выполняют лабораторный опыт.

Глядя на плакат, каждый собирает модель молекулы воды. Потом работают в парах: собирают модель димера, соединив атом водорода одной молекулы и атом кислорода другой непрочной связью (кусочком лейкопластыря).

Учитель. Процесс растворения вещества в воде заключается в распределении его частиц в пустотах полимеров. При охлаждении расстояния между молекулами сокращаются, объем вещества уменьшается, при нагревании—увеличивается. Но вода имеет аномалии. При 0°С, т. е. при температуре кристаллизации льда, объем вещества не уменьшается, а резко увеличивается! Плотность льда меньше плотности воды.

? Что отсюда следует? (Лед плавает на поверхности воды.)

А весной лед тает, вода смывает прошлогоднюю листву и прочий мусор, ручьи направляют свой бег в реки, реки, в озера и далее. В моря и океаны попадают и другие загрязнители, например синтетические моющие средства, нефтепродукты. Чем грязнее вода, тем хуже для всего живого. Для окисления посторонних примесей в грязной воде необходимо избыточное количество кислорода. Состояние воды отражает специальная характеристика - биологическая потребность воды в кислороде (Б.П.К.). Чем больше Б.П.К., тем грязнее вода. Б.П.К. чистой воды не более 0,0015 г кислорода на литр воды, Б.П.К. канализационных вод - от 0,1 до 0,5 г на литр (демонстрация плаката). Существенная разница!

Как же вернуть воде былую чистоту?

Разработаны определенные способы ее очистки.

Первичная очистка основана на процессе отстаивания.

Учащиеся проводят лабораторный опыт.

Рассматривают загрязненную воду в пробирках на столе: тяжелые частицы осели на дно, легкие всплыли наверх. Затем выполняют фильтрование. В одной из пробирок перемешивают смесь и выливают на фильтр из песка. Песчинки, опилки остаются на фильтре.

Затем проводят фильтрование через уголь. Уголь—адсорбент, вбирает в себя красители, газы. В результате фиолетовый цвет смеси исчезает.

Учитель. Проверим, задержал ли фильтр синтетические моющие средства. Известно, что раствор CMC щелочной.

Учащиеся продолжают опыт.

Отливают в чистые пробирки небольшие порции растворов: очищенного фильтрованием из последней пробирки и исходного грязного, в обе пробы добавляют по 2 капли фенолфталеина.

Отдельно поговорим о загрязнении воды нефтью и нефтепродуктами. Ведь 1 г нефти, попавшей в водоем, дает пятно в несколько квадратных метров.

? Чем опасно это явление?

? Как убрать с поверхности воды нефтяное пятно? (Профильтровать.)

? Это можно осуществить в лаборатории. А в океане? (Утопить, убрать пятно сорбентом.)

Учащиеся проводят лабораторный опыт.

В фарфоровую чашку с водой добавляют каплю нефти. Затем половина учащихся добавляют в воду порошок мела, остальные удаляют нефтяное пятно соломой, пробкой, пенопластом.

? Какими же способами можно очистить грязную воду?

Учащиеся делают вывод.

Учитель. Подведем итоги: что нового вы узнали о воде? Постарайтесь за 2 мин вспомнить и перечислить все важные научные сведения об этом веществе.

Переворачивает песочные часы. В течение 2 мин выслушивает ответы учащихся.

Было бы здорово, если бы нас окружала только чистая вода! Ведь каждая молекула ее—неразгаданная тайна. Она несет информацию из глубины веков. Исследователи пытаются расшифровать ее. И кто знает, может быть, это сумеете сделать вы? А пока прислушайтесь к тому, что говорит вода—жидкая в виде рек, ручьев, морей, твердая в виде льда, инея, газообразная в виде туманов.

Вода течет речушкой, блестит снежинкой, парит облачком, и от этого хорошо на душе. И мысли яснее, и жизнь краше. Вот и все. А на прощание — домашнее задание.

Демонстрирует плакат «Ура! Домашнее задание» с тремя кармашками.

Выполните задание (один из трех вариантов).

Вариант 1. Придумайте сказку, стихотворение, рассказ о путешествии капельки воды.

Вариант 2. К следующему уроку найдите дополнительную интересную и полезную информацию по теме «Вода».

Вариант 3. Возьмите стакан определенного объема (200,150 или 100 мл). Налейте воды и выпейте ее, считая глотки. Вычислите, сколько молекул воды вы проглотили за один раз.

На память об уроке учитель дарит учащимся рисунок капли воды, выполненный на картоне. На обратной стороне ее слова Ан-туана де Сент-Экзюпери: «Вода!.. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты сама жизнь. Ты наполняешь нас невыразимой радостью... Ты самое большое богатство на свете».

Звучит магнитофонная запись шума моря.

Название документа 9.Оксид Углерода или Угарный газ Урок.doc

Поделитесь материалом с коллегами:

« Оксид Углерода или Угарный газ

Урок-суд - ролевая игра 9 класс"

Цели : ознакомить учащихся со свойствами оксида углерода как несолеобразующего оксида, обладающего свойствами восстано­вителя; показать значение этого вещества как топлива; отметить его ядовитость и меры предосторожности при работе с ним, экологиче­ские проблемы, создаваемые угарным газом.

Оборудование: плакаты, таблица «Схема газогенератора», эти­кетки для всех участников игры но ролям.

Ход урока-суда

I. Вступительное слово учителя.

Сегодня мы будем изучать оксид углерода, по-другому его на­зывают «угарный газ». Узнаем, как Он получается, какими обладает свойствами, будем говорить о его ядовитости и его значении в метал­лургии. На этом материале мы увидим подтверждение одного из законов диалектики'- «единства и борьбы противоположностей». Сегодня у нас не обычный урок, а урок-суд (ролевая игра).

II. Ролевая игра.

Действующие лица: Судья, Секретарь суда, Прокурор, Адвокат, заседатели, свидетели, подсудимый - Оксид Углерода (Угарный газ).

Секретарь суда. Встать! Суд идет!

Судья. Сегодня рассматривается дело Углерода или, как его еще называют, Угарного газа. Вы должны знать строение его молекулы, физические и химические свойства, как он получается и где его можно применять. По данному делу с обвинением выступит Прокурор.

Прокурор. Меня до глубины души возмущает поведение окси­да углерода. Он не имеет ни цвета, ни запаха, не растворяется в воде, не взаимодействует ни с водой, ни с кислотами, ни с щелочами, он даже на образует солей. Кроме того, он ядовитый: у нас в районе погибло несколько человек от него, он загрязняет воздух, умудряется выделяться при работе любого вида транспорта, образуется, когда мы топим печь: если закрыть задвижку трубы, то можно получить отрав­ление. К вашему сведению, при проведении в нашем городе операции «Чистый воздух» было проверено 8000 автомобилей, выявлено 925 автомашин с превышением норм токсичности отработанных газов, в состав которых входит СО, запрещена эксплуатация 480 автомоби­лей - и все из-за оксида углерода. Я прошу вас, судьи, подойти к этому вопросу по делу оксида углерода очень строго.

1-й свидетель. Я, Житков Валерий, обязуюсь говорить правду и только правду. Я знаю, что формула оксида углерода - СО. Между углеродом и кислородом - ковалентная полярная связь. В молекуле СО атом углерода использован для образования электронных пар с атомом кислорода только 2 из своих валентных электронов. За счет остальных двух неиспользованных на образование связи электронов атом углерода может образовать ещё 2 ковалентные связи, присоеди­няя второй атом кислорода. Структурная формула СО: С= О.

2-й свидетель. Я, Агеенко Игорь, обязуюсь говорить правду и только правду, СО находится в газообразном состоянии, он не имеет ни цвета, ни запаха, он не растворим в воде, с кислотами и щелочами не взаимодействует, потому его относят к несолеобразующим оксидам.

3-й свидетель. Я, Комаров Сергей, обязуюсь говорить правду. Я знаю, что СО или угарный газ чрезвычайно ядовит и особенно

опасен тем, что не имеет запаха, поэтому отравление им может про­изойти незаметно. Ядовитое действие оксида углерода известно под названием «угар». Объясняется тем, что СО легко соединяется с гемоглобином крови и делает его неспособным переносить кислород. Известны у нас смертельные случаи отравления угарным газом.

4-й свидетель. Я, Бектурсинова Эльмира, знаю об оксиде угле­рода, что он горюч, горит синим пламенем, превращаясь в оксид углерода (4). В этой реакции степень окисления углерода до реакции была +2, а после реакции +4.

Судья. Свидетель, Агеенко Игорь, что вам известно по делу Угарного газа?

5-й свидетель. Я знаю, как получается оксид углерода (П). При невысоких температурах уголь сгорает до углекислого газа. В газоге­нераторе, чтобы получить из СОг оксид углерода (П), надо понизить степень окисления от +4 до +2, для этого применяют восстановитель, и восстановителем здесь является углерод. В этом можно легко убе­диться, заглянув в хорошо растопленную печь. Над раскаленными добела углями вспыхивают голубые огоньки. Это пламя СО, сгораю­щего в поступающем через открытую дверцу печи воздухе. Когда угли несколько остывают, голубые огоньки исчезают, реакция между углем и СО прекратилась, и оксид углерода перестал получаться. Теперь понятно, почему сильно раскаленный уголь сгорает синим пламенем, а слабо раскаленный - без пламени.

Судья совещается с заседателями.

Заседатель. Я хочу задать вопрос свидетелю: вы можете рас­сказать, как оксид углерода получается в генераторе?

Свидетель (рассказывает по таблице). Генератор, в котором получают этот газ, представляет печь, загруженную толстым слоем твердого топлива, например кокса. Снизу в генератор подается воз­дух. В нижнем слое топливо сгорает и превращается в оксид углеро­да, потом он просачивается вместе с азотом через раскаленный кокс, восстанавливается в СО. Получается газ, состоящий .из оксида угле­рода или азота с примесью углекислого газа и других веществ. Эта горючая смесь и называется генераторным газом.

Заседатель. Свидетель, расскажите, как оксид углерода взаи­модействует с оксидами металлов.

Свидетель. Оксид углерода восстанавливает из оксидов метал­лов большинство металлов. Так, при пропускании оксида углерода через нагретую трубку с оксидом меди черный оксид меди превраща­ется в красную порошкообразную металлическую медь.

Судья. На нашем суде присутствует общественный обвини­тель, представитель от совхоза - инженер по технике безопасности. Ему предоставляется слово.

Общественный обвинитель. Да, оксиду углерода надо требо­вать самое суровое наказание. Мы знаем, автомобиль - прекрасное изобретение человечества. Но легковые автомобили за тысячу кило­метров пробега сжигают около полутоны кислорода каждый -годовую норму, необходимую для дыхания человека. Грузовики и автобусы - гораздо больше. Тревожный факт - загрязнение атмосфе­ры, увеличение в ней вредных газов, в том числе и появление этого оксида. Сейчас человечество ежегодно сжигает 2,7 млрд. тонн камен­ного угля и 1,6 млрд. тонн нефти, огромное количество древесины. При сжигании топливо, как правило, сгорает не полностью, и воздух загрязняется. Но не меньше загрязняется атмосфера промышленными отходами, в состав которых входит и оксид углерода, этому надо положить конец.

