Интегрированный урок по химии и экологии на тему: "Город как экосистема"

Разделы: Химия, Биология, Экология


Цели:

  • Образовательные:
    • углубить знания учащихся об экологических проблемах;
    • познакомить с влиянием экологических факторов на здоровье человека.
  • Развивающие:
    • способствовать развитию умения сравнивать и обобщать, анализировать сложившуюся ситуацию;
    • развивать аналитические способности мышления;
    • умение работать с научно-популярной литературой при подготовке к сообщению.
  • Воспитательные:
    • воспитывать бережное отношение к природе.

Оборудование:

  • Плакаты:
    • Шкала интенсивности шума.
    • Экологическая ситуация в РТ
    • Перечень предприятий, занимающихся сбором, переработкой и утилизацией отходов.
    • Перечень предприятий, основных источников загрязнений атмосферного воздуха (тыс.т)
    • Динамика численности автотранспортных средств в Нижнекамском районе.
    • Влияние составных частей выхлопных газов автотранспорта на органы дыхания.
  • Газеты:
    • “Нижнекамск – город легенд”.
    • Экологические газеты.
  • Сигнальные карточки.

I. Вступительное слово

Ведущий. Здравствуйте! Как прекрасен мир вокруг нас! Как он чудесен, интересен и непостижим! И частью такого удивительного мира является Родной край, а сердцем – город. Да, тот самый город, в котором ты родился или живешь, с его величественными зданиями или разваливающимися домиками, улицами, дорогами, памятниками, людьми и … природой.
Итак, тема сегодняшнего урока “Город – как экосистема”. Городу Нижнекамску – 40 лет.
Все мы, здесь присутствующие, - горожане, и каждый из нас на себе испытывает достоинства и недостатки городского образа жизни.

II. Ознакомление с целью урока.

Ведущий. Начнем с выступлениями социального эколога, который расскажет о роли городов (т.е. – урбанизации) в жизни человечества и биосферы.

Социальный эколог. Города – дети цивилизации, с ними связано развитие науки, культуры промышленности. Роль городов и число городского населения на протяжении человечества возросли. В настоящее время в них проживает около 60% населения мира, а в некоторых странах, например в Японии – 80%, в России горожан около 70%.
Города – это области наиболее острых конфликтов человека и биосферы. Это гетеротрофные антропогенные экосистемы, которые созданы человеком и потребляют энергию, поступающую в них по линиям электропередач, нефте –и газопроводам, в цистернах автомобилей и вагонов. Города потребляют огромное количество воды и минеральных ресурсов, причем после использования воды возвращается в окружающую среду в непотребном состоянии. Города загрязнены опасными химическими веществами. На космических снимках города с шоссейными дорогами и пригородами кажутся метастазами раковых опухолей, которые располагаются на планете.

III. Беседа с залом

Ведущий. Считаете ли вы, что в нашем городе складывается очень неблагоприятная экологическая обстановка? (Голосование сигнальными карточками). Давайте же перечислим основные экологические беды современного города.

  • Заболевания. В результате дыхания загрязненным воздухом горожане чаще, чем сельские жители страдают заболеваниями верхних дыхательных путей.
  • Использование загрязненных продуктов вызывает заболевание желудка и печени. Увеличивается количество больных с различными формами рака.
  • Города загрязняют водоемы. В низовьях Волги гибнет осетр, загрязнение водоемов отходами промышленных предприятий.
  • Промышленные предприятия городов и городской транспорт сжигают много кислорода и выбрасывают в атмосферу диоксид углерода, что ведет к развитию парникового эффекта.
  • Кислотные дожди – выброшенные в атмосферу оксиды серы и азота растворяются в атмосферной влаге и выпадают на землю.
  • Транспорт и промышленные предприятия города вызывают шумовое загрязнение.
  • Разрастаясь, города уменьшают площади лесов, территории плодородных почв.

Ведущий. Спасибо. Того, что вы сказали, вполне достаточно, чтобы объявить города “вне закона”. Однако, все мы понимаем, что пути назад нет, и без городов не обойтись. Поэтому, давайте выясним, как можно улучшить экологическую среду обитания внутри городской экосистемы, уменьшить пагубное влияние городов на окружающие экосистемы.
Обсуждение этой проблемы начнем с архитектором-градостроителем.

Архитектор. Сегодня экологический подход является основным при строительстве новых городов. По возможности увеличивать площади, занятые зелеными насаждениями.
Например, у нас в Нижнекамске за период с 2003 года было высажено 370 деревьев, 1100 кустарников, создано газонов на S = 5250 м
Именно зеленые насаждения улучшает микроклимат города, очищают атмосферу от загрязняющих веществ, благоприятно влияют на психологическое здоровье горожанина, уменьшают шумовое загрязнение.
При размещении в городе различных промышленных предприятий учитывается их экологическая опасность, т.е количество загрязняющих веществ, которые они выбрасывают в окружающую среду.
Весьма интересный факт. Знаете ли вы, при строительстве города Нижнекамска, деревья не вырубали, а по возможности пересаживали.

Ведущий. Какие предприятия являются основными источниками загрязнения нашего города?

Химик-эколог. Основной вклад в загрязнение воздуха города вносят предприятия нефтехимической – 68,3% и энергетической промышленности – 30,4%. Из общего количества выбросов, загрязняющих атмосферу г. Нижнекамска, условно обезврежено на газоочистных сооружениях – 60,5%.
Ежегодно возрастает количество выбросов в атмосферном воздухе загрязняющих веществ от автотранспорта, т.к. у нас на каждого 3-го жителя города Нижнекамска приходится автомобиль. От общего валового выброса это составляет по городу 17,1%.
В этом году были отобраны и проанализированы пробы воздуха и обнаружено, что превышение NO (в 174 раза), H2S (в 6 раз), фенола (в 16 раз), формальдегида (в 5 раз).
Проблема усугубляется тем, что выхлопные газы (а/м) выбрасываются в атмосферу в приземном слое, что затрудняет их рассеивания, способствует накоплению вредных веществ в воздухе в зоне дыхания пешеходов.
Знаете ли вы, что во время простоя транспорта у светофора в атмосферу выбрасывается много выхлопных газов?

Ведущий. Какие последствия для здоровья оказывают загрязнители? Послушаем медика-эколога.

Медик-эколог (комментирует таблицу).

  • Оксиды азота – вызывают резкое раздражение легких и дыхательных путей, кашель, насморк; у детей снижение дыхательных функций;
  • Фенол, формальдегиды – раздражение дыхательных путей, возникновение рака.
  • СО – блокирование гемоглобина крови и нарушение тканевого дыхания.

Общая заболеваемость за 3 последних года выросла на 10,3 %. Увеличилось число инфекционных и паразитарных заболеваний на 18 %, заболевания эндокринной системы – на 12 %, рост числа болезней кожи на 8,7 %, возросла онкологическая и врожденная заболеваемость среди детей, отмечается высокий уровень поражения кариесом.

Ведущий. Что же делается в связи с такой обстановкой? (Беседа с залом.)

  1. Организация в необходимом количестве фторированного молока для употребления в школах, детских садах.
  2. Проведение йодопрофилактики среди детей.
  3. Установка фильтров для очистки воды.
  4. Определение с/х предприятий, расположенных на сравнительно-экологически чистой территории для снабжения детей экологически чистым молоком.

Ведущий. Из выступлений нам становится ясно, что загрязнение атмосферы – неизбежное зло. А вам как кажется?

Голос из зала. Мне кажется, это не совсем так. Вспомним Токио, где когда-то прохожие падали от смога на улицах. Теперь японцы гордятся тем, что атмосфера в этом городе чистая. Интересно отметить, что в странах с теплым климатам широко распространен и перспективен велосипед. В Японии и Китае он берет на себя заметную долю перевозок. В Германии велосипедные дорожки составляют 10 % от общего количества всех автодорог. С учетом зимы в России велосипед может взять на себя не более 2 % работы индивидуального транспорта. Ежегодно в городе Нижнекамске число индивидуального транспорта растет на 2 %, в то же время контроль за экологическим и техническим состоянием остается на низком уровне. Всем известно, что транспорт и промышленные предприятия вызывают шумовое загрязнение. Давайте поговорим об этой проблеме.

Медик-эколог. Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток, снижает аппетит.

Социальный эколог. Ведущий американский специалист по шуму доктор Кнудсен писал, что “шум такой же медленный убийца, как и смог”.
Трамвай вызывает шумовое загрязнение, но от него меньше вреда для здоровья горожанина, чем от загрязнения атмосферы выхлопными газами от индивидуального автотранспорта.
Положительным примером тому служит Хельсинки – столица Финляндии. На улицах вообще нет громкоговорителей и крикливой рекламы. Случаи подачи звуковых сигналов и хлопанье автомобильными дверями редки.

Выступление ученика 6 В класса о Финляндии.

Вопрос: Окна нашей квартиры выходят на оживленную автотрассу. Как улучшить их звукоизоляцию?

Ответ: Лучше всего вставить во внутренние и наружные рамы стекла разной толщины. Резонансные частоты стекол зависят от их толщины, вибрации одного стекла не будут вызывать резонанса в другом.

Ведущий. Какие же перспективы уменьшения пагубного влияния на атмосферу городского транспорта и предприятий?

Химик-эколог. Американцам удается очистить от ядовитых примесей на 98 % даже дымы ТЭЦ, работающие на угле. В Новой Зеландии построен НПЗ, который практически совсем не загрязняет атмосферу. Наш НПЗ – ежегодно выбрасывает в атмосферу 4 тыс. тонны загрязняющих веществ второго класса опасности. Иными словами, за счет внедрения новых технологий и совершенных систем очистки конвейеров, в которых используются все виды очистки – физическая, физико-химическая и т.д. можно очищать и газообразные и жидкие выбросы предприятий. Но в этом случае у таких предприятий от 60-70 % затрат пойдет “на экологию”

Схема: перечень предприятий основных источников загрязнений атмосферного воздуха.

Ведущий. Что же делать для того, чтобы горожане меньше страдали?

Медик-эколог. Трудный вопрос. Чтобы улучшились условия, надо закрыть экологические опасные предприятия, но мы знаем, что это невозможно. Все предприятия связаны между собой, и закрытие одного остановит производство других, которые особо не наносят вреда.

Ведущий. А как определить, что загрязнения экологически безопасны?

Медик-эколог. Для этого существуют методы мониторинга за уровнем загрязнения. Современные приборы регистрируют десятки ингредиентов, загрязняющих атмосферу, информация о которых передается на компьютер.

Ведущий. Мы в основном говорили о загрязнении атмосферы, и совсем не коснулись загрязнений водных бассейнов.

Медик-эколог. В городе Нижнекамске употребляется жителями некачественная питьевая вода. Это привело к росту болезней мочеполовой системы на 16,9 % онкологических заболеваний, кариеса.

Социальный эколог. Промышленные предприятия города принимают меры по сокращению сброса загрязняющих веществ в водоемы. Так, НШЗ в полном объеме использует свои промышленные и сливные сточные воды после очистки в системе оборотного водоснабжения, не сбрасывая их на биологические очистные сооружения. Больше выбросов делает, конечно, ОАО НКНХ. Так в 2002 году сброшено на 780 тонн больше, чем в 2001 году, т.к. увеличены объемы продукции НКНХ и дополнительно сброс ОАО НПЗ. В последнее время в городе наблюдается порой плохая подача холодной воды, это связано с работой НПЗ.
Для решения проблем с питьевой водой с 1999 года ведется строительство станций очистки воды мощностью 125 тысяч кубических метров в сутки, что дает возможность обеспечить население питьевой водой в полном объеме в 2007 году.

Ведущий. Нельзя забывать и о том, что город поражает еще огромное количество твердых отходов.
Наша земля цветет не ромашками и васильками, а яркими бумажками, пластиковыми бутылками, ржавыми железками, битым стеклом. Каждый из нас вносит свой вклад в общее дело захламления своего города.
В США количество бытового мусора особенно велико –около 700 кг на каждого жителя в год. В Швеции – экологически благополучной стране – около 200 кг. Горожанин нашей страны – около 350 кг бытового мусора. В итоге город обрастает свалками, территории которых быстро расширяются. Из свалок во время дождей вымываются вредные для здоровья вещества.

Ведущий. Как решить проблему с бытовым мусором?

Выступления из зала:

– Следует фракционировать мусор – в отдельные контейнеры складывать бумагу, стекло, пластики, металл.

– Шведы выпивают огромное количество напитков из алюминиевых банок, но из 10 банок 8 поступает на переработку.

– Пластики трудно разлагаются микроорганизмами. Но, оказывается, можно изменить химический состав пластиков, которые используются для изготовления тары, введением в полимерные молекулы групп атомов, благодаря которым облегчается их разрушение микроорганизмами или под воздействием света.

– Надо меньше использовать одноразовых упаковок и больше многоразовых. Молоко экономически правильнее разливать в стеклянные бутылки, которые совершают десятки оборотов от покупателей до молочного завода, а не в пакеты, которые попадают на свалки.

– В Японии созданы домашние печи для сжигания мусора при высокой температуре. Хозяин складывает мусор в такую печь, которая автоматически включается ночью, когда электроэнергия дешевле. К утру остается пепел. Пепел используется как строительный материал для отсыпки новых участков вдоль побережья островов или закатывают в почву на глубину 1 м.

– У нас в Татарстане лицензии на право сбора, транспортировки и переработки отходов производства и потребления получили более 50 фирм. Совсем недавно в Альметьевске построен мусороперерабатывающий завод. Он перерабатывает около 180 тысяч тонн мусора в год, т.е. другие города могут привозить сюда мусор для переработки. Из перерабатываемого материала изготавливают туалетную бумагу, шифер.

– Челнинский цех сортировки и брикетирования ТБО позволяет ежегодно принимать до 130 тыс. тонн бытовых отходов.

– По подсчетам экологов, при правильной организации работ от вторсырья можно получить сумму в 170308,2 тыс. рублей, а при отсутствии сортировки и сбора вторресурсов вывоз обходится в 165087,1 тыс. рублей. Так зачем же рубли в землю зарывать.

Сообщение о Челнинском цехе по переработке мусора.

Набережно-Челнинский цех – ТБО

Здесь система сбора и вывоза ТБО продумана до мелочей. Мусор здесь вывозят на полигон своевременно. А перед этим он проходит через руки сотрудников ООО “Полигон ТБО”, а точнее цех сортировки и брикетирования твердых бытовых отходов. Этот цех позволяет ежегодно принимать до 130 тыс. тонн бытовых отходов. Их здесь разбирают вручную, и для этого созданы все условия – есть спецодежда, дешевая. На складе красуются стопки из прессованного картона, жестяных банок из-под пива и газировки, пластиковых баллонов. За счет этой “утрамбованности” исключается возможность для образования метана, значит, полигоны гореть не будут. И ценное вторсырье при этом получают до 60 тыс. тонн в год.
В Казани отходы полиэтилена перерабатывают в черепицу. Это производство очень рентабельно: 25 % отходов полиэтилена; 75 % любого песка, плюс красители. Черепица прослужит не менее 50 лет.
Вывод: вторсырье действительно приносит доходы предприятиям нашей республики.
Набережно-челнинское специализированное экологическое предприятие “Экосервис” собирает отработанную авторезину, ртуть, люминесцентные лампы, аккумуляторы, электролиты.
Полигоны и санкционированные свалки минуют тысячи тонн макулатуры, полиэтилена, металлолома, текстиля и другого вторсырья.
К нам уже пришло понимание того, что мусор – это богатство.
И главная составляющая этого богатства – здоровая окружающая среда.

Ботаник. Я хотел добавить, что нельзя сжигать траву и листву, так как растения накапливают ядовитые вещества, при сжигании они возвращаются в атмосферу.
Одуванчик – рекордсмен по накоплению свинца, который попадает в городскую среду при использовании в автомобилях этилированного бензина.

Ведущий. Я думаю, что мы достаточно полно обсудили проблему экологии городов. Мы узнали мнение архитектора, врача, химика, социолога, ботаника.

Голосование.

– Считаете ли вы, что в Нижнекамске очень неблагоприятная экологическая обстановка? Поменяли ли вы свое первоначальное мнение на этот вопрос?

Обсуждение мнений и результаты голосований.

Ведущий. Какими же должны быть города будущего?
Вывод: Города будущего должны быть зелеными, с бесшумными, экологически чистым транспортом, с экологически чистыми предприятиями, с чистой водой и атмосферой.
Сегодня города больны, их экологические болезни лечить трудно, для этого необходимы большие средства. Но уже и сегодня можно кое-что предпринять: установить контроль за загрязнениями, принимать меры для их уменьшения, следить за здоровьем горожан, своевременно лечить их, и проводить профилактику заболеваний… Все это поможет улучшить экологическую обстановку в городах и оздоровить население страны.

 Литература

  1. Биология в школе  № 3, 1996 год. С 68–72
  2. Экологическая газета – 27 мая 2003 г.
  3. Экологическая газета –  № 6 от 26 марта 2003 г.
  4. Популярная экология – экофод РТ Казань1997.
  5. У.А.Криксунов “Экология”, М. 1997.