Урок Водные ресурсы Томской области. Водосберегающие технологии
план-конспект урока экологии (7 класс) по теме

Автор разработки: Халина Анастасия Михайловна,

учитель ОГКОУ КШИ «Кадетский корпус»

г. Колпашево Томской области

Тема урока:

«Водные ресурсы Томской области.
Водосберегающие технологии»

Цель урока: познакомить обучающихся с богатством водных ресурсов Томской области, оценить их состояние; рассмотреть возможные способы сохранения водных запасов области, выработать собственное мнение на данную проблему и предложить конструктивные пути решения вопроса.

Задачи:

образовательные:        

1.        оценить запасы воды на территории Томской области;

2.        выявить проблемы водных ресурсов области;

3.         найти пути решения проблем водосбережения.

развивающие:

1. развивать навыки работы с различными источниками информации (раздаточный материал, презентация);

2. развивать навыки самостоятельного анализа информации, формулировки выводов.

воспитательные:

1. воспитывать в обучающихся чувство уважения и сотрудничество в группах; культуру общения;

2. формировать положительный образ Западной Сибири и ценностное отношение к данному региону.

3.  научить ценить богатство водных запасов нашей области и страны.

Тип урока: проблемный урок

Методы обучения: поисковый

Оборудование: инструктивные карточки, презентация «Водные ресурсы Томской области. Водосберегающие технологии», мультимедийный проектор.

Ход урока.

I. Организационный момент:

1. доклад замкомвзвода, приветствие;

2. проверка готовности к уроку.

II. Повторение ранее изученного материала (5 мин.)

Тест по теме «Загрязнение атмосферы»

1 Экология – это:

A) Наука о взаимоотношениях живых организмов со средой их обитания

Б) Наука о живых организмах        В) Наука о взаимоотношениях человека со средой обитания

2. Антропогенное воздействие на природу – это:

A) Воздействие, связанное с деятельностью человека

Б) Воздействие на среду живых организмов в ходе своей жизнедеятельности

В) Воздействие на окружающую среду факторов неживой природы

3. Воздушная оболочка Земли – это:

A) Атмосфера        Б) Ноосфера        В) Тропосфера

4. Естественное загрязнение биосферы происходит в результате:

A) Лесных пожаров        Б) Выбросов фабрик и заводов        В) Вырубки лесов

5. В каком слое атмосферы находится озоновый экран?

A) В стратосфере        Б) В тропосфере        В) Во всех слоях атмосферы

6. Укажите озоноразрушающие газы

A) Фреоны                Б) Углекислый газ, азот        В) Сероводород, водород

7. Наибольшая концентрация озонового слоя в стратосфере располагается на высоте:

A) 22-24 м                Б) 300 м                        В) 5-6 м

8. Систему длительных наблюдений за состоянием окружающей среды и процессами, происходящими в экосистемах и биосфере, называют:

A) Мониторингом        Б) Охраной среды                В) Гос.контролем

9. Воздушная оболочка Земли, осуществляющая защитные функции – это:

A) Атмосфера        В) Озоновая дыра                В) Смог

10. Среди компонентов атмосферы наиболее важным для существования живых организмов является:

A) Углекислый газ, кислород                        Б) Аргон, сероводород

В) Озон, фреон

11. Основная причина кислотных дождей — наличие в атмосфере Земли:

A) Сернистого газа                Б) Озона                В) Кислорода

12. Созданию парникового эффекта способствует наличие в атмосфере Земли:

A) Углекислого газа                Б) Водяного пара        В) Аргона

III. Изучение нового материала (30 мин.)

Учитель:        Ребята! Сегодня мы продолжаем знакомиться с природными богатствами нашей области.

Слайд 1. Посмотрите, этот маленький голубой шарик – это и есть вся пресная вода на Земле. Очень мало, неправда ли? Поэтому нам повезло: на территории нашей области довольно большой запас пресных вод. И мы сегодня с вами определим, хватает ли нам запасов воды  и есть ли проблемы с водными ресурсами в Томской области на сегодняшний день? Вы что-либо знаете по этому вопросу? Можете сделать предположения?

Ученик выходит к доске и записывает высказывания одноклассников: Воды не хватает, и существуют проблемы, связанные с качеством воды, загрязнением водоёмов, обвалом берегов.

Учитель: Хорошо, сегодня мы попробуем подтвердить или опровергнуть ваши предположения. А сейчас запишите тему урока в тетрадь «Водные ресурсы Томской области. Водосберегающие технологии» (Слайд 2).