Судья. Слово предоставляется Адвокату.

Адвокат. Я разделяю чувство негодования, давайте во всем разберемся, так ли уж виноват только оксид углерода. Газ выделяется в воздух и когда работают машины, тракторы, когда мы топим печь, кто же способствует выделению его: и шоферы, и те, кто выпускает машины, - это инженеры, рабочие. При чем же здесь оксид углерода? Если машина исправная, он не будет выделяться? Таким образом, ложится не вся вина на оксид углерода. А потом давайте поговорим о его применении в металлургии. Здесь мы уже слышали, что этот оксид используется для получения металлов, в качестве восстанови­теля, но он также используется в качестве топлива. Поэтому убедительно вас прошу, товарищи судьи, учтите эти его качества, когда будете выносить приговор. У меня все.

Судья. Последнее слово предоставляется подсудимому. Оксид углерода, что вы можете сказать?

Подсудимый. Что мне говорить о себе. Вы уже слышали, что

моя формула СО, что я газ, без цвета, без запаха, не растворим в воде, не взаимодействую с кислотами и щелочами, я не солеобразующий оксид. Я очень ядовит, да, я могу отравить людей, если не соблюдать предосторожность. Но меня используют в качестве топлива, я вхожу в состав инертного газа, в качестве восстановителя в металлургии для получения металла.

Больше мне нечего сказать о себе.

Судья. Вопросы к подсудимому есть? Нет.

Секретарь. Суд уходит на совещание.

Секретарь. Встать, суд идет.

Судья. Обвинение:

1. Выселить Оксид Углерода из села навечно без права возвра­щаться назад.

2. Объявить врагами все печи, которые выделяют этот газ:

3. Выразить всем инженерам, выпускающим из гаража машины, тракторы с неисправными выхлопными трубами, всеобщее осуждение.

4. Истребовать от каждого жителя села активной защиты окру­жающей среды.

5. Всем знать о первой помощи при отравлении этим газом.

III. Итоги урока-игры.

Название документа Лекция.Экологическая химия литосферы.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Тема урока: «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ЛИТОСФЕРЫ»



Форма: урок – лекция

Цель: системное изучение химических процессов, происходящих в почве биогеохимические механизмы, обеспечивающие восстановление равновесия в кругообороте веществ; антропогенные влияния, нарушающие замкнутость циклов; способы устранения или уменьшения последствий этих воздействий; экологический мониторинг.

Задачи:

1. Способствовать формированию знаний об окружающей среде как целостной системе с множеством сбалансированных связей, нарушение

которых усиливает экологическую проблему.

2. Вызвать профессиональный интерес к основным аспектам охраны

окружающей среды – технико-экономическому, экологическому и

социально-политическому.

3. Обеспечить системой знаний, которые убеждали бы учащихся, что

химия не является «губителем всего живого», а составляет неотъемлемую часть процесса развития цивилизации.

4. Развивать систему интеллектуальных и практических умений по изучению, оценке и улучшению состояния окружающей среды своего края.


Изучение нового материала:


Литосфера - верхняя твердая оболочка Земли, постепенно с глубиной переходящая в сферы с меньшей площадью вещества. Включает земную кору и верхнюю мантию Земли. Мощность литосферы 50 - 200 км, в том числе земной коры - до 50 -75 км на континентах и 5 - 10 км на дне океана. Верхние слои литосферы (до 2 - 3 км, по некоторым данным, - до 8,5 км) называются литобиосферой.


Химический состав земной коры на глубинах 10 - 20 км

Элемент

Массовая доля, %

Кислород

49,13

Магний

2,35

Железо

4,20

Углерод

0,35

Калий

2,35

Алюминий

26,00

Титан

0,61

Натрий

2,40

Кремний

26,00

Водород

1,00

Кальций

3,25

Хлор

0,20


Природные химические соединения элементов земной коры называются минералами. Из них состоят многочисленные типы горных пород. Основными группами горных пород являются магматические, осадочные и метаморфические.

Человек практически не воздействует на литосферу, хотя верхние горизонты земной коры подвергаются сильной трансформации в результате эксплуатации месторождений полезных ископаемых.

Природные ресурсы - это тела и силы природы, которые используются человеком для поддержания своего существования. К ним относятся солнечный свет, вода, воздух, почва, растения, животные, полезные ископаемые и все остальное, что не создано человеком, но без чего он не может существовать ни как живое существо, ни как производитель.

В настоящее время используются почти все элементы периодической системы Д.И.Менделеева.

Степень применения и переработки многочисленных видов минерального сырья определяет прогресс и благосостояние общества. Основными сырьевыми ресурсами служат металлы, вода, минеральное и органическое сырье. Темпы эксплуатации земных недр ускоряются из года в год. За последние 100 лет ежегодное потребление угля, железа, марганца и никеля увеличилось в 50-60 раз, вольфрама, алюминия, молибдена и калия в 200 - 1000 раз.

В последние годы возросла добыча энергетических ресурсов - нефти, природного газа. Так, в 1991 году в мире было добыто 3340 млн. тонн нефти, из них почти 40% приходится на США, Саудовскую Аравию и Россию. Природного газа добыто 2115 млрд. м3, из них на Россию приходится 38%, на США - около 24%. Возросла в мире добыча золота и алмазов.

Современная эпоха характеризуется все возрастающим потреблением минерально-сырьевых ресурсов. Поэтому возникает проблема более рационального использования минеральных ресурсов, которую можно решить следующими методами:

- создание новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых, ресурсосберегающих методов добычи;

- комплексное использование минерального сырья;

- сокращение потерь сырья на всех этапах освоения и использования запасов недр, особенно на стадиях обогащения и переработки сырья;

- создание новых веществ, органический синтез минерального сырья.

Кроме того, важная роль в рациональном использовании природных ресурсов принадлежит ресурсосберегающим технологиям, позволяющим обеспечить прежде всего энергетическую эффективность - соотношение между затрачиваемой энергией и полезным продуктом, получаемым при этих затратах. Как отмечает Т. Миллер (1993), использовать высококачественную энергию, извлекаемую из ядерного топлива, в низкокачественную для обогрева жилищ - «это все равно, что резать масло циркулярной пилой или бить мух кузнечным молотом». Поэтому основным принципом использования энергии должно быть соответствие качества энергии поставленным задачам. Для обогрева жилищ можно использовать солнечную энергию, энергию термальных источников, ветра, что уже применяется в некоторых странах. На рис. 9.1 (см. на с. 90) показаны модели двух типов общества: общество одноразового потребления, создающее отходы, и природосберегающее общество.

Второй тип общества - это общество будущего, в основе которого лежит разумное использование энергии и рециркуляции вещества, вторичное использование невозобновимых ресурсов, а также (что особенно важно) не должно происходить превышение порога экологической устойчивости окружающей среды. Например, значительно проще и дешевле предотвратить попадание загрязняющих веществ в природную среду, чем пытаться очистить ее от этого загрязнения. Отходы производства, быта, транспорта и т.д. могут реально и потенциально использоваться как продукты в других отраслях народного хозяйства или в ходе регенерации.

Вредные отходы должны подвергаться нейтрализации, а неиспользуемые считаются отбросами. Основные виды отходов делятся на бытовые, отходы производства и производственного потребления.

1. Бытовые (коммунальные) твердые (в том числе твердая составляющая сточных вод - их осадок) отбросы, не утилизированные в быту, образующиеся в результате амортизации предметов быта и самой жизни людей (включая бани, прачечные, столовые, больницы и пр.). Для уничтожения бытовых отходов сооружают мощные мусоросжигательные установки или заводы, которые дают электроэнергию или пар, идущие на обогрев предприятий и жилья.

2. Отходы производства (промышленные) - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции. Они могут быть безвозвратными (улетучивание, угар, усушка) и возвратными, подлежащими переработке. По данным зарубежных источников, в странах ЕЭС 60% бытовых отходов подвергается захоронению, 33% сжигается и 7% компостируется, Что же касается промышленных и сельскохозяйственных отходов, то свыше 60 и 95% соответственно подвергаются интенсивной переработке.

3. Отходы производственного потребления - непригодные для дальнейшего использования машины, механизмы, инструменты и др. Они могут быть сельскохозяйственными, строительными, производственными, радиоактивными. Последние весьма опасны и нуждаются в тщательном захоронении или дезактивации.

В последние годы увеличилось количество опасных (токсичных) отходов, способных вызывать отравления или иные поражения живых существ. Это прежде всего не использованные различные ядохимикаты в сельском хозяйстве, отходы промышленных производств, содержащие канцерогенные и мутагенные вещества. В России к опасным отходам относят 10% от массы твердых бытовых отходов, в США - 41%, в Великобритании - 3%, в Японии - 0,3%.

На территории многих стран имеются так называемые «ловушки», то есть давно забытые захоронения опасных отходов, на которых со временем построили жилые дома и другие объекты, дающие о себе знать появлением странных заболеваний местного населения. К таким «ловушкам» можно отнести и места проведения ядерных испытаний в мирных целях. Существующие проекты (отчасти реализованные) захоронения, а также подземные ядерные испытания могут иниицировать так называемые «наведенные» землетрясения.

Наибольшей трансформации подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы в пределах суши. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва.

Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Важнейшим свойством почвы является плодородие - способность обеспечивать рост и развитие растений. Почва является гигантской экологической системой, оказывающей, наряду с Мировым океаном, решающее влияние на всю биосферу. Она активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы Земли. Посредством почвы - важнейшего компонента биоценозов - осуществляются экологические связи живых организмов с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Основателем научного почвоведения является выдающийся русский ученый В.В. Докучаев (1846 - 1903), который раскрыл сущность почвообразовательного процесса. К факторам почвообразования относятся материнские (почвообразующие) породы, растительные и животные организмы, климат, рельеф, время, вода (почвенная и грунтовая) и хозяйственная деятельность человека. Развитие почвы неразрывно связано с материнской породой (гранит, известняк, песок, лёссовидные суглинки и др.). Образование рыхлой почвенной массы связано как с процессами химического выветривания, так и с биологическими - образованием специфических органических веществ (гумуса или перегноя) под воздействием растений.

В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50 - 60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15 - 25%) и вода (25 - 35%). Структура почвы определяется относительным содержанием в ней песка, ила и глины. Химизм почв частично определяется минеральным скелетом, частично - органическим веществом. Большая часть минеральных компонентов представлена в почве кристаллическими структурами. Преобладающими почвенными минералами являются силикаты.

Большую роль в удержании воды и питательных веществ играет особенно многочисленная и важная группа глинистых минералов, большинство из которых образуют в воде коллоидную суспензию. Каждый кристалл глинистого минерала содержит слои силиката, объединенные со слоями гидроксида алюминия, обладающими постоянным отрицательным зарядом, который нейтрализуется катионами, адсорбированными из почвенного раствора. Благодаря этому катионы не выщелачиваются из почвы и могут обмениваться на другие катионы из почвенного раствора и растительных тканей. Эта катионообменная способность служит одним из важных индикаторов плодородия почвы.

