«Екологічна освіта на уроках хімії та в позакласній роботі важлива умова формування життєвої та соціальної компетентності учнів» (з досвіду роботи)
Об'єктивна реальність не обмежується і не вичерпується соціумом. Природне і соціальне середовище невіддільні одне від одного не лише тому, що людина є біосоціальною істотою, а й тому, що безпосередньо чи опосередковано вона повсякчас впливає на природу. Приблизно із 1960 року коли перед людством уперше так гостро постала проблема знищення всього живого у зв'язку із промисловою діяльністю, почала оформлятися нова наука – екологія і як наслідок цього з'явилася екологічна культура. Її рівень прямо пропорційний екологічній обстановці у світі, перебуває в безпосередньої залежності від екологічного виховання. Екологічна відповідальність прямо пов'язана з таким якостями особистості, як самоконтроль, уміння передбачати найближчі й віддалені наслідки своїх дій у природному середовищі, критичне ставлення до себе й інших.
Дзвиняцький ліцей
Дзвиняцької сільської ради об’єднаної територіальної громади
Богородчанського району
Івано - Франківської області
Підготувала
вчитель хімії
Дзвиняцького ліцею
Ясько Г.М.
2018
Зміст
РОЗДІЛ 1. СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ ЕКОЛОГІЧНОЇ ОСВІТИ
РОЗДІЛ 2. ЕКОЛОГІЧНА ОСВІТА Й ВИХОВАННЯ НА УРОКАХ ХІМІЇ ТА В ПОЗАКЛАСНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ.
2.1. Екологічна освіта в курсі хімії 7-8 класу
2.2. Екологічна освіта в курсі хімії 9 класу
2.3. Екологічна освіта в курсі хімії 10 класу
2.4. Екологічна освіта в курсі хімії 11 класу
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ:
Екологія – наука майбутнього
і можливо саме існування людини на планеті
залежатиме від її прогресу.
Ф. Дрю
Людина створює навколишнє середовище
за своїм образом і подобою.
Е. Реклю
Ми самі маємо стати тією зміною ,
яку ми хочемо бачити у світі.
М. Ганді
Ми живемо серед природи
Ми постійно діємо на неї
Про те не владні над нею.
Й. Гете
Проблеми хімічної екології створені
самою людиною і виникли як результат
тривалої і бурхливої продуктивної
діяльності людини.
В. О. Леганів
Об'єктивна реальність не обмежується і не вичерпується соціумом. Природне і соціальне середовище невіддільні одне від одного не лише тому, що людина є біосоціальною істотою, а й тому, що безпосередньо чи опосередковано вона повсякчас впливає на природу. Приблизно із 1960 року коли перед людством уперше так гостро постала проблема знищення всього живого у зв’язку із промисловою діяльністю, почала оформлятися нова наука – екологія і як наслідок цього з’явилася екологічна культура. Її рівень прямо пропорційний екологічній обстановці у світі, перебуває в безпосередньої залежності від екологічного виховання. Екологічна відповідальність прямо пов’язана з таким якостями особистості, як самоконтроль, уміння передбачати найближчі й віддалені наслідки своїх дій у природному середовищі, критичне ставлення до себе й інших.
Сучасна молодь вступає в життя в епоху не тільки бурхливого розвитку науки й техніки, а й негативних наслідків науково - технічної революції та демографічного вибуху. Не контрольоване зростання населення землі, кількість якого перевищила критичну межу, дедалі більше забруднення атмосфери, гідросфери, літосфери, накопичення відходів людської діяльності за одночасного виснаження майже всіх видів природних ресурсів призвели до розвитку глобальної екологічної кризи. А задоволення практично всіх потреб залежить від можливостей і властивостей природи. Екологічні негаразди і проблеми, як і погіршання стану здоров'я людей внаслідок антропогенних змін довкілля, стали атрибутом сучасності. Не розуміння діалектичної природи самої хімії, її користі та шкоди, призводить до намагання принизити необхідність хімічної освіти, або звести її до мінімуму. Антропогенна діяльність трансформує абсолютно всі земні сфери (гідросферу, атмосферу і літосферу).
На жаль, саме людина є головним винуватцем такої ситуації, при цьому щодня вона сама стає головною її жертвою. Жахлива статистика говорить про те, що близько 60% людей у світі гине саме від забруднення атмосферного повітря, водних ресурсів, ґрунтів. Через екологічну ситуацію, що склалася сформувалася громадська негативна думка щодо хімії взагалі, особливо негативним є ставлення до хімічних виробництв. При цьому не береться до уваги, що винна не хімія сама по собі, а люди які недостатньо освічені, або такі хімічні знання які ще не набули або втратили свою функціональність. Екологічна криза, в свою чергу, спонукає до переосмислення відносин у трикутнику «природа – людина – суспільство» і пошуку шляхів їх гармонізації. Правильно сформовані поняття об’єктивно відображають наукову картину світу, тому важливо відібрати такі поняття з екології, хімії, охорони природи, які об’єктивно відображали б взаємодію між людиною та довкіллям.
Соціально-економічні перетворення в Україні, глобальна екологічна криза активізували проблему збереження фізичного, психічного, духовного, соціального здоров’я підростаючого покоління. Це поставило перед освітою в цілому, зокрема уроками хімії, завдання створення таких умов розвитку учнів, які б сприяли утвердженню здорового способу життя і гармонізацію їхніх взаємин із довкіллям, певних умінь, які можна застосовувати за будь яких обставин, формуванню життєвих компетентностей. У процесі взаємодії, спільної діяльності в учнів формуються такі загальнолюдські цінності, як чесність, справедливість, толерантність, доброта, свобода слова, що разом зі знаннями та вміннями формують життєву компетентність учнів.
Поняття життєвої компетентності особистості засвідчує складне й багатогранне явище в системі соціалізації людини, її освіти, навчання та виховання. Життєва компетентність містить такі надбання особистості, як знання, навички, вміння, способи діяльності, розвинені можливості сприймання, розуміння, творчого використання матеріальних і духовних цінностей суспільства. На думку М. Степаненко, життєва компетентність складається з таких компонентів:
Життєва компетентність – це синонім поняття «життєві навички». Під яким розуміється низка психологічних і соціальних компетентностей, які допомагають учню ладнати зі своїм внутрішнім світом і будувати продуктивні стосунки з довкіллям.
Однією з провідних освітніх тенденцій є компетентнісний підхід. Як зазначено у проекті МОН України «Нова школа» навчальний заклад має формувати в учня 10 ключових компетентностей, одна з яких: екологічна грамотність і здорове життя. Проте відомостей щодо процесу формування екологічної компетентності бракує у сучасній психолого-педагогічній науці
Хімія як навчальна дисципліна несе потужне світоглядне навантаження. Мета навчання хімії в середніх загальноосвітніх школах: формування в учнів ключових і предметних компетентностей, необхідних для самореалізації і соціалізації особистості, наукового світорозуміння, вироблення екологічного стилю мислення і поведінки. Основними складовими предметної компетенції з хімії є ціннісна (мотиваційна), знаннєва (пізнавальна) та діяльнісна (поведінкова). Ціннісний компонент включає: місце хімії серед наук про природу, роль хімії у пізнанні навколишнього світу, загальнокультурний, гуманістичний характер хімічних знань, значення хімії в житті та техніці, розв’язування екологічних проблем людства. Знаннєвий компонент: пізнання матеріального світу, хімічна основа природних явищ, матеріальна єдність речовин у природі, розвиток речовин від простих до складних, багатоманітність речовин. Діяльнісний компонент: володіння хімічною мовою, пояснення природних явищ з погляду хімії, бережливе ставлення до природи та здоров’я. Хімічна компетентність як складова природничо – наукової компетентності забезпечує засвоєння учнями знань про речовини та їх перетворення, хімічні закони й методи дослідження, навички безпечного поводження з речовинами, формує ставлення до екологічних проблем і розуміння хімічної картини світу, вміння оцінювати роль хімії у виробництві та житті людини. У загальному вигляді можна сказати, що екологічна культура – це система знань, умінь й цінностей і почуття відповідальності за власні рішення стосовно природи. Основними компонентами екологічної культури (компетентності) особистості мають бути: екологічні знання, екологічне мислення, екологічно виправдана поведінка й почуття любові до природи.
Екологічна компетентність залишається складовою життєвої, набуваючи соціальних ознак: по-перше, вона пов'язана з можливостями задоволення вітальних, матеріальних, духовних потреб людини; по-друге - із зростанням відповідальності за екологічні наслідки дій і вчинків перед іншими людьми, наступними поколіннями.
Під екологічною компетентністю розуміємо:
Таблиця 1. Структура, критерії та показники екологічної компетентності
Складові екологічної компетентності |
Критерії сформованості екологічної компетентності |
Показники |
Інформаційна |
Обізнаність із екологічною проблематикою місцевого рангу, екологічними проблемами споживання, збалансованим розвитком суспільства. |
Обізнаність зі спектром екологічних проблем насамперед місцевого рангу, усвідомлення власної причетності до їх виникнення. Орієнтування у сутності загальноекологічних проблем; обізнаність із основами збалансованого розвитку суспільства. |
Мотиваційна |
Ставлення до природи: сформованість готовності діяти у довкіллі з мінімальною шкодою для нього, відповідальність за стан природи. |
Непрагматичність мотивів взаємодії і спілкування з природою; позитивне ставлення до природи, визнання її універсальної цінності; відчуття і усвідомлення особистої причетності до вирішення екологічних проблем, готовність брати участь у їх розв’язанні, несучи відповідальність за власну діяльність. |
Діяльнісна |
Стиль діяльності у довкіллі, характер споживання. |
Екологічна доцільність поведінки і діяльності, вміння обирати природобезпечні рішення (діяти у довкіллі так, щоб наносити йому найменшої шкоди); мінімізувати власне і родинне споживання, вплив на довкілля на побутовому рівні. |
При цьому екологічна освіта повинна:
Вивчення хімії також спрямоване на формування життєвої і соціальної компетентностей учнів, зокрема їх екологічної культури, навичок безпечного поводження з речовинами у побуті та на виробництві. Екологічно культурна особистість повинна мати екологічне мислення, тобто вміти правильно аналізувати й встановлювати причинно-наслідкові зв’язки екологічних проблем і прогнозувати екологічні наслідки людської діяльності. Екологічна поведінка особистості в побуті, у процесі виробничої діяльності, на відпочинку має бути екологічно виправданою і доцільною. Вона передбачає дотримання таких принципів у ставленні до природи: емоційність, раціональність, вибірковість, свідоме ставлення до природи. Почуття любові до природи формується через сприйняття її світу, що включає естетичний рівень: чуйність до життєвих проявів природних об’єктів; пізнання світу природи з обробкою отриманої інформації. Особистість яка володіє всіма компонентами екологічної культури, під час спілкування з природою може дати психологічну й емоційну оцінку її сприйняття, викликаючи в собі певні почуття стосовно природи та свого здоров’я. Особливого значення набуває екологія як наукова основа раціонального природокористування й охорони живих організмів, в тому числі й людини.
Тому одним із завдань шкільного курсу хімії є формування специфічних навичок поведінки з речовинами, умінь грамотно застосовувати знання з хімії в спілкуванні з природою, показати гуманістичну спрямованість хімії, її зростаючу роль у розв’язанні глобальних проблем людства, в тому числі й захисті довкілля від забруднення промисловими і побутовими відходами, виховувати екологічну культуру і грамотність учнів.
Людина пізнає світ упродовж усього життя. У творенні цілісної особистості, культури навколишнього світу величезну роль виконує освіта. Сьогодні спостерігаються процеси екологізації сучасної науки. Комплексне вивчення природних систем у процесі їх взаємодії з людським суспільством - характерна риса екологізації науки, що сприяє подоланню суперечностей між процесами пізнання та перетворювальною діяльністю людини. Внаслідок екологізації наука у своєму розвитку трансформується від загальної екології до наук біологічного, хімічного, технічного, сільськогосподарського циклів, а також до наук медичного циклу та суспільних наук. Особливістю екологічної освіти є те що вона з’явилася через життєву необхідність усіх людей на планеті. Ц. А. Сластенін відзначає що «екологічна освіта – це не частина освіти, а нове розуміння і мета сучасності, унікальний засіб збереження й розвитку людини й продовження цивілізації».
Основною тенденцією екологічної освіти сьогодні є її інтеграція в офіційну загальноосвітню систему. Вивчення проблем навколишнього середовища на сучасному етапі, сьогодні розглядається не лише як викладання екологічних питань в рамках окремих предметів. Ідеться про те, що викладання кожної дисципліни і хімії також має бути пронизане екологічними ідеями, встановлено тісний зв'язок хімії, екології з іншими навчальними предметами.
Тому освіта може реалізовувати себе лише в тому випадку, коли вона навчатиме технологій не лише підкорення світу, але й розуміння цього світу. Екологічна культура має стати способом життя людини і цьому має сприяти і хімічна освіта. Мета екологічної освіти – формування відповідального ставлення до довкілля, яке будується на основі нового мислення, що припускає дотримання моральних і правових принципів природокористування й пропаганду ідей оптимізації, активну діяльність із вивчення й охорони природи, захисту й відновленню природних багатств.
Процесуально-предметне втілення екологічної освіти і виховання учнів забезпечує цілісна педагогічна освітньо-виховна система, до складу якої входять принципи і зміст екологічної освіти і виховання, форми, методи та засоби її реалізації.
Визначено ряд характерних взаємозалежностей і співвідношень екологічних принципів з традиційними загально-педагогічними (дидактичними) принципами та основними складовими компонентами навчально-виховного процесу, що виявляються у процесі реалізації змісту екологічної освіти і виховання учнів, насамперед, у процесах вивчення й конкретної охорони довкілля як складових навчально-виховного процесу навчальних закладів. Побудова навчально-виховного процесу з урахуванням цих взаємозв'язків і співвідношень, як підтверджують результати дослідження, сприяє підвищенню ефективності екологічної освіти і виховання учнів, забезпеченню творчої реалізації набутих ними інтелектуальних умінь і навичок у вирішенні екологічних проблем найближчого довкілля.
Таблиця 2. Співвідношення у навчально-виховному процесі загально -дидактичних принципів та принципів екологічної освіти і виховання
Основні складові |
Принципи |
||
навчання |
виховання |
екологічної освіти і виховання |
|
Зміст освіти |
Науковості, системності і послідовності; наочності, гармонізації процесу навчання; доступності, індивідуалізації навчання, практичної спрямованості. |
Мотивації, єдності педагогічних вимог, єдності свідомості і поведінки; цілісного підходу, виховання у колективі, комплексного підходу. |
Цілісності, інтегративності, міждисциплінарності, доступності, варіативності; спрямованість на розвиток інтелектуальної, ціннісно-мотиваційної, діяльнісно-практичної сфери особистості; гуманізації стосунків між людиною і природою, локальності, доцільності форм, методів і засобів відповідно до змісту і мети, прогностичності. |
Мета, завдання, зміст освіти і виховання |
Науковості, доступності, цілісності, активності особистості; системності і послідовності, практичної спрямованості. |
Позитивної мотивації, індивідуального підходу; єдності свідомості і поведінки; виховання у колективі; наступності, системності, цілісного і комплексного підходу, практичної спрямованості. |
Забезпечення ефективних умов реалізації особистісно-орієнтованих завдань; екологічне освіти і виховання; цілісності, безперервності, гуманізації стосунків між людиною і природою; інтегративності, міждисциплінарності, локальності, спрямованості на розвиток емоційно-ціннісної та діяльнісно-практичної сфери особистості. |
Форми організації |
Доступності, активності особистості; цілеспрямованості і мотивації, системності і послідовності, індивідуалізації; практичної спрямованості. |
Позитивної мотивації; позитивного наслідування; комплексного й індивідуального підходу; єдності свідомості і поведінки;виховання у колективі; |
Доцільності поєднання форм, методів і засобів відповідно до змісту і завдання; цілісності, неперервності, варіативності, доступності, інтегративності, міждисциплінарності, локальності; |
|
|
наступності, системності; практичної спрямованості. |
забезпечення ефективних умов реалізації особистісно-орієнтованих зав дань освіти і виховання, прогностичності. |
Методи, засоби освіти і виховання |
Науковості, гармонізації процесу навчання; системності, цілісності, послідовності, доступності, практичної спрямованості. |
Єдності свідомості і поведінки; позитивної мотивації; наступності і системності; комплексного й індивідуального підходу; єдності педагогічних вимог; практичної спрямованості. |
Доцільності форм, методів і засобів відповідно до змісту і завдань, безперервності доступності, інтегративності, взаємозв'язку, локальності, позитивної мотивації і позитивного наслідування. |
Умови реалізації екологічної освіти і виховання |
Гармонізації процесу навчання, системності і послідовності, наочності, доступності, мотивації, активності особистості; індивідуалізації, практичної спрямованості. |
Єдності свідомості і поведінки; позитивної мотивації; наступності і системності; комплексного й індивідуального підходу; єдності педагогічних вимог; практичної спрямованості. |
Забезпечення ефективних умов реалізації завдань, цілісності, неперервності, міждисциплінарності, спрямованості на розвиток інтелектуальної, емоційно-ціннісної і діяльнісно-практичної сфери особистості.
|
Педагогічна результативність екологічної освіти і виховання |
Доступності, активності особистості; науковості, гармонізації процесу навчання; системності, послідовності, індивідуалізації навчання. |
Єдності свідомості і поведінки; позитивної мотивації, наступності і системності; практичної спрямованості. |
Забезпечення ефективних умов реалізації завдань, цілісності, неперервності, міждисциплінарності, спрямованості на розвиток інтелектуальної, емоційно-ціннісної і діяльнісно-практичної сфери особистості.
|
Конкретна природоохоронна робота |
Науковості, системності, послідовності, активності особистості; індивідуалізації, практичної спрямованості.
|
Єдності свідомості і поведінки; наступності і системності; позитивної мотивації, позитивного наслідування; виховання у колективі; комплексного й індивідуального підходу; практичної спрямованості. |
Цілісності, неперервності, цілісності, міждисциплінарності; локальності у розкритті екологічних проблем; добровільності й доступності; практичної спрямованості; забезпечення ефективних умов реалізації особистісно-орієнтованих завдань екологічної освіти і виховання; спрямованості на розвиток емоційно-ціннісної і діяльнісно-практичної сфери особистості.
|
Систематизовано традиційні форми організації екологічної освіти і виховання учнів у навчальному закладі під час уроків та позакласній роботі, так і безпосередньо в природі за такими основними ознаками: змістом і педагогічною ефективністю у розвитку інтелекту, творчих здібностей особистості; теоретичним і практичним значенням у вивченні та охороні природи; місцем та частотою застосування у навчально-виховному процесі; географічними межами та часовим інтервалом здійснення.
