Занятие "Загрязнение атмосферы Земли"
план-конспект занятия (9, 10, 11 класс)

Занятие «Загрязнение атмосферы Земли»

Цель занятия: изучение нового теоретического материала и формирование понятийного аппарата обучающихся.

Задачи:  

1. ознакомление обучающихся со следующими понятиями: состав воздуха, озоновый слой, естественные источники загрязнения атмосферы, антропогенные источники загрязнения атмосферы, кислотные дожди, экологический мониторинг окружающей среды;
2. формирование навыков работы с информацией, навыков составления конспекта;
3. воспитание интереса к изучению экологических закономерностей и природы Земли в целом.

Оборудование:

1. тетради, ручки;
2. учебная литература по экологии и биологии.

Ход занятия.

1. Организационная часть занятия. Приветствие.
2. Основная часть занятия.

Теоретическая часть занятия.

        Масса атмосферы нашей планеты ничтожна – всего одна миллионная часть массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных излучений – космического и ультрафиолетового. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.

        Современный газовый состав атмосферы – результат длительного развития Земли. Он представляет собой смесь газов, основными газами являются азот (78, 09%) и кислород (20, 95%). В норме в атмосфере присутствует аргон (0,93%), углекислый газ (0,03) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон). А так же аммиак, метан, озон, диоксид серы и другие газы. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности планеты, например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы, а также космическая пыль и различные продукты растительного, животного, бактериального происхождения. Важную роль в атмосфере играет водяной пар.

        Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.

        Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов планеты, так как необходим для дыхания. Кислород не всегда входил в состав земной атмосферы. Он появился в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов. Под действием ультрафиолетовых лучей он превращается в озон. По мере накопления озона произошло образование озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, как экран, надежно защищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации, гибельной для живых организмов.

        Современная атмосфера содержит лишь одну двадцатую часть кислорода планеты. Главные запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органических веществах и оксидах железа, часть кислорода растворена в воде. В атмосфере сложилась равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организмами. В последнее время появилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасы кислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представляет разрушение озонового слоя, ученые связывают это с деятельностью человека.

        Круговорот кислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним вступает в реакцию большое количество органических и неорганических веществ, а также водород, соединяясь с кислородом, образует воду.

        Углекислый газ (диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Именно благодаря фотосинтезу замыкается круговорот углерода в биосфере. Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе.

        Содержание углекислого газа в воздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах планеты. Исключение составляют крупные города, в которых содержание углекислого газа выше нормы. Некоторые колебания содержания углекислого газа в воздухе в определенной местности зависят от времени суток, сезона года, биомассы растительности. В то же время исследования показывают, что с начала века среднее содержание углекислого газа в атмосфере медленно увеличивается. Ученые связывают этот процесс с хозяйственной деятельностью человека.

        Азот – незаменимый биогенный элемент, он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера – неисчерпаемый резервуар азота, но основная часть живых организмов не может непосредственно использовать азот атмосферы. Он должен быть предварительно связан в химические соединения. Частично азот поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота, он образуется под действием электрических разрядов во время гроз. Основная часть азота поступает в воду и почву в результате его биологической фиксации. Существует несколько видов бактерий и сине-зеленых водорослей, которые способны фиксировать азот атмосферы. В результате растения получают возможность усваивать необходимый азот. Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Несмотря на то, что круговорот азота сложнее, чем круговорот углерода, он происходит быстрее.

        Другие газы атмосферы не участвуют в биохимических циклах. Наличие большого количества загрязнителей в атмосфере может привести к серьезным нарушениям этих циклов.

        Различные негативные изменения атмосферы Земли связаны с изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферного воздуха. Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный источник – это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.

        К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, машиностроительные предприятия. По обобщенным данным на конец 20 века ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает приблизительно 25 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы. 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды.

        Кроме газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.

        Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных экосистем, особенно на зеленом покрове планеты. Одним из показателей состояния биосферы служат леса. Кислотные дожди, вызываемые диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных дождей в большей степени, чем широколиственные.

На территории РФ общая площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигает 1 млн. га. Значительным фактором деградации лесов является загрязнение окружающей среды радионуклидами. Особенно сильно страдают зеленые насаждения в промышленных городах. Проблема появления озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой, связана с чрезмерным применением фреонов в производстве и быту.

Характеристика загрязнения атмосферы города Новокузнецка

По данным Управления по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Кемеровской области основной вклад в загрязнение атмосферы города вносят предприятия черной металлургии – 73%; предприятия угольной промышленности – 9,5%; предприятия цветной металлургии – 5,7%. Всего за год в атмосферу города Новокузнецка поступает примерно 440 тысяч тонн вредных веществ. Выбросы автотранспорта составляют порядка 60 тысяч тонн, что составляет приблизительно 17% антропогенных загрязнений. Суммарные выбросы от стационарных и передвижных источников составляют приблизительно 500 тысяч тонн.

Атмосфера города более всего загрязнена бензапиреном, взвешенными веществами и диоксидом азота. Центральный район города загрязнен взвешенными веществами, и средняя за год концентрация взвешенных веществ превышает среднесуточную ПДК приблизительно в 3 раза. Средняя за год концентрация бензапирена в целом по городу составляет 3,5 ПДК. Средняя за год концентрация диоксида азота составляет 1,7 ПДК. Среднегодовая концентрация оксида азота ниже 1 ПДК. Средняя за год концентрация оксида углерода ниже 1 ПДК. Максимальная концентрация сероводорода ниже 1 ПДК.

Уровень загрязнения по критериям Росгидромета оценивается как высокий.

Практическая часть занятия: представление и обсуждение рефератов и информационных сообщений по теме занятия.

3. Заключительная часть занятия. Подведение итогов занятия.