- Преподавателю
- Биология
- УРОК ПО БИОЛОГИИ КРУГОВОРОТ СЕРЫ, ВЛИЯНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА НА ЕГО ПРОТЕКАНИЕ. ПОСЛЕДСТВИЯ КИСЛОТНЫХ ДОЖДЕЙ
УРОК ПО БИОЛОГИИ КРУГОВОРОТ СЕРЫ, ВЛИЯНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА НА ЕГО ПРОТЕКАНИЕ. ПОСЛЕДСТВИЯ КИСЛОТНЫХ ДОЖДЕЙ
Раздел | Биология |
Класс | - |
Тип | Конспекты |
Автор | Колесникова М.Г. |
Дата | 15.12.2015 |
Формат | docx |
Изображения | Есть |
КРУГОВОРОТ СЕРЫ, ВЛИЯНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА НА ЕГО ПРОТЕКАНИЕ. ПОСЛЕДСТВИЯ КИСЛОТНЫХ ДОЖДЕЙ
Цель урока: систематизировать знания учащихся о соединениях серы, о месте в биогеохимическом круговороте, обеспечение восприятия и осмысления глобальной экологической проблемы «Кислотные дожди».
Задачи урока:
-
на примере круговорота химического элемента серы конкретизировать знания учащихся о важнейших соединениях серы;
-
используя интегративный подход, осуществляя экологическое воспитание и обучение, развивать у учащихся умение сравнивать, сопоставлять факты, находить аналогии, предсказывать результаты на основании теоретических рассуждений;
-
используя приёмы здоровьесберегающих технологий, способствовать формированию валеологических знаний; создавая ситуацию успеха, способствовать преодолению психологической инерции учащихся;
-
познакомить учащихся с понятием «Кислотные дожди», основными естественными и антропогенными источниками кислотообразующих выбросов, влиянием кислотных осадков на экосистемы, мерами по охране атмосферы от кислотообразующих выбросов.
-
развивать эмоциональную сферу учащихся, используя материал по географии, биологии, химии, экологии, истории, литературе.
-
подвести учащихся к осознанию важной роли каждого человека в решении экологических проблем.
Оборудование: набор природных соединений серы, спички, схемы большого и малого круговорота серы, рисунки.
Ход урока
Организационный момент
Мотивация деятельности
Учитель. Интересные факты о сере.
Она имеет жуткий запах и обладает удушающим действием на человека. Жрецы использовали ее для проведения разных обрядов и священных курений, а военные добавляли в состав различных горючих смесей.
Ни один процесс в организме не может обойтись без серы. Она является одним из главных составляющих всех существующих белков. Функции, которые возлагаются на работу серы в человеческом организме огромны. Начиная от стабильной работы нервных клеток, уравновешивания сахара в крови и общего повышения иммунитета, заканчивая ранозаживляющими и противовоспалительными действиями.
Кому-то покажется странным, а кто-то об этом давным-давно знает, однако сера содержится в массе продуктов, которые мы используем ежедневно, даже не подозревая об этом. К этому числу относятся: все бобовые, злаки и крупы, а также хлебобулочные изделия; лук, чеснок и капуста; яблоки, виноград и крыжовник; молочные продукты; рыба. Неудивительно, что до сегодняшнего дня зафиксированных случаев с дефицитом серы, ничтожно мало. Ведь что-то из перечисленного мы в любом случае употребляем в рацион питания.
Ну конечно и наш стандартный способ получения огня основан на той же сере.
Учитель. Для глубокого понимания современной экологической ситуации человеку совершенно необходимы биологические и химические знания. Внимание к круговоротам химических элементов в биосфере особенно важно, поскольку от изменений в них зависит будущее человечества. Сегодня мы определим место и взаимосвязь соединений серы в биогеохимическом круговороте.
Актуализация знаний учащихся
В виде каких соединений химический элемент сера встречается в природе? (По ответам учащихся, которые оформлены на цветных листах, на доске начинаем составлять схему).