Різні форми екологічної освіти і виховання учнів створюють неоднакові (специфічні) умови навчання і виховання, розвитку і саморозвитку особистості та її практичної участі у розв'язанні екологічних проблем своєї місцевості.
Схема 1. Класифікація форм екологічної освіти і виховання учнів
|
|
||||||
|
|
||||||
Теоретичного навчання: Урок, гурток, семінар, факультатив, лекція, бесіда, кінолекторій, конференція, конгрес. |
|
Комбінованого навчання: заняття клубу, гуртка, позакласні заходи, олімпіада, заочна школа юного еколога, МАН. |
|||||
|
|||||||
Навчально – практичні: Практикуми, екскурсії, акції, проекти, дослідницька діяльність, рольові ігри, походи, експедиції, екологічний моніторинг. |
|
Масові: конкурси, вистави, свята, акції,операції та рухи екологічного, суспільно корисного чи природоохоронного спрямування, презентації. |
|||||
|
|||||||
Актуальні форми екологічної освіти і виховання учнів: «Екологічний майдан»; «Природа – наш дім»; «Ліси для нащадків»; «Екологія природи – екологія душі». |
|||||||
|
|||||||
Конкретна природоохоронна робота. |
|||||||
Найбільшу схожість зі змістом і сучасними формами екологічної освіти і виховання учнів має класифікація уроків В. О. Оніщука, в основу якої покладено освітні цілі занять (їх дидактичну мету). Вона включає уроки:
Водночас і така класифікація не може бути визнана абсолютно універсальною, оскільки не завжди і вдається розмежувати і спостерігати її у чистому вигляді крім комбінованого уроку.
Недоліком такої класифікації є також те, що вона в основному розкриває освітню мету, тоді як і реалізацію виховних завдань та характер навчально-пізнавальної і дослідницької діяльності та конкретної природоохоронної роботи майже не враховує.
Класифікація методів організації і здійснення екологічної освіти і виховання
Словесні та наочні методи: розповідь; бесіда; навчальна лекція; дискусія; робота з усними та письмовими джерелами інформації; прес-центри; інтелектуальні ігри; демонстрування; комп'ютерна графіка (проводяться за безпосередньою участю педагога чи групи педагогів).
Індуктивні і дедуктивні методи: методи аналізу; екологічних асоціацій та уявлень; синтезу і систематизації інформації; прогнозування дій, явищ, ситуацій та їх проектування з подальшим моделюванням.
методи відтворення подій, явищ і протікання процесів за здобутою усною чи письмовою інформацією, зразком, моделлю, природним об'єктом, явищем та результатом діяльності в довкіллі; методи пошуку (порівняльно-історичний, визначення причин і наслідків, аналогії); розробка методів моделювання (проектування) та їх реалізація (проводяться під керівництвом педагога чи з частковою самостійністю).
Група мотиваційно-виховних методів.
Методи контролю і самоконтролю: методи усного, письмового та лабораторно-практичного контролю і самоконтролю, екологічні конкурси, вікторини та олімпіади, захист науково-дослідних робіт; методи корекції і коригування екологічних знань, умінь та навичок, поведінки (заохочення, покарання, зацікавлення) та практичної природоохоронної діяльності в природі.
Таким чином, основу запропонованої класифікації методів екологічної освіти і виховання учнів складають три групи методів, які логічно і пов'язані між собою і мають динамічний характер, оскільки кожний з методів може одночасно відноситись до різних груп залежно від дидактичної, поєднуючись з методами цих груп, сприяє ефективній реалізації змісту і конкретних завдань освіти і виховання учнів у навчально-пізнавальній, навчально-виховній і контрольно-корекційній діяльності вчителя. Одним із найважливіших принципів екологічної освіти є принцип безперервності – взаємозалежний процес навчання, виховання і розвитку людини впродовж всього життя. Проблема особистісного розвитку школяра як єдиного, цілісного процесу може бути реалізована якщо зміст навчальних предметів сприятиме розвитку його екологічно ціннісних орієнтацій.
Навчання хімії безпосередньо відповідає за формування хімічної компетентності в тісному поєднанні з усіма ключовими компетентностями, в тому числі екологічної грамотності й здорового способу життя. На це зорієнтовано зміст практично всіх розділів програми хімії.
Схема 2. Значення хімічних знань для людини.
|
Хімічні знання |
|
||||
|
||||||
|
|
Розв’язання медичної проблеми (для здоров’я людини). |
||||
|
||||||
|
|
Використання в різних галузях виробництва, науки. |
||||
|
|
|||||
|
|
Уміння користуватися хімічними речовинами в повсякденному житті. |
||||
|
||||||
Створення нових матеріалів. |
||||||
Зважаючи на загальні задачі екологічної освіти в середній школі, можна накреслити конкретні задачі природоохоронного напряму шкільного курсу хімії:
Аналіз програм, змісту і структури шкільного курсу хімії дозволяє виділити ньому чотири найважливіших поняття: хімічний елемент, речовина, хімічна реакція, хімічне виробництво. Враховуючи, що до курсу хімії включено поняття колообігу речовин в природі, а в екології ця природна закономірність займає провідне положення, необхідно розглядати його одночасно як хімічне (перетворення речовин та енергії) та екологічне (біохімічний колообіг речовин).
Схема 3. Взаємозв’язок соціальних, хімічних і технічних понять та їх роль у формуванні екологічних знань
|
|
Охорона природи |
|
|
|
||||
|
|||||||||
Оптимізація взаємодії суспільства і природи |
|||||||||
|
|
||||||||
Соціальні поняття |
|
Природничо-наукові поняття |
|
Технічні поняття |
|||||
Походження людини й суспільства (антропогенез)
Людина – продукт природи й суспільства
Відношення людини до природи: свідомості і моральності
Взаємозв’язок, взаємозалежність, єдність співробітництво людини і природи – основа збереження навколишнього середовища |
Хімічний елемент
Речовина
Хімічна реакція
Хімічне виробництво
Кругообіг речовини у природі
|
Екологічні
Живий організм
Екосистема
Екологічні фактори
Біосфера
Біогеохімічний кругообіг
Навколишнє середовище |
Природоохоронні
Раціональне природовикористання
Комплексне використання сировини й відходів виробництва
Кооперування різноманітних виробництв
Створення екологічно нешкідливих технологій
Утилізація вторинної сировини |
||||||
Наведений у схемі зміст основних хімічних понять орієнтує на цілеспрямоване формування нового екологічного світогляду, в основі якого лежать природно – наукові, соціальні й технічні знання. Ці поняття важливо розкривати на конкретному матеріалі у взаємозв’язку й розвитку.
Схема 4. Основні хіміко – екологічні поняття
Навколишнє середовище |
||||
|
||||
Біогеохімічні кругообіги речовин НС |
||||
|
||||
Забруднення НС |
||||
|
||||
Фізичне |
Хімічне |
Біологічне |
||
|
||||
Природне забруднення:
|
|
Антропогенне забруднення:
|
||
Вплив забруднювачів на екосистему
На атмосферу |
На гідросферу |
На ґрунт |
На людину |
|
|
|
|
Зміст програми з хімії зосереджений навколо таких екологічних питань:
Розв’язувати екологічні проблеми можна за допомогою як наукових так і технічних досягнень, але рушійною силою при цьому повинна бути висока моральність та екологічна культура кожної людини у суспільстві.
Екологічна освіта має міжпредметний характер і є безперервним процесом.
Повернення до гармонії, в основі якої, лежить розумне, бережливе, науково обґрунтоване ставлення людини до природи – ось шлях до відновлення, збереження і покращення природного середовища.
Схема 5. Зміст поняття «Хімічний елемент».
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Поширення в природі |
|
|
|
|
||||||
Природоохоронні заходи Антропогенне Біохімічні функції забруднення середовища |
|||||||||||
Схема 6. Зміст поняття «Речовина».
Схема 7. Зміст поняття «Хімічна реакція».
Схема 8. Зміст поняття «Кругообіг речовин у природі»
Для забезпечення ефе0ктивної екологічної освіти на уроках хімії велика роль відводиться новим педагогічним технологіям. Тому у своїй практиці під час вивчення питань, пов'язаних із забрудненням та охороною оточуючого середовища, я віддаю перевагу активним методам навчання: дискусіям, рольовим іграм, інсценуванням та позакласної роботі (агіт – шоу, прес-конференції ). Усі ці методи, збуджуючи розумову активність, дають учням ґрунтовні знання, набуті в результаті особистого досвіду. Різноманітність думок з приводу однієї й тієї ж проблеми навчає сперечатися, відстоювати власну точку зору. У результаті обговорення та всебічного системного аналізу проблеми з урахуванням багатофакторних прямих і зворотних зв'язків виробляється спільна точка зору.
У 7- 8 клас приходять учні, які на уроках природознавства біології, географії вже одержали певний обсяг екологічних знань. Тому, починаючи вивчення хімії, з перших уроків я продовжую екологічну освіту учнів, виховую бережливе ставлення до навколишнього світу. Перший урок у 7 класі я починаю словами М. В. Ломоносова: «Широко простягає хімія руки свої у справи людські. Куди ні подивишся, всюди видно її діяння». Я звертаю увагу учнів на те, що ким би вони не стали в майбутньому, їм обов'язково знадобляться хімічні знання, тому що в наш час будь-який спеціаліст не може обійтися без знання хімії. Без них неможливе грамотне поводження в побуті, в природі та на виробництві.
Таблиця 3. Екологічні питання в курсі неорганічної хімії.
№ з/п |
Тема за програмою |
Екологічний зміст |
1. |
Правила безпеки під час роботи в хімічному кабінеті |
Незнання правил безпеки може призвести до нещасних випадків, завдати шкоду здоров’ю й довкіллю. |
2. |
Практична робота № 1. Способи роботи з лабораторним обладнанням |
Збираючи прилад слід звернути увагу на його герметичність щоб не допустити потрапляння шкідливих газів у повітря |
3. |
Значення хімії в господарстві та побуті |
Негативний бік хімізації в сучасному господарстві. |
4. |
Початкові хімічні поняття |
Приклади перетворення речовин у живій природі. Хімічна взаємодія живої і неживої природи. Поняття про чужорідні для живих організмів речовини (ксенобіотики). Шляхи надходження ксенобіотиків до живих організмів. |
5. |
Речовини та їх властивості. |
Ознайомлення з хімічними властивостями речовин та їх впливом на довкілля з метою запобігання забрудненню. |
6. |
Хімічний елемент |
Збільшення кількості шкідливих елементів ( радіоактивних) у навколишньому середовищі призводить до екологічної катастрофи. |
7. |
Поширення хімічних елементів в природі |
Оптимальна концентрація елементів у земній корі й атмосфері. |
8. |
Явища фізичні і хімічні. |
Хімічні явища у побуті. |
9. |
Прості речовини. Повітря. |
Вплив діяльності людини на кругообіг кисню в природі. Біологічне значення кисню(в тому числі кисню Світового океану). Початкові відомості про забруднення повітря. |
10. |
Добування кисню та його властивості. |
Причини зміни концентрації кисню в атмосфері. Роль зелених насаджень у покращенні стану повітря. |
11. |
Закон збереження маси. |
Сама природа дає людині приклад раціонального господарювання. |
12. |
Хімічні властивості кисню |
Шкідливий вплив оксидів Карбону , які утворюються під час горіння. Заходи протипожежної безпеки. |
13. |
Практична робота №2. Добування кисню та вивчення його властивостей. |
Утилізація відходів або використання їх у подальшому одержанні хлору. |
14. |
Оксиди. Оксиди в природі. |
Оксиди як забруднювачі атмосфери. Захист атмосфери від шкідливих видів оксидів. |
15. |
Вода – природний оксид. |
Охорона водойм. Закон про охорону водних ресурсів. |
16. |
Кругообіг Оксигену в природі. Проблема чистого повітря. Застосування та біологічна роль кисню. |
Проблема забруднення повітря та шляхи його використання. Роль кисню для життєдіяльності живих організмів. |
17. |
Поняття про розчини.
|
Проблема збереження чистоти водойм. Значення води й водних розчинів у природі та житті людини. |
18. |
Виготовлення розчинів. |
Проблема використання хімічних речовин у побуті. |
Хімія — наука експериментальна. Під час вивчення хімії проводитимуться практичні й лабораторні роботи, пов'язані з використанням вогненебезпечних і шкідливих речовин. Майже кожна речовина шкідлива, а кабінет хімії - не лише місце для навчання, але й хімічне виробництво, що викидає шкідливі надлишки та вимагає знань про переробку (утилізацію) відходів і повторне використання одержаних речовин у наступних дослідах.
Наводжу приклад: натрій хлорид (відомий учням як кухонна сіль) - нешкідлива речовина, але, з іншого боку, надлишок його шкідливий як для організму людини, так і для оточуючого середовища, адже натрій хлорид засолює ґрунти й робить їх непридатними для землеробства. Тому я звертаю увагу учнів на те, що обов'язковим компонентом кожного практичного заняття - демонстраційного чи лабораторного досліду - є знищення, знешкодження або використання речовин, які утворилися в процесі хімічних перетворень. Можна проінформувати учнів про деякі способи ліквідації речовин, з якими вони зустрінуться на уроках хімії. Таким чином, уже на цій стадії навчання учні розуміють, що запобігання потраплянню речовин у зовнішнє середовище - це правило техніки безпеки, причому правило глобального масштабу. Дотримуватися правил техніки безпеки слід дуже суворо, оскільки невиконання їх може призвести до матеріальних витрат, нещасних випадків, завдати шкоди здоров'ю та оточуючому середовищу.
Наступного уроку під час виконання практичної роботи № 1 «Способи роботи з лабораторним штативом і нагрівальними приладами» починаю формувати навички поводження в кабінеті хімії під час роботи з обладнанням і речовинами, звертаючи увагу учнів нате, що, збираючи прилади, слід звертати увагу на їх герметичність, щоб не допустити потрапляння шкідливих газів у повітря.
Вивчення теми «Значення хімії в народному господарстві та побуті» проводжу під девізом «З природою живи в дружбі, тоді й буде вона в тебе на службі». Приділяючи належну увагу значенню хімії в різних галузях народного господарства й побуті, обов'язково звертаю увагу учнів на те, що хімія може не лише приносити користь, але й завдавати шкоди, якщо речовинами й матеріалами користуватися неправильно, не знати їх властивостей та наслідків їхньої дії для людини та природи. Проблема забруднення оточуючого середовища сьогодні стоїть дуже гостро, тому необхідно знати особливості хімічних процесів. Неправильне користування добривами й пестицидами може спричинити отруєння людей і тварин підчас вживання овочів і фруктів. Масова хімізація сільського господарства в часи Радянського Союза призвела до різкого зменшення кількості тварин і птахів на полях України, природа стала біднішою, відбувалося отруєння багатьох видів тварин на полях, які невміло оброблялися отрутохімікатами, а часом і людей, які вживали продукти, непридатні до вживання.
Стан оточуючого середовища в Україні можна охарактеризувати як екологічну кризу. Забруднене повітря, ґрунти, річки й озера; вода непридатна до вживання; продукти харчування містять шкідливі для організму речовини. Всі ці речовини потрапили до оточуючого середовища в результаті халатної, байдужої, а часом і злочинної діяльності людини. У забрудненні навколишнього середовища винні не лише промислові підприємства, працівники сільського господарства, але й усі громадяни України, кожної держави. Згадаймо, скільки сміття ми викидаємо, чи бережливо ставимося до навколишнього середовища під час відпочинку в лісі, на березі річки або озера, як отруюється атмосферне повітря в результаті спалювання листя дерев або побутового сміття. Особливу увагу приділяю використанню хімічних речовин у побуті та необхідності дотримуватися інструкцій щодо їх використання. Ось чому кожна людина повинна мати хімічні знання та вміти використовувати їх на практиці, щоб зберегти дім, в якому ми живемо - Землю.
