Temat: Zanieczyszczenia gleb

Adresat

Uczniowie liceum ogólnokształcącego i technikum

Podstawa programowa:

Nowa podstawa programowa:

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres podstawowy:

XXII. Elementy ochrony środowiska. Uczeń:

2) wymienia podstawowe rodzaje zanieczyszczeń powietrza, wody i gleby (np. metale ciężkie, węglowodory, produkty spalania paliw, freony, pyły, azotany(V), fosforany(V) (ortofosforany(V)), ich źródła oraz wpływ na stan środowiska naturalnego; opisuje rodzaje smogu oraz mechanizmy jego powstawania;
3) proponuje sposoby ochrony środowiska naturalnego przed zanieczyszczeniem i degradacją zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju;
5) wskazuje powszechność stosowania środków ochrony roślin oraz zagrożenia dla zdrowia ludzi i środowiska wynikające z nierozważnego ich użycia.

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres rozszerzony:

XXII. Elementy ochrony środowiska. Uczeń:

2) wymienia podstawowe rodzaje zanieczyszczeń powietrza, wody i gleby (np. metale ciężkie, węglowodory, produkty spalania paliw, freony, pyły, azotany(V), fosforany(V) (ortofosforany(V)), ich źródła oraz wpływ na stan środowiska naturalnego; wymienia działania (indywidualne/kompleksowe), jakie powinny być wprowadzane w celu ograniczania tych zjawisk; opisuje rodzaje smogu oraz mechanizmy jego powstawania;
3) proponuje sposoby ochrony środowiska naturalnego przed zanieczyszczeniem i degradacją zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju;
5) wskazuje powszechność stosowania środków ochrony roślin oraz zagrożenia dla zdrowia ludzi i środowiska wynikające z nierozważnego ich użycia.

Stara podstawa programowa:

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres podstawowy:

XXII. Elementy ochrony środowiska. Uczeń:

2) wymienia podstawowe rodzaje zanieczyszczeń powietrza, wody i gleby (np.: metale ciężkie, węglowodory, produkty spalania paliw, freony, pestycydy, azotany(V), fosforany(V) (ortofosforany(V)) oraz ich źródła; opisuje rodzaje smogu oraz mechanizmy jego powstawania.

Ogólny cel kształcenia

Uczeń omawia zanieczyszczenia gleb.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w języku ojczystym;

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• definiować pojęcia degradacji i dewastacji gleby;

• wymieniać i omawiać źródła i rodzaje zanieczyszczeń gleb;

• omawiać na przykładach szkodliwe działanie wybranych zanieczyszczeń chemicznych gleby (metali ciężkich, węglowodorów, pestycydów, azotanów(III) i azotanów(V);

• uzasadniać związek między rozwojem cywilizacji a występującymi zanieczyszczeniami gleb.

Metody/techniki kształcenia

• podające

  • pogadanka.

• aktywizujące

  • dyskusja;

  • mapa myśli.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych;

  • eksperyment.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• tablica interaktywna, tablety/komputery;

• arkusze szarego papieru;

• kolorowe pisaki.

Przebieg lekcji

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

3. BHP – przed przystąpieniem do eksperymentów uczniowie zapoznają się z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcji. Nauczyciel wskazuje na konieczność zachowania ostrożności w pracy z nimi.

Faza realizacyjna

1. Uczniowie zapoznają się z fragmentem pt. „Zanieczyszczenia gleb” i analizują tabelę przedstawiającą rodzaje zanieczyszczeń.

2. Nauczyciel dzieli klasę na grupy. Każda otrzymuje arkusz szarego papieru i kolorowe pisaki. Zadaniem uczniów jest opracowanie zagadnienia „Źródła i rodzaje zanieczyszczeń gleb” na podstawie dostępnych źródeł i przedstawienie zebranych informacji w dowolnej formie graficznej (w postaci schematu, mapy pojęć, infografiki itp.). Po zakończeniu pracy liderzy grup prezentują i omawiają efekty działań zespołu.

3. Nauczyciel informuje podopiecznych, że przeprowadzą eksperyment „Badanie obecności azotanów(V) i azotanów(III) w warzywach”. Uczniowie zapisują pytanie badawcze i hipotezę w formularzu zamieszczonym w abstrakcie, a po przeprowadzeniu eksperymentu odnotowują swoje obserwacje i wnioski. Nauczyciel zachęca młodzież do dyskusji, nawiązując do przedstawionych konkluzji.

4. Nauczyciel poleca uczniom, żeby zapoznali się z instrukcją doświadczenia „Badanie wpływu zasolenia gleby na rozwój roślin”. Jak poprzednio, uczniowie formułują pytanie badawcze i hipotezę. Po przeprowadzeniu eksperymentu nauczyciel pyta podopiecznych, co zauważyli – po przedyskutowaniu obserwacji, notują je we wskazanym miejscu. Zapisują także omówione na forum wnioski.

5. Uczniowie, pracując w parach, przeprowadzają doświadczenie „Wykrywanie jonów ołowiu(II) w glebie”, wypełniając przy tym formularz obserwacyjny w abstrakcie. Uczestnicy zajęć dzielą się spostrzeżeniami poczynionymi podczas przeprowadzania eksperymentu, a następnie wspólnie formułują wnioski. Nauczyciel koryguje ewentualne błędy.

6. Nauczyciel prezentuje mapę „Zanieczyszczenie gleb w Polsce metalami ciężkimi”. Uczniowie poddają ją szczegółowej analizie.

7. Uczniowie wykonują ćwiczenie interaktywne. Nauczyciel upewnia się, że zadanie zostało poprawnie wykonane, i udziela informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca

1. Uczniowie utrwalają zdobyte informacje, omawiając je ze swoimi najbliższymi sąsiadami (metoda „powiedz sąsiadowi”).

2. Nauczyciel prosi uczniów o rozwinięcie zdań:

   • Dziś nauczyłem się…

   • Zrozumiałem, że…

   • Zaskoczyło mnie…

   • Dowiedziałem się…

   W celu przeprowadzenia podsumowania może posłużyć się tablicą interaktywną w abstrakcie lub polecić uczniom pracę z nią

Praca domowa

1. Przygotuj pięć pytań dotyczących omawianego obszaru, które mogłyby się znaleźć na kartkówce z lekcji.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Soil pollution

Soils, like the entire natural environment, may become polluted. Due to their sorptive properties, soils absorb a lot of chemical substances that penetrate into them in the form of:

• solids – ashes, plastics;

• liquids – wastewater discharged into water reservoirs and entering soil together with water;

• gases – harmful gases absorbed by the soil or first dissolved by water, and then entering soil together with water;

We talk about soil pollution when chemical substances occur in it in quantities exceeding their typical content and cause changes in soil properties that do not allow for its normal use.

The main sources of soil pollution caused by human activity:

• industrial – mining, energy, metallurgical, steel, chemical, construction industry;

• agricultural – too intensive fertilization, excessive use of pesticides;

• municipal – sewage and solid waste;

• communication – toxic substances and heavy metals contained in the vehicle exhaust, salt, which is sprinkled on ice‑covered road surfaces.

Pesticides are chemical compounds used, among others, for:

• plant protection against pests (insecticides) and fungi (fungicides),

• plant disease control (bactericides),

• weed removal (herbicides).

Pesticides spread in the environment through air and water, but they also remain in the soil. Due to the their exceptionally long shelf‑life, toxicity and high biological activity, pesticides pose a serious threat to the natural environment.

When the significant amounts of hydrocarbons which originate, among others, from petroleum and the products of its processing, i.e. gasoline, diesel oil, get into the soil, they can cause its exclusion from biological activity for the period of 10 -15 years. Soil supersaturation with these products destroys soil and plant microorganisms and causes oxygen deficiency.

An excess of nitrates in the soil reduces the resistance of plants to diseases and pests. Overfertilization of plants may be the cause of their physiological diseases. High‑grade mineral fertilizers used in excessive amounts may in many cases be more harmful than a shortage of nutrients in the soil. The plants grown in the soil contaminated with nitrates may also be harmful to consumers. In certain conditions, nitrates accumulated in the tissues of plants may undergo conversion to nitrites, which have carcinogenic properties (they promote cancer development).

Nitrogen needed for plant growth is taken up by plants in the nitrate $\text{N}{\text{O}}_{\text{3}}^{-}$ or ammonium form ${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$. However, it may also occur in the soil in the form of nitrites which are toxic to many plants. Not all vegetables accumulate nitrates and nitrites equally. These compounds are accumulated to a high extent by, for example: radish, beets, parsley, to a lesser extent – carrot, celery, potato and onion.

This pollution may lead to a significant reduction in plant resistance to diseases and pests. Plants grown in soils polluted with nitrates and nitrites contain an excess of these substances and have a negative impact on the health of consumers. Excess nitrates can be converted to nitrites, which contribute to the formation of very toxic compounds exerting carcinogenic activity. Processes of this type may occur, for example, when storing vegetables containing excessive amounts of nitrates.

Excessive concentration of salt in the soil solution makes it difficult or impossible for the plants to take up water. The degree of salinity depends on the amount of water in the soil. The negative reaction of plants to excess salt is their wilting, and at higher concentrations – dieback (halophytes are an exception). Salinity is caused by: chlorides, sulfates, sodium and potassium carbonates.
The effects of excessive salinity in Poland may be observed on the leaves of roadside trees in June and July.

Heavy metals – lead $\text{Pb}$, copper $\text{Cu}$, mercury $\text{Hg}$, cadmium $\text{Cd}$ – are another group of the chemical pollutants of soil. Over 90% of the total content of cadmium, copper, zinc and lead in soils comes from anthropogenic sources. A particularly high content of heavy metals in the soil was found in the areas adjacent to steel mills, galvanizing plants and mines.
Heavy metals polluting the soil accumulate in the tissues of plants and cause irreversible changes in their organisms. They are also toxic to consumers (they can cause many diseases, including cancer).

• The chemical sources of soil pollution include, among others, hydrocarbons and their derivatives, chemical fertilizers, pesticides, heavy metals.

• Contaminated soil is unsuitable for cultivation as harmful substances enter the consumer's organisms along with the plants grown.