Экология в задачах

Алтачинов Сергей Павлович

Экология в задачах

руководитель:

Киндыкова Светлана Альбертовна,

учитель математики

Экология республики Алтай и ее проблемы 4

Связь предметов математика и экология 4

Глава 2. Решение экологических задач на уроках математики

2.1 Задачи на загрязнение атмосферы 5

2.2 Задачи на загрязнение мусором 6

2.3 Задачи на сохранение лесов 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 9

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ 10

Население планеты разрастается, в связи с чем увеличиваются потребности людей. Нынешнее поколение людей имеет потребительское отношение к жизни. Мы часто не задумываемся, какой вред наш образ жизни наносит окружающей природе, какие последствия для нас же самих несет наша безответственность. Растут города и села, всё больше поглощая прилегающие леса и поля. Они загрязняют атмосферу, воду, изменяют климат и т.д. Проблема загрязнения окружающей среды -  одна из актуальных проблем. Какова же степень загрязнения, степень опасности нашей окружающей среды, наглядно может представить математика. Именно в рамках этого предмета возможна количественная оценка состояния природных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствий деятельности человека в природе и социальном окружении.

Целью работы является подбор экологических задач для решения на уроках математики.

Задачи проекта:

Изучить литературу и Интернет-ресурсы по данной теме.

Отобрать наиболее подходящие задачи для своего возраста, места жительства.

Составить брошюру с экологическими задачами.

Выдвинута следующая гипотеза: если подобрать и решать экологические задачи на уроках математики, то можно показать связь математики с экологией и, тем самым, повысить интерес нашего поколения к проблеме экологии и привлечь к бережному отношению окружающей среды.

Для решения поставленных в исследовании задач и проверки выдвинутой гипотезы, я изучил и проанализировал теоретический материал из специальной литературы, информацию из глобальной сети Интернет, составил задачи, актуальные для нашего региона, выпустил небольшую брошюру, которую раздал своим одноклассникам.

Глава 1. Экология и математика

1.1 Экология республики Алтай и ее проблемы

Понятие «экология» произошло от древнегреческих слов, в дословном переводе оно означает "наука о доме". Экология - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Она исследует факторы неживой природы, воздействующие на организмы, а также влияние живых организмов на природу в целом.

Проблемы экологии в республике Алтай:

Загрязнение атмосферы (особенно в г. Горно-Алтайске);

Загрязнение мусором, отсутствие перерабатывающих мусор предприятий и специальных полигонов;

Размножение вредителей (непарный шелкопряд);

Уничтожение лесов;

Решение проблем охраны природы.

Экология рассматривает связи, которые являются основой для поддержания жизни в среде, которая нас окружает. Но одновременно, эту науку изучают и другие дисциплины. Все они составляют совокупность, которая называется биологией.

Хотя основой экологии как науки является биология, она также опирается и на другие области знаний, в частности на математику. При изучении экологии возникает много вопросов, ответы на которые можно получить при помощи данного предмета. Математика позволяет проводить точные измерения, делать расчеты и подтверждать наблюдения. Стоить отметить, что не надо быть великим математиком, чтобы беречь природу и очистить нашу зеленую планету от загрязнения.

Геккель, немецкий биолог, в 1866 году дал такое определение экологии: «Экология – «сумма знаний, относящихся к экономике природы», т.е. исследования окружающего мира посредством предмета математики. Целые отделы математики создаются для анализа явлений природы и для решения экологических задач.

Таким образом, математика является одним из предметов, который тесно связан с экологией.

Глава 2. Решение экологических задач на уроках математики

2.1 Задачи на загрязнение атмосферы

Одна из острых глобальных экологических проблем - проблема загрязнения окружающей среды, поэтому мы решили более подробно познакомиться с этой проблемой при решении экологических задач на уроках математики.

Зимой основная часть населения г. Горно-Алтайска, проживающая в частном секторе использует для отопления домов уголь. Если проживаешь не на центральных улицах, а в таких микрорайонах, как Колхозный лог, Дубовая роща, Гардинка и т.д., то зимой вечером даже на улицу выходить не хочется, так как в воздухе стоит тяжелый смог. Вещи сушить на улицу не повесишь – так как они приобретают неприятный запах и характерные черные мелкие пятна от угольной пыли. При  сгорании  угля  выделяются  различные  летучие  частицы  (зола  и  пыль)  и  большое  количество  углекислого газа.  Сжигание  угля  приводит  к  образованию  вредных,  имеющих  сильное  канцерогенное  и  мутагенное  действия веществ. Выбрасываемая в атмосферу из труб летучая зола, оседает на растениях и почве, вдыхается легкими.

В основном к нам поступает уголь из Кузбасса (т.к. соседний с нами регион). Оказывается, не только зола и шлак, образующиеся при сжигании, обогащены радиоактивными веществами, а и сам уголь содержит радиоактивный уран. Среднее содержание урана в угле – 3,6 г/т. А кузбасский уголь превышает этот показатель. Первые публикации о радиоактивности каменных углей Кузбасса появились ещё в 30-е годы 20 века.

Задача: Взяв за норму среднее  содержание  урана  в  угле  3,6  г/т; массу угля, необходимого на обогрев дома на всю зиму – 3 т, рассчитайте, сколько граммов урана покупает население улицы за зиму, если на улице 30 домов.

Решение:

30 * 3 = 90 (т) - всего угля на улицу.

90 * 3,6 = 324 (г) – необогащенного, природного урана на улицу.

Ответ: 324 г. необогащенного урана покупает население улицы из 30 домов за зиму.

Представьте, сколько вреда от отопления домов углем. Частично нейтрализовать вредное влияние токсичных примесей удается с помощью систем очистки выбросов, получающихся при сжигании угля. Главная цель при создании такого оборудования - максимально удалить из дыма частички золы, на которых вредные элементы «путешествуют» в атмосферу. Но так как в частных домах это невозможно, то часть населения нашего города страдает от загрязнения воздуха.

Другой вариант - выбирать для разработки месторождения угля с более низким содержанием опасных для человека веществ. Но это опять зависит не от нас, простых людей.

Самый лучший вариант – газификация населения. Для минимизации загрязнения атмосферы предприятия, выбрасывающие вредные вещества в воздух, должны иметь современные очистные сооружения.

2.2 Задачи на загрязнение мусором

По данным «Гринпис», за 2016 год каждый россиянин выбросил около 400–500 кг мусора.

Задача: Рассчитайте, сколько мусора за год вырабатываем мы, жители г. Горно-Алтайска, приняв на 1 человека нижнюю границу данных «Гринписа». По данным статистики, население Горно-Алтайска в 2017 г. 63 214 чел.

Решение:

1) 63 214 * 400 = 25 285 600 кг = 25 285,6 т 25 000 т (округлили до тысяч)

Ответ: более 25 000 т. мусора в год вырабатывают жители г. Горно-Алтайска

Проблема переработки мусора в нашей стране стоит остро. В отличие от таких стран, как Япония, Финляндия и т.д., где мусор подлежит сортировке, переработке, отходы в нашей стране в большинстве случаев не перерабатываются, а просто отправляются на полигоны, где, разлагаясь, отравляют жизнь людей в близлежащих селах и городах. В селах нашей республики нет специальных свалок, поэтому люди зачастую выбрасывают мусор в оврагах, на окраинах деревень, около лесов. Поэтому в нашей стране нужно развивать отрасль переработки мусора, самим гражданам быть сознательными, не бросать мусор в неположенных местах.

Задача: По данным Алтайстата, трудоспособное население республики Алтай составляет около 115 000 чел. Предположив, что хотя бы четверть этих людей пойдет сегодня в магазин и купит пакет, рассчитайте, сколько пластиковых пакетов приобретается в республике Алтай ежедневно.

Решение:

1) 115 000 *1/4 *1 = 28 750 пакетов.

Ответ: примерно 28 750 пакетов покупается в республике Алтай ежедневно.

Проблема загрязнения в республике Алтай стоит остро. Ведь наш регион привлекателен для туристов. Все больше и больше туристов посещают наш прекрасный Горный Алтай. Многие из низ предпочитают дикий отдых – в палатках, у костра. При этом большинство отдыхающих не убирают за собой мусор.

Почему следует отказаться от пластиковых пакетов? Ключевые компоненты в ПЭ-пакетах – невозобновляемые и ограниченные природные ресурсы – нефть и природный газ. На производство ПЭ-пакетов тратится 4 процента всемирной добычи нефти. Самый большой недостаток полиэтиленовых пакетов – то, что они не подвергаются процессам биологического разложения. Фактически время разложения пластикового пакета может длиться до 1000 лет. Легкие пластиковые пакеты уносятся ветром, забивают сточные трубы, попадают в общественные водные пути, реки, океаны. Четвертая часть водной поверхности покрыта плавающим пластиковым мусором. Все то, что попадает в океан, рано или поздно оказывается в желудках у океанских обитателей.

2.3 Задачи на сохранение лесов

Природа нашей республики богата лесами. Особенно много хвойных лесов. Особое место в культуре местного населения играет можжевельник – священный кустарник для алтайцев. Деревья и растения выделяют особые вещества – фитонциды. Фитонциды – мощное оружие растений. Фитонциды – растительные антибиотики, биологически активные вещества, образуемые и выделяемые растениями. Их функция – подавлять рост и развитие микроорганизмов, причем эта защитная реакция свойственна всему растительному миру. Можжевельник, пожалуй, в этом чемпион среди растений. Он выделяет фитонцидов примерно в 6 раз больше, чем остальные хвойные породы, и в 15 раз больше, чем лиственные. Можжевельник очень чувствителен к загрязнению воздуха промышленными выбросами. А растет он медленно, причем у большинства видов из-за различных нарушений не происходит семенного возобновления.

Задача: Сколько кг фитонцидов выделяет 1 га можжевельника, 1 га хвойного леса, если 1 га лиственных деревьев выделяет выделяет 2 кг фитонцидов?

Решение:

1) 2 * 15 = 30 кг (можжевельник)

2) 30: 6 = 5 кг (хвойные)

Ответ: Гектар хвойного леса выделяет 5 кг фитонцидов, а можжевельника — 30 кг!

Нужно беречь природу нашего края. Отказаться от добычи можжевельника в больших масштабах. Ведь очень часто его добывают для банных веников.

В Республике Алтай наблюдается вспышка численности непарного шелкопряда. Этот вид относится к карантинным видам, то есть способен нанести вред растениям или продуктам растительного происхождения. Он питается, в основном, листвой, а если ее нет или не хватает – то и хвоей. Последствия этого – поврежденные деревья и кустарники, а порой и целые лесные массивы - можно видеть во многих районах республики. 1 гусеница откладывает за сезон 300-450 яиц.

Задача: Рассчитай, какое потомство принесет одна гусеница - самка непарного шелкопряда через 3 года, предположив, что в кладке 350 яиц.

Решение:

1) 1 * 350 = 350 (яиц) – 1-ый год

2) 350 * 350 = 122 500 (яиц) – 2-ой год

3) 122 500 * 350 = 42 875 000 (яиц) 3-й год

Ответ: 42 875 000 яиц.

Представьте, уничтожив всего одну гусеницу, сколько пользы вы принесете.

Задача: Обучающиеся 7 класса посадили саженцы кедра. Сколько деревьев посадили каждый мальчик и девочка, если мальчик высаживал на 1 саженец больше, чем девочка, а всего было высажено 73 дерева? В 7 классе 29 человек, из них 15- мальчики.

Р ешение: В классе 29-15 = 14 девочек. Пусть каждая девочка посадила x деревьев, а мальчик у деревьев. Составляем и решаем систему уравнений:

14 х + 15 у= 73

у- х=1

Ответ: Каждая девочка высадила 2 саженца, а мальчики по 3.

Задача: Считается, что каждые 2,5 см обхвата дерева соответствуют 1 году жизни. Вычисли возраст кедра, длина обхвата которого составляет 1,5 м.

Решение: 1,5 м = 150 см.

150: 2,5 = 60 (лет)

Ответ: 60 лет дереву.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, решая подобные экологические задачи на уроках математики, мы можем проводить расчеты и видеть состояние окружающей среды, что заставляет задуматься, что в будущем может произойти с природой, если не заботиться о ней сейчас.

Экологические  задачи развивают интерес к изучению экологии, вкладу математики в анализ состояния окружающей среды обитания, заботы о ней, рациональном природопользовании, восстановлении и приумножении ее природных богатств. Они воспитывают уважительное отношение  и заботу о собственном месте проживания.

Все знания, навыки, умения, чувства, убеждения, которые формируются во время решения и придумывания задач, ориентированы на развитие экологической культуры и экологического сознания.

Данная брошюра с экологическими задачами будет служить помощником, как для учителя, так и для учеников. С каждым разом можно расширять и пополнять ее новыми задачами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ

Кузнецова Т.А. Радиационная опасность углей в теплоэнергетике г. Кемерово, 2016 г.

Копилка уроков. – Режим доступа: https://kopilkaurokov.ru/matematika/presentacii/ekologhiia-na-urokakh-matiematiki

Научно-инновационный портал КузГТУ – Режим доступа: http://science.kuzstu.ru/wp-content/Events/Conference/RM/2016/RM16/pages/Articles/GI/6/4.pdf

Пикабу.ру - Режим доступа: https://pikabu.ru/story/bezobidnyie_babochki_i_ikh_kovarnoe_potomstvo_4745781

Словари и энциклопедии на Академике. – Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/es/65990/%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F

Социальная сеть работников nsportal.ru. – Режим доступа: http://nsportal.ru/shkola/ekologiya/library/2013/11/26/ekologicheskie-zadachi-v-matematike

Социальная сеть работников nsportal.ru. – Режим доступа: https://nsportal.ru/shkola/matematika/library/2017/12/12/proektnaya-rabota-na-temu-reshenie-ekologicheskih-zadach-na

Сайт Алтайкрайстат – Режим доступа: http://akstat.gks.ru/

Экология как наука. История экологии. – Режим доступа: http://ekologyprom.ru/kurs-lekczij-ekologiya/295-jekologija-kak-nauka-istorija-jekologii.html