Органическое вещество почвы образуется при разложении мертвых организмов, их частей, экскретов и фекалий. Конечным продуктом разложения является гумус, находящийся в коллоидном состоянии, подобно глине, и обладающий большой поверхностью частиц с высокой катионообменной способностью. Одновременно с образованием гумуса жизненно важные элементы переходят из органических соединений в неорганические, например азот в ионы аммония, фосфор в ортофосфат-ионы, сера в сульфат-ионы. Этот процесс называется минерализацией. Углерод высвобождается в виде СО2 в процессе дыхания.

Основными химическими и физическими свойствами, характеризующими плодородие почв являются:

- содержание и состав гумуса, его запасы, мощность гумусового слоя;

- содержание доступных элементов питания;

- показатели физических свойств почвы - плотность, агрегированность, полевая влагоемкость, водопроницаемость, аэрация;

- морфологическое строение профиля почв - мощность пахотного горизонта и в целом гумусового профиля;

- физико-химические свойства почв - реакция почвы, емкость поглощения, состав обменных катионов, степень насыщенности основаниями, уровень токсических веществ - подвижных форм алюминия и марганца, показатели солевого режима. Химическое загрязнение почв приводит к деградации почвенно-растительного покрова и снижению почвенного плодородия.

Почвенный раствор - это раствор химических веществ в воде, находящийся в равновесии с твердой и газообразной фазами почвы и заполняющий ее поровое пространство. Его можно рассматривать как гомогенную жидкую фазу, имеющую переменный состав. Состав почвенного раствора зависит от его взаимодействия с твердыми фазами в результате процессов осаждения-растворения, сорбции-десорбции, ионного обмена, комплексообразования, растворения газов почвенного воздуха, разложения животных и растительных остатков.

Количественными характеристиками состава и свойств почвенного раствора служат ионная сила, минерализованность, электропроводность, окислительно-восстановительный потенциал, титруемая кислотность (щелочность), активности и концентрации ионов, рН. Химические элементы могут находиться в составе почвенного раствора в форме свободных ионов, аквакомплексов, гидроксокомплексов, комплексов с органическими и неорганическими лигандами, в виде ионных пар и других ассоциатов. Почвенные растворы разных типов почв имеют карбонатный, гидрокарбонатный, сульфатный или хлоридный анионный состав с преобладанием среди катионов Ca, Mg, K, Na. В зависимости от степени минерализованности, которую находят как сумму сухих солей после выпаривания почвенного раствора (в мг/л), почвы классифицируют на пресные, солоноватые и соленые .


Классификация природных вод (почвенных растворов)

в зависимости от их минерализованности

По О.А.Алекину

По ГОСТ СТСЗВ 5184-85 «Качество вод. Термины и определения»

Минерализованность, %

Класс вод

Минерализованность, %

Класс вод

1

Пресные

1

Пресные

1 - 25

Солоноватые

1 - 10

Солоноватые

25 - 50

Соленые

10 - 25

Соленые


Важной характеристикой почвенного раствора является актуальная кислотность, которая характеризуется двумя показателями: активностью ионов Н+ (степень кислотности) и содержанием кислотных компонентов (количество кислотности). На величину рН почвенного раствора влияют свободные органические кислоты: винная, муравьиная, масляная, коричная, уксусная, фульвокислоты и другие. Из минеральных кислот большое значение имеет угольная кислота, на количество которой влияет растворение в почвенном растворе СО2.

Только за счет СО2 рН раствора может снижаться до 4 - 5,6. По уровню актуальной кислотности почвы классифицируются на:

сильнокислые рН=3-4; слабощелочные рН=7-8;

кислые рН=4-5; щелочные рН=8-9;

слабокислые рН=5-6; сильнощелочные рН=9-11.

нейтральные рН=7;

Избыточная кислотность токсична для многих растений. Уменьшение рН почвенного раствора вызывает увеличение подвижности ионов алюминия, марганца, железа, меди и цинка, что обусловливает снижение активности ферментов и ухудшение свойств протоплазмы растений и ведет к повреждению корневой системы растений.

Ионообменные свойства почвы связаны с процессом эквивалентного обмена находящихся в почвенном поглощающем комплексе катионов и анионов взаимодействующего с твердыми фазами почвы раствора. Основная часть обменных анионов находится в почвах на поверхности гидроксидов железа и алюминия, которые в условиях кислой реакции имеют положительный заряд. В обменной форме в почве могут присутствовать анионы Cl-, NO3-, SeO4-, MoO42-, HMoO4-. Обменные фосфат-, арсенат- и сульфат-ионы могут содержаться в почвах в небольших количествах, так как эти анионы прочно поглощаются некоторыми компонентами твердых фаз почвы и не вытесняются в раствор при воздействии других анионов. Поглощение анионов почвами в неблагоприятных условиях может приводить к накоплению ряда токсичных веществ. Обменные катионы находятся на обменных позициях глинистых минералов и органического вещества, их состав зависит от типа почв. В тундровых, подзолистых, бурых лесных почвах, красноземах и желтоземах среди этих катионов преобладают ионы Al3+, Al(OH)2+, Al(OH)2+ и H+. В черноземах, каштановых почвах и сероземах обменные процессы представлены преимущественно ионами Ca2+ и Mg2+, а в засоленых почвах - также ионами Na+. Во всех почвах среди обменных катионов всегда есть небольшое количество ионов К+. Некоторые тяжелые металлы (Zn2+, Pb2+, Cd2+ и др.) могут присутствовать в почвах в качестве обменных катионов.

Для улучшения почвы в целях сельскохозяйственного производства проводят систему мероприятий, называемую мелиорацией. К мелиорации относятся: осушение, орошение, окультуривание пустошей, заброшенных земель и болот. В результате проведения мелиорации потеряно особенно много водно-болотных угодий, что способствовало процессу вымирания видов. Проведение мероприятий по коренной мелиорации часто приводит к столкновению интересов сельского хозяйства и охраны природы. Решение о проведении мелиорации должно приниматься лишь после составления комплексного экологического обоснования и сравнения краткосрочных выгод с долгосрочными народнохозяйственными затратами и экологическим ущербом. Мелиорации сопутствует так называемое вторичное засоление почв, происходящее вследствие искусственного изменения водно-солевого режима, чаще всего при неправильном орошении, реже - при неумеренном выпасе на лугах, при неправильном регулировании паводков, неправильном осушении территории и т.д. Засоление - это накопление в почвах легкорастворимых солей. В естественных условиях оно происходит за счет выпадения солей из засолённых грунтовых вод или в связи с эоловым привносом солей из морей, океанов и с территорий, где широко распространены соленые озера. На орошаемых массивах существенным источником солей могут быть оросительные воды и выпадение солей в почвенной толще из минерализованных грунтовых вод, уровень которых при орошении часто поднимается. При недостаточном дренаже вторичное засоление может иметь катастрофические последствия, так как обширные массивы земель становятся непригодными для земледелия из-за большого накопления солей в почвах, сопровождающегося загрязнением почв тяжелыми металлами, пестицидами, гербицидами, нитратами, соединениями бора.

Пестицидами являются химические вещества, применяемые для уничтожения тех или иных вредных организмов.

Собственно пестициды (действующие начала) - природные или чаще всего синтетические вещества, применяющиеся не в чистом виде, а в виде различных комбинаций с разбавителями и ПАВ. Известно несколько тысяч действующих веществ, постоянно используется около 500. Ассортимент их постоянно обновляется, что связано с необходимостью создания более эффективных и безопасных для людей и окружающей среды пестицидов, а также развитием у насекомых, клещей, грибов и бактерий резистентности при длительном применении одних и тех же пестицидов.

Основными характеристиками пестицидов являются активность по отношению к целевым организмам, избирательность действия, безопасность для людей и окружающей среды. Активность пестицидов зависит от их способности проникать в организм, передвигаться в нем к месту действия и подавлять жизненно важные процессы. Избирательность зависит от различий в биохимических процессах, ферментов и субстратов у организмов разных видов, а также от применяемых доз. Экологическая безопасность пестицидов связана с их избирательностью и способностью сохраняться какое-то время в среде, не теряя своей биологической активности. Многие пестициды токсичны для людей и теплокровных животных.

Химические соединения, применяемые в качестве пестицидов, относятся к следующим классам: фосфороорганические соединения, хлорпроизводные углеводороды, карбаматы, хлорфенольные кислоты, производные мочевины, амиды карбоновых кислот, нитро- и галогенфенолы, динитроанилины, нитродифениловые эфиры, галогеналифатические и алифатические кислоты, арилоксиалканкарбоновые кислоты, ароматические и гетероциклические кислоты, производные аминокислот, кетоны, пяти- и шестичленные гетероциклические соединения, триазины и др.

Применение пестицидов в сельском хозяйстве способствует повышению его продуктивности и снижению потерь, однако сопряжено с возможностью остаточного попадания пестицидов в продукты питания и экологической опасностью. Например, накопление пестицидов в почве, попадание их в грунтовые и поверхностные воды, нарушение естественных биоценозов, вредное влияние на здоровье людей и фауну.

Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и их метаболиты, способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет. При определенных условиях из метаболитов пестицидов образуются метаболиты второго порядка, роль, значение и влияние которых на окружающую среду во многих случаях остаются неизвестными. Последствия неумеренного применения пестицидов могут быть самыми неожиданными, а главное, биологически непредсказуемыми. Поэтому за ассортиментом и техникой применения пестицидов установлен жесткий контроль.

Пестициды поражают различные компоненты природных систем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для человека. Подсчитано, что 98% инсектицидов и фунгицидов, 60 - 95% гербицидов не достигают объектов подавления, а попадают в воздух и воду. Зооциды создают в почве безжизненную среду.

Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи (табл. 9.3). Даже в ничтожных количествах пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая, таким образом, его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти вещества оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. Поэтому в последнее время наибольшее применение находят пестициды с низкими нормами расхода (5-50 г/га), распространение получают безопасные синтетические феромоны и другие биологические методы защиты.


Биологическое усиление ДДТ (по П. Ревелль, Ч. Ревелль)

Звено пищевой цепи

Содержание ДДТ, млн-1

Питающаяся рыбой птица

3 - 76

Крупная рыба

1 - 2

Мелкая рыба

0,2 - 1,2

Планктон

0,04

Вода

0,00005


Мировое производство пестицидов около 5 млн. тонн. Возрастание объемов применения пестицидов объясняется тем, что экологически более безопасные альтернативные методы защиты растений недостаточно разработаны, особенно в области борьбы с сорняками. Все это обусловливает особую актуальность детального и всестороннего изучения и прогнозирования всевозможных изменений, возникающих в биосфере под влиянием этих веществ. Необходима разработка эффективных мероприятий по предупреждению нежелательных последствий интенсивной химизации, либо по управлению функционированием экосистем в условиях загрязнения.

Для повышения урожайности культурных растений в почву вносят неорганические и органические вещества, называемые удобрениями. В природном биоценозе господствует естественный круговорот веществ: минеральные вещества, забираемые растениями из почвы, после отмирания растений снова возвращаются в нее. Если же в результате отчуждения урожая для собственного потребления или на продажу система нарушается, становится необходимым применение удобрений.

Удобрения подразделяют на минеральные, добытые из недр, или промышленно полученные химические соединения, содержащие основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец и др.), а также органические составляющие (перегной, навоз, торф, птичий помет, компосты и др.), способствующие развитию полезной микрофлоры почвы и повышающие ее плодородие.

Однако часто удобрения вносят в количествах, не сбалансированных с потреблением сельскохозяйственными растениями, поэтому они становятся мощными источниками загрязнения почв, сельскохозяйственной продукции, почвенных грунтовых вод, а также естественных водоемов, рек, атмосферы. Применение избыточных минеральных удобрений может иметь следующие негативные последствия:

- изменение свойств почв при длительном внесении удобрений;

- внесение больших количеств азотных удобрений приводит к загрязнению почв, сельскохозяйственной продукции и пресных вод нитратами, а атмосферы - оксидами азота. Все сказанное касается и фосфорных удобрений;

- минеральные удобрения служат источником загрязнения почв тяжелыми металлами. Наиболее загрязнены тяжелыми металлами фосфорные удобрения. Кроме того, фосфорные удобрения являются источником загрязнения другими токсичными элементами - фтором, мышьяком, естественными радионуклеидами (ураном, торием, радием). Существенное количество тяжелых металлов попадает в почвы и с органическими удобрениями (торфом, навозом), за счет высоких доз (по сравнению с минеральными) внесения.

Переудобрение приводит к высоким содержаниям нитратов в питьевой воде и некоторых культурах (корнеплодах и листовых овощах). Сами по себе нитраты относительно нетоксичны. Однако бактерии, обитающие в организме человека, могут превращать их в гораздо более токсичные нитриты. Последние способны реагировать в желудке с аминами (например из сыра), образуя весьма канцерогенные нитрозоамины. Вторая опасность повышенных доз нитритов связана с развитием цианоза (грудничковая метгемоглобинемия или синюшность) у грудных и маленьких детей. Предельно допустимые количества (ПДК) нитратов для человека, по рекомендации ВАО, не должны превышать 500 мг N - NO3- в сутки. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) допускает содержание нитратов в продуктах до 300 мг на 1 кг сырого вещества.

Таким образом, избыточное вовлечение соединений азота в биосферу весьма опасно. Чтобы снизить негативные последствия, целесообразно использовать совместное внесение органических и минеральных удобрений (при уменьшении нормы минеральных и увеличении доли органических удобрений). Необходимо запрещать внесение удобрений по снегу, с самолетов, сбрасывать отходы животноводства в окружающую среду. Целесообразно разрабатывать формы азотных удобрений с небольшой скоростью растворения.

Для предотвращения загрязнения почв и ландшафтов различными элементами, в результате внесения удобрений, следует применять комплекс агротехнических, агролесомелиоративных и гидротехнических приемов в сочетании с интенсификацией природных механизмов очистки. К таким приемам можно отнести полезащитную агротехнику, минимальную обработку почв, совершенствование ассортимента средств химизации, мало - и микрообъемное внесение удобрений вместе с семенами, оптимизацию сроков и доз внесения. Кроме того, этому будет способствовать создание агролесомелиоративных систем и организация системы химического контроля за составом минеральных удобрений, содержанием тяжелых металлов и токсических соединений.


Список литературы:

УМК Кузнецовой Н.Е. «Химия и экология»  8-11 классы

Журналы «Химия в школе» 2009 №4; 2010 №10; 2008 №10;




Название документа Презентация к методическому пояснению..pptx

Поделитесь материалом с коллегами:

Элективный курс по теме: «Экологическая химия » Проблемы химической экологии...
Строение Свойства Применение Состав Вещества Биологические функции Химические...
Экологические факторы Абиотические факторы Биотические факторы Антропогенные...
Библиографический список 1.Ашихмина Т.Я.Школьный экологический мониторинг.-«А...
Успехов, дорогие коллеги!
1 из 8

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Элективный курс по теме: «Экологическая химия » Проблемы химической экологии
Описание слайда:

Элективный курс по теме: «Экологическая химия » Проблемы химической экологии созданы самим человеком и возникли как результат деятельности длительной, а в последнем столетии и чрезвычайно бурной производительной деятельности человечества. В.А.Легасов

№ слайда 2 Строение Свойства Применение Состав Вещества Биологические функции Химические
Описание слайда:

Строение Свойства Применение Состав Вещества Биологические функции Химические элементы Бисфера Окружающая среда (ОС) Биохимический круговорот веществ в ОС Загрязнение ОС Физические Химические Биологические

№ слайда 3 Экологические факторы Абиотические факторы Биотические факторы Антропогенные
Описание слайда:

Экологические факторы Абиотические факторы Биотические факторы Антропогенные факторы Воздействие загрязнителей на экосистемы Атмосфера Гидросфера Почвы Техногенные системы Растения Животные Человек Пути оптимизации взаимодействия общества и природы Разработка систем управления и рационального использования ресурсов Создание безотходных производств и безвредных технологий Образование, мониторинговые исследования, воспитание экологической культуры

№ слайда 4
Описание слайда:

№ слайда 5
Описание слайда:

№ слайда 6
Описание слайда:

№ слайда 7 Библиографический список 1.Ашихмина Т.Я.Школьный экологический мониторинг.-«А
Описание слайда:

Библиографический список 1.Ашихмина Т.Я.Школьный экологический мониторинг.-«Агар», «Рандеву-АМ»,2000,385с. 2.Арнаутова Н.З. Исследовательская деятельность учащихся в процессе экологического о образования. Учебно - методическая газета для учителей химии и естествознания. «Химия». ИД. Первое сентября, №12, 2009 г, с.24-34 3. Данилов А.Д., Кароль И.Л. Атмосферный озон – сенсация и реальность. – Л.: Гидрометиоиздат, 1991. 4 .Груздева Н.В. и др. Практикум по экологии.- М.: АО МДС, 1996, 80с. Б.Небел.Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993,2т.  5.   Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В. Л. Кислотные дожди и окружающая среда. –М.: Химия, 1991. – 140 с. 6. Исидоров В.А. Экологическая химия. СПб.: Химиздат, 2000. 7. Кузменок Н.М., Стрельцова Е.А., Кумачев А.И. Экология на уроках химии. М.: Красикопринт., 1996. 8.Маркачев А.Е. Учебно-исследовательские проекты по химии :Содержание и методика реализации / А.Е.Маркачев ,Т.А. Боровских ,Г.М.Чернобельская .- М.: Чистые пруды, 2009 год.- 32с.: ил. –(Библиотека «Первое сентября», серия «Химия «. Вып.27) 9. Назаренко В.М. .Экологический курс химии : от темы к теме .-М.: Просвещение , 2000 10. Монин А.С., Шишков Ю.В. Глобальные экологические проблемы. – М.: Знание, 1991. 11. Пичугин Г.В. Химия в технологии сельского хозяйства. М.: Владос, 2003. 12. Ситаров В.А., Пустовойтов В.В. Социальная экология: Учеб. пособие для студ. Высш. Пед. Учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 280 с. 13. Трофимова И.В. Проблемы проблемного обучения. Научно-методический журнал «Химия в школе» №6, 2005 год, стр. 10-16 14.Татарина Л.Ф.. Экологический практикум для студентов и школьников (Биоиндикация загрязненной среды). М.: Аргус, 1997, 80с. С.Б.Шустов, Л.В.Шустова. Химические основы экологии. М.: Просвещение,1995, 239. 15. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. – М.: Просвещение, 1995 16. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха: Источники и контроль. – М.: Мир, 1980.                          

№ слайда 8 Успехов, дорогие коллеги!
Описание слайда:

Успехов, дорогие коллеги!

Название документа Топография биогенных элементов в организме человека.ppt

Поделитесь материалом с коллегами:

Топография биогенных элементов в организме человека ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? тест...
Определите макроэлементы, содержащиеся в организме человека? a) O,C, H, N, P,...
Выберите макроэлементы, содержащиеся в живом организме? Неверно! Ошибочка Что...
Приложение №1 Топография важнейших биогенных элементов в организме человека О...
Тяжёлые металлы - это элементы периодической системы химических элементов Д.И...
1 из 5

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Топография биогенных элементов в организме человека ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? тест
Описание слайда:

Топография биогенных элементов в организме человека ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? тест Задание №2 Задание №3 Приложение №1

№ слайда 2 Определите макроэлементы, содержащиеся в организме человека? a) O,C, H, N, P,
Описание слайда:

Определите макроэлементы, содержащиеся в организме человека? a) O,C, H, N, P, S, Ca, Mg, Na, Cl б) Au, Hg, U, Th, Ra в)I, Cu, As, Br, Sr, Урок по теме «Тяжелые металлы»

№ слайда 3 Выберите макроэлементы, содержащиеся в живом организме? Неверно! Ошибочка Что
Описание слайда:

Выберите макроэлементы, содержащиеся в живом организме? Неверно! Ошибочка Что-то не так Hg N Ba Ca I O

№ слайда 4 Приложение №1 Топография важнейших биогенных элементов в организме человека О
Описание слайда:

Приложение №1 Топография важнейших биогенных элементов в организме человека Органы человека по-разному концентрируют в себе различные химические элементы, т. е. микро- и макроэлементы неравномерно распределяются между разными органами и тканями. Большинство микроэлементов накапливаются в печени, костной и мышечной тканях. Эти ткани являются основным депо (запасником) для многих микроэлементов. Элементы могут проявлять специфическое сродство по отношению к некоторым органам и содержатся в них в высоких концентрациях. Хорошо известно, что цинк концентрируется в поджелудочной железе, йод – в щитовидной, фтор – в эмали зубов, алюминий, мышьяк, ванадий накапливаются в волосах и ногтях, кадмий, ртуть, молибден – в почках, олово – в тканях кишечника, стронций – в предстательной железе, костной ткани, барий – в пигментной сетчатке глаза, бром, марганец, хром – в гипофизе и т. д. Данные по распределению (топографии) некоторых макро- и микроэлементов в организме человека приведены на схеме. В организмах микроэлементы могут находиться как в связанном состоянии, так и в виде свободных ионных форм. Установлено, что кремний, алюминий, медь и титан в тканях головного мозга находятся в виде комплексов с белками, тогда как марганец – в ионном виде. Водород и кислород – макроэлементы. Они входят в состав воды, которой в организме взрослого человека в среднем содержится около 65 %. Вода неравномерно распределена по органам, тканям и биологическим жидкостям человека. Так, в желудочном соке, слюне, плазме крови, лимфе вода составляет от 99,5 до 90 %. В моче, сером веществе головного мозга, печени, коже, спинном мозге, мышцах, легких, сердце – 70 – 80 %. Меньше всего – 40 % воды содержится в скелете. Макроэлементы – углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор – входят в состав белков, нуклеиновых кислот и других биологически активных соединений организма. Содержание углерода в белках составляет от 51 до 55 %, кислорода – от 22 до 24 %, азота – от 15 до 18 %, водорода – от 6,5 до 7 %, серы – от 0,3 до 2,5 %, фосфора – около 0,5 %. О содержании белков в различных тканях и органах животных и человека, а, следовательно, и о примерном содержании элементов C, H, N, S, P можно судить на основании данных, приведенных в таблице 6.1. Таблица 6.1 Содержание белков в тканях различных органов животных и человека (W, % от сухой массы) Органы и тканиМассовая доля W, %Селезенка84Легкие825Мышцы80Почки72Сердце60Печень57 Головной мозг45Кишечник63Кожа 63Кости28Зубы24  Углерод, водород и кислород входят также в состав углеводов, содержание которых в тканях животных и человека невелико – примерно 2 %. Эти элементы входят в состав липидов (жиров). Кроме того, в состав фосфолипидов входит фосфор в виде фосфатных групп. В наибольшей степени липиды концентрируются в головном мозге (12 %), а затем в печени (5 %), молоке (2 – 3 %) и сыворотке крови (0,6 %). Однако основная часть фосфора – 600 г – содержится в костной ткани. Это составляет 85 % от массы всего фосфора, находящегося в организме человека. Концентрируется фосфор и в твердых тканях зубов, в состав которых он входит вместе с кальцием, хлором, фтором в виде гидроксил-, хлор-, фторапатитов общей формулы Ca5(PO4)3X, где X = OH, Cl, F соответственно. Кальций преимущественно концентрируется в костной ткани, а также и в зубной ткани. Натрий и хлор в основном содержатся во внеклеточных жидкостях, а калий и магний – во внутриклеточных. В виде фторидов натрий и калий входят в состав костной и зубной ткани. Магний в виде фосфата Mg3(PO4)2 содержится в твердых тканях зуба. Десять металлов, жизненно необходимых для живого организма, получили название «металлы жизни». Так, установлено, что в организме человека массой 70 кг содержание «металлов жизни» составляет (в граммах): кальция – 1700, калия – 250, натрия – 70, магния – 42, железа – 5, цинка – 3, меди – 0,2, марганца, молибдена и кобальта, вместе взятых, – менее 0,1. В теле взрослого человека содержится около 3 кг минеральных солей, причем 5/6 этого количества (2,5 кг) приходится на долю костных тканей. Некоторые макроэлементы (магний, кальций) и большинство микроэлементов содержатся в организме в виде комплексов с биолигандами – аминокислотами, белками, нуклеиновыми кислотами, гормонами, витаминами и т. д. Так, ион Fe2+ в качестве комплексообразователя входит в состав гемоглобина, Co2+ – в витамин B12, Mg2+ – в хлорофилл. Известны многочисленные биокомплексы и других элементов (Cu, Zn, Mo и др.), играющие важную биологическую роль в организме. На изменение содержания химических элементов в организме влияют различные заболевания. Так, при рахите происходит нарушение фосфорно-кальциевого обмена, что приводит к снижению содержания кальция. При нефрите из-за нарушения электролитного обмена уменьшается содержание кальция, натрия, хлора и повышается содержание магния, калия в организме. В поддержании определенного содержания макро- и микроэлементов в организме участвуют гормоны.

№ слайда 5 Тяжёлые металлы - это элементы периодической системы химических элементов Д.И
Описание слайда:

Тяжёлые металлы - это элементы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с относительной молекулярной массой больше 40. Одним из сильнейших по действию и наиболее распространенным химическим загрязнением является загрязнение тяжелыми металлами.    К тяжелым металлам относятся более 40 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет свыше 50 атомных единиц. Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Группа "тяжелых металлов" во многом совпадает с понятием "микроэлементы". Отсюда свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий являются тяжелыми металлами. Тяжелые металлы, попадая в наш организм, остаются там навсегда, вывести их можно только с помощью белков молока и белых грибов. Достигая определенной концентрации в организме, они начинают свое губительное воздействие - вызывают отравления, мутации. Кроме того, что сами они отравляют организм человека, они еще и чисто механически засоряют его - ионы тяжелых металлов оседают на стенках тончайших систем организма и засоряют почечные каналы, каналы печени, таким образом, снижая фильтрационную способность этих органов. Соответственно, это приводит к накоплению токсинов и продуктов жизнедеятельности клеток нашего организма, т.е. самоотравление организма, т.к. именно печень отвечает за переработку ядовитых веществ, попадающих в наш организм, и продуктов жизнедеятельности организма, а почки - за их выведение наружу Источники поступления тяжелых металлов делятся на природные (выветривание горных пород и минералов, эрозийные процессы, вулканическая деятельность) и техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, движение транспорта, деятельность сельского хозяйства). Часть техногенных выбросов, поступающих в природную среду в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния и вызывает глобальное загрязнение. Другая часть поступает в бессточные водоемы, где тяжелые металлы накапливаются и становятся источником вторичного загрязнения, т.е. образования опасных загрязнений в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде (например, образование из нетоксичных веществ ядовитого газа фосгена). Тяжелые металлы накапливаются в почве, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции - выдувании почв. Период полуудаления или удаления половины от начальной концентрации составляет продолжительное время: для цинка - от 70 до 510 лет, для кадмия - от 13 до 110 лет, для меди - от 310 до 1500 лет и для свинца - от 740 до 5900 лет. В гумусовой части почвы происходит первичная трансформация попавших в нее соединений. Тяжелые металлы  обладают  высокой  способностью к многообразным химическим, физико-химическим и биологическим реакциям. Многие из них имеют переменную валентность и участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Тяжелые металлы и их соединения, как и другие химические соединения, способны перемещаться и перераспределяться в средах жизни, т.е. мигрировать. Миграция соединений тяжелых металлов происходит в значительной степени в виде органо-минеральной составляющей. Часть органических соединений, с которыми связываются металлы, представлена продуктами микробиологической деятельности. Ртуть характеризуется способностью аккумулироваться в звеньях «пищевой цепи». Микроорганизмы почвы могут давать устойчивые к ртути популяции, которые превращают металлическую ртуть в токсические для высших организмов вещества. Некоторые водоросли, грибы и бактерии способны аккумулировать ртуть в клетках. Ртуть, свинец, кадмий входят в общий перечень наиболее важных загрязняющих веществ окружающей среды, согласованный странами, входящими в ООН.

Название документа Методические рекомендации.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Разработка методических материалов и мультимедийной

поддержки для 9-10 классов

по теме «Экологическая химия»


Выполнили:

Арнаутова Наталья Захаровна

МБОУ «СОШ №4» г. Шебекино



Элективный курс «Химическая экология» предназначен для предпрофильной подготовки учащихся 9 класса, относится к межпредметному (ориентированному виду) и способствует развивающей функции познавательных возможностей девятиклассников, формированию учебной и профессиональной мотивации. При отборе содержания учебного материала эколого-химической направленности рекомендуется использовать опубликованными в журнале «Химия в школе» работами В.Н.Назаренко1 , которая разработала систему экологических знаний, включающие социальные, естественнонаучные и технические знания, что обеспечивает междисциплинарный и комплексный подход к изучению экологических проблем. Опираясь на эту систему, необходимо особое значение обратить на содержание и формирование основных эколого-химических понятий, которые отражены в схеме №1.

Модель системы понятий эколого-химического содержания в курсе элективного курса «Экологическая химия »

Схема №1

Данная схема показывает взаимосвязь основных понятий, изучаемых в школе и иллюстрирует значимость знаний, изучаемых на уроках химии и биологии. Учащиеся не только закрепляют полученные теоретические знания по теме: «Металлы», но и раскрывают значение ионов металлов для живых организмов; развивают умения самостоятельно проводить эксперимент, делать выводы, применять знания на практике; развивать общеучебные умения и навыки. При проведении работы раскрывается двойственное влияние ионов металлов на природу в зависимости от концентрации их в окружающей среде. Учащиеся узнают, что ионы металлов являются участниками биохимических процессов, стимулируют и нормализуют обмен веществ, оказывают положительное влияние на рост и размножение, участвуют в создании определенной ионной концентрации и обеспечивают протекание жизненных процессов в клетке. Для раскрытия этих понятий рекомендуется изучить статью «Исследовательская деятельность учащихся в процессе экологического образования» , опубликованной в учебно-методической газете «Химия» №12 2009 года .2 С целью обобщения этих знаний предлагаются использовать интерактивный плакат «Топография биогенных элементов в организме человека», который не только вызовет интерес учащихся, но и позволит проверить знания учащихся после изучения тем « Влияние тяжелых металлов на организм человека», «Биогенные элементы в нашей жизни». Чтобы раскрыть такие понятия, как: биосфера, загрязнители, литосфера, атмосфера мы предлагаем курс лекций по этим темам.   В последнее время в обществе появилось искаженное представление о химии (науке и промышленности) как первопричине кризисной экологической ситуации. Полагают, что все беды на Земле происходят из-за чрезмерного увлечения химизацией и что единственной мерой оздоровления природной среды станет отказ от развития химической индустрии. Такой однобокий, неконструктивный подход вызывает устойчиво негативное отношение к химии как к науке в целом, снижает интерес к ее познанию. Кроме того, ученик приучается находить причины всех несчастий в чем-то или ком-то другом, не принимая во внимание свои собственные поступки, не анализируя сущность возникшего конфликта, а ведь ответственность человека базируется, прежде всего, на критической оценке своей деятельности. Поэтому при изучении данного курса особое внимание необходимо обратить на выработку эколого-химических систем знаний, обобщенных умений и их полноценное функционирование.( Схема №2) При этом учитывать приоритеты общечеловеческих ценностей, развитию интеллектуальных способности анализировать взаимосвязь природы и влияние различных факторов на окружающую среду, предвидеть последствия этих воздействий, решать экологические проблемы.

(Схема№2)

Важной задачей учителя является превращение эколого-химических знаний и умений в творческое осмысление мира, добывания и переработки новой информации. Решение этой задачи можно обеспечить применением проблемно - исследовательских подходов к обучению, включением учащихся в поиск информации в Интернете, разработкой и реализацией экологических проектов, связанных с региональными проблемами3. Ученические научно-исследовательские проекты представляют собой специфическую форму контакта учащихся с окружающей средой, средство их приобщения к экологическому исследованию. Они могут оказать серьезное влияние на профессиональный выбор. Также данный подход направлен на формирование основных навыков исследовательской деятельности: выбор темы, постановки проблемы, планирование, формулирование и аргументирование выводов4.С этой целью предлагаются разработки уроков по теме «Очистка воды», «Экологические аспекты водоиспользования», которые способствуют развитию интересов школьников к химии, активизируют их познавательную деятельность, формируют активную личную позицию по бережному и экономному отношению к природным ресурсам.

