| Я ИДУ НА УРОК |
Основные загрязнители
окружающей среды, их влияние
на организм человека
Интегрированный урок по химии – экологии • 11 класс
Данный урок построен с использованием технологии «Теория решения изобретательных задач» (ТРИЗ). Применение ТРИЗ в учебном процессе становится в настоящее время все более актуальным из-за постоянно растущего (по мере развития общества) количества и сложности новых проблем. Цель ТРИЗ-педагогики – формирование творческого мышления у учащихся, исследовательских задатков, воспитание творческой личности, готовой к решению многих жизненных задач. Проблема, которая решается учащимися 11-го класса на данном уроке: как влияют загрязнители окружающей среды на человека, как сохранить здоровье человека и природы в целом. К ролевой игре также привлекаются ученики 8-го класса.
Продолжительность урока – 45 мин.
Цель. Обобщение и систематизация знаний об основных загрязнителях окружающей среды, относящихся к органическим и неорганическим соединениям, об их влиянии на здоровье человека и на экологическое состояние планеты в целом.
Задачи. Учебно-образовательные. Обобщить знания об основных загрязнителях окружающей среды, относящихся к органическим и неорганическим соединениям; предложить способы сохранения здоровья человека и природы.
Учебно-развивающие: развитие умений публичного выступления, способностей дискутировать, искать пути решения проблем, умений проводить исследование и моделирование.
Учебно-воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения, экологической культуры, гражданственности и патриотизма.
Тип урока. Урок-ролевая игра, с применением технологии ТРИЗ.
Оборудование. Персональный компьютер, демонстрационный экран, слайдовая презентация по теме, выполненная в программе Power Point, музыкальный центр, периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, лабораторное оборудование; стаканы с водой, в которой плавают личинки комара, универсальная индикаторная бумага, раствор серной кислоты (рН = 4).
Выставка рисунков учащихся.
Стенд 1 «Планета в опасности»,
стенд 2 «Цветущая и прекрасная планета Земля».
Действующие лица: Учитель, врач, эколог, инженер – специалист по водоочистке, почвовед, учащиеся 8-го класса, одетые в костюмы газов-загрязнителей атмосферы (пять человек).
Эпиграф к уроку (на слайде презентации): Жить счастливо и жить согласно с природой – одно и то же! (Сенека, древнеримский философ.)
ХОД ЗАНЯТИЯ
Организационный момент
Учитель. Здравствуйте, ребята! Тема нашего сегодняшнего урока – «Основные загрязнители окружающей среды, их влияние на организм человека». (Записана на слайде.) Запишите ее в тетради. Этой темой мы заканчиваем изучение раздела «Металлы». Урок наш будет необычным, он пройдет в форме ролевой игры.
Предлагаю всем нам стать сегодня участниками программы «Здоровье», тема которой «Основные загрязнители окружающей среды, их влияние на здоровье человека».
Основная часть
Звучит музыка из программы «Здоровье» (1 канал ТВ).
Врач. Влияние условий жизни на здоровье людей было замечено еще в глубокой древности. Но лишь в XX в. человечество в полной море осознало, что многие болезни непосредственно связаны с загрязнением атмосферы, плохим водоснабжением, употреблением некачественных продуктов. По данным Всемирной организации здравоохранения от качества окружающей среды на 20 % зависит здоровье населения.
Исследования, проведенные в 100 городах России, показали, что интенсивному воздействию различных загрязняющих веществ, содержащихся в атмосфере, подвергается около 60 млн человек, т.е. более 40 % населения нашей страны.
Сегодня у нас в гостях специалист-эколог, предлагаю ему высказать свое мнение о проблемах загрязнения окружающей среды.
Эколог (выступление сопровождается показом фотографий на слайдах презентации). Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, и в течение длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу.
Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В настоящее время эти изменения лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь улучшить условия своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу существованию биосферы и самого человека.
Еще в прошлом столетии прекрасным русским поэтом Робертом Рождественским были написаны такие строки:
«… Кромсаем лед,
Меняем рек теченье,
Твердим о том, что дел невпроворот.
Но мы еще придем просить прощенья
У этих вод, барханов и болот,
У самого гигантского восхода,
У самого мельчайшего малька…
Пока об этом думать неохота,
Сейчас нам не до этого пока…
Аэропорты, пирсы и перроны,
Леса без птиц и реки без воды…
Все меньше – окружающей природы,
Все больше – окружающей среды!»
Загрязняющие вещества, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на природу очень разнообразны. К ним относятся:
– соединения углерода, серы, азота;
– тяжелые металлы;
– различные органические вещества;
– искусственно созданные материалы;
– радиоактивные элементы и многое другое.
Врач. Спасибо за выступление. Очень важной проблемой сейчас является чистота питьевой воды. Мы пригласили специалиста по водоочистке, чтобы подробнее узнать, какую воду мы пьем.
Инженер (выступление сопровождается показом фотографий на слайдах презентации). В промышленно развитых районах нашей страны воды из поверхностных и подземных источников сильно загрязнены. Наиболее часто в воде регистрируется повышенное содержание железа, фтора, марганца, нитритов, хлоридов, сульфатов.
Особую опасность представляют хлорорганические соединения, которые появляются в водопроводной воде как результат ее избыточного хлорирования. Эти соединения, а также фенол и ацетон, могут попасть в питьевую воду из стоков химических заводов и целлюлозно-бумажных предприятий.
Xлорорганические соединения обладают канцерогенным действием, вдыхание их паров приводит к раздражению слизистых оболочек, воспалению легких, помутнению роговицы глаза.
Наиболее вредным веществом сточных вод является фенол. Фенольные воды образуются при работе анилинокрасочных, коксохимических и других предприятий. При плохой водоочистке фенол может попасть в водопроводную воду, а он очень ядовит.
С сельскохозяйственных полей смываются удобрения, в воду попадают нитраты, которые могут превратиться в соли азотистой кислоты – нитриты. Эти вещества очень опасны – попав в кровь, нитрит прочно соединяется с гемоглобином, в результате чего в органах и тканях наступает кислородное голодание.
Промышленные выбросы, попавшие в атмосферу с дождем и пылью, возвращаются на поверхность земли, накапливаются в почве. Опасные для здоровья вещества – мышьяк, свинец, ртуть, кадмий, цинк – с грунтовыми водами могут попасть в воду, которую мы пьем. Эти металлы накапливаются в органах рыб, которых мы едим.
Во многих городах люди покупают воду в пластиковых бутылках, т.к. пить водопроводную небезопасно для здоровья. Мой совет всем: очищайте воду с помощью фильтра или кипятите, а затем отстаивайте.
Врач. Спасибо за ваше сообщение. Теперь поговорим о продуктах питания. Оказывается, экологическая чистота продуктов напрямую связана со степенью загрязнения почв, на которых произрастают культурные растения. У нас в гостях ученый-почвовед, который расскажет о состоянии почв в нашей стране.
Почвовед (выступление сопровождается показом фотографий на слайдах презентации). Одним из последствий усиления производственной деятельности человека является интенсивное загрязнение почвенного покрова.
К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и ее соединения.
Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв синцом. Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Все эти вещества из почвы попадают в растения, а затем – в организмы животных и человека, накапливаются в них, вызывают отравления и заболевания.
С каждым годом растет производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве. Это приводит к накоплению пестицидов в почвах. Так в южных областях России, где наиболее развито сельское хозяйство, чаще, чем в других местах, рождаются дети, страдающие тяжелыми заболеваниями, в том числе умственно отсталые.
Там, где сильно загрязнены почвы, заболеваемость детей в 2 раза выше, чем в других районах. На Урале было отмечено заболевание, получившее название «картофельная болезнь». Ею болели студенты, занятые на уборке картофеля и других овощей. Выяснилось, что студенты ели морковь с высоким содержанием химических удобрений.
Наибольшую опасность для человека представляет включение всех загрязнителей почвы в экологические пищевые цепи, когда они переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, и в конечном итоге попадают с пищей в наш организм.
Врач. Спасибо вам за приведенные факты, а я хочу добавить, что в связи с поступлением в организм человека из окружающей среды различных отравляющих веществ медики нашей страны говорят о появлении нового типа заболеваний. Это – экологические болезни. Экологическими называют заболевания, вызванные накоплением в организме вредных веществ.
В тех городах России, где наблюдается сильное загрязнение атмосферного воздуха сероводородом, углеводородами, аммиаком, дети заметно отстают в физическом, нервно-психическом развитии, отмечается высокая хроническая заболеваемость (в 3–4 раза выше, чем у детей из «чистых» регионов).
Для людей, находящихся в зоне выбросов металлургических комбинатов, особо опасен свинец. Этот металл содержится и в выхлопных газах, поэтому опасно употреблять в пищу плоды растений, растущих вдоль дорог. Они накапливают огромные дозы свинца. Опасно также пить молоко коров, которые пасутся вдоль автострад, т.к. в этом молоке тоже был обнаружен свинец.
 |
Так наша Земля долго не протянет! |
Свинцовое отравление даже на ранних стадиях поражает головной мозг, в результате у детей нарушается координация движений, ухудшается слух. Накопление свинца в организме приводит и к увеличению вероятности онкологических заболеваний.
Некоторые ученые видят симптомы свинцового отравления и в росте насилия и преступности, особенно среди подростков.
Экологические заболевания вызывают и многие другие металлы, содержащиеся в окружающей среде.
Учитель. Ребята, предлагаю вам дополнить сведения, представленные врачом, и выполнить следующее задание.
Задание для фронтальной работы в классе демонстрируется на слайде.
| Cd (кадмий) |
Na (натрий) |
Tl (таллий) |
Co (кобальт) |
Cu (медь) |
| Mg (магний) |
Hg (ртуть) |
K (калий) |
Ca (кальций) |
Pb (свинец) |
Учитель. На слайде вы видите перечень различных металлов. Необходимо назвать из них те, которые обладают высокой степенью токсичности, и рассказать о влиянии каждого из выбранных вами металлов на организм человека.
Учащиеся называют токсичные металлы (Cd, Tl, Co, Cu, Hg, Pb), рассказывают о действии каждого из них на организм человека. Демонстрируется слайд (табл. 1).
Таблица 1
| Название металла | Источники поступления в организм | Вызываемые заболевания |
| Кадмий | Поступает с промышленными отходами в реки, моря, накапливается в морских организмах, которые употребляет в пищу человек | Вызывает воспаление почек, поражает центральную нервную систему (ЦНС) |
| Таллий | Используют в средствах для борьбы с грызунами, в стекольной отрасли промышленности. Очень ядовит | Вызывает облысение, расстройство желудка, боли в суставах. Большие дозы вызывают летальный исход |
| Кобальт | Поступает в организм в виде пыли, через органы дыхания. Накапливается во внутренних органах | Вызывает острые дерматиты с появлением красных пятен, сильные отеки, кашель |
| Медь | В сельском хозяйстве медным купоросом обрабатывают бобовые растения, из меди изготавливают посуду | Медь накапливается в печени. При отравлении вызывает тошноту, проявляется зеленой каймой на деснах и зеленой окраской волос |
| Ртуть | Содержится в продуктах сгорания топлива, является загрязнителем пищевых продуктов | Поражает ЦНС, связывает белки, в результате чего нарушается клеточное дыхание. Отравление проявляется металлическим вкусом во рту, болями в желудке, тошнотой. В тяжелых случаях через 5–10 дней наступает смерть |
| Свинец | Вода из свинцовых труб; недоброкачественная посуда, покрытая глазурью. Содержится в выбросах металлургических предприятий и выхлопных газах автомобилей | Накапливается в организме. Ядовит. Вызывает необратимые изменения в головном мозге, онкологические заболевания |
Учитель. А какие металлы из этого перечня необходимы для жизни?
Ученики называют металлы (Na, K, Ca, Mg). Демонстрируется слайд (табл. 2).
Таблица 2
| Название металла | Источники поступления в организм | Функции в организме |
| Натрий и калий | Основные источники калия: шпинат, огурцы, картофель, морковь, петрушка, одуванчик, чеснок, черная смородина, бананы, капуста, грейпфруты, редис, помидоры, курага, изюм, чернослив, все бобовые культуры, ржаной хлеб, крупа овсяная, киви, авокадо, брокколи, печень, молоко, ореховое масло, цитрусовые, виноград. Калия достаточно много в рыбе и молочных продуктах. Источник натрия – поваренная соль | Жизненно необходимые элементы натрий и калий функционируют в паре. Вместе с натрием калий регулирует полный баланс в организме и нормализует ритм сердца. (Калий действует внутри клеток, а натрий – в межклеточном пространстве.) Этот механизм получил название натрий-калиевого насоса |
| Кальций | Продукты, особенно богатые кальцием: абрикосы, смородина, виноград, крыжовник, ежевика, свекла, морковь, земляника, вишня, огурцы, апельсины, персики, ананасы, клубника, укроп, петрушка, сельдерей, лук, ботва молодой репы, фасоль зеленая, кожица всех фруктов и овощей, шпинат, одуванчик, отруби, мед, миндаль, кисломолочные продукты | Соли кальция – основной строительный материал для костей, зубов, ногтей; кальций также необходим и для работы мышц, участвует в процессах кроветворения, обмена веществ, способствует уменьшению проницаемости сосудов, препятствуя проникновению микроорганизмов в кровь. Кальций благотворно влияет на нервную систему, оказывает противовоспалительное действие |
| Магний | Магний содержится: в проросшей пшенице, печени, отрубях, дрожжах, большинстве растительных продуктов, бобовых культурах, яичном желтке, сыре, картофеле, зеленом горошке, рыбе, твороге, кислом молоке, сметане, капусте, свекле | Магний является биоэлементом, который эффективно действует на все, что происходит в клетках. Ион магния облегчает ход всех жизненных процессов, а недостаток магния тормозит их |
Врач. А теперь пришло время детской рубрики.
Играет музыка, выходят восьмиклассники, одетые в костюмы газов-загрязнителей атмосферы.
Учитель. Ой, кто это? Мы ждали в гости юных экологов, а вместо них к нам пожаловали пять кислотных оксидов, которые являются самыми сильными загрязнителями окружающей среды.
Выступают восьмиклассники.
Диоксид серы. Я – оксид серы(IV), или сернистый газ, химическая формула – SО2, ядовит, вызываю заболевания дыхательных путей. Я существую благодаря моим спонсорам – металлургическим заводам и угольным электростанциям. В больших количествах я нахожусь к городах Норильск, Мончегорск, Никель.
Меня обвиняют в том, что я вызываю кислотные дожди. Но ведь, реагируя с водой, я образую слабую сернистую кислоту, которая сразу разлагается:
H2O + SO2 
H2SO3.
Другие оксиды. Ну, не скромничай!
Диоксид серы. При окислении я образую оксид серы(VI) – SO3:
2SO2 + O2 2SO3.
Этот кислотный оксид, растворяясь в воде, образует серную кислоту:
H2O + SO3 = H2SO4.
Эколог. Серная кислота, содержащаяся в атмосферных осадках, представляет для живой природы и человека большую опасность. Кислотные дожди постепенно загрязняют водоемы ионами тяжелых металлов, таких, как ртуть, свинец, кадмий. Кислоты вытесняют металлы из горных пород, через почву металлы попадают в водоемы. Последствия этого – тяжелейшие отравления людей.
Выступают восьмиклассники, одетые в костюмы оксидов азота: NO и NO2.
Оксид азота. Я – бесцветный газ! Моя химическая формула – NO.
ДиОксид азота. Я – бурый газ! Моя химическая формула – NO2.
Мы – оксиды азота – обладаем токсичным и раздражающим действием. Если мы попадаем на влажную поверхность легких, то в них происходит образование азотистой и азотной кислот, которые поражают альвеолярную ткань, что приводит к отеку легких.
Мы существуем благодаря выбросу выхлопных газов, которые производят автомобили, и благодаря тепловым электростанциям, котельным, при работе которых сжигается топливо: уголь, нефть, мазут, торф, сланцы.
Оксид азота. А это реакции получения азотной и азотистой кислот: 2 молекулы NО с избытком кислорода при 20 °С образуют 2 молекулы NO2:
2NO + O2 = 2NO2,
Мы повинны не только в образовании кислотных дождей, но и в образовании смога.
Эколог. Смог – это туман, возникающий в крупных городах в результате фотохимических реакций в атмосфере, которые происходят при действии ультрафиолетовой солнечной радиации на газовые выбросы промышленных предприятий и автотранспорта. При смоге резко ухудшается видимость, появляется неприятный запах, воздух становится ядовитым. Этот воздух поражает, прежде всего, слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.
 |
Смог – бич мегаполисов |
Угарный газ. Я – бесцветный газ без запаха, легче воздуха, оксид углерода(II). Химическая формула – СО. Я самый таинственный, загадочный и коварный среди моих друзей. Я попадаю в воздух при сжигании топлива в промышленных печах и двигателях автомобилей. Я чрезвычайно ядовит, потому что прочно соединяюсь с гемоглобином крови, и кровь теряет способность переносить кислород из легких к тканям. Даже низкая моя концентрация способна вызывать у человека удушье, остановку дыхания, поэтому меня еще называют угарным газом.
Углекислый газ. Я – углекислый газ, моя химическая формула – СО2, я кислотный оксид, вхожу в состав воздуха. Непонятно, почему и от меня надо очищать воздух? Я ведь безвреден для организма человека!
Другие оксиды. Не скромничай!
Углекислый газ. Ну ладно, признаюсь, что, во-первых, при сжигании различного топлива я поступаю в атмосферу, а чем больше меня в атмосфере, тем теплее становится климат. Считают, что со мной связан «парниковый эффект», т.е. увеличение средней температуры атмосферы на несколько градусов. Потепление климата может привести к таянию ледников и повышению уровня Мирового океана.
Во-вторых, при моем содержании в воздухе больше 15 % (по объему) я становлюсь ядовитым для всего живого.
Учитель. Ну что же, оксиды, может быть, вы опять станете восьмиклассниками и скажете, чего бы вы пожелали людям для сохранения здоровья?
Заслушиваются пожелания восьмиклассников.
Учитель. Ребята, спасибо за выступления, а я хочу их дополнить сведениями об экологической обстановке в нашем крае (демонстрируется слайд).
В Красноярском крае в крупных промышленных центрах проживает 66,4 % населения, это, в основном, жители 19 городов края. Наибольшие объемы валовых выбросов имеют города: Норильск, Красноярск, Ачинск, Назарово, Зеленогорск, Шарыпово. В этих городах сосредоточены основные предприятия профилирующих отраслей края, такие, как: Норильский ГМК, Красноярский алюминиевый завод, Красноярская ГЭС, Ачинский глиноземный комбинат, Красноярский целлюлозно-бумажный комбинат, Назаровская ГРЭС, Березовская ГРЭС (г. Шарыпово) и др. Эти предприятия производят выбросы диоксида серы, оксидов углерода, оксидов азота, углеводородов в атмосферу. Сточные воды их содержат нефтепродукты, фенол, формальдегид, метанол и т.д.
Очистные сооружения на этих предприятиях есть, но оборудование на них устарело, и они работают неэффективно, в результате в водоемы сбрасывается в год несколько миллионов кубометров плохо очищенных сточных вод. В результате такой экологической обстановки в крае по сравнению с 1994 г. на 10 % увеличилось количество детей с заболеваниями органов дыхания и на 32 % выросло количество онкологических заболеваний.
Самостоятельная работа.
Выполнение исследовательского моделирования
В стаканы с водой, где находятся личинки комара, учащиеся приливают раствор серной кислоты (рН = 4), моделируя ситуацию попадания в водоемы кислотных осадков. Через некоторое время личинки теряют способность двигаться, становятся вялыми и малоактивными. В некоторых случаях погибают. Наблюдение проводится до конца урока.
Ученики делают выводы.
Учитель. Я думаю, что эти факты просто пугающие. Ребята, давайте подумаем вместе, как не допустить, чтобы наша голубая планета превратилась в безжизненную пустыню? Что может сделать каждый из вас, чтобы сохранить природу и здоровье человека?
Закрепление пройденного материала
Обсуждение проблемного вопроса учащимися.
Учащиеся предлагают меры борьбы с загрязнением окружающей среды.
• Не уничтожать растения, сажать больше деревьев, кустарников, трав.
• Не мусорить, следить за чистотой своего дома, двора, города, загородных территорий.
• Бережно относиться к животным.
• Проводить агитационную работу среди жителей города, создавать и реализовывать социальные проекты, направленные на информирование граждан по сохранению окружающей среды.
Учитель. Ребята, я хочу представить вашему вниманию выставку рисунков учеников нашей школы. На стенде «Планета в опасности» мы видим, что наша планета задыхается от выбросов из заводских труб и выхлопов автомобилей. Гибнут растения и животные от ядовитых сточных вод.
На стенде «Цветущая и прекрасная планета Земля» собраны рисунки живописных уголков нашей планеты, планета здесь цветущая и прекрасная. И, глядя на эту красоту, я хочу подвести итог нашего урока.
Главное – люди должны любить и уважать природу, ведь она – фундамент человеческой жизни. При этом всегда надо помнить, что не природе нужна защита, потому что природа всегда будет сильнее человечества, которое лишь миг в ее жизни.Напротив, именно людям нужно ее покровительство и ее чистый воздух, чтобы дышать, ее кристальная вода, чтобы пить, ее ласковый (а не кислотный) дождь, ее запах травы…
Людям нужна вся природа, чтобы жить!
Рефлексия.
Выставление оценок.
Домашнее задание. Написать сочинение на тему: «Что могу сделать я для улучшения экологической обстановки в г. Ужуре».
Л и т е р а т у р а
Габриелян О.С., Краснова В.Г., Сладков С.А. Современная дидактика школьной химии. Курс лекций. М.: Педагогический университет «Первое сентября», 2008; Габриелян О.С. Учебник для учащихся общеобразовательных школ. Химия. 11 класс. М.: Дрофа, 2005; Сгибнева Е.П., Скачков А.В. Современные открытые уроки химии. 8–9 классы. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003; Химия в школе, 2004, № 8; Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Настольная книга учителя. М.: Дрофа, 2005.
И н т е р н е т-р е с у р с