матеріал 13

247. Дослідження якості повітря. Частина 1.

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №247. Дослідження якості повітря. 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]
визначає самостійно або у співпраці з іншими аргументи/твердження, теорії, що ґрунтуються на наукових фактах і доказах [12 ПРО 4.1.1]
формулює самостійно або у співпраці з іншими висновки за результатами досліджень та обґрунтовує їх [12 ПРО 1.5.2]
добирає самостійно або у співпраці з іншими форми подання інформації і її перетворення [12 ПРО 2.2.1]

Мета уроку:

Сформувати в учнів розуміння важливості дослідження якості повітря.
Ознайомитись з основними джерелами забруднення повітря та способами вимірювання забруднень.
Розвивати вміння працювати з інтерактивними мапами та робити висновки щодо стану навколишнього середовища.

Цілі сталого розвитку:

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

ЦСР 3. Міцне здоров’я;
ЦСР 12. Відповідальне споживання;
ЦСР 13. Боротьба зі зміною клімату;

Ключові слова: склад повітря, забруднення, смог, екологічна катастрофа, парникові гази, парниковий ефект, глобальне потепління.

План уроку:

Смог у великих містах;
Склад повітря. Забруднення повітря;
Розв’язок завдань для кращого розуміння теми;
Робота з інтерактивною мапою;
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

Я перераховую основні джерела забруднення повітря;
Я знаю назви та формули газів, що є основними забруднювачами повітря;
Я розумію вплив забрудненого повітря на стан природи та здоров’я людини;
Я проводжу прості математичні розрахунки для визначення кількості газів, що потрапляють у повітря внаслідок діяльності людини;
Я вільно користуюсь інтерактивними мапами для оцінки рівня якості повітря в Україні та світі в цілому.

Дружня порада вчителю

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

1. Мотивація:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 5 хв.
Вчитель:
“Сьогодні ми поговоримо про те, чим ми дихаємо щодня — про повітря. Здається, воно невидиме й безмежне, але його якість прямо впливає на наше здоров’я та самопочуття.

Може здатися, що повітря чисте, якщо немає диму чи запаху. Але це не завжди так. Чи знали ви, що деякі небезпечні речовини не мають ні кольору, ні запаху?

Сьогодні ми дізнаємось про рівень якості повітря в деяких населених пунктах України та у світі в цілому”.

Розгляньте світлини. На них представлена одна й та сама вулиця Пекіну з різницею у часі в 2 дні. Світлини зроблені у 2015 році.

Взято з: www.bbc.com

А ось світлина Манхеттена у густому смогу, що зроблена у травні 1973 року.

**Автор фото:** Честер Хіггінс-молодший
**Взято з:** “1966 New York city smog”

А ось Київ зранку, затягнутий смогом. Світлина зроблена у 2024 році.

Обговоріть усім класом, що є причиною такого забруднення повітря.

2. Тобі може знадобитися:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 10 хв.
Продемонструйте учням презентацію, в якій наведені:

Гази, що входять до складу повітря;

Гази, що забруднюють повітря;

Основні джерела забруднення повітря
(природні та техногенні).

Повітря — природна суміш газів, з якої складається атмосфера Землі. Головними складовими частинами повітря (біля земної поверхні) є азот — 78,08 % об’єму, кисень — 20,96 % об’єму та інертні гази — 0,94 % об’єму, у тому числі аргон — близько 0,9 % об’єму.
До складу повітря входять також: діоксид вуглецю CO₂ (вуглекислий газ) — близько 0,04 % об’єму — і водяна пара 0,1—2,8 % об’єму.
Однак їхня кількість залежно від умов може значно змінюватись, тому їх називають змінними складовими частинами повітря.

Крім того, у повітрі можуть бути різні випадкові домішки, наприклад водень H₂, аміак NH₃, озон O₃, сірководень H₂S, метан CH₄, діоксид сірки SO₂ та інші гази, які потрапляють у повітря внаслідок гниття органічних решток, виверження вулканів, роботи хімічних заводів тощо.

Забруднення повітря відбувається шляхом природних і антропогенних джерел. До природних можна віднести: пилові бурі, виверження вулканів, пожежі в лісах, степах. До антропогенних джерел можна віднести: промислове виробництво, транспорт, теплоенергетика, спалювання сміття, сільське господарство.

Окрім газів, в атмосферу ще потрапляють тверді частинки, розмір яких істотно відрізняється. Так, наприклад, промисловий пил утворюється в результаті механічної обробки різних матеріалів (дроблення, розмелювання, підривання, заповнення, розрівнювання), теплових процесів (спалювання, прожарювання, сушка, плавлення), транспортування сипучих матеріалів.

*Вулканічні гази, що потрапляють в атмосферу під час виверження вулкана Августин, Аляска, 2006.*

*Гази та промисловий пил потрапляють у атмосферу під час виробництва.*

Найбільшим драйвером глобального потепління є викид газів, що створюють парниковий ефект, з яких понад 90% складають вуглекислий газ (СО2) і метан (CH4).
Спалювання викопного палива (вугілля, нафта та природний газ) для споживання енергії є основним джерелом цих викидів.

На графіку зображено збільшення концентрації парникових газів в атмосфері за останні 2000 років. Збільшення концентрацій цих газів з 1750 року обумовлено діяльністю людини в індустріальну епоху.

Життєва ситуація:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 15хв.

Завдання № 1.

Сталася аварія – на трасі перекинулась вантажівка з нітратною кислотою. Нітратна кислота – безбарвна димуча рідина з їдким запахом, при нагріванні легко розкладається з утворенням небезпечного бурого газу (NO₂, Нітроген(IV) оксид).

Оберіть правильне радіосповіщення, яке найбільш точно, відповідально та повно інформує населення.
Яке з повідомлень є правильним і повним?
Відповідь поясніть.

Варіант № 1. “Шановні мешканці сел Глибоке та Соснівка! Недалеко від вас перекинулась вантажівка з небезпечними хімікатами. Вітер зараз гонить отруйну хмару прямо на вас, прям дуже швидко! Газ дуже отруйний! Ховайтеся хто куди! За можливості не виходьте на вулицю, залишайтеся у приміщенні! Подбайте про маленьких тварин, про домашніх улюбленців! Не можна, щоб вони залишились на вулиці!”.

Варіант № 2. “Сьогодні поблизу траси між селами Глибоке і Соснівка перекинулась вантажівка з нітратною кислотою. Внаслідок цього в атмосферу потрапила велика кількість їдких парів. Пари нітратної кислоти можуть розкладатися з утворенням токсичного бурого газу. Просимо мешканців у радіусі 5 км не виходити з домівок, зачинити вікна та двері, вимкнути вентиляцію. Для захисту від парів нітратної кислоти користуйтесь протигазами та респіраторами, також можна використовувати захисні маски для обличчя, просочені содовим розчином. Якщо відчуваєте подразнення очей чи дихальних шляхів — зверніться до лікаря. Очікуйте подальших вказівок від місцевої влади”.

Варіант № 3. “Екстрене повідомлення: поблизу населених пунктів Глибоке і Соснівка перекинулась вантажівка з нітратною кислотою, в ході цього у повітря потрапила суміш кислотних парів і NO2. Утворений газ може подразнювати слизову оболонку та дихальні шляхи. Наразі відповідні служби працюють над ліквідацією наслідків аварії. Згідно з протоколом, прийміть заходи індивідуального захисту відповідно до ДСТУ. Зберігайте спокій та залишайтесь на зв’язку!”.

Відповідь:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповідь: Варіант № 1 є правильним, бо:

Називає місце і причину події;
Вказує небезпечну речовину;
Дає чіткі поради для безпеки;
Не викликає паніки, але попереджає.

Завдання № 2.

На двох картах нижче показано еволюцію рівнів якості повітря в Брюссельському столичному регіоні у 2018 та 2022 роках.

Вперше з моменту створення зони з низьким рівнем викидів у 2018 році рівень діоксиду азоту (NO2) вздовж основних доріг бельгійської столиці знизився на рекордні 30%, згідно з останнім звітом Брюссельського управління з охорони навколишнього середовища. Дослідження вказує на аналогічне або навіть більш помітне скорочення інших шкідливих забруднювачів.

Текст взято з: https://eurocities.eu/latest/brussels-low-emission-zone-successfully-clears-the-air/

Виберіть серед переліку, які фактори сприяли досягненню таких результатів. Відповідь обґрунтуйте.

Збільшення кількості поїздок громадським транспортом;
Використання власного автомобіля замість використання громадського транспорту;
Зменшення частки старих дизельних автомобілів, не обладнаних фільтрами;
Надання бонусів та пільг власникам велосипедів;
Збільшення кількості годин робочого дня;
Переведення частки працівників на дистанційну роботу.

Відповідь:

Відповіді:

I. Збільшення кількості поїздок громадським транспортом —
✅ Так. Менше приватного транспорту = менше викидів.
II. Використання власного автомобіля замість громадського транспорту —
❌ Ні. Це збільшує забруднення, а не зменшує його.
III. Зменшення частки старих дизельних автомобілів, не обладнаних фільтрами —
✅ Так. Це одне з основних джерел токсичних викидів у містах.
IV. Надання бонусів власникам велосипедів —
✅ Так. Це стимулює екологічно чистий транспорт.
V. Збільшення кількості годин робочого дня —
❌ Ні. Це не має стосунку до покращення якості повітря.
VI. Переведення частки працівників на дистанційну роботу —
✅ Так. Менше поїздок = менше автомобілів = менше викидів.

Завдання № 3.

Розв’яжіть наступні задачі:

Карбюраторний двигун на 1000 літрів палива викидає в повітря 200 кілограмів монооксиду карбону, 1 кілограм сажі, 20 кілограмів оксидів нітрогену, 25 кілограмів вуглеводнів, 1 кілограм сірчистих сполук. Яка маса викидів кожного з них потрапить у повітря, якщо певна АЗС за добу в літній період продає 150000 літрів пального за добу?
Гранично допустима концентрація (ГДК) карбон(II) оксиду (CO) у повітрі 3 міліграми на кубічний метр. У таких містах як Харків і Дніпро вміст його у повітрі становить відповідно 230 міліграм у метрі кубічному і 400 міліграм у метрі кубічному.
У скільки разів перевищує це допустиму норму?

Місце для розрахунків:

Відповідь:
Задача №1:
Монооксид карбону (CO): 30 000 кг
Сажа: 150 кг
Оксиди нітрогену (NOₓ): 3 000 кг
Вуглеводні: 3 750 кг
Сірчисті сполуки: 150 кг

Задача№ 2:
Харьків: 76,7 разів
Дніпро: 133,3 разів

Завдання № 4.

Перед вами таблиця з даними про викиди вуглекислого газу (CO2) у світі з 2010 по 2020 роки. За наведеними даними побудуйте графік залежності викидів вуглекислого газу від року.

Поміркуйте, чому у 2020 році спостерігалось стрімке зменшення викидів вуглекислого газу?

Рік	Викиди СО2 (млрд тонн)
2010	33,5
2011	34,2
2012	35,0
2013	35,7
2014	36,0
2015	36,2
2016	36,1
2017	36,6
2018	37,0
2019	37,0
2020	35,0

Обговоріть з учнями побудований графік.
Задайте питання: “Чому у 2020 році спостерігалось стрімке зменшення викидів вуглекислого газу?”.
Відповідь: Через пандемію COVID-19. Багато людей перебували на карантині, багато хто перейшли на дистанційну роботу та не користувались власним транспортом.

Попрактикуймо самостійно:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 15 хв.
Перед уроком бажано самому відвідати сайт https://www.saveecobot.com/, щоб краще орієнтуватися у ньому.
Прослідкуйте, щоб учні дотримувались покрокової інструкції.
Допомагайте учням, консультуйте їх.
Якщо хтось із учнів не розуміє, чому метеорологічні показники важливі при вимірюванні забруднення повітря, поясніть йому:

“Метеорологічні показники обов’язково враховують при вимірюванні рівня забруднення повітря, тому що вони впливають на розсіювання, накопичення та рух шкідливих речовин у повітрі:

ВІТЕР: Сприяє розсіюванню або перенесенню забруднень у сусідні райони.
Якщо вітру немає або він слабкий — забруднення затримуються в одному місці.

ВОЛОГІСТЬ ПОВІТРЯ: Впливає на осадження пилу та газів — при високій вологості частинки можуть «прилипати» до крапель води і випадати з повітря у вигляді опадів.
Водночас у вологому повітрі утворюються тумани, які можуть затримувати шкідливі речовини.

АТМОСФЕРНИЙ ТИСК: При високому тиску часто буває тиха погода без вітру, що сприяє накопиченню забруднень.
Низький тиск зазвичай супроводжується рухом повітря і опадами — це очищує атмосферу.

ТЕМПЕРАТУРА: Впливає на вертикальне перемішування повітря. При інверсії температури (коли верхні шари тепліші за нижчі) шкідливі речовини «замикаються» в приземному шарі, накопичуються і не розсіюються”.

Робота з інтерактивною мапою

Покрокова інструкція:

Запишіть в таблицю назву населеного пункту, дату, час та метеорологічні показники;
Перейдіть за покликанням на сайт: https://www.saveecobot.com/
Виберіть вкладку “Населені пункти” = “Якість повітря в населених пунктах”;
Виберіть населений пункт. Наприклад, Київ.

ПРИМІТКА: Air Quality Index (AQI) – це індекс якості повітря, формулу якого розробили в Агентстві з охорони навколишнього середовища США (US EPA).

PM (particulate matter) – це мікроскопічні тверді або рідкі частинки у повітрі. Цифри показують їхній розмір.
Так PM2.5 – це всі часточки діаметром до 2.5 мікронів, а PM10 – до 10. Тверді частинки дрібнодисперсного пилу, які з’являються в результаті процесу горіння, є однією з найбільш шкідливих форм забруднення повітря.

За бажанням можна додатково відкрити інтерактивну карту якості повітря населеного пункту та обрати якусь конкретну вулицю або район;

Дослідіть якість повітря у чотирьох населених пунктах України. ВАЖЛИВА УМОВА: населені пункти мають бути з різних областей України (наприклад, Київська, Львівська, Вінницька, Запорізька тощо). Заповніть таблицю.

Назва населеного пункту	Дата та час	Індекс забруднення повітря	Температура	Вологість повітря	Атмосферний тиск	Вітер

Дайте відповіді на наступні запитання:

1) Напишіть, який з обраних Вами населених пунктів є найбільш забрудненим? Як Ви вважаєте, чому?
2) Чому при вимірюванні забруднення повітря обов’язково варто враховувати такі метеорологічні показники як температура, атмосферний тиск, вологість повітря, вітер?

Рефлексія:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 3 хв.
Вчитель уважно вислуховує думки учнів щодо проведеного заняття.

Сьогодні на уроці я дізнався/дізналася…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Мене найбільше здивувало те, що…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тепер я розумію, що повітря може бути…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Я задумався/задумалась над тим, що…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Я б хотів/хотіла дослідити ще…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

У вільний від відпочинку час:

Щоб отримати уявлення про те, як концентрація CO2 змінювалася з плином часу, подивіться це відео, зібране Національним управлінням з питань океанічних та атмосферних впливів (NOAA):

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/history.html.

Також можна подивитись відео: “Потік вуглекислого газу”

Відео

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №247. Дослідження якості повітря. Частина 1.

Очікувані результати навчання:

Мета уроку:

Сформувати в учнів розуміння важливості дослідження якості повітря.
Ознайомитись з основними джерелами забруднення повітря та способами вимірювання забруднень.
Розвивати вміння працювати з інтерактивними мапами та робити висновки щодо стану навколишнього середовища.

Цілі сталого розвитку:

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

ЦСР 3. Міцне здоров’я;
ЦСР 12. Відповідальне споживання;
ЦСР 13. Боротьба зі зміною клімату;

План уроку:

Смог у великих містах;
Склад повітря. Забруднення повітря;
Розв’язок завдань для кращого розуміння теми;
Робота з інтерактивною мапою;
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

Я перераховую основні джерела забруднення повітря;
Я знаю назви та формули газів, що є основними забруднювачами повітря;
Я розумію вплив забрудненого повітря на стан природи та здоров’я людини;
Я проводжу прості математичні розрахунки для визначення кількості газів, що потрапляють у повітря внаслідок діяльності людини;
Я вільно користуюсь інтерактивними мапами для оцінки рівня якості повітря в Україні та світі в цілому.

1. Мотивація:

Взято з: www.bbc.com

А ось світлина Манхеттена у густому смогу, що зроблена у травні 1973 року.

А ось Київ зранку, затягнутий смогом. Світлина зроблена у 2024 році.

Обговоріть усім класом, що є причиною такого забруднення повітря.

2. Тобі може знадобитися:

Життєва ситуація:

Завдання № 1.

Відповідь:

Завдання № 2.

Текст взято з: https://eurocities.eu/latest/brussels-low-emission-zone-successfully-clears-the-air/

Виберіть серед переліку, які фактори сприяли досягненню таких результатів. Відповідь обґрунтуйте.

Збільшення кількості поїздок громадським транспортом;
Використання власного автомобіля замість використання громадського транспорту;
Зменшення частки старих дизельних автомобілів, не обладнаних фільтрами;
Надання бонусів та пільг власникам велосипедів;
Збільшення кількості годин робочого дня;
Переведення частки працівників на дистанційну роботу.

Відповідь:

Завдання № 3.

Розв’яжіть наступні задачі:

Карбюраторний двигун на 1000 літрів палива викидає в повітря 200 кілограмів монооксиду карбону, 1 кілограм сажі, 20 кілограмів оксидів нітрогену, 25 кілограмів вуглеводнів, 1 кілограм сірчистих сполук. Яка маса викидів кожного з них потрапить у повітря, якщо певна АЗС за добу в літній період продає 150000 літрів пального за добу?
Гранично допустима концентрація (ГДК) карбон(II) оксиду (CO) у повітрі 3 міліграми на кубічний метр. У таких містах як Харків і Дніпро вміст його у повітрі становить відповідно 230 міліграм у метрі кубічному і 400 міліграм у метрі кубічному.
У скільки разів перевищує це допустиму норму?

Місце для розрахунків:

Завдання № 4.

Поміркуйте, чому у 2020 році спостерігалось стрімке зменшення викидів вуглекислого газу?

Рік	Викиди СО2 (млрд тонн)
2010	33,5
2011	34,2
2012	35,0
2013	35,7
2014	36,0
2015	36,2
2016	36,1
2017	36,6
2018	37,0
2019	37,0
2020	35,0

Попрактикуймо самостійно:

Робота з інтерактивною мапою

Покрокова інструкція:

Запишіть в таблицю назву населеного пункту, дату, час та метеорологічні показники;
Перейдіть за покликанням на сайт: https://www.saveecobot.com/
Виберіть вкладку “Населені пункти” = “Якість повітря в населених пунктах”;
Виберіть населений пункт. Наприклад, Київ.

За бажанням можна додатково відкрити інтерактивну карту якості повітря населеного пункту та обрати якусь конкретну вулицю або район;

Дослідіть якість повітря у чотирьох населених пунктах України. ВАЖЛИВА УМОВА: населені пункти мають бути з різних областей України (наприклад, Київська, Львівська, Вінницька, Запорізька тощо). Заповніть таблицю.

Назва населеного пункту	Дата та час	Індекс забруднення повітря	Температура	Вологість повітря	Атмосферний тиск	Вітер

Дайте відповіді на наступні запитання:

1) Напишіть, який з обраних Вами населених пунктів є найбільш забрудненим? Як Ви вважаєте, чому?
2) Чому при вимірюванні забруднення повітря обов’язково варто враховувати такі метеорологічні показники як температура, атмосферний тиск, вологість повітря, вітер?

Рефлексія:

Сьогодні на уроці я дізнався/дізналася…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Мене найбільше здивувало те, що…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тепер я розумію, що повітря може бути…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Я задумався/задумалась над тим, що…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Я б хотів/хотіла дослідити ще…

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

У вільний від відпочинку час:

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/history.html.

Також можна подивитись відео: “Потік вуглекислого газу”

Відео

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе