Материал опубликовала

Методист МКУ ДО Оричевского Дома творчества

Россия, Кировская обл., п. Оричи

Материал размещён в группе «Учебный фильм - окружающий мир, естествознание, краеведение»

1

#9 класс #Экология #ФГОС #Методические разработки #Урок #Учитель-предметник #Педагог дополнительного образования #Школьное образование #Любой УМК

Урок №8.1. Практическая работа № 4. Оценка экологического состояния воздушной среды

Методическое пособие уроков с видеоматериалами

Тип урока - комбинированный

Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, репродуктивный, объяснительно-иллюстративный.

Цель:

- осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Задачи:

Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.

Воспитательные:

Воспитывать культуру поведения в природе, качества толерантной личности, прививать интерес и любовь к живой природе, формировать устойчивое положительное отношение к каждому живому организму на Земле, формировать умение видеть прекрасное.

УУД

Личностные: познавательный интерес к экологии.. Понимание необходимости получения знаний о многообразии биотических связей в природных сообществах для сохранения естественных биоценозов. Способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе. Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников

Познавательные: умение работать с различными источниками информации, преобразовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.

Коммуникативные: участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товарищей по классу, выступать перед аудиторией, используя мультимедийное оборудование или другие средства демонстрации

Планируемые результаты

Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география. Планировать действия с поставленной целью; находить необходимую информацию в учебнике и справочной литературе; осуществлять анализ объектов природы; делать выводы; сформулировать собственное мнение.

Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Воздушная среда и оценка ее экологического состояния.

Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота NOx (смесью выхлопных газов NO и NO2) и угарным газом (оксид углерода (II), СО), содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50% по NOx от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NOx можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двигателя, а так же от двигателя в режиме прогрева.

Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных (отработанных) газов за определенный промежуток времени.

К основным выбрасываемым вредным веществам относятся угарный газ (концентрация в выхлопных газах 0,3-10%), углеводороды – несгоревшее топливо (до 3%), оксиды азота (до 0,8%), сажа.

Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта, может быть определено расчетным методом.

Исходными данными для расчета количества выбросов являются:

Количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по определенному участку автотрассы в единицу времени;

Нормы расхода топлива автотранспортом (таблица 1);

Значения эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ в зависимости от вида горючего (таблица 2).

Таблица 1

Нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города

Тип автотранспорта	Нормы расхода топлива (л на 100 км)	Удельный расход топлива Yj (л на 1 км)	в среднем
Легковой автомобиль	11-13	0,11-0,13
Грузовой автомобиль	29-33	0,29-0,33
Автобус	41-44	0,41-0,44
Дизельный грузовой автомобиль	31-34	0,31-0,34

Таблица 2

Эмпирические коэффициенты, определяющие выброс вредных веществ

Вид топлива	Значение коэффициента (К)
Вид топлива	Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04
Дизельное топливо	0,1	0,03	0,04

Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомашины количества топлива, необходимого для проезда 1 км (т.е. равного удельному расходу, Yj)

Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ в атмосферу от автотранспорта.

Выполнение работы.

Выберите участок автотрассы длиной 0,5 – 1 км, имеющий хороший обзор.

Определите длину участка и ширину дороги на данном участке.

Определите количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в какой-либо период времени в течение 20 минут.

Рассчитайте количество автотранспорта проходящего по участку за 1 час и общий путь, пройденный за это время (таблица 3).

Таблица 3

Количество автотранспорта и общий путь, пройденный автомобилями каждого типа за 1 час (заполнить)

Тип автотранспорта	Количество за 20 минут, шт.	За час, Ni, шт	Общий путь за 1 час, L, км
Легковой автомобиль
Грузовой автомобиль
Автобус
Дизельный грузовой автомобиль

Общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (L, км) рассчитывается по формуле:

Li=Ni*l, где

N- количество автомобилей каждого типа за 1 час;

i- обозначение типа автотранспорта

l – длина участка, км

Заполните таблицу 4. Определите общее количество сожженного топлива каждого вида (∑Q). Количество топлива (Qi, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, рассчитывается по формуле: Qi=Li*Yi (ЗначенияYi возьмите из таблицы 1)

Таблица 4

Общее количество топлива каждого вида (заполнить)

Тип автотранспорта	Li	Qi, в том числе
Тип автотранспорта	Li	бензин	дизельное топливо
Легковой автомобиль
Грузовой автомобиль
Автобус
Дизельный грузовой автомобиль
	Всего ∑Q

Заполните таблицу 5. Рассчитайте количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего.

Количество вредных веществ, выделяемых при сгорании каждого вида топлива (в литрах) рассчитывается с помощью коэффициента К (таблица 2).

