Интегрированный урок "Час Земли"

Интегрированный урок (химия, биология)

«ЧАС ЗЕМЛИ»  

Цель урока:        установить межпредметную связь биология - химия, познакомить учащихся с влиянием вредных веществ на жизнь растений, животных и человека, проблемой охраны окружающей среды.

Задачи урока: обратить внимание учащихся на:

1. Проблемы взаимодействия человека с окружающей средой (загрязнение воздуха, воды, почвы, рукотворные лесные пожары, проблема отходов, энергетические и сельскохозяйственные)

2. Проблемы России это проблемы всего мира

3. После вторжения человека природа перестала быть идеальным творением.

Методы урока:   рассказ-беседа, демонстрация опытов, лабораторная работа, сообщения учащихся.

Оборудование:   таблицы, плакаты, муляжи, наборы химических реактивов:  концентрированные кислоты HNO3 и H2SO4, медь, раствор куриного белка, известняк, соляная кислота, физическая карта мира, глобус, магнитофон.

Урок сопровождается показом презентации. Начало презентации - автоматическая смена слайдов сопровождается песней «Прости Земля!» группы Земляне. Далее выступления учеников и смена слайдов - по щелчку.

Заключение – автоматическая смена слайдов и песня.

 Сценарий урока

Учитель биологии.

Давным-давно, около 5 миллиардов лет назад у матери Вселенной родилась дочь — назвали ее Земля. Ее отец — Космос на радостях устроил пир на весь мир и позвал в гости все Галактики и созвездия. Каждый, кто приходил, приносил ей разные подарки. Отец подарил ёй Солнце. Фея Аква подарила ей чистую, прохладную воду. Фея Аэра невесомое бледно-голубое покрывало с тонким слоем озона, чтобы он не пропускал слишком много ультрафиолетовых лучей. Фея Нейча по­дарила Земле растения и животных, украсила ее наряд цветами и бабочками. И только злая колдунья Вирулина, которую не позвали на этот праздник, не простила обиды и решила отомстить. Не один миллион лет прошел, и, наконец, она придумала. Поселила на 3емле человека.

Земля не сразу забеспокоилась. «Пусть живет», — думала она,- Много у меня богатства на всех хватит». А Вирулина не торопилась, знала, что месть ее будет долгой, и, наконец, дождалась.

Пришла как-то Вселенная в гости к своей дочери и не узнала ее. Bce тело Земли изрыто карьерами, изранено взрывами бомб, засыпано мусором. Чистые когда-то моря и реки покрыты нефтяной пленкой. Леса почти всё вырублены. Кислорода в воздухе все меньше, а углекислого газа все больше. Тонкое покрывало все в дырах, и губитель­ные ультрафиолётовые лучи жгут израненное тело Земли. Ужаснулась Вселенная, срочно вызвала трех фей и приказала им" выяснить: можно ли спасти Землю? Как живется человеку на Земле?

Ученик: Я обнял глобус – шар земной.
Один над сушей и водой.
В руках моих материки
Мне тихо шепчут: «Береги».

В зеленой краске лес и дол.
Мне говорят: «Будь с нами добр».
Не растопчи ты нас, не жги,
Зимой и летом береги».

Журчит глубокая река,
Свои лаская берега,
И слышу голос я реки:
«Ты береги нас, береги».

И птиц, и рыб я слышу всех:
«Тебя мы просим, человек.
Ты обещай нам и не лги.
Как старший брат нас береги».

Я обнял глобус – шар земной,
И что-то сделалось со мной.
И вдруг шепнул я:
«Не солгу. Тебя, родной мой, сберегу»

Ученик: Это показано на карте. Красные, оранжевые цвета – сигнал тревоги, сигнал неблагополучной экологической обстановки.

Глобальная экологическая катастрофа – это такое состояние географической среды на Земле, когда жизнь на планете станет невозможна. Оглянитесь вокруг, посмотрите внимательно на нашу Землю, и вы увидите, что это не фантазия, не вымысел. Страшные симптомы такой катастрофы уже есть.

Учитель химии: Наша страна относится к странам мира с наихудшей экологической ситуацией. Экологическая проблема номер один - загрязнение окружающей среды. Последовательно ухудшается здоровье людей. Средний возраст мужчин за последние годы составил всего 68 лет. Каждый десятый ребенок рождается умственно или физически неполноценным вследствие нарушения на генном уровне. По отдельным регионам этот показатель выше в 3-6 раз. В большинстве промышленных районов страны одна треть жителей имеет различные формы иммунологической недостаточности.