Під час вивчення теми «Початкові хімічні поняття» учні знайомляться такими поняттями, як «чиста речовина», «суміш», «хімічне явище», «фізичне явище». Даючи поняття «чиста речовина» та «суміш», я пояснюю учням, що без хімічних речовин повноцінне, активне життя неможливе. Величезна кількість хімічних речовин є життєво необхідними. життя без них неможливо навіть уявити.
Чи можна уявити наше харчування без кухонної солі, цукру, оцту, олії, овочів, фруктів, вітамінів та ін.? Чи можемо ми обійтися без мила, прального порошку, миючих засобів, паст, лаків, фарб, чорнил, клею? Різноманітні хімічні речовини використовуються для виготовлення автомобілів, літаків і космічних кораблів, телевізорів і радіоприймачів..., лікарські препарати, штучні клапани серця, штучні судини? Усе це виготовлено з речовин, кожна з яких має свої фізичні й хімічні властивості. На уроках хімії ми познайомимося з хімічними властивостями речовин, щоб знати, яким чином вони можуть вплинути на оточуюче середовище, щоб запобігти забрудненню, зменшити його наслідки.
Вивчаючи тему «Хімічні елементи», пояснюю, що все живе й неживе на планеті Земля складається з хімічних елементів, одні з яких є нейтральними, другі корисними, треті — шкідливими для життєдіяльності людини й тварин, негативно впливають на оточуюче середовище. Збільшення кількості шкідливих елементів в навколишньому середовищі призводить до загибелі живої природи, а іноді — до екологічних катастроф.
Таблиця 4. Джерела забруднення
Повітря |
Водойма |
Ґрунт |
Викиди в атмосферу:
|
|
|
Ще не витерлася з пам'яті України та людства подія 26 квітня 1986 p., коли сталася аварія на Чорнобильській АЕС і з-під контролю людства вийшли радіоактивні хімічні елементи, що несли смерть, хвороби людям, тваринам, рослинам, що зробили непридатними для землеробства величезну кількість земельних угідь.
Під час вивчення «Закону збереження маси», відкритого М. В. Ломоносовим, пояснюю, що цей закон діє в природі та на будь-якому підприємстві. Нічого не зникає: щось випало в осад, щось залишилося в розчині, щось перетворилося на газ. Якщо виробничий процес організовано правильно, то можна простежити за рухом всіх хімічних речовин як вихідних, так і проміжних, і зробити так, щоб усі вони врешті-решт перетворилися на корисні продукти. Сама природа дає людині приклад раціонального господарювання. Згідно з ученням академіка А. П. Виноградова, біосфера організована за принципом безвідходного виробництва: продукти життєдіяльності одних організмів життєво необхідні для інших організмів.
Схема 9. Вплив на довкілля промислових підприємств.
Наприклад, вуглекислий газ, який виділяють люди та тварини як відходи дихання — чудова поживна сировина для зелених рослин. Рослини «викидають» кисень, який використовують тварини. Органічні відходи тварин служать їжею для різних бактерій тощо. Все утилізується у великому природному кругообігу. В людини є лише один економічно й екологічно виправданий вихід: нічого в природу не викидати! Ще Д. І. Менделєєв справедливо стверджував, що «в хімії немає відходів, а є невикористана сировина». Те, що для одного виробництва є відходами й викидами, для іншого може виявитися сировиною. Повсюди й навколо забруднення природи супроводжується втратами найцінніших продуктів, вартість яких у багато разів перевищує вартість основного виробництва.
Схема 10.
Фізичне забруднення води виникає внаслідок збільшення у воді нерозчинних домішок: піску, глини, намулу - за рахунок змиву водами з розораних ділянок , надходження шкідливих речовин з підприємств гірничорудної промисловості, пилу, що переносяться вітром у суху погоду. Хімічне забруднення відбуваються за рахунок надходження у водойми з стічними водами домішок неорганічного (кислоти, луги, солі) і органічного походження(нафта, нафтопродукти). Біологічне забруднення полягає у надходженні зі стічними водами різних мікроорганізмів (бактерій, вірусів). Джерела такого забруднення - комунально-побутові стоки, стоки заводів та підприємств. Забруднення ґрунтів - це зменшення товщі родючого шару внаслідок розмивання водою або вивітрювання вітром.
З питаннями єдності природи на відповідному рівні учні вже познайомилися на уроках природознавства та біології. Використовуючи ці знання, я розвиваю далі ідею про єдність природи під час вивчення теми «Прості речовини». Під час вивчення теми «Кисень» учні знайомляться з геохімічним кругообігом кисню та його роллю в збереженні єдності природного середовища та рівноважного стану речовин у природі. Розпочинаючи вивчення процесу горіння, я звертаю увагу учнів на те, що це найпоширеніший хімічний процес. Учні згадують, що в більшості випадків витрачається кисень повітря. Його запаси, як і все на нашій невеликій планеті, мають межі. Наводжу приклад: «Щорічно на всі форми спалювання пального на металургійну та хімічну продукцію, на різні види окиснення витрачається 10-20 10 тонн кисню».
Коли Земля тільки-но виникла, її атмосфера не містила кисню у вільному вигляді. Він є результатом діяльності первинних безкисневих форм життя, що не потребували для свого існування кисню, і результатом дихання зелених рослин, що з'явилися пізніше. Поступово протягом мільйонів років з’явився кисень в атмосфері. Людина, як і більшість представників Сучасного живого світу, без кисню обійтися не може. Але витрачаємо ми його по-варварськи. За останні 50 років з атмосфери взято стільки кисню, скільки його використало людство за 1 млн. попередніх років. Якщо зрідити кисень, який ми спалюємо протягом одного року, ним можна було б заповнити Середземне море. Того, що спалюється за один рік, вистачило б для дихання всьому людству на тисячу років. Значної нестачі кисню людство поки що не відчуває, але, якщо умови його витрачання не зміняться, можна передбачити можливість зменшення його вмісту в атмосфері до межі, що нижча за допустиму. З практики відомо, що значна нестача кисню називається кисневим голодуванням.
Під час розгляду питань горіння речовин учні зазначають, що одним з продуктів горіння є вуглекислий газ. Обов'язково необхідно звернути увагу учнів на те, що накопичення цього газу в атмосфері вище за гранично припустимий рівень розглядається як забруднення оточуючого середовища. Його вплив як забруднювача може виявлятися в так званому «парниковому ефекті» - потеплінні на планеті, що чітко простежується у зміні клімату останніми роками.
На цьому прикладі робиться один з перших кроків до формування знань про двояку роль речовин, що залежить від концентрації. Учням уже відома роль зелених рослин у поповненні атмосфери киснем. Тому на цьому уроці вказую на роль зеленого листка у поповненні атмосфери киснем. У процесі бесіди повідомляю, що міста, які будуються, прокладання шляхів з твердим покриттям, вирубування лісів та багато іншого зменшує «зелений» покрив планети, а отже, знижує надходження кисню до атмосфери. Від чистоти атмосферного повітря залежить здоров'я людей, стан тваринного й рослинного світу. Це примушує дітей замислитися про своє ставлення до зеленого друга. Це питання продовжуємо обговорювати під час вивчення теми «Повітря», де я відводжу учням активну роль. Учні готують невеликі повідомлення про шляхи потрапляння до атмосфери шкідливих газів, важких металів, про наявні в людства засоби для запобігання небезпеці забруднення повітря, що насувається. В разі нерегламентованого застосування хімічних препаратів значна кількість дрібних частинок несеться у верхні шари атмосфери й, довго утримуючись там , циркулює навколо земної кулі, випадаючи з дощем і снігом, що призводить до невідворотності циркуляції їх у біосфері. Озеленення планети є одним зі способів покращення стану довкілля, повітря, й дає можливість розвиватися багатьом рослинам у нашому непростому світі.
Нова програма з хімії передбачає впровадження навчальних проектів. Наприклад: «Проблеми забруднення повітря та шляхи їх розв’язування», «Проблема збереження чистоти водойм», «Вплив хімічних сполук на довкілля і здоров’я людини». Учні під час дослідження можуть розкривати ці аспекти , використовуючи будь-які засоби та прийоми.
Ефективною формою роботи під час вивчення цієї теми є розв'язання задач екологічного змісту.
Задача № 1
Протягом доби людина вдихає близько 25 кг повітря. Підчас роботи двигуна внутрішнього згоряння автомобіля витрачається 1 825 кг. кисню на 100 км. шляху. Скільки часу може дихати людина цим повітрям?
Задача № 2
Одна людина за час вдихає близько 15 дм3 кисню. Скільки кисню, що міститься в кабінеті хімії, витрачається за один робочий день (шість уроків)?
Задача № З
У великих промислових містах повітря містить 125-500 мг/м3 вуглекислого газу при нормі 3 мг/м3. У скільки разів це перевищує норму? Чому кількість вуглекислого газу збільшується взимку та зменшується влітку?
Чудовою темою для екологічного виховання учнів є тема «Вода». Під час вивчення цієї теми учні доходять висновку, що необхідно бережливо й економно ставитися до природного ресурсу - води. У ході вивчення цієї теми ми обговорюємо такі питання:
Ці питання викликають жвавий інтерес в учнів.
Розглядаючи хімічні властивості води, звертаю увагу учнів на фізичні характеристики води, що є одночасно фізіологічно необхідними умовами для життя водних рослин і тварин, які порушуються, тому що й сама вода, і розчинені в ній солі та інші біологічно необхідні речовини вступають в хімічні взаємодії з речовинами-забруднювачами. Забруднення водойм — біологічне порушення умов життя не лише у воді, але й у інших середовищах існування. Тому, обговорюючи проблему єдності оточуючого світу, необхідно розповісти про роль води в міграції як життєво необхідних речовин, так і отруйних відходів виробництва та сільського господарства, що розносяться на великі відстані. У процесі цього руху речовини вступають у біологічні процеси, що відбуваються у воді, ґрунтах, прилеглих до цих водойм, у рослинному й тваринному світі, мікросвіті. На кількох прикладах демонструю, як порушення еволюційно складених умов водного басейну тягне за собою зміни тих районів, що тісно прилягають до цього басейну.
Схема 11. Забруднення гідросфери.
|
|||
|
|||
Фізичне |
Хімічне |
Біологічне |
Теплове |
пісок, глина, внаслідок неправильної обробки ґрунту біля берегів річок, розорення прибережних смуг. |
кислоти, мінеральні солі, нафта миючі засоби. |
Наявність у стічних водах мікроорганізмів. |
скидання у водойми теплих вод ТЕС, АЕС. |
Таблиця 5. Відходи що забруднюють води.
Продукція хімічної промисловості та чорної металургії |
Відходи, що забруднюють води. |
Кислоти. |
Різні кислоти |
Вибухові речовини. |
Кислоти, фарби, олії, мила, органічні речовини. |
Засоби для миття та чищення. |
Продукти гідролізу жирів та інші розчинені і зважені органічні речовини, лужні сульфати й сульфонали, фосфати, силікати, борати, хлор, бром, миш’як. |
Залізо, сталь. |
Фермовмісні солі, хлоридна і сульфатна кислоти, фенол, вапно, олії. |
Консервовані та заморожені фрукти й овочі. |
Розчинені частинки, зважені фрагменти органіки, цукри, крохмаль. |
Газовані напої. |
Цукри. Зважені частинки, розчини для миття пляшок. |
М'ясо домашньої худоби і птиці. |
Фекальні маси від ферм, скотарень; Кров, жир, білки, та інші органічні речовини. |
Молочні продукти. |
Сироватка (молочний білок, молочний цукор, розчинні солі, жири). |
Вугільна промисловість. |
Сульфатна кислота, мінеральні частинки вилучені під час збагачення вугілля. |
Шкіряна промисловість. |
Розчинені органічні речовини, шматочки м’яса і шерсть тварин, мильні розчини, рослинні й мінеральні дубильні хімікати, основи й кислоти, барвники. |
Фармацевтична промисловість. |
Вітаміни, розчинені та зважені органічні й неорганічні речовини. |
Текстильна промисловість. |
Сильні основи, барвники, високий вміст розчинених органічних речовин. |
Нафтопереробна промисловість. |
Органічні речовини, фенол, нафта, сполуки Сульфуру. |
Целюлозно-паперова промисловість. |
Сульфітна целюлоза, клеї та наповнювачі, барвники, кислоти, підбілювачі, деревні та паперові волокна, ртуть |
Розв'язуємо задачі екологічного змісту.
Задача № 1
Для вирощування 1 т. пшениці потрібно 1 500 т . води. Скільки води було використано для вирощування врожаю в цьому році в Україні? У нашій області?
Задача № 2
1 т. нафти утворює на поверхні води пляму площею близько 6 км2. Яку площу акваторії накриє нафтова пляма в разі аварії танкера ємністю 5 тис. т.? Порівняйте з площею нашої області.
Таблиця 6. Екологічні питання у курсі неорганічної хімії.
№ з/п |
Тема за програмою |
Екологічний зміст |
1. |
Складні речовини. Основні класи неорганічних речовин. |
Біологічна і екологічна роль води . Забруднення води токсичними речовинами. Взаємозв’язок між забрудненням повітря, води, ґрунту. |
2. |
Оксиди в природі.
|
Оксиди як забруднювачі атмосфери. Захист повітря від шкідливих оксидів. |
3. |
Кислоти. Поширення в природі. |
Кислотні дощі, які спричиняють зменшення родючості , загибелі лісів, руйнування пам’яток архітектури , збільшення кількості захворювань. |
4. |
Хлоридна кислота і хлороводень.
|
Шкода, якої завдає хлоридна кислота в разі потрапляння у водойми (загибель риби, комах, рослин). |
5. |
Вплив на довкілля оксидів, кислот, основ, солей. |
Проблема чистої води, та охорона її від забруднення. Кислотні дощі. Вплив хімічних сполук на довкілля та здоров’я людини. Правила безпечного користування сполуками кислотного та лужного характеру, запобігання опікам. |
6. |
Поняття про галогени. |
Причини токсичної дії молекулярного хлору й деяких його сполук на живі організми. Процеси що відбуваються під час хлорування води. |
7. |
Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д.І Менделеєва. |
Взаємозв’язок живої та неживої природи у формуванні хімічного складу природи. |
8. |
Склад атомних ядер. Ізотопи. |
Радіоактивний вплив на живі організми , заходи у формуванні хімічного складу природи. |
Під час вивчення теми «Основні класи неорганічних речовин» учні знайомляться з оксидами, кислотами, основами, солями, знання властивостей яких дуже важливі для подальшого екологічного виховання учнів. Щорічно десятки тисяч отруєнь, в тому числі у тому числі з летальним результатом, пов’язані з препаратами побутової хімії. Це свідчить не тільки про серйозні недоліки в рецептурі препаратів, а й слабке інформування населення про небезпечні властивості засобів побутової хімії. Тому слід звертати увагу на правила використання препаратів побутової хімії. У разі порушення цих правил можливі не тільки важкі отруєння, але й хімічні ураження шкіри, слизових оболонок . Особливу увагу потрібно звернути увагу на хімічні речовини, з якими дитина може зіткнутися у повсякденному житті, формуючи у школярів навички безпечного поводження з побутовими хімікатами та надання першої допомоги в разів опіків кислотами та лугами.
До того ж препарати побутової хімії як правило погано розкладаються й забруднюють навколишнє середовище. Крім засобів побутової хімії людина використовує різноманітні лікарські засоби, розчинники, лаки, фарби, клеї. За останні 30 років , як свідчить, статистика Всесвітньої організації охорони здоров’я збільшилася кількість отруєнь хімічними сполуками. На першому місці за кількістю нещасних випадків - сильнодіючі кислоти (оцтова, сульфатна), на другому – ліки, за ними алкоголь і засоби побутової хімії. Вивчаючи оксиди та їх властивості, дуже важливо звернути увагу учнів на оксиди-забруднювачі (оксиди Карбону, Нітрогену, Сульфуру) та їх вплив на оточуюче середовище, а також ще раз повторити, в який спосіб можна захистити атмосферу від шкідливих оксидів. Під час вивчення кислот і основ учні не лише знайомляться з фізичними й хімічними властивостям представників цих класів, але й закріплюють знання з техніки безпеки та бережливого ставлення до навколишнього середовища. Вивчаючи кислоти, учні згадують, що багато які з кислот їм відомі, оскільки кислий смак лимона зумовлений лимонною кислотою, зеленого яблука - яблучною кислотою, кефіру - молочною кислотою тощо. У життєдіяльності організмів кислоти відіграють важливу роль. Тому вживання їх у невеликих кількостях необхідне.
