Урок біології у 11 класі з теми "Антропічний вплив на атмосферу. Наслідки забруднення атмосферного повітря та його охорона"

Тема уроку. Антропічний вплив на атмосферу. Наслідки забруднення атмосферного повітря та його охорона

Цілі уроку: узагальнити та розширити знання учнів про антропічний вплив на атмосферу та стан здоров’я людей, проаналізувати екологічні проблеми атмосферного повітря та наслідки його забруднення, причини появи кислотних опадів, парникового ефекту, озонових дір; розвивати вміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки,  формувати відповідальне ставлення до природи, розвивати бажання брати участь у природоохоронній роботі, вміння працювати колективно, виховувати екологічну свідомість юних громадян України

Обладнання: Інтернет – ресурси, буклети, плакати, малюнки, стіннівки

 Основні поняття і терміни:. антропічний вплив, парниковий ефект, смог, кислотні опади, озонові діри, охорона атмосферного повітря

Методи і методичні прийоми: словесні (розповідь, бесіда, розповідь з елементами бесіди),  наочні (демонстрування  ілюстрацій, відеофрагментів); репродуктивні (бесіда), рольова гра.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань

Форма уроку: урок-суд

Хід уроку

І. Вступне слово вчителя

Людина загине, вбита незмірним ростом того,

                                                            що ми називаємо цивілізацією                                                                Жан Фабр французький ентомолог  

Людина своєю господарською діяльністю негативно впливає на довкілля. Згідно з прогнозами, це призведе до величезних планетарних змін протягом найближчих 50 років.

Людству необхідно усвідомити, що наша планета — це живий організм, який існує згідно певних законів. Ігнорування цих законів, стихійне використання у гігантських масштабах ресурсів неорганічного світу та біосфери уже призвело до непередбачуваних порушень, зокрема, законів біотичного кругообігу. А хімічне, радіоактивне та бактеріологічне забруднення повітря, води, ґрунту й продуктів харчування, а також шуми, вібрації, електромагнітні поля та інші фізичні забруднення середовища спричиняють в організмі людини генетичні зміни та тяжкі патологічні явища. Наслідком цього є збільшення захворювань, народження дітей зі спадковими хворобами, передчасне старіння.

Початок XXІ ст. ознаменувався тим, що негативний вплив господарської діяльності людини на біосферу значно зріс. Особливу загрозу несе антропічне забруднення компонентів природного середовища, а саме, атмосферного повітря.

ІІ. Актуалізація опорних знань

Прийом «Квітка-семицвітка»

1. Які наслідки для людства матиме глобальне потепління?

2. Що є причиною виникнення кислотних дощів?

3. Поясніть прислів’я «Одна людина залишає слід, сотня – стежку, тисяча – пустелю?»

4. Наведіть приклади змін, що відбуваються в природі, в результаті господарської діяльності людини?

5. Що є причиною забруднення атмосферного повітря?

6. Які наслідки для довкілля має неконтрольована вирубка лісу?

7. Що є причиною хімічного забруднення навколишнього середовища?

ІІІ. Засвоєння нового матеріалу

Рольова гра «Екологічний суд»

Секретар. Встати! Суд іде! (Заходять: суддя, прокурор, секретар, адвокат, свідки, займають свої місця).

Сьогодні (дата) засідання суду проведе суддя (прізвище, ім’я), секретар суду (прізвище, ім’я).

Суддя. Суд попереджає про відповідальність за статтею 178 Кримінального кодексу України «Завідомо неправдиве показання». Слухається справа громадянина Homo Sapiens.

Введіть підсудного. (Входить підсудний).

З появою людини природа вступила в новий етап свого існування.

Спочатку відносини між людиною та природою мали взаємний вплив. Людина самостійно, без застосування технічних засобів, одержувала для себе користь (їжу, корисні копалини). Вона була незахищеною від природи (стихій, клімату) й залежала від неї. У міру становлення суспільства, зростання технічної оснащеності (знаряддя праці, машини) можливість природи впливати на людину зменшилася, а антропічний вплив посилився. У ХХ ст., коли науково-технічний прогрес прискорився в декілька разів і переріс у науково-технічну революцію, антропічний вплив наблизився до катастрофічного рівня.

