Практическое занятие №15.

Решение практико-ориентированных расчетных задач на определение площади насаждений для снижения концентрации углекислого газа в атмосфере своего региона проживания. «Экологические аспекты профессиональной деятельности»

или «Влияние производственных факторов на организм человека»

или «Решение практико-ориентированных расчетных заданий по сохранению природных ресурсов своего региона проживания». *

* Для профессий/специальностей, связанных с объектом изучения “Человек” предлагается задание расчета водопотребления населенного пункта.

Тема: Решение практико-ориентированных расчетных задач на определение площади насаждений для снижения концентрации углекислого газа в атмосфере своего региона проживания.

Цель: на определение площади насаждений для снижения концентрации углекислого газа в атмосфере своего региона проживания. Провести расчёт концентрации углекислого газа в учебной аудитории. Подобрать методы снижения повышенной концентрации.

Задачи практического занятия:

1. Закрепить теоретические знания о роли витаминов в организме человека

2. Выполнить расчетные задачи.

Оборудование: тетрадь для практических заданий, линейка, карандаш, карточки - задания, компьютер, проектор, интерактивная доска, презентация по теме, набор раздаточного материала.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Образовательная цель: формирование знаний о роли витаминов в организме человека.

Воспитательная цель: воспитание чувства профессионализма, понимания важности своей профессии, внимательности, аккуратности

Развивающая цель: развивать познавательный интерес, логическое мышление, умение анализировать структурировать материал в графические схемы.

Рекомендуемые информационные материалы:

1. Учебник Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., Кузнецова Л.Н. и др. Биология (базовый уровень). 10 класс. — М., 2024.

Межпредметные связи: Основы латинского языка с медицинской терминологией, Основы патологии, Гигиена и экология человека, Физиологическое акушерство, Педиатрия, Охрана репродуктивного здоровья и планирование семьи, Патологическое акушерство.

Внутрипредметные связи: Закономерности наследования признаков, Наследственность и патология, Медико-генетическое консультирование.

Освоены следующие компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

Количество часов: 2 часа

Критерии оценки:

1. Оценка «5» (отлично) – ставится, если студент выполняет все задания без ошибок, или допускает незначительные ошибки, активно участвуя во всех видах деятельности, и творчески подходит к их выполнению.

2. Оценка «4» (хорошо) – ставится, если студент выполняет задания с 1 – 2 ошибками, которые самостоятельно устраняет, активно участвуя во всех видах деятельности, и творчески подходит к их выполнению.

3. Оценка «3» (удовлетворительно) - ставится, если студент делает большое количество ошибок при выполнении заданий или выполняет задания частично, участвуя во всех видах деятельности.

4. Оценка «2» (неудовлетворительно) - ставится, если студент большую часть заданий,  выполняет неверно, допускает грубые ошибки.

ХОД РАБОТЫ

Задание 1. Изучите теоретический материал

Теоретическая часть.

Одна из важнейших задач зеленых насаждений – формирование газового состава атмосферного воздуха. Только в процессе фотосинтеза образуется кислород, необходимый для процессов дыхания живых организмов.

Из общего количества солнечного излучения, попадающего на нашу планету, лишь половина доходит до поверхности Земли, только 1/8 имеет длину волны, подходящую для фотосинтеза, и лишь 0,4 % таких лучей (около 1 % от общего объёма энергии) используется

растениями. Именно от этого одного процента зависит вся жизнь на Земле. В процессе фотосинтеза углекислый газ в присутствии хлорофилла реагирует с водой; при этом образуется глюкоза и выделяется кислород:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2.

Леса занимают третью часть поверхности суши, что составляет 38 млн км2. Мировые запасы лесных ресурсов в разных странах отражены в табл. 1

В атмосфере Земли углекислый газ составляет 0,03% от объёма воздуха. Эта величина удерживается на протяжении многих тысячелетий, несмотря на то, что великое множество живых организмов в процессе дыхания выделяют углекислый газ. Ещё больше его выделяется при гниении и разрушении мёртвых тел, при извержении вулканов, пожарах, при сжигании топлива. Всё это огромное количество углекислого газа поглощают зелёные растения в процессе фотосинтеза, сохраняя более или менее постоянное содержание углекислого газа в атмосфере Земли и тем самым обеспечивая возможность жизни на нашей планете.