До організму людини кислоти потрапляють з овочами, фруктами та іншими продуктами. Але кислоти можуть завдати великої шкоди. Звертаючи увагу на небезпеку для організму сульфатної, нітратної, хлоридної кислоти, я пояснюю учням правила техніки безпеки під час роботи з ними та надання першої допомоги в разі потрапляння кислот на шкіру або в очі. Також пояснюю, якої шкоди навколишньому світу може завдати потрапляння кислот у воду річок і озер. При цьому відбувається отруєння риб, зникають комахи, гинуть рослини. У разі забруднення повітря оксидами Сульфуру й Нітрогену випадають кислотні дощі, що спричинюють зменшення врожайності, загибель лісів, руйнування пам'яток архітектури, збільшення кількості захворювань. Також дуже важливо звернути увагу учнів на те, що миючі засоби, якими користуються вдома для миття плит, ванни, унітазів, засоби для очищення труб мають кислотний і лужний характер, тому зі стічними водами ми викидаємо в каналізацію кислоти й луги, інші шкідливі речовини, засмічуючи таким чином та отруюючи води й ґрунти.
Під час виконання значної кількості демонстраційних і лабораторних дослідів та проведення практичної роботи не лише закріплюються знання з техніки безпеки, але й здійснюється екологічне виховання, оскільки кожного разу я підкреслюю, що найважливіший принцип експерименту — нейтралізація кислот і лугів. Кожен проведений дослід має бути не лише нешкідливим, але й безвідходним. Так, у процесі взаємодії купрум(ІІ) оксиду з розчином сульфатної кислоти - розчин купрум(ІІ) сульфату, що утворився, можна використати для наступних дослідів. А під час виконання практичних завдань рекомендовано включати етапи переробки відходів речовин у кожному досліді. І вчителю завжди слід зауважити, що під час вивчення хімії обов’язковим компонентом експерименту є знищення та знешкодження або використання речовин – продуктів реакції. І вже з перших уроків учні розуміють що запобігання потраплянню речовин у зовнішнє середовище є правилом глобального масштабу.
Таким чином, ми бачимо, що ідея захисту оточуючого середовища під час виконання хімічного експерименту має пронизувати всі види цього експерименту в усіх класах і для всіх учнів. Лише такий підхід дозволить сформувати екологічно грамотне мислення, виробити в учнів певний «рефлекс екологічної чистоти» будь-якої їхньої дії.
Вивчаючи «Солі» звертаю увагу дітей, що ґрунт є головним елементом біосфери, де відбувається міграція й обмін хімічних речовин нашої планети. Із ґрунту через питну воду, харчові продукти й атмосферне повітря хімічні речовини надходять до організму людини. Ґрунт є тією системою життєзабезпечення Землі, тим елементом Біосфери, у якому відбувається детоксикація (знешкодження, руйнування, перетворення на нетоксичні речовини) основної маси екзогенних органічних і неорганічних речовин, які надходять до неї. Під забруднювачами ґрунту слід розуміти хімічні, біологічні організми (бактерії, віруси), та продукти їх життєдіяльності, які трапляються у неналежному місці. Хімічні забруднювачі поділяють на 2 групи:
Під час вивчення Періодичного закону й Періодичної системи Д. І. Менделєєва учні усвідомлюють такі важливі речі, як єдність світу, взаємозв'язок елементів, взаємозв'язок живої та неживої природи у формуванні хімічного складу оточуючого середовища. Учні знайомляться з елементарними знаннями про радіоактивний розпад хімічних елементів, з радіоактивними ізотопами, біологічним впливом радіоактивного випромінювання.
Ми живемо у світі науки. На жаль, надії наших предків на те, що наука буде панацеєю від усіх лих, не здійснилася. Парадокс людського розуму полягає в тому, що майже кожне велике відкриття науки планувалося з найкращими намірами, але згодом використовувалося зовсім не так, як хотів автор відкриття. Справедливо виголошує народне прислів'я: «Добрими намірами вимощена дорога до пекла». З відкриттям ядерної енергії вчені сподівалися вирішити багато проблем. Було витрачено значні засоби на будівництво атомних електростанцій. Вважалося, що атомна енергетика буде дешевою та надійною. Як справедливо сказав ще 2 500 років тому китайський мудрець Конфуцій, «хто не дивитися вперед, той не побачить поряд біди».
Так само і з будівництвом АЕС виникли проблеми, одна з яких полягала в тому, що робити з цими станціями після їх закриття. Ця проблема залишиться майбутнім поколінням, оскільки активність радіоактивних відходів визначається Цезієм –137 та Стронцієм-90, які добре засвоюються рослинами та тваринами. Добре проникаючи в організм людини, вони важко виводяться з нього. Внаслідок радіоактивного опромінення розвиваються такі «звичайні» хвороби, як запалення легенів, інфаркти, серцево-судинні, нервові. Багато які з АЕС будувалися без узгодження всіх факторів - економічних, соціальних, екологічних тощо.
Тому сьогодні можна сказати, що АЕС ненадійні. Прикладом може бути аварія на Чорнобильській АЕС, під час якої сталися викиди радіоактивного газу, що спричинило забруднення величезної території. Оскільки до складу газу входив радіоактивний йод, то це призвело до захворювання щитовидної залози, порушення її роботи, а це у свою чергу, вплинуло на гіпофіз, що бере участь у регуляції роботи імунної системи організму. Збільшилася кількість онкологічних захворювань. А скільки людей за ці роки померло від серцево-судинних захворювань! Скільки дітей мають захворювання щитовидної залози, хоча вони народилися й народжуються після аварії!
Б. Коммонер писав, що проблема «ядерна енергія - людина» перетворюється на політичне, моральне питання. Про моральну відповідальність учених йдеться дуже давно.
Один китайський алхімік тисячу років тому писав: «Найстрашнішим гріхом було б відкрити воїнам таємницю своєї майстерності! Бережися! Нехай навіть мурашка не пробереться туди, де ти працюєш». А великий Леонардо да Вінчі (1452-1519) в одному зі своїх манускриптів писав таке: «Як і чому я не пишу про свій спосіб перебувати під водою стільки часу, скільки можна обходитися без їжі? Це я не обнародував через злих людей, які використали б для вбивства на дні моря, ламаючи днища кораблів та топлячи їх разом з людьми, які там знаходяться». Це настільки актуально сьогодні, коли ядерну енергію почали використовувати у своїх цілях військові. Ядерне полум'я небезпечне для людства.
Ядерна війна може стати катастрофою для нашої планети. За приблизними розрахунками, тільки в США та Росії сьогодні накопичено 60 тис. ядерних боєголовок, кожна з яких перевищує потужність бомби, скинутої у 1945 році на Хіросіму. Необхідно пояснити учням, що в результаті ядерної війни загинуть рослини, тварини, людина, станеться забруднення атмосфери, зміниться клімат, настане ядерна ніч і зима, і той політик, який віддасть наказ натиснути на «ядерну кнопку», підпише смертний вирок у тому числі й самому собі. Тому ядерна зброя має бути знищена й заборонена. Звертаю увагу на те, що Україна одна з перших заявила про свій без'ядерний статус та вивела ядерну зброю за межі країни, але це пізніше призвело до анексії частини території України, бо як відомо розмова між рівними може бути лише між країнами з сильною армією та запасом сучасної зброї .
Набута екологічна грамотність та усвідомлення відповідальності за долю природи кожним учнем під час вивчення найважливіших питань у курсі хімії 9 класу — одна з найважливіших передумов для «підписання миру з природою».
Таблиця 7. Екологічні питання в курсі неорганічної хімії.
№ з/п |
Тема за програмою. |
Екологічний зміст. |
1. |
Поняття про розчин. |
Значення розчинів. Проблема чистої води та охорона її від забруднення. |
2. |
Розчини. Кристалогідрати. |
Водневий зв'язок. Роль гідратації у функціонуванні клітин та тканин. Екологічно-біологічні наслідки підвищення солоності морської води та засолення ґрунтів. |
3. |
Хімічна рівновага. |
Варварське ставлення до природи в однієї країні призведе до негативних наслідків в інших країнах. |
Таблиця 8. Екологічні питання в курсі органічної хімії.
№ з/п |
Тема за програмою |
Екологічний зміст. |
1. |
Поняття про органічні сполуки. Природні і синтетичні органічні речовини. |
Карбон як основа живої природи, взаємозв’язок органічної, неорганічної. живої та неживої природи. |
2. |
Насичені вуглеводні (Алкани).
|
Насичені вуглеводні як забруднювачі довкілля. Озокерит або гірський віск який використовується в медицині для фізіопроцедур у разі невритів, плекситів. |
3. |
Метан. Склад і будова молекули. Фізичні й хімічні властивості метану. |
Екологічні аспекти використання газоподібного палива у промисловості й побуті. |
4. |
Галогенопохідні. |
Діфлуордіхлорметан (фреон – 12) – руйнування озонового шару Землі. |
5. |
Ненасичені вуглеводні.
|
Використання етилену для прискорення дозрівання овочів та фруктів. Вплив на здоров’я людини. |
6. |
Полімери. Склад, будова і властивості полімерів. |
Проблема утилізації полімерів та високомолекулярних сполук. Використання полімерних виробів у побуті. Утилізація каучуків, металопластиків та високомолекулярних сполук. |
7. |
Ароматичні вуглеводні (Арени). Бензен. Толуен. Хімічні засоби захисту рослин. |
Хлорорганічні пестициди, дія на живі організми, концентрування у трофічних ланцюгах. Фактори що визначають забруднення продуктів на вміст пестицидів у них. Дотримання правил безпеки в разі використання хімічних засобів захисту рослин. Толуен в якості добавки до моторного палива. Якість транспортного палива як найважливіша екологічна проблема. |
8. |
Спирти.
|
Отруйність спиртів, їх згубна дія на організм людини. Проблема алкоголізму: причини, наслідки, шляхи розв’язання. Багатоатомні спирти як антифризи, їх вплив на організм людини. |
9. |
Вуглеводи. |
Процес фотосинтезу та його екологічне значення. Деревина – природний матеріал. Проблема збереження лісів. |
10. |
Природні джерела вуглеводнів та їх переробка. |
Екологічні проблеми нафто, вугле та газодобування, транспортування нафти, вугілля, газу, коксохімічної переробки вугілля. Парниковий ефект. Фотохімічний смог. Екологічні аспекти використання газоподібного палива, продуктів нафтопереробки. Проблема очищення природного газу та продуктів його згоряння. Джерела забруднення довкілля нафтовими вуглеводнями. Перетворення вуглеводнів нафти в океанічному середовищі, їх дія на живі організми. Очисні споруди на нафтопереробних комбінатах. Нафтопродукти як паливо. Альтернативні джерела енергії. Екологічні вимоги до транспорту. |
11. |
Роль хімії в житті суспільства. |
Використання хімічних речовин у побуті, матеріальному виробництві. Місце органічних речовин у кругообігу речовин, їх принципові відмінності. |
12. |
Охорона довкілля під час обробки й використання вуглеводневої сировини. |
Раціональне використання природних ресурсів. Можливості використання вторинної сировини. |
13. |
Роль хімічних знань у пізнанні природи. Значення хімічних процесів у природі. |
Взаємозв’язок органічного і неорганічного світу. Місце хімії серед наук про природу. Екологічні наслідки використанні хімічних сполук. |
За новою програмою курс органічної хімії доповнений питанням охорони довкілля у зв’язку з використанням вуглеводневої сировини. Під час вивчення основ органічної хімії в 9 класі з метою оволодіння учнями навичок здорової поведінки , доцільно ознайомити учнів із принципами раціонального харчування, особливостями розв’язання екологічних проблем через інтегровані уроки, проектні роботи та позакласні заходи. Це виявляється в залученні учнів до співпраці над соціально значущими проектами із проблем довкілля, під час виконання яких учні виконують різні соціальні ролі (соціальна та громадянська компетентності учнів ). Екологічну грамотність потрібно формувати на уроках та в позакласній роботі під час вивчення природи рідного краю, проведення екологічних досліджень, з’ясування тривожної екологічної ситуації в місцевому регіоні.
Наприклад: проведення інтегрованих уроків: хімія-біологія, хімія-географія під час вивчення таких тем «Органічні сполуки живих систем. Будова, властивості органічних речовин». Екологічну компетентність можуть формувати рольові уроки ( урок-подорож, дискусія, урок-суд). Наприклад, «Значення розчинів», «Роль хімічних знань у пізнанні природи», «Значення хімічних процесів у природі». Для проектної діяльності велике значення має збирання матеріалів на тему «Джерела продовжують жити», «Екологія природи – екологія души» та інші. Хімія в нашому житті може бути другом, або ворогом. Нам важко уявити своє життя без засобів побутової хімії, але треба пам’ятати, що всі вони є небезпечними для життя людини. Кожен засіб побутової хімії має свою особливість. Засоби побутової хімії містять кислоти і луги, бо вони добре відмивають бруд, який містить жир. Для видалення вапняних нальотів, мильних розводів, що утворюються переважно у ванних кімнатах, використовують засоби що містять кислоти. Фарби, клеї, розчинники містять леткі речовини, що спричиняють отруєння, а також є вибухонебезпечними.
Некероване зростання кількості населення , активний розвиток виробництва та обсягів споживання, а також ефективних технологій переробки відходів виробництва призвели до того що на планеті Земля нагромадилась така кількість відходів яка загрожує здоров’ю людей і довкіллю.
Ще одне; це хімічна зброя – зброя масового ураження, дія якого ґрунтується на використанні токсичних властивостей бойових хімічних або отруйних речовин. У наш час накопичені значні запаси бойових отруйних речовин. Ці отрути не тільки високотоксичні для людини, але й екологічно небезпечні. Хімічні катастрофи які викликані цими речовинами, можуть відбуватися в процесі виробництва, під час зберігання та знезараження. Використання хімічної зброї у військових цілях має грізні екологічні наслідки: різку зміну рослинного складу біогеоценозів, співвідношення мікроорганізмів у ґрунті та воді. Наприклад внаслідок застосування хімічної зброї армією США у В’єтнамі було знищено 202 тис. га. лісу. А в деяких районах загинуло 85-90% ссавців та птахів. Женевською конвенцією за участі 40 держав було підписано угоду про повну заборону розробки , виробництва й накопичення хімічної зброї.
За оцінками експертів викиди автомобілів становлять 55% забруднення міст. Ці викиди роблять суттєвий внесок в утворення смогу, який призводить до загибелі та масової захворюваності людей. Унаслідок фотохімічних реакцій між компонентами повітря та газовими викидами можливо утворення фотохімічного смогу, який виникає в сонячні дні. Він подразнює оболонку ока та дихальних шляхів.
Завтрашній будівельник, проектувальник, адміністратор, сподіваюся грамотно вестимуть господарство. Екологічно грамотна людина здатна примножити багатства природи.
У курсі хімії 10 класу розглядаються неметали та їх сполуки, що сильно впливають на оточуюче середовище, спричиняючи в ньому різні негативні зміни. Ще досить недавно людство у своєї діяльності виходило з того . що всі необхідні ресурси: вода , повітря, ґрунт, корисні копалини – практично невичерпні й безкоштовні. Однак як виявилось що це не відповідає дійсності, природні ресурси вичерпні, а систематичне забруднення довкілля призводить до порушення екологічної рівноваги, до знищення природи. Людина з жахом зрозуміла, що в результаті її власної безвідповідальності може зникнути все живе на Землі, в тому числі і людство.
Таблиця 9. Екологічні питання у курсі неорганічної хімії.
№ з/п |
Тема за програмою |
Екологічний зміст |
1. |
Загальні відомості про неметали та їх сполуки. |
Гідроген сульфід і оксиди Сульфуру як забруднювачі атмосфери, причини їх негативної дії на живі організми. Процеси, що супроводжуються утворенням гідроген сульфіду, його утилізація. |
2. |
Підрупа Оксигену. Озон. Його властивості, значення. Роль озонового шару для життя організмів на Землі. |
Діяльність людини й руйнування озонового, озонові діри. Значення озонового шару для життя організмів на Землі. |
3. |
Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. |
Кислотні дощі, їх вплив на живі організми. Утилізація Сульфур оксидів. |
4. |
Виробництво сульфатної кислоти. |
Зменшення викидів у навколишнє середовище та ефективність використання відходів виробництва. |
5. |
Неметали . Підгрупа Нітрогену. Оксиди Нітрогену. |
Оксиди Нітрогену та забруднювачі атмосфери. Причини негативної дії , утилізація. Негативний вплив «лисячих хвостів» на довкілля. Кислотні дощі. Руйнування озонового шару. Смог. Транспорт як джерело забруднення атмосфери. |
6. |
Промисловий синтез амоніаку. |
Не допускати викидів амоніаку в навколишнє середовище. Бережливе ставлення до природи, утилізація відходів. |
7. |
Нітрати і фосфати. |
Проблеми забруднення харчових продуктів нітратами, їх шкідливий вплив. Швидке поширення водоростей та еутрофікація поверхневих водойм. Способи зниження вмісту нітратів у рослинної продукції. Токсична дія нітратів на організм людини й тварин. |
8. |
Мінеральні добрива. |
Правила поводження з мінеральними добривами та норми їх внесення у ґрунт, їх вплив на довкілля. Порушення кругообігу азоту під впливом антропогенних факторів. Ефтрофікація озер під впливом елементів живлення. |
9. |
Неметали. Підгрупа Карбону. Алотропні модифікації карбону. Оксиди Карбону. |
Профілактика забруднення атмосфери сажею. Причини негативної дії на живі організми оксидів Карбону. Парниковий ефект і причини його виникнення та заходи щодо його запобігання. Антропогенний вплив на кругообіг Карбону. |
10. |
Поняття про будівельні матеріали. |
Застосування екологічно чистих будівельних матеріалів. |
11. |
Застосування неметалів та їх сполук. Кругообіг неметалічних елементів. |
Застосування екологічно чистих матеріалів у побуті, промисловості. |
12. |
Загальні відомості про метали. Металургія. |
Виробництва чорної та кольорової металургії. Охорона довкілля під час виробництва й застосування металів. Екологічна характеристика доменних газів та способи їх утилізації. |
13. |
Метали головних та побічних підгруп. Сплави. |
Техногенне забруднення середовища алюмінієм. Токсичний вплив алюмінію на рослини і тварини. Поняття про мікроелементи й важкі метали. Забруднення довкілля важкими металами. Причини їх негативного впливу на живі організми. Важкі метали у трофічних ланцюгах живлення. Порушення обміну речовин внаслідок отруєння важкими металами. |
14. |
Корозія металів. Захист від корозії. |
Використання різних сплавів для захисту від корозії. Економічні втрати від корозії. |
Перша тема «Оксиген і Сульфур», розглядаючи ці прості речовини, утворені хімічним елементом Оксигеном, учні закріплюють знання про кисень - просту речовину та його значення для живих організмів. Під час обговорення кругообігу кисню в природі та його значення учні відзначають, що використання кисню окремими країнами вже значно перевищує вироблення його рослинами в цих країнах. Поповнення дефіциту відбувається поки що за рахунок великих лісових масивів планети. Однак дощовий тропічний ліс - один з постачальників кисню - знищено вже на 40 %. Вирубування його продовжується зі швидкістю 20га. на хвилину.
Друга проста речовина, утворена хімічним елементом Оксигеном - озон. Головне у вивченні озону - це показати його роль у житті органічного світу та вплив діяльності людини на озоновий шар планети.
Озоновий шар оточує нашу Землю на висоті від 10 до 50 км. Озон постійно перебуває в повітрі, і його вміст у повітрі полів, хвойних лісів та океанів більший, ніж поблизу житла. Він утворюється внаслідок дії ультрафіолетових променів на кисень. У житті людини й тварин озон відіграє важливу роль, про яку багато хто й не підозрює. Озон рятує від сліпоти, а вона неминуче вражала б тваринні організми незабаром після народження, якби його не було в атмосфері. Озон поглинає ультрафіолетові промені, які надзвичайно шкідливі для сітчатки ока й можуть спричинити інші серйозні захворювання (такі, як рак шкіри) та шкідливі мутації, зменшують врожайність сільськогосподарських культур.
Останнім часом учені стривожені порушенням озонового шару та появою так званих «озонових дірок». Вважається, що одним з головних руйнівників озонового шару є реактивна авіація, оскільки вихлопні гази літаків містять нітроген(IV) оксид, що вступає в реакцію з озоном, а також діяльність військових, оскільки під час запуску балістичних ракет відбувається викид оксидів Нітрогену. До руйнування озонового шару мають відношення також фреони. Сучасна промисловість усе більше використовує фреони. Вони використовуються в холодильних установках, як аерозольні розбризкувачі в балончиках з фарбами, лаками, парфумерією тощо. Сьогодні у світі випускається кілька мільйонів тонн фреонів. Для людини пари фреону не шкідливі, але вони надзвичайно стійкі і можуть зберігатися в атмосфері протягом майже 80 років. Пари фреонів з повітряними течіями потрапляють до стратосфери, де під дією ультрафіолетових променів їх молекули розпадаються, утворюючи атоми Хлору, які є найсильнішими каталізаторами для розкладу озону. Один атом Хлору здатен розкласти 100 тис. молекул озону.
До речі, підвищення температури на планеті деякі вчені також пов'язують з використанням фреонів. Ці повідомлення змушують учнів замислитися над тим, що кожен з них, використовуючи аерозольні розпилювачі, робить свій внесок у руйнування озонового шару.
Однак збільшення кількості озону загрожує небезпекою не менш страшною, оскільки за своїми окисними властивостями він набагато активніший за кисень. Він легко руйнує органічні речовини, а фосфор і сірку перетворює на відповідні оксиди, навіть срібло легко взаємодіє з озоном. Крім того, ультрафіолетові промені, необхідні для утворення вітаміну Д, найважливішого з вітамінів для формування організму, цілком поглиналися б озоном. Відсутність цього вітаміну призвела б до вимирання тварин і людини. В озоні виявляється найяскравіший приклад єдності протилежностей, перехід кількості в якість, залежність від умов прояву, коли в одній причині одночасно зосереджені надзвичайна користь і величезна шкода.
Таблиця 10. Джерела забруднення та вплив на довкілля і людину.
Забруднювач |
Джерело |
Вплив на здоров’я людини |
Вплив на навколишнє середовище |
(NO2 і NO) – гази. |
Високотемпературні спалювання:
|
|
|
Оксид Нітрогену |
|
|
|
Карбон(ІІ) оксид (СО) – газ. |
|
Знижує здатність крові засвоювати кисень, що:
Коли СО вдихає вагітна жінка, це руйнує фізичні й розумові здібності дитини. |
|
|
|
|
стає частиною ґрунту і впливає на рослини та тварини, що живуть у землі. |
Свинець (Pb) – метал. |
|
|
|
Озон (O3) – газ. |
Утворюється в наслідок з’єднання на сонячному світлі нітроген діоксину та гідроген карбонатів (речовин, що викидають автомобілі). |
|
|
Тверді й рідко подібні частки. |
|
|
|
|
|
|
|
Озон (O3) – газ. |
Утворюється в наслідок з’єднання на сонячному світлі нітроген діоксину та гідроген карбонатів (речовин, що викидають автомобілі). |
|
|
Сульфур діоксид (сірчистий газ SO2). |
|
|
|
|
|
|
|
Під час вивчення теми «Сульфур та його сполуки» дуже важливо з огляду на екологію розглянути не лише властивості Сульфуру та його сполук, його геохімічний кругообіг, але й оксиди Сульфуру як забруднювачів оточуючого середовища. Під час вивчення сульфатної кислоти та її сполук необхідно закріпити знання учнів про роботу з кислотами, а також розглянути проблему захисту навколишнього середовища за умов промислового виробництва сульфатної кислоти.
Сірка відома людині з часів глибокої давнини. Вона входить до складу відомого «грецького вогню», таємницею якого володіли грецькі царі протягом чотирьох століть, її використовували також під час релігійних обрядів.
Сульфур входить до складу білків. За даними аналізів різних білків, кількість Сульфуру в перерахунку на суху речовину коливається від 0,3 до 2,5%. Велика кількість Сульфуру міститься в білках покривних тканин, з яких утворені волосся, нігті, копита, пір'я. Сульфур входить до складу деяких гормонів (наприклад, до складу інсуліну), вітамінів та деяких інших органічних речовин, що відіграють велику роль в обміні речовин. Під час вивчення цієї теми учні готують повідомлення про застосування сірки та сполук Сульфуру в промисловості, сільському господарстві, медицині, військовій промисловості. І звичайно ж, постає питання про відходи, що спричинюють забруднення оточуючого середовища, такі, як оксиди Сульфуру, сірководень, сірковуглець та ін.
Сірчистий газ безбарвний і отруйний. Наочним є такий приклад: у 1952 р. протягом трьох-чотирьох діб від смогу в Лондоні загинуло 4 тис. чоловік. Сам по собі смог не становить небезпеки для людського організму, але стає шкідливим тоді, коли надзвичайно забруднений токсичними речовинами. Забруднення повітря оксидами Сульфуру зазнають всі промислово розвинені країни.
Небезпека викидів сірчистих сполук полягає насамперед в їх масовості, токсичності та порівняно великому «терміні життя». Вплив сірчистого газу та його похідних на людину й тварин виявляється насамперед в ураженні верхніх дихальних шляхів. Під впливом сульфур(IV) оксиду та сульфатної кислоти відбувається руйнування хлорофілу в листі рослин, через що порушується фотосинтез і дихання, уповільнюється ріст, знижується якість деревних насаджень та врожайність сільськогосподарських культур, а за більших доз і тривалості впливу рослинність гине. Сульфур(ІV) оксид, розчиняючись у краплинах атмосферної вологи, в результаті каталітичних, фотохімічних та інших реакцій окислюється та перетворюється на сульфатну кислоту, що випадає на землю у вигляді кислотних дощів. «Кислотні дощі» спричинюють підвищення кислотності ґрунтів, знижують ефективність застосовуваних мінеральних добрив на орних землях, прискорюють процеси корозії металів, руйнування будівель, споруд, пам'яток історії та культури, погіршують якість промислових виробів і матеріалів. Кожного разу, коли на Афіни виливаються дощі, на місто випадає значна кількість сульфатної кислоти, під згубною дією якої відбувається руйнування Акрополя та його безцінних пам'ятників давньогрецького зодчества, споруджених з мармуру.
Зі сполук Сульфуру також небезпечним є сірководень, який належить до акумулятивних отрут, що поступово накопичуються в організмі, спричиняючи отруєння навіть у тих випадках, коли їх концентрація в повітрі сама по собі не повинна спричиняти отруєння в людини, якщо вона не перебуває в цьому приміщенні порівняно довго.
Під час вивчення хімічних виробництв у шкільному курсі хімії учні знайомляться тільки з процесами, пов’язаними з добування корисної продукції, їх хімічною сутністю, апаратурним оформленням, умовами протікання хімічних реакцій. Але мало приділяється уваги питанням , пов’язаним з кількістю відходів виробництва , впливом їх на біосферу, у тому числі й на людину, потрапляючи у повітря, водойми, ґрунт зі стічними водами, твердими відходами, з тим які існують шляхи зменшення кількості цих відходів, ліквідації забруднення. Будь яке виробництво має дві сторони: перша – це сировина, товарна продукція і шляхи перетворення першої на другу; друга – це виробничі відходи, що забруднюють природне середовище.
Сучасне виробництво необхідно розглядати як складну соціально-економічну систему – технобіоценоз, що включений у кругообіг речовин у всіх оболонках Землі.
Схема 12. Зміст поняття «Хімічне виробництво».
|
Втрати сировини під час видобутку, транспортування, збереження, переробки (збагачення) |
||||||
виробництво |
|
|
|
|
Природоохоронні заходи
|
||
|
|
Забруднення навколишнього середовища в разі недосконалих технологій, порушення технологічного режиму й герметизації апаратів |
|||||
Велике значення в екологічній освіті має тема «Виробництво сульфатної кислоти», тому, що її одержання пов'язано із забрудненням оточуючого середовища. І дуже важливим є те, щоб учні на рівні одержаних знань, взяли б активну участь в обговоренні питань, які стосуються зменшення викидів в навколишнє середовище та ефективність використання природної сировини, використання відходів виробництва. Тому, що чим більш активною є позиція підлітка, тим більш усвідомлено він буде підходити до всього, що його оточує.
Екологічне мислення має формуватися в дитини з дитинства, і в цьому відношенні хімія має великі можливості.
Під час вивчення теми дуже важливо використовувати задачі екологічного змісту. Наприклад:
Під час вивчення теми «Нітроген і Фосфор» необхідно розглянути кругообіг азоту та фосфору в природі й те, як діяльність людини вплинула на цей кругообіг. Також слід обговорити раціональне використання ресурсів для виробництва амоніаку й нітратної кислоти та екологічні вимоги до цих виробництв. Необхідно розглянути оксиди Нітрогену як основні джерела забруднення, а основну увагу слід приділити мінеральним добривам, їх використанню та умовам зберігання.
Азот необхідний для життя організмів. З'ясовано, що азот є складовою кожної клітини будь-якого організму незалежно від того, чи то невагома бактерія або 150-тонна туша синього кита, оскільки азот входить до складу білків. Розглядаючи кругообіг азоту в природі, необхідно зазначити, що, незважаючи на великий вміст молекулярного азоту в повітрі, засвоювати його з повітряного середовища здатні лише окремі бактерії, а решта організмів здатна засвоювати азот лише у вигляді сполук. Кожної секунди повітря пронизують блискавки, які підвищують температуру на шляху свого руху; азот сполучається з киснем, утворюючи оксиди, розчинні у воді, при цьому утворюється нітратна кислота. Якщо взяти до уваги, що дощі, які супроводжуються грозами, ґрунтовно промивають атмосферу (з грозової хмари з радіусом 5 км за одну хвилину виливається до 375 тис. тонн води), то жодна молекула кисневої сполуки Нітрогену не пропадає дарма. Нітратна кислота потрапляє в ґрунт і реагує з наявними в ньому сполуками Натрію, Калію, Кальцію та утворює солі - селітри, необхідні рослинам, через які азот потрапляє в організми тварин і людини. Донедавна народ називав грози «живоносними» й «животворними». Завдяки цивілізації в атмосферу потрапляє значна кількість оксидів Нітрогену - близько 60 млн. тонн. Основними джерелами оксидів у промислово розвинених країнах є енергетика і транспорт (до 90% викидів), на хімічну промисловість припадає близько 5%.
Під час роботи двигунів надзвукових літаків утворюється надлишкова кількість оксидів Нітрогену, яка сприяє руйнуванню озонового шару - захисту нашої планети від згубної дії ультрафіолетових променів. Нітроген(ІV) оксид є газом, що підсилює парниковий ефект. Він настільки стійкий, що може перебувати в атмосфері протягом майже 170 років. Сьогодні викиди в атмосферу нітроген(ІV) оксиду становлять 25 млн. тонн на рік. Нітроген(ІV) оксид належить до шкідливих відходів органічного виробництва. У вигляді «лисячого хвоста» він викидається в атмосферу заводами з виробництва нітратної кислоти та є шкідливим для всього живого, оскільки сам по собі подразнює слизисту оболонку очей і дихальних шляхів.
Оскільки для потреб сільського господарства азот необхідний у зв'язаному стані, то для цього використовують амоніак, одержання якого є наочним прикладом використання наукових досягнень у промисловості. Під час обговорення питання про властивості амоніаку та його одержання необхідно наголосити на тому, що амоніак спричиняє подразнення слизистої очей і дихальних шляхів, в разі важкого ступеня отруєння відбувається порушення дихання, серцево-судинної системи та смерть. Тому під час вивчення промислового синтезу амоніаку необхідно розглянути питання неприпустимості викидів амоніаку в оточуюче середовище, бережливого ставлення до природи, утилізації відходів, а головне, способи зберігання й транспортування амоніаку, оскільки нерідко саме з транспортуванням пов'язане забруднення оточуючого середовища амоніаком.
Промисловий синтез нітратної кислоти має велике значення, оскільки сфера її застосування досить велика. Це виробництво мінеральних добрив, барвників, пластмас, штучних волокон, лікарських препаратів, кіно та фотоплівки, пороху та інших вибухових матеріалів. У процесі промислового синтезу нітратної кислоти можуть відбуватися викиди в атмосферу шкідливих речовин, а саме оксидів Нітрогену. Над вихлопною трубою заводів, що виробляють нітратну кислоту, можна побачити «лисячий хвіст». Оксиди нітрогену токсичні, вони завдають відчутної шкоди рослинному і тваринному світу, викликають корозію машин, механізмів, трубопроводів, скорочують термін службі будівель. Тому завдання хіміків полягає не лише в виробництві нітратної кислоти і нітратних добрив, але й тому, аби виробляти їх і використовувати екологічно бездоганно, лише з користю для природи та суспільства. Історія використання зв’язаного азоту – це нагадування про необхідність бережливого ставлення до біосфери. Фосфор - одна з найсильніших отрут. Одна десята частка грама фосфору - вже смертельна доза для людини. З іншого боку, фосфор - складова частина живого організму, без якої людина й тварини не можуть існувати. Нестача фосфору в організмі спричиняє затримку росту, слабкість, прогресивне схуднення та смерть. Додавання до їжі незначної кількості фосфору (0,00015 г. на день) призводить до поліпшення апетиту, збільшення ваги, кількості кров'яних тілець (еритроцитів), росту та ущільненню кісток. Основна маса фосфору в людини та тварин міститься в кістках. Сполуки Фосфору входять до складу мозку, нервів, крові. Загальна кількість фосфору в організмі людини досягає 500г. Цією кількістю фосфору можна смертельно отруїти 5 тис. чоловік, і ця ж кількість необхідна для нормального існування людини.
