Содержание
Что такое экология (3 класс УМК «Школа России») | План-конспект урока по окружающему миру (3 класс):
Конспект урока окружающего мира
Тема: «Что такое экология?»
Цели деятельности учителя: формирование понятия об экологии как науке, о взаимосвязях живых систем и неживой природы.
Планируемые результаты
Предметные:
знать: чем занимается наука экология; понятие о окружающей среде.
уметь: понимать значимость между живыми системами и неживой природой.
Личностные: анализировать, делать выводы, сравнивать.
Тип урока: «открытие» нового знания.
Оборудование: УМК « Школа России», «Мир вокруг нас» Плешакова А.А. учебник для 3 класса, рабочая тетрадь, презентация, раздаточный материал.
Челябинск, 2019
Этап урока Методы и приемы | Хроно- метраж | Содержание урока | Формируемые УУД | |
Деятельность учителя, формы деятельности учащихся | Деятельность ученика | |||
I. Этап самоопределения к деятельности Психологический настрой | 1 мин | -Здравствуйте, ребята! Меня зовут Виктория Юрьевна, сегодня я проведу у вас урок окружающего мира. Слайд 1 | Проявляют эмоциональную отзывчивость на слова учителя: приветствуют учителя. | Р: саморегуляция как способность к мобилизации сил и энергии, к волевому усилию и преодолению препятствий. |
II. Актуализация знаний и мотивация
Практический: метод проблемного изложения, создание проблемной ситуации | 4 мин | — Прежде чем перейти к изучению нового материала повторим то, что проходили на предыдущем уроке. Кто мне скажет тему прошлого урока? — С помощью чего мы можем определить какое это государство? — Что входит в понятие символика? -Кто населяет государство? -Все вместе люди – общество. -Сейчас проверим ваши знания. На карточках напишите Ф.И. Прочитайте задание и приступайте к его выполнению. У вас есть 4 минуты. -Обменяйтесь карточками с соседом по парте, возьмите простой карандаш и сверьте ответы с ключом, что на экране. Слайд 2 «5» — 1-2 ошибки «4» — 3 ошибки «3» — 4 ошибки «2» — более 4 ошибок Слайд 3 |
Тема: общество С помощью символики Люди Обмениваются карточками друг с другом | П.: осмысление читаемого текста П: анализ объектов с выделением существенных признаков К: взаимодействие с партнером |
III. Постановка учебной задачи Словес.: подводящий диалог | 3 мин | — Посмотрите небольшой видеофрагмент. — О чем это видео? — Почему необходимо беречь Землю? — Сегодня на уроке мы попробуем посмотреть на окружающий мир глазами ученого-эколога и подумаем над тем, насколько важно каждому из нас попытаться стать экологом. Узнаем, какая наука изучает взаимосвязи в природе. -Кто догадался или знает тему нашего сегодняшнего урока? Как она звучит? -Кто попробует поставить цели на наш урок? Цели: узнать, что такое экология; о взаимосвязях живых систем и неживой природы. -Поднимите правую руку, если готовы стать настоящими экологами и узнать ответы на наши цели? | Смотрят видеофрагмент О том, что необходимо беречь землю Что такое экология Узнать, что такое экология; о взаимосвязях живых систем и неживой природы | П: подведение под понятие П: построение речевого высказывания К: умение полно и точно выражать мысли; взаимодействие в группе, выработка общей точки зрения, отстаивание собственной. П: поиск и выделение необходимой информации Р: целеполагание |
IV. «Открытие» нового знания Практический: самост. чтение Словесный: подводящий диалог | 10 мин | 1. Наука, которой занимаются экологи, называется экология. Что изучает экология? Как вы понимаете слово «экология»? Кто знаком с этим словом и сможет объяснить, что оно означает? – Давайте заглянем в этимологический словарь, чтобы объяснить значение слова «экология». Это слово образовалось от двух греческих слов: «экос» – дом и «логос» – наука. Что получилось? — О каком же доме идет речь? Как называется дом, в котором мы живем все вместе? — Правильно, речь идет о нашей планете Земля, о законах, по которым мы должны жить в нашем огромном общем доме. (На доске появляется изображение всего того, о чем говорит учитель далее.) Слайд 5 — Что нам нужно для того, чтобы жить на Земле? -Растения и животные живут на Земле независимо друг от друга? -За многие миллионы лет все виды животных и растений приспособились друг к другу и к окружающей их неживой природе. Возникли прочные связи. В природе установилось равновесие. (На доске появляются схемы природных