Этап закрепления новых знаний
Тема: Экологические проблемы и их последствия
Цель: Закрепление и контроль знаний о глобальных экологических проблемах и их последствий для человечества
План
1 Озоновые дыры
2 Парниковый эффект
3 Кислотные дожди
Озоновый слой
1.1 Озоновый слой – это тонкий газовый слой в стратосфере (от 10 км и выше от поверхности Земли), который защищает поверхность Земли от разрушительного эффекта солнечных ультрафиолетовых лучей.
Принято различать два вида озона:
· тропосферный озон, образующийся в нижних слоях атмосферы Земли ниже 8-12 км. На тропосферный озон приходится около 10% всего атмосферного озона.
· стратосферный озон, образующийся в верхних слоях атмосферы Земли выше 12 км, 90% атмосферного озона
Стратосферный озон
· защита от ультрафиолетовых излучений
· играет решающую роль в радиационном балансе стратосферы.
Уменьшение озона на 1% вызывает:
· увеличение заболеваемости раком кожи на 3-6%.
· страдает иммунная система, организм более восприимчив к инфекционным заболеваниям
· разрушаются клетки растений
· T° воздуха снижается, изменяется направление господствующих ветров и меняется погода, т.е. непредсказуемо может измениться климат Земли.
Тропосферный озон
· токсичен для людей
· действует в качестве парникового газа
Образование озона
Под действием ультрафиолетовых лучей, кислород превращается в озон, который накапливается в атмосфере
|
|
|
1.2 Концентрация озона в атмосфере и распределение озонового слоя над поверхностью Земли
Озоносфера охватывает всю планету, но распределение озонового слоя над поверхностью Земли неравномерно. Образование большей части озона происходит над экватором, а в сторону полюсов О3переносится воздушными
Вопрос преподавателя. Почему над экватором озоновый слой тоньше?
Ведь, казалось бы, вполне логично предположить, что озона должно быть больше там, где он и образуется.
Для объяснения этого феномена есть несколько причин. Рассмотрим их подробнее.
Причиной малой концентрации озона над экваториальными широтами является быстрый распад молекулы озона. Время жизни молекулы озона здесь составляет всего несколько часов.
Это связано, прежде всего, с высокой интенсивностью солнечного излучения в высоких слоях атмосферы экваториальных широт. Ультрафиолетовое излучение разбивает молекулы озона, также озон разрушается вследствие реакции с атомарным кислородом.
Оставшийся озон из-за большей плотности опускается в более нижние слои атмосферы и воздушными течениями переносится по направлению к полюсам Земли. Здесь время жизни молекулы озона уже значительно выше – около 100 дней.
|
|
|
Таким образом, концентрация озона в атмосфере над экватором получается ниже, чем над полярными широтами.
Также концентрация озона в атмосфере изменяется в зависимости от времени года.
Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 г в Южном полушарии над Антарктидой группой британских учёных. Каждый август она появлялась, к декабрю или январю прекращая своё существование. Над Северным полушарием в Арктике образовывалась другая дыра, но меньших размеров. С тех пор начались систематические исследования факта изменение плотности озонового слоя. Было установлено, что в конце осени и зимой озоновые дыры увеличились в размерах, к весне уменьшались, а наименьшие размеры озоновых дыр отмечались в летнее время.
1.3 Факторы разрушения озонового слоя (Материал представлен в виде инфографики, рассказ студента с использованием ментальной карты (Прил. З))Потеря озона в атмосфере устанавливается посредством измерения площади и глубины озоновой дыры. Считается нормальной толщина уровня озона в 300 единиц Добсона.
Существует много гипотез, пытающихся объяснить разрушение озона. Причины его колебаний в атмосфере Земли связаны:
С динамическими процессами, происходящими в атмосфере Земли (внутренние гравитационные волны, Азорский антициклон и др.)
|
|
|
Понижение температуры атмосферного воздуха приводит к большему разрушению озона в стратосфере, чем повышение. Другими словами, потепление климата ведет к сохранности озонового слоя.
При разрушении озонового слоя атмосфера на стратосферных высотах становится прозрачнее, и излучение, поглощавшееся там озоном, «проваливается» в тропосферу, нагревая приземный воздух или воду в океанах и морях. Нагрев воздуха, естественно, уменьшает его вес, а значит и давление.
Влияние Солнца колебания его активности
Со стороны космоса озоновый слой дополнительно прикрыт слоем двухатомных молекул азота. Нарастающая активность Солнца способствует истончению слоя молекул азота, прикрывающего озоновый слой с внешней стороны, и при этом озон становится более доступным для разрушающего воздействия космических излучений и высокоэнергетичных элементарных частиц.
Вулканизм, как следствие геологических процессов, испаряющиеся из вулканов фреоны, участвуют в разрушении озонового слоя
Антропогенный фактор.
Это концентрация хлоридов и бромидов в атмосфере. На протяжение долгого времени такие соединения использовались человеком в аэрозольных баллончиках и холодильной технике.
|
|
|
1.4 Последствия влияния озоновых дыр
Под воздействием ультрафиолетового излучения человек становится более подвержен таким заболеваниям, как рак кожи, быстрое старение, катаракта глаза и общее снижение иммунитета.
Ультрафиолет проникает в воду и вызывает разрушение обитающих в ней живых организмов, входящих в состав планктона, результатом является недостаток пищи для рыб и млекопитающих, которые находятся под угрозой исчезновения.
Наиболее чувствительные к вредному воздействию ультрафиолета растения получают нарушения образования хлорофилла, что может привести к вымиранию некоторых видов растений.
В том случае, если вымирают растения, под угрозу исчезновения также попадают редкие виды травоядных животных.
Таким образом, озоновая дыра может привести к полному разрушению озонового слоя, что приведет к биологической смерти планеты Земля.
Вывод: Как мы видим с вами, источников разрушения слоя озона над поверхностью Земли огромное множество. И однозначно сказать, что является причиной разрушения нельзя. В мире не существует математического аппарата что бы объединить все причины разрушения вместе. Лоббируются чьи-то интересы, скрываются факты, некоторые теории имеют разносторонние решения. Поэтому мы лишь можем с антропогенной точки зрения повлиять на озоновый слой.
Парниковый эффект
Наша Земля нагревается, каждый год ее температура повышается на 0,2 С0 . К лету 2030 года может растаять весь лёд в Арктике. А к концу века учёные прогнозируют подьём уровня воды в океане около 30 см
Однако это случалось и ранее 20 000 лет назад наша планета тоже начала нагреваться, что привело к таянию ледников. В течении последующих 10 000 лет температура выросла на 6 0С. Это глобальное потепление положило конец ледниковому периоду. Но это повышение температуры не было равномерным и постепенным. До 25 млн. км2 суши - это приблизительно в 3 раза больше площади США оказались под водой в конце ледникового периода. Когда 60 тысяч триллионов тонн воды переместились из суши в океан. Геология земли при этом претерпела существенные изменения. Однако после 10000 лет климатических изменений и экологических перемен наши предки научились приспосабливаться к вызовам, которые бросала им природа. Они пережили целую эпоху экологических испытаний, и обзавелись технологиями и навыками и новым общественным устройством. Они продолжили строить города, государства и цивилизацию, которую мы знаем её сегодня. Современный мир сформировался на фоне драматичных экологических перемен, вызванных глобальных экологических изменений в конце ледникового периода. Сегодня учёные предсказывают новый период резкого глобального потепления. Столкнемся ли мы с похожими переменами в 21 веке.
Таким образом, 10000 лет назад необычное расположение планет в нашей солнечной системе привело к глобальному потеплению. Такое расположение планет не повториться ещё 80 000 лет. В теории земля должна охлаждаться. Однако это не так
Так всё же, какие сюрпризы готовит нам климат – адский зной, или лютую стужу? И какой из этих вариантов для человечества наиболее фатален?
ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ ИЛИ ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД?
Выжженная солнцем планета, нехватка пресной воды, плодородные земли превращены в пустыни, миллионы людей умирают от голода. Такой прогноз на ближайшее будущее составила группа климатологов, получивших в 207 году Нобелевскую премию мира. По их мнению глобальное потепление неизбежно. А главный виновник грядущей катастрофы – обычный углекислый газ
2.1 Принцип действия парникового эффекта
Солнечное излучение проходит в виде световых волн и нагревает землю, а потом какая то часть этого излучения, которая впиталась и нагрела планету отражается обратно в космос в виде инфракрасного излучения. А какая то часть инфракрасного излучения задерживается этим слоем атмосферы и остаётся на ней. И это для нас хорошо, потому что сохраняет температуру земли в определенных пределах. Делает ее относительно постоянной и пригодной для жизни. Но беда в том что этот тонкий слой атмосферы утолщается загрязнениями, которые туда выбрасываются. В результате этим слоем атмосферы задерживается большее количество отраженного инфракрасного излучения, таким образом атмосфера нагревается по всему миру. Это и есть глобальное потепление.
Предлагаем вашему вниманию видео ролик «Принцип действия образования парниковых газов»
2.2 Факты, свидетельствующие о глобальном потеплении (Прил. Б)
Перед вами фото тающего ледника Пастерц в Автрии. Вы видите каким был ледник в 1875 ив 2004 году
Фото ледника Agassiz в Национальном парке ледников, на фото ледник в 1913 и в 2005 году.
Гора Киллиманжаро Африка фото в 1912, 1970 и 2000 год
До сих пор учёные со 100% уверенностью не могут сказать, что вызывает климатические изменения. В качестве причин глобального потепления выдвигается множество теорий и предположений. Перечислим основные, заслуживающие внимания, гипотезы.
2.3 Причины глобального потепления
Гипотеза 1- изменение солнечной активности
Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила – Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90 летние (Глайсберга) циклы солнечной активности. Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.
Гипотеза 2 — Причина глобального потепление – изменение угла оси вращения Земли и её орбиты
Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения положения и движения планеты вызывают изменение радиационного баланса Земли, а значит и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.
Гипотеза 3 – Виновник глобальных климатических изменений – океан
Мировой океан – огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты.
Предлагаю вашему вниманию видео ролик
Так известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5°С, а поверхности суши 15°С, поэтому интенсивность теплообмена между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО2 (около 140 трлн. тонн, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.
Гипотеза 4 – Вулканическая активность
Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может значительным образом сказаться на климате Земли.
Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO2 вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит и повышению температуры на планете.
Гипотеза 5 – Антропогенная деятельность
Давайте рассмотрим те газы, которые находясь в атмосфере, поглощают и отражают тепловую энергию, тем самым создавая явление парникового эффекта.
Газ, являющийся самым важным в образовании этого явления, называется водяной пар.
Второе место по праву принадлежит углекислому газу.
Показатели этого составляющего вызывают наибольшее беспокойство. Активная деятельность человека приводит к увеличению содержания именно этого газа. За последние два века его концентрация в атмосфере увеличилась почти на 30%.
Третье место рейтинга парниковых газов занимает озон. Но если человеческая деятельность способна увеличивать количество углекислого газа в атмосфере, то содержание озона, наоборот, резко снижает.
На четвертом месте находится метан. В атмосферу он попадает от болот и выделятся домашним скотом. В итоге сельское хозяйство даёт 1/3 всех парниковых газов
И на заключительном пятом месте - закись азота. Активное образование этого парникового газа происходит в момент сжигания отходов разного состава и свойств.
Источником СО2 являются
2.4 Последствия парникового эффекта
Растаявший лед, который попал бы в океаны и моря, привел бы к повышению уровня моря на 65 метров. Это поглотило бы города и страны, изменив общий вид континентов и линий побережья, стерев с лица земли целые популяции
В Европе такие города, как Лондон и Венеция, окажутся под водой. Также затопит Нидерланды и большую часть Дании. Средиземное море расширится и увеличит размеры Черного и Каспийского морей.
В Азии Китай и Бангладеш будут затоплены, а больше 760 миллионов людей окажутся под водой.
В Северной Америке все атлантическое побережье в США исчезнет вместе с Флоридой и побережьем Мексиканского залива
В Южной Америке Амазонская низменность и бассейн реки Парагвай станут проливами Атлантического океана, стерев с лица земли Буэнос-Айрес, прибрежный Уругвай и часть Парагвая.
По сравнению с другими континентами Африка потеряет меньше суши из-за повышения уровня моря. Однако повышение температуры приведет к тому, что большая ее часть станет необитаемой. В Египте, Александрия и Каир будут затоплены Средиземным морем
В Австралии появится континентальное море, но она потеряет большую часть узкой прибрежной полосы, где живет 4 из 5-ти австралийцев.
В Антарктиде то, что когда-то было материковым льдом, уже не будет ни льдом, ни материком. Это произойдет потому, что подо льдом находится материковый рельеф, который ниже уровня моря.
• Увеличится площадь пустынь, пересохнут реки и миллионы людей будут обречены.
• Нарушится циркуляция вод Мирового океана, что приведёт к необратимым последствиям для климата.
• Обострятся хронические заболевания у людей, погибнут животные.
• Штормы и другие природные катаклизмы будут происходить чаще.
• Возможно, растают ледники в Гренландии.
• Если на отопление будет уходить меньше энергии, то на охлаждение её будет затрачиваться больше.
• Ближайшие пол века могут оказаться последними в жизни многих видов живых организмов
Кислотные дожди
Человек всегда радовался благотворным каплям дождя, но сейчас дожди представляют собой серьезную опасность: оксиды серы и азота поступают в воздух и вызывают образование кислотных дождей, которые наносят огромный вред здоровью людей и материальным средствам.
Городской транспорт, предприятия, здания и сооружения создают особый климат городов. Над городами обычно выпадает больше осадков, а воздух сильно запылён и загазован. Нагретый воздух образует над городом "тепловой купол", поэтому зимой в городе всегда теплее, а летом жарче, чем в пригородах. В крупных городах возникает особое явление - смог, то есть смесь городских дымов с туманом.
В атмосферу вместе с выбросами предприятий попадают частички, которые, растворяясь в капельках воды, образуют кислоту. В результате выпадают "кислотные дожди"
Оксиды, попадая в атмосферу, реагируют с молекулами воды, образуя кислоты.
Оксиды серы, попадая в воздух, образуют серную кислоту, оксиды азота – азотную.
Преподаватель задаёт вопрос аудитории
Как понять что эти дожди кислотные?
Студенты отвечают
Кислотные дожди- это осадки (снег, дождь, град, туман), кислотность которых повышена. Мерой кислотности является значение pH.
Чистая вода имеет pH=7. Если кислотность воды ниже 5, то осадки считаются кислотными.
Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере.
Вопрос преподавателя
В самой природе кислотных дождей не существует. Кислотными становятся обычные дожди. Почему?
Рассказ студентов с использованием ментальной карты, показом презентации и просмотром видеофрагментов.
Кислотные дожди по природе своего происхождения бывают двух типов:
— естественные – возникают в результате деятельности самой природы
— антропогенные – вызываются деятельностью человека
ЕСТЕСТВЕННЫЕ ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ
Деятельность микроорганизмов.
Ряд микроорганизмов в процессе своей жизнедеятельности вызывает разрушение органических веществ, что приводит к образованию газообразных соединений серы, которые, естественно, попадают в атмосферу. Количество образуемых таким путем оксидов серы исчисляется порядком 30-40 млн. тонн в год, что составляет примерно 1/3 от общего количества;
Распад азотсодержащих природных соединений. Поскольку в основе всех белковых соединений есть азот, то немало процессов приводит к образованию оксидов азота. Например, распад мочи. Звучит не очень приятно, но это жизнь;
Вулканическая деятельность поставляет в атмосферу еще 2 млн. тонн соединений серы. Вместе с вулканическими газами в тропосферу попадают диоксид серы, сернистый водород, различные сульфаты и элементарная сера;
Грозовые разряды дают порядка 8 млн. тонн соединений азота в год;
Горение древесины и другой биомассы.
АНТРОПОГЕННЫЕ ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ
Не нужно обладать большим умом, чтобы догадаться, что речь пойдет о губительном влиянии человечества на состояние планеты. Человек привык жить в комфорте, обеспечивать себя всем необходимым, только вот «убирать» за собой не привык.
Основной причиной кислотных дождей является загрязнение атмосферы. Если лет тридцать назад в качестве глобальных причин, вызывающих появление в атмосфере соединений, «окисляющих» дождь, назывались промышленные предприятия и тепловые электростанции, то сегодня этот список дополнился автомобильным транспортом.
Теплоэлектростанции и металлургические предприятия «дарят» природе около 255 млн. тонн оксидов серы и азота.
Выхлопные газы автомобильного транспорта – 40% оксидов азота, попадающего в атмосферу.
Твердотопливные ракеты также внесли и вносят немалый вклад: запуск одного комплекса «Шаттл» приводит к выбросу в атмосферу более 200 тонн хлористого водорода, около 90 тонн оксидов азота.
Антропогенными источниками оксидов серы являются предприятия, производящие серную кислоту и перерабатывающие нефть.
Основным источником ЛОС в атмосфере, конечно, являются химические производства, нефтехранилища, бензозаправки и бензоколонки, а также различные растворители, применяемые как в промышленности, так и в быту.
Итоговый результат следующий: человеческая деятельность поставляет в атмосферу более 60% соединений серы, около 40-50% соединений азота и 100% летучих органических соединений.
ПОСЛЕДСТВИЯ КИСЛОТНЫХ ДОЖДЕЙ
Окисление водных ресурсов. Наиболее чувствительными оказываются реки и озера. Происходит гибель рыб. Несмотря на то, что некоторые виды рыб могут выдерживать незначительное подкисление воды, они тоже погибают из-за утраты кормовых ресурсов. В тех озерах, где уровень рН менее 5,1, не было поймано ни одной рыбы. Объясняется это не только тем, что погибают взрослые экземпляры рыб – при рН равном 5,0, большинство не может вывести мальков из икринок, в результате происходит сокращение числового и видового состава популяций рыб.
Вредное воздействие на растительность. Кислотные дожди действуют на растительный покров прямо и косвенно. Прямое воздействие происходит в высокогорных районах, где кроны деревьев оказываются в прямом смысле погруженными в кислотные облака. Излишне кислая вода разрушает листья и ослабляет растения. Косвенное воздействие происходит за счет снижения уровня питательных веществ в почве и, как следствие, увеличение доли токсичных веществ.
Разрушение творений рук человека. Фасады зданий, памятники культуры и архитектуры, – все подвергается воздействию кислотных дождей.
Исторические памятники Греции и Рима, простоявшие тысячелетиями, разрушаются прямо на глазах
Здоровье человека. Сами по себе кислотные дожди не оказывают непосредственного воздействия на здоровье человека – попав под такой дождь или поплавав в водоеме с подкисленной водой, человек ничем не рискует. Угрозу для здоровья представляют соединения, которые образуются в атмосфере из-за попадания в нее оксидов серы и азота. Образующиеся сульфаты переносятся воздушными потоками на значительные расстояния, вдыхаются многими людьми, и, как показывают исследования, провоцируют развитие бронхитов и астмы. Другим моментом является то, что человек питается дарами природы, гарантировать нормальный состав продуктов питания могут не все поставщики.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Поскольку данная проблема носит глобальный характер, то и решить ее можно только сообща.
· Один из главных методов борьбы – установка на каждом предприятии дорогостоящих очистных сооружений, фильтры которых будут препятствовать выбросам тяжелых металлов и опасных оксидов
· Еще один путь решения проблемы – уменьшение количества транспортных средств в крупных городах с целью снижения выбросов выхлопных газов.
· Помимо этого следует восстанавливать, а не вырубать леса, очищать загрязненные водоемы, перерабатывать, а не сжигать мусор
Этап закрепления новых знаний
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!