Экологические проблемы водных ресурсов Якутии

Разделы: Химия


При изучении темы “Вещество” учащиеся знакомятся с одним из уникальных веществ на Земле – водой, изучают состав, свойства и применение. Хозяйственная деятельность человека наносит существенный урон водоемам, и учащиеся рассматривают меры по охране воды от загрязнения. При подготовке к уроку были учтены программные требования: показать роль воды для всего живого, ее значение в природе, использование в различных отраслях хозяйственной деятельности человека, способствовать дальнейшему развитию экологического образования, познакомить с вопросами охраны водоемов от загрязнения, способами очистки воды, используя региональный материал. Специфика этого урока состоит в том, что учащиеся смогли узнать конкретные экологические проблемы родного края. При проведении урока использован метод проблемной подачи материала. Форма проведения урока - работа в группах. Такой подход помогает активизировать познавательную деятельность, заинтересовать учащихся с разным уровнем подготовки. Весь класс вовлекается в совместный процесс познания, снимается страх у слабого ученика. Такая форма урока способствует общению учащихся, вырабатывает навыки самообразования, пробуждает желание проявлять инициативу, знакомит с определенными видами профессиональной деятельности. Для контроля усвоения знаний применяется тестовая проверка и использованием экологических ситуаций, которая заставляет учащихся анализировать ситуацию, вырабатывает умение мыслить, воспитывает критичность, побуждает к пониманию важности нравственного выбора.

Цели урока: Обсудить проблемы охраны окружающей среды; исследовать виды загрязнений водоемов Якутии; изучить последствия загрязнения для природы и общества; способствовать дальнейшему развитию умений учащихся анализировать ситуации, делать выводы.

Оборудование: Физическая карта Якутии, таблица “Источники загрязнения реки Алдан”, раздаточный материал (тексты по видам загрязнений, методам очистки водоемов), задания для “специалистов”, тестовые задания, карточки с названиями специальностей: химик, эколог, биолог, руководитель секции, секретарь.

Ход урока

У ч и т е л ь. Ребята! Сегодня мы проведем наш урок-исследование в экологическом центре Республики Саха (Якутия), где будет обсуждаться один из важнейших вопросов охраны окружающей среды – экологические проблемы водных ресурсов Якутии. “Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни – ты сама жизнь!” - так поэтично сказал о воде французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери. На территории Якутии протекает 700 тысяч рек и речек, находится 709 тысяч озер. Это источник питания для растений, животный, населения республики. Человек без воды может прожить только три дня! Но кроме биологического значения, вода имеет и большое хозяйственное значение. Где используется вода в республике?

У ч е н и к и. Водоснабжение населения; судоходство; орошение сельскохозяйственных земель; лесосплав; источник энергии; рыбный промысел.

У ч и т е л ь. Такая активная деятельность человека на водоемах приводит к их загрязнению. Сегодня в экологическом центре будут работать четыре секции “специалистов”, которые должны исследовать виды загрязнений водоемов Якутии, изучить последствия загрязнения для природы и общества и предложить методы очистки по предложенным текстам. Каждая секция получает пакет материалов для проведения исследования, который включает: текст по определенному виду загрязнения, текст “Охрана водоемов”, задания руководителю секции, секретарю, консультанту, химику, биологу, экологу, форму отчета (см. приложение).

В конце работы каждая секция сдаст отчет о проделанной работе, составленный руководителем секции и секретарем. На работу секции по изучению проблемы и подготовки сообщения “специалистами” отводится 15 минут. По истечении указанного времени начинается обмен мнениями между секциями.

Первыми выступают химики с сообщениями об источниках загрязнения водоемов. Затем слово предоставляется биологам, изучившим проблему последствий загрязнения водоемов. Экологи предлагают эффективные методы очистки для данного вида загрязнения.

Далее обращаемся к таблице “Источники загрязнения реки Алдан”.

Задание: К каким видам загрязнений относятся данные источники?

Ответ: Химическое, бытовое, углеводородное.

В заключение проводим тестовую проверку:

1 вариант.

1.Длительное стойкое повышение температуры воды в реке считают загрязнением:

а) да; б) нет; в) это зависит от времени года; г) нет, если при этом вода остается чистой.

2.После окончания лабораторной работы по химии ваш товарищ вылил использованные реактивы в раковину, а не в специальную приготовленную для этих целей емкость. Как вы поступите?

а) выльете свои реактивы туда же, куда и он;

б) расскажите о его действиях учителю;

в) объясните ему, почему этого не следует делать.

3.Вы работаете на химическом заводе и случайно узнаете о неисправности в системах очистных сооружений. Как вы поступите?

а) сообщите директору завода, чтобы он сам принял решение;

б) сделаете вид, что вам лично не известно о неисправности, так как не хотите потерять в зарплате из-за остановки завода;

в) скажите директору и, если он не примет меры, будете активно действовать сами: сообщите рабочим, сотрудникам заводской газеты, соберете людей на митинг.

