матеріал 14

248. Дослідження якості повітря. Частина 2.

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №248. Дослідження якості повітря. Частина 2.

Очікувані результати навчання:

визначає самостійно або у співпраці з іншими аргументи/твердження, теорії, що ґрунтуються на наукових фактах і доказах [12 ПРО 4.1.1]
здійснює самостійно або у співпраці з іншими дослідження, фіксує результати [12 ПРО 1.4.2]
створює і аналізує самостійно або у співпраці з іншими моделі об’єктів і явищ, які необхідно дослідити [12ПРО 1.4.1]
інтерпретує самостійно або у співпраці з іншими інформацію природничого змісту, представлену в різний спосіб [12 ПРО 2.2.2]
виявляє ціннісне ставлення до набутих дослідницьких навичок для пізнання природи [12ПРО 1.6.3]
формулює самостійно або у співпраці з іншими висновки за результатами досліджень та обґрунтовує їх [12 ПРО 1.5.2]
установлює та обґрунтовує самостійно або у співпраці з іншими взаємозв’язки між природними, техногенними об’єктами, закономірності явищ природи [12 ПРО 3.3.1]
ідентифікує, формулює та аналізує самостійно або у співпраці з іншими життєву/навчальну проблему [12 ПРО 4.2.1]

Мета уроку:

Сформувати в учнів уявлення про рівень забруднення повітря у світі та окремих країнах на основі аналізу картографічних даних.
Розвивати вміння працювати з джерелами екологічної інформації.
Сформувати розуміння впливу якості повітря на здоров’я людини.
Провести дослідження сили власних легень як приклад самоспостереження та оцінки функціонального стану організму в контексті забруднення повітря.

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: повітря, забруднення повітря, кислотний дощ, пил, смог, екологічна катастрофа, парникові гази, парниковий ефект, глобальне потепління.

План уроку:

Забруднене повітря — загроза життю!
Як забруднене повітря впливає на здоров’я людини?
Розв’язок завдань для кращого розуміння теми;
Дослідження “Сила легень. Повітря у кульці”;
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

Я пояснюю вплив якості повітря на здоров’я людини;
Я вмію працювати з джерелами екологічної інформації;
Я орієнтуюся в графіках, які демонструють дані щодо рівня забруднення повітря у світі та окремих країнах;
Я дослідницьким шляхом визначаю силу власних легень.
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.
Обговоріть з учнями наведені нижче факти та дослідження.

Розгляньте добірку цікавих фактів та досліджень.
Обговоріть їх усім класом.

Забруднення повітря є одним з найбільших екологічних ризиків для здоров’я дітей та літніх людей.
За даними Королівського коледжу лікарів (RCP), брудне повітря вбиває понад 500 людей щотижня, а забруднення повітря, навіть при низьких концентраціях, завдає шкоди здоров’ю майже кожному органу тіла (Джерело: The Guardian, “UK air pollution killing more than 500 people a week, doctors say”).
500 мільйонів дітей у країнах Східної Азії та Тихого океану дихають нездоровим повітрям. (Джерело: https://www.unicef.org/eap/press-releases/silent-killer-air-pollution)
У 2019 році 99% населення світу проживало в місцях, що не відповідали рівням якості повітря, встановленим ВООЗ.
Сукупний вплив забруднення атмосферного повітря та забруднення повітря в домогосподарствах пов’язаний з 6,7 мільйонами передчасних смертей щорічно.

Дитина одягає маску в магазині, що продає маски для боротьби із забрудненням повітря в Нью-Делі, Індія, 4 листопада 2016 року. (Фото AP/Altaf Qadri)
**Джерело:** apnews.com

2. Тобі може знадобитися:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 10 хв.
Продемонструйте учням презентацію, в якій наведені графіки та статистичні дані про рівень забруднення повітря в усьому світі.

Можна скористатися наступним ресурсом: https://www.healthdata.org/sites/default/files/2024-06/soga-2024-report.pdf

Із розвитком індустріалізації рівень забруднення повітря у світі суттєво зріс. Збільшення кількості заводів, використання викопного палива, транспорту та енергетичних потужностей призвело до викидів великої кількості шкідливих речовин в атмосферу. Найбільше зростання забруднення спостерігалося в періоди активного промислового розвитку, особливо в країнах із високими темпами економічного зростання.

*Забруднення повітря у Віднесі, кінець 19 століття*
**Джерело:** Гарді, Д. В. Ф., *Історія хімічної промисловості у Віднесі* , Imperial Chemical Industries Limited, 1950.

І нічого з тих пір майже нічого не змінилося…

*Дим піднімається з димарів цегельних печей на околиці Дакки, Бангладеш,*
*9 лютого 2025 року. (Фото AP/Махмуд Хоссейн Опу)*
**Джерело:** apnews.com

Згідно з нещодавньою доповіддю Інституту впливу на здоров’я, забруднення повітря є другим за величиною фактором ризику передчасної смерті у світі після високого кров’яного тиску. Короткочасний вплив може спровокувати напади астми та збільшити ризик серцевих нападів та інсультів , особливо у людей похилого віку або людей із захворюваннями. Тривалий вплив може спричинити серйозні проблеми із серцем та легенями, які можуть призвести до смерті, включаючи хвороби серця, хронічну обструктивну хворобу легень та легеневі інфекції.

Основними забруднювачами повітря є:
РМ2.5, РМ10 — тверді частинки, мають розмір 2,5 та 10 мікронів відповідно. Можуть глибоко проникати в легені людини та здебільшого утворюються внаслідок спалювання палива.

*Глобальна карта національних середньорічних концентрацій PM2.5, зважених на кількість населення, у 2020 році.*
**Джерело:** www.healthdata.org

Оксиди Карбону: СО, СО2. СО (чадний газ) утворюється при неповному згорянні палива. Зв’язується з гемоглобіном у крові, перешкоджає транспорту кисню. парниковий газ. СО2 (вуглекислий газ) є парниковим газом, що впливає на зміну клімату.

Оксиди Нітрогену: NO, NO2. NO2 — токсичний, подразнює дихальні шляхи, утворює кислотні дощі та фотооксиданти (смог).

Оксиди сульфуру: SO2, SO3. Обидва оксиди викликають захворювання дихальної системи та при взаємодії з водою утворюють кислотні дощі

***Скріншот:*** *“Світ навиворіт. 1 випуск”*

В таких умовах добувають сірку біля вулкану на одному з островів Індонезії.
На світлині присутні гази — оксиди Сульфуру.

Зниження рівня забруднення повітря можливе лише тоді, коли поєднуються зусилля уряду країн, бізнесу та суспільства, і кожен розуміє свій внесок у чисте повітря.

Життєва ситуація:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 15хв.
Допомагайте учням, консультуйте їх!

Завдання № 1.

Забруднення повітря в приміщеннях виникає внаслідок використання неефективного та забруднюючого палива, такого як вугілля, дрова, відходи сільськогосподарських культур або гній, вдома та навколо нього. Це паливо містить низку шкідливих для здоров’я забруднювачів, включаючи дрібні частинки, які проникають глибоко в легені та потрапляють у кров.

На цій карті ми бачимо показники смертності від забруднення повітря в приміщеннях по всьому світу. Показники смертності вимірюють кількість смертей на 100 000 осіб у певній країні чи регіоні.

**Взято з:** https://ourworldindata.org/indoor-air-pollution

Проаналізуйте наступні твердження та позначте відповіді “+”, якщо твердження правильне, “-” — якщо твердження хибне.

Проблема забруднення повітря в приміщеннях має чіткий економічний розкол;
Рівень смертності знижується, коли країни багатшають;
Низький рівень смертності від забруднення в приміщеннях пов’язаний з високим рівнем урбанізації та використанням електроплит;
Високі показники смертності характерні для країн, де досі широко використовують дрова або вугілля для приготування їжі;
У країнах із найвищими показниками смертності від забрудненого повітря в приміщеннях проблема пов’язана переважно з промисловістю;
Рівень смертності залежить тільки від кількості населення країни;
У США смертність від забруднення повітря в приміщеннях майже така ж висока, як у Індії;
У Південній Азії рівень смертності від забруднення повітря в приміщеннях є одним із найвищих у світі;
У більшості країн Західної Європи смертність від внутрішнього забруднення повітря перевищує 100 смертей на 100 000 населення;
Україна входить до групи країн із середнім рівнем смертності від внутрішнього забруднення повітря.

Завдання № 2.

На діаграмі представлено Річні викиди PM2.5 від лісових пожеж, 2003–2025 рр. Розгляньте уважно показники діаграми та дайте відповіді на запитання, наведені нижче.

Яка одиниця виміру використовується на графіку для PM_2.5викидів із лісових пожеж?

Які роки на графіку характеризуються характерними піками викидів PM_2.5?

Який найвищий річний показник викидів PM_2.5 за весь період у світі та окремих країнах, і в якому році він був досягнутий?

Чи є періоди, коли викиди різко знижувалися? Які глобальні чи регіональні події могли цьому сприяти?

В якому році відбулась найбільша лісова пожежа в Греції?

Завдання № 3.

Розгляньте діаграму “Рівень смертності від забруднення повітря на вулиці у 1990 році порівняно з 2021 роком”. На діаграмі розсіювання ми бачимо порівняння між рівнем смертності від забруднення повітря на вулиці у 1990 році (показано на осі Y) та рівнем за останній рік (на осі X).
Чорна лінія тут позначає паритет: країна, що лежить уздовж цієї лінії, мала однаковий рівень смертності в обидва роки. Країни, що лежать вище чорної лінії, мали вищий рівень смертності в 1990 році (тобто з того часу він знизився), а країни, що лежать нижче, мали вищий рівень в останньому році (тобто він зріс за останні десятиліття).

**Взято з:** https://ourworldindata.org/outdoor-air-pollution

Які країни опустилися нижче лінії паритету (тобто мають меншу смертність у 2021 році, ніж у 1990)?

В Україні на 2021 рік спостерігалось зменшення чи збільшення кількості смертей від забрудненого повітря?

З чим пов’язано збільшення показника смертності у таких країнах як Китай та Індія?

В яких країнах суттєво зменшився рівень смертності від забруднення повітря?

Чи правильне наступне твердження: “Показники смертності знижуються у країнах з високим рівнем доходу. У країнах з низьким та нижче середнього рівнями доходу показники смертності зросли у період з 1990-2021 р.”? До Вашої відповіді наведіть приклади з діаграми, що підтверджують чи спростовують наведене твердження.

Завдання № 4.

Напишіть загальний висновок.
Як пов’язані між собою рівень забруднення повітря та економічний стан країни?
Яких заходів та екологічних програм треба вжити, щоб знизити рівень забруднення повітря у світі?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Попрактикуймо самостійно:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 15 хв.
Прослідкуйте, щоб учні дотримувались покрокової інструкції!
Допомагайте учням, консультуйте їх.
Слідкуйте, щоб учні правильно виконували математичні розрахунки!
Якщо у класі є люди, які активно займаються спортом або грі на духових інструментах, нехай інші учні порівняють свої результати з їхніми!

Сила легень. Повітря у кульці

Обладнання: повітряні кульки (20 см), нитка або шматок мотузки, лінійка, калькулятор.

Покрокова інструкція:

Розтягніть кульку та надуйте її кілька разів, щоб вона втратила жорсткість. Чим еластичніша кулька, тим точніші будуть результати!
Вдихніть і видихніть кілька разів, поєднуючи глибокий та звичайний вдихи. Навіщо це робити? Вашим легеням потрібне невелике тренування, перш ніж ви почнете виконувати дослід.
Візьміть повітряну кульку до рук, зробіть великий ковток повітря та вдихніть його у кульку
ОДНИМ РАЗОМ якомога більше. Не дозволяйте повітрю виходити з кульки!

Знайдіть найширшу частину надутої повітряної кульки, її “екватор”. Оберніть мотузку навколо кульки по її «екватору» — найбільш широкій частині, приблизно посередині. Тримайте нитку там, де з’єднуються кінці. Відзначте довжину нитки, яка обгорнула кульку, та виміряйте її за допомогою лінійки. Це дасть вам окружність повітряної кульки (у см).
Запишіть це спостереження у зошит і повторіть дослід 3 рази.

Спроба (№)	Окружність кульки (С, см)	Середнє значення (С, см)
1
2
3

Використовуючи всі спостереження, обчисліть середнє значення окружності кульки та за допомогою цієї величини знайдіть радіус повітряної кульки, а потім загальний об’єм повітря у кульці! Скористайтеся формулами.
Розрахуйте спочатку радіус окружності, а потім на основі отриманих даних розрахуйте приблизний об’єм повітря у кульці!

Запишіть об’єм повітря!
Об’єм повітря у кульці: ______________________________

Порівняйте Ваш результат з результатами інших учнів!
Напишіть, чи є у класі ті, хто активно займаються спортом або грі на духових інструментах?
Який результат продемонстрували вони?

Рефлексія:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 3 хв.
Проведіть з учнями рефлексію типу “Світлофор”.

🔴 Що залишилось незрозумілим для мене?

🟡 Що було новим, але зрозумілим?

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

У вільний від відпочинку час:

Виконайте міні-проєкт “Моніторинг якості повітря”

Покрокова інструкція:

Візьміть шматочок білого паперу або стікер.
Розмір — приблизно 5×5 см. Чим чистіший і світліший папір — тим краще буде видно пил.
Зробіть отвір у верхньому куті за допомогою дирокола або гострим кінцем олівця/шила.

**Цей та наступні скріншоти зроблені з відео:** “Make Your Own Air Pollution Monitor!”

Протягніть нитку або мотузку в отвір і зав’яжіть вузлик — це буде «петля» для підвішування індикатора.
Нанесіть тонкий шар вазеліну (або крему, або жиру) на одну сторону паперу — обережно, щоб не зім’яти. Використовуйте ватну паличку або пальцем рівномірно розподіліть жир.

Підпишіть індикатор — напишіть дату, час, місце спостереження (на звороті).
Повісьте індикатор на відкритому повітрі.
Найкраще — у різних місцях: біля дороги, у парку, біля школи, вдома.
Підвісьте так, щоб він не торкався інших предметів, був захищений від дощу, але доступний для повітря.

Залиште на 24–48 годин. Чим довше він висить, тим більше забруднень «прилипне» до вазеліну.
Через 1–2 дні зніміть індикатор і уважно розгляньте:
- Чи є плями, темні часточки, пил?
- Яка частина найбрудніша?
- Порівняйте індикатори з різних місць!

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №248. Дослідження якості повітря. Частина 2.

Очікувані результати навчання:

Мета уроку:

Сформувати в учнів уявлення про рівень забруднення повітря у світі та окремих країнах на основі аналізу картографічних даних.
Розвивати вміння працювати з джерелами екологічної інформації.
Сформувати розуміння впливу якості повітря на здоров’я людини.
Провести дослідження сили власних легень як приклад самоспостереження та оцінки функціонального стану організму в контексті забруднення повітря.