Учитель: Давайте с вами посмотрим, чем же богата наша область (Слайд 3). На территории Томской области насчитывается 131023 водных объекта, в том числе:

-18100 рек общей протяженностью 95 тыс. км;

-12900 озер суммарной площадью 4451 км кв;

-6 водохранилищ суммарным объемом 21,198 млн. м куб;

-23 водохранилища и пруды, поднадзорные Главному управлению природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Томской области, суммарным объемом 7,6 млн. м куб;

-водно-болотные угодья площадь более 80 тыс. км кв.

Как вы думаете, ребята, на какие нужды в первую очередь используются водные ресурсы у нас?

Ученики: полив, бытовые нужды, стирка, питьё и т.д.

          Учитель: Посмотрите на Слайд 4, в основном вы назвали все отрасли, куда требуется вода. Она расходуется в бытовых целях для питья, приготовления пищи, стирки, мытья, смыва нечистот в канализацию и поливки садов и улиц. В Европе средний расход воды в бытовых целях на душу населения составляет приблизительно 250 л в день.

        Вода, используется в промышленных целях, расходуется в процессах охлаждения. Остальная часть расходуется в процессах промывки газов и в качестве растворителя. Приблизительно полмиллиона литров воды расходуется на выпуск каждого легкового автомобиля.

        Большая часть пресной воды используется в сельское хозяйство. Эта вода используется для орошения (полива). Для выращивания одной тонны хлопка необходимо 11 000 миллионов литров воды. Для выращивания спелой тыквы требуется 150 л воды.

        Воду используют на гидроэлектростанциях, а также на тепловых электростанциях - для создания пара, вращающего турбины, и в целях охлаждения. Хотя электростанции расходуют огромное количество воды, она используется практически без потерь, в замкнутом цикле.

          Учитель: А можно ли сократить эти затраты?

          Ученики: Экономить воду при поливе, использовании её на бытовые нужды, реже мыться и др.

          Слайд 5,6,7,8.  Посмотрите, как иногда человек нерационально, неэкономно расходует воду. Особых усилий не нужно в данных случаях, чтобы сократить эти расходы.

Слайд 9. Ежегодно в экономике нашей области используется 3-3,5 км куб воды, из которых 0,6-0,7 км куб забирается из природных источников, а остальной объем за счет оборотных систем повторного использования. Свежая вода расходуется на производственные нужды (84%), хозяйственно-питьевые (13%), сельскохозяйственное водоснабжение, включая орошение, (1%).

Основная часть общего потребления воды осуществляется из поверхностных источников на нужды промышленности, особенно предприятий химической и нефтехимических отраслей, причем максимальная нагрузка лежит на р. Томь и связана с техническим водоснабжением ФГУП Сибирский химический комбинат (СХК).

Анализ качества водопроводной и речной воды (Приложение №3)

Работа в группах, заполнение таблицы (Табл.№1) и формулировка вывода по качеству воды.

Таблица №1

Учащиеся должны ответить на вопросы, протестировав пробы воды:

1. Какими свойствами должна обладать чистая вода?

2. Можно ли, не проводив тщательного лабораторного анализа, определить качество водопроводной и речной воды?

3. Выявили ли вы отклонения от стандартов чистой воды? Если да, то какие?

4. Считаете ли вы это важной проблемой водных ресурсов нашей области?

Теперь поговорим с вами об основных проблемах водных объектов на территории Томской области (Слайд 10).

1.Качество питьевых вод и загрязнение источников питьевого водоснабжения.

Как вы думаете, в чём заключается проблема качества воды?

Ученики: загрязнение водных объектов промышленными отходами, с/х стоками, бытовым мусором.

Слайд 11. Учитель: Так как река Томь приносит воды из Кузбасса, самой развитой в промышленном отношении территории Сибири (а по совместительству и территории водосбора р. Томи), то практически все сбросы промышленных отходов предприятий Кузбасса (жидкие и газообразные) попадают в реку Томь и далее в Обь. По заключению французских экспертов в районе г. Томска качество воды в Томи не позволяет восстановить ее до уровня качества питьевой воды. Поэтому г. Томск и его окрестности снабжаются водой из подземного водозабора, расположенного в междуречье Оби и Томи. Так как другой ближайший и масштабный источник чистой воды расположен в 300 км к западу от Томска, поэтому очень важно состояние подземных вод Томь-Обского междуречья.