связей: между неживой и живой природой, между растениями и животными, между различными животными, между природой и человеком.) Слайд 6 — В наше время это равновесие очень трудно сохранить. Как вы думаете, почему? Что может привести к разрушению этого равновесия? -Равновесие сохраняется до тех пор, пока не нарушаются экологические законы. Поэтому то, что человек делает в природе, должно быть хорошо продумано. Если люди не задумываются заранее о результатах своих поступков в природе, они могут нанести ей очень большой вред. | Экология изучает землю, жизнь на земле и так далее Наука о доме или наш дом О планете Земле Солнце, воздух, вода, пища и так далее Из-за исчезновения популяций животных Разрыв пищевых цепей, взаимосвязей | П: построение речевого высказывания П: поиск и выделение необходимой информации К: умение полно и точно выражать мысли; взаимодействие в группе, выработка общей точки зрения, отстаивание собственной. П: поиск и выделение необходимой информации |
Динамическая пауза | 2 мин | -Сейчас мы с вами выполним динамическую паузу. (видео) | Выполняют динамическую паузу | |
V. Первичное закрепление | 5 мин | 2. Работа по учебнику. — Предлагаю проверить правильность наших рассуждений на страницах учебника. Откройте страницы 24-25. Прочитайте текст. — Работая в парах, проследите по схеме основные события этой истории. — Почему на острове появилось много крыс? — Какие связи в природе были нарушены? — О чем должен был подумать человек, уничтожая комаров? — Кто из вас попробует привести свои примеры нарушения связей в природе? Предлагаю работать в группах по 4 человека. — Выходит, что любое живое существо множеством невидимых нитей связано со всем тем, что его окружает. | Открывают учебники и начинают читать по цепочке материал Из-за того, что люди решили применить ядохимикаты О последствиях, о животных | П: поиск и выделение необходимой информации П: построение речевого высказывания |
VI.Самостоя-тельная работа с проверкой Практический: самост. работа; графическое выполнение работы | 8 мин | (по ходу рассказа демонстрирует на доске изображения коровы, клевера, шмелей и их гнезд, мышей и кошек.) Слайд 7 — В одном хозяйстве почему-то плохо стали доиться коровы: мало молока они стали давать. Да и молоко так себе, почти без сливок. Как вы думаете, почему? Что нужно корове, чтобы она давала много жирного молока? — Клевером в этом хозяйстве засеяли огромное поле, почему же он не уродился? Кто из вас сможет объяснить? — Почему исчезли шмели? — В чем мы еще раз убедились на примере этой ситуации? — Какие связи в природе были нарушены? — Выслушав все сказанное, попробуйте в паре заполнить схему, изображающую данные связи. На листочках. |
Нужно много клевера, самого полезного, сытного корма для скота, а его, видимо, недостаточно. Чтобы клевер уродился, его цветки должны опылять шмели, а шмели пропали с поля. Свои гнёзда шмели устраивают в земле, а мыши расплодились в большом количестве и разорили шмелиные гнезда. В природе все взаимосвязано. Если разорвать хотя бы одно звено цепочки, разрушится вся цепь Заполняют на листочках | П: поиск и выделение необходимой информации П: поиск и выделение необходимой информации П: осознанное построение речевого высказывания К: умение полно и точно выражать мысли |
VII. Включение в систему знаний Словесный: ответы на вопросы обобщающего характера | 5 мин | — Прочитайте текст учебника на стр. 26-27. — Что такое окружающая среда? — Что такое экологические связи? — Что такое экология? — Почему для человека очень важно стать хотя бы немного экологом? — Удалось ли вам сделать сегодня на уроке правильные выводы? — Предлагаю вам объединиться в группы и за 1 минуту составить свою цепочку. -Готовы? Проверяем. Молодцы. -Откройте свои рабочие тетради на нашей теме. И выполните 1 задание. После того, как вы его выполните, обменяйтесь тетрадями с другом и сделайте взаимопроверку. — Прочтите 3 задание. Кто сможет его нам объяснить? | Читают учебник 26-27 Окр.Среда – все то, что нас окружает
Чтобы человек знал, что для земли приносит вред Да, удалось Составляют свои цепочки | П: построение рассуждения; осуществление синтеза К: умение полно и точно выражать мысли; взаимодействие в группе, выработка общей точки зрения, отстаивание собственной. |
VIII. Рефлексия деятельности Словесный: формулирование выводов, обобщений. | 2 мин | – Какое значение для всех живых организмов нашей планеты имеет экология? -Какая была тема нашего урока? Цель? -Что мы можем сказать о связях в природе? — Вам понравилось быть в роли юных экологов? -Всем спасибо, до свидания! Слайд 8 | Огромное значение, потому что без экологии не будет жизни на земле Что такое экология. Узнать о взаимосвязях… Что все живые существа связаны м/д собой невидимыми нитями | П: построение речевого высказывания П: осуществление синтеза Р: осуществление итогового контроля |
Доклад на тему Экологическая безопасность сообщение
- Энциклопедия
- Разное
- Экологическая безопасность
Природа – это все живое и неживое, что есть на планете Земля. Реки, моря, озера, океаны, животные, растения, грунты, грибы, микроорганизмы, люди – все это составляющие жизни на нашей планете. Существует целая наука, которая изучает роль человека во взаимоотношениях с природой, и влияние его действий на окружающую среду. Экология дословно в переводе с греческого означает «наука о доме, месте обитания». Что означает, природа – это наш дом, о котором мы должны заботиться и оберегать его. Люди единственные разумные существа способные думать и принимать обдуманные и правильные решения. Поэтому на нас и лежит ответственность за этот мир.
Но, к большому сожалению, человечество стоит на пороге экологической катастрофы. Быстрое движение прогресса, требует многих затрат и природных ресурсов, которые не успевают пополняться. Природный газ, нефть, уголь, руды – все это полезные ископаемые, без которых уже невозможно представить полноценную современную жизнь. Возрастание человеческой популяции на планете, требует больше средств для существования, что приводит к большему строению фабрик и заводов. В целях экономии большинство владельцев фабрик не утилизируют надлежащим образом отходы, а просто выбрасывают их в окружающую среду. Последствиями подобных действий являются загрязненные водоемы и атмосфера. Проживание в такой местности опасно для человеческой жизни.
Также вред для экосистем несут не только большие заводы и фабрики, но и маленькие действия каждого человека.
Для того, чтобы помочь сохранить жизнь, нужно, во-первых, научиться экономить природные ресурсы. Но, как же экономить уголь, нефть, газ? С помощью этих полезных ископаемых работает множество гидро- и электростанций. Значит, следует экономить электричество и воду, не оставлять включенными электрические приборы, если они не используются. Нужно следить за своими действиями, и не мусорить, а выкидывать не нужные вещи в предназначенные для этого места. Маленький полиэтиленовый пакетик будет разлагаться в земле годами! Особый вред грунтам несут батарейки и аккумуляторы. Они окисляют грунты, тем самым делая их непригодными для сельскохозяйственной деятельности.
Если каждый из нас будет выполнять хотя бы эти несколько правил – мы сможем продлить жизнь на планете на тысячелетия.
Вариант №2
Экологическая безопасность – состояние приемлемого вредного воздействия антропогенных и естественных факторов на состояние окружающей среды и здоровье человека. Данное состояние осуществляется благодаря рациональному потреблению природных ресурсов и гармоничному взаимодействию человека с природными экосистемами. Эти принципы изложены в концепции устойчивого развития.
Вред природе и населению могут наносить различные химические, биологические и шумовые загрязнения, уровень которых должен тщательно контролироваться.
Экологическая безопасность является системой, включающей в себя различные меры, позволяющие прогнозировать, предотвращать и устранять чрезвычайные ситуации, угрожающие живой природе и здоровью населения. Регуляция осуществляется на законодательном уровне. В межгосударственных отношениях контроль осуществляется международными организациями: ЮНЕСКО, ООН ЮНЕП.
Промышленные предприятия должны придерживаться экологической политики, диктуемой государством, и осуществлять контроль на местном уровне. Предприятия и производственные комплексы, нарушающие экологическое законодательство обязаны выплачивать штрафы и устранять выявленные специальной комиссией нарушения.
Главной целью политики экологической безопасности, проводимой государством, является формирование благоприятных условий для жизни населения и поддержания биологического разнообразия в природе.
Данная политика осуществляется благодаря внедрению инновационных технологий производства, характеризующихся меньшей отходностью, и разработке новых способов очистки и утилизации выбросов и стоков. Наиболее перспективным направлением являются технологии переработки вторичного сырья, в том числе биотехнологическими методами.
для 3, 8 класса окружающий мир. ОБЖ
Экологическая безопасность
Популярные темы сообщений
- Морской конек
Морской конек представляет собой поразительное существо, это единственная рыба, у которой есть шея. Научные работники выяснили, морские гребешки — родственники рыбы-иглы.
- Сфера духовной жизни 9 (бщества)
Для начала нужно вспомнить, как действует понятие «культурный человек». Есть понятие «культурное растение», есть «народная культура». Давайте разбираться.
- Дерево Бурмис
Дерево Бурмис является одним из необычных деревьев мира. Бурмис является гибкой сосной. Растет возле города Альберта в Канаде. Это единственное уникальное по своему роду дерево, которое относится к виду сосновых растений.
- Профессия военный
Военного человека видно сразу: и выправка, и осанка, и гордая походка- всё говорит о том, что перед нами настоящий мужчина. Тот, кто выбрал для себя карьеру профессионального военного и решил посвятить себя воинскому искусству, должен понимать,
- Ядро клетки
Ядром называют главную часть клетки живых организмов. Основная функция ядра — это хранение и дальнейшая реализация информации о строении организма. Без ядра невозможно воспроизводить белки для работы клетки.
Web of Life (Руководство для учителя/Экология)
Национальный памятник и заповедник Кратеры Луны
- Уровень:
- Старшая начальная школа: с третьего по пятый класс
- Тема:
- Математика, Наука
- ГОСТ:
- ЛС2-3-2, ЛС1-4-1, ЛС2-4-1, ПС3-5-1, ЛС2-5-3
Учащиеся узнают о сложности жизни и взаимосвязях между живыми существами, создавая пищевую сеть Craters.
Цель(и)
- Учащиеся смогут описать несколько взаимосвязей между живыми существами в Кратерах.
- Студенты смогут проследить поток энергии через пищевую сеть.
Предыстория
Джон Мьюир сказал: «Когда мы пытаемся выделить что-то само по себе, мы обнаруживаем, что оно связано со всем остальным во вселенной». Например, лишайники ускоряют эрозию скал и стволов деревьев, на которых они растут, обогащая близлежащую почву и улучшая условия произрастания сирени. Сирень создает тень и еще больше обогащает почву, когда она отмирает и разлагается переносимыми ветром грибами и бактериями. Множество насекомых колонизируют расщелину, где растет сирень. Паук ест насекомых. Щелкунчик Кларка прячет гибкий кедровый орех в прохладной расщелине сиринги, но позже его ловит ястреб Купера. Кедровый орех прорастает, находит щель по душе и начинает расти, обязанный своим будущим всему, что было до него.
История жизни связана с взаимосвязями, о которых мы по большей части не знаем. Отсутствие у нас экологических знаний превосходит то немногое, что мы знаем о природе. Например, первым шагом к пониманию жизни является идентификация видов, а мы не знаем, сколько их, даже с точностью до ближайшего порядка. Число может быть 10 или 100 миллионов.
Мы знаем, что ничто не живет в изоляции. Однако мы часто действуем так, как будто жизнь на Земле — это массивный ящик с инструментами со множеством ненужных мелких гаек и болтов. В Северной Америке мы когда-то использовали чудо-пестицид ДДТ, но не знали о его влиянии на остальную часть пищевой цепи, где он вызывал истончение яичной скорлупы у хищных птиц и испорченное материнское молоко. Сегодня страны третьего мира широко используют ДДТ. Как долгосрочное использование этого и других пестицидов повлияет на глобальную окружающую среду? Мы оправдываем уничтожение древних лесов по всему миру, мало что делая, чтобы остановить это. Будет ли это просто поэзией называть их легкими мира и сокровищницей биоразнообразия, или их потеря будет иметь катастрофические последствия для Земли? Как виды, вымирающие каждый день по всему миру, вписались в свою экосистему? Будет ли их потеря иметь далеко идущие экологические последствия или это будет просто эстетическая потеря? Мы не знаем ответов на эти вопросы — возможно, мы не можем их узнать, пока не станет слишком поздно.
Чтобы понять сложные взаимодействия между живыми существами, мы можем начать с рассмотрения простой линейной пищевой цепи: солнце, одуванчик, кролик и ястреб. Солнечный свет преобразуется в химическую энергию зелеными растениями. Часть этой энергии захватывается травоядными насекомыми и позвоночными, когда они поедают растение. Затем хищники поедают травоядных. Однако в действительности поток энергии через экосистему больше похож на паутину. Виды обмениваются энергией туда и обратно тонкими способами. Если мы рассмотрим другие отношения (например, растения, которые обеспечивают укрытие и гнездовую среду для животных; насекомые, птицы и летучие мыши, опыляющие цветы; грызуны, распространяющие семена; животные, которым требуется тень, создаваемая растениями, и т. д.), наша сеть приближается к символ того, какая природа на самом деле.
См. «Дополнительные ресурсы» для ознакомления с экологией лунных кратеров.
Подготовка
Вам потребуется:
- Моток веревки длиной 300-400 футов
- Карты видов кратеров (см. материалы ниже)
Процедура
Каждый член вашего класса будет играть одну или несколько частей в пищевой сети Craters. Пусть дети сядут, скрестив ноги, на землю в круг. Дайте каждому из них листок бумаги из приложенного списка разновидностей Кратеров. Начните обсуждение пищевых цепей и пищевых сетей.
Каков источник всей энергии, источник всей пищи? Солнце. Дайте клубок веревки ученику, у которого есть карточка солнца. Теперь спросите, кому нужно солнце для его энергии? Будет несколько детей с карточками растений, которые должны поднять руки. Растения используют солнечный свет для производства химической энергии (углеводов или простых сахаров) в процессе фотосинтеза. Солнышко держится за конец нити и передает мяч растению. Кто теперь получает энергию от завода? Это может быть кролик или олень, поедающий растение, колибри, потягивающий нектар, или пчела, собирающая пыльцу. Растение держится за выученную нить, идущую к солнцу, и передает мяч следующему человеку в паутине. Хищник может получать энергию от кролика или колибри, поэтому клубок нити передается ему или ей. Примечание. Чтобы веревка не запуталась, убедитесь, что каждый ученик пропускает мяч поверх паутины.
Когда что-то умирает, оно превращается в элементарную форму разлагающими веществами, такими как бактерии, грибы и некоторые насекомые. Эти редуценты помогают обогащать почву, что имеет решающее значение для нужд растений. Растения процветают, а затем их пасут и поедают животные. Когда животные и растения умирают, редуценты завершают цикл.
Если в какой-то момент вы застрянете в создании своей пищевой сети — нет четкой связи или ваш выбор ограничен — просто отдайте мяч тому, у кого он уже был. Они будут держать две нити. Не ограничивайте себя тем, что он говорит для каждого из видов; если они могут придумать какие-то другие отношения, используйте их. Вы могли бы назвать это «паутиной жизни» и начать говорить об отношениях, отличных от еды.
Зачем растениям нужны насекомые? Для опыления. Зачем ласточкам мертвые деревья? Как места для гнезд. Мяч должен лететь в том направлении, куда он нужен. Попросите своих учеников узнать, что требуется их виду, и говорите, когда клубок веревки находится на нужном им виде.
Когда у каждого будет хотя бы одна петля на веревке, пусть учащиеся осторожно натянут паутину. Пока студенты держат в руках паутину, скажите им, что в Кратерах обитает более 300 видов растений и более 175 видов амфибий, рептилий, млекопитающих и птиц. Существуют тысячи видов насекомых, червей и микроскопических организмов. Сколько здесь представлено? Говорили ли мы обо всех возможных отношениях между этими организмами? Что, если бы у нас были все виды со ссылками, представляющими все отношения? Для этого потребуется много веревок. Паутина может стать настолько толстой, что мы не сможем видеть сквозь нее. Знаем ли мы о многих отношениях между всеми видами? Ни за что. Что, если мы потянем за одну из ниточек. Теоретически каждый из вас сможет это почувствовать. Сделайте так, чтобы один вид вымер, отпустив его нить. Что происходит с сетью? Заставьте несколько других видов вымереть и посмотрите, как это повлияет на паутину.
Прежде чем закончить задание, вы можете прочитать следующую цитату, приписываемую вождю Сиэтлу:
«Это мы знаем, земля не принадлежит человеку, человек
принадлежит земле. Это мы знаем, все вещи связаны, как кровь
, объединяющая одну семью… Человек не плел паутину жизни, он
всего лишь нить в ней. Что бы он ни делал с паутиной, он делает с самим
».
Чтобы избежать путаницы, пусть все наклонятся вперед и осторожно опустят пряди на землю. Человек с концом строки может намотать строку, когда вы завершите действие.
Дополнительные ресурсы
Экология лунных кратеров
Словарь
Биоразнообразие: Разнообразие жизни в мире или в определенной среде обитания или экосистеме.
Хищник: Животное, которое получает энергию, потребляя других животных.
Экосистема: Биологическое сообщество взаимодействующих организмов и их физической среды.
Пищевая сеть: Диаграмма, показывающая отношения между различными живыми организмами экосистемы в виде ряда взаимосвязанных линий.
Травоядное: Животное, которое получает энергию, потребляя растения.
Сеть жизни/Сеть жизни: Диаграмма, показывающая отношения между различными живыми и неживыми частями экосистемы в виде ряда взаимосвязанных линий.
Материалы
Скачать Craters Species Cards
Теги: окружающая среда земля экосистема животные растения пищевая цепь пищевая сеть виды биоразнообразие хищник травоядное жизнь сеть дикая природа
Как химия помогает улучшить окружающую среду вокруг нас
За прошедшие годы мы добились значительных успехов в области сельского хозяйства, энергетики и здравоохранения, которые способствовали повышению благосостояния людей. Однако некоторые из этих улучшений в нашей жизни привели к изменениям в окружающей нас среде.
Наша окружающая среда представляет собой чрезвычайно сложную систему, включающую воздух, которым мы дышим, землю, на которой мы живем, воду, которую мы пьем, и климат вокруг нас. Мы должны работать над тем, чтобы наши разработки в некоторых областях не оказывали неблагоприятного воздействия на нашу окружающую среду, а также обеспечивать смягчение любого нанесенного ущерба. Работа некоторых исследователей показала, что мы уже находимся на переломном этапе, который может привести к «нелинейным, резким изменениям окружающей среды в системах масштаба от континентального до планетарного».
Хорошая новость заключается в том, что политики во всем мире ищут пути решения этой проблемы. Цели ООН в области устойчивого развития включают всеобщие призывы к действиям по защите жизни на суше и в воде, производству чистой воды и борьбе с изменением климата. Между тем, План действий ЕС по охране окружающей среды включает девять приоритетных целей, направленных на обеспечение того, чтобы «мы жили хорошо, в экологических пределах планеты».
Стремясь сделать мир лучше, мы работаем над тем, чтобы вклад химии был реализован. Химия может помочь нам понять, контролировать, защищать и улучшать окружающую среду вокруг нас. Химики разрабатывают инструменты и методы, чтобы убедиться, что мы можем видеть и измерять загрязнение воздуха и воды. Они помогли собрать доказательства, показывающие, как наш климат менялся с течением времени. И они могут быть частью усилий по пониманию и решению новых проблем, с которыми мы сталкиваемся, таких как микропластик и потенциальное воздействие различных химических веществ, которым мы подвергаемся.
На этой странице
Воздух
Изменение климата
Воздух
Ученые-химики играют важную роль в уменьшении загрязнения воздуха (иногда неожиданным образом), а также в том, чтобы помочь нам понять и контролировать его.
Всемирная организация здравоохранения сообщила, что около 7 миллионов человек умерли в результате загрязнения воздуха в 2012 году. По данным Организации экономического сотрудничества и развития, плохое качество атмосферного воздуха считается основной экологической причиной преждевременного смерти к 2050 году, если мы будем придерживаться текущей политики. Улучшая качество воздуха, мы можем спасти миллионы жизней и улучшить качество нашей жизни.
Чистый воздух также поможет нам защитить окружающую среду и сохранить объекты культурного наследия. Загрязняющие вещества, такие как диоксид серы и оксиды азота, могут образовывать кислотные дожди, которые загрязняют почву и воду и повреждают такие здания, как Акрополь и Тадж-Махал.
Другие загрязнители, такие как приземный озон, воздействуют на растительность и, таким образом, снижают урожайность сельскохозяйственных культур.
Загрязнение воздуха является проблемой для всего мира, поскольку загрязняющие вещества могут переноситься на большие расстояния, даже между странами. Тем не менее, ученые и инженеры во всем мире решают эту проблему, и мы стремимся поддержать жизненно важную роль химии в понимании загрязнения воздуха и разработке решений для его уменьшения.
Как помогает химия
Химия загрязнения воздуха
Воздух представляет собой смесь газов и частиц, некоторые из которых вступают в реакцию и вступают в сложные химические реакции в атмосфере с образованием загрязнителей воздуха, таких как озон. Другие загрязнители воздуха выбрасываются напрямую, например, двуокись серы. Загрязнители воздуха могут быть твердыми, жидкими или газообразными и поступать из природных и искусственных источников; наибольшую долю загрязнения воздуха сегодня составляют электростанции, автомобильный транспорт, промышленность и сжигание топлива в жилых помещениях.
Детальное понимание загрязняющих веществ и их химического состава важно для интерпретации воздействия на здоровье, регулирования выбросов и разработки технологий снижения загрязнения. Например, химики создали «главный химический механизм», описывающий химические реакции, связанные с разложением летучих органических соединений в нижних слоях атмосферы. Это помогает разработчикам политики «проверить», насколько эффективным будет тот или иной предлагаемый элемент регулирования или законодательства. В другом примере химики определили деревья как источник высоких уровней органических загрязнителей во время волн тепла. Этот неожиданный результат позволил улучшить прогнозы качества воздуха, предоставляемые населению Великобритании, за счет учета естественных выбросов.
Мониторинг загрязнения воздуха
Точные измерения загрязняющих веществ жизненно важны для проверки соблюдения национальных и международных директив по качеству воздуха. Кроме того, измерения могут помочь нам понять взаимосвязь между проблемами со здоровьем и загрязнением воздуха, например связь между различными типами твердых частиц и сердечно-сосудистыми заболеваниями.
В Великобритании около 300 объектов мониторинга качества воздуха, которые измеряют различные загрязняющие вещества, включая озон, оксиды азота, диоксид серы, окись углерода и твердые частицы. Один из таких объектов находится рядом с оживленной дорогой в центре Кембриджа и измеряет концентрацию оксидов азота от дорожного движения в режиме реального времени с помощью хемилюминесценции.
На приведенном ниже графике показаны результаты одного такого измерения. Целевое значение диоксида азота для качества воздуха в Великобритании и ЕС составляет в среднем 40 микрограммов на кубический метр в год, а почасовая концентрация не должна превышать 200 микрограммов на кубический метр более 18 раз в год.
Концентрации диоксида азота в Кембридже, Великобритания, в первую неделю февраля 2015 г.
Фото: Королевское химическое общество, 2015 г.
Борьба с загрязнением воздуха
Борьба с загрязнением воздуха требует сочетания подходов, включая регулирование, планирование землепользования, технологические решения (такие как конструкция двигателя автомобиля) и поведение потребителей. Химия играет роль в разработке технологических решений.
Химики помогают уменьшить выбросы от транспорта различными способами, начиная от разработки более чистых видов топлива (например, топлива с низким содержанием серы) и заканчивая повышением эффективности двигателей. Химики также работают над созданием новых транспортных технологий — например, аккумуляторов для электромобилей и топливных элементов для водородных транспортных средств, а также систем для производства топлива из возобновляемых источников энергии, а не из ископаемого топлива.
Другим способом сокращения выбросов загрязняющих веществ является установка устройств контроля загрязнения на выхлопных газах автомобиля. Например, большинство бензиновых двигателей имеют трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы для уменьшения содержания угарного газа, несгоревших углеводородов и оксидов азота в выхлопных газах.
Платиновые или палладиевые катализаторы окисляют монооксид углерода и углеводороды с образованием диоксида углерода и воды, тогда как родиевые катализаторы восстанавливают оксиды азота с образованием азота и кислорода. Химики, материаловеды и инженеры разрабатывают и улучшают катализаторы, поглотители и сажевые фильтры, снижающие выбросы загрязняющих веществ.
В будущем даже одежда, которую вы носите, и наши здания смогут очищать воздух. Фотокаталитическая одежда может расщеплять оксиды азота и летучие органические соединения, используя только кислород и свет. Та же технология использовалась в краске и цементе, позволяя зданиям очищать воздух вокруг себя.
Чем мы занимаемся
В 2013 году мы собрали атмосферных химиков, чтобы обсудить роль аэрозолей в атмосфере на нашей Фарадеевской дискуссии: Тропосферный аэрозоль — формирование, трансформация, судьба и воздействие. Вы можете прочитать статьи, опубликованные параллельно с обсуждением, в журнале Faraday Discussions.
Многие из наших членов активно участвуют в изучении, мониторинге и борьбе с загрязнением воздуха. Наша группа по вопросам автоматизации и аналитического управления проводит ежегодное совещание по мониторингу окружающего воздуха.
Мы наградили компанию Johnson Matthey PLC синей табличкой в знак признания 40-летия производства первых в мире коммерческих каталитических нейтрализаторов на этом предприятии и последующей разработки катализаторов и фильтров для бензиновых и дизельных автомобилей, которые очистили миллиарды тонн выхлопных газов. загрязняющих веществ из окружающей среды во всем мире. Подробнее об эволюции каталитических нейтрализаторов можно прочитать в нашем журнале для учителей «Обучение химии» .
Вы также можете ознакомиться с нашей публичной лекцией профессора Аластера Льюиса из Йоркского университета под названием «Загрязнение воздуха в прошлом, настоящем и будущем».
Изменение климата
В декабре 2015 года страны всего мира собрались в Париже, чтобы разработать новое международное соглашение об изменении климата.
В преддверии этой важной конференции мы поддержали сообщество ученых-химиков в обсуждении и внесении вклада в наше понимание изменения климата (например, посредством серии конференций и публикаций «Дискуссии Фарадея»), а также его причин и последствий. .
Вы можете узнать больше о причинах и последствиях изменения климата в нашем специальном сборнике научных статей, обзорных статей и тематических сборников. Вы также можете узнать больше о роли атмосферных химиков в исследованиях изменения климата в разделе «Образование по химии».
Мы также проводили научные встречи и более широкие мероприятия по взаимодействию с общественностью, посвященные множеству способов, которыми химия будет способствовать смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним (например, см. нашу работу по энергии, еде и воде).
Подробнее о том, как химия помогает решать глобальные проблемы, читайте в RSC News.
Мы объединились с Институтом инженеров-химиков , чтобы еще раз подтвердить нашу собственную позицию в отношении изменения климата. Читайте наше совместное заявление ниже.
Научное коммюнике Великобритании об изменении климата
Мы являемся одним из 24 профессиональных и научных обществ Великобритании, которые одобрили коммюнике об изменении климата, призывающее к действиям правительства. Участвующие организации представляют широкий спектр знаний в области естественных, социальных, гуманитарных, медицинских и инженерных наук.
Вместе мы выступили с этим заявлением в июле 2015 года, которое было опубликовано в газетах Guardian и Telegraph.
Скачать полный текст коммюнике.
Наше заявление об изменении климата
Огромное количество научных данных указывает на то, что деятельность человека является основной причиной недавнего изменения климата. Ясно, что увеличение выбросов двуокиси углерода и других парниковых газов после промышленной революции является главной причиной наблюдаемого глобального потепления. В климатических системах ожидаются региональные и годовые вариации, но данные свидетельствуют о потеплении за последние полвека, которое нельзя объяснить естественными причинами.
Уровень углекислого газа уже намного выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет, и ожидается, что продолжающиеся выбросы приведут к значительному дальнейшему потеплению. Более того, скорость потепления будет выше, чем во время прошлых естественных климатических изменений, что затруднит адаптацию. Ожидается, что это изменение климата вызовет изменения региональной температуры и количества осадков, а также увеличит частоту волн тепла, проливных дождей и некоторых других типов экстремальных погодных явлений. Это окажет серьезное неблагоприятное воздействие на благополучие человека и мир природы.
Выбор, который мы делаем сейчас, будет иметь далеко идущие последствия. Нам необходимо разработать стратегии смягчения последствий и адаптации для решения проблем, связанных с изменением климата. Эти стратегии включают разработку и внедрение низкоуглеродных технологий, повышение энергоэффективности и изменение моделей поведения для обеспечения устойчивого развития.
Королевское химическое общество и Институт инженеров-химиков обязуются поддерживать сообщество ученых-химиков в их вкладе в борьбу с изменением климата. Химические науки помогают нам понять, смягчить последствия изменения климата и адаптироваться к ним. Наилучшие доказательства, основанные на лучших научных данных, необходимы для обоснования правильных политических решений на всех трех фронтах.