Методическая разработка факультативного занятия курса "Химия окружающей среды". Занятие № 2: «Металлы в природе и жизни человека»
методическая разработка по химии (8 класс)

Слайд 1 -  Факультативный курс  «Химия окружающей среды»   8 класс

Слай 2 –  Тема:   «Металлы в природе и жизни человека» 

Слайд 3 -  Содержание :  

Нахождение металлов в природе, их биологическая роль .

Источники поступления металлов   в окружающую среду .

Токсическое действие металлов на живые организмы

Слайд 4  – Нахождение металлов в природе.

Одними из наиболее вредных для биосферы Земли загрязнений, имеющих самые разнообразные вредные последствия, как для здоровья людей, так и для жизнедеятельности живых организмов, являются загрязнения тяжелыми металлами.

Среди опасных для здоровья веществ тяжелые металлы и их соединения занимают особое место,  так как являются постоянными спутниками в жизни человека.

Слайд 5

Важнейшим и «металлическими ядами » являются соединения бария, висмута, кадмия, марганца, меди, ртути, свинца, серебра, таллия, хрома, цинка и соединения некоторых неметаллов (мышьяка, сурьмы). Ряд перечисленных выше химических элементов, соединения которых являются токсичными. В небольших количествах содержатся в тканях организма как нормальная их составная часть, В виду незначительных количеств этих химических элементов. Содержащихся в организме, их называют микроэлементами. Учеными определены предельно допустимые концентрации каждого из металлов в продуктах питания.

Слайд 6

Наряду с пестицидами, диоксинами, нефтепродуктами, фенолами, фосфатами и нитратами тяжелые металлы ставят под угрозу саму существование цивилизации.   Амплитуда содержания того или иного элемента у разных организмов может значительно выходить за пределы указанных концентраций. Фактор концентрации имеет определяющий характер для оценки физиологического действия элемента. Уже почти 85 лет известно, что:

• Каждый элемент имеет присущий ему диапазон безопасной экспозиции, который поддерживает оптимальные тканевые концентрации и функции;
• У каждого элемента имеется свой токсический диапазон, когда безопасная степень его экспозиции превышена [Mertz, 1982].

Слайд 7

Правила Мертца особенно важны для токсикологической химии. Металлы с малыми значениями диапазона концентраций условно отнесены в разные группы по «степени опасности» (чем меньше диапазон, тем «опаснее»):

1. As, Be, Cd, Hg, Pb, Tl, Zn;
2. B, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Sb, Sc;
3. Ba, Mn, Sr, V, W.

Общепризнанно, что наиболее опасными элементами для человека, да и вообще для теплокровных животных, являются кадмий, ртуть и свинец (Cd, Hg, Pb).

Слайд 8   Пути попадания тяжелых металлов в окружающую среду

Слайд 9  Токсикология кадмия

Слайд 10. Потеницальная опасность для здоровья

Слайд 11

Кадмий вызывает отравление, описанное в Японии как болезнь «итаи-итаи» (ох-ох). Название болезни происходит от боли в спине и ногах, сопровождающей остеомаляцию (декальцификацию) костей, что приводит к ломкости костей. Хроническое отравление кадмием разрушает печень и почки, приводя к сильнейшему нарушению функции почек. Избыток кадмия нарушает метаболизм металлов, особенно железа и кальция, нарушает действие цинковых и иных металло-ферментов, блокирует сульфгидрильные группы ферментов, нарушает синтез ДНК. Кадмий легко замещает металлфлавопротеиновых комплексах, где главенствующую роль играют железо и молибден, нарушая двухстадийный процесс окисления

Слайд 12 – Ртуть

Ртуть токсична в любой своей форме. Ртуть в природных условиях довольно быстро превращается в летучее токсическое соединение — хлорид метилртути. В организме ионы метилртути быстро попадают в эритроциты, печень и почки, оседают в мозге, вызывая серьезные необратимые кумулятивные нарушения ЦНС. Это приводит, к конце концов, к общему и церебральному параличу, деформации конечностей, особенно пальцев, затрудненному глотанию, конвульсиям и смерти. Ртуть блокирует активность ряда важнейших ферментов, в частности карбоангидразы, карбоксипептидазы, щелочной фосфатазы. Легко замещает кобальт в корриноидах, извращая метаболические реакции, связанные с витамином В12. Повреждение механизма биосинтеза ДНК из-за недостаточности витамина В12 является причиной мегалобластических анемий и наиболее распространенной формы - пернициозной анемии, что приводит к дегенеративным изменениям нервной системы.

Слайд    13   Металл белого цвета  с голубоватым оттенком, сверхпроводник.

Слайд   14 -------

Таллий очень токсичен, зачастую его называют «химическим СПИДом». Таллий, проникая через клеточные мембраны, образует сильные комплексы, например, нерастворимый комплекс с рибофлавином. Это приводит к нарушению метаболизма серы и разрушению иммунной системы. Отравление таллием приводит к гастроэнтеритам, периферической нефропатии, при большой абсорбции к смерти. Через 2-3 недели после небольшого отравления у человека выпадают волосы.