Важливою є тема «Мінеральні добрива», які є потужним фактором підвищення родючості ґрунтів. Так, внесення нітратних добрив прискорює ріст рослин, збільшує зелену масу, а фосфорні прискорюють дозрівання плодів. Але потужний потік добрив, спрямований у сільське господарство, не може не зачепити тих природних процесів, які пов'язані з біологічним кругообігом елементів, що беруть участь у живленні рослин і тварин. З добривами в ґрунт вносяться переважно такі елементи, як Нітроген, Фосфор і Калій, оскільки саме їх найчастіше потребують рослини. Однак систематичне внесення добрив у підвищених дозах може спричинити серйозні порушення кругообігу поживних речовин у природі. Такі порушення можливі перш за все в районах інтенсивного ведення сільського господарства, передмістях великих міст. Ці зони часто є також осередком великого поголів'я худоби на обмежених територіях, що призводить до скупчення гною та тваринницьких стоків.
Кожен повинен знати, що нітрати можуть призвести не лише до харчового отруєння, але й до порушення функції крові та створити загрозу для життя. Нітрати спричиняють кашель, набряк легень, серцеву недостатність, а накопичуючись у шлунково-кишковому тракті, утворюють високотоксичні речовини, що вражають печінку та сприяють розвитку онкологічних захворювань. На жаль, багато людей уже знаходяться під впливом цих високоотруйних речовин, які хоча і в невеликих кількостях, все ж потрапили до їх організмів.
На цих уроках я акцентую увагу учнів на тому, що хімія подібна до джина, якого повністю випускати з пляшки небезпечно. Необхідне грамотне ставлення до добрив у сільському господарстві.
У процесі виробництва фосфатних добрив забруднюючі компоненти викидаються в атмосферу, ґрунт, водойми. Газопилові викиди , що потрапляють у повітря крім пилу містять сполуки Флуору, пари сульфатної і фосфатної кислот. Найбільш шкідливий гідроген флуорид, який утворюється внаслідок розкладу апатиту. Гідроген флуорид дуже токсичний. Він діє на очі, слизові оболонки, шкіру, викликає набряк легень та травмує серце. Його очищення проводиться в баштах розчином 20% соди, що зрошується. Там він поглинається. Содовий розчин нейтралізує також пари кислот.
Найбільш багатотоннажним відходом виробництва є фосфогіпс, який утворюються із природних фосфатів під дією сульфатної кислоти, з подальшою переробкою на фосфатну й далі – на суперфосфат. Фосфогіпс являє собою збитий порошок , у якому є багато вологи. Він містить 94 % кальцій фосфату, фосфатну кислоту,сполуки флуору, та мікродомішки. Більша частина його складається у шламосховищах або скидається у яри, моря, океани. Вартість зберігання фосфогіпсу оцінюється 1% собівартості фосфатної кислоти. Ставки фосфогіпсу зовсім безжиттєві, біля них важко дихати через випаровування. Хоча овочі та фрукти дають високі врожаї в районі ставків, але виглядають дещо незвично через великі розміри й незвичний колір. Навряд чи їх можна їсти. Виходячи з цього , можна зробити висновок, що утилізація фосфогіпсу – одне із актуальних завдань. У невеликих кількостях його використовують для гіпсування солончаків, виробництва портландцементу, замінників гіпсу.
Виробництво фосфатних добрив використовує багато прісної води, для одержання 1 т. фосфор оксиду у вигляді 54% розчину ортофосфатної кислоти використовується до 220 т. води. Таким чином наприклад, завод що виробляє 100 т. його за добу , щодня витрачає 220000 м3 води. Однак близько 95 % цієї кількості йде на процеси охолодження і не забруднюється. Тільки 5% це забруднені стічні води. Очищена вода надходить у водообіг, а зайва скидається у водойми. Для очищення використовують кальцій гідроксид. Одержаний шлам викидають разом з фосфогіпсом. Ознайомивши учнів з цим матеріалом я звертаю увагу як на вже розв’язані проблеми в галузі ліквідації забруднень, так і не розв’язані для кожного з вивчених виробництв, має бути спрямований на створення маловідходних і безвідходних виробництв. Шляхи впливу на природу, які дає людству наука, повинні використовуватися надзвичайно розумно, раціонально, а головне в ім’я не тільки теперішнього, але й майбутнього людства.
Під час вивчення теми «Карбон і Силіцій» я також звертаю увагу на екологічні проблеми. На уроках розглядаю значення Карбону та Силіцію для живої природи, а також кругообіг Карбону в природі, й особливу увагу приділяю карбон(ІV) оксиду як забруднювачу атмосфери.
Усі види сполук Карбону в той чи інший спосіб пов'язані з живими істотами. Завдяки здатності Карбону утворювати величезну кількість сполук виникло все багатство і різноманітність видів рослин і тварин. Досить сказати, що одних лише видів рослин на земній кулі близько 500 тисяч, а кількість видів комах, за оцінками дослідників, не менше двох-трьох мільйонів. Рослинні й тваринні рештки в ґрунті частково перетворюються на горючі копалини - кам'яне вугілля, нафту, газ. Важливу роль у кругообігу Карбону відіграє вуглекислий газ, який поглинається рослинами в процесі фотосинтезу, та органічні речовини, що містять Карбон. Вуглекислий газ має здатність пропускати на Землю сонячні промені та значною мірою затримувати зворотне випромінювання тепла земної поверхні. Обчислення показують, що в разі повного вилучення вуглекислого газу з атмосфери повітря середня температура земної поверхні знизилась би на 20°С.
У процесі розвитку цивілізації порушена природна рівновага вуглекислого газу. За першими ознаками порушення постає грізне попередження: природа більше не в змозі безболісно витримувати, її здатність до самоочищення вичерпана! Переступивши межу, ми призведемо до ще більш небезпечних наслідків, які необхідно передбачити й своєчасно планувати боротьбу з ними. В процесі розширення виробництва одночасно зі збільшенням втрати теплоти підвищується кількість вуглекислого газу в атмосфері. У XX ст. його кількість в атмосфері збільшилася на 9%.
Виникає парниковий ефект і підвищується температура на планеті. Такою кількістю вуглекислого газу ми зобов'язані ще й транспорту, одному з головних постачальників цього газу. Підвищення вмісту вуглекислого газу в повітрі негативно впливає на дихальну, кровоносну, нервову й серцево-судинну системи. Під час вивчення властивостей карбон(ІІ) та карбон(ІV) оксиду важливо розглянути питання зменшення концентрації цього газу в атмосфері. Учні можуть запропонувати один зі способів очищення — озеленення міст. Наприклад: за один сонячний день 1 га. лісу поглинає 220-280 кг. СО2. Дерева очищують від вуглекислого газу 45 м2 приземного шару атмосфери. Здатність різних порід до поглинання карбон(ІV) оксиду неоднакова, і це необхідно враховувати під час озеленення міст.
Схема 13.
Силіцій у вигляді силіцій оксиду входить до складу рослинних і тваринних організмів. Масова частка силіцій оксиду в крові становить 0,001%. Силіцій оксид у вигляді пилу може спричиняти подразнення бронхів, силікоз легень, захворювання шлунково-кишкового тракту. Силікатна промисловість, наприклад, виробництво скла й кераміки забруднюють оточуюче середовище сполуками Флуору. Учні роблять висновки про спільні та відмінні властивості карбону і сіліцію, пояснюють з чим вони повязані, обговорюють проблему «парникового ефекту» (його ознаки, можливість протидії). На основі цих повідомлень обговорюється проблема Карпатських лісів – найбільшого багатства нашого краю. Також доцільно запропонувати підготувати повідомлення на одну з тем «Найбільш екологічно шкідливі підприємства України», «Джерела надходження СО і СО2 в атмосферу».
Процес навчання включає контроль знань та вмінь. Мета екологічної освіти надає цьому етапу деяку спеціфіку. У звязку з цим можуть бути актуальними завдання таких типів:
середовища грунтового розчину на кислу або на лужну реакцію.
|
1. |
9. |
|
|
|
|
|
|||||
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3. |
|
|
|
|
|||||||
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
|||||||
6. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
8. |
|
|
|
|
||||||||
По горизонталі:
1. Планета, на якій ми живемо;
2. Ефект, що розвивається на Землі з підвищенням в атмосфері вмісту СО2 і СН4;
3. Газово-пилова туманність, що накриває міста у вітряну погоду;
4. Як називаються речовини, що прискорюють швидкість хімічних реакцій?
5. Алотропна модифікація Оксигену, що захищає Землю від ультрафіолетових променів;
6. Хімічний елемент, що посідає перше місце за поширенням на нашій планеті;
7. Геологічна оболонка Землі, населена живими організмами;
8. Частина атома, що бере активну участь у ядерних реакціях;
По вертикалі:
9. Наука про середовище існування живих організмів.
Такі завдання дають можливість оцінити рівень сформованості в учнів екологічної компетентності і обовязково торкатись емоційної, моральної сторони особистості кожного з учнів. Особистісна орієнтація при створенні компетеннісно орієнтованих завдань передбачає поєднання знаневого компонента (як частини життевого досвіду) з формуванням світосприйняття і особистісних ціннісних якостей (в тому числі екологічна спрямованість). Як результат учні отримують не лише знання про світ та вміння взаємодіяти з ним, а й навички соціальних відносин.
Вивчаючи властивості металів, звертаю увагу учнів на біологічну роль окремих металів та їх негативний вплив.
Таблиця 11. Вплив макро та мікро елементів на стан та здоров’я людини.
Елемент |
Нестача |
Надлишок |
Калій |
Викликає судоми та переривання в роботі серця. |
Призводить до дефіциту кальцію. |
Натрій
|
|
Перевантаження нирок та серця, у результаті набрякають ноги та обличчя. |
Кальцій |
Розвивається аритмія, галюцинації.
|
Деформація кісток, біль у животі, порушення координації рухів. |
Магній
|
Призводить до підвищення кров’яного тиску. |
Зменшення засвоєння Кальцію. |
Ферум
|
Виникає залізна анемія.
|
Спричиняє дефіцит Купруму, Хрому, Цинку, Кальцію, зростання кількості Кобальту. |
Манган
|
Деформується суглоби.
|
Сильна втома, головні болі, безсоння, збільшуються дефіцит Магнію, Купруму. |
Купрум |
Знижує рівень гемоглобіну, викликає анемію, часткове облисіння, атрофію серцевого м’яза. |
Дефіцит Цинку, Молібдену, Мангану. |
Цинк |
|
Безпліддя у чоловіків, повільний ріст, випадання волосся, лупа, виразка шлунка, злоякісна анемія, схильність до алкоголізму, |
Йод |
Зоб, затримка розумового розвитку у дітей, зниження інтелектуального розвитку у дітей. |
Роздратування, м’язова слабкість, тахікардія. |
Селен |
Серцеві захворювання, артрит, зниження імунітету, пригнічений та втомлений стан. |
Токсичний.
|
Силіцій |
Уповільнення загоєння ран, свербіж, зниження апетиту, ламкість нігтів. |
Крихкість, звуження судин, атеросклероз, інфаркт міокарда, стенокардія. |
Кальцій за поширеністю в природі посідає п'яте місце з-поміж усіх елементів і це ж місце — у нашому організмі. Він входить до складу не лише всіх кісток скелета. Він настільки універсальний, що мабуть, не має собі рівних серед решти елементів. Досить сказати, що Кальцій присутній в усіх тканинах і рідинах тварин і рослин, а його Йони впливають на всі процеси, що протікають у клітині, активують дію багатьох ферментів, сприяють зсіданню крові, регулюють проникність клітинних мембран, стимулюють передавання нервового імпульсу, є основними учасниками механізму м'язових скорочень тощо.
У разі надлишку метала в організмі виникає цистит, а якщо в організм потрапляє цементний пил, у складі якого є кальцій, то страждають органи дихання, у дітей знижується збуджуваність нервової системи. Тому в містах, де є цементні заводи, підвищена кількість захворювань, пов'язаних з органами дихання.
Йони Магнію містяться в організмі людини в кількості від 20 до 40г. Вони є чудовими біологічними активаторами, знижують артеріальний тиск, мають антисептичну дію. Нестача Магнію зумовлює розвиток захворювань серцево-судинної системи, зміну вмісту холестерину в крові, виникнення онкологічних захворювань. Перевтома й подразливість також залежать від вмісту Магнію в організмі. У природі Магній впливає на процес фотосинтезу. Але надлишок йонів Магнію призводить до порушення серцевого ритму й мінерального обміну, захворювання кишково-шлункового тракту, підвищення смертності від серцево-судинних захворювань.
Алюміній міститься в легенях, печінці, кістках, головному мозку та впливає на роботу травних ферментів і нервової системи. Але його надлишок призводить до порушення мінерального обміну в організмі. І це слід пам'ятати, особливо тоді, коли в побуті для приготування їжі та її зберігання використовуємо алюмінієвий посуд.
Цинк, що входить до складу крові та м'язових тканин, інсуліну, бере участь у білковому обміні та може призвести до дуже важких захворювань кістково-м'язових тканин. Висока його концентрація призводить до мутагенних та онкологічних захворювань.
Дуже небезпечною є ртуть, що вражає нервову систему, накопичується в нирках, клітинах мозку та слизистій оболонці рота, спричиняє низку дуже небезпечних захворювань. Тут доречним буде такий приклад: суха батарейка купляється, використовується за призначенням і викидається. А що відбувається з нею далі? Спочатку вона, у кращому випадку, потрапляє до сміттєвого контейнера. Потім контейнер відвозять на сміттєспалювальну станцію. Тут сміття спалюють, ртуть нагрівається, і утворюються ртутні пари, що викидаються в атмосферу. Ртутні пари досить токсичні. Вітер підхоплює їх, і врешті-решт вони осаджуються на землю з дощем або снігом. Потрапивши, скажімо, до річки або озера, ртуть конденсується та опускається на дно.
Тут її переробляють бактерії. Вона розчиняється у воді й поглинається рибами. Оскільки ртуть не бере участі в метаболізмі, вони накопичується в органах і м'ясі риб. Рибу виловлює та з'їдає людина, а отруйна ртуть відкладається в його органах. І так далі. Ртуть входить до складу освітлювальних ртутних ламп, і дуже небезпечно, коли такі лампи потрапляють до сміттєвих контейнерів і будь-хто може цими відходами скористатися. Медичний термометр містить ртуть. Інші отруйні метали – синець, кадмій можуть потрапити до харчових продуктів з візерунків скляного посуду, поліетиленових обгорток , металевої тари.
Дуже небезпечним є також свинець, що руйнівно діє на центральну нервову систему, вражає нирки, спричиняє анемію, неврівноваженість, подразливість, знижує розумову активність. Але ж «постачальниками» свинцю в атмосферу є автомобілі. Вони є причиною близько 40 % забруднення оточуючого середовища. Необхідно навести такі приклади:
При цьому я запитую учнів: «З чим це пов'язано?» І вони доходять висновку, що автомобіль з досягнення цивілізації перетворився на її лихо.
Таким чином, метали, особливо важкі, можуть як принести користь, так і завдати шкоди. Під час вивчення цієї теми ми розглядаємо шляхи потрапляння важких металів в оточуюче середовище та шляхи розв'язання цієї проблеми.
Схема 14.
З курсу біології учні згадують, що такі дерева, як тополя, в'яз, липа, каштан та інші мають здатність поглинати важкі метали та є ідеальними очисниками забрудненої атмосфери.
Тому на уроках учні доходять висновку, що одним зі шляхів розв'язання проблеми очищення атмосферного повітря та збереження його чистоти є висаджування вздовж автострад та на вулицях дерев. І дуже важливими є повідомлення учнів під час вивчення цієї теми про екологічний стан у своєму регіоні, місті.
Природоохоронне навчання та виховання доречно під час вивчення теми «Лужні метали». Учні не лише вивчають будову, фізичні та хімічні властивості лужних металів, але й знайомляться з їх біологічною роллю та закріплюють знання правил техніки безпеки під час роботи з лужними металами та продуктами їх реакцій, усвідомлюють неприпустимість виливання їх у каналізацію. Дізнаються, що багато які із засобів для очищення каналізаційних труб містять кальцій гідроксид, який в разі потрапляння на шкіру або в очі спричиняє сильні опіки, а в разі потрапляння в стічні води за умови недостатнього очищення та обробки стічних вод стає причиною забруднення вод і ґрунту. Наголошуючи на біологічній ролі лужних металів, дуже важливо вказати не лише позитивні якості, але й шкідливий вплив. Так, дефіцит йонів Літію спричиняє психічну несталість, а його надлишок - порушення дихання, серцевого ритму, сонливість, втрату апетиту, погіршення зору, дерматит тощо.
Йони Натрію беруть участь у збереженні кислотно-лужного балансу в організмі й регуляції серцевої діяльності, затримують воду в організмі, підтримують у тварин і людини нормальне збудження м'язових клітин. А надлишок цих йонів призводить до порушення водного балансу, загусання крові, дисфункцію нирок, деякі серцево-судинні захворювання.
Сполуки Калію - необхідна складова клітини кожного організму й людини. Певне співвідношення Калію та інших елементів необхідне для забезпечення нормальної роботи м'язів, а головне - м'язів серця. Йони цього металу регулюють білковий і вуглеводневий обмін, впливають на процес фотосинтезу в рослин. Калій дає не лише родючість ґрунтів, але й тепло земній кулі. За надлишку металу спостерігається підвищення рухової активності, серцевого ритму, порушення білкового, вуглеводневого та жирового обміну.