Помимо производства необходимого для жизни кислорода и утилизации углекислого газа, леса адсорбируют пыль, поглощают многие вещества, поступающие в атмосферу в процессе антропогенной деятельности - уменьшают концентрацию находящихся в воздухе вредных газов и паров сероводорода, оксидов серы и азота, фтористого водорода, паров соляной кислоты и др.

Показатели уровня радиации в лесу в два раза ниже, чем в населенных пунктах. Многие растения способны выделять фитонциды, очищая воздух от многих болезнетворных микроорганизмов.

Но и физиологические процессы самих растений напрямую зависят от качества среды обитания. В условиях промышленного города из-за сильной загазованности воздуха энергия фотосинтеза снижается в 10 раз, при высоких концентрациях оксидов серы, озона и других токсикантов в воздухе часто наблюдается краевой некроз листьев, изменение цвета и преждевременное опадение хвои, изменение возрастных показателей роста и развития растений, асимметрия.

Кроме живых организмов, не менее значимыми потребителями кислорода являются транспортные средства: при сжигании 1 кг топлива автомобилем расходуется 1,338 кг кислорода. Поэтому наличие парков, скверов, защитных посадок – необходимое условие для формирования безопасной городской среды.

Одна из глобальных современных экологических проблем – сокращение площади лесов на планете. Ежегодно вырубаются, подвергаются пожарам, затоплению при строительстве гидроэлектростанций, отчуждаются земли для строительства дорог, новых населенных пунктов – миллионы га, занятые лесными массивами.

Количество производимого в реакции фотосинтеза кислорода у различных видов деревьев различно, зависит от возраста, качества среды обитания и др. факторов. При выборе видов растений для озеленения населенных пунктов необходимо учитывать их газоустойчивость,

способность приспосабливаться к условиям городской среды.

Задание 2. Выполните работу

Цель работы: сравнить кислородопродуцирующие функции разных видов растений. Рассчитать необходимые для обеспечения процессов дыхания площади насаждений отдельных видов.

Порядок выполнения работы:

1. Объем легких взрослого здорового человека (при максимальном вдохе) в среднем составляет 3 – 4 л. Во время обычного дыхания средний объем вдыхаемого воздуха составляет 400 – 500 мл при частоте дыхания 16 – 18 вдохов и выдохов в минуту. Следовательно, количество воздуха (л),

вдыхаемого человеком в течение года можно рассчитать по формуле:

V = Vвд x ЧД x t1 x t2 x 365 (1)

где, Vвд – объем вдыхаемого воздуха (400 – 500 мл);

ЧД – частота дыхания в минуту;

t1 – минут в часе;

t2 т – часов в сутках.

2. Количество кислорода во вдыхаемом воздухе составляет 21 %,

рассчитайте, сколько кислорода (л) требуется для дыхания человека в течение года.

3. Рассчитайте, сколько тонн кислорода требуется человеку для дыхания, при условии, что плотность кислорода (Q) составляет 1, 41 кг/ м3; 1

м³ соответствует 1000 л.

m = V x (2)

4. Рассчитайте количество деревьев различных пород, необходимых для продуцирования кислорода, необходимого для дыхания 1 человека, используя данные таблицы 2 (плотность насаждений – 1200 шт/га).

Таблица 2

Примечание. Выбор варианта задания – по последней цифре номера зачетки

Сделайте вывод

Задание 3. Расчёт концентрации углекислого газа в учебной аудитории. 

Дано:

Длина аудитории, м – 15;

Ширина аудитории, м – 5,5;

Высота аудитории, м – 2,5;

Количество человек, чел – 18;

Время занятий, час – 5

1. Определить объем аудитории

15 х 5,5 х 2,5 = 206, 25 м³

2. Известно, что в покое человек выделяет в среднем 20 л СО2в час, а при активнойдеятельности — 40 л в час. Возьмите среднее значение — 30 л в час.

3. В аудитории занимаются 15 человек 3,5 часа. Определить объем воздуха, который выдохнули15 человек за 3,5 часа занятий:

30 л /час х 18 человек х 5 часов = 2700 л

4. Пересчитать объем образовавшегосяСО2из литров вм³.

Известно, что 1 л составляет0,001м³.

2700л х 0,001м³= 2,7м³.

5. Концентрацию СО2рассчитать так: объем образовавшегося СО2поделить на объемаудитории и результат умножить на 100%.

2,7м³: 206,25м³ х 100% = 1,3%.

6. Как единицы измерения уровняСО2,, используется величина ppm (partspermillion или

частиц СО2на миллион частиц воздуха)

1,3% * 1000= 1300ppm.

Таблица 1 - Влияние концентрации углекислого газа в помещении на здоровье человека

1. Длительное проветривание всех помещений. Кратковременное проветривание слабоэффективное и практически не уменьшает содержание углекислого газа в воздухе. Для поддержания по-настоящему здорового микроклимата нужно держать окна открытыми в течение всего урока. Часто это невозможно из-за шума под окнами, холодных сквозняков, неприятных запахов, дыма и так далее.

2. С помощью комнатных растений, таких как: хлорофитум хохлатый, глоксиния, бегония, сансевиерия трехполостная и др. Но поскольку поглощение ими избыточной углекислоты из воздуха происходит только на свету, то одним им вряд ли справиться.

3. Углекислый газ можно удалять из воздуха помещения специальными приборами. Эти приборы называются абсорберами (поглотителями) углекислого газа. В основе действия абсорбера углекислого газа заложен принцип захвата молекул СО2 специальным веществом.

Сделайте вывод

Контрольные вопросы

1. Укажите норму концентрации углекислого газа в помещении в ррm?

2. В каких сферах жизнедеятельности человек научился применять углекислый газ?

Ответы на контрольные вопросы

1. Параметры микроклимата в помещениях, ГОСТу 30494-2011,санитарная норма углекислого газа в помещении колеблется от 600 ppm до 1000 ppm.

2. Применение углекислого газа в различных областях промышленности связано с химическими и физическими свойствами вещества. Он не горит, не опасен в минимальных концентрациях для человека и животных и является основным компонентом для жизнедеятельности растений.

Химическая промышленность:

•Участвует в синтезе искусственных химикатов;

•Регулирует температуру в реакциях;

•Нейтрализует щелочи;

•Очищает ткани животных и растений;

•Может восстанавливаться до метана.

Металлургия:

•Осаждение отходящего дыма;

•Регулирует направления течения воды при отводе шахт;

•Некоторые лазеры используют CO2 в качестве источника энергии (неон).

Производство бумаги:

•Регулирует водородный показатель в древесной массе или целлюлозе;

•Усиливает в мощности производственные машины.

Применение в других сферах деятельности

Человек также использует углекислоту в других областях деятельности и в быту.

Доступность диоксида обуславливает его широкую распространенность, а свойства –востребованность даже среди обывателей.

Где еще применяется углекислота:

•При сварке. Защищает металл от нагрева и окисления, обтекая электрическую дугу.

•В сельском хозяйстве. Углекислый газ в купе с солнечным светом – идеальный способ удобрить любые культуры. Распыление газа в парнике или теплице увеличивает урожайность в 2-3 раза;

•В медицине служит для создания атмосферы, близкой к реальной, при проведении искусственных операций на органах. Он применяется как стимулятор для восстановления дыхания пациента и при введении его в наркоз;

•Фармацевтика. Создает идеальную среду для синтеза химии и низкотемпературной транспортировки вод;

•Приборы и оборудование. Охлаждает оборудование и агрегаты без разбора на модули, выступает как абразивный элемент прочистки;

•Защита окружающей среды. Регулирует показатель водорода в стоках;

•Пищевая промышленность. Используется как консервант и разрыхлитель теста. Добавляется в напитки, делая их газированными;

•Для создания давления в пневматическом оружии.

Задание 4. Сделайте вывод по работе.