Слайд 15

Свинец известен как токсическое вещество почти 5 тысяч лет среди греческих и арабских ученых. В современных условиях наибольшим источником загрязнения свинцом среды обитания считаются выхлопы бензиновых двигателей автомашин, поскольку в бензин добавляется тетраэтилсвинец для повышения октанового числа. Свинец препятствует одной из ступеней биосинтеза гема, считается сильнейшим нейротоксином, вызывает повышенную агрессивность. Хроническое отравление свинцом постепенно приводит к нарушениям функций почек, нервной системы, анемии. Токсичность свинца увеличивается при недостатке в организме кальция и железа. Свинец блокирует SH-группы белков, образуя комплексы с фосфатными группами рибозы у нуклеотидов, особенно у цитидина, и тем самым быстро разрушает РНК, ингибирует ферменты, в частности карбоксипептидазу.

Свинец на вашем столе. Опасны ли винтажный фарфор и настоящий хрусталь?

Мало кто задумывается о роли свинца в жизни человечества. Долгое время этот тяжёлый металл использовался людьми весьма активно – он был составляющей самых разных красок (в том числе для домов и мебели), глазури для керамических изделий, косметических средств. Существовала даже посуда из свинца; делали из этого металла и трубы, а также добавляли его соединения в бензин и хрусталь. Сегодня свинец используется гораздо реже, чем раньше, однако это не означает, что вы не можете получить свинцовое отравление.

Коварство свинца заключается в том, что при отравлении этим металлом люди, как правило, меньше всего подозревают свинец. Симптомы на начальном этапе довольно обычные: головные боли, потеря аппетита, общая слабость, боли в животе, повышенная утомляемость, усталость, раздражительность, нервозность, тошнота, периодическая рвота. Затем могут появиться забывчивость, анемия, потеря памяти, нарушения физической и умственной работоспособности, депрессия. Далее может возникнуть кайма свинцового цвета на деснах. Со временем свинец накапливается в костях и зубах, где может оставаться до конца жизни, потому что выводится он из костей чрезвычайно медленно. Высокое содержание свинца в организме может способствовать развитию подагры, что, как предполагают, было распространено среди богатых европейцев, постоянно использовавших хрустальную посуду и для употребления, и для хранения спиртных напитков (Emsley J., 2005).

Слайд 17  

Среди опасных для здоровья веществ тяжелые металлы и их соединения занимают особое место,  так как являются постоянными спутниками в        жизни человека.  

Слайд  18

Наряду с пестицидами, диоксинами, нефтепродуктами, фенолами, фосфатами и нитратами тяжелые металлы ставят под угрозу саму существование цивилизации.

Токсичное  действие металлов.

Слайд  19   Курение и тяжелые металлы.  

Установлено, что в дыме сигарет содержание тяжелых металлов меньше, чем в табаке сигарет. Показано, что отношение количества тяжелых металлов, содержащихся в дыме сигарет, к их количеству, содержащемуся в табаке, неодинаково и зависит как от природы ме-талла, так и от наименования сигарет. Это может быть обусловлено различиями: температурных условий сгорания табака, сорбционной способности пепла табака по отношению к тяжелым металлам, способности материалов фильтров сигарет задерживать выделяющиеся с дымом тяжелые металлы.  Отмечено также, что фильтры всех изученных наименований сигарет в той или иной степени улавливают в процессе курения Cd, Pb, Cu и Hg, однако для некоторых наименований сигарет фильтры не только не задерживают Zn, но и сами являются дополнительным источником поступления этого металла в сигаретный дым.

Слайд  20

Одним из важных понятий в экологии и химии является «предельно допустимая концентрация» (ПДК). ПДК — это такая концентрация вредного вещества в окружающей среде, присутствуя в которой постоянно, данное вещество не оказывает в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного влияния на настоящее или будущее поколение, не снижает работоспособности человека, не ухудшает его самочувствия и условий жизни.

ПДК ртути в воздухе составляет 0,0003 мг/м3.

В комнате площадью 18 м2 и высотой потолка 2,5 м разбили ртутный термометр. Определите и подтвердите расчётами, превышает ли концентрация ртути в воздухе данного помещения значение ПДК, если в воздух при этом испарилось 0,5 мг ртути. Предложите способ, позволяющий снизить концентрацию ртути в помещении.

Слайд 21 – решение задачи

Слайд 22 – тесты

Слайд 23 – тесты.

Заключение

. Мы исследовали влияние ионов тяжелых металлов меди, свинца и ртути и кадмия на живые организмы.

2. Соли тяжелых металлов вызывают на обратимое осаждение белков; под их  воздействием происходит значительное изменение свойств (денатурация) белков и они после осаждения теряют способность растворяться в воде и в разбавленных солевых растворах, а также теряется физиологическая активность.

3.Неконтролируемое загрязнение окружающей среды ТМ угрожает здоровью людей. Прием токсических веществ приводит к необратимым изменениям внутренних органов. В результате развиваются неизлечимые болезни: нарушения желудочно-кишечного тракта, печени, почечные и печеночные    колики, параличи. Нередки смертельные случаи.

4.В связи с этим необходимо максимально снизить уровень поступления тяжелых металлов в организм человека.

Для выработки мер по снижению воздействия тяжелых металлов на организм человека мы обсудили эту тему в классе  и составили перечень «полезных советов»:

• Противоядием от многих тяжелых металлов и их солей является яичный белок.
• Если металлическая ртуть оказалась разлита в помещении, ее следует засыпать порошком серы или залить раствором хлорида железа(III).
• Жестяная тара спаивается припоем, содержащим определенное количество свинца, поэтому консервы следует перекладывать в стеклянную посуду.