Таблиця 12. Основні компоненти вихлопних газів та їх дія на організм людини й навколишнє середовище.
№ з/п |
Компонент автомобільного забруднення |
Дія на організм людини |
Вплив на навколишнє середовище |
1. |
Карбон діоксид (вуглекислий газ, СО2). |
Подразлива дія на шкіру й слизову оболонку |
Викиди карбон діоксиду посилюють парниковий ефект, сприяють утворенню кислотних залишків. |
2. |
Карбон(ІІ) оксид (чадний газ, СО). |
Спричиняє кисневе голодування, що позначається на центральній нервовій системі. Невеликі дози спричиняють запаморочення, головний біль, почуття втоми тощо. Висока концентрація чадного газу може стати причиною смерті. |
|
3. |
Оксиди Нітрогену. |
Спричиняє сильне подразнення оболонок очей, а під час вдихання – утворення нітратної та нітратної кислот у дихальних шляхах. |
Надходячи у верхні шари атмосфери, нітроген діоксин сприяє утворенню кислотовмісних хмар і кислотних залишків. |
4. |
Альдегіди (RCOH). |
Отруйні речовини, що подразнюють дихальні шляхи, уражають нирки, печінку, центральну нервову систему. |
|
5. |
Вуглеводні |
Спостерігаються симптоми задухи, загострення легеневих і нервових захворювань, бронхіальної астми. |
З нітроген діоксину під дією сонячного світла утворюються забруднюючі речовини, що створюють сухий туман. |
|
|
|
Смог також завдає шкоди рослинам (настає швидке зів’янення) і збитків господарству (спричиняє корозію металів, руйнування фарб, гумових і синтетичних виробів, псує одяг). |
6. |
Сірчистий газ (SO2) |
Впливає на організм загальнотоксично. |
Внаслідок розчинення в парах води в атмосфері утворює аерозолі сульфітної кислоти. Є одним із компонентів кислотних опадів. |
7. |
Сполуки Плюмбуму |
Отрути, що уражають нервову систему, шлунково – кишковий тракт та ін.. |
|
8. |
Сажа |
Впливає на органи дихання. Крім цього, на поверхні часток сажі адсорбуються канцерогенні речовини. |
|
Про те, якої шкоди завдає забруднення оточуючого середовища, ми продовжуємо дізнаватися під час вивчення теми «Корозія металів». Так, з'ясовано, що в промислових районах сталь іржавіє у 20 разів, а алюміній - у 100 разів швидше, ніж у сільській місцевості.
Екологічна освіта й виховання полягає не лише в роз'ясненні причини забруднення оточуючого середовища, але також у збереженні природних ресурсів. Земля наша не така вже й велика. Ресурси Землі скінченні. Марнотратство людей - одна з найстрашніших загроз ресурсам планети. Метали та їх сплави - основа сучасної цивілізації. У найближчому майбутньому вживання металів, на думку спеціалістів, збільшиться. І чи вистачить людству металів? З надр Землі щорічно виймається 100 млрд. тонни мінералів (25 тонни на людину). З них 90% іде у відходи.
Альтернатива цьому - порожній колодязь ресурсів і гори відходів, що душать природу й людину. Це все можна досить широко висвітлити під час вивчення теми «Металургія». Ще Д. І. Менделєєв писав, що «не існує відходів, а є невикористана сировина». В основу будь-якого виробництва покладено витрати енергії та сировини. І все це дає нам Природа — надра Землі та біосфера. Внаслідок видобування сировини та продуктів енергії порушується природний
комплекс, а під час переробки цієї сировини відбувається забруднення біосфери. Разом з учнями ми обговорюємо те, що у ході виробництва чавуна і сталі в оточуюче середовище викидається залізо, свинець, кальцій, магній, марганець, ртуть, мідь, арсен. А агломераційні фабрики, доменні, мартенівські печі, конвертори є джерелами сірчистого газу та інших отруйних речовин.
Схема 15.
Тому сьогодні людство стривожене не лише забрудненням атмосфери, але й швидким виснаженням природних ресурсів. Який же вихід може бути зі становища, що склалося?
Один з виходів - введення безвідходної технології. Цей процес являє собою поступову зміну існуючої технології, за якої кількість відходів знижується до мінімуму і не створює загрози екологічним системам у районі розташування певного підприємства. Економісти підрахували, що в чорній металургії тільки половина руди, що переробляється, перетворюється на чавун і сталь, друга ж половина перетворюється на шлак. (4,5 тис. тонн шлаку видає за добу сучасна домна).
Схема 19.
Основний вид переробки доменних шлаків — перетворення на гранули з подальшим використанням у промисловості будматеріалів. Шлаки становлять великий інтерес і для сільського господарства. Вони багаті на вапно, їх використання сприяє зниженню кислотності ґрунтів. Мартенівські та конверторні шлаки багаті на фосфор, а це джерело виготовлення фосфорних добрив.
Для виплавки сталі необхідний такий сировинний ресурс, як залізна руда. Але чи всі знають, що майже половина сталі виплавляється сьогодні з металобрухту? Причому виплавляти сталь з металобрухту вигідніше, ніж з чавуна? Адже для одержання чавуна з надр потрібно вийняти руду й пальне, потрібні великі капіталовкладення для будівництва шахт, розрізів, доменних печей. Брухт же відразу йде в мартен або конвертер. При цьому значною мірою скорочуються викиди в атмосферу, майже вдвічі скорочується потреба у воді, та й виробничі відході менші. Для України , де розвиток виробництва й урбанізація значно збільшили витрати води , це особливо важливо . Загальний обсяг водоспоживання з урахуванням втрат в Україні досяг 30 км3 на рік , що становить 60 % усього стоку її річок. Вже зараз відчувається недостатність води в Донбасі, Приазов’я, Криму, навіть у Карпатах.
Одним зі шляхів оздоровлення оточуючого середовища є виробництво заліза за безкоксовим методом - прямим відновленням. Особливий інтерес становить мікробіологічна металургія, тобто видобування металів за допомогою мікроорганізмів. Це лише деякі шляхи безвідходної технології в металургії.
Таблиця 13. Відомості про деякі джерела техногенного пилу наведено нижче:
№ з/п |
Виробничий процес |
Викид пилу, млн. т/рік |
1. |
Спалювання кам’яного вугілля |
93,60 |
2. |
Виплавка чавуну |
20,21 |
3. |
Виплавка міді (без очищення) |
6,23 |
4. |
Виплавка цинку |
0,18 |
5. |
Виплавка олова (без очищення) |
0,004 |
6. |
Виплавка свинцю |
0,13 |
7. |
Виробництво цементу |
53,57 |
Під час вивчення цієї теми, та й інших, дуже важливо зрозуміти: все, що взято в Землі, має бути по-господарські використано та за можливості повернено назад.
Ефективною формою роботи під час вивчення теми «Метали» є розв'язання задач екологічного змісту. Наприклад:
Органічна хімія служить на благо людини. Вона подарувала нам пластмаси, синтетичні волокна й каучук, лікарські препарати й хімічні засоби захисту рослин, барвники, мила та інші миючі засоби, фотоматеріал, ароматичні й смакові речовини та багато чого іншого. Вона дала нам величезну кількість речовин, яких не існує в природі, й вона дала нам багато забруднювачів оточуючого середовища.
Таблиця 14. Екологічні питання в курсі органічної хімії.
№ з/п |
Тема за програмою |
Екологічний зміст |
|
1. |
Природні джерела вуглеводнів. |
Охорона довкілля від забруднення в процесі переробки вуглеводневої сировини й використання продуктів її переробки. |
|
2. |
Бензен. Поняття про хімічні засоби захисту рослин, їхній вплив на довкілля. |
Охорона природи від нераціонального використання хімічних засобів захисту рослин. Вплив ароматичних сполук на здоров’я та імунну систему людини. |
|
3. |
Спирти і феноли.
|
Шкідливий вплив алкоголю на живі організми. Використання спиртів як розчинників. Багатоатомні спирти у побуті, їх вплив на здоров’я та життєдіяльність людини. Фенол як отруйна речовини й забруднювач довкілля. Токсична дія фенолу та його похідних на живі організми. Похідні фенолу як пестициди. Охорона навколишнього середовища від промислових відходів, що місять фенол. |
|
4. |
Альдегіди і карбонові кислоти. |
Продукти хімічної промисловості як забруднювачі довкілля. Формальдегід – як мутаген і канцероген. Екологічні вимоги до сучасного виробництва. Отруєння живих організмів від автокосметики та різних розчинників. Токсикоманія як вид наркотичної залежності, її руйнівний вплив на здоров’я людини. |
|
5. |
Естери. Жири.
|
Проблема екологічної чистоти продуктів харчування. Натуральна їжа та синтетичні замінники. Біодобавки. |
|
6. |
Склад мила. Синтетичні миючі засоби. Охорона довкілля. |
Хімічний склад синтетичних мийних засобів (СМЗ) – поверхнево-активних речовин (ПАР). Забруднення детергентами довкілля. Дія ПАР на живі організми. Наслідки забруднення ПАР. Хімічний і біологічний розклад ПАР та їх використання. Захист природи від забруднення СМЗ. |
|
7. |
Вуглеводи.
|
Основне джерело енергії в рослинах. Фотосинтез та розв’язання енергетичної проблеми людства. Необхідність збереження та збільшення площі лісових масивів, паркових зон і заповідників. |
|
8. |
Нітросполуки. |
Отруйні речовини, що діють на центральну нервову систему. |
|
9. |
Аміни. Амінокислоти.
|
Охорона навколишнього середовища від промислових відходів, що містять анілін. Гетероциклічні сполуки як гербіциди. Токсична дія, здатність заміщувати піримідинові основи і змінювати структуру нуклеїнових кислот . Розподіл гетероциклічних пестицидів у довкіллі. |
|
10. |
Білки.
|
Харчування білковими продуктами. Забруднення довкілля відходами біотехнологічної промисловості. Вплив забруднення довкілля на зниження імунітету людини, розвиток алергійних, онкологічних та інших захворювань. |
|
11. |
Нуклеїнові кислоти. |
Вплив оточуючого середовища на генотип. Мутації. Проблема збереження генофонду рослин, тварин та людини. |
|
12. |
Синтетичні високомолекулярні речовини.
|
Використання пластмас як замінників металів. Проблема утилізації пластмасових виробів. Використання полімерів у побуті. |
|
13. |
Гетероцикли. |
Складова частина біологічно активних речовин та ліків. Культура вживання чаю, кави, какао, «Кока коли», «Пепсі - коли». Активне і пасивне тютюнопаління. Шкідливість тютюнопаління. |
|
14. |
Значення хімії в розв’язанні сировинної. енергетичної проблем, та у повсякденному житті. |
Проблема використання відходів як вторинної сировини. |
|
15. |
Роль хімії житті суспільства. |
Принципи, за якими відбуваються процеси в живій природі (побудова різноманітних макромолекул з обмеженого набору «будівельних блоків», полі функціональність речовин, економічність процесів). Місце органічних речовин у кругообігу речовин, їх принципові відмінності. Значення пізнання «логіки живого» в розв’язанні екологічних проблем. Кислотні дощі. Проблема чистої води. Охорона водойм від забруднення. |
|
16. |
Хімія і екологія. |
Основні форми взаємодії та змін у природі в результаті господарської діяльності й державні заходи з охорони довкілля. Раціональне використання природних ресурсів. Міжнародна співпраця в галузі охорони навколишнього середовища. |
|
17. |
Хімія і здоров’я людини. |
Роль хімії в розв’язанні захворюваності людства. |
|
18. |
Роль хімії в сучасному матеріальному виробництві. |
Застосування композиційних матеріалів. Вторинне використання сировини. Створення нових матеріалів. |
|
Алкани (насичені вуглеводні) можуть бути прикладом забруднення оточуючого середовища. Метан, що виділяється в шахтах, призводить до вибухів і руйнування шахт, оскільки у співвідношенні з киснем 1 : 2 дає сильний вибух руйнівної сили. Особливу небезпеку являють хлорорганічні речовини, такі, як дихлоретан, трихлоретан, а особливо тетрахлоретан, які є отруйними. Слід звернути увагу учнів на те, що дифлуордихлорметан є фреоном. А в темі «Оксиген і Сульфур» ми розглядали вплив фреону як основного джерела руйнування озонового шару Землі.
Алкени (ненасичені вуглеводні) є основою для одержання високомолекулярних речовин - полімерів, кількість яких з кожним роком збільшується. Вони поступово замінюють метали й сплави у промисловості й побуті. Але необхідно розуміти, що полімери не піддаються руйнуванню під впливом повітря або води. Наприклад, виходячи до лісу, на природу, ми іноді забуваємо про бережливе ставлення до неї. Повернувшись назад на це місце через деякий час, ми знаходимо на колись чудовому місці для відпочинку банки, пляшки, обривки поліетилену. Що правда, зник папір та об'їдки - позначилася робота дощу, вітру та живих мешканців місцевості.
Але для того, щоб полімери були перероблені природними силами, мають минути тисячоріччя, а частина з них взагалі не може бути включена до біологічного кругообігу. Так полімери не розпадаються, вони накопичуються й можуть зберігатися тривалий час. Таке становище створилося вже в масштабах всієї планети. Недарма в окремих країнах відмовилися від застосування поліетилену як упаковки продуктів. А утилізація їх шляхом спалювання засмічує атмосферне повітря оксидами Сульфуру та Карбону. Тому важливо використовувати безвідходні виробництва, коли гори старих шин автомобілів є вихідною сировиною для виробництва гумової кришки та регенерату, що частково замінює каучук у різних гумових виробах. З кришки й бітуму одержують чимало корисних будівельних матеріалів. Важливе завдання стоїть перед хіміками - створення таких полімерів, які можуть бути зруйновані мікроорганізмами.
Ароматичні вуглеводні та найважливіший серед них - бензен є сировиною для синтезу великої кількості органічних речовин. Більш детально необхідно зупинитися на пестицидах. Пестициди — це збірна назва отрутохімікатів, що використовуються в сільському господарстві в боротьбі з бур'янами, хворобами сільськогосподарських рослин. Дуже небезпечним пестицидом є ДДТ - це дихлордифенілтрихлоретан, який, як вважали, є високотоксичним для всіх видів комах. Він стійкий до впливу зовнішнього середовища: витримує нагрівання до температури 115-120°С протягом 15 годин, не руйнується під час кулінарної обробки продуктів. ДДТ виявляють в ґрунті через 8-12 років після внесення. Організми, що перебувають на початку харчового ланцюга, поглинають його та накопичують у своїх тканинах. Організми наступного рівня одержують більш високі дози, накопичують їх і т. д.
У результаті концентрація ДДТ може збільшуватися в 10 млн. разів. У 60-х pp. минулого століття в районі Флориди для знищення комарів скинули ДДТ. Комарі зникли, але зникли також і водоплавні птахи. Це сталося тому, що ДДТ потрапив у організми фітопланктону, який засвоюється рибами, де концентрація підвищилася, а птахи, поїдаючи рибу, одержали вже смертельну дозу ДДТ. Небезпечний для організмів тварин і людини також гексахлоран. Тому виробництва цих препаратів заборонені спеціальною Світовою конвенцією ще в 1966 році. Але в сховищах ще залишилися великі запаси цієї сировини.
Підґрунтям розвитку людської цивілізації є енергетика, від якої залежить науково-технічний прогрес, життєвий рівень людей. Головні джерела енергії - газ, вугілля, нафта, атомна енергетика. Спалювання мінерального палива супроводжується значним забрудненням атмосфери. У повітря потрапляють оксиди Карбону, Нітрогену та Сульфуру. Ґрунти забруднюються твердими відходами у вигляді шлаків і золи, які змінюють рельєф землі та зменшують корисні земельні угіддя. Під час згоряння горючого утворюється дим, в якому містяться дрібні часточки вуглецю і твердих незгорілих вуглеводнів, сполуки Плюмбуму, Меркурію, Кадмію та інших шкідливих речовин. Під час коксування кам'яного вугілля утворюється кам'яновугільна смола, фенол, амоніачна вода, що згубно впливають на природу.
Деякі види біопалива, і насамперед біоетанол, одержаний на основі кукурудзи , створюють ще більше проблем зі здоров’ям, ніж бензин і дизельне паливо. Біологічне паливо вважається більш екологічним, оскільки знижує кількість вуглекислого газу, що викидається в атмосферу. Фахівці Університету Міннесоти проаналізували вплив біопалива на здоров’я людини й дійшли невтішних висновків. Якщо традиційні види палива негативно впливають на здоров’я людини в процесі використання, то у випадку з біопаливом це відбувається на етапі виробництва. Під час вирощування кукурудзи використовують нітратні добрива, що виділяють в атмосферу заряджені частинки аміаку на які налипає дрібнодисперсний пил, утворює грудочки діаметром до 2,5 мікрона. З попутним вітром ці грудочки переносяться в густонаселені райони, де спричиняють захворювання дихальної системи людини. Крім того є проблема вирубування лісів для звільнення площ під посіви сировини.
Сьогодні гостро постало питання нафтового забруднення океану, водойм. Ступінь отруйності різних видів нафти неоднакова, але їх об'єднує одна властивість — вони притягують до себе інші отрутохімікати, внаслідок чого плавають у морях і океанах цілі глиби «бомб уповільненої дії». Цю властивість нафти слід враховувати людям, які зливають змивні води нафтових танкерів прямо в океан, не думаючи про майбутнє.
Тому під час вивчення цієї теми важливо, щоб взяли активну участь в обговоренні питань раціонального використання природних ресурсів, удосконалення технологічного потенціалу, розвитку безвідходного виробництва, зменшення викидів в атмосферу.
Під час вивчення одноатомних спиртів та їх властивостей дуже важливо звернути увагу учнів на шкідливість, навіть можна сказати, смертельну небезпеку метанолу, невелика кількість якого руйнує зоровий нерв та спричинює сліпоту. 5-10 мл. метанолу спричинюють сильне отруєння організму, якщо прийняти його всередину, а 30 мл. призводять до смерті. Незнання цього приводить іноді до сумних наслідків на хімічних виробництвах з виготовлення пластмас, розчинників, лаків, фарб тощо, коли в окремих людей слово «спирт» асоціюється з алкогольними напоями.
Етанол також шкідливий для організму людини, оскільки швидко всмоктується, взаємодіючи з киснем в організмі, та перетворюється на отруйний альдегід — етаналь. Дехто може сказати, що молекули етанолу не сторонні для людського організму, адже невелику його кількість виробляє сам організм. Ось тут ми можемо згадати й закріпити поняття «рівновага», оскільки надмірне вживання етанолу призводить до зсуву рівноваги в організмі. А оскільки утилізація етанолу відбувається в печінці, то в алкоголіків насамперед відбувається її руйнування.
Особливо велику небезпеку для оточуючого середовища являє фенол, оскільки він отруйний і може призвести до загибелі всього живого: людини, тварин, рослин. У невеликих кількостях фенол не отруйний, але якщо в організм потрапляє понад 0,3 г фенолу, а він має ще й здатність всмоктуватися крізь шкіру, то це може призвести до сильного отруєння. Фенол, потрапляючи до організму, взаємодіє з білками та пригнічує роботу ферментів.
Водний розчин фенолу (карболова кислота) донедавна використовувалася як антисептичний засіб для обробки приміщень у лікарнях. Але кожен повинен знати, що фенол вбиває не лише шкідливі мікроорганізми, але й, потрапляючи в оточуюче середовище, впливає на флору й фауну. Феноли, що містяться у водоймах, навіть в невеликих кількостях знищують все живе. Значний вплив фенольних вод полягає не лише в їх токсичності, але й у високій потребі кисню. Фенол потрапляє у водойми зі стічними водами. Головним «постачальником» фенолу є коксохімічні заводи.
Під час вивчення теми «Альдегіди й карбонові кислоти» необхідно приділити увагу продуктам хімічної промисловості як основного джерела забруднення оточуючого середовища. Наприклад, етаналь використовується для одержання фенолформальдегідних смол, з яких одержують пластмаси і лаки. Але за будь-якого хімічного виробництва в природу потрапляють відходи - забруднювачі оточуючого середовища. А меблі, виготовлені з плит, які одержують з деревної тирси й фенолформальдегідних смол, згубно діють на організм людини. Також шкідливим є проживання в літніх будиночках або дачах, виготовлених з цих плит.
Під час вивчення ацетальдегіду, що регулює дихання в тканинах, необхідно звернути увагу учнів на те, що в разі його підвищення у три-п'ять разів ацетальдегід інгібує дихальний ферментний комплекс, який відповідає за утворення АТФ, а це і відбувається в разі вживання алкогольних напоїв. Таким чином, ще раз закріплюються знання про згубний вплив спиртних напоїв.
Широке застосування в хімічній промисловості з нижчих кислот мають мурашина та оцтова кислоти. Але не всі знають, що для виготовлення пестицидів використовується мурашина кислота, а для виготовлення гербіцидів - оцтова кислота. На цьому уроці ще раз закріплюємо поняття про пестициди як отрутохімікати, що використовуються в сільському господарстві для боротьби з бур'янами, шкідниками та хворобами сільськогосподарських рослин. У середньому на кожну людину Землі витрачається 400-500 г пестицидів.
Схема 20.
Небезпека пестицидів пояснюється їх властивостями. Початкове накопичення та поширення пестицидів спостерігається в радіусі 30 км. Це пов'язано з напрямком вітрів, водним стоком. Але з часом (через 10-16 років) враженою виявляється значно більша територія. Небезпека шкідливого впливу підвищується у зв'язку з тим, що не більш ніж 3% пестицидів досягає мети під час їх використання, а частіше ця цифра не досягає й 1%. Решта виноситься з полів у повітря, воду, ґрунт. Ефективність застосування пестицидів з часом дуже знижується, оскільки у шкідників виробляється несприйнятливість до їх дії. А нові пестициди стають більш стійкими й небезпечними. Небезпека пестицидів насамперед полягає в тому, що вони займають друге місце серед речовин, які спричинюють мутації — різні спадкові зміни організму.
Таблиця 15. Особливості пестицидів.
№ з/п |
Назва пестициду |
Характеристика пестициду |
Приклади пестицидів та їхні хімічні формули |
1. |
Інсектициди |
Використовуються для боротьби з комахами. Бувають контактні, що вражають комах крізь зовнішні покриви, і кишкові, які вбивають після потрапляння в кишечник. |
Cu (CH3COO)2*3Cu(AsO2)2 застосується про шкідників плодових дерев, овочевих культур, гусениць лугового метелика.
|
2. |
Фунгіциди |
Використовуються проти хвороб рослин. |
|
3. |
Зооциди |
Застосовуються для боротьби з гризунами. |
|
4. |
Гербіциди |
Використовуються для боротьби з бур’янами. Поділяються на гербіциди суцільної дії, тобто такі, що діють на всі види рослин, і селективні, які вибірково нищать одні види рослин і не впливають на інші. Хімічна прополка гербіцидами прискорює цей процес у сотні разів. |
З неорганічних гербіцидів вибіркової дії особливе значення мають солі: купрум(ІІ) нітрат і купрум(ІІ) хлорид. Вони знищують бур’яни, не впливаючи на культурні посіви. |
Шкідники добре пристосовуються до отрут. Смертельні для перших поколінь комах, отрути раптом втрачають свою силу для їх «онуків». А «правнуки» виявляються, як правило, ще більш стійкими до них. Трапляється й так, що через деякий час отрута, якою поливали шкідників, стає для них... своєрідним вітаміном. Кліщі та попелиці так звикли до отрут, якими їх годували, що вже не можуть жити без отрути.
Таблиця 16. Рекомендації щодо застосування деяких хімічних речовин проти хвороб і шкідників.
№ з/п |
Назва речовини |
Спосіб приготування |
Дія речовини |
1. |
Колоїдна сірка. |
Змішують 5г. каоліну, 90г. сірки, 5г. сульфідного щолоку. |
Проти смородинового, грушевого, сливового кліщів. |
2. |
Рідке калійне мило. |
25 – 30г. мила на 1 л. води. |
Для боротьби з тлею. |
3. |
Хлорокис міді. |
5г. на 1 л. води |
Для боротьби з гниллю, паршою, грибковими захворюваннями. |
4. |
Бордоська рідина. |
100г. вапна, 100г. мідного купоросу розчиняють у 10 л. води. |
Для боротьби з гниллю, паршою, грибковими захворюваннями. |
5. |
Паризька зелень. |
1г. міді, 1г. арсену на 1л. води, змішують з подвійною кількість вапна. |
Для боротьби з шкідниками листя. |
6. |
Кальцинована сода |
50г. соди на 10 л. води з додаванням 50г. мила. |
Для обробки ягідних культур проти борошнистої роси. |
До речі, за даними, Академії сільськогосподарських наук Німеччини, у 224 видів комах виробився повний імунітет навіть до найсильніших отрут. Ми, люди, створили комарів, що не бояться ДДТ, звикли до отрут й бур'яни, які в співдружності з комахами-шкідниками знищують майже третину всього світового врожаю. Частка правди звучить у жарті: «Ми харчуємося тим, що залишають нам шкідники».
Під час вивчення теми «Синтетичні миючі засоби» звертаю увагу учнів на забруднення оточуючого середовища, особливо водойм, оскільки кожна родина користується миючими засобами. Автокосметика й різноманітні розчинники містять ацетон, який пригнічує ферментативну функцію організму, змінює формулу крові. Гліколь що входить до складу засобів для чищення скла та мийних засобів впливає на ЦНС. Синтетичні ароматичні сполуки містяться у косметиці, милі, освіжувачах повітря, пральних порошках. Вони накопичуються у тканинах, порушують роботу імунної системи та гормональну функцію організму, здатні підсилювати дію інших хімічних речовин. Формальдегід (метаналь) – консервант в освіжувачах повітря-діє на ЦНС, центри зору та сітківку очей, дезактивує ферменти в органах і тканинах, пригнічує синтез вітаміну С, є мутагеном, канцерогеном. Синтетичні миючі засоби після їх використання не піддаються руйнуванню. Потрапляючи у водойми, вони призводять до того, що сприяють сильному розростанню зелених водних рослин, особливо в замкнених просторах — озерах. Це сприяє поглинанню кисню, який міститься у воді, внаслідок чого гине й розкладається риба, організми й рослини, що призводить до загибелі цих водойм. Якщо не здійснювати очищення стічних вод банно-пральних комбінатів і комунальних господарств, це може призвести до загибелі водойм. Тому перед хіміками стоїть задача створити такі миючі засоби, які забезпечували б не лише високі миючі здатності, але й знищення їх у природі певними мікроорганізмами в процесі їх життєдіяльності. Джерелами забруднення осель можуть бути паласи, лінолеум, різні полімерні матеріали, що виділяють формальдегід, дібутилфталат, метанол, бензеновмісні речовини. З повітрям весь цій набір речовин потрапляє до організму людини, руйнуючи імунну систему.
Таблиця 17. Основні види забруднень , їх вплив на організм людини й методи боротьби.
Вид забруднення |
Джерело забруднення |
Вплив на організм людини |
Методи боротьби |
Кіптявий пил |
Продукти спалювання газу, обігрівачі, тютюновий дим. |
Респіраторні інфекції, подразнення слизових оболонок, бронхіт. |
Використання над кухонною плитою витяжки, провітрювання, вологе прибирання. |
Нітроген діоксин і вуглекислий газ |
Продукти згорання газу, тютюновий дим. |
Головні болі, загальна слабкість, проблеми із зором, серцебиття. |
Провітрювання.
|
Біологічні забруднювачі |
Сирі стіни, стелі,підлоги, меблі, книжки, домашні тварини. |
Поява різних мікроорганізмів, що можуть становити загрозу для здоров’я людини. |
Провітрювання й просушування стін, килимів тощо. |
Органічні забруднювачі. |
Фарби, розчинники аерозолі, рідини для миття посуду, освіжителі повітря. |
Головні болі,нежить, подразнення слизових оболонок. |
Дотримання правил збереження побутової хімії. |
Формальдегід |
Деревно - волокнисті плити, що використовують у виробництві меблів, деякі килимові покриття, лінолеум, клеї. |
Алергічні реакції, подразнення слизових, шкіри. |
Провітрювання. |
Азбест. |
Пошкоджені оздоблювальні, ізоляційні матеріали. |
Призводить до різних захворювань. |
Дотримання інструкцій щодо використання азбестовмісних матеріалів. |
Свинець |
Автомобільні вихлопи та деякі фарби |
|
Не фарбувати плюмбумовмісними фарбами внутрішні поверхні будинку та квартири. |
Значним полем для закріплення одержаних знань з екології є завершальна тема в курсі хімії 11 класу «Роль хімії в житті суспільства». Розробку уроків з цієї теми я планую з використанням інтерактивних методів навчання: дискусій, диспутів тощо. На цих уроках, вивчаючи взаємозв'язок процесів, що відбуваються на Землі, ми розглядаємо ті зміни в природі, що сталися в результаті господарської діяльності людини. Це й промисловість, і сільське господарство, побут.
Схема 21. Застосування товарів побутової хімії.
|
|
|
Засоби для догляду за ротовою порожниною |
||||||||
|
|
|
|
Дезінфікуючі засоби. |
|||||||
|
|
|
|
Фарби, лаки. |
|||||||
|
|
|
Автокосметика |
||||||||
Клеї |
|
|
|
Засоби захисту рослин. |
|||||||
Засоби для вибілювання. |
Засоби для боротьби з комахами |
||||||||||
|
Засоби для догляду за меблями та підлогою. |
Засоби для підкрохмалювання. |
|
||||||||
На цих уроках важливо розглянути вдосконалення технологічного потенціалу, розвиток безвідходного виробництва, закони України, спрямовані на збереження природи, вплив хімії на екологію. Це ніби завершальна естафета в екологічній освіті учнів, підкованих знаннями не лише в курсі хімії, але й фізики, біології, географії, права, історії.
Природу не можна розділити на окремі клітинки, в яких буде зібрано все «з хімії», «з фізики» або «з біології». Вивчення Природи в курсі загальноосвітньої школи відбувається комплексно, і ті знання, які учні одержали з одного предмета, не «приховуються», якщо про них ідеться на інших уроках.
Під час вивчення проблем екології розв'язуємо задачі екологічного змісту. Наприклад:
А. Яку небезпеку для природи становлять ці відходи?
Б. Чи можна позбавитися пластмасових відходів, спалюючи їх? Чому?
В. Запропонуйте способи використання пластмасових відходів.
Майже кожну тему програми з хімії 7-11 класу я розглядаю з точки зору екологічної освіти. І я переконана, що якщо учні під час вивчення хімії одержать ґрунтовні знання з охорони оточуючого середовища, переймуться цієї проблемою, то в майбутньому вони будуть грамотно поводитися на виробництві, у побуті й на природі. Все це стимулює школяра до навчання, розкриває вміння критично мислити , вміло застосовувати свої знання на практиці для розв’язання актуальних проблем, сприяє формуванню критичного мислення. Я сподіваюся, що ці знання допоможуть їм не порушувати природну рівновагу, та жодне економічне міркування не зможе заслонити поняття про борг кожного перед природою. Здорові зерна екологічної просвіти в шкільному віці обов'язково дадуть проростки бережливого ставлення до повітря, чистої води, різноманіття рослинного й тваринного світу, переростуть у потребу жити в гармонії з Природою. Глобальна проблема екологічного забруднення буде існувати до тих пір, поки все людство необ’єднається для її вирішення, тому, що від нього залежить майбутнє наступних поколінь. Людина виділяється від природи своїм розумом, щирим серцем. Станьмо розумними господарями землі і даваймо пам’ятати, що екологічне забруднення, як ланцюгова реакція, може призвести до екологічних катастроф. Як говорить давня сентенція: «Природа – це не те, що ми отримали у спадщину від пращурів, а те що ми взяли в позику від нащадків»
Екологічна компетентність дає змогу сучасній особистості відповідально вирішувати життєві ситуації, підпорядковуючи задоволення своїх потреб принципам сталого розвитку. Тому екологічна освіта потребує особливої уваги, оскільки збалансованість є результатом узгодження економічно-соціального розвитку суспільства та збереженням довкілля. Майбутнє дитини залежить не від того скільки формул утримуватиме її пам'ять, а від того, наскільки вона успішно зможе застосувати свої знання на практиці, від її компетентності в сучасному вирі життя. Тому в учнів необхідно розвивати як уміння самостійно здобувати і використовувати знання, так і комунікативні навички, творчі здібності, громадянську відповідальність та екологічне мислення.
Зазначене вказує на те, що учні повинні володіти екологічними компетентностями і компетенціями, які дадуть змогу швидко й професійно розв’язувати завдання, пов’язані з розвитком суспільства як найближчим часом, так і в подальші десятиріччя. Умовою успішного формування екологічної компетентності учнів виступає застосування форм і методів педагогічного впливу, що включають експеримент і пошук, розвивають аналітичні та інтелектуальні вміння, здатність критично осмислювати явища, інформацію та досвід, знаходити і обґрунтовувати варіанти вирішення життєвих ситуацій.
Зважаючи на те, що компетентність взагалі і екологічна зокрема передбачає активну діяльність, вчинки, дії особистості, відповідний навчально-виховний процес має забезпечувати не лише інтеріоризацію (перехід від зовнішньої матеріальної, до внутрішньої, ідеальної дії; оперування образами предметів), а й екстериорізацію (перетворення внутрішньої психічної дії у зовнішню) екологічних цінностей. Екстериорізація цінностей, перехід екологічних переконань у зовнішні прояви потребує певних, іноді значних вольових зусиль, тобто свідомого управління діяльністю, доланні певних труднощів і перешкод, у тому числі - особистісних протиріч, що виявляються у конфлікті стереотипів споживання і необхідністю регулювання чи й обмеження останнього відповідно до вимог сталого розвитку. Формування ключових компетентностей, екологічної думки в учнів – важливе завдання сучасної школи.
Бюлетень «Хімія. Екологія. Економіка»
(Цікаві цифри й факти)
Чи знаєте ви що…