Практическая работа «Мониторинг концентрации загрязняющих частиц в воздухе»

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования

экологический центр «ЭкоСфера» г.Липецка

Методическая разработка занятия по дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «ЭКОПатруль»

Тема занятия:

Практическая работа «Мониторинг концентрации загрязняющих частиц в воздухе»

Автор - составитель:

Кирюхина Элеонора Александровна,

педагог дополнительного образования

МБУ ДО ЭЦ «ЭкоСфера» г.Липецка

г. Липецк, 2023

Цель: развитие практических учебно-познавательных умений и навыков и знакомство с основными принципами измерения экологически и биологически важных параметров.

Задачи:

- познакомить с комплектом датчиков и методикой их применения;

- проведение простейших экспериментальных работ;

- развивать практические учебно-познавательные умения и навыки.

Оборудование:

• Ноутбук

• Планшет

• Цифровой Р-датчик концентрации пылевых частиц

Ход занятия

1. Актуализация знаний. Постановка проблемы

- в начале нашего занятия, я хотела бы, чтобы вы ответили на мой вопрос: Этот слой биосферы необходим для жизни человека, растений и животных. Его загрязнение оказывает отрицательное влияние на живые организмы, что приводит к сокращению численности видового разнообразия животных и растений, заболеваемости человека. Как вы считаете, о загрязнении какой среды идет речь? (Загрязнение атмосферы)

- Что в большей степени приводит к загрязнению атмосферы (деятельность человека)

Сейчас вы должны выполнить следующее задание, решить кроссворд, который я так и назвала «Загрязнение атмосферы». Предмет, который зашифрован в выделенной рамке вашего кроссворда, спрятан в черном ящике. Дети делятся на команды и решают кроссворд (Приложение 1).

Итак, в черном ящике у нас – «Автомобиль». Почему я спрятала в черном ящике «автомобиль»? ответы детей ….

Мы с вами вчера считали количество проехавших машин по автодороге возле школы. Посмотрите свои результаты, что у нас получилось? В среднем в одну минуту сколько автомобилей проехало? ответы детей ….

Тема нашего занятия «Мониторинг концентрации загрязняющих частиц в воздухе». Это лабораторно-практическое занятие, в ходе которого вы должны будете выполнить практическую работу с помощью известной вам цифровой лаборатории «Экологический патруль». Чтобы приступить к работе, нам необходимо узнать, что это за загрязняющие частицы и как работает датчик измерения концентрации загрязняющих частиц.

2.Объяснение темы занятия. Знакомство с датчиком.

Мы уже с вами говорили, что человек оказывает огромное влияние на загрязнение окружающей среды. Ежегодно в атмосферу крупных городов поступает сотни тысяч тонн загрязняющих веществ. Это различны твердые частицы (дым, пыль, сажа) и многие другие. А мы с вами знаем, что только экологически чистая внешняя среда является важной предпосылкой сохранения и укрепления здоровья и развития людей, а также сохранения биоразнообразия планеты. Одним из важнейших экологических факторов среды является воздух. Для этого надо проводить мониторинг уровня загрязнения воздуха.

- Что такое мониторинг, кто может ответить?Ответы детей

Экологический мониторинг – это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды.

- С какой целью проводится мониторинг?Ответы детей

С помощью цифровой лаборатории «Экопатруль» (принцип работы вам знаком) можно провести мониторинг концентрации загрязняющих частиц в воздухе. USB-датчик, с помощью которого мы будем проводить мониторинг называется «Датчик концентрации мелко- и тонкодисперсных частиц.

Терминология для вас новая, поэтому внимательно смотрите и запоминайте. Концентрация мелко- и тонкодисперсных частиц – новый и важный показатель состояния воздушной среды как в России, так и в мире. Они бывают трех видов и обозначаются аббревиатурой (английскими буквами)PM. А отличаются они между собой размерами.

- посмотрит, у вас на столах лежат импровизированные частицы, 3 штуки разных по размеру. Вот так примерно отличаются частицы между собой. Первые – самые крупные – обозначаются PM10, средние по размеру обозначаются PM2,5 и самые мелкие – PM 1. Наши частицы крупные, вы можете их даже потрогать, а в реальности они в тысячи раз меньше и вы их так никак не можете увидеть. Измеряются они в мкм (соответственно 10 мкм, 2,5 мкм и 1 мкм.Равна одной миллионной доле метра: 1 мкм = 0,001 мм = 0,0001 см = 0,000001 м). Посмотрите, на доску! Здесь изображены частицы PM 10 и 2,5 по сравнению с человеческим волосом, толщина которого составляет около 100 мкм.

- как вы считаете, какие из этих частиц оказывают наибольший вред здоровью человека. Подумайте! Ответы детей

А сейчас посмотрим, насколько верны ваши выводы! Однозначно, можно сказать, что все из них наносят существенный вред здоровью. Но одни из них наиболее вредны и опасны! Частицы РМ10 – сюда входит пыль, пыльца, споры грибов. Частицы размера 2,5 – к ним относятся в основном продукты горения. Они могут быть как природного происхождения:мелкий вулканический пепел, дым от лесных и торфяных пожаров, пыль отпочвы, не прикрытой растительностью, так и антропогенногопроисхождения: выбросы с заводов, даже если они расположены за чертойгорода. Добавим к этому: выхлопные газы и пары бензина и дизельноготоплива, испарения от незамерзающих жидкостей для омывания стекол,реагенты,песок,мраморная игранитная крошка.

Самые мелкие по размеру частицы – РМ1, или ультрадисперсные частицы, их размер не более 1 мкм. Они очень мелкие и в следствии этого более легкие (сравните свою самую крупную частицу и самую мелкую, какая из них тяжелее и какая легче?). Поэтому эти частицы никогда не оседают на землю и постоянно находятся в воздухе. Считается, что именно эти частицы имеют более агрессивное воздействие на здоровье человека, чем более крупные частицы. При дыхании они попадают глубоко в легкие и не задерживаются в носовой полости, в отличие от более крупных частиц, которые попадают в нос. Чаще всего они присутствуют в дыме (например, табачном), строительной пыли и различных аэрозолях. Кроме того, такие частицы носят канцерогенный характер, т.е. могут способствовать развитию различных онкологических заболеваний.

Всемирной организацией здравоохранения установлены стандарты качества воздуха для мелких частиц. В России существуют следующие нормы: среднесуточная допустимая концентрация для частиц РМ2,5 равняется35,а РМ10может содержатьсядо60мкг/м³. Для частиц размером менее 1 мкм (РМ1) норматив вообще не установлен, так как они настолько вредны, что нет норм присутствия их в воздухе. Они вредны в любом количестве.

Так как мы с вами уже считали автотранспорт на прилегающих к школе автодорогах и говорим о том, что автомобиль является источником загрязнения, то сегодня нас будут больше интересовать показания частиц РМ2,5, так как к ним относятся выхлопные газы, пары бензина и дизельноготоплива, испарения от незамерзающих жидкостей для омывания стекол.

3. Практическая работа «Мониторинг концентрации загрязняющих частиц в воздухе»

При проведении измерений необходимо соблюдать следующий порядок действий:

1. Включите ноутбук, планшет и с помощью ярлыка программы «Практикум» на рабочем столе запустите одноименную программу.

2. После запуска программы откроется окно, информирующее вас о том, что датчики не подключены. Во всплывающем окне нажмите «ОК».

3. С помощью USB-шнура, подключите цифровой датчик концентрации палевых частиц. Запустите процесс измерений.

4. Проводить измерения необходимо не менее 1 минуты.

5. Для окончания измерений нажмите на кнопку «Остановить измерения» (оранжевый кружок с крестиком внутри).

6. Для экспорта данных нажмите кнопку «Экспортировать данные» в внешний файл. Выберете место для сохранения файла (например, создайте папку «мониторинг») и назовите файл так, чтобы было понятно какой параметр измерен, где и какого числа). Также можно сохранит график в виде рисунка или результаты в виде таблицы.

7. Проведите измерение в помещении школы и на пришкольной территории.

8. Сравните полученные данные в помещении школы и на пришкольной территории.

9. Сделайте соответствующие выводы.

4. Подведение итогов

1. Озвучьте мне, пожалуйста вывод вашей работы.

Беседа с детьми по полученным результатам практической работы…

Примерные вопросы для обсуждения:

1. Какой вклад вносит автотранспорт в загрязнение объектов окружающей среды в городах?

2. Частицы какого размера говорят о том, что идет загрязнение выхлопными газами?

3. Какие методы очистки атмосферы от загрязнений, вы можете предложить?

4. Какие факторы могли повлиять на ваши полученные результаты по загрязнению атмосферного воздуха выхлопами автотранспорта?

Домашнее задание. Оцените состояние атмосферы в городе, районе, где вы живете. Каковы «местные» источники загрязнения.

Приложение

1													1
2
3
4																		1
5
6

1. Внесение в атмосферу вредных веществ

2. Оболочка Земли, где содержаться загрязняющие вещества

3. Вещества, вызывающие рак

4. Слой Земли, соприкасающийся со стратосферой

5. Единица измерения ПДК

6. Показатель опасности вещества