Головна небезпека сучасного антропічного впливу полягає у невідповідності безмежних потреб людства та обмежених можливостей самої природи. У зв'язку з цим виникає проблема — проблема збереження та охорони навколишнього середовища від згубного впливу людини.

Слідство детально розглянуло, як саме впливає господарська діяльність людини на атмосферу та визначило наслідки цієї діяльності.  Встановлено, що в атмосферному повітрі стрімко відбуваються процеси деградації, а саме:

А) забруднення сполуками важких металів, токсичними речовинами;

Б) кислотні дощі та інші опади з рН<7;

В) збільшення концентрації парникових газів;

Г) руйнування озонового шару;

Д) поява смогу у великих містах.

Слідство стверджує, що винуватцем усіх цих негараздів є господарська діяльність громадянина Homo Sapiens, в чому підсудний і обвинувачується. Громадянин Homo Sapiens, чи маєте нарікання щодо проведення слідства?

Homo Sapiens. Нарікань не маю.

Суддя. Для проголошення звинувачення слово надається прокурору.

Прокурор. Суть звинувачення громадянина Homo Sapiens детально викладено у промові судді. Прошу свідків дати показання.

Свідок 1. Атмосфера. Я є одним  з головних компонентів довкілля та одна з найголовніших умов життя на планеті, результат життєдіяльності живих організмів. Серйозної шкоди мені завдає хімічна промисловість. Особливо небезпечні сполуки сірки, оксиди азоту, хлор та ін. Майже всі забруднювальні речовини можуть вступати між собою в реакції, утворюючи високотоксичні сполуки. У поєднанні з пилом,  димом і туманом у великих містах за умовах штильової погоди утворюється смог.

Значним джерелом забруднення також є підприємства чорної металургії. Вони викидають в атмосферу багато пилу, кіптяви, сажі, важких металів (свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром). Ці речовини практично стали постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостро стоїть проблема забруднення повітря свинцем.

Мене забруднюють практично всі види сучасного транспорту, кількість якого постійно збільшується у всьому світі. Шкідливі викиди від автомобілів утворються в самих нижніх, приземних шарах атмосфери, там, де протікає основна життєдіяльність людини і де умови для їхнього розсіювання є найгіршими. Ваша честь, як доказ моїх звинувачень,  прошу взяти до розгляду довідку:

Крім прямого негативного впливу викиди від автотранспорту наносять і непрямої шкоди. Так, підвищення концентрації кінцевого продукту горіння палива, вуглекислого газу, призводить до парникового ефекту. Оксиди Сульфуру та оксиди Нітрогену, що викидаються в атмосферу з відпрацьованими газами двигунів автомобілів, піддаються хімічним перетворенням, утворюючи різні кислоти та солі. Такі речовини повертаються на землю у вигляді «кислотних» дощів. Додаю для підтвердження моїх слів довідку:

Довідка

Порівняльна оцінка шкідливих речовин у викидах автотранспорту до нормативних вимог

Велику загрозу несуть продукти згоряння палива на ТЕС. Якісного палива для ТЕС не вистачає, тому більшість з них змушені працювати на паливі низької якості, при згорянні якого в атмосферу разом з димом надходять тверді частинки (30% усіх твердих частинок), зола, газоподібні продукти неповного згоряння палива, оксиди Нітрогену (53%), оксиди Сульфуру (63%), оксиди металів. Серед основних компонентів викидів ТЕС особливо небезпечними є речовини з вираженим біологічним ефектом на організм – сполуки важких металів та поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАВ), і, зокрема, бензопірен (БП), віднесений експертами Міжнародного агентства з вивчення онкозахворювань до канцерогенних.

Найбільшу загрозу становить забруднення атмосфери радіоактивними речовинами. Ці речовини з’являються в повітрі після випробування ядерної зброї, неправильного зберігання ядерних відходів тощо.

За підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері становить 9-10 млн. т. Порівняно з масою земної атмосфери – це мізерна величина, однак на висоті 50-100 м від поверхні Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, їхня частка є істотною відносно кількості чистого повітря.