Слайд 12. Общее количество прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод по Томской области составляет 38,7 млн. м куб / сут.

Степень разведанности ресурсов подземных вод невысокая. На территории Томской области разведано 29 месторождений пресных подземных вод и 3 - минеральных.

Несмотря на то, что потребность в хозпитьевой воде почти всех районных центров области обеспечена эксплуатационными запасами, в 9 из 16 районов они не освоены и водоснабжение населения осуществляется из одиночных водозаборных скважин, работающих на неутвержденных запасах.

Большая часть добываемой подземной воды - 57 % расходуется на хозяйственно-питьевые нужды населения, 18 % - на производственно-технические, главным образом, для поддержания пластового давления при добыче нефти, 25 % составляют потери.

Поверхностные воды Томской области не могут быть использованы для организации централизованного водоснабжения в силу их уязвимости от антропогенного загрязнения. Реки, по берегам которых расположены наиболее крупные населенные пункты, достаточно сильно загрязнены в результате многочисленных сбросов неочищенных стоков от промышленной деятельности, сельскохозяйственного производства, лесозаготовительных работ, добычи нефти и газа.

Единственным надежным источником качественного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения области служат подземные воды. Запасы подземной воды способны обеспечить потребности жителей Томской области не только в настоящее время, но и в далекой перспективе. Вместе с тем, качество подземных вод в естественных природных условиях по ряду таких показателей как содержания железа, марганца, в отдельных случаях - фенолов, азотсодержащих веществ, нефтепродуктов, а в ряде северных районов - водорастворенных газов (сероводород, метан), не отвечает требованиям СанПин 2.1.4.559-96 . В бактериологическом отношении воды, как правило, удовлетворяют существующим требованиям.

На многих действующих водозаборах отсутствуют или не выдерживаются зоны санитарной охраны. Из 830 объектов водопользования имеют лицензии на право добычи подземных вод только 378 (около 46 %), на остальных объектах ведется безлицензионная добыча, а, следовательно, неконтролируемое использование ресурсов подземных вод. Важной проблемой является также наличие большого числа самоизливающихся и бесхозных скважин, работы по ликвидации которых практически не выполняются.

Слайд 13. Загрязнение поверхностных водных объектов.

Учитель: Качество поверхностных вод в большинстве случаев не соответствует нормативным требованиям по содержанию нефтепродуктов, фенолов, железа, азота аммонийного и нитритного, органических веществ по величине ХПК, содержанию микрофлоры и ряду других показателей, а сами воды оцениваются как "умеренно загрязненные", "загрязненные", а воды малых рек в бассейне р. Томи, в наибольшей степени испытывающие антропогенное воздействие, - "очень грязные". Из-за низкого качества, обусловленного поступлением сточных вод из контролируемых и, особенно неконтролируемых выпусков стоков, а также болотных вод с высоким содержанием железа, марганца, азота аммонийного и органических веществ, воды рек и озер на территории Томской области могут быть источником загрязнения подземных питьевых вод (при наличии гидравлической связи) и причиной возникновения некоторых заболеваний, связанных с культурно-бытовым использованием водотоков и водоемов. Наиболее остро проблема загрязнения поверхностных вод стоит в пределах Томской агропромышленной агломерации и в районах нефтегазодобычи. Для ее решения необходимо, прежде всего, выявить и по возможности ликвидировать в пределах существующих и потенциальных водоохранных зон свалки, выпуски неочищенных сточных и ливневых вод.

Слайд 14. Состояние русел и берегов водных объектов. 

Учитель: Речные русла сложены относительно легко размываемыми песчаными, песчано-галечными и песчано-илистыми отложениями, в связи с чем на многих участках р.Оби и ее притоков наблюдаются значительные плановые деформации русла (на рр . Обь и Чулым до 15-20 м/год, на р. Томи - до 1,5-2 м/год). В частности, интенсивные эрозионные процессы отмечены на р. Оби у сел Назино, Александровское, Вертикос, Каргасок, Тымск, г. Колпашево, на реках Чулым, Чае и их притоках. Достаточно высокая активность эрозионных процессов отмечена на р. Томи в Томском районе и непосредственно у г. Томска. Опасность русловых процессов на территории Томской области связана не только с размывом берегов и разрушением хозяйственных объектов, но и изменением отметок дна, а следовательно, и изменением уровней воды и степени затопления речных пойм в весенний период. С учетом этого обстоятельства необходимо проводить постоянный мониторинг и, при необходимости, углубление и спрямление речных русел. Потребность в таких работах наиболее остро стоит в случае р. Томи у г. Томска, где после прекращения русловой добычи песчано-гравийной смеси в последние годы наблюдается некоторое увеличение максимальных уровней воды.

Слайд 15. Заболоченность территории Томской области.

Учитель: Широкое распространение болот и заболоченных земель существенно ограничивает хозяйственную деятельность и ухудшает условия жизни населения, в том числе, определяет низкое качество поверхностных и подземных вод вследствие высоких содержаний железа и органических веществ в болотных водах, питающих реки и поступающих в подземные горизонты. При этом следует отметить, что наличие огромных заболоченных площадей обусловливает наличие целого ряда экологических и водохозяйственных проблем независимо от того, будет ли происходить дальнейшее заболачивание, или, наоборот, разрушение болотных систем. Эти проблемы во многом определяются как высоким содержанием в болотных водах загрязняющих веществ, так и несовершенством региональной нормативно-правовой базы, не позволяющей учитывать высокую заболоченность при определении границ водоохранных зон и расчете нормативов ПДС.

Учитель: Дальше мы с вами поработаем в группах. У каждой группы на столе есть инструктивная карточка с заданием (Приложение 2).

Изучите карточки с заданием. На выполнение задания отводится 8-10 минут. Я желаю вам успеха. Приступайте.

Выступление представителей от каждой группы (по 3 минуты), учитель комментирует, остальные обучающиеся задают уточняющие вопросы.

1 группа                        Слайд 16

2 группа                        Слайд 17,18,19,20

3 группа                        Слайд 21

Учитель: Давайте подведем итог всему выше сказанному. Попробуйте сделать вывод: Какое значение имеют водные ресурсы для нашей области, какие проблемы стоят перед нами в настоящее время, и как мы можем их решить?

Обучающиеся высказывают свое мнение.

IV. Подведение итогов.

Учитель: Наш урок подходит к концу. Поэтому напомню ещё раз: бережное расходование пресной воды, своевременная и действенная очистка сточных вод, охрана водных ресурсов, сокращают их дефицит и увеличивают возможность их использования (Слайд 21).

V. Домашнее задание (слайд 22).

Выучить конспект, творческое задание письменно в тетради:

1. Предложить несколько эффективных путей очистки сточных вод для нашего города (в любой организации, квартире, частном доме и т.д.).
2. Оценить (в цифрах, с расчетами) сколько воды потребляет ваша семья за неделю.

Спасибо за урок!

Бытовые стоки коммунального хозяйства

Сбросы водного и железнодорожного транспорта

Отходы древесины

Синтетические моющие средства

Стоковые воды сельского хозяйства

(удобрения)

Стоковые воды промышленных предприятий

Нефть,

нефтепродукты,

 красители

Источники загрязнения гидросферы

Группа №2.

1.           Рассмотрите иллюстрации и схему приспособлений для очистки воды, ознакомьтесь с материалом. Расскажите о назначении каждого приспособления для очистки воды.

Механическая очистка заключается в процеживании сточной жидкости через решетки, улавливании песка в песколовках и осветлении воды в первичных отстойниках. Загрязнения, уловленные на решетках, дробятся на специальных дробилках и возвращаются в поток очищаемой воды до или после решеток. Песколовки защищают отстойники от загрязнения минеральными примесями. Конструкция песколовок может быть различной и зависит от количества поступающих стоков. После песколовок воды поступают в первичные отстойники, где осуществляется осаждение нерастворимых взвешенных частиц как органического, так и минерального происхождения. Песколовки бывают горизонтальные, вертикальные и щелевые. Эти загрязнения можно отправлять и на сбраживание в метантенки. Осадок из песколовок состоит в основном из песка. Его обработка обычно заключается в обезвоживании на песковых площадках. Твердая фаза осадка, образующегося в отстойниках, преимущественно имеет органическое происхождение, в связи, с чем этот осадок направляется для сбраживания в метантенки.

Отстойники — основной и наиболее распространенный тип очистных сооружений. В них оседают нерастворенные взвешенные частицы как органического, так и минерального происхождения. Отстойники бывают с горизонтальным движением воды — горизонтальные и с вертикальным движением воды — вертикальные.

Отстойники могут быть первичными и вторичными. Первичные отстойники устанавливают перед сооружениями биологической очистки, а вторичные — устанавливают для вторичного просветления воды после сооружений биологической очистки. Осадок, полученный в первичных отстойниках, перегнивает, а затем его высушивают на специально отведенных площадках и используют в качестве сельскохозяйственного удобрения.

Чаще всего используются круглые отстойники, которые представляют собой резервуары со срезанным коническим днищем. В центре отстойника устанавливается труба, по которой сточные воды поступают к нижней части отстойника. По периферии отстойника устраивают сборные желоба. Осаждение суспензии в отстойнике осуществляется тогда, когда сточная вода отбивается от зонта и центральной трубы и со скоростью 0,7 мм/сек поднимается вверх. Образовавшийся в отстойнике осадок удаляется иловой трубой под действием столба воды.

Горизонтальные отстойники представляют собой резервуары, длина которых в 4-5 раз больше их ширины. Устраивают их преимущественно из железобетона, кирпича, камня и других водостойких материалов. Резервуары имеют наклон в сторону приямка, который устраивают вначале отстойника (за потоком воды). Такая конструкция обеспечивает наиболее интенсивное осаждение суспензии.

Для равномерного распределения потока сточных вод по ширине отстойника вначале и в конце его устраивают желоба. Для распределения жидкости по всей глубине отстойника в начале на некоторую глубину устанавливается отбойная доска. Чтобы предотвратить вынос на поверхность жидкости веществ, которые всплывают, в конце отстойника устанавливают плавающую доску.

Биохимическая очистка сточных вод на биологических фильтрах осуществляется аэробными микроорганизмами, развивающимися на фильтрующей загрузке сооружений, в виде так называемой биологической пленки. Она периодически отмирает и выносится с очищенной водой. Для ее улавливания применяют вторичные отстойники. В целях снижения степени загрязнения воды, поступающей на биологические фильтры, часть очищенной воды возвращают для разбавления неочищенной воды (рециркуляция воды).

Осадок из вторичных отстойников также направляют в метантенки. Для дезинфекции воды используют хлор. Приготовленную в хлораторной хлорную воду смешивают с очищаемой водой.

Обеззараживание воды происходит в контактных резервуарах, конструкция которых аналогична первичным отстойникам.

При сбраживании осадка в метантенках образуется газ, в значительной степени состоящий из горючего газа метана. Этот газ аккумулируют в газгольдерах, а затем используют на нужды станции, в том числе для подогрева осадка в метантенках.

Аэраторы представляют собой прямоугольные резервуары с перегородками для удлинения путей движения сточной воды. Аэраторы служат для повышения степени осветления сточных вод в отстойниках, для устранения из сточной воды жидкого жира и подготовки к биологической очистке стоков.

Аэрация представляет собой продувание сточной воды воздухом на протяжении 10-30 мин при наличии активного ила со вторичных отстойников. Воздух подается снизу через отверстия в трубах или через фильтры.

Пруды - отстойники

Группа №3

1. На основании рассмотренного на уроке материала предложите несколько вариантов решения проблем водных ресурсов в нашей области.

Приложение №3

1 группа. Определение интенсивности запаха воды. 

1.Заполнить пробирку водой до высоты 10-12см и закрыть пробками.

2. Поочередно открывайте пробки у пробирок (колб) с растворами и определяйте запах воды, пользуясь таблицей.

2 группа. Определения цветности и мутности воды:

1.Заполнить пробирку водой до высоты 10-12см.

2.Определите цветность и мутность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном.).

3. Подчеркните (или отметить галочкой) наиболее подходящий оттенок и степень мутности из приведенных в таблице либо заполните свободную линию в таблице.

Цветность воды.

Мутность воды.

3 группа. Определение рН воды: 

1. Отрежьте ножницами кусочек индикаторной полоски тест-системы размером не менее 5×5 мм.  

2.  Зажмите  кусочек  полоски  пинцетом  и  опустите его в раствор.

3.  Сравните  окраску  кусочка  полоски  с  окраской  контрольной  шкалы  цветных  образцов  на этикетке  тест-системы,  выбрав  образец,  ближайший  по  интенсивности  и  характеру  окраски  тестируемого  кусочка.  Определите  ориентировочную  величину  концентрации  загрязнителя  в  растворе. Для определения используют индикаторную бумагу. Цветность определяется в сравнении с эталоном чистой воды (после фильтрации).

От каждой группы учащихся после проведения работы выходит один ученик и вписывает результаты в таблицу, остальные оформляют таблицу в тетрадях (табл. №1).

Таблица №1.