Цели урока:
1. Познакомить учащихся с состоянием экологической обстановки в селе Карамышево.
2. Показать влияние экологической обстановки на здоровье людей.
3. Воспитывать бережное отношение к природе, ответственность каждого за экологию села.
Оборудование:
Таблицы:
«Основные источники загрязнения села Карамышево»,
«Уровень загрязнения реки Соловы и её притоков в 1993 - 1994 годах»,
«Шкала качества вод, составленная по методам биоиндикации и автографии на бумаге»,
«Уровни заболеваемости взрослого населения по основным классам болезней»,
«Уровни заболеваемости детей по основным классам болезней»;
Таблички с надписями: ученые, эколог, центр экологической информации и мониторинга, Госсанэпиднадзор, врач, представитель администрации, эксперт.
Тип урока: круглый стол.
Ход урока
Ведущий. На территории села Карамышево достаточно сложная экологическая ситуация. Задача нашего «круглого стола» показать состояние экологической обстановки в селе и ее влияние на здоровье людей. Предоставим слово нашим ученым.
Ученый 1. Неблагоприятная экологическая обстановка в Карамышево формируется под влиянием выбросов вредных веществ различных промышленных предприятий близлежащих городов. При северных и восточных ветрах токсичные вещества от предприятий Щёкино, Тулы, Киреевска, Узловой, Новомосковска в значительных количествах переносятся в район села. Ветры западного и северо-западного направления способствуют переносу вредных веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух предприятиями Суворова, Алексина. Большой объём выбросов в атмосферу дают Первомайская и Советская ТЭЦ, расположенные недалеко от села Карамышево. Выпадение из атмосферы твердого вещества на территории Карамышево составляет 600 кг/км2 в год.
Существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносит автотранспорт (38%). Село Карамышево расположено на автотрассе федерального значения Москва – Симферополь. Интенсивность движения транспорта большая.
Среднее число машин, движущихся за 1 час в обоих направлениях, равно 519. Это превышает санитарные требования по уровню загрязнения, допускающие поток транспорта в жилой зоне 200 авт. в час, в 2,6 раза.
Масса оксида углерода, выброшенного выхлопными газами автомобилей в атмосферный воздух, равна 6,7 мг/м3. Превышение ПДК (3,0 мг/м3) в 2,3 раза. Масса оксидов азота - 1,253 мг/м3. Превышение ПДК (0,085 мг/м3) в 14,7 раза. Масса предельных углеводородов - 0,79 мг/м3. Нет превышения ПДК (1,5 мг/м3).
Наиболее интенсивное движение автомобилей наблюдается в понедельник в обоих направлениях (956 авт. в час). (Превышение санитарных требований в 4,78 раза.). Среднее значение массы по каждому из веществ в течение недели составило: оксид углерода - 9,44 мг/м3 (превышение ПДК в 3,14 раза), оксиды азота - 1,783 мг/м3 (превышение ПДК в 21 раз), предельные углеводороды - 1,15 мг/м3 (нет превышения ПДК).
Ведущий. Загрязнение атмосферного воздуха отражается на общем состоянии природной среды, т.к. изменяется взаимодействие между организмами живой и неживой природы. Вопросы этих взаимоотношений изучают экологи. Предоставим им слово.
Эколог. Воздушный океан обладает способностью к самоочищению от загрязнения. Часть инородных частиц проникает в стратосферу. Крупные и мелкие аэрозольные частицы выпадают на поверхность земли под силой тяготения и с дождевыми каплями. Большое количество примесей оседает на кронах деревьев, воздух как бы профильтровывается в лесах, рощах, посадках вдоль дорог. Кроме того, в атмосфере протекают химические реакции. Часто продукты химических превращений оказываются в экологическом отношении более опасными, чем исходные вещества. Загрязнение и очищение атмосферы – это взаимно противоположные процессы. Итак, всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Этой способностью природы человек долгое время бездумно и хищнически злоупотребляет. При все прогрессирующем росте загрязнений природные системы самоочищения рано или поздно не смогут выдержать такой натиск, так как эта способность атмосферы имеет определенные границы. Когда эти границы оказываются нарушенными, выбросы вызывают целый ряд негативных последствий, как в самой природе, так и при воздействии на организм человека. Такие последствия мы наблюдаем в селе Карамышево. Посадка, расположенная вдоль автотрассы Москва – Симферополь, гибнет.
Ведущий. Качество основных водных объектов на территории села Карамышево изучается Щекинским городским центром экологической информации и мониторинга. Проводилось комплексное исследование реки Соловы и её притоков. Более подробную информацию нам даст представитель центра экологической информации и мониторинга.
Центр экологической информации и мониторинга. Объектом нашего исследования стала река Солова, протекающая по территории села Карамышево и её притоки (см. рис. 1).
Рисунок 1
В мониторинговых работах использовалась отечественная система биоиндикации уровня загрязнения малых рек (Николаев С.Г., 1992). Анализ донных отложений при помощи автографии на фотобумаге проводился методом Машустина и Вострова (1971). Исследование почв на определение тяжёлых металлов проводилось методами рентгеноспектрального и спектрального эмиссионного анализов.(1,4) В результате исследований было выявлено:
1. Вода в реке Солове в районе села Карамышево относится к 6 классу качества - «мёртвая вода». Это свидетельствует о том, что процессы самоочищения в реке Солове полностью подавлены, река не успевают изменить свой состав до поступления новых объемов сточных вод.
2. Средняя активность нуклеотидов в донных отложениях выше, чем в береговых пробах: цезий - 137 на 32%, калий - 40 на 39%.
3. Содержание никеля, цинка, свинца превышает ПДК в почве и в донных отложениях. В донных отложениях накапливается свинец. Вода реки Соловы на всем ее протяжении в пределах села сильно загрязнена. Основными загрязнителями реки являются канализационные стоки села Карамышево, которые поступают в реку без очистки, стоки с Лазаревского свинокомплекса, Щекинской птицефабрики, животноводческих ферм, полевого стана, с полей, мест складирования удобрений, кладбища. На качество речной воды негативно влияет автомобильная дорога Москва – Симферополь. (Приложение 1) Стоки с дороги способствуют накоплению свинца в донных отложениях, загрязнению воды нефтепродуктами. [2]
Госсанэпиднадзор. Санитарно-гигиеническая оценка питьевой воды.
Водоснабжение села Карамышево осуществляется двумя водонапорными башнями.
Качество питьевой воды в целом соответствует ГОСТу «Вода питьевая» по микробиологическим показателям, по санитарно-химическим показателям – мутности, содержанию железа, сульфатов, хлоридов, удельной активности цезия-137. Имеется превышение ПДК по жёсткости. [3]
Ведущий. В 1986 году территория села Карамышево подверглась радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Об этом нам подробно расскажут учёные.
Учёный 2. Авария на Чернобыльской АЭС характеризовалась выбросами широкого спектра радионуклидов, а также топливных и конденсационных радиоактивных частиц, выпавших на огромных территориях. С течением времени внешний радиационный фон и концентрация радионуклидов в окружающей среде в загрязненных районах значительно снизились и продолжают уменьшаться. В настоящее время все живые организмы, находящиеся в загрязненных районах, получают 80% дозы за счет внутреннего облучения (главным образом с пищей). Наибольшую опасность представляют стронций-90, цезий-137. Они являются источниками ионизирующего излучения и имеют длительный период полураспада, причем радиоактивные стронций и цезий при определенных условиях могут включаться в обменные процессы организмов.
Радиоактивные вещества попадают в организм человека следующими путями: через кожные покровы, дыхательную (с вдыхаемым воздухом) и пищеварительную (с питьевой водой и пищей) системы.
В основном радионуклиды попадают в организм человека с продуктами питания и водой через пищеварительный тракт. При радиоактивном загрязнении местности они переходят вначале из почвы в растения и грибы, а затем из растений и грибов по пищевым цепям к животным и человеку. Механический состав почвы существенно влияет на переход радионуклидов в растения. На высокоплодородных почвах резко уменьшается переход радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию. Поэтому в саду и на огороде рекомендуется проводить следующие мероприятия:
- вносить один раз в 4—5 лет доломитовую муку в дозах 40-50 кг на 100 м2;
- ежегодно вносить в почву минеральные удобрения (особенно на вновь осваиваемых участках);
- нельзя использовать золу в качестве удобрения, так как это вызывает дополнительное загрязнение радионуклидами почвы. Зола подлежит сбору и захоронению на глубину не менее 0,5 м в специально отведенных для этого местах;
- вносить в почву органические удобрения (навоз, перегной, компосты, торф) в дозах 500-600 кг на 100 м2.
Не следует применять высокие дозы азотных удобрений и свежего навоза. Это может привести к увеличению содержания нитратов в почве и способствовать накоплению радионуклидов в сельскохозяйственной продукции.
Накопление радионуклидов в растениеводческой продукции определяется видовой и сортовой принадлежностью растений. Овощные культуры по уровню накопления радионуклидов можно расположить следующим образом (в порядке убывания): щавель → фасоль → бобы → горох → редис → морковь → свекла столовая → картофель → чеснок → перец сладкий→ лук → томаты → кабачки → огурцы → капуста. Среди плодово-ягодных культур больше всего накапливают радионуклиды ягоды красной и черной смородины, крыжовника, меньше - ягоды земляники садовой, золотистой (белой) смородины, малины, яблоки, груши, вишни, сливы, черешня.
Учитывая пути миграции радионуклидов в окружающей среде, можно выделить следующие пищевые цепи, по которым они поступают к человеку. Самые короткие - это двухзвенные цепи: растения → человек; грибы → человек; трехзвенные цепи - растения → животные (мясные продукты) → человек; растения → животные (молочные продукты) → человек; многозвенные цепи, имеющие место в водоемах, фитопланктон → зоопланктон → мелкая рыба → крупная рыба → человек. Основным способом защиты организма от радионуклидов является ограничение их движения по пищевой цепи на любом из ее этапов. Предотвратить поступление радионуклидов в организм человека в системе почва → растение → человек можно, правильно используя приемы агротехники: внесение органических и минеральных удобрений, известкование почвы, создание сортов растений, в наименьшей степени накапливающих радионуклиды. В пищевой цепи растения → животные → человек ограничить миграцию радиоактивных веществ можно, используя чистые корма, а также путем правильной дезактивирующей обработки продуктов питания (мясо и рыбу следует предварительно вымочить в воде в течение 2-3 часов, воду слить, продукты промыть и кипятить в чистой воде 5-10 минут, опять слить воду). Кипячение при двукратной смене воды уменьшает содержание цезия-137 до 50%, стронция-90 - до 1% .[5]
Ведущий. Мы выяснили, каково состояние воздуха, воды и радиоактивности на территории села Карамышево. Насколько это опасно для жизни людей? На этот вопрос попросим ответить врача.
Врач. Состояние здоровья населения села Карамышево в значительной степени зависит от уровня загрязненности экологической среды проживания (Приложение 2).
Загрязненность атмосферного воздуха обуславливает высокий уровень заболеваний органов дыхания и бронхиальной астмы среди взрослого и детского населения, увеличивается число часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
Вода реки Соловы, имея 6 класс, не пригодна для питья, рекреации, рыбоводства, орошения. Однако она используется для орошения полей и культурных пастбищ, водопоя животных, рыболовства. По цепям питания в организм человека попадают тяжёлые металлы и радиоактивные нуклеотиды. Тяжёлые металлы особенно опасны в виду их способности к биоаккумуляции. Больше всего страдают дети. Главная мишень «свинцовых пуль» - мозг. У детей развивается необратимая умственная отсталость, обычно умеренная – они плохо учатся. Могут быть боли в животе, запоры, анемия. Страдает система кроветворения, печень, селезёнка, почки, зрение. У взрослых в первую очередь страдает периферическая нервная система. Появляется дрожь в руках, слабость, нарушается чувствительность. Увеличивается заболеваемость анемией, болезнями желудочно–кишечного тракта, почек, печени. Вносит свою лепту свинец и в развитие онкозаболеваний.
Воздействие ионизирующего излучения на организм человека зависит от количества поглощённой им энергии. Облучение может вызвать повреждения от незначительных, не дающих клинической картины, до смертельных.
В результате действия ионизирующего излучения возникают биомолекулярные нарушения, повреждаются все клеточные структуры, и, как следствие, появляются ранние биологические эффекты - гибель отдельных клеток тканей организма. Изменения, развивающиеся в органах и тканях облученного организма, называют соматическими. Различают ранние соматические эффекты, для которых характерна четкая дозовая зависимость, и поздние - к которым относят повышение риска развития опухолей (лейкозов), сокращение продолжительности жизни и разного рода нарушения функций органов. Специфических новообразований, присущих только ионизирующей радиации, нет. Существует зависимость между дозой радиации, частотой опухолей и длительностью латентного периода. С уменьшением дозы частота опухолей падает, а латентный период увеличивается.
Радиационные поражения сопровождаются отдаленными биологическими эффектами, в том числе возникновением онкологических заболеваний разных органов и систем, а также генетических дефектов. В отдаленные сроки (через десятки и сотни лет) в последующих поколениях могут наблюдаться врожденные уродства, наследственные заболевания и т.д. Промежуточное место между соматическими и генетическими повреждениями занимают пороки развития - последствия облучения плода. Плод весьма чувствителен к облучению, особенно в период органогенеза (на 4-12 неделях беременности у человека). Особенно чувствительным является мозг плода (в этот период формируется кора).
Комплексное воздействие на население села Карамышево факторов химического и радиоактивного загрязнения является одной из основных причин высокой заболеваемости новообразованиями, болезнями нервной системы и органов чувств, эндокринной системы, органов дыхания, пищеварения, костно-мышечной системы, системы кровообращения [5] (Приложение 3).
Ведущий. У нас присутствует представитель администрации. Какие меры принимаются администрацией по решению проблем окружающей среды?
Представитель администрации. Для вывода села Карамышево из создавшейся ситуации подготовлена программа. В программе предлагается комплексный подход к экологической реабилитации территории села, включающий мероприятия по воздействию на источники загрязнения, восстановлению нарушенных природных ресурсов и мер по улучшению здоровья населения. На территории села установлены контейнеры для сбора бытовых отходов, которые регулярно вывозятся на свалку. Осуществляется ежегодная диспансеризация взрослого и детского населения. Изыскиваются средства для строительства очистных сооружений, которые будут очищать бытовые канализационные стоки.
Одним из важнейших направлений является информационно-просветительская деятельность через печать, радио, телевидение.
Мы призываем всех жителей:
- поддерживать чистоту не только в своем доме, но и в своем дворе, на своей улице, в местах общего пользования;
- бережно относиться к земле, не засорять почву неорганическими бытовыми отходами (стеклом, полиэтиленом, железными баками и т.п.);
- не бросать в реку мусор, трупы животных;
- не мыть машины на берегу реки;
- не использовать воду реки Соловы для орошения, рекреации, водопоя скота.
- не допускать необоснованной вырубки деревьев, кустарников;
- активно участвовать на общественных началах в посадке деревьев, кустарников для укрепления почвы на обрывах, на склонах оврагов и других местах;
- каждому жителю села посадить хотя бы одно дерево;
- активно участвовать в весенних и осенних уборках территории села;
- всячески содействовать развитию детских экологических кружков.
Ведущий. Мы прослушали выступления специалистов по вопросам экологии. Предоставим слово нашему эксперту.
Эксперт. Сообщения ученых, эколога, врача, представителя администрации свидетельствуют о неблагополучном состоянии окружающей среды в селе Карамышево (Приложение 4). Результаты химических, биологических, токсикологических, радиометрических исследований водных объектов подтверждают их высокий уровень загрязненности, соответствующий зонам чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия. Очистные сооружения водопроводов не обеспечивают эффективную очистку питьевой воды от тяжелых металлов, пестицидов, нефтепродуктов, полициклических ароматических углеводородов. Здоровье населения села по многим характеристикам значительно хуже аналогичных сведений о состоянии здоровья населения близлежащих населённых пунктов. Администрацией разработана программа по улучшению экологической обстановки в селе и начата ее реализация.
Литература
1. Атлас-определитель индикаторных таксонов макрозообентоса в малых водотоках. Пособие для определения классности речных вод (Сост. Н.Е. Шиширина, Т.П. Ихер.- Тула. ОЭБЦу. 2000).
2. Гулидова Т. Комплексное исследование реки Соловы и её притоков. Влияние загрязнения водотоков на здоровье людей. // Малым рекам - чистую воду. Сборник исследовательских работ школьников по изучению экологического состояния рек Тульской области.- Тула, 1998.
3. Исследование питьевой воды: методическое пособие для учителей. Тула. ОЭБЦу, 1997.
4. Шиширина Н.Е., Ихер Т.П. Практическое руководство по комплексному исследованию экологического состояния малых рек. / Под ред. Тарариной Л.Ф. – Тула, ОЭБЦу, 2000.
5. Экология Щекинского района Тульской области. Атлас эколого-медико-демографических материалов. / Под ред. А.В. Веселова. – Щекино, 1997.