Тема 9. УРБАНІСТИКА

матеріал 14

155. Стічні води та водоочисні споруди. Частина 1

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №155. Стічні води та водоочисні споруди. Частина 1

Очікувані результати навчання:

планує, здійснює пошук, опрацьовує, порівнює, аналізує, оцінює самостійно або у співпраці з іншими надійність джерел і достовірність інформації для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 2.1.1]
ідентифікує, формулює та аналізує самостійно або у співпраці з іншими життєву/навчальну проблему [12 ПРО 4.2.1]
застосовує самостійно або у співпраці з іншими наукове знання і власний досвід для розв’язання життєвої/ навчальної проблеми [12 ПРО 4.3.2]
оцінює самостійно або у співпраці з іншими значення природничих наук, техніки і технологій для суспільного прогресу і сталого розвитку [12 ПРО 3.4.1]

Мета уроку:

Сформувати в учнів розуміння про походження, види та екологічну небезпеку стічних вод.
Ознайомитися з принципами роботи водоочисних споруд та значенням їх для охорони довкілля.
Розвивати екологічне мислення, вміння аналізувати технічні рішення, працювати з даними й робити усвідомлені висновки щодо захисту водних ресурсів.

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

6. Чиста вода та належні санітарні умови;
3. Міцне здоров’я;
12. Відповідальне споживання;

Ключові слова: стічні води, водоочисні станції, фільтрація, коагуляція, флокуляція, pH води, забруднення водойм.

План уроку:

Проблеми Середньовіччя;
Стічні води та водоочисні споруди;
Розв’язок завдань для кращого розуміння теми;
Очищення стічних вод на водоочисній станції;
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

Я знаю види стічних вод (побутові, промислові, атмосферні);
Я виконую прості розрахунки, пов’язані з обсягами стічних вод або ефективністю їхнього очищення;
Я працюю з інфографікою, діаграмами, картами скидів забруднених вод;
Я пояснюю значення водоочисних споруд і необхідність їх модернізації;
Я називаю основні етапи очищення води (механічне, біологічне, хімічне очищення).

Дружня порада вчителю

Тривалість до 2 хв.
Тримайтеся, це лише на 45 хвилин!
Очікувані результати для вчителя:
Такі самі, як в учнів!

1. Мотивація:

Дружня порада вчителю

Тривалість до 5 хв.
Обговоріть з учнями, які проблеми виникали у людей Середньовіччя,
що виливали відходи просто на вулицю та у водойми.

Проблеми:

Через відсутність каналізації та системи відведення нечистот у містах процвітали інфекційні захворювання: холера, дизентерія, шкірні та паразитарні хвороби.

У містах стояв сморід, вулиці були брудні та слизькі.

Сеча й калові маси потрапляли в річки й колодязі, звідки брали воду.
Це отруювало воду і спричиняло масові отруєння.

Бруд і нечистоти приваблювали щурів, які переносили бубонну чуму.

Як людство вирішило цю проблему згодом:

Розпочалося масове будівництво каналізації в містах Європи.

Вода почала подаватися через водогін, а відходи відводити окремо.

Встановлення громадських туалетів у містах. Винайдення унітазу.

Встановлення очисних станцій, які фільтрують та знезаражують стічні води перед скиданням у природу.

Розроблено громадське законодавство, яке забороняє скидати відходи вулицями.

Впроваджено санітарні служби та регулярне прибирання вулиць.

Розгляньте картинки:

Картинки згенеровані “Gemini 2.5 Flash”.

Туалет у Середньовіччі в тому вигляді, який знайомий кожній сучасній людині, був відсутній через брак технологій. Однак свою природну потребу люди все-таки справляли, тому вміст відер і нічних горщиків просто виливали на вулицю або у водойми. Так чинили і бідняки, і багатії. Якщо замок аристократа, наприклад, був побудований біля моря або річки, калові маси і сеча потрапляли відразу у воду та змивалися природним чином. В інших випадках єдиним прибиральником людських міст, який хоч якось очищав вулиці, був дощ.

Обговоріть усім класом та напишіть, які проблеми у той час викликав такий спосіб утилізації відходів? Як люди згодом вирішили цю проблему?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Тобі може знадобитися:

Дружня порада вчителю

Тривалість до 10 хв.

Продемонструйте учням презентацію, яка містить інформацію про класифікацію стічних вод та стан водоочисних споруд в Україні.