Ответы: 1а, 2в, 3в.

2 вариант.

1.Основные загрязнители – вредные примеси воды:

а) соединения меди; б) соединения магния; в) соединения кальция.

2.Как бы вы поступили, если, прогуливаясь по берегу водоема, увидели ржавое ведро возле старого кострища?

а) очистили бы берег, выбросив ведро в воду;

б) не обратили бы на него внимания;

в) отнесли бы ведро на ближайшую свалку или закопали его в землю.

3. Один из путей защиты биосферы от загрязнения – очистка отходящих газов и сточных вод на промышленных предприятиях. Современные очистные сооружения достаточно эффективные, но дорогостоящие. Как бы вы поступили, если были бы директором крупного завода и имели в своем распоряжении значительную сумму денег?

а) положили бы деньги в банк для уплаты штрафов за загрязнение природной среды – это выгоднее, чем строить очистные сооружения;

б) вложили бы деньги в строительство очистных сооружений;

в) часть денег вложили бы в расширение производства, часть - использовали бы для увеличения заработной платы работникам.

Ответы: 1а, 2в, 3б.

Приложения.

Охрана водоемов.

Меры борьбы с загрязнениями пресных вод.

Вода способна самоочищаться под влиянием солнечной радиации, бактерий, грибов и водорослей. Установлено, что в ходе самоочищения через 24 часа остается не более 50% бактерий, через 96 часов – 0,5%. Чтобы обеспечить самоочищение загрязненных вод, необходимо их многократное разбавление чистой водой. При сильном загрязнении самоочищения не происходит. В этих случаях необходимы специальные методы и средства. В промышленности – это главным образом строительство сооружений по очистке сточных вод, утилизационных установок для извлечения ценных или вредных веществ из сточных вод. На речном транспорте значение имеет борьба с потерями нефтепродуктов при погрузке, выгрузке и транспортировке на судах, а также оборудование судов нефтеловушками и другими приспособлениями для сбора нефти с загрязненных вод.

Методы очистки сточных вод от загрязнений.

Метод механической очистки заключается в механическом удалении из сточных вод нерастворимых примесей, для чего применяют специальные сооружения. Удаление примесей осуществляется с помощью различных приспособлений: решеток, жироловок, маслоловушек, нефтеловушек, самоулавливателей. В отстойниках происходит осаждение тяжелых частиц. Этим методом можно выделить до 60% нерастворимых примесей.

Метод химической очистки основан на добавлении в сточные воды реагентов, которые, вступая в реакцию с загрязнениями, способствуют выпадению нерастворимых веществ. Некоторые нерастворенные вещества переводятся в безвредные растворенные. Химический метод очистки позволяет уменьшить количество нерастворенных загрязнений сточных вод до 95% и растворенных до 25%.

Метод биологической очистки состоит в очищении органических загрязнителей сточных вод при помощи микроорганизмов. Для биологической очистки используют специальные поля орошения, биологические пруды, биофильтры. Очистные сооружения дают хороший эффект, но ни одно из них не дает полной очистки. Наиболее полная защита вод от загрязнений заключается в уменьшении сброса в водоемы отработанных сточных вод. На все большем числе предприятий применяется оборотное водоснабжение: отработанные воды проходят лишь частичную очистку, затем вновь используются в производстве.

Задание руководителю секции: Организовать плодотворную работу секции; оперативно решать возникшие вопросы; осуществлять контроль за оформлением отчета.

Задание консультанту: В ходе работы секции давать консультации специалистам при возникновении вопросов.

Задание секретарю: Оформить отчет о проделанной работе секции. Сдать отчет руководителю экологического центра.

Отчет о проведенной исследовательской работе по теме
“Экологические проблемы водных ресурсов Якутии”
Секция №

Фамилия
Имя.

Специальность

Краткое содержание
выполненного
исследования

Задание химику: Изучив текст, определить источники данного вида загрязнения. Сделать сообщение.

Задание биологу: Изучив текст, выяснить действие данного вида загрязнения на водоемы и жизнедеятельность его обитателей. Сделать сообщение.

Задание экологу: Изучив текст “Охрана водоемов”, выбрать методы очистки воды наиболее эффективные при данном загрязнении.

Сельскохозяйственное загрязнение.

Вредные последствия на водоемы оказывает и ведение сельского хозяйства. Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур в почву вносятся минеральные удобрения, при борьбе с различными вредителями используют ядохимикаты. Эти вещества представляют значительную угрозу для водоемов, т.к. попадают туда с талой и дождевой водой. С животноводческих ферм, молочных заводов избыток органических веществ также поступает в реки и озера. Это приводит к интенсивному развитию сине-зеленых водорослей, увеличивается потребление кислорода, который идет на дыхание растений и разложение отмерших остатков. В результате происходит массовая гибель рыбы, снижается способность водоемов к самоочищению. Развиваются процессы уничтожающие жизнь.

