«Наш дом Земля. Экология Земли глобальная проблема человечества» (интегрированный урок-пресс-конференция (2 часа) в 11 классе по физике, химии, географии, биологии)

Вид материалаУрок

Содержание


Электромагнитные излучения и экология
Что сделали из берега морского
Пути решения экологических проблем
Подобный материал:
1   2   3   4

Электромагнитные излучения и экология.

Несколько слов об этих излучениях.

Они – один из основных «элементов» окружающего нас мира.

Академик В.И. Вернадский писал: «Кругом нас, в нас самих, всюду и везде, вечно сменяясь, совпадая и сталкиваясь, идут излучения разной длины волны…. Лик Земли ими меняется, ими в значительной мере лепится». Электромагнитные излучения (ЭИ) – это изменяющиеся во времени электромагнитные поля, распространяющиеся в пространстве.

Последующие развитие научно – технического прогресса сделало главенствующей глобальную проблему: «экология».

Появилась потребность выяснить экологическую роль ЭИ.

● Почти без преувеличения можно сказать, что жизнь на нашей планете существует благодаря ЭИ, посылаемым Солнцем.

При воздействии солнечного излучения с атмосферой происходит его частичное отражение и уход в космос, частичное рассевание и «блуждание» в атмосфере.

● Рассмотрим превращение энергии ЭИ Солнца.

На 1 месте стоит превращение энергии инфракрасной части солнечного излучения в теплоту (около половины поступающей на Землю энергии приходится на ИК - лучи)

Человечество сжигает в настоящее время десятки миллиардов тонн различных топлив, на поверхности Земли то там, то здесь вспыхивают пожары.

Все это – основные источники гигантских количеств углекислого газа (СО2), выбрасываемого в атмосферу. Молекулы СО2, попав в атмосферу, становятся ее компонентами и активно поглощают ИК фотоны солнечного излучения, а это ведет к возникновению парникового эффекта.

Наблюдения показали, что за последние 100 лет толщина льдов в Арктике уменьшилась на 1 м, а граница вечной мерзлоты ежегодно отступает на 10 км.

Редкостью стали «трескучие морозы» даже в Сибири.

● Важный аспект рассматриваемого вопроса – экологическая роль озонового слоя.

При прохождении солнечного излучения через атмосферу возникают разнообразные фотохимические реакции.

Одна из них – это образование озона. Озоновый слой не пропускает на Землю ультра фиолетовые (УФ) излучения. Он очень важен, ведь УФ – лучи при значительных интенсивностях губят все живое.


Выступление “химика”


Озоновый слой – система хрупкая, т.к. молекулы О3 химически активны; они вступают в реакции с рядом химических соединений; выбрасываемых в атмосферу производствами; двигателями внутреннего сгорания и другими источниками. На 1-ом месте здесь стоят хладагенты - фреоны.

«Разъедают» озоновый слой и некоторые другие химические соединения. Толщина его с каждым годом уменьшается. Сохранение этого щита – одна из главных экологических задач.


Выступление “биолога”


● Методы использования солнечной энергии.

Солнце – практически неисчерпаемый источник энергии для землян, источник экологически чистый, но несущий угрозу глобального потепления из-за загрязненности атмосферы.

Фотосинтез (процесс образования органических веществ в зеленых растениях и микроорганизмах под действием ЭИ).

Фотосинтез открывает безграничные возможности использования солнечной энергии для улучшения экологической обстановки на нашей планете. «Грязь» в атмосфере замедляет фотохимические процессы. Здесь таится еще одна опасность порчи воздушной оболочки нашей планеты.

Солнце поставляет на Землю гигантское количество даровой энергии в виде ЭИ; ценность ее – в экологической чистоте.


Выступление “медика”


Человек всегда жил в мире звуков, именно человек создал речь и музыку.

Проходили века. Человек трудился и творил. Железный век принес грохот обрабатываемого металла, изобретение пороха – звуки взрывов. За комфорт, удобства связи и передвижения, за благоустройство быта и другие блага жизни современному человеку приходится платить. Он слушает уже не скрип телеги, а вой автомобиля, лязг трамваев, тарахтение мотоциклов и вертолетов, рев реактивных самолетов, вопли громкоговорителей, стук станков и других машин.

