Віртуальна виставка «Аграрна наука України у виданнях: історичний аспект»
85
1. 0
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД
«ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
МАРІУПОЛЬСЬКИЙ МЕХАНІКО-МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОЛЕДЖ
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
ЗАНЯТТЯ
ВОДОКОРИСТУВАННЯ ТА ЙОГО ЕКОЛОГІЧНІ НАСЛІДКИ
З ДИСЦИПЛІНИ «ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ»
2021
2. 1
Методична розробка відкритого заняття з дисципліни «Основи
екології».
Викладено методику удосконалення використання нестандартних форм
і методів роботи на занятті з теми «Водокористування та його екологічні
наслідки.»
Для викладачів екології (основ екології) закладів вищої освіти 1-2 рівнів
акредитації та вчителів біології та екології закладів загальної середньої
освіти.
3. 2
План заняття
Дисципліна:Основи екології (Екологія)
Блок змістовних модулів: Розділ ІІ Екологічні тенденції зміни
основних компонентів природи.
Модуль змістовний: КСО.10.01.02 Наслідки забруднення
навколишнього середовища
Тема заняття: Водокористування та його екологічні наслідки
Мета заняття:
Методична: удосконалити нестандартні форми роботи зі студентами
на етапі узагальнення і систематизації знань.
Дидактична:
навчальна: ознайомити з основними видами антропічного впливу на
водне середовище, наслідками забруднення та основними заходами щодо
запобігання забруднень води;
розвивальна: розвивати навички дослідницької діяльності,
спонукати студентів робити порівняння, висловлювати свої думки,
сприяти розвитку мислення, вміння пов’язувати причини та наслідки
людської діяльності.
Виховна: сприяти підвищенню активності студентів на занятті,
екологічному вихованню студентів.
Вид заняття: лекція
Форма проведеннязаняття:лекція з елементами бесіди
Міжпредметнізв'язки:
Забезпечувальні:біологія, хімія, фізика, історія
Забезпечувані: безпека життєдіяльності, охорона праці, дисципліни
спеціального циклу
Технічні засоби навчання: ПК, мультимедійний проектор, екран,
листи А2, обладнання для проведення практичної частини (стакани та
воронки лабораторні, фільтрувальний папір, ділильна лійка, штатив
демонстраційний, фільтр кув шинний типу «Бар’єр», картридж, забруднена
вода).
Методичне забезпечення: презентації, фото, відеофрагменти,
матеріал для виконання творчого завдання.
Література:
1. Обов'язкова:1 АндерсонО.А. та ін.. Біологія і екологія:
підручник для 11 кл. закладів заг. Серед. Освіти: рівень стандарту/
О.А.Андерсон, М.А. Вихренко, А.О. Чернінський, С.М. Міюс. – К.:Школяр,
2019, - 216с.
2 Джигирей В.С. та ін. Основи екології та охорона навколишнього
природного середовища. – Львів: Афіша, 2000.
3. ЗадорожнийК.М. Біологія і екологія (рівень стандарту): підр. Для
11 кл. для 11 кл.закл.загал.серед. освіти/ К.М.Задорожний, Д.В.Леонтьєв,
О.М.Утєвська, - Харьков: Вид-во «Ранок», 2019.
4. 3
Зміст і хід заняття:
1 Організаційначастина (Слайд 1):
- привітання студентів;
- відмітка у навчальному журналі відсутніх студентів;
- перевірка готовності до заняття студентів, аудиторії та
обладнання;
- пояснення до роботи на занятті. (Сьогодні на занятті ви будете
працювати у групах. У кожній групі є експерт, який буде оцінювати роботу
кожного учасника групи впродовж усього заняття. І наприкінці заняття
оголосить оцінки за роботу. У вас на столах лежать аркуші-опорні
конспекти, у яких ви сьогодні будете працювати, а потім вклеїте їх до свого
конспекту (Додаток Б). Будьте уважні впродовж усьогозаняття.)
2. Актуалізаціяопорних знань.
2.1 Бліц-опитування.
На попередніх заняттях ми вже досить багато говорили про
забруднення довкілля та екологічні нормативи, за допомогою яких оцінюють
якість навколишнього середовище. Давайте згадаємо. (Слайд 2)
1. Що мають на увазі під забрудненням? (Забруднення - це зміна
якостінавколишнього середовища, що призводить до негативних наслідків.)
2. На які види поділяють забруднення? (Забруднення поділяють на
фізичні, хімічні, біологічні).
3. Що мають на увазі під фізичним забрудненням довкілля? (Фізичне
забруднення - це зміна фізичних параметрів навколишнього середовища, що
призводить до негативних наслідків.)
4. Які забруднення відносять до фізичних? (Теплове, шумове,
електромагнітне, радіаційне забруднення).
5. Що мають на увазі під хімічним забрудненням довкілля? (Хімічне
забруднення - це зміна хімічних властивостей середовища, що спричиняє
негативний вплив на екосистеми і техногенні системи.)
6. Які забруднення відносять до хімічних? (Забруднення важкими
металами, газоподібними хімічними речовинами, СПАР, пластиком,
поліетиленом).
7. Що мають на увазі під біологічним забрудненням довкілля?
(Біологічне забруднення - це проникнення в екосистеми чи техногенні
системи живих істот, ворожихданим співтовариствам.)
8. Які забруднення відносять до біологічних? (Патогенні
мікроорганізми, продукти генної інженерії.)
9. Які екологічні нормативи використовують для оцінки якості
навколишнього середовища? (Гранично допустиму концентрацію, гранично
допустимівикиди та скиди, гранично допустимийрівень).
5. 4
2.2 Питання до студентів.
Про яку хімічну речовину писав Антуан де Сент - Екзюпері: «... У тебе
немає ні смаку, ні кольору, ні запаху. Тебе неможливо описати, тобою
насолоджуються, не відаючи, що ти таке. Не можна сказати, що ти необхідна
для життя. Ти - саме життя. Ти наповнюєш нас радістю, яку не поясниш
нашими почуттями. З тобою повертаються до нас сили, з якими ми вже
попрощалися. По твоїй милості в нас знову починають вирувати висохлі
джерела нашого серця. Ти найбільше багатство на світі»?
Відповідь: Мова йде про воду. (Слайд 3)
3 Мотивація.
Вода в житті людини і всіх живих організмів відіграє величезну роль.
Без неї не проживуть ні люди, ні рослини, ні тварини. Ні величезний слон, ні
мікроскопічні бактерії не обійдуться без цієї цілющої рідини. Без неї не
виросте урожай на полях, а відповідно - не буде продуктів харчування.
Тварини, якщо їх позбавити води, швидко гинуть. Наприклад, собака може
прожити без їжі до 100 днів, а без води - не більше 10 днів. Людина без їжі
може прожити понад місяць, без води - лише кілька днів. Від того, якою
водою ми користуємося, залежить і якість продуктів харчування, і стан
нашого здоров'я. Людина протягом усього свого життя щодня користується
водою. Щоранку насичується ковтком води, освіжає своє тіло. Влітку воду
ми використовуємо для відпочинку, взимку для опалення. Ми часто не
замислюємося, як ми самі впливаємо на якість води, якою користуємося, і до
яких наслідків це призводить. Як вважає ВОЗ - близько 85% всіх
захворювань у світі пов'язаніз використанням забрудненоїводи. (Слайд 4)
Проблемне питання. До яких же наслідків для навколишнього
середовища призводить нераціональне використання води і найголовніше, як
захистити водні ресурси?
4 Викладанняновогоматеріалу.
4.1 Оголошеннятеми та плану заняття. (слайд 5)
План заняття:
1 Гідросфераі її роль в геосистеміЗемлі.
2 Екологічний стан воднихресурсів.
3 Заходищодо запобігання забруднень води.
4.2 Гра «Так – ні». Перед тим, як ми зануримось у вивчення матеріалу,
я вам пропоную трохи згадати хімію і пограти в гру «Так - ні» на тему
«Вода» (Слайд 6, 7)
Викладач ставить запитання студентам.
1. Це складна речовина?(Так)
2. Вона належить до класу кислот? (Ні)
3. Речовинаскладається з двох елементів? (Так)
4. Ці елементи називаються Нітроген і Гідроген? (Ні)
5. Ця речовинаоксид?(Так)
6. У молекулі цієї речовинидва атома Оксигену? (Ні)
6. 5
7. У молекулі цієї речовини два атоми Гідрогену і один атом
Оксигену? (Так)
8. Ця речовина– розчинник?(Так)
9. Вода - основнийкліматоутворювальний фактор? (Так)
10.Формула цієї речовиниН2О? (Так)
11.Вода – один з основнихприроднихресурсів?(Так)
12.Водяна оболонказемлі називається гідросфера? (Так)
4.3 Виклад матеріалу.
4.3.1 Гідросферата її роль в геосистеміЗемлі
Гідросфера, або водяна оболонка Землі - це її моря і океани, крижані
шапки приполярних районів, річки, озера і підземні води. Запаси води на
Землі величезні. Але це переважно гірко-солона морська вода, непридатна
для пиття та технологічного використання. Прісна вода становить усього
2,5% її загальної кількості на планеті, причому 75% її зосереджено в
льодовикових щитах Гренландії та Антарктиди, айсбергах і гірських
льодовиках. І тільки 1% прісної води містять річки, озера і 24% - підземні
води; саме ці джерела і використовує людство для своїх потреб. І це, нагадаю
вам, відносно відновлювальний ресурс. (Слайд 8)
Вода як елемент глобальної екосистеми виконує дуже важливі функції,
наприклад:
- формує поверхню Землі, її ландшафту, бере участь у вимиванні
гірських порід, в перенесенні хімічних речовин, в тому числі і забруднювачів
навколишнього середовища;
- для багатьох організмів вода - це середовищеїхнього життя;
- вода - це основна складова частина всіх живих організмів (тіло
людини, наприклад, на 70% складається з води, а деякі організми, такі як
медуза або огірок, на 98-99%). (Слайд 9)
Питання до студентів. Для яких цілей використовують воду?
Відповідь. У промисловості, сільському господарстві, для розведення
риби, у побуті.
Воду використовують:
- виготовлення продукції: для виробництва 1 т металопрокату
потрібно 10-15 м3 води, а 1 т хімволокна - 2000 - 5000 м3; для охолодження
агрегатів;
- середовище(водний транспорт, рибальство,спорті т.п.);
- джерело енергії (ГЕС);
- зрошуваного землеробства: норми поливу для зернових культур
становлять 1500-3500 м3/га, для цукрового буряка - 2500-6000, а для рису -
8000-15 000 м3 / га;
- водопостачання населення. (Слайд 10)
4.3.2 Екологічний стан воднихресурсів
Використання води для промислових, комунальних, побутових потреб
тягне за собоюзміну показників якостіводи.
7. 6
Питання до студентів: Уявіть що ви підійшли до водойми. За якими
показниками ви будете оцінювати якість води? (Слайд 11)
Відповідь: за кольором,запахом, наявністю сміття.
Взагалі до основнихпоказників води належать:
- фізичні - температура, вміст завислих речовин, колір, запах, смак
та ін.;
- хімічні - жорсткість, лужність, активна реакція, окислюваність,
сухий залишок і ін.;
- біологічні та бактеріологічні - загальна кількість бактерій, колі-
індекс (число особин кишкової палички, що виявляється в 1 л (для твердих
тіл в 1 кг) досліджуваного об'єкта) та ін. (Слайд 12)
У результаті діяльності людей якісні і кількісні показники води
змінюються: зменшення кількості води, придатної для використання, і
збільшення рівня забруднень. Ми з вами вже багато знаємо про забруднення.
Про основнівиди забруднення води нам нагадає експерт-еколог.
Випереджувальне завдання. Види і наслідки забруднення води
(доповідь студента, додатокВ).
Будь-яка діяльність людини тягне за собою різноманітні зміни в стані
навколишнього середовища. Я вам пропоную скласти причинно-наслідкові
зв’язки і з’ясувати, до яких наслідків призводить та чи інша діяльність
людини. У вас на столах лежать аркуші формату А2 та зображення наслідків
діяльності людини для водних екосистем. Слід пам’ятати, що кожен наслідок
є результатом причини. Вам необхідно доповнити схему можливими
взаємопов’язаними подіями і знайти відповідь на питання «Як знизити
навантаження на водні ресурси?». Після закінчення презентувати свою
роботу. На підготовку у вас 3 хвилин. (Слайд 13)
Практичне завдання. Робота в групах. Скласти причинно-наслідкові
зв’язки. (Додаток Д.)Презентувати свою роботу.
Презентація робіт студентами.
4.3.3 Заходи щодо запобіганнязабруднень води
Ми сьогодні неодноразово використовували словосполучення «стічні
води».
Питання до студентів: Як ви розумієте це словосполучення?
Відповідь: Це вода, яка була використана у побутових або виробничих
умовах та зазнала змін за якісними показниками.
Стічні води - це води, використані на побутові або виробничі потреби і
які отримали при цьому додаткові домішки, що змінили їх первинний
хімічний склад або фізичні властивості, а також атмосферні води, що
стікають з територій промислових підприємств або сільськогосподарських
угідь. (Слайд 14)
Питання до студентів. Давайте згадаємо, які речовини можуть змінити
первісний стан води?
Відповідь: пісок, сміття, сіль, важкі метали, кислоти, нафтопродукти,
патогенні мікроорганізми.
8. 7
Так, дійсно, у стічних водах міститься величезна кількість бруду,
сторонніх фракцій, але що найгірше - нескінченно багато мікроорганізмів
живе в такій воді. У число цих мікроорганізмів входять також і патогенні
елементи (хвороботворні бактерії), до яких належить і кишкова паличка та
бактерії черевного тифу, захворювань шлунково-кишкового тракту тощо.
Отже, вода стає небезпечною для подальшого побутового
використання.
Взагалі до заходів, які повинні забезпечити нормальний стан водних
об'єктів, належать:
• нормування якості води, тобто розробка критеріїв її придатності для
різних видів водокористування;
• скорочення обсягів скидання забруднювачів у водойми
вдосконаленням - технологічних процесів; впровадження систем оборотного
водопостачання;
• очищення стічних вод.
На очищенні води ми зупинимося більш детальніше. Потреба в
очищенні води виникла ще за часів Стародавнього Риму з появою перших
систем водопостачання. Про історію очищення води ми дізнаємося від
спеціаліста з історії.
Випереджувальне завдання. Історія очищення води (доповідь студента,
додатокЕ).
І закономірно виникає питання: яким же чином очищують воду у наш
час? Залежно від виду забруднювальних речовин, які знаходяться у воді,
стічну воду направляють на механічну, фізико-хімічну, термічну і біологічну
очистку.
Початковим етапом очищення стічних вод є механічне очищення.
Питання до студентів. Які механічні засоби очищення води ви знаєте?
Відповідь: фільтри, пісок, відстоювання.
Як було сказано вище, одним з основних методів очищення
(первинним), є якраз, механічне очищення.
Механічне очищення - це такий спосіб обробки води, який дозволяє
виділити велику кількість грубодисперсних домішок. Механічними методами
очищення стічних вод є:
- проціджування
- відстоювання
- фільтрація
Проціджування. Спочатку для того, щоб затримати особливо великі
фракції сміття, встановлюють спеціальні грати і сита. Ширина вічок решітки
повинна бути не більше 16 мм, при цьому швидкість потоку не повинна
перевищувати 1 м/с. (Слайд 15)
Після того, як вода пройшла через грати, вона потрапляє до спеціально
призначених для цього пісколовок, де відбувається видалення важких
мінеральних домішок (найчастіше - піску).
Відстоювання. Наступним процесом після проціджування є
відстоювання, яке здійснюють у відстійниках. Цей процес дозволяє виділити
грубі фракції з води (механічні домішки, нафтопродукти), а відбувається це
9. 8
під впливом гравітаційних сил, які змушують більш важкі частинки
опускатися на дно резервуарів, а легкі частинки підніматися на поверхню.
При відстоюванні води з неї видаляється Хлор та Аміак, а деякі солі і
колоїдні розчини осідають на дно. Відстоювати воду потрібно не менше 8
годин у посуді без кришки. Специфічні домішки видаляють за допомогою
жироловок, нафтовловлювачів, смоловловлювачів та ін. (Слайд 16)
Фільтрація. Після відстоювання для того, щоб видалити завислі
речовини, воду необхідно фільтрувати. Стічні води пропускають через
пористий матеріал або спеціальну сітку з дуже маленькими вічками. За
фільтрувальні матеріали використовують гравій, кварцовий пісок, антрацит і
інші породи. (Слайд 17)
Взагалі механічне очищення дозволяє очистити воду від нерозчинних
домішок на 60%. Механічні способиочисткиє найпростішими і дешевими.
Після очищення самої води залишається осад, який потім обробляється
і може бути використаний як мінеральне добриво.
Механічне очищення - попереднє очищення перед фізико-хімічним або
біологічним очищенням.
До фізико-хімічних методів належать: коагуляція; адсорбція; флотація;
екстракція; іонний обмін та ін.
Від механічних домішок ми воду очистили, як же очистити воду від
невидимих домішок та видалити неприємний запах? Тут нам на допомогу
прийдуть речовини, які називають коагулянтами.
Коагуляція - процес злипання дрібних частинок дисперсних систем з
утворенням більш крупних. Усе коагулянті мають позитивний заряд, у той
час як більшість забруднень у воді мають негативний заряд. Наявність двох
негативних зарядів в атомах брудних часток не дає їм з'єднуватися разом.
Саме тому брудна вода, в більшості випадків, просто стає каламутною. Коли
до рідини потрапляє достатня кількість коагулянту, вона починає спочатку
трохи мутніти, а потім на дні утворюється білий осад. (Слайд 18)
До коагулянтів відносять: солі Алюмінію, Купруму, Феруму і т.д.
(сульфат Феруму (ІІ), Ферум хлорид FeCl3 (ІІІ), сульфат Алюмінію, вапно
Са(ОН)3.)
У процесі коагуляції може утворитися соляна або сірчана кислоти,
тому воду необхідно нейтралізувати вапном або іншими лугами. Потім вода
піддається фільтрації. За допомогою цього методу можна змінити
кислотність води та зменшити кількість Феруму, Алюмінію, Кальцію,
Магнію, позбавитися запаху сірководню.
Також очистити воду від Феруму, Марганцю та сірководню дозволяє
метод, який називається аерація. Аерація - процес насичення води
Оксигеном. (Слайд 19)
Флотація - бульбашки газу, проходячи крізь рідку масу стоків,
підхоплюють і виносять на поверхню частинки забруднень. Піну, яка
скупчується на поверхні з високим вмістом забруднень, видаляють.
Ефективність очищення стоків становить до 90-95%. Метод дієвий при
обробці стічних вод від нафтопродуктів, волокнистих часток, масел та інших
речовин. (Слайд 20)
10. 9
Адсорбція - поглинання речовини з рідкого середовища поверхневим
шаром адсорбенту. Найбільш частими реагентами є активоване вугілля,
бентонітові глини, торф, цеоліти і т.д. Адсорбцію використовують для
знешкодження стічних вод від фенолів, гербіцидів, пестицидів, ароматичних
нітросполук, ПАР, барвників і т.д. (Слайд 21)
Якщо у воді наявні сполуки Миш'яку (Арсен) і Фосфору, ціаністі
сполуки і радіоактивні речовини, а також Хром, Нікель, Цинк, Плюмбум,
Купрум, Ртуть (Меркурій) та інші метали, то тут нам допоможеіонний обмін.
Для того, щоб вода зберегла свій сольовий склад та ще й при цьому при
нагріванні води не утворювалися солі, її піддають магнітній обробці.
(Слайд 22)
Магнітні системи встановлюють у промислових системах очищення
(компресорні станції, магістралі) і в побутових умовах (посудомийні і
пральні машини, котли опалення, бойлери), і застосовують для очищення
гарячої та холодної води.
Але жоден із зазначених вище способів не може видалити
хвороботворні мікроорганізми. Тому стічні води необхідно знезаражувати.
Найбільш поширений спосіб - дезінфекція шляхом хлорування газоподібним
хлором Cl2 або хлорним вапном.
Хлорування - знезараження води шляхом обробки газоподібним
хлором, хлорним вапном або іншими сполуками, які у своєму складі мають
хлор. Застосовують для знезараження води басейнів, обладнання,
трубопроводів і матеріалів системи водопідготовки. Під дією хлору більшість
бактерій і вірусів, що знаходяться у воді, гинуть в результаті окислення
речовин. (Слайд 23)
У разі відсутності можливості збереження резервуарів з Хлором
використовують озонування.
Озонування - знезараження за допомогою О3. Знищуються абсолютно
всі мікроорганізми - водорості, бактерії, віруси, цисти найпростіших, спори
водоростей. Але цей метод не отримав широкого розповсюдження.
(Слайд 24)
В окремих випадках фізико-хімічні методи можна замінити
біологічним методом.
Біологічне очищення засноване на використанні мікроорганізмів, які в
процесі життєдіяльності руйнують органічні сполуки, а саме їх
мінералізують. Мікроорганізми використовують органічні речовини як
джерело поживних речовині енергії. (Слайд 25)
Для біологічного очищення використовують поля фільтрації, біологічні
ставки, біофільтри, аеротенки. Вода очищується від нітратів, фосфатів,
нафтопродуктів та інших речовин.
У побуті ми найчастіше використовуємо термічні методи очищення:
кип'ятіння, пастеризація (підігрів води до 70-80 оС), виморожування.
Виморожування дозволяє знизити жорсткість води на 70%. У процесі
кип'ятіння та пастеризації вода знезаражується і позбавляється небажаних
водопровідних домішок, таких як надлишкові солі і хлор. Кип'ятити воду
11. 10
необхідно 10-15 хв., але в хлорованій воді при її тривалому кип'ятінні
з'являється хлороформ,якийє визнаним канцерогеном. (Слайд 26)
У природних умовах ми, на жаль, не можемо використовувати
механічні, хімічні, термічні методи очищення. І тут на допомогу нам
приходить сама природа. Я запрошую експерта-еколога.
Випереджувальне завдання. Самоочищення води. (Доповідь студента,
додатокІ)
5 Закріплення.
5.1 Проблемна ситуація. Давайте уявимо ситуацію. Ви вирушили в
похід і у вас закінчилися запаси питної води. А ви знаєте, що, якщо без їжі ми
можемо обійтися, то без води людина не може. Що ж робити в такій ситуації.
Я пропоную подивитися відео, з якого ви дізнаєтеся, як вийти з цієї ситуації.
Переглядаючи це відео, ви повинні знайти відповіді на питання: які методи
очищення були використані? (Слайд 27)
Відеоролик. Очищення річної води.
Питання до студентів. Які методи очищення води були використані?
Прилад, що використовується для аналізу води, називається аналізатор
якостіводи.
4.1 Робота в групах. Практичне завдання. Очисти воду. (Слайд
28)
У вас на столах у лабораторних стаканах міститься забруднена вода.
Вам необхідно візуально оцінити воду у стакані (прозорість, запах, колір),
очистити її за допомогою різних видів фільтрів, оцінити воду після очищення
і надати результати. Для виконання завдання слід скористатися інструкцією
до практичного завдання та таблицями для візуального визначення якості
води (Додатки К, Л, М).
Не слід забувати про заходи з охорони праці. Необхідно правильно
працювати з фільтрувальним папером. Краї фільтра не повинні виходити за
межі воронки, а бути на 0,2-0,5 см нижче від її країв. Фільтрувальний папір
повинен щільно прилягати до стінок воронки (з цією метою внутрішню
стінку воронки попередньо змочують водою). Фільтрат не повинен досягати
краю фільтрувального паперу. Фільтрат слід наливати обережно, щоб
уникнути розриву фільтрувального паперу. У кожній групі присутній експерт
– хімік, який допоможевам виконати завдання.
1 група. Вода, забруднена піском, сміттям, землею. Очищення за
допомогоюфільтрувального паперу.
2 група. Вода, забруднена піском, сміттям, землею. Очищення за
допомогоюфільтрувального паперу.
3 група. Вода, забруднена маслом. Очищення води за допомогою
ділильної лійки.
4 група. Вода, забруднена марганцівкою. Очищення води за допомогою
кувшинного фільтру типа «Бар’єр».
Доповіді експертів - хіміків.
4.2 Кросворд «Очисти воду». І ще раз давайте згадаємо основні
методи очищення води. Вашій увазі представлено кросворд. (Слайд 29)
12. 11
1 Знезараження води з участю
озону(озонування).
2 Пропускання води через пісок
(фільтрація).
3 Осадження часток речовин
коагулянтами (коагуляція).
4 Очищення води з додаванням
газоподібного хлору (хлорування).
5 Насичення води киснем
(аерація).
6 Простий метод очищення води
від завислих частинок
(відстоювання).
7 Вбивання мікробів у воді дією
високої температури (кип’ятіння).
4.3 Берегти воду - це значить берегти життя, здоров'я людини і
навколишнє середовище. Ваші колеги студенти створили для вас екологічне
дерево. А вам я пропоную доповнити його квітами, щоб наше дерево стало
квітучим. Для цього кожній групі пропонується створити квітку життя.
(Викладач роздає заздалегідь вирізані з паперу квіти (Додаток Н)). На
пелюстках квітки ви напишіть, що, по-вашому, потрібно зробити, аби на
Землі завждибула чиста вода і в достатній кількості. (Слайд 30)
Робота вгрупах. Створенняквітки життя. Презентаціяроботи.
5 Підведенняпідсумківзаняття.
А зараз я надаю слово експертам.
Виступи експертів. Оцінювання роботи студентів на занятті. Керівник
кожної групи підводить підсумки роботи та оголошує оцінки. Відзначає
роботугрупи.
Сьогодні ми розглянули основні наслідки забруднення гідросфери та
ознайомились з заходами щодо захисту водного середовища.
Питання до студентів. До яких же наслідків для навколишнього
середовища призводить нераціональне використання води? Як захистити
водні ресурси?
Відповіді студентів. Зміна кількісних та якісних показників води. З
метою захисту необхідно вживати заходів щодо зниження скидання стічних
вод у водойми, встановлювати ліміти водокористування, розробляти і
приймати стандарти в галузі використання і охорони водних об'єктів,
очищати стічну воду.
І завершити наше заняття я хочу словами «Вода - краса всієї природи.
Вода жива, вона біжить або хвилюється вітром, вона рухається і дає
життя і рух усьому, що її оточує. Бережімо її.» (Слайд 31)
6. Домашнє завдання. Опрацювати матеріал лекції. Завершити роботу
з опорним конспектом, а саме: прочитати шифрограму; відповісти на
запитання «Чому озонування не використовують для очищення питної
Кросворд „Очисти воду”
7
6
5
4
3
2
1
1. Обеззараження води з участю
озону.
2. Пропускання води через пісок.
3. Осадження часток речовин
коагулянтами.
4. Очищення води з додаванням
газоподібного хлору.
5. Насичення води киснем.
6. Простий метод очистки води
від завислих частинок.
7. Вбивання мікробів в воді дією
високої температури.
14. 13
ДодатокБ
Опорний конспект
Тема: Водокористування та його екологічні наслідки.
Гідросфера, або водяна оболонка Землі - це її моря і океани, крижані
шапки приполярнихрайонів, ріки, озерай підземні води.
Воду використовують:_______________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Види забруднень води:_______________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Стічні води - це води, використані на побутові або виробничі потреби і
які отримали при цьому додаткові домішки, що змінили їх первинний
хімічний склад або фізичні властивості, а також атмосферні води, що
стікають з територій промислових підприємств або сільськогосподарських
угідь.
Методи очищення води:
1. Механічне очищення - це такий спосіб обробки води, який дозволяє
виділити велику кількість грубодисперснихдомішок.
Метод Обладнання
Проціджування
Відстоювання
Фільтрування
2. Фізико-хімічні методи
Коагуляція - процес злипання дрібних частинок дисперсних систем з
утворенням більш крупних.
Коагулянти: ______________________________________________
Очищення водивід: __________________________________________
Аерація - штучне створення інтенсивного повітрообміну, внаслідок
якого відбувається насичення води Оксигеном, що призводить до очищення і
нормалізації хімічного складу питної води.
Очищення водивід: ____________________________________________
Флотація - бульбашки газу, проходячи крізь рідку масу стоків,
підхоплюють і виносять на поверхню частинки забруднень.
Очищення водивід: ____________________________________________
Адсорбція - поглинання речовини з рідкого середовища поверхневим
шаром адсорбенту.
Адсорбенти:________________________________________________
Очищення водивід: ___________________________________________
___________________________________________________________
Магнітний метод - це вплив на воду постійним магнітним полем, при
якому розчинені у воді іони кальцію, кремнію і магнію втрачають свою
здатність до солеутворення (накипу) на сорбуючихповерхнях.
15. 14
Іонний обмін - оборотний процес обміну іонами між двома
контактуючими фазами.
Очищення води від: Миш'яку (Арсен) і Фосфору, ціаністі сполуки і
радіоактивні речовини, а також Хром, Нікель, Цинк, Плюмбум, Купрум,
Ртуть (Меркурій)
Хлорування - знезараження води шляхом обробки газоподібним
хлором, хлорним вапном або іншими сполуками що у своєму складі мають
хлор.
Очищення водивід: ____________________________________________
Озонування - знезараження за допомогою О3.
Очищення водивід: ____________________________________________
3 Біологічна очистка заснована на використанні мікроорганізмів, які в
процесі життєдіяльності руйнують органічні сполуки, а саме їх
мінералізують.
Очищення водивід: ___________________________________________
4. Термічні методи: кип’ятіння, випаровування, пастеризація,
виморожування.
Очищення води від:
______________________________________________
З метою захисту необхідно: __________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Домашнє завдання:
1. Опрацювати матеріал лекції. Прочитати шифрограму.
2. Шифрограма «Прислів’я».
(Читати слід за годинниковою стрілкою, «перестрибуючи»через склади.)
3. Відповісти на запитання: «Чому озонування не використовують
для очищення питної води?»
_____________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
4. Зменшити витрати водиу побуті можливо за умов:
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Шифрограма «Прислівя»
Д
У
Я
С
С
Ч
О
У
В
Ь
О
И
У
О
В
У
Т
К
И
В
Й
Ю
Н
Р
Л
Д
П
16. 15
ДодатокД
Робота в групах. Скласти причинно-наслідковізв’язки.
Завдання групі 1.
Наслідок: порушення балансу гідросистем
Встановити причинно-наслідковий зв'язок, якщо наслідком є
порушення балансу гідросистем. Із запропонованого переліку вибрати
чотирискладові:
Внесення в грунт великої кількості добрив і вимивання їх у водойми
Інтенсивна вирубка тропічних лісів
Необхідність виробництвазначної кількості енергії
Збільшення обсягів транспортування нафти
Збільшення ролі технологій в житті людства
Побудовагідроелектростанцій
Збільшення чисельностілюдства
Перекриття русла річок
18. 17
Наслідок: загибель у водоймі риб
Встановити причинно-наслідковий зв'язок, якщо наслідком є
порушення балансу гідросистем. Із запропонованого переліку вибрати
чотирискладові:
Збільшення чисельностілюдства
Внесення в рунт великої кількості добрив і вимивання їх у водойми
Стимуляція ростусиньо-зелених водоростей
Спорудження атомних електростанцій
Збільшення ролі технологій в житті людства
Обміління річок
Збільшення посівних площ
Викиди радіоактивних речовину результаті аварій
20. 19
Наслідок - Порушення газообміну між гідросферою і атмосферою
Встановити причинно-наслідковий зв'язок, якщо наслідком є
порушення балансу гідросистем. Із запропонованого переліку вибрати
чотирискладові:
Стимуляція ростусиньо-зелених водоростей
Необхідність виробництвазначної кількості енергії
Збільшення чисельностілюдства
Збільшення ролі технологій в житті людства
Внесення в грунт великої кількості добрив і вимивання їх у водойми
Зменшення біологічного різноманіття
Витік нафти на поверхню морів і океанів
Збільшення обсягів транспортування нафти
22. 21
Наслідок - Порушення балансу гідросистем
Встановити причинно-наслідковий зв'язок, якщо наслідком є
порушення балансу гідросистем. Із запропонованого переліку вибрати
чотирискладові:
Збільшення посівних площ
Будівництво теплових електростанцій
Збільшення ролі технологій в житті людства
Обміління річок
Будівництво атомних електростанцій
Збільшення водозаборудля зрошення с/г угідь
Збільшення обсягутранспортування нафти
Збільшення чисельностілюдства
24. 23
Додаток Е
Історія очищення води
Очищення води з'явилася тоді ж, коли з'явилися перші системи
водопостачання, а це сталося в Стародавньому Римі. Перший акведук був
побудованийв 312 роцідо н.е., він доставляв джерельну водув міста.
Акведуки дозволяли забезпечити безперервну подачу води, завдяки
тому, що вода бралася з джерела, які знаходились на височині, і це дозволяло
досягтинормальноготискув трубах.
Акведуки були оснащені спеціальними резервуарами для відстоювання
води, де вона освітлювалася і звільнялася від завислих речовин. Перед
використанням воду довго кип'ятили в термах, і тільки після цього
використовували. Труби, по яких транспортувалася вода, були виготовлені
частково зі свинцю, а він, як вже відомо, накопичуючись в організмі,
викликає ракові захворювання. Тому більшість римлян не доживали до 30
років.
У Стародавньому Єгипті існувала «багатоступенева» система
фільтрації. Вона складалася з декількох величезних резервуарів. Вода з Нілу
спочатку надходила в першу ємність, де за допомогою відстоювання
освітлювалася, далі її переливали в наступну посудину, де вода ставала
чистішою. Таке очищення іноді доходило до семи резервуарів.
У Стародавньому Єгипті використовували механічні фільтри. Вони
являли собою шматок льняної тканини, складеної у декілька шарів, через які
воду фільтрували. Також воду пропускали через пісок і деревне вугілля. Осад
і бруд залишались на тканині і на виході вода виходила набагато чистішою,
ніж на вході. Іншим винаходом єгиптян були пісочні дамби в місцях забору
води. Вода проходилакрізь шар піску і очищувалася.
Єгиптяни також перші винайшли метод коагуляції. Вони застосували
галун для коагуляції завислих часток. Лікарі ж Стародавнього Єгипту пішли
ще далі, вони поїли хворих виключно кип'яченою водою, оскільки помітили,
що навіть освітлена вода з Нілу викликала захворювання шлунка або
кишківника, що нерідко закінчувалося летально.
У Греції люди навчилися покращувати смакові якості питної води
шляхом додавання вина, лимону, червоних фруктів, ці добавки також
дозволяли знищити шкідливі бактерії і мікроби. Ще одним важливим
джерелом питної води в Стародавній Греції були кам'яні колодязі для збору
дощової води.
Відомий давньогрецький лікар Гіппократ спроектував і виготовив
перший багатоступінчастий фільтр, так званий «рукав Гіппократа». Вода під
дією гравітації проходила послідовність мішечних глечиків з різним
розміром пор.
За неперевіриними даними, перша дистиляційна установка була
сконструйована в Китаї. Вона являла собою великий казан, під яким
розпалювали вогонь, наглухо закритий іншим казаном, наповненим
25. 24
холодною водою і з підвішеною до нього мискою, в яку з поверхні казана
стікав дистилят.
Достовірно відомо про використання в Стародавньому Єгипті методу
дистиляції.
У Стародавній Індії воду знезаражували сріблом, а перський цар Кир
зберігав воду в срібних посудинах. Але, на жаль, не завжди дотримувалися
міри. Про те, що срібло має властивість накопичуватися в організмі, люди
тоді ще не знали. В результаті використання такої води протягом тривалого
часу розвивалася хвороба «Аргирія». Ця недуга виражається в зміні кольору
шкіри на синювато-сірийвідтінок.
Справжнім проривом в очищенні води став винахід мікроскопа в
Голландії в 1590 році. Це дало змогу дослідити склад води і з'ясувати, яким
чином її слід очищати, щоб боротися з найсмертоноснішими вірусами і
бактеріями. В той час це були холера, дизентерія і тиф.
І тоді вчені з’ясували, що з ними здатний справлятися Хлор. Це
дозволило врятувати багато людських життів. І тільки набагато пізніше
з'ясувалося, що Хлор - це отрута, його вплив на людину є не менш
шкідливим, ніж вплив хвороботворнихмікробів.
Однак тільки в 21 столітті вчені змогли знайти альтернативу Хлору
для знезараження води. Нею стали побутові багатоступінчасті фільтри для
води.
28. 27
Додаток І
Самоочищення водоймищ
Скидання у водойми стічних вод з різним вмістом в них органічних,
бактеріальних і хімічних забруднювачів призводить до неминучого
забруднення водойми. Величезні кошти витрачаються на установку і
модернізацію сучасних очисних споруд, але ж природа сама придумала
механізм очищення задовго до людини!
Найцікавішими явищами природи є здатність водойм до самоочищення
і встановлення в них так званої біологічної рівноваги. Воно забезпечується
діяльністю організмів, що населяють їх: бактерій, водоростей і вищих водних
рослин, різних безхребетних тварин.
Наприклад, рослина «водний гіацинт» поглинає отруйні речовини, що
використовуються людиною для боротьбизішкідливими комахами.
Комиш очищує воду від хвороботворних бактерій, надлишків солі,
відходів нафти.
Також добреочищаєводу осока, хвощ болотний, хлорелла, ейхорнія.
За допомогою ейхорнії можна витягти зі стоків більшість біогенних
елементів, таких, як Нітроген, Фосфор, Калій, Кальцій, Магній, Марганець,
Сульфур, а також такі інгредієнти, як фенол, сульфати, нафтопродукти,
синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР), фосфати, і можна
поліпшити такі показники, як біологічна і хімічна потреба Оксигену. Саме
цей набір елементів та інгредієнтів служить основним забруднювачем наших
річок і водойм.
Самоочищенню водойм від бактерій і вірусів можуть сприяти і
представники тваринного світу. Так, устриця і деякі інші амеби адсорбують
кишкові та інші віруси. Кожен молюск відфільтровує на добу більше 30 л
води.
Беззубка, перловиця проганяють через себе за добу30 літрів води.
Фільтрують воду і невеликі рачки, що живуть на поверхні водойм.
Один рак здатний відфільтрувати до півтора літри води на добу. Вони
затримують завислі речовини, частково їхмінералізують.
Мідії - очищують морську воду від нафтопродуктів. Не менш важлива
роль відводиться коловраткам. Вони є незамінними фільтраторами води і по
них визначається чистотаводина очиснихспорудах.
Але, на жаль, процеси самоочищення протікають дуже повільно і на
значних відстанях від місця скидання стічних вод. Тому, необхідно:
- вживати заходів щодо зниження скидання стічних вод у водойми,
- встановлювати ліміти водокористування,
- розробляти і приймати стандарти, нормативи і правила в галузі
використання і охорониводнихоб'єктів.
31. 30
ДодатокК
Картка – інструкція до практичного завдання
1. Очисткаводи забрудненої піском, сміттям, землею.
1.1.Приготуйте фільтр, як показано на рисунку 1.
Рис.1.
1.2. Фільтр помістіть у воронку, воронку опустіть в чистий хімічний
стакан (рис.2).
1.3. Обережно налийте фільтрат. Фільтрат не
повинен доходитидо краю фільтра!
1.4.
1.4 Опишіть свої спостереження.
Рис.2.
2. Суміш водита олії
1.1Помістіть суміш у ділильну лійку і дайте постояти2-3 хв.
1.2Обережно відкрийте краник воронки і злийте важчу рідину в чистий
стаканчик.
1.3Опишіть свої спостереження.
ДодатокЛ
32. 31
Таблиці для візуального визначення якості води
Таблиця 1. Визначення запаху води
Інтенсивність
запаху
Характер прояву запаху
Відсутній Запах не відчувається
Дуже слабка Відразу не відчувається, але виявляється при
ретельному дослідженні (при нагріванні води)
Слабка Запах помічається, якщо звернути на це увагу
Помітна Запах легко помічається і викликає несхвальний
відгук про воду
Чітка Запах звертає на себе увагу і змушує утриматися від
пиття
Дуже сильна Запах настільки сильний, що робить воду
непридатною до вживання
Таблиця 2. Визначення характеру запаху
Характер запаху
Природногопоходження:
невиразний (або відсутній)
землистий
гнильний
пліснявий
торф'яний
трав'янистий
інший (вкажіть який)
Штучного походження:
невиразний (або відсутній)
нафтопродуктів (бензиновий)
хлорний
оцтовий
фенольний
інший (вкажіть який)
Таблица 3. Колір води
Колір води
Слабо-жовта
Світло-жовта
Жовта
Інтенсивно-жовта
Коричнева
Червоно-коричнева
Інша (вкажіть яка)
ДодатокМ
Протокол
33. 32
визначення органолептичних властивостей води
Показники До очистки Метод очищення Після очистки
1. Прозорість води
2. Запах води
(характер запаху,
його інтенсивність)
3. Колір води
