Экологическое расследование «Чистый воздух»

учитель информатики и ИКТ, МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №3»

Экологическое расследование «Чистый воздух»

Аннотация

Качество воздуха - один из основных показателей качества окружающей среды, влияющий на здоровье жителей города Донской. Проект является исследовательской деятельностью и подразумевает использование интерактивных методов. Проектно-исследовательский метод организует творческий поиск и применений знаний, обеспечивает овладение методами научного познания, позволяет учащимся практически применить знания, полученные на уроках информатики, экологии.

В ходе работы над проектом школьники ищут и анализируют транспортную нагрузку на улицах: оценивают количество угарного газа, попадающего в окружающую среду с выхлопными газами автомобилей; на основе полученных данных вырабатывают предложения по улучшению экологической ситуации. Роль учителя в данном проекте: выдвигать проблемы, быть источником информации,  быть помощником и организатором учебной деятельности. Важно помочь ученикам отыскать доступные для них способы улучшения состояния воздушной среды. Учащиеся должны понимать, в какой именно деятельности они могут проявить свою заботу о чистоте воздуха.

За основу проекта "Дыхание города" взята методика изучения загрязнения воздуха автотранспортом, опубликованная в сборнике материалов по экологическому просвещению (выпуск 6) «Мозаика интерактивна» / Экологическая библиотека «ИСАР-Сибирь», Новосибирск, 2002

Цели и задачи

1. Формирование экологического сознания и экологической культуры у школьников.
2. Привлечение внимания школьников  к проблеме загрязнения атмосферы.
3. Выявление путей решения проблемы загрязнения воздуха.
4. Реализация межпредметных экологических связей.
5. Формирование активной позиции школьников по вопросам защиты окружающей среды.
6. Развитие коммуникативных способностей ребят.
7. Развитие навыков сотрудничества.
8. Закрепление навыков расчёта в электронных таблицах.
9. Формирование навыков чтения и составления столбчатых диаграмм.

Дидактическое обеспечение

1. Видеосюжет: движение автотранспорта в г. Донской (1 мин.).
2. Тематические листовки,  выполненные ребятами.
3. Презентация с необходимыми формулами, данными,  диаграммой «Газовый состав атмосферы»
4. Комплект рабочих листов по числу учеников класса.
5. Комплект кроссвордов по числу групп.

6. Экспертная справка.
7. Жетоны – «бинарики» для организации соревнования.

Этапы экологического расследования

Учащиеся знакомятся с одной из глобальных экологических проблем - загрязнением атмосферы городов. Перед детьми ставится проблема: действительно ли воздух в  г. Донской нельзя считать чистым. Выдвигается гипотеза: «Автотранспорт наносит существенный вред чистоте воздуха». В ходе проведения исследовательской работы проводится проверка гипотезы, после чего дети делают выводы и предлагают методы борьбы с загрязнением воздуха в городе. Результат исследования: статья с результатами исследования будет размещена в школьной газете, отправлена в «Донскую газету»  с целью привлечения внимания к экологической проблеме города (если такая существует).

«Погружение» в проблему

Задание 1. Найти данные в Интернет о количестве и видах автотранспорта в г. Донском

Задание 2. Подготовить сообщение «Деревья – санитары города»

Задание 3. Подготовить тематическую листовку в защиту окружающей среды.

Сбор данных. Учащиеся в указанных учителем источниках ищут необходимые данные.

Предварительная обработка данных. Учащиеся переносят данные  в электронную таблицу, оформляют сообщение и листовки.

Заключительный этап расследования проводится в форме межпредметного (экология –информатика) урока - расследования, в ходе которого учащиеся получают от учителя необходимые формулы для расчета. Расчёт проводится в два этапа

для двигателей, работающих на бензине для двигателей работающих на газе

По полученным результатам строятся диаграммы.

По результатам исследования выполнение формулируют выводы, заполняют экспертную справку и передают ее в редакцию газет. Все ученики класса делятся на рабочие группы. В течение урока между группами происходит соревнование за право подписи экспертной справки: за каждый правильный ответ на вопрос учителя, правильно отгаданное слово чайнворда, решенное задание информационного теста группа получает цветной жетон – «бинарик». Группа, набравшая большее количество «бинариков», получает право подписи экспертной справки.

ХОД УРОКА

Вступительное слово о целях и задачах урока. Постановка проблемы, сообщение о проблеме (приложение 6) Заполнение электронной таблицы необходимыми формулами, построение диаграмм (приложение 1). Обсуждение результатов, полученных при предварительной обработке данных (чтение диаграмм, сравнительный анализ данных таблицы). Викторина (приложение 3). Заслушивается сообщения о пользе деревьев (приложение 9). На основе просушенных сообщений определяется необходимое количество деревьев, их вид, меры защиты зелёного насаждения. Решение экологического чайнворда (приложение 2). Подведение итогов соревнования (подсчет количества жетонов по группам). Заполнение экспертной справки (приложение 4, приложение 5). Передача справки представителю «Донской газеты»  и его ответное слово.

Приложение 1

Содержание файла Атмосфера. xlsx:

Экологическое расследование «Чистый воздух»

Фамилия, имя заполняющего:

Рабочая формула: М = m х n

m - количество угарного газа, выбрасываемого одним автомобилем определенного типа (г/км);

n - среднее количество автомобилей определенного типа, проехавших за один час.

Задание 1. Заполни таблицу, используя рабочую формулу. Недостающие данные получить вычислительными методами из имеющихся данных.

Сравнительная таблица максимального загрязнения атмосферы города автотранспортом (при условии, что все проедут по 1 км)

Автотранспорт г. Донского	Количество автомобилей	Бензин и дизельное топливо	Природный газ
Окись углерода	М	Окись углерода	М
Грузовые автомобили	89
Легковые автомобили	11315	24,7
Пассажирские автобусы и микроавтобусы	118	82,6		25
ВСЕГО:	13232	ВСЕГО:	ВСЕГО:

Задание 2. Используя данные рабочей таблицы, создать сравнительные диаграммы.

Выброс угарного газа автомобилями разных типов

Выброс угарного газа автомобилями с разными типами двигателей

Задание 3. Произведи необходимые расчеты, ответь на вопрос: если модернизировать все автобусы, работающие на бензине, и перевести их на более экологичный вид топлива - сжатый газ, то во сколько раз уменьшится выброс угарного газа на каждой из улиц?

Сделать выводы об использовании сжатого газа в виде топлива и внеси свои предложения.

Задание 4. Прослушать выступление «Деревья – санитары города».

Рассчитать,  сколько деревьев должно быть в городе, чтобы поглотить угарный газ, выделяемый автотранспортом

Дата заполнения: Подпись:

Приложение 2

Чайнворд «Чистый воздух»

Отгадайте слово, определяющее объект исследования

а	з	о	н
ф	о	т	о	с	и	н	т	е	з
а	в	т	о	м	о	б	и	л	ь
к	и	с	л	о	р	о	д
р	а	с	т	е	н	и	я
ф	и	л	ь	т	р
б	е	н	з	и	н
п	р	о	т	и	в	о	г	а	з
г	а	з

1. Атмосфера планеты Земля состоит из этого газа больше, чем наполовину.
2. Процесс, при котором зеленые растения, поглощая воду и углекислый газ, при участии солнечной энергии производят кислород.
3. Источник загрязнения атмосферы (средство передвижения).
4. Газ, необходимый для дыхания человека.
5. Организмы, частично нейтрализующие вредное воздействие загрязненной атмосферы.
6. Устройство в конструкции автомобиля, поглощающее угарны газ.
7. Вид органического топлива.
8. Защитное приспособление, позволяющее дышать в условия загрязненной атмосферы.
9. Более экологичное, по сравнению с бензином, топливо. ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Приложение 3

ВОПРОСЫ ВИКТОРИНЫ

Газ в составе атмосферы, доля которого составляет 78 %? (азот) Погодное явление, способствующее очищению атмосферы? (дождь) Есть ли в составе атмосферы ядовитые газы? (да) Что такое озон? (газ в составе атмосферы, поглощающий ультрафиолетовое излучение) Верхняя граница атмосферы проходит на высоте а) 10 км, б) 130 км, в) 500 км? (500 км) Как называется газ, увеличение концентрации которого ведет к возникновению парникового эффекта? (углекислый газ) Как называется густой туман, состоящий из смеси загрязняющих веществ, часто наблюдаемый в больших промышленных городах? (смог) В каком агрегатном состоянии находится вода в атмосфере? (твердом, жидком, газообразном) Почему дожди называют "кислыми"?

Приложение 4

Содержание файла Справка. doc

Экспертная справка о состоянии воздушной среды в г. Донской

"----"-------------- 2014 г. учащиеся ------ класса МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №3»  провели исследование состояния воздушной среды в городе Донской и получили следующие результаты:

n - количество автомобилей определенного типа; m - выброс угарного газа одним автомобилем определенного типа (г/км); M = m х n

	n	Бензин и дизельное топливо	Природный газ
Окись углерода	М	Окись углерода	М
Грузовые автомобили	89
Легковые автомобили	11315	24,7
Пассажирские автобусы и микроавтобусы	118	82,6		25
ВСЕГО:	13232	ВСЕГО:	ВСЕГО:

Количество автомобилей всех типов _________________________________

Выбросов угарного газа автомобилями разных типов________________________

Сравнительная диаграмма выбросов при условии модернизации двигателей

Предложения по улучшению качества воздушной среды:

_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________

Дата заполнения: _____________________________

Ф. И. О. заполняющих:
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________

Приложение 5

Возможные пути решения проблемы

создание новых двигателей, использующих экологически чистые продукты; разработка средств защиты атмосферы и гидросферы; хорошая организация общественного транспорта и более строгие требования к экологическим характеристикам автомобиля; контроль со стороны службы ГИБДД, призванной контролировать техническое состояние автомобиля, должен быть ужесточен; повышение налога за использование старых  автомобилей; увеличение налогов за пользование дорогами, местами парковок, гаражами; улучшение качества дорожного полотна; увеличение количества зеленых насаждений на оживленных улицах и магистралях.

Приложение 6

Текст сообщения

О проблемах атмосферы города

Рис.1 Состав атмосферы

Сегодня мы поговорим об атмосфере нашего города: примерно 78%  её составляет азот, около 21 % - кислород и 1% приходится на другие газы. Кислород используется большинством живых организмов для дыхания, и диоксид углерода (углекислый газ)  потребляется растениями, водорослями и цианобактериями в процессе фотосинтеза.

Как вы думаете, выдерживается ли это соотношение в нашем городе?

Давайте посмотрим на данные таблицы 1:

Таблица 1

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Тульской области

	1995	2000	2005	2009	2010	2011	2012	2013
Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, тыс. тонн	499	238	243	346	311	343	362	344
от стационарных источников	309	143	148	156	167	193	198	181
от автотранспорта1)	190	95	95	190	144	150	164	163
1) По данным управления Росприроднадзора по Тульской области.

Как видим, значительную долю составляют вредные примеси, содержащиеся в выбросах предприятий и автотранспорта.

Количество последнего постоянно растёт. это мы можем видеть из таблицы 2

Таблица 2

Тульская область

Число собственных легковых автомобилей на 1000 человек населения1)

Год	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011
Значение	122,2	127,9	138,6	147,7	170,3	173,6	192,5	223,3	230,9	252,6	274,6

По данным МВД России о числе зарегистрированных легковых автомобилей в собственности граждан. За 2003-2010 гг. показатель рассчитан с использованием численности населения, пересчитанной с учетом итогов ВПН-2010

Автотранспорт вносит в атмосферу нашего города многие примеси: углеводороды неизвестного состава, бензпирен, углекислый газ, соединения серы и азота, свинец, угарный газ. Последний (угарный газ) – сильнейший  яд! В больших дозах он смертелен, а в малых – вызывает хронические заболевания организма. Было выявлено его отрицательное влияние на центральную нервную систему, а также нарушение обменных функций в организме, снижение сопротивляемости организма к вирусным заболеваниям.

Учённые многих стран работают над способами снижения выбросов угарного газа.

К ним относятся:

замена бензиновых двигателей на газовые и электрические. Электромобили более дороги в эксплуатации, чем другие виды автотранспорта,  но жители многих стран идут на это, чтобы дышать более чистым воздухом. использование велосипедов. В Дании, Китае,  например, многие жители городов ездят на велосипедах. Отказ от личного автотранспорта в пользу велосипедного полезно и для здоровья, и для чистоты воздуха. встраивание в конструкции автомобилей специальных устройств - фильтров, которые задерживают часть вредных газов.

Давайте же исследуем эту проблему более подробно и выясним эффективность некоторых способов улучшения экологической обстановки в городе.

Приложение 9

Текст сообщения

Растения в условиях нашего города

В нашем городе широко развит общественный транспорт, система связи. Промышленные предприятия, расположенные в Новомосковском, Узловском, Кимовском районах,  загрязняют природную среду пылью, выбросами и сбросами побочных продуктов и отходов производства. Кроме того, для нашего города, как для всех современных городов, характерны высокие уровни тепловых, электромагнитных, шумовых и других видов загрязнений.

Значительную роль в нейтрализации и ослаблении негативных воздействий промышленных зон города на людей и живую природу в целом играют зеленые насаждения. Высаживаемые на городских улицах и в скверах зеленые насаждения помимо декоративно-планировочной и рекреационной выполняют очень важную защитную и санитарно-гигиеническую роль.

Не все растения способны выжить в условиях города. Деревья и кустарники, высаживаемые на запыленных улицах, должны выдерживать мощный натиск цивилизации. К тому же они должны не только украшать улицы, дарили прохладу в знойный день, но и обогащали воздух живительным кислородом. Далеко не каждому растению это под силу.

Растения, произрастающие в условиях крупного города, – настоящие «спартанцы». Рост деревьев здесь весьма затруднен из-за загрязнения окружающей среды. На 1 км2 крупного города ежегодно выпадает до 30 т различных веществ, что в 4–6 раз больше, чем в сельской местности. Ученые считают, что большая доля смертных случаев в городах всего мира связана именно с загрязнением воздуха.

Какова же роль зеленых насаждений в очистке воздуха? В листьях дерева хлорофилловые зерна поглощают углекислый газ и выделяют кислород. В естественных условиях летом дерево средней величины за 24 ч выделяет столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек, а 1 га зеленых насаждений за 1 ч поглощает 8 л углекислого газа и выделяет в атмосферу количество кислорода, достаточное для поддержания жизнедеятельности 30 человек. Деревья очищают от углекислого газа приземный слой воздуха толщиной приблизительно 45 м.

Среди разнообразных пород деревьев, используемых для озеленения городов, особыми свойствами отличается каштан. Одно взрослое дерево каштана очищает от поступающих выхлопных газов пространство объемом до 20 тыс. м3. При этом, в отличие от многих других деревьев, каштан разлагает ядовитые вещества почти без ущерба для своего здоровья.

Устойчив к загрязнению воздуха и тополь. По количеству поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода 25-летний тополь превосходит ель в 7 раз, а по степени увлажнения воздуха – почти в 10 раз. Так что для оздоровления воздуха вместо семи елей (трех лип или четырех сосен) можно посадить один тополь, который к тому же хорошо улавливает пыль.

Листва деревьев активно улавливает пыль и снижает концентрацию вредных газов, причем эти свойства у разных пород проявляются в разной степени. Хорошо задерживает пыль листва вяза и сирени (лучше, чем листья тополя). Так, посадка из 400 молодых тополей за летний сезон улавливает до 340 кг пыли, а вяза – в 6 раз больше. Акация, неприхотливый быстрорастущий шиповник и ряд других растений тоже обладают подобными свойствами.

За комфорт, предоставляемый транспортом, за огромное количество автомобилей мы расплачиваемся чистотой воздуха. При сгорании 1 л горючего в двигателе автомобиля в воздух попадает 200–400 мг свинца. За год один автомобиль может выбросить в атмосферу до 1 кг этого металла. Повышенное содержание свинца в овощах и фруктах, выращенных вблизи автострад, а также в молоке коров, которым скармливалась загрязненная трава, представляет опасность для здоровья человека.

Иногда летом можно наблюдать листопад у деревьев. Причина этого – высокое содержание свинца в воздухе. Деревья тяжело переносят свинцовое отравление. Верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают его в относительно больших количествах, а береза, ива, осина – значительно меньше. Концентрируя свинец, растения тем самым очищают воздух. В течение вегетационного периода одно дерево может накопить столько свинца, сколько его содержится в 130 л бензина. Простой расчет показывает, что для нейтрализации вредного действия одного автомобиля необходимо не менее 10 деревьев.

Итак, кто лучше всех поборется с таким вредным веществом, как двуокись серы? Наблюдали березу пушистую, ясень, вяз, липу, клен. Участвовал в эксперименте и тополь. Общий вес листьев в кроне (в пересчете на сухое вещество) равен примерно десяти килограммам. И вот выяснилось: за май, июнь, июль, август, сентябрь листья клена вобрали в себя 30 г ядовитых примесей, листья липы – 100 г, вяза – 120 г, ясеня – 140 г. А тополь бальзамический лучше всех отбил «газовую атаку» – он поглотил 180 г двуокиси серы. Всего себя отдал исцелению воздуха, оказался самым выносливым санитаром.

Интернет-источники:

http://ecoclub. nsu. ru/isar/books/edubook6/ - Сборник материалов по экологическому просвещению «Мозаика интерактива», выпуск 6/ Экологическая библиотека "ИСАР-Сибирь"
Новосибирск, 2002 http://knoema. ru/atlas - Мировой атлас данных http://donskoy. /news/v_donskom_zaregistrirovano_13232_edinicy_transportnykh_sredstv/2011-04-12-45  - Сайт «г. Донской Тульская область» http://www. dishisvobodno. ru/eco_tula_obl. html  - Сайт «Дыши свободно. Экология городов и регионов» http://bio.1september. ru/article. php? ID=200700801 - «Растения в условиях города»