Практическая работа "Оценка экологического состояния воздушной среды" 9 класс

Урок №8.1. Практическая работа № 4. Оценка экологического состояния
воздушной среды
Раздел I. Классическая экология. Глава 1. Экология организмов
Урок с видеоматериалами разработан на основе учебного пособия Алексеева С.В. 9 класс.
В видеоматериалах освещены основные вопросы направлений современной экологии,
основы классической, глобальной и социальной экологии.
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, пре-
образовывать 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
NO
x
(смесью выхлопных газов NO и NO
2
) и угарным газом (оксид углерода (II), СО),
содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет
более 60% по СО и более 50% по NO
x
от общего загрязнения атмосферы этими газами.
Повышенное содержание СО и NO
x
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 Y
j
(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)
Углеводороды
Диоксид азота
Бензин
0,1
0,04
Дизельное топливо
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, Y
j
)
Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ в атмосферу от
автотранспорта.
Выполнение работы.
1. Выберите участок автотрассы длиной 0,5 – 1 км, имеющий хороший обзор.
2. Определите длину участка и ширину дороги на данном участке.
3. Определите количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в какой-
либо период времени в течение 20 минут.
4. 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
5. 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
бензин
дизельное топливо
Легковой автомобиль
Грузовой автомобиль
Автобус
Дизельный грузовой автомобиль
Всего ∑Q
6. 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 литрах)
рассчитывается с помощью коэффициента К (таблица 2).
Таблица 5
Количество вредных веществ по каждому виду топлива (заполнить)
Вид топлива
Q
Количество вредных веществ, л
СО
Углеводороды
(пентан С
5
Н
12
)
NO
2
Бензин
Дизельное
топливо
Всего(V),л
7. 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,
м
3
Значение
ПДК мг\м
3
СО
Углеводороды
NO
2
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),NO
2
Желтовато-бурый
газ с характерным
запахом,
Выхлопные
газы
автотранспорта,
0,04
0,085
2
раздражает
дыхательные пути.
Активно
взаимодействует с
другими
загрязнителями
воздуха
продукты
сгорания
топлив, мусора
и т.п.
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),
С
5
-С
11
(пентан С
5
Н
12
)
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.
1. Выберите район, в котором будут
проводиться наблюдения.
2. Составьте карту района.
3. Отметьте на карте близлежащие
дороги с интенсивным
транспортным движением, автостоянки, заводы, другие предприятия, мусорные свалки и т.д.
4. Разбейте выбранную территорию на квадраты (не меньше трех), размер которых зависит от
площади изучаемой территории (например 10х10 м).
5. В каждом квадрате выберите 10 отдельно стоящих старых, но здоровых, растущих
вертикально деревьев.
6. 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.
7. Все обнаруженные виды разделите на три группы по форме слоевища: кустистые, листоватые,
накипные.
8. 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.
9. Полученные результаты занесите в таблицы 8-10.
10.
Таблица 8
Количество лишайников разных групп и степень покрытия древесных стволов (квадрат 1)
Признаки
Деревья
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
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Общее количество
лишайников, в том
числе:
Кустистые
Листоватые
Накипные
Степень покрытия
древесного ствола
лишайниками, %
10. 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
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.
1. Выберите район, в котором будет проводиться обследование растений сосны
(Pinus sylvtstris L.).
2. Составьте карту района.
3. Отметьте на карте близлежащие предприятия, дороги с интенсивным транспортным движением
(антропогенная нагрузка).
4. 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.
5. В районе намеченной точки найдите участок, где растут сосны.
6. 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.
7. 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.
8. 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)
Вводная видеолекция к курсу "Экологический мониторинг состояния окружающей
среды"
<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/A_wSNLsBc0Y"
frameborder="0" gesture="media" allow="encrypted-media" allowfullscreen></iframe>
Мониторинг состояния окружающей среды и качества воздуха
<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/DAXID8m7TFA"
frameborder="0" gesture="media" allow="encrypted-media" allowfullscreen></iframe>
Ресурсы:
С. В. Алексеев. Экология: Учебное пособие для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений
разных видов. СМИО Пресс, 1997. - 320 с
https://studfiles.net/preview/2465070/page:2/
Сайт YouTube: https://www.youtube.com /
Хостинг презентаций
- http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-
klasse-chto-takoe-ehkonomika.html