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:

Забруднене повітря — загроза життю!
Як забруднене повітря впливає на здоров’я людини?
Розв’язок завдань для кращого розуміння теми;
Дослідження “Сила легень. Повітря у кульці”;
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

Я пояснюю вплив якості повітря на здоров’я людини;
Я вмію працювати з джерелами екологічної інформації;
Я орієнтуюся в графіках, які демонструють дані щодо рівня забруднення повітря у світі та окремих країнах;
Я дослідницьким шляхом визначаю силу власних легень.
Я вільно користуюсь інтерактивними мапами для оцінки рівня якості повітря в Україні та світі в цілому.

1. Мотивація:

Розгляньте добірку цікавих фактів та досліджень.
Обговоріть їх усім класом.

Забруднення повітря є одним з найбільших екологічних ризиків для здоров’я дітей та літніх людей.
За даними Королівського коледжу лікарів (RCP), брудне повітря вбиває понад 500 людей щотижня, а забруднення повітря, навіть при низьких концентраціях, завдає шкоди здоров’ю майже кожному органу тіла (Джерело: The Guardian, “UK air pollution killing more than 500 people a week, doctors say”).
500 мільйонів дітей у країнах Східної Азії та Тихого океану дихають нездоровим повітрям. (Джерело: https://www.unicef.org/eap/press-releases/silent-killer-air-pollution)
У 2019 році 99% населення світу проживало в місцях, що не відповідали рівням якості повітря, встановленим ВООЗ.
Сукупний вплив забруднення атмосферного повітря та забруднення повітря в домогосподарствах пов’язаний з 6,7 мільйонами передчасних смертей щорічно.

2. Тобі може знадобитися:

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 10 хв.
Продемонструйте учням презентацію, в якій наведені графіки та статистичні дані про рівень забруднення повітря в усьому світі.

Можна скористатися наступним ресурсом: https://www.healthdata.org/sites/default/files/2024-06/soga-2024-report.pdf

І нічого з тих пір майже нічого не змінилося…

Основними забруднювачами повітря є:
РМ_2.5, РМ₁₀ — тверді частинки, мають розмір 2,5 та 10 мікронів відповідно. Можуть глибоко проникати в легені людини та здебільшого утворюються внаслідок спалювання палива.

Життєва ситуація:

Завдання № 1.

Проблема забруднення повітря в приміщеннях має чіткий економічний розкол;
Рівень смертності знижується, коли країни багатшають;
Низький рівень смертності від забруднення в приміщеннях пов’язаний з високим рівнем урбанізації та використанням електроплит;
Високі показники смертності характерні для країн, де досі широко використовують дрова або вугілля для приготування їжі;
У країнах із найвищими показниками смертності від забрудненого повітря в приміщеннях проблема пов’язана переважно з промисловістю;
Рівень смертності залежить тільки від кількості населення країни;
У США смертність від забруднення повітря в приміщеннях майже така ж висока, як у Індії;
У Південній Азії рівень смертності від забруднення повітря в приміщеннях є одним із найвищих у світі;
У більшості країн Західної Європи смертність від внутрішнього забруднення повітря перевищує 100 смертей на 100 000 населення;
Україна входить до групи країн із середнім рівнем смертності від внутрішнього забруднення повітря.

Завдання № 2.

Яка одиниця виміру використовується на графіку для PM_2.5викидів із лісових пожеж?

Які роки на графіку характеризуються характерними піками викидів PM_2.5?

Який найвищий річний показник викидів PM_2.5 за весь період у світі та окремих країнах, і в якому році він був досягнутий?

Чи є періоди, коли викиди різко знижувалися? Які глобальні чи регіональні події могли цьому сприяти?

В якому році відбулась найбільша лісова пожежа в Греції?

Завдання № 3.

Які країни опустилися нижче лінії паритету (тобто мають меншу смертність у 2021 році, ніж у 1990)?

В Україні на 2021 рік спостерігалось зменшення чи збільшення кількості смертей від забрудненого повітря?

З чим пов’язано збільшення показника смертності у таких країнах як Китай та Індія?

В яких країнах суттєво зменшився рівень смертності від забруднення повітря?

Чи правильне наступне твердження: “Показники смертності знижуються у країнах з високим рівнем доходу. У країнах з низьким та нижче середнього рівнями доходу показники смертності зросли у період з 1990-2021 р.”? До Вашої відповіді наведіть приклади з діаграми, що підтверджують чи спростовують наведене твердження.

Завдання № 4.

Попрактикуймо самостійно:

Сила легень. Повітря у кульці

Обладнання: повітряні кульки (20 см), нитка або шматок мотузки, лінійка, калькулятор.

Покрокова інструкція:

Розтягніть кульку та надуйте її кілька разів, щоб вона втратила жорсткість. Чим еластичніша кулька, тим точніші будуть результати!
Вдихніть і видихніть кілька разів, поєднуючи глибокий та звичайний вдихи. Навіщо це робити? Вашим легеням потрібне невелике тренування, перш ніж ви почнете виконувати дослід.
Візьміть повітряну кульку до рук, зробіть великий ковток повітря та вдихніть його у кульку
ОДНИМ РАЗОМ якомога більше. Не дозволяйте повітрю виходити з кульки!

Знайдіть найширшу частину надутої повітряної кульки, її “екватор”. Оберніть мотузку навколо кульки по її «екватору» — найбільш широкій частині, приблизно посередині. Тримайте нитку там, де з’єднуються кінці. Відзначте довжину нитки, яка обгорнула кульку, та виміряйте її за допомогою лінійки. Це дасть вам окружність повітряної кульки (у см).
Запишіть це спостереження у зошит і повторіть дослід 3 рази.

Спроба (№)	Окружність кульки (С, см)	Середнє значення (С, см)
1
2
3

Використовуючи всі спостереження, обчисліть середнє значення окружності кульки та за допомогою цієї величини знайдіть радіус повітряної кульки, а потім загальний об’єм повітря у кульці! Скористайтеся формулами.
Розрахуйте спочатку радіус окружності, а потім на основі отриманих даних розрахуйте приблизний об’єм повітря у кульці!

Запишіть об’єм повітря!
Об’єм повітря у кульці: ______________________________

Порівняйте Ваш результат з результатами інших учнів!
Напишіть, чи є у класі ті, хто активно займаються спортом або грі на духових інструментах?
Який результат продемонстрували вони?

Рефлексія:

🔴 Що залишилось незрозумілим для мене?

🟡 Що було новим, але зрозумілим?

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

У вільний від відпочинку час:

Виконайте міні-проєкт “Моніторинг якості повітря”

Покрокова інструкція:

Візьміть шматочок білого паперу або стікер.
Розмір — приблизно 5×5 см. Чим чистіший і світліший папір — тим краще буде видно пил.
Зробіть отвір у верхньому куті за допомогою дирокола або гострим кінцем олівця/шила.

Протягніть нитку або мотузку в отвір і зав’яжіть вузлик — це буде «петля» для підвішування індикатора.
Нанесіть тонкий шар вазеліну (або крему, або жиру) на одну сторону паперу — обережно, щоб не зім’яти. Використовуйте ватну паличку або пальцем рівномірно розподіліть жир.

Підпишіть індикатор — напишіть дату, час, місце спостереження (на звороті).
Повісьте індикатор на відкритому повітрі.
Найкраще — у різних місцях: біля дороги, у парку, біля школи, вдома.
Підвісьте так, щоб він не торкався інших предметів, був захищений від дощу, але доступний для повітря.

Залиште на 24–48 годин. Чим довше він висить, тим більше забруднень «прилипне» до вазеліну.
Через 1–2 дні зніміть індикатор і уважно розгляньте:
- Чи є плями, темні часточки, пил?
- Яка частина найбрудніша?
- Порівняйте індикатори з різних місць!

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе