Уроках хімії. Тема: Повітря та його склад. Забруднення атмосфери

Екологічне виховання школярів на уроках хімії.
Тема: Повітря та його склад. Забруднення атмосфери.
Мета: вивчити поняття повітря, склад повітря. Джерела, масштаби, і наслідки забруднення атмосфери. Стан повітряного середовища України. Поглибити знання учнів про забруднення та отруєння повітря хімічними речовинами, відходами промислових підприємств. Розкрити взаємозв'язок хімії, людини, природи. Показати, що головною причиною забруднення природи є людина. Виховати думку, що знання хімії - основа запоруки їхнього здоров'я, екологічно чистої природи.
Тип уроку: нетрадиційний урок з елементом самоврядування.
Девіз уроку: Екологія - наука майбутнього. І, можливо, саме існування людини на планеті залежатиме від її прогресу.

Ф. Дрьо.
Хід уроку:

1. Вступ (вчитель хімії) 5 хв.

2. Джерела, масштаби, забруднення повітря.

( доповідь учнів ) 10 хв.

3. Наслідки забруднення повітря. 5 хв.

( доповідь учнів )

4. Стан повітряного середовища України. 20 хв.

( доповідь вчителя та учнів )

5. Підведення підсумків 5 хв.

1. Вступ:

Кінець XX століття безперечно довів, що розвиток науки і техніки дає людині чимало благ. Але за блага, які науково-технічний прогрес створює для людини, розплачується сама природа. Світ зіткнувся з гострою проблемою сучасності - послабленою увагою до законів природи, навіть до їх нехтуванням. За оцінками фахівців, стан здоров'я населення залежить: на 20-40% - від генетичних чинників, на 20-30% - від способу життя і лише на 10%- від служб охорони здоров'я. Завдяки розвитку свідомості, мислення і мови людина змогла ніби відокремити себе від негативного впливу навколишнього середовища, змінюючи його та пристосовуючи до своїх потреб. Давно і точно сказано, що природа не храм, а майстерня... Але виникає запитання: чи майстер орудує в цій майстерні? Зазнаючи впливу довкілля, людина сама здатна впливати на нього. Тому нині антропогенний вплив на природу перевищив її можливості самовідновлення та регулювання. Цей результат не можна вважати нашою перемогою. Невміння правильно використовувати закони природи робить людину обмежувальним чинником її існування. Що ж таке повітря? Незважаючи на те, що людина живе на дні "повітряного океану", вона вивчила повітря значно пізніше, ніж інші речовини. Це пояснюється тим, що повітря невидиме, не має ні запаху, ні смаку. Лише наприкінці XVIII століття А.Лавуазьє визначив склад повітря. До його складу входять: азот - 78%, кисень - 21%, вуглекислий газ - 0,03%, аргон - 0,93%.

Наприкінці минулого століття повітря, що становить нижні шари атмосфери, вже було добре вивчене. Виявилось, що крім азоту й кисню в повітрі е так звані інертні гази: гелій Не, неон Nе, аргон Аг, криптон Кг, ксенон Хе, радон Rn. Це одноатомні гази без кольору й запаху, хімічно інертні, через що довго не вдавалося добути сполуки цих елементів. Космос багатший на інертні гази, ніж атмосфера Землі. У Космосі найпоширеніший гелій, а в атмосфері Землі - аргон.

Приблизний склад повітря:

Газ		Частка газу, % (округлене)
Назва	Формула	об'ємна	масова
Азот	N2	78	75,5
Кисень	02	21	23
Аргон	Аг	0,93	1,3
Оксид карбону (IV)	С02	0,03	0,05
Інші		0,04	0,15

У повітрі є ще пил, водяна пара і домішки різних газів: сульфуру (IV) оксиду SO₂, метану СН₄, аміаку NНз, карбону оксиду (ІІ) СО тощо. Вони шкідливі для довкілля і здоров'я людини, забруднюють атмосферне повітря.
2. Джерела, масштаби і наслідки забруднення:

1 учень:

Повітря завжди містить певну кількість домішок, котрі зумовлюються природними та антропогенними джерелами. До числа домішок, котрі виділяються природними джерелами, належать: пил (рослинного, вулканічного, космічного походження, внаслідок ерозії ґрунту, частинки морської солі тощо); туман, дим, гази від лісових та степових пожеж, гази вулканічного походження, різноманітні продукти рослинного, тваринного та мікробіологічного походження. Природні забруднювачі бувають розподіленими, наприклад, випадання космічного пилу, або короткочасними стихійними, наприклад лісові та степові пожежі, виверження вулканів, тощо. Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоновим і несуттєво змінюється з плином часу. Ще п'ятдесят років тому природа досить успішно ліквідовувала різноманітні забруднення, оскільки атмосфера має могутні властивості самоочищення, але нині вона з цим завданням вже не справляється. Основними джерелами забруднення атмосфери е природні, промислові та побутові процеси. Їх об'єднують у такі групи:

- забруднювачі природного походження (мінеральні, рослинні, тваринні, мікробіологічні).

- забруднювачі, які утворюються при згорянні палива для потреб промисловості, опалення житлових будинків, при роботі усіх видів транспорту.

- забруднювачі, які утворюються в результаті промислових викидів.

- забруднювачі, зумовлені згорянням і переробкою побутових в промислових відходів.
2 учень:

За останні кілька років у світі спалюється в середньому 10 млрд. тонн палива на рік. При цьому викидається 22 млрд. тонн вуглекислого газу, 150 млн. тонн двоокису сірки, близько 300 млн. тонн оксиду азоту, 200-700 млн. тонн пилу і диму та багато інших речовин, з якими надходять в повітря шкідливі, хвороботворні, в тому числі канцерогенні та мутагенні речовини. Найбільш поширеними токсичними речовинами, котрі забруднюють атмосферу, є: оксид вуглецю (ІІ) СО, діоксид сірки S0₂, оксид азоту NО₂, вуглеводні та пил.
3 учень:

Основна маса забруднень повітря припадає на спалювання органічних енергоносіїв (вугілля, нафти, газу, торфу, сланців, деревини), у містах до 60% забруднень дає автотранспорт. Забруднення повітря стало великою соціальною та економічною проблемою для багатьох розвинених країв, особливо для великих міст, промислових агломератів. Сьогодні в багатьох містах забруднення повітря в 15 разів вище, ніж у сільській місцевості, й у 150 разів вище, ніж над океаном. У промислових районах за добу випадає понад 1 тонну пилу на 1 км², у забруднених містах за рік - 1 кг/м² пилу та сажі. Пил складається з частинок вугілля та попелу, а сажа - з частинок вугілля або інших видів палива, які не згоріли. Справжнім лихом для міст є автомобілі. Більш як 300 млн. автомашин щодня викидають в повітря 800 тис. тонн окису вуглецю, 1 тис. тонн свинцю. Більшість з 200 компонентів вихлопних газів автомашин згубно впливає на організм людини, а оксид азоту є одним із компонентів смогу. Хімічні реакції, які відбуваються в повітрі, призводять до виникнення димних туманів - смогів. Смоги виникають за таких умов: по-перше, великої кількості пилу і газів, які міста викидають у повітря, по-друге, довгого існування антициклонів, коли забруднювачі нагромаджуються в приземному шарі атмосфери.
3. Наслідки забруднення повітря:

4 учень:

Особливо небезпечні сірчисті сполуки і оксиди азоту, які спричиняють кислотні дощі. Кислотні дощі стали дуже поширеним явищем, при чому вони можуть випадати на відстані багатьох сотень і тисяч кілометрів від джерела первісного викидання речовини. Кислотні дощі призвели до закислення природного середовища на великих територіях Європи та Північної Америки. Тут показник кислотності опадів рН=4,5, тоді як його звичайне значення - 5,6-5,7. Кислотні дощі залишають на листі дерев чорні плями, закислюють озера і ґрунти, змінюють їхній хімічний склад. Так, за останні десять років у Швеції з 90 тис озер замислено 20 тис., у Канаді - 50 тис. Близько половини озер Норвегії мертві, там загинула риба (рН=5). Серйозно уражені кислотними дощами близько 1 млн. га вічнозелених лісів у Центральній

установок з термоядерною заправкою. Кілька сотень таких лазерів, спрямувавши на Землю тисячі смертоносних променів, можуть викликати гігантські пожежі міс і сіл. Ефект від цього може бути таким же катастрофічним, як від атомного вибуху.
4. Стан повітряного середовища України.
Доповідь вчителя:

Основними забруднювачами повітря України є підприємства чорної металургії (33%), енергетики (30%), вугільної промисловості (10%), хімічної та нафтохімічної промисловості (7%). Щорічно по всій Україні в атмосферу виділяється близько 17 млн. тонн шкідливих речовин. Понад третину всіх промислових викидів шкідливих домішок у повітрі припадає на теплові станції, які використовують паливо. Найбільший внесок у викиди сірчистого ангідриду дають підприємства енергетики, чорної металургії та вугільної промисловості (їхня частка складає 80% викидів). У викиди оксидів азоту головний внесок - 72% - дають підприємства енергетики та металургії. Підприємства хімічної, нафтохімічної та газової промисловості дають найбільший внесок - 43% - у викиди вуглеводів. Більше третини загального обсягу шкідливих викидів в атмосферу дає автотранспорт - 6,5 млн. тонн на рік. В Євпаторії та Ужгороді згаданий показник складає 91% від загальної кількості викидів. Встановлено, що довготривале забруднення атмосферного повітря сірчистим газом, оксидами вуглецю, азоту та іншими речовинами шкідливо впливає на здоров'я людей. При цьому може збільшуватися загальна захворюваність населення, обумовлена ураженням окремих органів і систем організму. На території України функціонує 1500 підприємств, що викидають в атмосферу шкідливі речовини. Загальна кількість відходів щороку збільшується на 12 млн. тонн. Найбільш високе забруднення атмосферного повітря характерне для Донецького і Придністровського регіонів України, а також навколо обласних центрів. У нашій державі вживаються заходи щодо зниження викидів в атмосферу шляхом оснащення джерел викидів шкідливих речовин пило газоочисними установками. Здійснюється зміна або реконструкція застарілих газоочисних установок, впровадження безвідходних технологічних процесів та інше. Одне з провідних місць у забрудненні атмосфери займає транспорт. Так. Більше 40% оксиду вуглецю, 46% вуглеводнів і близько 30% оксидів азоту від загальної кількості цих речовин, які потрапляють у атмосферу, припадає на транспорт. Загальний обсяг шкідливих викидів автотранспорту - 2,7 млн. тонн на рік. В Україні викиди автотранспорту становлять близько 27% від всього об'єму викидів забруднюючих речовин.
8 учень:

Роль права у регулюванні взаємодії природи і суспільства полягає у встановленні науково обґрунтованих правил поведінки людини щодо природи. Вже в перших законотворчих кроків суверенної України визначено основи забезпечення екологічних прав людини. Закон «Про охорону природного середовища» від 25 червня 1991 року не лише проголошує, але й передбачає систему гарантій екологічної безпеки людини, вносить певну впорядкованість в систему управління в галузі природокористування. Він закріплює право громадян України на безпечне для життя навколишнє середовище. У Законі встановлені принципи охорони навколишнього природного середовища:

- пріоритетність вимог екологічної безпеки,

- гарантування екологічно безпечного становища для життя та здоров'я людей,

- екологізація матеріального виробництва,

- науково обґрунтоване узгодження екологічних, економічних ті соціальних інтересів суспільства,

- збереження просторової та видової різноманітності і цілісності природних об'єктів і

Європі, близько 100 тис га гинуть. Кислотні опади посилюють корозію різних металів і конструкцій. Особливо небезпечні вони для унікальних історичних пам'яток, зокрема мармурових. Процес закислення опадів триває. Розрахунки показують, що при сталих концентраціях оксиду сірки 80 мкг/м³ і оксидів азоту 50 мкг/м³, що відповідає гранично допустимим концентраціям цих речовин у більшості промислове розвинених країн, рН опадів становить 2,7. Якби такі дощі випадали постійно, то все живе загинуло б. Очевидно, це і є межею закислення.
5 учень:

Промислові викиди в атмосферу порушують озоновий шар, який, немов щит, прикриває Землю від сильного ультрафіолетового опромінення. Виявлено різке зменшення шару озону над Антарктидою - своєрідну "озонову дірку". Вміст озону над Антарктидою дедалі зменшується, межі "озонової дірки" розширюються. "Озонова дірка" існує не постійно, а близько місяця на рік, переважно в жовтні. Вона розширюється в бік Австралії, Південної Америки і Африки, що викликає тривогу. У грудні 1986 року з цього приводу було проведено міжнародний семінар метеорологів та геофізиків. Демонструвалися наукові фільми, які показали, що "озонова дірка" - це гігантський атмосферний вихор, який циркулює проти стрілки годинника. Щодо причин цього явища є три припущення:

- взаємодія оксидів азоту з озоном,

- реакція антропогенного хлору з озоном,

- антропогенні фреони реагують з озоном.

Фреон-12, фреон-11 містять вуглець, фтор і хлор. Вони працюють у холодильниках, балонах з лаком, дезодорантах і під впливом ультрафіолетових променів розкладаються, а молекулярний хлор руйнує озон каталітичне. Якщо викиди фреону в атмосферу припинити, то кількість озону в 2004 році зменшиться на 10%. Різко зросте ультрафіолетове опромінення, помітно зросте кількість захворювань на рак шкіри у людей і тварин.
6 учень:

Виникають ще дві не менш небезпечні проблеми: потепління в Арктиці і Антарктиці призведе до швидкого танення льодовиків. Якщо їхній об'єм зменшиться на 50 %, то рівень Світового океану підніметься на 25-35 м. Багато прибережних міст буде затоплено водою. Зміна клімату су проводитиметься зміною природних умов, які навіть важко передбачити. Справжнім екологічним катаклізмом на планеті є посуха в Африці, де пустеля наступає на савану зі швидкістю 50 км на рік замість 1 км на рік в минулому.
7 учень:

Охорона природи нерозривно пов'язана також з боротьбою проти термоядерної війни. Адже вона загрожує людству не тільки фізичним винищенням, а й жахливими змінами клімату, що стануться після неї. Вчені багатьох країн світу провели моделювання наслідків термоядерної війни на ЕОМ, яке отримало назву "ядерної зими". Опубліковано кілька її сценаріїв. У перший день війни в північній півкулі (тут мешкає 85% населення світу) в атмосферу підніметься 300 млн. тонн диму і пилу. Протягом тижня на поверхню планети доходитиме менше 1 % сонячного світла, а протягом наступних трьох тижнів - не більше ніж 10%. Вміст озону зменшиться на 50%, що збільшить надходження ультрафіолетового проміння до смертельних для людини доз. Якщо війна відбудеться весною або влітку, температура на 20-30 °С знизиться, тобто літо перетвориться на зиму. Низька температура утримуватиметься кілька місяців, що порушить нормальний хід процесів фотосинтезу. Люди гинутимуть від голоду, отруйних газів, які утворюються під час пожеж, кислотних дощів і радіоактивного зараження. Ядерну війну можна викликати за допомогою лазерних комплексів,

- гласність і демократизм при прийнятті рішень, реалізація яких впливає на стан навколишнього середовища, формування у населення екологічного світогляду,

- науково обґрунтоване нормування впливу господарської та іншої діяльності на навколишнє середовище,

- стягнення плати за спеціальне використання природних ресурсів, за забруднення навколишнього середовища та зниження якості природних ресурсів,

- вирішення проблем охорони навколишнього природного середовища на основі широкого

міжнародного співробітництва. Закон закріплює екологічні права та обов'язки громадян України:

- право на безпечне для життя і здоров'я навколишнє природне середовище,

- участь в обговоренні проектів законодавчих актів, матеріалів щодо розміщення та реконструкції об'єктів, які можуть негативно вплинути на стан навколишнього природного середовища.

- участь у проведенні громадської екологічної експертизи,

- одержання повної і достовірної інформації про стан навколишнього природного середовища та його вплив на здоров'я населення,

- право на подання до суду позовів на державні органи, підприємства, установи, організації і громадян про відшкодування збитків, заподіяних їхньому здоров'ю та майну внаслідок негативного впливу на навколишнє природне середовище.
6. Підведення підсумків.

Вчитель:

Шановні друзі! Можливо, це видасться парадоксом, але найпекучіша сучасна проблема в галузі охорони природи - це захист нашого виду від нас самих. Людину розумну «Homo sapiens» необхідно захищати від людини діяльної «Homo faber» . Щоб Земля завжди була здатна давати людині хоча б необхідний для її існування мінімум, людство повинно виконувати три умови:

• підтримувати найважливіші екологічні процеси і зберігати системи, що забезпечують життя,

• зберігати генетичну різноманітність,

• довгостроково оптимально використовувати види та екосистеми Стратегія охорони природи має полягати: в об'єднанні зусиль, збереженні можливості вибору, поєднанні лікування з профілактикою, зосередження уваги як на причинах, так і на симптомах.