Прокурор. Дякую. Ви вільні. Викликаємо наступного свідка – Озоносферу.

Свідок 2. Озоносфера. Я – Озоносфера. Я посідаю особливе місце серед усіх свідків тому, що інтенсивно поглинаю ультрафіолетову частину сонячної радіації. Озоновий шар має виняткове значення для розвитку життя на Землі, перешкоджаючи потраплянню на поверхню планети короткохвильового ультрафіолетового проміння, згубного для живих організмів. Концентрація озону в повітрі 0,0001 %, але її цілком вистачає для збереження всього живого від УФ-випромінювання. Порушення озонового шару призводить до появи озонових дір. Озонова діра – локальне зменшення концентрації озону в озоновому шарі Землі, що виникає в результаті антропічного навантаження. Антропогенні причини утворення озонових дір пов’язані із запуском космічних ракет та польотами реактивних літаків на висоті 12-16 км, а, також, з викидами  фреонів, що використовуються у холодильній техніці й аерозольних балончиках.

На початку ХХст. було синтезовану незаймисту, стійку, з низькою токсичністю речовину – хлорфторвуглець (ХФВ). Згодом її почали використовувати як холодоагент в холодильниках, кондиціонерах. З 1990 року нові речовини – гідрохлорфторвуглеці (ГХФВ) замінили ХФВ. ГХФВ почали широко використовуються в холодильному обладнанні, пінах, розчинниках, аерозолях і протипожежній продукції. Маючи відчутно нижчий озоноруйнуючий потенціал порівняно з ХФВ, більшість ГХФВ є потужними каталізаторами змін клімату. Рівень впливу ГХФВ на клімат майже в 2000 разів перевищує рівень впливу вуглекислого газу.

Хочеться звернути вашу увагу, що у с/г використовується фумігант, який знешкоджує шкідників у ґрунті та рослинах – метилбромід. І метилбромід, і ХФВ, і ГХФВ є стійкими речовинами. Вони можуть підніматися до верхніх шарів атмосфери. Молекули ХФВ настільки стійкі, що лише сильний вплив УФ-випромінювання може їх розкладати. Коли це відбувається, молекули ХФВ вивільняють атоми хлору, які потім атакують молекули озону, розкладають їх, і, тим самим, руйнують озоновий шар. Ці хімічні речовини можуть потрапляти в повітря під час виробництва, внаслідок витоку із обладнання, неправильного використання, неправильного обслуговування чи утилізації пристроїв або с/г техніки.

Суддя. Дякую. Ви вільні.  Громадянин Ноmо Sapiens, чи пов’язано все вище сказане з вашою діяльністю?

Ноmо Sapiens. В процесі господарської діяльності у атмосферу дійсно потрапляють газопилові речовини, які містять оксиди вуглецю й сірки, водень, азот, оксиди заліза, кремнію, марганцю, кальцію, магнію, графітовий та металевий пил, формальдегід, фенол, метиловий спирт, пари сірчаної кислоти, аміак, бензол, та ін. Це викиди відходів переробки нафти, коксохімічного, доменного, феросплавного та сталеплавильного виробництва, викиди залізничного та автомобільного транспорту тощо.

Прокурор. Викликаємо наступного свідка – Тропосферу. 

Свідок 3. Тропосфера. У тропосфері зосереджено 80% атмосферного повітря, майже вся водяна пара, тут утворюються хмари. Найбільшими джерелами забруднення є автомобільний транспорт, діяльність металургійних підприємств, електростанцій  та спалення викопного палива. Такий газ, як СО₂, накопичується в тропосфері, спричиняючи парниковий ефект. А оксиди азоту, оксиди сірки, взаємодіючи  з водяною парою перетворюються в розчини кислот: сірчаної, сірчистої, азотистої й азотної. Потім, випадають на землю, спричиняючи «кислотні» дощі – це опади з водневим показником нижче 7, які згубно діють на живі організми. Транспортні засоби щорічно викидають в атмосферу до 35 тис. т шкідливих речовин – оксиду карбону понад 28 тис. т, оксиду нітрогену понад 2 тис. т, вуглеводнів понад 4 тис. т. Забруднюється повітря й пилом гуми з покришок автомобілів і літаків. Один автомобіль утворює близько 10 кг гумового пилу.

Прокурор. Дякую. Ви вільні. Викликаємо наступного свідка – Біосферу.

Свідок 4. Біосфера. Я – динамічна планетарна екосистема.  В  усі періоди свого еволюційного розвитку постійно змінювалася під впливом різних природних процесів. Хочу зауважити, що біосфера, як «область життя» включає і тропосферу як основний елемент. Сукупність кліматичних явищ і живих істот, що утворюються завдяки тропосфері, роблять можливим біогеохімічні цикли. Біогеохімічні цикли – це циркуляція  біоелементів  та речовин для підтримання життєво важливого балансу планети, таких як кругообіг води, кисню, азоту, вуглекислого газу, кальцію тощо.

Прокурор. У кого ще з свідків є звинувачення на адресу громадянина Ноmо sapiens?

Свідок 5. Валеологія. Ваша честь, дозвольте мені взяти слово. Моє покликання вивчати здоров’я  людей. Але я стурбована тим, що хворих стає все більше та більше. Забруднення атмосферного повітря є частою причиною запальних захворювань органів дихання та очей, захворювань серцево-судинної системи, інфекційних захворювань та раку легень. У районах із забрудненим атмосферним повітрям частіше хворіють діти. Вони мають низькі масу тіла й рівень фізичного розвитку, а також функціональні відхилення серцево-судинної та дихальної систем. Захворюваність органів дихання становить близько 75 % загальної кількості захворювань.

Трагічні наслідки аварії на Чорнобильській атомній електростанції становлять загрозу генетичному здоров'ю нації. Радіоактивним забрудненням уражено понад 600 населених пунктів. Радіоактивні продукти розпаду створили високий радіаційний фон, що сприяє зовнішньому опроміненню людей.

Прокурор. Свідків більше немає. Звинувачення закінчило допит свідків. Ще хочу додати, що в ході слідства було проведено екологічну експертизу. Дозвольте ознайомити присутніх з переконливими відеодоказами непередбачуваних дій громадянина Ноmо Sapiens.

 Суддя. Будь ласка.

Прокурор. Прошу уваги.

Демонстрація відео фрагмента «Забруднення атмосферного повітря в Україні»

https://www.youtube.com/watch?v=qEsxzLgTe8s&ab_channel=%D0%97%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B9%D0%A4%D0%BE%D0%BD%D0%B4

Суддя. Дякую. Суд надає слово захисту.

Адвокат. Так, ваша честь. Дозвольте заслухати свідків захисту. Слово надається Хімічній промиcловості.

Свідок 6. Хімічна промисловість. Хімічна промисловість є однією з основних галузей народного господарства, створеного підсудним.  Асортимент продукції, що виробляється хімічною промисловістю, надзвичайно широкий і різноманітний. Вона випускає близько 50 тис. найменувань хімічних товарів, найважливішими з яких є добрива, отрутохімікати, кислоти й луги, лаки та фарби, цемент, скло, керамічні вироби, синтетичні волокна, пластичні маси, синтетичний каучук та інші продукти. Без них життя підсудного просто неможливе.

 Величезне значення має хімічна переробка нафти, природного газу, вугілля, деревини та інших видів вуглецевої сировини. Швидке зростання виробництва хімічної промисловості призвело до інтенсифікації сільськогосподарського виробництва, прискорення науково-технічного прогресу, розвитку індустріальних методів будівництва й виробництва товарів народного споживання.