Углеводородное загрязнение.

Одним из основных загрязнений воды является нефть и нефтепродукты. Нефть попадает в воду в результате человеческой деятельности: нефтедобычи, транспортировки, переработки и использования нефти в качестве топлива. Рост количества автомобилей, вводно-моторного транспорта остро ставит проблему защиты внутренних водоемов от нефтепродуктов. Попадая на поверхность водоемов, нефть и нефтепродукты образуют пленку, которая препятствует, с одной стороны, проникновению кислорода из воздуха в воду, а с другой стороны, высвобождению образующегося при фотосинтезе кислорода из водоема. При этом больше всех страдают планктонные организмы, для которых некоторые углеводороды являются настоящими ядами. Такие нефтепродукты, как керосин, мазут, соляра и т.п., содержат много парафинов, от которых склеиваются органы передвижения мелких животных, что приводит к потере способности передвигаться, и они погибают от голода. Уничтожение планктона пагубно сказывается на жизнедеятельности биоценоза, лишает рыб питания. Источниками сильного загрязнения нефьтью являются Жатайская, Олекминская и Якутская нефтебазы. В реку Лена за год попадает 170 тысяч тонн нефти.

Бытовое загрязнение.

Водоемы могут загрязнятся бытовыми отходами, поступающими со сточными водами.

Среди веществ, загрязняющих окружающую среду, особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают синтетические моющие средства, которые токсичны сами по себе. Наличие их в воде даже в незначительных количествах придает воде неприятный привкус и запах. Они могут образовывать в воде слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах. В сильно загрязненных водоемах слой пены может достигать 1 метр и более. Способности к пенообразованию у этих веществ появляются уже при концентрации 1-2 кг/л, при этом наблюдается гибель мелкого планктона, при 4 кг/л – гибель дафний, при 5 кг/л – гибель рыбы. Синтетические моющие средства не поддаются биологическому разложению и поэтому затрудняют работу очистных сооружений. Другим источником загрязнения водоемов являются канализационные сливы. Такая вода совершенно не пригодна для водоснабжения населения, т.к. содержит много веществ, которые отрицательно сказываются на здоровье детей и могут служить причиной различного рода инфекционных заболеваний (дифтерия, гепатит, паратиф и другие).

Химическое загрязнение.

Доля промышленности в загрязнении водоемов составляет 70 – 80%. Основная часть используемой в промышленности воды возвращается в естественные водоемы, но уже в виде стоков, загрязненных примесями взвешенных и растворенных соединений, большинство которых токсичны. Особенно пагубно влияет на состояние водоемов загрязнение тяжелыми металлами: свинцом, ртутью, цинком, медью и т.п. Загрязнение озер свинцом происходит в результате рассеивания свинцовой дроби охотниками, от двигателей внутреннего сгорания автотранспорта. Особую экологическую опасность представляют сточные воды алмазо-, олово-, золотодобывающей промышленности в республике. При добыче золота извлекается огромное количество химических компонентов, таких как: свинец, мышьяк, ванадий, молибден, ртуть и т.п. В бассейнах рек Алдана и Селигдара выявлены концентрации ртути до 4-5 ПДК (предельно-допустимая концентрация), по водостокам ртуть рассеяна тоннами. Реки Южной Якутии (Чульман, Алдан, Солокит) загрязнены сточными водами предприятий угольной и железорудной промышленности. Ученые занимаются широкомасштабным изучением реки Вилюй. По их сведениям в водорослях реки больше обычного содержится: никель-4-7, хром – 2-3, сурьма – 4-7, марганец – в 20 раз. У рыб ПДК хрома превышена в 7 раз, никеля – 2-4 раза, сурьмы – в 2 раза. Эти тяжелые металлы способны образовывать токсичные металлоорганиеческие соединения, которые накапливаются в водных микроорганизмах, начиная с планктона, по пищевой цепи происходит увеличение концентрации соединений, и рыба становится опасна для употребления.

Таблица “Источники загрязнения реки Алдан”.

1.Золотодобывающая промышленность

2.Угольная промышленность

3.Отходы добычи платины

4.Канализационный слив

5.Протекание нефтепродуктов.

Список использованной литературы:

  1. К.Е.Егорова, С.М.Сабарайкина. Химия – содержание регионального компонента образовательной области “Вещество”.
  2. Г.П.Андреев, Н.Г.Щербаков. Охрана природы Якутии.
  3. Е.И.Бодунов, Ю.И.Яковлев. Уточнение геологических запасов газа в Якутии.
  4. Пособие для учителя. Вопросы экологии и охраны окружающей среды в Якутии.
  5. Е.Г.Егоров, И.И.Поисеев. Эколого-экономические последствия прошлого освоения бассейна реки Вилюй.
  6. М.П.Андреева. Химия: модули регионального содержания.