Таблица 5

Количество вредных веществ по каждому виду топлива (заполнить)

Вид топлива	∑Q,л	Количество вредных веществ, л
Вид топлива	∑Q,л	СО	Углеводороды (пентан С5Н12)	NO2
Бензин
Дизельное топливо
	Всего(V),л

Обработка результатов и выводы.

7.1. Рассчитайте массу выделившихся вредных веществ и количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-допустимых условий атмосферы. Результаты запишите в таблицу 6.

Таблица 6

Масса выделившихся вредных веществ и количество чистого воздуха для обеспечения санитарно-допустимых условий среды (заполнить)

Вид вредного вещества	Количество, л	Масса, г	Количество воздуха для разбавления, м3	Значение ПДК мг\м3
СО
Углеводороды
NO2

Масса выделившихся вредных веществ (m,г) рассчитывается по формуле: m=V*M/22,4 где

V - объем в литрах из табл.5,

М - молекулярная масса, грамм/моль (С=12; N=14; О=16; Н=1);

число 22,4 - константа (объем Авогадро) - объем 1 моль газа при н.у., л/моль Справочные значения предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ приведены в таблице 7.

7.2. Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследуемого вами участка автомагистрали.

________________________________________________________________

Таблица 7

Основные свойства загрязнителей воздушной среды

Наименование компонента-загрязнителя и его химическая формула	Основные физико-химические и другие свойства	Основные источники поступления в атмосферу	ПДК внп средне-сут. , мг/м³	ПДК внп макс. раз., мг/м³	Класс опас-ности
Оксид азота (IV) (диоксид азота),NO2	Желтовато-бурый газ с характерным запахом, раздражает дыхательные пути. Активно взаимодействует с другими загрязнителями воздуха	Выхлопные газы автотранспорта, продукты сгорания топлив, мусора и т.п.	0,04	0,085	2
Оксид углерода(II) (монооксид углерода, угарный газ), СО	Бесцветный ядовитый газ без запаха, обладающий кумулятивным эффектом. Время жизни в атмосфере 2-4 месяца	Выхлопные газы тепловых двигателей (продукты неполного сгорания топлива), выбросы промышленных предприятий	3,0	5,0	4
Углеводороды нефти(нефтепродукты), С5-С11 (пентан С5Н12)	Бесцветные пары со слабым запахом, обладающие наркотическим эффектом	Выхлопные газы тепловых двигателей (продукты неполного сгорания), аварийные ситуации (проливы топлива)	25 (пентан)	100 (пентан)	4

Качественная оценка загрязнения воздуха с помощью методов биоиндикации.

Биоиндикация – это оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов. В зависимости от свойств биоиндикатора различают специфическую и неспецифическую биоиндикацию. Неспецифической биоиндикация является, когда различные антропогенные факторы вызывают одни и те же ответные реакции. Если происходящие изменения возникают под действием только одного фактора, биоиндикация является специфической.

В качестве биоиндикаторов используют животных, растения, грибы, вирусы. Одним из перспективных объектов биоиндикации являются лишайники. Тело лишайника (слоевище, или таллом) состоит из гриба и одноклеточной водоросли, находящихся в симбиозе. По строению слоевища лишайники делят на три группы:

Накипные (коркоподобные) – плотно срастающиеся с корой, камнями, почвой; они трудно отделяются от субстрата, на ощупь бархатистые. Их слоевища имеют вид корочки толщиной 1-2 мм, но иногда достигают в толщине 5 мм. Накипные лишайники имеют чаще всего желтоватый и зеленовато-беловатый цвета;

Листоватые (листовидные) – имеют форму пластинок или чешуек, прикрепляются к поверхности тонкими нитями гриба и легко отделяются от него. Их слоевища имеют вид листовидной пластинки, горизонтально расположенной на субстрате. Они в основном округлой формы. Слоевища листоватых лишайников достигают в диаметре 10- 20 см;

Кустистые – Их слоевища имеют вид прямостоячего или повисающего кустика высотой от нескольких миллиметров до 40 см. Лишайники высокочувствительны к загрязнению атмосферы. На них отрицательно действуют вещества, увеличивающие кислотность среды, но сравнительно безвредны тяжелые металлы, накапливающиеся в слоевище и радиоактивные изотопы. Качественная оценка загрязнения воздуха с помощью лишайников (лихеноиндикация)

Выполнение работы.

Выберите район, в котором будут проводиться наблюдения.

Составьте карту района.

Отметьте на карте близлежащие дороги с интенсивным транспортным движением, автостоянки, заводы, другие предприятия, мусорные свалки и т.д.