Документ, який допоможе підготуватися до уроку:

https://www.ombudsman.gov.ua/storage/app/media/uploaded-files/cpetsdopoviddruk-1.pdf?utm_source=chatgpt.com

Завдання №1.

Стічні води — це води, які після використання були забруднені (вони утворилися в процесі господарсько-побутової і виробничої діяльності), а також атмосферні опади, що відводяться із населених пунктів, доріг.

Як правило, стічні води з територій виробничих об’єктів та населених пунктів видаляються системами каналізації. Стічні води забруднені різними домішками — мінеральними, органічними, а також містять патогенні (хвороботворні) мікроорганізми.

В залежності від походження та складу забруднювальних речовин (домішок) стічні води поділяються на наступні категорії:

Господарсько-побутові стічні води – це ті, що скидаються із житлових будинків, громадських закладів тощо. Здебільшого стоки забруднені фізіологічними продуктами життєдіяльності людини, побутовою хімією та всім тим, що скидається у каналізаційний колектор із житлових будинків чи громадських місць.

На інфографіці відображені результати онлайн-опитування стосовно кількості осіб, які проживають у домогосподарстві, та про середній об’єм водопровідної води, що споживається домогосподарством протягом місяця. За інформацією Української асоціації підприємств водопровідно-каналізаційного господарства “Укрводоканалекологія”, об’єм водопровідної води, що споживається населенням для пиття та приготування їжі, становить 1-1,5 % від загальної подачі, інші 98,5-99 % води використовуються населенням для санітарних, господарських та побутових потреб.

Промислові стічні води – цю групу умовно можна розділити на виробничі та технологічні стічні води. Так, виробничий стік утворюється при виробництві будь-якої продукції, технологічний – це води, які використовуються як охолоджувачі в різних системах, а також стічні води, що утворилися в процесі промивання технічного обладнання.

Дощові стічні води — формуються за рахунок дощових, талих (сніг, град) і поливальних вод. Відводяться як правило через систему зливової каналізації.

*Дощоприймач.* **Автор:** Alex Khimich, CC BY-SA 4.0

Попадання неочищених стоків у водоймища може спровокувати спалах різних бактеріальних захворювань, а також – хімічне, біологічне, а також радіоактивне зараження місцевості.

Очищення стічних вод – це складна технологія, яка включає механічні, біологічні, хімічні та фізичні методи.

*Водоочисні споруди.* **Автор:** Frank Vincentz, CC BY-SA 3.0

*Водоочисні споруди у Чернігові.* **Джерело:** www.water.cn.ua

3. Життєва ситуація:

Дружня порада вчителю

Тривалість до 15 хв.

Завдання № 1.
Прочитайте уважно текст та дайте відповідь на запитання.
“Біля однієї з котелень Луцька в центральній частині міста перехожі побачили, як рідина зеленого кольору із труби зливної каналізації потрапляє в річку Сапалаївку.
У ДКП «Луцьктепло» пояснюють: хоч ситуація з потраплянням забарвленої
ураніном А води у відкриту водойму міста незвична, її використання є поширеною практикою для підприємства, адже цей органічний барвник постійно використовують для…”.

**Текст та картинку взято з:** www.volynnews.com

Напишіть Ваше припущення, для чого використовують уранін А?

Відповідь: Уранін А – органічна речовина, розчиняється у воді з надзвичайно сильною зеленою флуоресценцією. Застосовується для швидкого визначення розривів труб та витоку води у водогонах та тепломережах.

Завдання № 2.

Розгляньте таблицю, представлену нижче.

Дайте відповіді на запитання:

Розрахуйте частку житлового та побутового господарства у загальному обсязі скидів за 2021-2023 роки;
Порівняйте, на скільки відсотків знизилася частка скидів забруднених стічних вод з 2021-2022 р.?
Розрахуйте середній обсяг скидів забруднених стічних вод за три роки для промисловості;

Завдання № 3.

Розгляньте мапу “Частка побутових стічних вод, які безпечно очищенні, 2022”.
На мапі зображено частку стічних вод з домогосподарств та сфери послуг, які очищаються через централізовані очисні споруди перед скиданням у навколишнє середовище.

Напишіть відповіді на запитання:

Чому, на вашу думку, лише приблизно половина побутових стічних вод проходить безпечне очищення? Що може цьому заважати?

Відповідь: Чому, на вашу думку, лише приблизно половина побутових стічних вод проходить безпечне очищення? Що може цьому заважати?
Можливі причини:

Відсутність очисних споруд у сільських або бідних регіонах;
Висока вартість модернізації;
Застаріла інфраструктура;
Недостатній контроль за екологічними нормами.