Схема
Круговорот серы в природе сложен и до конца не ясен, тем не менее, интересно познакомиться с его особенностями.
Изучение нового материала
Сначала вспомним основные характеристики и свойства серы.
Сообщение учащейся.
Учитель. Существует два круговорота веществ - большой и малый. Большой круговорот, продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками.
Малый круговорот (часть большого) происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы, как самих этих растений, так и других организмов (как правило, животных), которые поедают эти растения (консументы).
Самостоятельная работа (построение большого и малого круговорота)
В большом, геологическом, круговороте сера переносится с океана на материки атмосферными осадками и возвращается с речным стоком обратно в Мировой океан. Одновременно ее запасы пополняются за счет вулканической деятельности и при процессах выветривания. Вулканы выбрасывают серу в виде триоксида (серного ангидрида SO3), диоксида (сернистого газа SO2), сероводорода Н2S и элементарной серы. В литосфере имеются в большом количестве сульфиды различных металлов: железа, цинка, свинца, меди и др. В биосфере сульфидная сера с участием многочисленных микроорганизмов окисляется до сульфатной серы SO4-2, которая находится в почве и водоемах.
В малом круговороте сульфаты поглощаются растениями. Растительноядные животные получают необходимую для жизнедеятельности серу. В результате сложных превращений и видоизменений при разрушении остатков организмов, растительного опада сера попадает в почвенные воды и в илы водоемов суши, морей и океанов. При разрушении белков с участием микроорганизмов образуется сероводород, который в дальнейшем окисляется или до элементарной серы, или до сульфатов. В первом случае формируются залежи чистой серы, а во втором - залежи гипса. При разрушении последних во время добычи или выветривания сера вновь вовлекается в круговорот.
Подведение итогов круговорота серы
Учитель. Общее количество серы, вовлеченное в ее биогеохимический цикл, оценивается следующими цифрами (в год): из океана в атмосферу поступает 82 млн т, а осаждается 96 млн т. С суши в атмосферу поступает 130 млн тонн и возвращается 116 млн т. Антропогенные источники дают 46% поступления серы с суши в атмосферу, и практически все ее соединения, поступившие туда техногенным путем в виде окислов и других соединений, возвращаются на поверхность земли и оказывают губительное действие на экосистемы. Один из основных антропогенных источников соединений серы, поступающих в биосферу, - это сера извлеченных из недр нефти и угля или сера, накопленная живым веществом былых биосфер на протяжении огромного времени, возвращаемая в современную биосферу "залпом". За последние 50 лет глобальные выбросы техногенных окислов серы увеличились в 2-3,5 раза. Такое перенасыщение способствует значительному изменению естественного круговорота серы в природе.
Промышленное загрязнение приводит к нарушению круговорота серы. Дополнительным поставщиком серы в большой круговорот являются теплоэнергетические установки, которые при сжигании минерального топлива выбрасывают сернистый газ.
Атмосфера Земли способна самоочищаться от сернистого ангидрида при выпадении атмосферных осадков. Экологическая опасность сернистого ангидрида заключается в том, что при фотохимическом окислении в присутствии диоксида азота и углеводородов сначала образуется серный ангидрид SO3, который соединяясь с водяными парами, превращается в аэрозоли серной кислоты Н2SO4. Продолжительность всего цикла от момента естественных или техногенных выбросов SO2 до удаления из атмосферы паров серной кислоты составляет до 14 суток. С воздушными потоками аэрозоли серной кислоты разносятся на значительные расстояния от источника выброса и выпадают в виде кислотных дождей.
Люблю грозу в начале мая,
Когда весенний первый гром,
Как бы резвяся и играя
Грохочет в небе голубом.
Гремят раскаты молодые,
Вот дождик брызнул, пыль летит,
Повисли перлы дождевые,
И солнце нити золотит.
С горы бежит поток проворный,
В лесу не молкнет птичий гам…
Ф.И. Тютчев
«Кислотный дождь» - это дождь, подкисленный до рН < 5,6 (кислотно-щелочной баланс) из - за растворения в атмосферной влаге кислотообразующих веществ.
Природные источники поступления сернистого газа в атмосферу (20 миллионов тонн в год):
-
вулканы
-
лесные пожары
-
выделение из океана
Природные источники оксидов азота NO2 (700 млн. тонн в год):
-
гроза (электрические разряды)
Антропогенные источники сернистого газа:
-
электроэнергетика 40%
-
металлургия, химическая промышленность и машиностроение 50%
-
другие источники 10% (транспорт и др.)
Антропогенные источники оксидов азота:
-
автомобили и др. моторный транспорт (сгорание топлива) 40%.
-
электроэнергетика 25%
-
металлургическая, химическая промышленность и машиностроение 25%
-
прочие источники 10% (сельское хозяйство и др.)
Самостоятельная работа по вариантам
На доске представлены рисунки и фотографии естественных и антропогенных источников оксида серы и оксидов азота.
I вариант. Выберите естественные и антропогенные источники оксидов азота.
II вариант. Выберите естественные и антропогенные источники серного газа.
Подведение итогов
Из истории наблюдений за кислотными дождями
Впервые кислотные дожди были отмечены в Западной Европе и Северной Америке в 50 гг. 20 века.
В среднем кислотность осадков, выпадающих в виде дождя в Западной Европе и Северной Америке на 10 млн. км2, составляла 3-4,5, а туманы нередко имели рН, равный 3-2,5.
В последние годы кислотные дожди стали наблюдаться в промышленных районах Азии, Латинской Америки и Африки.
В России наиболее высокие уровни выпадений кислотных осадков наблюдаются в густонаселенных и промышленных регионах: центральном, центрально-черноземном, Уральском. На локальных ареалах (до 1 тыс. км.) около металлургических предприятий, крупных ГРЭС, больших городов (Москва, Омск и др.)
Сообщение учащегося
Влияние кислотных дождей.
Ускорение коррозии мостов, плотин, зданий, металлических конструкций
Ущерб памятникам мировой архитектуры
Многие скульптуры и здания Рима, Венеции, Кельнский собор, получили за несколько последних десятилетий значительно больше повреждений, чем за предыдущее время. Под угрозой полного разрушения находятся > 50 тыс. скульптур «Города Будд» под Юньанем в Китае.
Влияние на здоровье человека
Вдыхание влажного воздуха, содержащего сернистый газ, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких.
Вредно это и для здоровых людей, так как сернистый газ и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Диоксид азота взаимодействует с гемоглобином крови, затрудняет перенос кислорода к органам и тканям, вызывает астматические и сердечные заболевания.
Меры по охране атмосферы от кислотообразующих выбросов
-
Международными соглашениями установлены критические нормы выбросов сернистого газа и оксидов азота.
-
Разработка и внедрение различных очистных сооружений.
-
Разработка каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.
-
Использование электрических фильтров, вакуумных, воздушных или жидких фильтров - скрубберов, для борьбы с выбросами сернистого газа (SO2).
-
Известкование водоемов, почвы.
-
Для защиты памятников культуры использовать покрытия из полимеров (силиконы).
-
Металлические изделия покрывать лаком, красками.
-
Очистка топлива потенциальных загрязнителей.
-
Внедрение безотходных технологий.
-
Использование альтернативных источников энергии (солнечная энергия, ветер, морские приливы, термальные источники).
Закрепление изученного материала
Учащимся в парах предлагается выполнить следующие задания:
Какое влияние образующиеся кислотные осадки оказывают на экосистему (выбрать одну из предложенных): озеро, садовые участки, хвойный лес.
Предложите способы защиты выбранной экосистемы от действия кислотных дождей.
Домашнее задание
Творческое задание. В произвольной форме опишите естественные и антропогенные источники кислотообразующих выбросов своей местности.