Разбейте выбранную территорию на квадраты (не меньше трех), размер которых зависит от площади изучаемой территории (например 10х10 м).

В каждом квадрате выберите 10 отдельно стоящих старых, но здоровых, растущих вертикально деревьев.

На каждом дереве подсчитайте количество лишайников. Не обязательно проводить видовое определение, важно различать по цвету и форме слоевища. Для более точного подсчета можно использовать лупу.

Все обнаруженные виды разделите на три группы по форме слоевища: кустистые, листоватые, накипные.

Проведите оценку степени покрытия древесного ствола. Для этого на высоте 30-150 см на наиболее заросшую лишайниками часть коры наложите рамку. Подсчитайте, какой процент общей площади занимают лишайники.

Кроме деревьев можно обследовать обрастание лишайниками камней, стен домов и т.п.

Полученные результаты занесите в таблицы 8-10.

Таблица 8

Количество лишайников разных групп и степень покрытия древесных стволов (квадрат 1)

Признаки	Деревья
Признаки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Общее количество лишайников, в том числе:
Кустистые
Листоватые
Накипные
Степень покрытия древесного ствола лишайниками, %

Таблица 9

Количество лишайников разных групп

и степень покрытия древесных стволов (квадрат 2)

Признаки	Деревья
Признаки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Общее количество лишайников, в том числе:
Кустистые
Листоватые
Накипные
Степень покрытия древесного ствола лишайниками, %

Таблица 10

Количество лишайников разных групп

и степень покрытия древесных стволов (квадрат 3)

Признаки	Деревья
Признаки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Общее количество лишайников, в том числе:
Кустистые
Листоватые
Накипные
Степень покрытия древесного ствола лишайниками, %

Обработка результатов и выводы.

Определите степень загрязнения воздуха в каждом квадрате по таблице 11.

Таблица 11

Определение степени загрязнения воздуха по данным лихеноиндикации

Зона	Степень загрязнения	Наличие (+) или отсутствие (-) лишайников
Зона	Степень загрязнения	Кустистые	Листоватые	Накипные
1	Загрязнения нет	+	+	+
2	Слабое загрязнение	-	+	+
3	Среднее загрязнение	-	-	+
4	Сильное загрязнение	-	-	-

По результатам проведенных исследований сделайте вывод о состоянии воздушной среды в изучаемом районе (по каждому выбранному участку). Обоснуйте возможные причины полученных результатов.

Биоиндикация воздушного загрязнения по состоянию хвои сосны

Выполнение работы. Работа проводится в группах в течение 2-4 дней.

Выберите район, в котором будет проводиться обследование растений сосны (Pinus sylvtstris L.).

Составьте карту района.

Отметьте на карте близлежащие предприятия, дороги с интенсивным транспортным движением (антропогенная нагрузка).

На карте отметьте точки обследования. При высокой антропогенной нагрузке они должны быть расположены на расстоянии 1,5-3 км, в малозагрязненных районах – на расстоянии до 10 км.

В районе намеченной точки найдите участок, где растут сосны.

Оцените степень вытоптанности участка: 1 – вытаптывания нет; 2 – вытоптаны тропы; 3 – ни травы, ни кустарников нет; 4 – осталось немного травы вокруг деревьев. При высокой вытоптанности территории (3-4 балла) экспресс-оценка воздушного загрязнения невозможна.

Выберите 5 сосен, растущих на открытом месте (поляне, опушке, просеке) с 8-15 мутовками боковых побегов на главном стволе, отстоящих друг от друга на расстоянии 10-20 м.

У каждого дерева осмотрите хвоинки участка центрального побега предыдущего года (второго сверху). Если деревья очень большие, то проведите обследование на боковом побеге в четвертой сверху мутовке.

Пользуясь рисунком 2 определите класс повреждений хвои. Имейте ввиду, что шипик на конце хвоинки всегда более светлый. Поэтому его окраска не включается в оценку.

Классы повреждения (некроза) хвои:

1 – хвоинки без пятен; 2 – хвоинки с небольшим числом мелких пятен; 3 – хвоинки с большим числом черных и желтых пятен, некоторые из ни крупные – во всю ширину хвоинки.

Классы усыхания (хлороза) хвои:

I - сухие участки отсутствуют; II - усох кончик хвои 2-5 мм; III - усохла треть хвоинки; IV - вся хвоинка желтая или более половины ее длины сухая.

Пользуясь рисунком определите продолжительность жизни хвои. Для этого обследуйте верхушечную часть ствола за последние годы: каждая мутовка, считая сверху – это год жизни. Определите, сколько лет сохраняется хвоя (ее максимальный возраст)