Установлено, что шум наносит ощутимый вред организму человека. Американский ученый Ктунсен пишет; «Шум – такой же медленный убийца, как и смог». Влияние шума еще более усиливается, если он действует одновременно с другими неблагоприятными факторами – вибрацией и пылью.

Но и абсолютная тишина пугает и угнетает человека. Недаром космонавты считают одним из самых тяжелых испытаний пребывание в сурдокамере. Каждого, кто оказывается в ней, начинают беспокоить удары сердца, пульс, дыхание и даже шорох ресниц. Эти обычно неслышимые звуки в условиях абсолютной тишины воспринимаются человеком как такие интенсивные, что могут стать причиной серьезных психических расстройств, если долго находиться в сурдокамере.

Давно замечено также, что шумы природного происхождения – морского прибоя, листвы, дождя, ручья – и другие естественные шумы благотворно влияют на человеческий организм. Они успокаивают, усыпляют. Записанные на пластинки и кассеты, эти «приятные» шумы можно использовать вместо снотворного. (Звучит запись голосов птиц)

Как видим, природа шума двойственна, он вреден и необходим одновременно. Цель и смысл акустической экологии состоит в стремлении установить такое акустическое окружение, которое было бы созвучно голосам природы, ибо технические шумы противоестественны.

Приведу пример шумозащиты. Оригинальный и экономически выгодный способ шумозащиты от автомобильного транспорта реализовали голландские специалисты: вдоль автомагистрали, проходящей через г. Утрехт, они поставили двух километровый барьер из солнечных батарей. Вырабатываемая ими электроэнергия поступает в дома, расположенные у дороги.


Выступление “Учёного-океанолога”


Несмотря на свои огромные размеры, сегодня в опасности находится весь Мировой океан. Наибольшую опасность представляет химическое загрязнение вод. В Мировой океан ежегодно сбрасывается огромное количество загрязнителей. Кроме того, океан превратился буквально в свалку контейнеров с отравляющими и сильно токсичными веществами. Поразительно высокое содержание мышьяка в Балтийском море, как выяснилось, объясняется тем, что более 50 лет назад германскими ВМС было затоплено в контейнерах 7000 т этого продукта. Такого количества, как сообщают, при соответствующем применении достаточно для того, чтобы трижды убить население земного шара.

До сих пор старались не говорить открыто о боевых отравляющих веществах, которые с конца второй мировой войны покоятся на дне морей в ржавеющих останках кораблей.


Только в Северном море затоплено не менее тридцати транспортов с отравляющими веществами общим водоизмещением свыше 65 тыс. брутто-регистровых тонн. Уже были

отмечены случаи ожогов рыбаков о рыбу, покрытую язвами и опухолями вследствие заражения ипритом. Это захоронение является одним из самых подлых преступлений фашистов.

Стало известно, что и американские ВВС затопили в Атлантике судно с боевыми химическими ракетами, содержащими отравляющие вещества нервно паралитического действия. Это судно было затоплено в международных водах.

Не только самыми распространенными, но и самыми опасными загрязнителями являются углеводороды, те, что в обыденной жизни мы называем нефтью. Существует три источника нефтяного загрязнения. Первый из них – катастрофы танкеров. Второй- выброс нефти в момент вхождения бура в нефтяной пласт. И последний источник – сброс сливных вод нефтяных танков.

Несколько слов о туристическом факторе. Пляжи на берегах морей и океанов превратились в места свалок.

Что сделали из берега морского

Гуляющие модницы и франты? –

вопрошал еще в начале века Александр Блок.

Туризм, в странах Средиземноморья особенно, оказывает разрушительное влияние на природу. Ежегодно около 100 млн. жителей Европы отдыхают на берегах Средиземного моря. Греция ежегодно принимает около 8 млн. туристов. Некогда величественные греческие пляжи превратились в «большие помойки». «Поток туристов должен быть организован и упорядочен: не более 10-20 туристов на 100 жителей», - заявили участники совещания ученых из 15 стран Средиземноморья, прошедшего в рамках программ ЮНЕСКО «Человек и биосфера» во французском городе Монпелье.

С загрязнением Мирового океана нужно и можно бороться! Либо борьба за океан сегодня, либо смерть от голода завтра!


Выступление “географа”

Проблема пресной воды


Вряд ли кто знает из нас, что некоторые города такой страны как Нидерланды заимствуют питьевую воду в Швеции.

Первые законы в защиту окружающей среды начали приниматься в XIX в.

Так, в 1886 г. в Англии был издан закон, запрещающий сброс в реки твердых и жидких отходов, сточных вод. Шестью годами позже аналогичный закон принят в Германии.

Серьезно стоит вопрос в мире о проблеме с пресной водой.

18 тысяч из 100 тыс. швейцарских озер – это мертвые озера, отравленные различными химическими соединениями. Знаменитое Женевское озеро, считающееся значительным резервуаром питьевой воды в Западной Европе, приютило на своем дне 70 тонн ртути, десятки тонн кадмия и др. тяжелых металлов.

Если взяться всерьез за спасение рек и озер, то достичь можно многого.

Французский ученый Р. Фюрон утверждает, что на поверхности земного шара имеется всего лишь 20 000 км3 пресной воды, которыми можно располагать ежегодно. А это значит, что на нашей планете могут обитать не более 20 млрд. человек – это количество населения, которое ожидается уже в 2100 году. Ученый считает, что к тому времени нам не останется другого выхода, как пить воду океанов, которые составляют 98% всех вод земного шара.

Почти половина населения США пьет воду, взятую из рек и озер, загрязненных неочищенными промышленными и коммунальными стоками.

Американские реки буквально задыхаются под слоем нефтепродуктов от судовых двигателей, препятствующих проникновению в воду кислорода из воздуха. В 1965 году река Кайахога загорелась. Озера еще более уязвимы, чем реки. Это видно на примере гибнущего озера Эри. Только река Детройт ежегодно приносит в него свыше 9 000 тонн отбросов из 12 городов США и Канады.


В сердце Европы «старый отец Рейн» обмелел и превратился в омерзительную сточную канаву. Голландцам приходится строить дорогие очистные сооружения, чтобы сделать рейнскую воду хоть сколько-нибудь пригодной для питья.

С 1967 года никто не отваживается купаться в Японских реках.

Бывают случаи, когда японские рыбаки вылавливают рыб-уродов странной, невиданной ранее формы. У некоторых рыбаков появилась новая болезнь: нарушается речь, резко ухудшается зрение, паралич сковывает мышцы ног и рук (отравление ртутью).

Загрязнение вод нефтью в процессе ее добычи и транспортировки – очень распространенный вид загрязнения.

Дополнительный ущерб окружающей среде наносят аварии на магистральных нефтепроводах, которые являются типичными загрязнителями нефтью поверхностных и подземных вод.

В 1993 году произошло аварийное разлитие нефти нефтепровода «Красноярск-Иркутск». Площадь нефтяного пятна 32 га, среднее содержание нефтепродуктов в районе пятна превысило фоновое в 250 раз, а максимальное в 850 раз.

В ноябре 2005 года произошел взрыв на химкомбинате в Китае, что привело к загрязнению вод.

Кислотные дожди привели к резкому снижению продуктивности 2500 озёр Швеции. По этой же причине в одной трети из 5000 озёр Норвегии полностью исчезла рыба.


Выступление “эколога-краеведа”


Загрязнение вод Алтая


Гордость горожан Бийска – река Бия. Сточные воды ПО «Полиэкс» загрязнены органическими и взвешенными веществами – фенолом, танинами, лигнинами, аммиаком, нефтепродуктами.

Содержание органических веществ в сточных водах составляет 3-5 ПДК, азота аммонийного 7-10 ПДК, нефтепродуктов 6-15 ПДК. Бийский олеумный завод дает выброс в сточные воды нефтепродуктов и азота аммонийного превышающего нормы в 5-8 раз ПДК, а ТЭЦ-1 выбрасывает сточные воды, загрязненные нефтепродуктами, взвешенными веществами, концентрация которых составляет 3-6 ПДК.

По загрязнению воды река Бия относится к 3-ему классу из 5-ти, очень загрязнена и река Алей (сбросы от предприятий Рубцовска, Горняка, Алейска). В настоящее время воды рек Катуни, Бии, Чумыша, Алея, Оби несут значительную антропогенную нагрузку. Здесь с превышением предельно допустимых концентраций содержится в природной воде рек вещества: аммиак, фенол, нефтепродукты, цинк, медь. В воде реки Катунь и её притоков повышено содержание ртути.

Многие предприятия сбрасывают без очистки в реку Обь свыше 90 тыс. м3/сутки грязных вод. Речная вода загрязнена нефтепродуктами в 3 и более раза. Концентрация вредных веществ в водоёмах г. Барнаула превышает норму в 10-100 раз. На ряде крупных заводах края от 50-80% стоков сбрасывается в реки без очистки.


Выступление “химика”

Установлено, что человек может прожить пять недель без пищи, пять дней без воды, но всего пять минут без воздуха. Ясно, насколько важен такой элемент, как чистый воздух. У французов есть горькая шутка: «Парижанина легко можно распознать при вскрытии трупа: его легкие черны, как уголь». Действительно, состояние атмосферы сегодня вызывает обоснованную тревогу.


Немецкий журнал «Шпигель» детально показал в одном из своих номеров сложную картину жизни в современном городе. Например, в Детройте (центр американской автомобильной промышленности) человек вдыхает за день столько вредных газов, что это равноценно выкуриванию 25 сигарет, а работник транспорта в центре Лондона подвергается «выкуриванию» 100 сигарет.

Полиция в Токио во время транспортного пика сменяется на улицах каждые полчаса, чтобы какое-то время подышать кислородом из металлических баллонов. На некоторых особенно оживленных участках регулировщики надевают газовые маски, а пешеходы пользуются установленными на видных местах специальными автоматами с кислородом.

В Чикаго, когда бывает особенно влажно, нейлоновые чулки растворяются у женщин прямо на ногах. В Кельне осыпается известняк с соборов, в Венеции разрушаются фасады зданий. В атмосферу Москвы ежегодно выбрасывается от 1,5 до 2,5 млн. кубометров вредных веществ. Основные источники их – промышленные предприятия, транспортные средства.

Эти данные не могут не вызывать тревогу.


Выступление “эколога-краеведа”


Барнаул (500 000 человек).

Знание экологических ситуаций на любой «малой родине» необходимо для жизни каждого конкретного человека 1-ое место по загрязненности занимает Барнаул.

Предприятия г. Барнаула и автотранспорт выбрасывает в атмосферу до 0,7 млн. т в год вредных веществ. Вклад в загрязнение атмосферы автотранспортом составляет 58 %. Многие предприятия сбрасывают без очистки в р. Обь свыше 90 тыс.м3 в сутки грязных вод (нефтепродуктами, фенолами).

На каждого жителя за год в среднем приходится до 450 кг пыли, сажи и др. вредных примесей, около 60 % горожан подвергаются воздействию шума, превышающего нормативный уровень.

Экологическую обстановку в городе признать удовлетворительной нельзя.

г. Бийск (230 000 человек)

Бийск является вторым по величине промышленным центром Алтая.

Выбросы ежегодно составляют 100тыс.т вредных веществ, из которых 60% обусловлены деятельностью промышленных производств, а 40% - транспорта. Положение усугублено вследствие радиационного загрязнения территории из-за длительного воздействия испытаний ядерного оружия на Семипалатинском полигоне.

В городе 200 предприятий энергетики, машиностроения, химической, деревообрабатывающей, легкой, пищевой промышленности.

Состояние атмосферы любого города определяется величиной, которая называется индексом загрязнения атмосферы (ИЗА). За норму принимается 0. Средний ИЗА по России 6, в Бийске в 1992 г. он равнялся 18, а в 1991 г. – 61 единицу.

Характерной чертой воздуха г. Бийск является запыленность (18 ПДК).

Атмосфера в городе загрязнена в 3 раза больше, чем в среднем по России.

Город Рубцовск.

Главными источниками загрязнения являются ТЭЦ и литейные производства. Литейные производства ежегодно поставляют в атмосферу города 781 тонну пыли. Необходима разработка и внедрение систем тонкой пыле- и газо- очистки в литейных цехах, вторичное использование металлов и другие мероприятия. (высокая заболеваемость жителей болезнями органов дыхания).

К числу распространенных вредных примесей воздуха относятся: углеводород, сероводород, свинец и др. Возникающий смог вызывает удушье, раздражение глаз, повреждение растений и даже резиновых изделий.


Выступление “врача”


Состояние здоровья населения Алтайского края


На здоровье населения края оказывают влияние выбросы в атмосферу токсических продуктов промышленными предприятиями, сбросах неочищенных стоков в водоемы, наличие в объектах внешней среды, тяжелых металлов, пестицидов и др. токсинов. Существенное влияние на экологическую обстановку в крае. На уровень здоровья людей оказали многолетние испытания на ядерном полигоне Семипалатинска.

Растет общая и преждевременная смертность – с 10,1 случая на тысячу населения в 1986 г. до 15,1 в 1994г. Резко падает рождаемость – с 18,1 до 9,2 в 1996 г. Естественный прирост населения сократился в 4 раза и последние 2 года численность умерших превышает численность родившихся. Снизилась средняя продолжительность жизни с 69,1 лет в с 1986 г. до 64,2 лет в 1997 г. по всему населению.

Край отнесен к территориям с наиболее высокой заболеваемостью злокачественными новообразованиями и смертностью от них.

Отмечается значительный рост хронических болезней: язвенной – в 2,5 раза, бронхо-легочной системы – в 2 раза, сердечно-сосудистой – в 2 раза, неврозов – в 6 раз, болезней крови – в 1,5 раз. Около 60 % детей рождается с теми или иными отклонениями в показателях здоровья. Ухудшение здоровья подростков привело к резкому (в 3 раза) сокращению призыва на военную службу.

Своеобразная экологическая обстановка сформировалась в результате полифакторного антропогенного воздействия, в которой большую роль сыграло влияние пограничной с Алтайским краем Семипалатинской области, где на протяжении десятилетий функционировал полигон по испытанию ядерных устройств. Следы ядерных взрывов многократно проходили над территорией Алтайского края, чему способствовало доминирование ветров южных и юго-западных направлений.

Особенность радиационного загрязнения в том, что оно длительно по своему влиянию на состояние здоровья населения и поэтому должно быть отнесено к числу доминантных экотоксикологических факторов. Взрыв на Семипалатинском полигоне 29.08.49г. занимает первое место по мощности и загрязняющему воздействию. Его «вклад» в облучение населения Алтайского края составляет 60-95% от общего облучающего воздействия.

Пространственный анализ и сопоставление с территориальными особенностями радиационных следов показали, что в группу повышенного риска попадают Угловский, Рубцовский, Заринский районы.

Резко возросло число онкологических заболеваний в крупнейших городах: на 1000 жителей в Барнауле -200, в Бийске -300 случаев заболевания раком легких. Из 1000 детей только 14 здоровы, остальные имеют патологические отклонения. В 1998 году по итогам краевой системы здравоохранения Алтайский край «лидирует» в России по уровню онкологических заболеваний.


Пути решения экологических проблем


Выступление “эколога”


Экологическая политика является одной из форм социальной деятельности, которая направлена на регулирование отношения человека и общества к природе, а также отношений в природе экосистемах и между экосистемами.

Проведение международных правовых, политических и экономических акций, направленных на сохранение природных ресурсов и их распределение между странами и регионами, называется международной глобальной экологической политикой.


Проблема чистого воздуха – это международная проблема. За последние 100 лет в атмосферу поступило 360 млрд. тонн СО2, что привело его содержание в атмосфере еще на 13 %. Во многих городах нашей страны загрязнение предприятиями стало критическим. К ним относятся: Челябинск, Свердловск, Усть-Каменогорск, Томск – 7, Воронеж.

Основные усилия направлены на предупреждение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Пылеулавливающее и газоочистительное оборудование задерживает ¾ всех выбросов.

Другое направление: создание и внедрение безотходных технологий. Примерами таких технологий могут служить замкнутые циклы воздуха и воды, при которых полностью исключаются выбросы отходов в окружающую среду. Важное значение имеет озеленение городов. Одно дерево восстанавливает столько кислорода, сколько не обходимо его для дыхания 4 человек. 1 га парка задерживает 100 т пыли.

Много уже говорилось о «обезвреживании» автомобилей. Одно из возможных изменений – внедрение «темтранса» - системы перевозки пассажиров, работающей по принципу пневматической почты. Ее основы составляют подземные туннели.

Управление вагонами-автомобилями производится автоматически с центрального пункта по перфокартам, выдаваемым пассажирам вместо билета. Совсем скоро, по прогнозам западных специалистов, в крупных городах Европы появятся движущиеся тротуары, которые будут в состоянии перевезти 30 000 пешеходов в час со скоростью 15 км/час.

В 2025 году электромобилей будет 15 % от общего числа автомобилей мира. Кроме загрязнения атмосферы токсичными выхлопами, автомобили поднимают клубы пыли, содержащих кремний, окись железа, барий. Одной только резины каждый автомобиль рассеивает в атмосферу около 10 кг в год. Кроме того, работающий двигатель – это тепловое и шумовое загрязнение.

На новых европейских и японских авто уже устанавливают электродвигатели. Мы безнадежно отстаем по экологизации автотранспорта.

В Японии применяют особое покрытие дорог. В место асфальта используют для их прокладки бетонные плиты с нанесенным на них слоем оксида титана. Это вещество, нагреваясь солнцем, поглощает из воздуха один из самых вредных выхлопных газов – оксид азота. Запрещается в крупных городах пользоваться этилированным (содержащим соединение свинца) бензином. Осуществляется переход на газовое топливо, жидкое.

Сердцем автомобиля может быть газовая турбина или электромотор.

В снижении загазованности атмосферы городов могут внести свой вклад мероприятия по усовершенствованию управления автомобильными потоками, по рационализации перевозок в нутрии города.

В целях борьбы за предотвращение загрязнения атмосферы используются различные способы. Значительное место среди них отводится малоотходной и безотходной технологии, включающей в себя: снижение потерь при производстве сырья, топлива и энергии, максимальную эффективность и экономичность их использования; повторное использование отходов в том или другом технологическом процессе или безвредный возврат их в окружающую среду. Уменьшение выбросов от автотранспорта, использование антидымных присадок, фильтров катализаторов, качественных горюче-смазочных материалов.

После принятия нового Закона «Об охране атмосферного воздуха» в нашем крае начата работа по проведению нормативных документов в соответствии с Законом, что позволит вести более действенный контроль за охраной атмосферного воздуха.

Некоторые предприятия в крае вообще не имеют очистительных сооружений или имеют сооружение не достаточной мощности.

●Необходим мониторинг во всех регионах за состоянием экологии и

●иметь для каждого региона своеобразный аналог Красной книги.

●экологическое воспитание и образование общества вести на всех уровнях: от дошкольного до высшего.


Мониторинг Земли со спутника Terra

Это американский спутник зондирует с высоты 705 км земную территорию с помощью уникального прибора МОДИС. Сегодня этот спутник помогает решать экологические и природоохранные задачи Алтайского края: данные измерений поступают в отдел космического мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций Алтайского государственного университета и МЧС по Алтайскому краю.

В течение суток их специалисты дважды получают информацию о процессах происходящих а атмосфере, и состоянии земной поверхности на очень большой территории. Например, ежегодно ученым приходится контролировать для населения природный процесс: сход снежного покрова в Алтайском крае и соседних регионах – это позволяет контролировать мощность паводка.


Выступление “климатолога”


Упор делается больше на термоядерную энергетику но до ее сознания далеко. Проблема в том, чтобы научиться удерживать плазму. Так почему бы ни заняться более плотно изучением шаровых молний, которые как раз и представляют собой сгустки плазмы? Наука до сих пор плохо знает недра Земли и происхождение в них процессы.

Но главное – мы плохо знаем океан, который занимает большую часть планеты и способен аккумулировать колоссальные объемы энергии, в десятки тысяч раз превышающие мощности ГЭС и тех же атомных бомб. Можно было бы совместными усилиями изучать природу образования тайфунов, но тут задействованы государственные интересы. Ведь эти знания можно использовать против других стран. Еще необходимо научиться выделять влагу из атмосферы в промышленных масштабах: на Земле 2 млрд. Человек испытывают дефицит пресной воды, и есть места, где дождя не было на протяжении последних 400 лет.