Значну роль у підвищенні продуктивності сільського господарства відіграють хімічні засоби захисту рослин – це отрутохімікати, гербіциди, дефоліанти і т.ін. Електротехніка, електроніка, авіаційна та космічна техніка, автомобілебудування гостро потребують нових матеріалів з особливими, часто екзотичними властивостями. Без таких матеріалів подальший прогрес у цих галузях неможливий. Авіабудування та космічна техніка потребують спеціальних композиційних матеріалів на базі синтетичних смол, вуглецевих, скляних і синтетичних волокон, у яких відношення міцності до густини у декілька разів більше ніж у сталі, і традиційних для авіабудування алюмінієвих сплавів. Будівництво широко використовує полімерні матеріали, деревоволокнисті плити, пінопласти. Кожен знає як глибоко хімізований зараз наш побут, домашнє господарство. Синтетичні мийні засоби, відбілювачі, препарати для чищення, полірування та догляду за предметами домашнього побуту значно полегшують домашню працю, звільняють час для відпочинку.

Ще важливіша соціальна роль нових високоефективних препаратів і полімерних матеріалів у фармацевтичній промисловості, у виробництві медичних інструментів та обладнання, засобів протезування. У цьому сенсі можемо говорити про хімізацію охорони здоров’я, очевидним наслідком якої є пряме покращання медичного обслуговування населення планети.

Адвокат. Дякую. Захист викликає свідка Чорну металургію. Свідок, що ви можете сказати на захист підсудного?

Свідок 7. Чорна металургія. Сучасні тенденції економічного розвитку свідчать, що основою економіки розвинених країн залишаються базові галузі промисловості, серед них — і чорна металургія, продукцію якої — метал — завжди називали «хлібом індустрії». Без металургії як виробника конструкційних матеріалів неможливий розвиток машинобудування, а в зв’язку з цим і розвиток науково-технічного прогресу. Її продукція є основою розвитку будівництва, усіх видів транспорту, особливо залізничного і трубопровідного. Вона має велике значення для оснащення необхідною технікою с/г.

В місцях розміщення основних підприємств чорної металургії  зосереджується важке машинобудування, коксохімія, хімія, виробництво вогнетривких матеріалів тощо; формуються великі транспортні вузли, швидко виростають великі міста та мегаполіси, що приводить до створення великої кількості робочих місць.

Незважаючи на значний прогрес у розробці нових матеріалів, сталь ще надовго залишиться основним конструкційним матеріалом для таких галузей як машинобудування, будівництво, транспорт, енергетика та інші. Навіть сучасний комп’ютер на 25% складається зі сталі. Тому дії громадянина Homo sapiens вважаю виправданими.

Адвокат. Дякую. Захист викликає свідка Транспорт. Свідок, що ви можете сказати на захист підсудного?

Свідок 8. Транспорт. Я забезпечую зв’язки між виробництвом і споживанням, задовольняю потреби населення в перевезеннях, маю велике оборонне значення. Важливість транспорту полягає в тому, що він забезпечує зв'язки між галузями, підприємствами, регіонами країни, між державами. Велику роль транспорту у підвищенні рівня життя населення. У цій галузі зайнято близько 9.4% працюючих.

З метою зниження викидів забруднюючих речовин і мінімізації негативного впливу на атмосферу, підсудний створив екологічно безпечний транспорт. Це електромобілі, монокари, електровелосипеди, електроскутери та геліотранспорт. Тому вважаю, що провини  у діях підсудного немає.

Адвокат. Дякую. Захист викликає свідка Медицину.

Свідок 10. Медицина. Я хочу вказати на пом’якшуючі обставини, які виправдовують дії підсудного. Адже сам він страждає від наслідків антропічного впливу. Скорочується тривалість життя підсудного. Основні причини смертності людей пов’язані з такими сучасними патологіями, хворобами цивілізації, як атеросклероз, гіпертонічна хвороба, ожиріння та діабет, серцево-судинні захворювання, різні види імунодефіциту, злоякісні новоутворення. Зростає кількість уражень бронхолегеневої системи, хронічні пневмонії та бронхіти, бронхіальні астми і т.д. Стали частіше зустрічатися випадки розладів психіки, зростає алкоголізм і наркоманія.

Проблема утворення озонових дир дуже серйозна й може спричинити збільшення УФ-випромінювання в десять разів. Це, у свою чергу, сприятиме погіршенню зору, збільшенню кількості хворих на рак шкіри, появою мутацій. УФ-випромінювання може спричинити рак, катаракту, сонячні опіки, сніжну сліпоту, старіння шкіри та зниження імунітету. Надаю відеодоказ, який підтвержує мої свідчення

Демонстрація відео «Як нам шкодить брудне повітря»

https://www.youtube.com/watch?v=L39HOu0ZLSM&ab_channel=BBCNews%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D0%B0

Адвокат. Дякую. Захист закінчив допит свідків.

Суддя. Слово надається підсудному громадянину Ноmо Sapiens. В ході процесу ми заслухали низку серйозних доказів як на вашу користь так і проти вас. Що ви можете сказати?

Ноmо sapiens. Ваша честь, присутні! Я погоджуюся з усіма звинуваченнями та визнаю свою причетність до проблеми забруднення атмосфери. В зв’язку з зростанням чисельності населення планети, нераціональним використанням вичерпних природних ресурсів, урбанізацією, розвитком промислового виробництва, неконтрольованим вирубуванням лісів, навколишнє середовище змінюється кількісно й якісно. Всі вище перечислені дії дійсно негативно впливають на якість життя та здоров’я людей. Але існування людства без розвитку науково-технічного прогресу і виробництва в подальшому є неможливим. Це джерело отримання життєво необхідних продуктів, матеріалів, енергії, речовин.  

Суддя. Зрозуміло. Шановні присутні! Ви заслухали показання. І тепер суд виносить вирок:

Припинити дію антропічного впливу на атмосферу  немає можливості, можна лише її пом’якшити. У зв’язку з цим, суд постановляє зобов’язати громадянина  Ноmо Sapiens:

1)організувати  раціональне використання природних ресурсів;

2)використовувати альтернативні джерела енергії – енергію сонячного випромінювання, вітру, морів, річок, біомаси, теплоти Землі та вторинні енергетичні ресурси;

3)розвивати екологічне мислення, підпорядковувати повсякденну практичну діяльність людини законам природи та вимогам охорони довкілля;

4)впроваджувати заходи, реалізація яких супроводжується скороченням викидів парникових газів;

5)обмежити використання фреонів та інших хімічних речовин, які спричиняють зменшення товщини озонового шару;

6)збільшити частку екотранспорту  серед інших транспортних засобів;

7)замінити очисні споруди на сучасні, які відповідають міжнародним стандартам екологічної безпеки;

8)здійснювати утилізацію та рециркуляцію відходів;

9)відновити втрачені лісові ресурси;

10)проводити заходи щодо збереження рідкісних, унікальних, об'єктів природи в їх природному стані  в природних та штучних природно-заповідних об’єктах;

11)створити державну єдину систему контролю (моніторингу) за станом атмосферного повітря;

12)у своїй діяльності дотримуватися Конституції України та Законів України:

• Закон України «Про природно-заповідний фонд»;
• Закон України «Про охорону навколишнього природного середовища»
• Закон України «Про охорону атмосферного повітря»;
• Закон України «Про відходи».

ІV. Підведення підсумків уроку

Заключне слово вчителя. Сьогодні склалася ситуація, коли антропічний вплив на довкілля посилюється. Якщо людина буде нехтувати вимогам екологічної безпеки та охорони довкілля, то, урешті-решт, може звести нанівець плоди технічного прогресу. Сподіваюсь, що кожен, присутній на суді є свідомим громадянином і кожен виконує норми екологічної культури.

V. Рефлексія

Прийом «Незакінчені речення»

• Урок важливий тому, що ….
• Я зрозумів…
• Я зробив висновок….

Список використаних літературних джерел

1.Горобець Л. Антропічний вплив на атмосферу: онлайн-урок. URL: https://www.youtube.com/watch?v=POgYUs8XZoo

2. Забруднення атмосферного повітря в Україні. URL: https://www.youtube.com/watch?v=qEsxzLgTe8s&ab_channel=%D0%97%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B9%D0%A4%D0%BE%D0%BD%D0%B4

3.Мягченко, О. П. Основи екології: підручник Київ: Центр учбової літератури, 2010. 312 с.

4. Як нам шкодить брудне повітря. URL: https://www.youtube.com/watch?v=L39HOu0ZLSM&ab_channel=BBCNews%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D0%B0