Які зміни, на вашу думку, мають відбутися, щоб середній показник очищення стічних вод у світі був 80%?

Відповідь: Які зміни, на вашу думку, мають відбутися, щоб середній показник очищення стічних вод у світі був 80%?

Інвестиції в модернізацію водоочисних споруд;
Ремонт водоочисних споруд;
Законодавчі ініціативи та щорічний моніторинг показників якості очищення стічних вод;
Міжнародна допомога для країн, що розвиваються.

Як перевищення 50 % рівня очищення впливає на здоров’я населення?

Відповідь: Як перевищення 50 % рівня очищення впливає на здоров’я населення?

Зменшується поширення інфекцій, пов’язаних із водою (холера, гепатит A)
Менше патогенних бактерій у річках і водоймах, менше хвороб;
Зростає безпека водопостачання.

В яких країнах найнижчі показники очищення стічних вод? Чому так?

Відповідь: Найнижчі показники мають країни Південної Азії, Центральної Африки, деякі регіони Латинської Америки. Можливі причини:

Низьке фінансування систем водоочисних споруд.
Відсутність каналізації;
Економічна нестабільність;
Відсутність доступу до сучасних технологій;

Чому серед країн ЄС існує певна різниця у показниках очищення води?

Відповідь: Можливі причини:

Стан водоочисних споруд у країнах ЄС суттєво відрізняється;
Країни, які мають високі показники очищення стічних вод, мають високі вимоги для безпеки та якості води;
Деякі країни виділяють більше фінансування на очищення стічних вод.

4. Попрактикуймо самостійно:

Дружня порада вчителю

Тривалість до 15 хв.
Прослідкуйте, щоб учні не використовували ШІ!
Учням можна користуватися онлайн-джерелами для пояснення ключових етапів процесу очищення води.

Очищення стічних вод на водоочисній станції

Розгляньте схему очищення стічних вод на водоочисній станції.
Очищена вода мережею водопровідних труб потрапляє до домівок.

Ваше завдання — заповнити таблицю, вказавши:

Всі етапи очищення води на водоочисній станції;
Позначити, який метод очищення використовується на кожному етапі: механічний, біологічний чи хімічний.
Пояснити коротко призначення кожного етапу очищення. Для чого саме цей етап потрібен.

№етапу	Етап очищення	Метод очищення	Призначення

		Механічний
	Коагуляція та флокуляція
3

			Зменшення кислотності води, підвищення pH води.
	Антикорозійна обробка ортофосфатною кислотою
7

Правильні відповіді для вчителя:

Решітка. Першим етапом очищення є видалення великих частинок сміття з води. Це простий механічний процес, за допомогою якого вода пропускається через решітку, яка затримує ці частинки.

Коагуляція та флокуляція. Для видалення органічних речовин додають хімічні речовини, які називаються коагулянтами – зазвичай алюміній сульфат або ферум (ІІІ) хлорид. Коагулянти працюють, оскільки вони допомагають нейтралізувати негативний заряд на дрібних частинках органічної речовини у воді, запобігаючи їх відштовхуванню одне від одного та дозволяючи їм злипатися. Флокуляція – це назва процесу змішування, який збільшує розмір злиплих частинок, утворюючи те, що називається флокулою.

Відстоювання. Осад, що утворюється в процесах коагуляції та флокуляції, на наступному етапі осідає, після чого його можна видалити з води, обробити та утилізувати.

Фільтрація. Воду пропускають через шари вугілля, піску та гравію, щоб видалити будь-які органічні речовини та частинки, які раніше не були видалені коагуляцією. Також на цьому етапі вода позбавляється неприємного запаху. Якщо вода була кольоровою – повертається до безбарвного стану.

Регулювання кислотності. Після фільтрації води її кислотність іноді можна регулювати. Це пояснюється тим, що дуже кисла вода може призвести до корозії труб, що, у свою чергу, спричиняє зміну кольору води. Це також може призвести до потрапляння токсичних металів, таких як свинець, у водопостачання. Щоб зменшити кислотність, воду пропускають через фільтри, що містять подрібнений вапняк, який в основному складається з кальцій карбонату.

Антикорозійна обробка. На деяких очисних спорудах додають антикорозійні засоби, щоб запобігти потраплянню металів з труб у воду. Для цього додають речовини такі як фосфорна кислота або її солі – ортофосфати.

Хлорування. Хоча на цьому етапі майже всі нерозчинні та розчинені речовини з води видалені, бактерії та віруси все ще можуть бути присутніми. Тому воду необхідно дезінфікувати, перш ніж вона потрапить мережею водопровідних труб до домівок. Часто це досягається шляхом додавання невеликої кількості хлору до води. Хлор є сильним окислювачем, який руйнує клітинні стінки та інактивує ферменти та білки патогенів.

5. Рефлексія:

Дружня порада вчителю

Тривалість до 3 хв.
Проведіть з учнями рефлексію типу “Світлофор”.
Запитайте:
🔴 Що залишилось для вас незрозумілим?
🟡 Що було новим, але зрозумілим?
🟢 Що ви вже вмієте робити і готові пояснювати іншим?

Дайте відповіді на запитання:

🔴 Що залишилось незрозумілим для мене?

🟡 Що було новим, але зрозумілим?

🟢 Що я вже вмію і готовий/готова пояснити іншим?

У вільний від відпочинку час:

Скористайтеся інтерактивною картою забруднення річок в Україні на основі даних Державного агентства водних ресурсів: https://texty.org.ua/water/

Дослідіть загальний стан річок в Україні.

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №155. Стічні води та водоочисні споруди. Частина 1

Очікувані результати навчання:

Мета уроку:

Сформувати в учнів розуміння про походження, види та екологічну небезпеку стічних вод.
Ознайомитися з принципами роботи водоочисних споруд та значенням їх для охорони довкілля.
Розвивати екологічне мислення, вміння аналізувати технічні рішення, працювати з даними й робити усвідомлені висновки щодо захисту водних ресурсів.

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

6. Чиста вода та належні санітарні умови;
3. Міцне здоров’я;
12. Відповідальне споживання;

План уроку:

Проблеми Середньовіччя;
Стічні води та водоочисні споруди;
Розв’язок завдань для кращого розуміння теми;
Очищення стічних вод на водоочисній станції;
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

Я знаю види стічних вод (побутові, промислові, атмосферні);
Я виконую прості розрахунки, пов’язані з обсягами стічних вод або ефективністю їхнього очищення;
Я працюю з інфографікою, діаграмами, картами скидів забруднених вод;
Я пояснюю значення водоочисних споруд і необхідність їх модернізації;
Я називаю основні етапи очищення води (механічне, біологічне, хімічне очищення).

1. Мотивація:

Розгляньте картинки:

Картинки згенеровані “Gemini 2.5 Flash”.

2. Тобі може знадобитися:

Завдання №1.

3. Життєва ситуація:

Напишіть Ваше припущення, для чого використовують уранін А?

Завдання № 2.

Розгляньте таблицю, представлену нижче.

Дайте відповіді на запитання:

Розрахуйте частку житлового та побутового господарства у загальному обсязі скидів за 2021-2023 роки;
Порівняйте, на скільки відсотків знизилася частка скидів забруднених стічних вод з 2021-2022 р.?
Розрахуйте середній обсяг скидів забруднених стічних вод за три роки для промисловості;

Завдання № 3.

Напишіть відповіді на запитання:

Чому, на вашу думку, лише приблизно половина побутових стічних вод проходить безпечне очищення? Що може цьому заважати?

Які зміни, на вашу думку, мають відбутися, щоб середній показник очищення стічних вод у світі був 80%?

Як перевищення 50 % рівня очищення впливає на здоров’я населення?

В яких країнах найнижчі показники очищення стічних вод? Чому так?

Чому серед країн ЄС існує певна різниця у показниках очищення води?

4. Попрактикуймо самостійно:

Очищення стічних вод на водоочисній станції

Ваше завдання — заповнити таблицю, вказавши:

Всі етапи очищення води на водоочисній станції;
Позначити, який метод очищення використовується на кожному етапі: механічний, біологічний чи хімічний.
Пояснити коротко призначення кожного етапу очищення. Для чого саме цей етап потрібен.

№етапу	Етап очищення	Метод очищення	Призначення

		Механічний
	Коагуляція та флокуляція
3

			Зменшення кислотності води, підвищення pH води.
	Антикорозійна обробка ортофосфатною кислотою
7

5. Рефлексія:

Дайте відповіді на запитання:

🔴 Що залишилось незрозумілим для мене?

🟡 Що було новим, але зрозумілим?

🟢 Що я вже вмію і готовий/готова пояснити іншим?

У вільний від відпочинку час:

Дослідіть загальний стан річок в Україні.

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе