Интегрированный урок по теме "Кислотные дожди"

Разделы: Химия, Экология, Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (3 МБ)

Цель: обеспечение восприятия и осмысления глобальной экологической проблемы «Кислотные дожди».

Задачи:

  1. Познакомить учащихся с понятием «Кислотные дожди», основными естественными и антропогенными источниками кислотообразующих выбросов, влиянием кислотных осадков на экосистемы, мерами по охране атмосферы от кислотообразующих выбросов.
  2. Развивать эмоциональную сферу учащихся, используя материал по географии, биологии, химии, экологии, истории, литературе.
  3. Подвести учащихся к осознанию важной роли каждого человека в решении экологических проблем.

План урока:

  1. Целеполагание
  2. Изучение нового материала
  3. Закрепление
  4. Рефлексивный анализ

Оборудование и реактивы:

  • Гербарий нейтрофильных и ацидофильных растений, кристаллизаторы, пинцет.
  • Кусочки мела без парафина и покрытые парафином, восстановленное железо, дистиллированная вода, раствор кислоты, компьютер, проектор.

Кислотные дожди,
Озоновые драмы…
Отдушины не жди –
Беда гудит над нами
Т. Козак (слайд 2)

Ход урока

I. Целеполагание

II. Изучение нового материала

Под звуки идущего дождя (видеофрагмент)

Люблю грозу в начале мая,
Когда весенний первый гром,
Как бы резвяся и играя
Грохочет в небе голубом.
Гремят раскаты молодые,
Вот дождик брызнул, пыль летит,
Повисли перлы дождевые,
И солнце нити золотит.
С горы бежит поток проворный,
В лесу не молкнет птичий гам…
Ф.И. Тютчев (слайд 3)

Влажность – один из важных абиотических экологических факторов (слайд 4, 5)

Вода входит в состав клеток живых организмов, поэтому количество ее в тех или иных местах обитания служит ограничивающим фактором для растений и животных и определяет видовое разнообразие. Влажность изменяет реакцию организма на температурные колебания. Источником влаги для живых организмов являются атмосферные осадки, которые не содержат солей, но имеют слабокислую реакцию (рН=5,6) из – за растворенного углекислого газа (СО2+Н2О=Н2СО3).

рН – водородный показатель – это показатель кислотности (или щелочности) раствора. Численное значение этого показателя в шкале от 1 до 14 характеризует концентрацию кислоты (Н+) или щелочи (ОН–) в растворе. Значение рН = 1 указывает, что раствор представляет собой сильную кислоту. Значение рН =14 указывает, что раствор является сильнощелочным. Значение рН = 7 соответствует нейтральному раствору.

«Кислотный дождь» – это дождь, подкисленный до рН < 5,6 из – за растворения в атмосферной влаге кислотообразующих веществ (сернистый газ SО2, оксиды азота NОх) (слайд 6)

Природные источники поступления сернистого газа в атмосферу (20 миллионов тонн в год) (слайд 7):

  • вулканы
  • лесные пожары
  • выделение из океана

В средних широтах России естественная фоновая концентрация сернистого газа равна 1,28 мкг/м3 (ПДК = 15 мкг/м3)

Природные источники оксидов азота NO2 (700 млн. тонн в год) (слайд 8):

  • гроза (электрические разряды)

Часть оксидов перерабатывается в почве микроорганизмами (включена в биохимический круговорот).

Для экологически благополучных районов России естественная фоновая концентрация оксидов азота в средних широтах 1,23 мкг/м3 (ПДК = 40 мкг/м3).

Антропогенные источники сернистого газа (слайд 9):

  • электроэнергетика 40%
  • металлургия, химическая промышленность и машиностроение 50%
  • другие источники 10% (транспорт и др.)

Антропогенные источники оксидов азота (слайд 9):

  • автомобили и др. моторный транспорт (сгорание топлива) 40%.
  • электроэнергетика 25%
  • металлургическая, химическая промышленность и машиностроение 25%
  • прочие источники 10% (сельское хозяйство и др.)

Самостоятельная работа по вариантам (слайд 10)

На слайде представлены рисунки и фотографии естественных и антропогенных источников оксида серы (IV) и оксидов азота.

I вариант. Выберите естественные и антропогенные источники оксидов азота.

II вариант. Выберите естественные и антропогенные источники серного газа.

Механизм образования кислотных дождей (слайд 11)

Аэрозоли сернистой и серной кислоты составляют 2/3 кислотных осадков, остальное приходится на долю аэрозолей азотистой и азотной кислот.

Из истории наблюдений за кислотными дождями

Впервые кислотные дожди были отмечены в Западной Европе и Северной Америке в 50 г.г. 20 века.

В среднем кислотность осадков, выпадающих в виде дождя в Западной Европе и Северной Америке на 10 млн. км2, составляла 3–4,5, а туманы нередко имели рН, равный 3–2,5.

В последние годы кислотные дожди стали наблюдаться в промышленных районах Азии, Латинской Америки и Африки.

В России наиболее высокие уровни выпадений кислотных осадков наблюдаются в густонаселенных и промышленных регионах: центральном, центрально-черноземном, Уральском. На локальных ареалах (до 1 тыс. км.) около металлургических предприятий, крупных ГРЭС, больших городов (Москва, Омск и др.)

Влияние на экосистемы

1. Закисление пресноводных водоемов (рек, озер), сокращение запасов ценных видов рыб

(слайд 12).

Самый богатый животный мир в водоемах, рН которых лежит в нейтральной или слабощелочной области. Водоемы с очень кислой водой необитаемы, нет жизни в водоемах с рН >11

В Швейцарии кислотные дожди привели к резкому снижению продуктивности 2500 озер, в Норвегии повышенная кислотность привела к исчезновению рыбы в 1750 озерах (из 5000). В России на территории Карелии в результате выпадения кислотных осадков (с рН < 4,7) отмечены частые случаи закисления многих озер, что вызвало сокращение запасов лососевых рыб.

2. Повреждения и гибель лесных формаций (слайд 13)

На территории Германии повреждено около 35% площади лесных массивов страны, в Канаде уже погибли старейшие леса (возраст до 300 лет) из бальзамической ели. Отмечены случаи поражения лесов в нашей стране (некоторые районы Сибири)

3. Закисление почв и уменьшение их плодородия (слайд 14)

При уменьшении рН менее 5,0 начинается снижение плодородия почв, а при рН, равном 3,0, почвы становятся бесплодными. Наибольшей опасности подвержены подзолистые почвы таежной зоны.

4. Гибель некоторых животных (слайд 15)

Проведенные исследования в Швеции показали, что при закислении озер происходит гибель обитателей.

Задание для учащихся. В какой последовательности будут погибать животные?

  1. Лосось, форель, плотва, (рН = 5,8)
  2. Окунь, щука (рН = 5,0)
  3. Ракообразные, моллюски (рН = 6,0)
  4. Сиг, хариус (рН = 5,5)
  5. Угорь, щука (рН = 4,8)
  6. Насекомые, фито – и зоопланктон (рН = 3,0)

Ответ: 3, 1, 4, 2, 5, 6.

5. Влияние на растения (слайд 16)

Большинство культурных растений (клевер, тимофеевка, рожь, ячмень, просо) предпочитают нейтральную реакцию почвенного раствора. К растениям, которые растут на кислых почвах, относятся мхи, хвощи, плауны. Эти растения являются биологическими индикаторами закисления почв (демонстрация гербария).

Вопрос к учащимся. Растут ли на ваших приусадебных участках хвощи? О чем это свидетельствует?

6. Ускорение коррозии мостов, плотин, зданий, металлических конструкций (слайд 17)

Демонстрация реакции железа с дистиллированной водой и кислотой.

7. Ущерб памятникам мировой архитектуры (слайд 18)

Многие скульптуры и здания Рима, Венеции, Кельнский собор, получили за несколько последних десятилетий значительно больше повреждений, чем за предыдущее время. Под угрозой полного разрушения находятся > 50 тыс. скульптур «Города Будд» под Юньанем в Китае

СаСО3 + 2Н+ = Са2+ + СО2 + Н2О

Демонстрация реакций кусочка мела с раствором кислоты и кусочка мела, покрытого парафином, с раствором кислоты.

8. Влияние на здоровье человека (слайд 19)

Вдыхание влажного воздуха, содержащего сернистый газ, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких.

Вредно это и для здоровых людей, так как сернистый газ и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Диоксид азота взаимодействует с гемоглобином крови, затрудняет перенос кислорода к органам и тканям, вызывает астматические и сердечные заболевания.

Меры по охране атмосферы от кислотообразующих выбросов (слайды 20–22)

  1. Международными соглашениями установлены критические нормы выбросов сернистого газа и оксидов азота.
  2. Разработка и внедрение различных очистных сооружений.
  3. Разработка каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.
  4. Использование электрических фильтров, вакуумных, воздушных или жидких фильтров – скрубберов, для борьбы с выбросами сернистого газа (SO2).
  5. Известкование водоемов, почвы.
  6. Для защиты памятников культуры использовать покрытия из полимеров (силиконы).
  7. Металлические изделия покрывать лаком, красками.
  8. Очистка топлива потенциальных загрязнителей.
  9. Внедрение безотходных технологий.
  10. Использование альтернативных источников энергии (солнечная энергия, ветер, морские приливы, термальные источники).

III. Закрепление изученного материала

Учащимся в парах предлагается выполнить следующие задания (слайд 23):

I уровень. Из списка SiO2, SO2, CO, NO2, SO3 выбрать оксиды, которые приводят к образованию кислотных осадков. Написать уравнения реакций.

II уровень. Какое влияние образующиеся кислотные осадки оказывают на экосистему (выбрать одну из предложенных): озеро в Карелии, садовые участки около г. Перми, темнохвойный лес около г. Красноярска.

III уровень. Предложите способы защиты выбранной экосистемы от действия кислотных дождей.

Учащиеся, выполнившие задание первого уровня, получают отметку «3» (удовлетворительно), справившиеся с заданиями первого и второго уровня - отметку «4» (хорошо), а выполнившие задания трех уровней – отметку «5» (отлично).

Домашнее задание (слайд 24)

Творческое задание. В произвольной форме опишите естественные и антропогенные источники кислотообразующих выбросов в Частинском районе Пермского края.

IV. Рефлексивный анализ

(слайд 25)

Под звуки музыки учащимся выдаются карточки рефлексивного анализа.

Карточка рефлексивного анализа

  • Класс:
  • Фамилия, имя:
  • Оцените свою работу на уроке:
  • Оцените работу в паре:
  • Что вам особенно понравилось на уроке?
  • В чем польза этого урока для вас?
  • С какими трудностями вы столкнулись на уроке?

Берегите молодые всходы
На зеленом празднике природы,
Небо в звездах, океан и сушу
И в бессмертье верящую душу, –
Всех судеб связующие нити.
Берегите Землю!
Берегите…
М. Дудин (слайд 26)

Литература:

  1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. – М.: издательство «Агар», 1999.
  2. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. – М.: Дрофа, 1998.
  3. Боровский Е.Э. Кислотные осадки //«Химия в школе», 2001, №8.
  4. Воронский В.А. Прикладная экология – Ростов-на-Дону: издательство «Феникс», 1996.
  5. Воронский В.А. Экология. Словарь – справочник – Ростов-на-Дону: «Феникс», М.: «Зевс», 1997.
  6. Годмер Л. Иллюстрированный химический словарь. – М.: «Мир» 1987.
  7. Захлебный А.Н. Книга для чтения по охране природы. 9-10класс. М.: Просвещение, 1986.
  8. Криксунов Е.А, Пасечник В. В., Сидорин А.П. Экология 9 класс. – М.: «Дрофа», 1995.
  9. Колесников С.И. Экология. Экзаменационные ответы. – Ростов-на-Дону, «Феникс», 2003.
  10. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. 9 класс – М.: «Дрофа», 2000.