Давайте попробуем разобраться, как различные вещества, действуют на все живое: растительность, животных и человека. А начнем мы с вот этой фотографии. Как, одним словом назвать одну из достопримечательностей Англии?

 Ученик.    Смог – от английских слов «смоук» – дым и «фог» – туман, что в переводе на русский язык означает пелена дыма, тумана и пыли. Он образуется в результате загрязнения воздуха дымом, газообразными отходами производства. Смог – частый гость крупных промышленных городов. Смог сравнивают с действующими вулканами. И днем и ночью выбрасывается в атмосферу тысячи тонн ядовитых газов, пыли, сажи, копоти и золы

Демонстрация опыта: Горение вулкана.

                 (NH₄)₂Cr₂O₇         → Cr₂O₃   +   N₂↑ + 4H₂O

       дихромат аммония      оксид             азот      вода

Ученик: С начала августа 2010 года в Москве сложилась чрезвычайная экологическая ситуация — в городе наблюдался сильнейший смог, разовые концентрации загрязняющих веществ на территории Москвы превышали предельно допустимые концентрации (ПДК) в несколько раз: по угарному газу — почти до 7 раз, по взвешенным веществам — до 16 раз, по диоксиду азота — более чем в 2 раза.

В этот период в Москве число смертей увеличилось в два раза. Смог проник в метро, нарушил работу московских аэропортов, отменена церемония развода конных и пеших караулов в Кремле. Была отмечена массовая гибель диких животных в московских парках и подмосковных лесах, а также ажиотажный спрос на марлевые повязки и респираторы.

Причиной смога являлись природные пожары в России 2010 года.

Задымления происходили в Москве и в прежние годы, но в 2010 таковое было наиболее сильным

Ученик:  В воздухе содержатся частицы пыли и сажи, возникающей в результате выветривания горных пород, вулканических извержений, пожаров, ветровой эрозии пахотных земель, производственной деятельности человека. Пыль влияет на тепловой режим планеты.

Постоянные источники повышенной запыленности – отрасли металлургического, химического и текстильного производства, строительство, многие транспортные средства.

Демонстрация опыта: Горение керосина( старая керосиновая лапма).

                            Керосин получают из нефти. Он используется как жидкое топливо для тракторов, реактивных самолетов и ракет.

При горении керосина образуется сажа, газообразные вещества. Они оседают на поверхности почвы.

Концентрация сажевых частиц над океанами составляет 0,5 мкг/м³, а в приземном слое промышленно развитых районов она достигает 30 мкг/м³.

Сажевые частицы не взаимодействуют с кислородом воздуха, поэтому удаляются только за счет осаждения, которое идет медленно.

Ученик:    1 квадратный километр территории крупного города собирает за месяц 25 тонн сажи.

 Внешний облик растений отражает особенности среды их обитания. У деревьев и кустарников, растущих в условиях сильной загазованности много сухих и усыхающих ветвей. В результате наблюдения за деревьями на пришкольном участке установили, что все растущие здесь деревья 3-его-4 классов жизненного состояния по 6-ти бальной шкале.

Продолжительность жизни деревьев в городах сокращена по сравнению с теми, которые растут в естественных условиях. Так, например, липа в парках живет 125-150 лет, на улице 50-80 лет, а в естественных условиях 300-400 лет.

Учитель биологии:     Автомобильный транспорт – один из основных загрязнителей окружающей среды. Один бензиновый двигатель на 1000 литров сожженного топлива выбрасывает в атмосферу 200 кг оксида углерода (II) и оксида углерода (IV), 25 кг углеводородов, 20 кг оксидов азота, 1 кг сажи, 1 кг сернистых соединений.

    Авиационный транспорт сильно воздействует на атмосферу. За 1 час современный самолет сжигает около 15 тонн топлива, потребляя при этом 625 тонн воздуха и выбрасывая 66 тонн продуктов горения. Последние сохраняются в атмосфере 2 года.

Ученик. При неполном сгорании бензина в двигателях внутреннего сгорания образуются выхлопные газы, другими словами оксид углерода (II) – «угарный газ» – это сильный яд!

                   C₅H₁₂ + 8O₂ → 5 CO₂↑ + 6H₂O

                            схема: C₅H₁₂ + O₂ →   CO₂↑ + CO + C + H₂O

Учитель биологии: Отравление угарным газом

Ученик: Травы, растущие вблизи оживленной автострады, непригодны в корм скоту, так как накапливают ядовитые соединения свинца, которые отравляют молоко и мясо животных. Сбор лекарственных трав и грибов вблизи дорог запрещается.

Особенно много свинца в почвах крупных автострад. Вблизи крупнейших центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.

    Это отражается на облике растений. В основном у них разрушена крона, имеется большое количество сухих и усыхающих ветвей. Листья с признаками хлороза и некроза, желтоватые с белесыми или коричневыми пятнами.

Большое влияние на химический состав почв оказывает современное сельское хозяйство, широко используя удобрения и различные химические вещества для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. В настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного производства.

 Вывод: сажа, оксид углерода (II), оксиды тяжелых металлов – вредные вещества не только для растений, но и для человека.

Учитель химии: Ребята, а сейчас разберем, какое действие на окружающую среду оказывает сернистый газ SO2 – оксид серы (IV)/ Скажите, к какому классу неорганических соединений его можно отнести?

Ученик: Сернистый газ SO2 – относится к классу оксидов и является кислотным оксидом, ему соответствует сернистая кислота. Он образуется при сжигании серы 

                            S + O₂ → SO₂ ↑      оксид серы (IV)

    Исследования показали, что зеленые растения более чувствительны к действию сернистого газа, чем животные и человек. Допустимая максимально- разовая концентрация SO₂ для растений оказалось равной 0.02 мг/м³ (для животных и человека 0.05 мг/м³). Большая чувствительность растений связана с большей скоростью проникновения газа.  Под действи­ем сернистого газа фиалка мо­ментально обесцвечивается. Вследствие высокой химической активности сернистый газ обесцвечивает большую часть цветов, напри­мер розы, барвинки и т. п.

                             Вывод: Значит действие сернистого газа губительно на окружающую среду.

Учитель химии: Оксид серы (IV) SO2 хорошо растворим в воде. В 1 объеме воды растворяется 39,4 объемов SO2.

Следовательно, сернистый газ во влажном воздухе образует сернистую кислоту. А что происходит в природе? Как вы думаете?

Ученик: Так как сернистый газ во влажном воздухе образует сернистую кислоту, то она, выпадая с дождем, действует на сооружения, сделанные из металла, на краски и даже камни, скульптуры, которые делаются из мрамора и известняка.

 Совсем недавно в Италии скульптурное изображение коней, украшавшее площадь Святого Марка, пришлось заменить копией, потому, что сернистая кислота разъела камень скульптур, простоявших века.

 ТЭЦ средней мощности за сутки выбрасывает в атмосферу 120 тонн сернистого газа и 400 тонн золы. Вследствие этого, запыленный воздух плохо пропускает ультрафиолетовые лучи, что является причиной заболевания детей рахитом, в результате которого ненормально формируется скелет.

Ученик: Кислотные дожди – одна из наиболее опасных болезней биосферы. Она превращает озера, реки и пруды в «мёртвые водоёмы», уничтожая все живое от рыб до микроорганизмов и растительности. Наносится ущерб садам, лесам, огородам.

Обычный дождь обладает слабой кислотностью, его рН равно 6 (диапазон рН определяется от 1 для сильнокислых сред до 14 для сильнощелочных, таким образом, рН = 7 - это показатель нейтральности). У кислотного дождя рН может составлять до 2,8.

Сера (1) по большей части выбрасывается из заводских дымовых труб в виде газообразного диоксида серы (Sty, а азот (2) — в форме оксидов азота (N0 или N02 ) также газообразных. Газы могут быть поглощены непосредственно почвой, озерами или поверхностной растительностью (3) Если же они какое-то время находятся в атмосфере, газы гидратируются (приобретают атом кислорода) и превращаются в растворы кислот (4). Оксиды серы дают серную кислоту (H2S04), а оксиды азота — азотную (НМ03). Кислоты обычно растворяются в каплях дождя и могут перемещаться на большие расстояния, прежде чем выпадут в виде кислотного дождя. При выпадении на почву кислотный дождь вызывает растворение и высвобождение тяжелых металлов и алюминия (10). Когда он попадает в озера, это вызывает накожное раздражение у многих рыб. Леса страдают от кислотных дождей, потому что повреждаются листья, корни и погибают содержащиеся и почве микроорганизмы.

Ученик: ТЭЦ, так же как и современная промышленность выбрасывает в воздух миллионы тонн оксидов азота. Оксиды азота так же образуются в атмосфере под действием электрических разрядов во время грозы. Оксиды азота соединяются с парами воды и вместе с дождем выпадают на Землю в виде разбавленной азотной кислоты (HNO3).

Давайте в лабораторных условиях получим оксид азота (IV).

    Демонстрация опыта: Взаимодействие азотной кислоты с медью.

                            Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑

Азотная кислота является сильным окислителем. При взаимодействии концентрированной азотной кислоты с медью образуется газ бурого цвета «лисий хвост» − это оксид азота (IV).

    Демонстрация опыта: Действие концентрированной азотной кислоты на белок куриного яйца.

Белок – основа жизни на Земле.      Вывод: Происходит денатурация белка.

«Денатурация» – свертывание. Значит действие азотной кислоты на все живое – губительно.

 Учитель биологии: В современном мире много веществ, губительно действующих на животный белок.

Ученик: Демонстрация опыта: Действие раствора едкой щелочи (гидроксида натрия) на шерсть животных, перьев птиц.

                  Перья птиц, шерсть растворяются, так как они являются органическими веществами, содержащими серу, и при кипячении с концентрированными едкими щелочами разлагаются и образуют при этом растворимый сульфид натрия.   Вывод: Значит действие едких щелочей опасно.

Ученик: Демонстрационный опыт: куриное яйцо + кислота

                           Оксид углерода (IV) не поддерживает горение веществ и дыхание живых существ. Накопление его в больших количествах губительно.

Накопление углекислого газа ведёт к повышению температуры воздуха на 2-5 градусов. Тогда может произойти необратимый процесс – таяние ледников Северного и Южного полюсов, повышение уровня воды в Мировом океане.

Ученик. Процесс фотосинтеза является основой питания всех живых существ, а также снабжает человечество топливом, волокнами и бесчисленными полезными химическими соединениями. Из диоксида углерода и воды, связанных из воздуха в ходе фотосинтеза, образуется около 90-95% сухого веса урожая. Человек использует около 7% продуктов фотосинтеза в пищу, в качестве корма для животных и в виде топлива и строительных материалов

Первый ведущий:        Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека в природу, ещё полвека назад академик В.И. Вернадский писал «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески оправдалось. Планета гибнет потому, что мы нарушаем экологические законы. Багри Комоннера, который говорил, что всё связанно со всем и всё надо куда-то девать, что за всё надо платить и что, самое главное, природа лучше знает. Но если погибнет наша планета, погибнет и всё человечество, погибнем все мы. Поэтому сейчас, в начале третьего тысячелетия, стоит задуматься о будущем и объявить XXI век веком защиты нашей планеты, веком защиты природы.

Второй ведущий: Для этого нам потребуется немало средств и усилий. Но главное, необходимо, чтобы каждый человек задумался над тем, что мы стоим на пороге экологической катастрофы, и внёс посильный вклад в защиту природы. И сейчас хочется вспомнить слова А. Экзюпери: «Если же у человечества не найдётся средств и разума, чтобы поладить с природой, то на умершей, покрытой пылью безжизненной Земле стоило бы, пожалуй, установить надгробный камень с такой скромной надписью: «Каждый хотел лучшего для себя».

Я не хочу такого мира,

Где всё так серо, всё уныло…

Опомнись, вздрогни, человек.

Не долог на земле твой век.

Но что после себя оставим?

И чем мы здесь себя прославим?

Убитой птицей на заре?

Лесами чёрными в огне?

И свалкой мусора огромной?

Иль атмосферою зловонной?

Иль речкой с мёртвою плотвой?

Полями с выжженной травой?

Я не хочу такого мира.

Итог урока: 

1. Строить газоочистительные установки и установки по утилизации газообразных отходов.

2.Все должны помнить законы Коммонера.

3. Чтобы решить эти экологические проблемы, нужны не только экологические знания, но и экологическая культура.

4.Создание замкнутых производственных циклов с эффективными внутренними очистными сооружениями.