Цель урока: создать условия для умения оценивать состояние окружающей среды, в которой проживают учащиеся.
Задачи урока:
Образовательные:
- Создать условия для понимания, что такое предельно допустимая концентрация веществ.
- Создать условия для понимания, зачем необходимо знать о предельно допустимых концентрациях веществ.
- Создать условия для умения определять концентрации некоторых веществ в воздушной и водной средах.
Развивающие:
- Создать условия для развития навыка проведения лабораторного эксперимента в окружающей среде.
- Создать условия для развития умения работать с газоанализаторными трубками и тест-системами.
- Создать условия для развития умения проводить качественный и количественный анализ данных полученных в лабораторном эксперименте.
- Создать условия для развития умения делать выводы об особенностях воздействия различных загрязнителей на живые организмы и окружающую среду.
Воспитывающие:
- Воспитать бережное отношение к окружающей среде, через понимание как необходимо обслуживать транспортные средства.
- Воспитать бережное отношение к своему здоровью, во время нахождения на оживленных городских магистралях.
Конспект
В настоящее время человек живет в созданном им самим окружающем мире. Развитие техники, химической промышленности дают человеку дополнительные возможности. Усовершенствование транспортных средств позволяет перемещаться с большей скоростью и с большей маневренностью.
Несмотря на получение положительного эффекта от сокращения времени на перемещение в пространстве, повышение скорости движения связано с целым набором отрицательных воздействий на окружающую среду.
Первое, что мы с вами можем вспомнить это изменение состояния покрышек. Обратимся к знаниям физики, если машина движется по какой-то поверхности, то, что мешает ей это делать с максимальной скорость? Совершенно верно в природе при любой форме движения существует сила трения объекта о поверхность дороги (об окружающую среду). По какой поверхности в идеале должна бежать машина, чтобы сила трения стремилась к нулю?
Поверхность должна быть идеально гладкой. А что собой представляют поверхности наших дорог? Дороги в основном покрыты асфальтом. Если асфальтовое покрытие новое, то оно достаточно ровное, гладкое. Если этому покрытию уже хотя бы год, то говорить о его качестве довольно затруднительно. В этом легко мы можем с вами убедиться, наблюдая какой-то конкретный участок дороги. Мы сможем заметить появления колеи, ямок, трещинок и некоторые другие признаки ухудшения качества покрытия.
Гладкая поверхность дороги, конечно, позволяет уменьшить трение, но вспомните, что происходит с машиной, если она оказалась на льду? Гладкая, скользкая поверхность уменьшает силу трения, но и сцепление с дорогой становится меньше, а значит маневренность, управляемость машины резко снижается.
Сила трения обеспечивает стирание покрышек, и мельчайшие частицы от них зависают в воздухе. Вместе с другими различными пылевыми частицами, они зависают в воздушных массах над поверхностью дороги, и двигающиеся с высокой скоростью автомобили переносят их на новое место, и в первую очередь перемещают на прилежащие к дороги территории, где эти частицы и оседаю на растения и почву.
“К непылящим покрытиям относятся: асфальтобетонные и цементобетонные. К пылящим – щебеночные, гравийные, грунтово-улучшенные, а также покрытия из отходов камнедробления, шлаков и других отходов, необработанных вяжущими материалами.
По степени пылеобразующей способности пылящие покрытия подразделяются на три категории: слабо пылящие, средне пылящие и сильно пылящие:
Категория способности к пылеобразованию покрытий дорог
Категория способности к пылеобразованию |
Ориентировочное пылевыделение, в мг/м3 |
Очередность борьбы с пылью |
| Сильнопылящие | более 60 |
первая |
| Среднепылящие | 10-60 |
вторая |
| Слабопылящие | менее 10 |
третья |
Примечание: Состояние покрытия по пылимости определяют в июне – августе в сухое время в период с 15 по 17 часов дня за движущимся со скоростью 30-40 км/час грузовым автомобилем средней грузоподъемности (5-7 тонн)”.(4)
Скорость перемещения машин также зависит от мощности двигателя, а соответственно от качества топлива. В первую очередь от октанового числа, а так же от наличия примесей (присадок).