Рекомендуем использовать разнообразные формы организации обучения: проблемные уроки и лекции, ролевые и деловые игры, семинары, конференции, групповую работу по решению эколого-химических проблем и созданию экологических проектов, осуществлению мини-исследований экспериментального характера. Предлагаем провести уроки-игры "Экологический алфавит" по теме "Экология сообществ и популяций», «Суд над угарным газом» в ходе которых в игровой форме обобщить, закрепить и проверить знания учащихся по усвоению элективного курса. Для успешности освоения учащимися изучаемого материала необходимо использовать разнообразные методы : наблюдение, измерение , опыты, эксперименты, моделирование. Интерес к решению эколого-химических проблем может изменить стереотипность поведения отдельных учащихся, из пассивных слушателей сделать активными участниками жизни. Учитель должен при изучении элективного курса «Экологическая химия» создать у учащихся реальное представление о том, где мы живем, что нам угрожает и что нужно сделать, чтобы сохранить природу своей планеты, своего родного уголка. Лучше всего данный материал изучать на примере своей области и малой Родины. Для изучения предлагается презентация об экологических проблемах Белгородской области.

Таким образом, элективный курс «Экологическая химия» может способствовать развитию интереса обучающихся к эколого-химическому материалу, включать их в активную деятельность по решению химико-экологических задач и комплексных проблем, воспитывать экологическую культуру школьников, а также формирует позицию учащегося , как сберечь физическое, эмоциональное, личностное здоровье и вести здоровый образ жизни. В основу курса положены химико-биологические, экологические и валеологические знания и связанные с ним учения. Идея целостности природы выступает естественнонаучной основой содержания курса.













1.Назаренко В.М. .Экологический курс химии : от темы к теме .-М.: Просвещение , 2000

2.Арнаутова Н.З. Исследовательская деятельность учащихся в процессе экологического о образования. Учебно - методическая газета для учителей химии и естествознания. «Химия». ИД. Первое сентября, №12, 2009 г, с.24-34

3.Трофимова И.В. Проблемы проблемного обучения. Научно-методический журнал «Химия в школе» №6, 2005 год, стр. 10-16

4.Маркачев А.Е. Учебно-исследовательские проекты по химии :Содержание и методика реализации / А.Е.Маркачев ,Т.А. Боровских ,Г.М.Чернобельская .- М.: Чистые пруды, 2009 год.- 32с.: ил. –(Библиотека «Первое сентября», серия «Химия «. Вып.27)

















Название документа Проблемы Белгородской области.ppt

Поделитесь материалом с коллегами:

Экология Белгородской области
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Загрязнение атмосферы Белгородской...
Загрязнение атмосферы Старого Оскола Если отдельно коснуться экологии Старого...
Загрязнение атмосферы Белгорода Степень загрязнения воздуха Белгорода характе...
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Различные животноводческие фермы предс...
ПРОМЫШЛЕННЫЕ И БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Проблема сбора и утилизаци...
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЁМОВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ По степени чистоты вод реки Северск...
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Питьевая вода Белгородской обл...
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Радиационная ситуация в Белгор...
Белгородская область – самый чистый район России, согласно результатам исслед...
1 из 10

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Экология Белгородской области
Описание слайда:

Экология Белгородской области

№ слайда 2 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Загрязнение атмосферы Белгородской
Описание слайда:

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Загрязнение атмосферы Белгородской области промышленными предприятиями в среднем за пять лет составляет 42 – 52 % от показателей 1990 года. Успех в улучшении качества воздуха в регионе во многом является заслугой эффективной работы очистных сооружений. В среднем за год ими улавливается 650000 тонн загрязняющих веществ, представленных по большей части взвешенными частицами. Эффективность функционирования очистных сооружений в Белгородской области составляет 98%: 86,4% выбрасываемых промышленными предприятиями веществ обезвреживается, и только чуть больше 2% – выпускается в атмосферу. Благодаря системе очистки воздуха стационарные источники загрязнения атмосферы Не представляют сегодня серьёзной угрозы для экологии Белгородской области. Чего нельзя сказать об автомобилях.

№ слайда 3 Загрязнение атмосферы Старого Оскола Если отдельно коснуться экологии Старого
Описание слайда:

Загрязнение атмосферы Старого Оскола Если отдельно коснуться экологии Старого Оскола, надо сказать, что степень загрязнения атмосферного воздуха этого города на данный момент признаётся повышенной. Среднегодовые показатели по формальдегиду превышают предельно допустимую концентрацию в 2,3 раза, по бензапирену – в 1,6 раза, по диоксиду азота – в 1,16 раза, по оксиду углерода – в 2,4 раза.

№ слайда 4 Загрязнение атмосферы Белгорода Степень загрязнения воздуха Белгорода характе
Описание слайда:

Загрязнение атмосферы Белгорода Степень загрязнения воздуха Белгорода характеризуется как повышенная. Содержание диоксида азота составляет 1,1 ПДК, концентрация формальдегида – 2 ПДК, содержание оксида углерода – 1,4 ПДК. Однако надо отметить, что загрязнение атмосферы Белгорода носит локальный характер. Сильнее всего загрязнён воздух рядом с автомобильными трассами и дорогами.

№ слайда 5 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Различные животноводческие фермы предс
Описание слайда:

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Различные животноводческие фермы представляют угрозу для экологии Белгородской области в целом, и для почвы региона в частности. Из-за нерегулярного контроля качества стоков со свинокомплексов, применяемых как удобрения, возникает опасность загрязнения пашни. На 25% территории сельскохозяйственных угодий в ходе исследований были выявлены жизнеспособные яйца гельминтов. На 4,2% изучаемой площади было обнаружено превышение предельно допустимой концентрации нитрата азота.

№ слайда 6 ПРОМЫШЛЕННЫЕ И БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Проблема сбора и утилизаци
Описание слайда:

ПРОМЫШЛЕННЫЕ И БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Проблема сбора и утилизации промышленных и бытовых отходов является одной из главных для экологии Белгородской области. Масштабы централизованного сбора и вывоза мусора в последние годы увеличились почти в 2 раза. Свалки и полигоны Белгородской области вывозиться более 3656200 кубометров твёрдых бытовых отходов.

№ слайда 7 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЁМОВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ По степени чистоты вод реки Северск
Описание слайда:

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЁМОВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ По степени чистоты вод реки Северский Донец, Оскол, Потудань, Ворскла и Ворсклица принадлежат к третьему классу. Суммарный объём сточных вод, сбрасываемых в водоёмы Белгородской области, составляет 130060000 кубометров. В последние годы зафиксировано уменьшение загрязнений водоёмов органическими веществами, взвешенными частицами, железом, хлоридами, медью, СПАВ, сульфатами. А вот концентрация жиров, поступающих в реки области, увеличилась.

№ слайда 8 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Питьевая вода Белгородской обл
Описание слайда:

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Питьевая вода Белгородской области «поставляется» подземными источниками. В результате проверок было установлено, что вся питьевая вода региона безопасна. Патогенной микрофлоры в ней нет, случаев инфекционных заболеваний из-за питьевой воды не было уже много лет.

№ слайда 9 РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Радиационная ситуация в Белгор
Описание слайда:

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Радиационная ситуация в Белгородской области не вызывает никаких опасений. Среднегодовой показатель мощности экспозиционной дозы гамма-излучения составляет 11 микрорентген в час, максимальный показатель на территории региона – 17 микрорентген в час.

№ слайда 10 Белгородская область – самый чистый район России, согласно результатам исслед
Описание слайда:

Белгородская область – самый чистый район России, согласно результатам исследования общественной организации «Зелёный патруль» в конце 2010 года. Экологические контрольные лабораторные анализы в 2010 году показали, что в Белгородской области ни по каким параметрам не наблюдается превышения предельно допустимых содержаний загрязняющих веществ: ни в атмосфере, ни в воде, ни в почве.

Название документа Программа эл. курса Экологическая химия.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Элективный курс по теме

«Экологическая химия»



Программа элективного курса и методические рекомендации для учащихся 9-х классов


Авторы:


Валухова В.И. – учитель химии

Белгородский район


Бабукова В.В. – учитель химии сш №1 п. Северный

Белгородский р-он



Пояснительная записка


Курс «экологическая химия» рассчитан на 16 часов. Реализация программы осуществляется на основе межпредметных связей химии, экологии и биологии. Материал программы позволит не только сориентировать учащихся на предмет «химия», но заложить основы понимания развития современной цивилизации, личной ответственности за судьбу человечества и планеты Земля. Данный курс формирует экологическую компетентность учащихся, и созданию отчетливых представлений о том, что в загрязнении окружающей среды виновата не химия, а экологическая безграмотность людей и недостаток химических знаний. Курс учитывает возрастные особенности людей данного возраста и является доступным для восприятия. Элективный курс предусматривает использование регионального материала и решает экологические проблемы Белгородской области, что способствует развитию интереса учащихся.

Цель курса: расширение и углубление знаний учащихся по химии и экологии, развитие познавательных интересов учащихся с целью предпрофессиональной ориентации старшеклассников; формирование на основе экологических знаний и учений ответственного отношения личности к окружающей природной и социальной среде.


Задачи курса:

  1. Раскрытие и углубление ведущих экологических понятий.

  2. Развитие экологического сознания (системы представлений о мире, для которого характерны ориентированность на экологическую целесообразность, отсутствие противопоставления человека и природы, восприятие природных объектов как партнеров по взаимодействию с человеком)

  3. Формирование умений и навыков экологически грамотного поведения в окружающей среде.

  4. Используя задачи экологического содержания закреплять навыки решения расчетных и практических задач по химии.

  5. Создание условий для творческой самореализации и саморазвития школьников.

Основные темы курса- это изучение экологических проблем атмосферы, гидросферы, литосферы, методов контроля за степенью загрязнения окружающей среды.

Элективный курс предусматривает оптимальное использование современных технологий в частности личностно ориентированных, развивающих, компьютерных; различные организационные формы работы и виды деятельности: лекция, рассказ с элементами беседы, сообщения учащихся, презентация, практическая работа. Использование различных средств обучения: эксперимент, ТСО, презентация, расчетные и качественные задачи с экологическим содержанием. Все это обеспечат максимальное вовлечение школьника в процесс построения индивидуальной траектории.

Занятия организуются в форме лекций, семинаров, дискуссий. Помимо вопросов теоретического характера программой предусмотрены практические и лабораторные работы. На заключительном этапе работы предлагается организовать научно-практическую конференцию.

Учебно-тематический план


№ п/п


Наименование разделов и тем


Всего часов

В том числе


Формы контроля

лекции

семинары

практич. занятия

1

Что такое экологическая химия?


1

1



анкетирование

2

Химические элементы в биосфере


1

1



Исследовательская работа

3

Вещества загрязнители или 1 шаг до катастрофы…


2

1

1


Исследовательская работа

4

Экологические проблемы химии литосферы

2

1


1

Исследовательская работа

5

Экологические проблемы химии гидросферы

2

1



1

Исследовательская работа

6

Экологические проблемы химии атмосферы

2

1


1

Исследовательская работа

7

Тяжелые металлы и здоровье человека


2


1

1

Рефераты, сообщения

8

Экологический мониторинг


2



2

Ведение лабораторного журнала

9

Конференция «Экологические проблемы современности»*

2




Защита авторских проектов



* Экологические проблемы Белгородской области, пути их преодоления. Выбор конкретных объектов защиты и анализ экологической ситуации.







Содержание программы



Тема 1. Что такое экологическая химия?

Экологическая химия. Биосфера и ее составляющие. Типы отношения организмов с внешней средой. Хемомедиаторы, их роль во взаимоотношении между различными группами организмов.


Тема 2. Химические элементы в биосфере

Элементы биогенные и второстепенные. Макро- и микроэлементы. Топография (распределение) биогенных элементов. Роль биогенных элементов в живых организмах. Понятие о биологической взаимозаменяемости.


Лабораторная работа: «Обнаружение в составе белков углерода, азота, серы», «Действие солей тяжелых металлов на белок»


Тема 3. Вещества загрязнители или один шаг до катастрофы…

Понятие о загрязнителях и загрязнении окружающей среды. Классификация загрязнителей: 1) по характеру их образования (естественного происхождения, образующиеся при выработки энергии, радиоактивные); 2) по поведению в окружающей среде (стойкие, нестойкие).

Понятие о ПДК (предельно допустимая концентрация), ПДВ (предельно допустимом выбросе).


Практическая работа: «Определение наличия мышьяка в консервных банках производств местных перерабатывающих предприятий».


Тема 4. Экологические проблемы химии литосферы

Ресурсы (почва, недра). Состав почвы и ее разрушение. Удобрения – регуляторы роста и развития: польза и вред. Пестициды, негативное воздействие. Влияние кислотности среды на миграцию металлов в почве.


Демонстрации: «Схема действия фитогормонов на процессы развития растений»


Тема 5. Экологические проблемы химии гидросферы

Химический состав воды мирового океана, крови человека. Чистая и загрязненная вода. Сточные воды, их обработка и нейтрализация ядовитых веществ. Металлы как загрязнители воды: ртуть, свинец, кадмий. Органические загрязнители воды: ПАВ, нефть.


Демонстрации: «Химические превращения и перемещение ртути в загрязненных водах», «Перемещение соединений свинца в экосистеме».

Практическая работа: «Определение физических и химических свойств воды»


Тема 6. Экологические проблемы химии атмосферы

Строение и состав атмосферы. Антропогенные вещества в атмосфере. Изменение климата – следствие «парникового эффекта». Загрязнение тропосферы оксидами серы и азота. «Кислотные дожди». Фотохимический смог. Экологические ловушки. Твердые взвешенные частицы.


Практическая работа: «Определение содержания углекислого газа в закрытом помещение и в атмосфере города» «Индикация атмосферы с помощью трубок с сорбентом, пропитанным определенным реактивом»


Тема 7. Тяжелые металлы и здоровье человека

Металлы биогены (кальций, натрий, калий, цинк, железо, магний). Биологическое взаимодействие металлов в природе: причины и последствия для человека. Тяжелые металлы и здоровье человека. Отрицательные последствия нарушения круговорота металлов в природе и в организме человека.


Лабораторная работа: «Определение содержания ионов тяжелых металлов в биологических объектах»


Тема 8. Экологический мониторинг

Экологический мониторинг. Биоиндикация. Морфологические изменения частей некоторых растений при воздействии на них загрязнителей. Контроль загрязнений с помощью химических методов анализа. Традиционные аналитические реакции на ряд ионов. Современные сенсоры (экспрессный и непрерывный контроль за химическими загрязнениями.



Литература


  1. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. – М.: Просвещение, 1995

  2. Монин А.С., Шишков Ю.В. Глобальные экологические проблемы. – М.: ЗЩнание, 1991.

  3. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха: Источники и контроль. – М.: Мир, 1980.

  4. Химия окружающей среды. (Под ред. М. Бокриса. – М.: Химия, 1982.

  5. Данилов А.Д., Кароль И.Л. Атмосферный озон – сенсация и реальность. – Л.: Гидрометиоиздат, 1991.

  6. Очкин А.В., Фадеев Г.Н. Химия защищает природу: Книга для внеклассного чтения 8-11 кл. М.: Просвещение, 1984.

  7. Кузменок Н.М., Стрельцова Е.А., Кумачев А.И. Экология на уроках химии. М.: Красикопринт., 1996.

  8. Пичугин Г.В. Химия в технологии сельского хозяйства. М.: Владос, 2003.

  9. Химия в школе №2,1991






Название документа Содержание.docx

Поделитесь материалом с коллегами:


Содержание


I . Методическое обоснование темы

II. Аннотация к элективному курсу «Экологическая химия» III.Методические разработки к занятиям элективного курса «Химическая экология»

1 . Лекция «Химические элементы в биосфере»

2.Проблемный урок по теме « Глобальные экологические проблемы современности»

3. Интегрированный урок по теме « Значение биогенных элементов для живых организмов

4. Лекция по теме «Вещества-загрязнители, или один шаг до катастрофы…»

5.Лекция по теме «Загрязнение литосферы»

6. Лекция по теме «Экологическая химия литосферы»

7.Урок по теме «Вода. Очистка воды».

8. Урок по теме «Экологические проблемы водоиспользования».

9. Лекция «Современное состояние атмосферы»

10. Урок - суд- ролевая игра по теме «Оксид углерода-II или угарный газ»

11.Урок по теме «Влияние тяжелых металлов на организм человека».

12.Урок - игра «Экологический алфавит»

Интерактивный плакат по теме «Топография биогенных элементов в организме человека»

Презентации:

  • Методические пояснения к элективному курсу «Химическая экология».

  • Вода. Экологические проблемы водоиспользования.

  • Экологические проблемы Белгородской области.

В помощь учителю.

Статья по теме «Исследовательская деятельность учащихся в процессе экологического образования»

Статья « Экологические проблемы Белгородской области»

IV. Библиографический список

Название документа Экология Белгородской области.doc

Поделитесь материалом с коллегами:

Экология Белгородской области

hello_html_11090369.pnghello_html_11090369.pnghello_html_11090369.pnghello_html_11090369.pnghello_html_11090369.png

hello_html_69ada1d.png

Белгородская область – самый чистый район России, согласно результатам исследования общественной организации «Зелёный патруль» в конце 2010 года.

Экологические контрольные лабораторные анализы в 2010 году показали, что в Белгородской области ни по каким параметрам не наблюдается превышения предельно допустимых содержаний загрязняющих веществ: ни в атмосфере, ни в воде, ни в почве.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Атмосферный воздух даже в крупных городах Белгородской области полностью отвечает экологическим нормам и требованиям по уровню содержания вредных веществ. Однако постоянное увеличение масштабов промышленности в регионе, рост числа автомобилей и прочего автотранспорта формируют тенденцию к ухудшению качества воздуха.

hello_html_m5af94870.jpg

Загрязнение атмосферы Белгородской области промышленными предприятиями в среднем за пять лет составляет 42 – 52 % от показателей 1990 года. Успех в улучшении качества воздуха в регионе во многом является заслугой эффективной работы очистных сооружений. В среднем за год ими улавливается 650000 тонн загрязняющих веществ, представленных по большей части взвешенными частицами. Эффективность функционирования очистных сооружений в Белгородской области составляет 98%: 86,4% выбрасываемых промышленными предприятиями веществ обезвреживается, и только чуть больше 2% – выпускается в атмосферу. Благодаря системе очистки воздуха стационарные источники загрязнения атмосферы не представляют сегодня серьёзной угрозы для экологии Белгородской области. Чего нельзя сказать об автомобилях.

hello_html_76fc240a.jpg

Выхлопные газы автотранспорта составляют 57,5% от общего количества вредных выбросов в атмосферу региона. Для сравнения: вклад горнорудных и металлургических предприятий, вместе взятых, составляет всего 24%; доля строительной промышленности в загрязнении воздуха Белгородской области не превышает 5,5%; магистральные трубопроводы и объекты энергетической промышленности тоже пока не в состоянии конкурировать с автотранспортом.

Масштабы выбросов с промышленных предприятий Белгородской области составляют 126123 тонн в год. В регионе на конец 2010 года насчитывалось 18469 стационарных источников загрязнения воздуха.

Если оценивать вклады всех промышленных объектов в загрязнение атмосферы Белгородской области, то первое место надо законно присудить предприятиям:

  1. обрабатывающей промышленности (металлургия, производство готовых металлических изделий, производство неметаллических минеральных продуктов) – 56,8%;

  2. добычи полезных ископаемых – 20,4%;

  3. производства и распределения электроэнергии, газа и воды – 15,7%.

hello_html_m2b8b30dc.jpg

Атмосферный воздух Белгородской области загрязнён неравномерно. Сильнее всего страдает город Старый Оскол: на него приходится свыше 56% вредных выбросов с промышленных предприятий. Второе место принадлежит городу Губкину – чуть более 18% загрязняющих веществ со стационарных источников; третье – Белгороду – 7,2%; на атмосферу остальных населённых пунктов, вместе взятых, приходится всего 18,5% вредных выбросов с объектов промышленности.

Что касается загрязнителей атмосферы Белгородской области, выброшенных с промышленных предприятий, то это, в первую очередь, оксид углерода (38% – от суммарных объёмов всех вредных веществ), углеводороды (16%), оксиды азота (13%), диоксид серы (10%).

Загрязнение атмосферы Старого Оскола

hello_html_36d6811.jpg

Если отдельно коснуться экологии Старого Оскола, надо сказать, что степень загрязнения атмосферного воздуха этого города на данный момент признаётся повышенной. Среднегодовые показатели по формальдегиду превышают предельно допустимую концентрацию в 2,3 раза, по бензапирену – в 1,6 раза, по диоксиду азота – в 1,16 раза, по оксиду углерода – в 2,4 раза.

Большая доля вредных выбросов в атмосферу Старого Оскола приходится на объекты горнорудной и металлургической промышленности, а также на предприятия по производству стройматериалов. В сумме эти стационарные источники выбрасывают 67,8% от общего объёма загрязняющих атмосферу города веществ. С 2009 года увеличился объём выбросов с ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат», ОАО «Лебединский горнообогатительный комбинат», ЗАО «Осколцемент».

hello_html_m5d9e1db1.jpg

Кроме этого, воздух Старого Оскола серьёзно загрязняется выхлопными газами автомобилей.

Аномально жарким летом 2010 года во время горения торфяников резко повысилась концентрация в воздухе таких загрязняющих веществ, как пыль, диоксид серы, фенол, сероводород и оксид углерода, но сейчас содержание этих веществ в атмосфере нормализовалось и не вызывает опасений.

А вот среднегодовые показатели гамма-излучения в Старом Осколе приближаются к фоновым: в 2010 году они варьировали между отметками 8 – 21 микрорентген в час.