Таблица Физико-химические и эксплуатационные показатели автомобильных бензинов
Наименование показателя |
Значение для марки |
||||
Нормаль-80 |
Регуляр-91 |
Регуляр-92 |
Премиум-95 |
Супер-98 |
|
| 1 Октановое число, не менее: а)по моторному методу |
76,0 |
82,5 |
83,0 |
85,0 |
88,0 |
| б)по исследовательскому методу | 80,0 |
91,0 |
92,0 |
95,0 |
98,0 |
| 2 Концентрация свинца, г/дм3, не более | Отсутствие (За отсутствие свинца принимают концентрацию менее 2,5 мг/дм3) |
||||
| 3 Концентрация марганца, мг/дм3, не более | Отсутствие |
||||
| 4 Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 бензина, не более | 5,0 |
||||
| 5 Индукционный период бензола, мин, не менее | 360 |
||||
| 6 Массовая доля серы,%, не более | 0,05 |
||||
| 7 Объемная доля бензола, %, не более | 5 |
||||
| 8 Внешний вид | Чистый. Прозрачный |
||||
| 9 Плотность при 15 °С, кг/м3 |
700-750 |
725-780 |
725-780 |
725-780 |
725-780 |
| 10 Концентрация железа, г/дм3, не более | Отсутствие. (За отсутствие железа 0,01 г/дм3.) |
||||
(3)
Несмотря на, то, что в бензине по нормативам не должно быть свинца (его концентрация может быть в следовых количествах), он всё-таки присутствует в некоторых марках бензина.
“Выбросы соединений свинца происходят одновременно с выбросами отработавших газов при работе двигателей внутреннего сгорания автомобилей на этилированном бензине. Соединения свинца в настоящее время употребляются в качестве антидетонирующей добавки в этилированном бензине марки А-76 в количестве 0,17 г/кг и для А-93 в количестве 0,37 г/кг.
Считается, что около 20 % общего количества свинца разносится с газами в виде аэрозолей, 80 % выпадает в виде твердых частиц размером до 25 мк и водорастворимых соединений на поверхности прилегающих к дороге земель, накапливается в почве на глубине пахотного слоя или на глубине фильтрации воды атмосферных осадков”. (4) (Российская федерация. Министерство транспорта. Федеральный дорожный департамент. Рекомендации по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов. Москва 1995 год).
Важным также является и количество сжигаемого топлива двигателем внутреннего сгорания.
Средние эксплуатационные нормы расхода топлива на 1 км пути в литрах
Тип автомобиля |
Средний эксплуатационный расход топлива л/км |
| Легковые автомобили | 0,11 |
| Малые грузовые автомобили карбюраторные (до 5 тонн) | 0,16 |
| Грузовые автомобили карбюраторные (6 тонн и более), например ЗИЛ-130 и др. | 0,33 |
| Грузовые автомобили дизельные | 0,34 |
| Автобусы карбюраторные | 0,37 |
| Автобусы дизельные | 0,28 |
(4)
Каким бы качественным не было топливо, и какими бы хорошими не были фильтры на выхлопных трубах, в атмосферу вместе с выхлопными газами попадает достаточное количество углекислого газа.
В любом топливе содержатся в обязательном порядке так называемые присадки, которые улучшают качество топлива и работу двигателей внутреннего сгорания, но они содержат токсичные вещества и канцерогены, которые попадают в атмосферу и распределяются как в воздушной среде, а также оседают на придорожной территории. Состав выхлопных газов зависит не только от количества, но и качества топлива, необходимого для работы машин с разными видами двигателей:
Состав автомобильных выхлопных газов
Загрязняющее вещество |
Бензиновые двигатели |
Дизельные двигатели |
| N2, об.% | 74—77 |
76—78 |
| O2, об.% | 0,3—8,0 |
2,0—18,0 |
| H2O (пары), об.% | 3,0—5,5 |
0,5—4,0 |
| CO2, об.% | 0,0—16,0 |
1,0—10,0 |
| CO*, об.% | 0,1—5,0 |
0,01—0,5 |
| Оксиды азота*, об.% | 0,0—0,8 |
0,0002—0,5000 |
| Углеводороды*, об.% | 0,2—3,0 |
0,09—0,500 |
| Альдегиды*, об.% | 0,0—0,2 |
0,001—0,009 |
| Сажа**, г/м3 | 0,0—0,04 |
0,01—1,10 |
| Бензпирен-3,4**, г/м3 | 10—20·10?6 |
10·10?6 |
* – Токсичные компоненты; ** – Канцерогены
Наибольшую опасность представляют оксиды азота, они примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5% от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов. (5)
Давайте убедимся в том, что там, где интенсивность движения автомобильного транспорта высокая содержание различных вредных веществ повышенная. Для этого мы с вами воспользуемся газоанализаторными трубками на диоксид углерода, бензин, диоксид азота, диоксид серы и тест-системой “Аммиак” (фирмы “Крисмас+”) и сравним загазованность атмосферы во дворе школы и на перекрестке. (Исследование можно проводить во время урока, если школа располагается невдалеке от оживленного перекрестка и имеет закрытый двор, если такой возможности, то исследование с группой учащихся можно провести заранее, а на уроке озвучить результаты).
Как мы с вами видим загрязнение окружающей среды, к сожалению возрастает. Это заставило ученых начать разбираться, какое загрязнение воздуха, воды и почвы можно считать “допустимым”, то есть позволяющим человеку существовать в достаточно комфортных условиях. При этом были выработаны нормативы (показатели) предельно допустимых воздействий на природу. Была также учтена необходимость обеспечения экологической безопасности населения, сохранения генетического фонда обеспечения рационального использования и воспроизводства среды обитания, устойчивого развития хозяйственной деятельности. Главным нормативом качества окружающей природной среды являются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосфере, воде и почве.
Предельно допустимая концентрация это единый показатель или для каждой среды они разные? Для каждой среды существуют свои предельные нормы концентрации, но конечно между ними есть нечто общее.
(Учащимся предлагается самим сформулировать определение предельно допустимой концентрации для воздушной среды). Предельно допустимая концентрация для воздушной среды (ПДК) – это максимальная концентрация примесей в атмосфере, которая при периодическом воздействии или при воздействии на протяжении всей жизни человека не причиняет ни ему, ни окружающей среде в целом вреда (включая отдаленные последствия). Чтобы оценить качество воздушной среды принято устанавливать два вида ПДК: 1. Максимальная разовая (ПДКмр) являющаяся основной характеристикой опасности вредного вещества и она соответствует кратковременному воздействию атмосферной примеси (20 минут) и 2. Среднесуточная (ПДКсс) – это количество примеси, не оказывающее на человека прямого или косвенного воздействия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.
ПДК некоторых загрязняющих веществ в атмосфере
Загрязняющее вещество |
ПДК, мг/м3 |
Класс опасности |
|
Максимальная разовая |
среднесуточная |
||
| Диоксид азота | 0,085 |
0,04 |
2 |
| Оксид азота | 0,6 |
0,06 |
3 |
| Аммиак | 0,2 |
0,04 |
4 |
| Ацетон | 0,35 |
0,35 |
4 |
| Бензин нефтяной | 5 |
1,5 |
4 |
| Сероводород | 0,008 |
– |
2 |
| Оксид углерода | 5 |
3 |
4 |
Сравним показатели, которые мы получили, производя замеры и табличные данные (ПДК) и на их основе сделаем выводы.
(Учащимся также предлагается самостоятельно предложить, что такое ПДК водной среды). Для водной среды ПДК – это концентрация того или иного вещества в воде, при превышении которой вода не пригодна для установленного вида водопользования, поскольку её приходится устанавливать для трёх видов водопользования: хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового, рыбохозяйственного. Для которого вида водопользования ПДК наиболее жесткий? Конечно же, для водных объектов рыбохозяйственного значения.
Перечень предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в воде водных объектов рыбохозяйственного значения
Наименование веществ |
Предельно допустимые концентрации (ПДК), мг/л |
| Взвешенные вещества | Концентрация взвешенных веществ в водотоке в бытовых (природных) условиях в мг/дм3+0,25 мг/дм3 для водотоков высшей и 1 категории водопользования и плюс 0,75 мг/дм3 для 2 категории водопользования. |
| Нефтепродукты | 0,05 |
| Свинец | 0,1 |
Водная среда характеризуется не только показателями ПДК, но и другими не менее важными: эпидемическим – число микроорганизмов не должно быть более 100 в 1 мм3 и бактерий группы кишечных палочек не более 3 в 1 литре; токсикологическим – безвредный химический состав.
Сегодня на уроке мы с вами говорим о характеристике придорожных территорий, давайте посмотрим показатели для воды, стекающей с дорожного покрытия в придорожные канавы.
Количество загрязнений в поверхностном стоке с покрытий автодорог I категории
Наименование |
Количество загрязнений, мг/л |
|
в дождевых водах |
в талых водах |
|
| Взвешенные вещества | 1300 |
2700 |
| Свинец | 0,28 |
0,3 |
| Нефтепродукты | 24 |
26 |
Примечания:
Для автодорог других категорий принимаются следующие коэффициенты: для автодорог II категории – 0,8, III – 0,6, IV – 0,4, V– 0,3.
Для взвешенных веществ на дорогах с переходным типом покрытия принимается с коэффициентом 1,1 при интенсивности движения до 200 авт./сут и 1,2 – при интенсивности движения более 200 авт./сут.
Приведенные табличные данные допускается уточнять в зависимости от местных условий и характера поверхностного стока по отдельным видам загрязнений. (4)
(Учащимся опять предлагается самостоятельно предложить определение ПДК для почвы). Для почвы ПДК – это концентрация химического вещества (в миллиграммах на 1 кг почвы) в пахотном слое почвы, которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на способность почвы к самоочищению. Оно определяется тем, что у человека взаимодействие с почвой происходит опосредованно через другие среды или с растительной пищей, а прямое взаимодействие минимизировано (голой ступней или обувью).
Сегодня мы с вами убедились, что технический прогресс человеку дает не только плюсы, но и минусы. Современный человек осознавая, что отрицательное воздействие городской среды необходимо минимизировать для сохранения себя и оставшейся в городе природной среды, выявляет допустимое (минимальное) количество различных загрязнителей. Поскольку всё-таки не всегда в городе эти нормативы можно соблюдать попробуйте предложить правила поведения человека в городской среде, которые помогут минимизировать отрицательное действие вредных веществ. Давайте сравним ваши предложения с предложениями авторов учебника (стр. 198-199).
И так сегодня мы выяснили, что человек обязан заботиться не только о своей выгоде, пользе, но и о своем здоровье, а также о состоянии окружающей среды. Так давайте любить себя и окружающую среду!!!
Таблицы, приведенные в конспекте урока можно использовать как раздаточный материал, а можно проецировать на экран.
Использованные источники информации:
- Комплексная экологическая практика школьников и студентов. Программы. Методики. Оснащение. Учебно-методическое пособие. Под редакцией проф. Л.А. Коробейниковой. Изд. 3-е, перераб. и дополн. – СПб.: Крисмас+. 2002.
- Основы безопасности жизнедеятельности. 8 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений/С.Н. Вангородский, М.И. Кузнецов, В.Н. Латчук, В.В. Марков. – 6-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2006.
- http://www.benzin-spb.ru/docs/doc5.php
- http://www.tehlit.ru/1lib_norma_doc/6/6450/
- http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%8B%D1%85%D0%BB%D0%BE%D0%BF