Загрязнение атмосферы Белгорода

hello_html_m4c616484.jpg

Степень загрязнения воздуха Белгорода характеризуется как повышенная. Содержание диоксида азота составляет 1,1 ПДК, концентрация формальдегида – 2 ПДК, содержание оксида углерода – 1,4 ПДК. Однако надо отметить, что загрязнение атмосферы Белгорода носит локальный характер. Сильнее всего загрязнён воздух рядом с автомобильными трассами и дорогами.

Загрязнение атмосферы Губкина

Экология Губкина пока ещё не имеет серьёзных проблем с загрязнением атмосферы. Степень загрязнения воздуха в этом городе низкая. Но концентрация пыли, диоксида серы, оксида углерода и диоксида углерода в атмосфере с каждым годом увеличивается.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

hello_html_63a2cfd7.jpg

Общая территория Белгородской области составляет 21000 кв. км. Почти 79% этой площади занимают сельскохозяйственные угодья.

Различные животноводческие фермы представляют угрозу для экологии Белгородской области в целом, и для почвы региона в частности. Из-за нерегулярного контроля качества стоков со свинокомплексов, применяемых как удобрения, возникает опасность загрязнения пашни. На 25% территории сельскохозяйственных угодий в ходе исследований были выявлены жизнеспособные яйца гельминтов. На 4,2% изучаемой площади было обнаружено превышение предельно допустимой концентрации нитрата азота.

Опасность для экологии Белгородской области представляет наличие на хозяйственных складах непригодных и запрещённых к применению пестицидов (180 тонн). В Ивнянском районе эти ядохимикаты хранятся на разрушенных или полуразрушенных складах со свободным доступом; в Старооскольском районе – в складских помещениях, не соответствующих санитарным требованиям и нормам безопасности.

hello_html_m6c669aa2.jpg

Результаты анализа почвы Белгородской области свидетельствуют о загрязнениях как химического, так и биологического происхождения.

В Губкинском, Алексеевском, Прохоровском, Старооскольском и Корочановском районах зафиксированы случаи превышения норм по микробиологическим показателям. Анализы почвы Новооскольского района и Белгорода показали превышение норм по санитарно-химическим показателям. По одной из проб из Старооскольского и Губкинского районов оказались положительными на содержание яиц гельминтов.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ И БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Проблема сбора и утилизации промышленных и бытовых отходов является одной из главных для экологии Белгородской области. Масштабы централизованного сбора и вывоза мусора в последние годы увеличились почти в 2 раза. В 2010 году, к примеру, было вывезено на свалки и полигоны Белгородской области 3656200 кубометров твёрдых бытовых отходов.

hello_html_69af9057.jpg

В регионе насчитывается 28 полигонов для захоронения твёрдых бытовых отходов с предприятий жилищно-коммунального хозяйства. Кроме того, в Белгородской области имеется 290 санкционированных свалок бытовых отходов вблизи сельских населённых пунктов. Суммарная площадь территории для складирования бытовых отходов составляет почти 314 Га.

Помимо этого, в Белгородской области организовано 8776 площадок для контейнеров под твёрдые бытовые отходы, размещено 23647 контейнеров.

Что касается отходов с промышленных предприятий, то они в основном представлены отбросами вскрышных пород горнорудных промышленных объектов, а также карьеров мела.

Отходы, содержащие ртуть, а также старые аккумуляторы, масла, нефтепродукты, песок, загрязнённый горюче-смазочными материалами, отработанные автомобильные шины частично утилизируются на специализированных предприятиях региона, частично транспортируются в близлежащую Воронежскую область. В Белгородской области есть одно-единственное предприятие, перерабатывающее ртутные лампы.

Медицинские отходы классов Б и В утилизируются на мусороперерабатывающем заводе ООО ТК «Эко Транс» в Белгороде. Объём обезвреживаемых здесь медицинских отходов с каждым годом растёт (в 2010 году он составил 153200 тонн).

hello_html_610731cf.jpg

Вообще, «Эко Транс» – это мусоросортировочный комплекс мощностью 100000 тонн в год. Так что на него доставляют не только медицинские, но и все возможные твёрдые бытовые отходы. «Эко Транс» уже принял на захоронение свыше 1000000 кубических метров отходов. Данный полигон удовлетворяет всем нормативным требованиям законодательства.

Надо добавить, что на территории Белгородской области работают 33 хозяйствующих субъекта по переработке отходов и возврату вторичных материалов в сферу производства и потребления.

Проблемы, с которыми надо бороться, дабы защитить экологию Белгородской области, следующие:

  1. несоблюдение технологии складирования ТБО на большей части объектов захоронения отходов;

  2. нехватка предприятий, специализирующихся на утилизации биологических отходов;

  3. недостаточное количество сливных станций для приёма жидких отходов;

  4. дефицит специализированного автотранспорта у предприятий жилищно-коммунального хозяйства;

  5. несоблюдение установленной законом периодичности вывоза мусора из населённых пунктов;

  6. неполнота охвата населения услугами санитарной очистки;

  7. отсутствие сбора вышедших из строя энергосберегающих ламп.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЁМОВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

hello_html_m6ea50247.jpg

Проблема улучшения качества воды в водоёмах на сегодняшний день весьма значима для экологии Белгородской области. Реки страдают в основном из-за высокой рекреационной нагрузки, недостаточно эффективного функционирования сооружений по очистке сточных вод и отсутствия систем отвода и очистки ливневых вод.

По степени чистоты вод реки Северский Донец, Оскол, Потудань, Ворскла и Ворсклица принадлежат к третьему классу. Суммарный объём сточных вод, сбрасываемых в водоёмы Белгородской области, составляет 130060000 кубометров. В последние годы зафиксировано уменьшение загрязнений водоёмов органическими веществами, взвешенными частицами, железом, хлоридами, медью, СПАВ, сульфатами. А вот концентрация жиров, поступающих в реки области, увеличилась.

Благодаря промышленным технологиям оборотного и повторно-последовательного водоснабжения в регионе ежегодно экономится 93% чистой воды.

Очень высоких уровней загрязнения поверхностных вод Белгородской области в 2010 году не наблюдалось.

hello_html_ab9555c.jpg

Самая высокая степень загрязнения водоёмов региона по санитарно-химическим показателям отмечена в Ровеньском районе (100%), Красногвардейском районе (68%), Вейделевском районе (57%), Алексеевском районе (55,6%), Борисовском районе (47%), Старооскольском районе (42%); по микробиологическим показателям – в Старооскольском районе (77, 3%), Ровеньском районе(71,4%) и Вейделевском районе (60%). Большое количество неудовлетворительных проб воды обусловлено, главным образом, повышенным содержанием бактерий группы кишечной палочки.  

В нескольких населённых пунктах Белгородской области очистные сооружения вообще не работают. Например, посёлок Северный ежедневно сбрасывает в водоёмы региона 3500 кубометров неочищенных вод. В Новом Осколе ежедневно 5000 кубометров сточных вод отправляется на старые очистные сооружения, способные фильтровать только 700 кубометров в сутки.

На ряде промышленных предприятий отмечается неэффективная работа по обеззараживанию сточных вод. В частности, недостаточно очищенные стоки в водоёмы Белгородской области выпускают ООО «Белгородская сыроваренная компания», ОСК МУП «Ремводстрой» и т.д.

Нормативная очистка сточных вод осуществляется на таких очистных сооружениях, как МУП «Водоканал» в Губкине, ОАО ЛГОК «СОК Лесная сказка», ООО «Онкен», ООО «Песчанский завод сухих кормовых дрожжей».

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

hello_html_m6ebc549e.jpg

Питьевая вода Белгородской области «поставляется» подземными источниками. В результате проверок было установлено, что вся питьевая вода региона безопасна. Патогенной микрофлоры в ней нет, случаев инфекционных заболеваний из-за питьевой воды не было уже много лет.

Удельный вес неудовлетворительных анализов питьевой воды по микробиологическим показателям в Белгородской области составляет всего 4,7%.

На момент конца 2010 года 655 населённых пунктов региона были снабжены соответствующей требованиям безопасности водой, т.е. более 87% населения обеспечены водой надлежащего качества.

Добиться 100%-ого результата пока не позволяют такие проблемы, как:

  1. плохое техническое состояние водозаборных сооружений;

  2. отсутствие организованных зон санитарной охраны источников и сооружений водопроводов;

  3. удручающее состояние сетей водопроводов;

  4. нехватка сооружений по водоподготовке.

hello_html_m460b2a5d.jpg

Удельный вес источников центрального питьевого водоснабжения ненадлежащего качества составил в 2010 году 23,4%. Такой результат обусловлен увеличением концентрации железа и жёсткостью воды. Кроме того, в водопроводной воде Белгородского, Чернянского, Красногвардейского, Вейделевского и Новооскольского районов в 2010 году было отмечено превышение ПДК по содержанию нитратов.

Около 14% населения Белгородской области пьют воду из колодцев и других нецентрализованных источников водоснабжения. Анализ этой воды показал, что она значительно уступает водопроводной: 28,5% исследований проб показали несоответствие требованиям по микробиологическим показателям, 32% –по санитарно-химическим.

14% проб водопроводной воды оказалось с превышением показателей по суммарной альфа-бета-активности. Но годовая доза облучения не превышает гигиенических нормативов. Так что ничего страшного.

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

hello_html_3783e7cd.jpg

Радиационная ситуация в Белгородской области не вызывает никаких опасений. Среднегодовой показатель мощности экспозиционной дозы гамма-излучения составляет 11 микрорентген в час, максимальный показатель на территории региона – 17 микрорентген в час.

Концентрация радионуклидов в почве также не создаёт угрозы для получения безвредного урожая. Концентрация цезия-137, стронция-90 в пищевых продуктах, произведённых на территориях, пострадавших после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году, не превышает норм СанПин-а.

На каждого жителя Белгородской области в среднем приходится годовая доза  облучения равная 3,23 мЗв. Это средний показатель по нашей стране. Почти 90% радиоактивных излучений, входящих в вышеуказанную дозу, исходит от природных источников, и только 10% – от объектов и предметов медицины, последствия чернобыльской аварии составляют всего 0,1%.

12 предприятий Белгородской области применяют 909 закрытых источников радиации общей активностью 3,45*1014Бк, а также открытые источники излучения общей активностью 9,7*108Бк. Все эти организации под контролем РИАЦ.

Анастасия

09.07.2011


http://www.dishisvobodno.ru/ekologiya-belgorodskoy-oblasti.html



Краткое описание документа:

  • Элективный курс «Химия и экология» рассчитан для ведения с учащимися девятых классов, с целью ориентировать учащихся на профессии связанные с изучением естественных наук, знакомства их с основными экологическими проблемами и вооружения необходимыми знаниями для их решения. В методических рекомендациях имеются разработки уроков , тестов , презентаций, что поможет эффективно проводить занятия.

Автор
Дата добавления 16.10.2015
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров1434
Номер материала ДВ-066738
Получить свидетельство о публикации


Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх