RDjVvkKJz9hYr

Zdjęcie przedstawia oglądane z pobliskiego wzgórza lub wysokiego budynku miasto spowite smogiem. Uwagę zwraca mała przejrzystość powietrza, promienie słońca z trudem przebijające się przez zanieczyszczenia, duża liczba samochodów na ulicach oraz dym unoszący się z dzielnic położonych w tle. Na pierwszym planie szeroka aleja wiodąca w głąb kadru i zabytkowe budynki z wysokimi wieżami stojące przy niej.

$1.$ Źródła zanieczyszczeń powietrza

Zanieczyszczenia powietrza to wszystkie substancje w postaci gazów, cieczy lub ciał stałych (tak zwane pyły), które nie są jego naturalnymi składnikami lub występują w powietrzu w stężeniu wyższym niż naturalnie.

Dawniej, przed znaczącym rozwojem cywilizacji, jedynym źródłem zanieczyszczeń powietrza były procesy naturalne, takie jak: wybuchy wulkanów, pożary lasów, wyładowania atmosferyczne oraz rozkład substancji organicznych. W wyniku wymienionych przemian, powstają głównie tlenek węgla$\left(\text{II}\right)$, tlenki azotu, metan, pyły i gazy wulkaniczne, w tym między innymi tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$.

Jednak rozwój motoryzacji i przemysłu spowodował zwiększenie zapotrzebowania na energię wytwarzaną z surowców, takich jak ropa naftowa, gaz ziemny i węgiel kamienny. Podczas ich spalania tworzą się odpowiednie tlenki węgla, siarki i azotu.

Polecenie 1

W poniższym materiale filmowym wymieniono tlenki, które przyczyniają się do zanieczyszczania powietrza, oraz ich źródła. Zapoznaj się z tym materiałem, a następnie zaznacz nazwy wszystkich omówionych w nim tlenków, powstających bezpośrednio w wyniku odpowiednich procesów spalania.

RzJlws95R9Lcw

Animacja przedstawia podział źródeł zanieczyszczeń powietrza. Wskazuje jakie związki chemiczne odpowiedzialne są za zanieczyszczenie powietrza i w jaki sposób dostają się do atmosfery.

Animacja przedstawia podział źródeł zanieczyszczeń powietrza. Wskazuje jakie związki chemiczne odpowiedzialne są za zanieczyszczenie powietrza i w jaki sposób dostają się do atmosfery.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RzJlws95R9Lcw

Animacja przedstawia podział źródeł zanieczyszczeń powietrza. Wskazuje jakie związki chemiczne odpowiedzialne są za zanieczyszczenie powietrza i w jaki sposób dostają się do atmosfery.

R1MgDAGj0E9IF

Możliwe odpowiedzi: 1. tlenek siarki$\left(\text{IV}\right)$, 2. tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$, 3. tlenek krzemu$\left(\text{IV}\right)$, 4. tlenek fosforu$\left(\text{V}\right)$, 5. tlenek węgla$\left(\text{II}\right)$, 6. tlenek azotu$\left(\text{IV}\right)$, 7. tlenek azotu$\left(\text{II}\right)$, 8. tlenek azotu$\left(\text{V}\right)$

$2.$ Skutki zanieczyszczenia powietrza

Substancje chemiczne, które stanowią zanieczyszczenie powietrza, wpływają negatywnie zarówno na zdrowie człowieka, jak i na środowisko przyrodnicze.

Na poniższej mapie myśli wymieniono niektóre z negatywnych skutków obecności w powietrzu szkodliwych tlenków oraz pyłów. Substancje te (wyłączając ich naturalne źródła), powstają głównie w wyniku spalania (często zanieczyszczonych) paliw kopalnych, zarówno w gospodarstwach domowych i w środkach transportu spalinowego, jak i w wielkich elektrowniach i elektrociepłowniach.

Pyły zawieszone to drobne cząstki, które swobodnie unoszą się w powietrzu. Im mniejsza jest średnica tych cząstek, tym są one groźniejsze dla zdrowia, a nawet życia człowieka, ponieważ mogą wnikać w głębsze partie układu oddechowego, a następnie do układu krwionośnego.

Źródła powstawania pyłów zawieszonych można podzielić na naturalne (między innymi pylenie roślin, wybuchy wulkanów i wietrzenie skał), antropogeniczne (między innymi różnorodne procesy spalania paliw) oraz wtórne, w których pyły są produktami przemian chemicznych odpowiednich zanieczyszczeń powietrza.

Ze względu na wielkość cząstek zawieszonych w powietrzu, wyróżnia się tak zwany pył ${\text{PM}}_{10}$ (o średnicy cząstek (ziaren) poniżej $10\text{ μm}$ oraz, wchodzący w jego skład, pył ${\text{PM}}_{\mathrm{2,5}}$ (o średnicy cząstek (ziaren) poniżej $\mathrm{2,5}\text{ μm}$).

Często słyszy się stwierdzenie, że zanieczyszczenie powietrza utrudnia oddychanie. Można zatem błędnie wnioskować, że taka sytuacja wpływa wyłącznie na nasz układ oddechowy. W rzeczywistości nawet najmniejsza ilość zanieczyszczeń może mieć znaczący wpływ na kondycję całego ludzkiego organizmu.

Na poniższej grafice wymieniono tylko niektóre możliwe zaburzenia w funkcjonowaniu organizmu człowieka, które wynikające ze złego stanu powietrza.

Najbardziej narażone na zanieczyszczenia powietrza są osoby w podeszłym wieku, małe dzieci oraz kobiety w ciąży, a także osoby chore – zwłaszcza te z chorobami układu krążenia i układu oddechowego.

Jak już wspomniano, obecność zanieczyszczeń w powietrzu wpływa negatywnie nie tylko na organizm ludzki.

Aby określić wpływ tlenku siarki$\left(\text{IV}\right)$ na rośliny, przeprowadź doświadczenie $1.$ Jeśli nie masz możliwości samodzielnego wykonania doświadczenia, zapoznaj się z materiałem filmowym obrazującym jego przebieg. Znajduje się pod instrukcją.

Doświadczenie 1

Doświadczenie wykonaj w asyście osoby dorosłej, z zachowaniem wszelkich środków ostrożności, pod sprawnie działającym wyciągiem.

Rs6kWam4o9tPF

Problem badawczy: Czy duże stężenie tlenku siarkiIV w powietrzu wpływa na rośliny?. Wybierz hipotezę, aby przeprowadzając doświadczenie, móc ją zweryfikować. Hipoteza 1: Duże stężenie tlenku siarkiIV nie wpływa znacząco na wzrost i rozwój roślin. Hipoteza 2: Duże stężenie tlenku siarkiIV ma niekorzystny wpływ na wzrost i rozwój roślin. Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: siarka; dwie świeżo ścięte (najlepiej czerwone) róże; dwie jednakowe kolby stożkowe; łyżka do spalań z kołnierzem ochronnym; palnik; zapałki. Instrukcja: 1. Do jednej z kolb stożkowych wprowadź różę. Kolbę odwróć do góry dnem, “zamykając” w niej kwiat. 2. Na łyżce do spalań umieść niewielką ilość siarki i wprowadź ją do płomienia palnika. Łyżkę z palącą się siarką umieść w drugiej z kolb (zatykając kołnierzem ochronnym wylot kolby tak, aby mogła się ona wypełnić tlenkiem siarkiIV). 3. Po zakończeniu spalania siarki, wyjmij łyżkę do spalań z kolby i wprowadź do niej drugą z róż. Kolbę odwróć do góry dnem „zamykając” w niej kwiat. 4. Obserwuj zachodzące zmiany. Kolby z „zamkniętymi” w nich kwiatami pozostaw pod wyciągiem na ok. dwie godziny.

Problem badawczy:

Czy duże stężenie tlenku siarki$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu wpływa na rośliny?

Hipoteza:

Duże stężenie tlenku siarki$\left(\text{IV}\right)$ ma niekorzystny wpływ na wzrost i rozwój roślin.

Co było potrzebne:

• siarka;

• dwie świeżo ścięte (najlepiej czerwone) róże;

• dwie jednakowe kolby stożkowe;

• łyżka do spalań z kołnierzem ochronnym;

• palnik;

• zapałki.

Przebieg doświadczenia:

Do jednej z kolb stożkowych wprowadzono różę. Kolbę odwrócono do góry dnem, „zamykając” w niej kwiat. Na łyżce do spalań umieszczono niewielką ilość siarki i wprowadzono ją do płomienia palnika. Łyżkę z palącą się siarką umieszczono w drugiej z kolb (zatykając kołnierzem ochronnym wylot kolby tak, aby mogła się wypełnić tlenkiem siarki$\left(\text{IV}\right)$). Po zakończeniu spalania siarki, wyjęto łyżkę do spalań z kolby i wprowadzono do niej drugą z róż. Kolbę odwrócono do góry dnem „zamykając” w niej kwiat. Obserwowano zachodzące zmiany. Kolby z „zamkniętymi” w nich kwiatami pozostawiono pod wyciągiem na dwie godziny.

Obserwacje: W próbie kontrolnej nie zaobserwowano zmian w wyglądzie kwiatu. W kolbie wypełnionej gazem, powstałym w wyniku spalania siarki, barwa płatków róży straciła na intensywności, a na liściach i łodydze pojawiły się brązowe plamy.

Wnioski: Produktem spalania siarki jest tlenek siarki$\left(\text{IV}\right)$. Zmiany zaobserwowane dla kwiatu umieszczonego w kolbie z tlenkiem siarki$\left(\text{IV}\right)$ świadczą o tym, że tlenek ten zniszczył zawarte w roślinie barwniki. Jednym z nich jest barwnik zielony – chlorofil, odpowiedzialny za proces fotosyntezy. Ponieważ zniszczenie chlorofilu zaburza zdolność rośliny do przeprowadzania fotosyntezy, można wnioskować, że duże stężenie tlenku siarki$\left(\text{IV}\right)$ ma niekorzystny wpływ na wzrost i rozwój roślin.

RiwGScSszQD2L

Film ukazuje, jak tlenek siarki(<math aria‑label="cztery">IV) wpływa na różę zamkniętą w kolbie stożkowej.

Film ukazuje, jak tlenek siarki(<math aria‑label="cztery">IV) wpływa na różę zamkniętą w kolbie stożkowej.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RiwGScSszQD2L

Film ukazuje, jak tlenek siarki(<math aria‑label="cztery">IV) wpływa na różę zamkniętą w kolbie stożkowej.

1

Polecenie 2

R1SiVXpExMr5j

Obserwacje: (Uzupełnij) Wnioski: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

W obserwacjach odnotuj ewentualne zmiany zabarwienia kwiatów w obydwu kolbach. We wnioskach odnieś się do postawionej hipotezy.

Pokaż odpowiedź

Poniżej znajdują się przykładowo sformułowane obserwacje i wnioski. Ile z zawartych w nich informacji znalazło się w Twojej odpowiedzi?

Obserwacje: W próbie kontrolnej nie zaobserwowano zmian w wyglądzie kwiatu. W kolbie wypełnionej gazem, powstałym w wyniku spalania siarki, barwa płatków róży straciła na intensywności, a na liściach i łodydze pojawiły się brązowe plamy.

Wnioski: Produktem spalania siarki jest tlenek siarki$\left(\text{IV}\right)$. Zmiany zaobserwowane dla kwiatu umieszczonego w kolbie z tlenkiem siarki$\left(\text{IV}\right)$ świadczą o tym, że tlenek ten zniszczył zawarte w roślinie barwniki. Jednym z nich jest barwnik zielony – chlorofil, odpowiedzialny za proces fotosyntezy. Ponieważ zniszczenie chlorofilu zaburza zdolność rośliny do przeprowadzania fotosyntezy, można wnioskować, że duże stężenie tlenku siarki$\left(\text{IV}\right)$ ma niekorzystny wpływ na wzrost i rozwój roślin.

Polecenie 2

Rpo8OCUKPqSxu

Wybierz i zaznacz prawidłowe stwierdzenie. Możliwe odpowiedzi: 1. Po przeprowadzeniu doświadczenia, wygląd obu kwiatów nie zmienił się., 2. Kwiat w kolbie wypełnionej powietrzem zmienił barwę na różową., 3. Kwiat w kolbie wypełnionej gazem, powstałym po spaleniu siarki, zmienił barwę na różową., 4. Po przeprowadzeniu doświadczenia, kwiaty w obu kolbach zmieniły barwę.

Występowanie w powietrzu wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń może prowadzić do występowania na danym obszarze (lub nawet na całej kuli ziemskiej) niekorzystnych zjawisk. Do najgroźniejszych z nich należą między innymi: kwaśne opadykwaśne opadykwaśne opady, nasilenie efektu cieplarnianego, dziura ozonowa, smog, pyły, a także zanieczyszczenie gleby i wody.

$2.1.$ Kwaśne opady

Kwaśne opady powstają, gdy zanieczyszczenia z powietrza między innymi tlenki siarki (głównie tlenki siarki$\left(\text{IV}\right)$) i azotu, łączą się z zawartą w nim wodą lub parą wodną, a następnie opadają z deszczem albo śniegiem na ziemię.

Na poniższej mapie opisano pokrótce niektóre ze skutków występowania kwaśnych opadów.

$2.2.$ Efekt cieplarniany

Efekt cieplarnianyefekt cieplarnianyEfekt cieplarniany występuje w wyniku nagromadzenia się w atmosferze tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ i pary wodnej, a także metanu, tlenków azotu, freonów i ozonuozonozonu. Wszystkie wymienione substancje są tak zwanym gazami cieplarnianymi, zatrzymującymi ciepło w atmosferze.

Sprawdź, jakie mogą być skutki zwiększenia stężenia tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu, a więc występowania efektu cieplarnianego. W tym celu wykonaj doświadczenie $2.$ Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się ze zdjęciami obrazującymi jego przebieg. Wspomniane zdjęcia znajdują się bezpośrednio pod instrukcją.

Efekt cieplarniany

Doświadczenie 2

Uwaga: Przed przystąpieniem do wykonywania doświadczenia, zbierz tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$. Gaz ten możesz uzyskać np. w wyniku reakcji chemicznej pomiędzy składnikami sody oczyszczonej (wodorowęglanem sodu) oraz octu (kwasem octowym).

RmbdTrXhpYx4H

Problem badawczy: Czy duże stężenie tlenku siarki(IV) w powietrzu wpływa na rośliny?. Wybierz hipotezę, aby przeprowadzając doświadczenie móc ją zweryfikować. Hipoteza 1: Duże stężenie tlenku siarki(IV) nie wpływa znacząco na wzrost i rozwój roślin. Hipoteza 2: Duże stężenie tlenku siarki(IV) ma niekorzystny wpływ na wzrost i rozwój roślin. Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: siarka; dwie świeżo ścięte (najlepiej czerwone) róże; dwie jednakowe kolby stożkowe; łyżka do spalań z kołnierzem ochronnym; palnik; zapałki. Instrukcja: 1. Do jednej z kolb stożkowych wprowadź różę. Kolbę odwróć do góry dnem “zamykając” w niej kwiat. 2. Na łyżce do spalań umieść niewielką ilość siarki i wprowadź ją do płomienia palnika. Łyżkę z palącą się siarką umieść w drugiej z kolb (zatykając kołnierzem ochronnym wylot kolby, tak aby mogła się ona wypełnić tlenkiem siarki(IV)). 3. Po zakończeniu spalania siarki, wyjmij łyżkę do spalań z kolby i wprowadź do niej drugą z róż. Kolbę odwróć do góry dnem “zamykając” w niej kwiat. 4. Obserwuj zachodzące zmiany. Kolby z “zamkniętymi” w nich kwiatami pozostaw pod wyciągiem na około dwie godziny.

Problem badawczy:

Jakie są skutki dużego stężenia tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ (dwutlenku węgla) w powietrzu?

Hipoteza:

Podwyższone stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu powoduje podwyższenie temperatury otoczenia.

Co było potrzebe:

• dwie jednakowe kolby stożkowe;

• dwa gumowe korki do przygotowanych kolb z osadzonymi w nich termometrami;

• dwie lampy (lub inne źródła ciepła);

• zebrany wcześniej tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$.

Przebieg doświadczenia:

Pierwszą kolbę (z powietrzem) pozostawiono jako próbę kontrolną. Drugą kolbę napełniono zebranym uprzednio tlenkiem węgla$\left(\text{IV}\right)$. Obie kolby zamknięto gumowymi korkami z osadzonymi wewnątrz nich termometrami. Każdą z nich postawiono pod lampą lub innym źródłem ciepła – obydwie lampy (lub wykorzystane inne źródła ciepła) włączono jednocześnie. Obserwowano zachodzące zmiany, notowano wskazania termometru.

Obserwacje: Termometry w obydwu kolbach, przed włączeniem lamp, wskazywały tę samą temperaturę – około $\mathrm{20,5}°\text{C}$. Po pewnym czasie od włączenia obydwu lamp, termometr zamontowany w kolbie z powietrzem wskazywał temperaturę około $\mathrm{24,5}°\text{C}$, a ten umieszczony w kolbie z tlenkiem węgla$\left(\text{IV}\right)$ – temperaturę około $\mathrm{27,0}°\text{C}$.

Wnioski: Podczas ogrzewania zawartości obu kolb, szybszy wzrost temperatury można było zaobserwować w kolbie zawierającej tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$, ponieważ szybciej się nagrzewa i wolniej oddaje energię cieplną. W związku z powyższym można wnioskować, że zwiększenie stężenia tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu będzie skutkowało zwiększeniem się temperatury otoczenia.

R1dHU7zGRTA0q

Ilustracja składa się z dwóch zdjęć przedstawiających początkową i końcową fazę jednego doświadczenia. Zestaw doświadczalny składa się z dwóch kolb stożkowych zatkanych gumowymi korkami. Każdy korek ma otwór, przez który przeciągnięto termometr laboratoryjny. Zawartość lewej kolby to powietrze, a lewej dwutlenek węgla. Na obie kolby skierowane są małe lampki biurowe. Pośrodku fotografii znajdują się okręgi zawierające zbliżenia podziałki termometru w miejscach wskazywanych przez podziałki. Górne zdjęcie przedstawia stan początkowy. Lampki zgaszone, oba termometry wskazują około dwudziestu jeden stopni Celsjusza. Dolne zdjęcie przedstawia stan w trakcie trwania doświadczenia. Lampki włączone. Termometr kolby lewej wskazuje dwadzieścia cztery i pół stopnia Celsjusza, natomiast termometr z prawej dwadzieścia siedem stopni Celsjusza.

1

Polecenie 3

R1Inwj3L1Oxfw

Obserwacje: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

W obserwacjach odnotuj wskazania termometrów przed rozpoczęciem doświadczenia oraz po jego zakończeniu. We wnioskach odnieś się do postawionej hipotezy.

Pokaż odpowiedź

Poniżej znajdują się przykładowo sformułowane obserwacje i wnioski. Ile z zawartych w nich informacji znalazło się w Twojej odpowiedzi?

Obserwacje: Termometry w obydwu kolbach, przed włączeniem lamp, wskazywały tę samą temperaturę – około $\mathrm{20,5}°\text{C}$. Po pewnym czasie od włączenia obydwu lamp, termometr zamontowany w kolbie z powietrzem wskazywał temperaturę około $\mathrm{24,5}°\text{C}$, a ten umieszczony w kolbie z tlenkiem węgla$\left(\text{IV}\right)$ – temperaturę około $\mathrm{27,0}°\text{C}$.

Wnioski: Podczas ogrzewania zawartości obu kolb, szybszy wzrost temperatury można było zaobserwować w kolbie zawierającej tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$, ponieważ szybciej się nagrzewa i wolniej oddaje energię cieplną. W związku z powyższym można wnioskować, że zwiększenie stężenia tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu będzie skutkowało zwiększeniem się temperatury otoczenia.

Polecenie 3

RdBCqyhQDikDM

Wybierz i zaznacz prawidłowe stwierdzenie. Możliwe odpowiedzi: 1. Temperatura w obu kolbach spadła poniżej $20°\text{C}$., 2. Termometr, umieszczony w kolbie wypełnionej tlenkiem węgla$\left(\text{IV}\right)$ wskazywał wyższą temperaturę, niż termometr w kolbie z powietrzem., 3. Termometr, umieszczony w kolbie wypełnionej tlenkiem węgla$\left(\text{IV}\right)$ wskazywał niższą temperaturę, niż termometr w kolbie z powietrzem., 4. Po przeprowadzeniu doświadczenia, oba termometry wskazywały taką samą temperaturę.

W czasie wykonywania doświadczenia, prawdopodobnie udało Ci się zauważyć, że temperatura w kolbie z tlenkiem węgla$\left(\text{IV}\right)$ wzrastała szybciej, niż temperatura w kolbie wypełnionej powietrzem.

Gazy cieplarniane, wśród których prym wiodą tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$ oraz para wodna, zapobiegają nadmiernej utracie ciepła przez Ziemię. Jednak zarówno zbyt mała, jak i zbyt duża zawartość tych gazów w powietrzu nie jest pożądana.

Brak gazów cieplarnianych skutkowałby prawdopodobnie występowaniem na Ziemi wyłącznie ujemnych temperatur. Z kolei zbyt duże stężenie tych gazów w dolnych partiach atmosfery przyczynia się do wzrostu temperatury powietrza na Ziemi.

Gwałtowny rozwój przemysłu, korzystanie z nieodnawialnych źródeł energii (często w nieodpowiedni sposób) oraz nieprzemyślana gospodarka leśna (nadmierna wycinka drzew) sprawiają, że z roku na rok wzrasta średnia światowa temperatura powietrza.

Polecenie 4

Na poniższej symulacji zaprezentowano zależność pomiędzy stężeniem tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu a średnią światową temperaturą powietrza na przestrzeni lat. Zapoznaj się z poniższą symulacją i oceń poprawność znajdujących się pod nią stwierdzeń.

Uwaga: Stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ podano w liczbach części na milion $\left(\text{ppmv}; 1 \text{ppmv}=\mathrm{0,0001}\% \text{objętości}\right)$.

RqrK09i2ykb6e

Aplikacja interaktywna pozwalająca prześledzić zależność średniej temperatury od stężenia dwutlenku węgla w atmosferze podawanego w liczbie cząstek ${\text{CO}}_2$ na każdy milion cząstek. W górnej części okna znajduje się polecenie: Przesuń suwak, aby zwiększyć lub obniżyć stężenie dwutlenku węgla. Określ zależność stężenia ${\text{CO}}_2$ od temperatury. Poniżej znajduje się pozioma skala z czerwonym suwakiem, którego położenie można zmieniać. Napis na suwaku informuje o ustawionym stężeniu ${\text{CO}}_2$, które może wynosić od stu osiemdziesięciu do ośmiuset cząstek na milion. Poniżej znajduje się termometr podający średnią światową temperaturę. Wartość wyświetlana zmienia się automatycznie wraz z ustawionym stężeniem ${\text{CO}}_2$ i wynosi od dwunastu i czterech dziesiątych stopnia Celsjusza dla stężenia najniższego do szesnastu i siedmiu dziesiątych stopnia Celsjusza przy stężeniu najwyższym. Na dole okna aplikacji znajduje się tabela z przykładowymi stężeniami ${\text{CO}}_2$ w tysiąc osiemset dwudziestym, dwutysięcznym, dwa tysiące dziesiątym i dwa tysiące dwunastym roku. Wynoszą one odpowiednio dwieście osiemdziesiąt, trzysta siedemdziesiąt, trzysta dziewięćdziesiąt i powyżej czterystu cząstek na milion.

Aplikacja interaktywna pozwalająca prześledzić zależność średniej temperatury od stężenia dwutlenku węgla w atmosferze podawanego w liczbie cząstek ${\text{CO}}_2$ na każdy milion cząstek. W górnej części okna znajduje się polecenie: Przesuń suwak, aby zwiększyć lub obniżyć stężenie dwutlenku węgla. Określ zależność stężenia ${\text{CO}}_2$ od temperatury. Poniżej znajduje się pozioma skala z czerwonym suwakiem, którego położenie można zmieniać. Napis na suwaku informuje o ustawionym stężeniu ${\text{CO}}_2$, które może wynosić od stu osiemdziesięciu do ośmiuset cząstek na milion. Poniżej znajduje się termometr podający średnią światową temperaturę. Wartość wyświetlana zmienia się automatycznie wraz z ustawionym stężeniem ${\text{CO}}_2$ i wynosi od dwunastu i czterech dziesiątych stopnia Celsjusza dla stężenia najniższego do szesnastu i siedmiu dziesiątych stopnia Celsjusza przy stężeniu najwyższym. Na dole okna aplikacji znajduje się tabela z przykładowymi stężeniami ${\text{CO}}_2$ w tysiąc osiemset dwudziestym, dwutysięcznym, dwa tysiące dziesiątym i dwa tysiące dwunastym roku. Wynoszą one odpowiednio dwieście osiemdziesiąt, trzysta siedemdziesiąt, trzysta dziewięćdziesiąt i powyżej czterystu cząstek na milion.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PsoTYtHgG

RVVXwISsqz7L1

Łączenie par. . W $1820 \text{r}.$ średnia światowa temperatura powietrza wynosiła $\mathrm{13,1}°\text{C}$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W miarę upływu lat (w latach $1820-2012$), stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu malało.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Średnia światowa temperatura powietrza w $2010 \text{r}.$ była o $\mathrm{0,2} °\text{C}$ większa niż w roku $2000$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu po $2012 \text{r}.$ wyniosło około $4\%$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Łączenie par. . W $1820 \text{r}.$ średnia światowa temperatura powietrza wynosiła $\mathrm{13,1}°\text{C}$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W miarę upływu lat (w latach $1820-2012$), stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu malało.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Średnia światowa temperatura powietrza w $2010 \text{r}.$ była o $\mathrm{0,2} °\text{C}$ większa niż w roku $2000$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu po $2012 \text{r}.$ wyniosło około $4\%$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Polecenie 4

Poniższej zaprezentowano zależność pomiędzy stężeniem tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu a średnią światową temperaturą powietrza na przestrzeni lat. Zapoznaj się z przedstawionymi danymi i oceń poprawność znajdujących się pod nimi stwierdzeń.

Uwaga: Stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ podano w liczbach części na milion $\left(\text{ppmv}; 1 \text{ppmv}=\mathrm{0,0001}\% \text{objętości}\right)$.

rok	stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ $\left[\text{ppm}\right]$	średnia światowa temperatura $\left[°\text{C}\right]$
$1820$	$280$	$\mathrm{13,1}$
$2000$	$370$	$\mathrm{13,7}$
$2010$	$390$	$\mathrm{13,9}$
$2012$	powyżej $400$	powyżej $14$

R1ajaQqWUNozp

Łączenie par. Ocen prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz "Prawda", jeśli zdanie jest prawdziwe albo "Fałsz", jeśli jest fałszywe.. W $1820 \text{r}.$ średnia światowa temperatura powietrza wynosiła $\mathrm{13,1}°\text{C}$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W miarę upływu lat (w latach $1820-2012$), stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu malało.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Średnia światowa temperatura powietrza w $2010 \text{r}.$ była o $\mathrm{0,2} °\text{C}$ większa niż w roku $2000$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu po $2012 \text{r}.$ wyniosło około $4\%$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Łączenie par. Ocen prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz "Prawda", jeśli zdanie jest prawdziwe albo "Fałsz", jeśli jest fałszywe.. W $1820 \text{r}.$ średnia światowa temperatura powietrza wynosiła $\mathrm{13,1}°\text{C}$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W miarę upływu lat (w latach $1820-2012$), stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu malało.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Średnia światowa temperatura powietrza w $2010 \text{r}.$ była o $\mathrm{0,2} °\text{C}$ większa niż w roku $2000$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Stężenie tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ w powietrzu po $2012 \text{r}.$ wyniosło około $4\%$.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Wynikiem wzrostu temperatury na Ziemi jest zjawisko nazywane globalnym ociepleniem klimatu. Może ono prowadzić do topnienia lodowców, podnoszenia się poziomu mórz i oceanów oraz zmian klimatycznych związanych między innymi z występowaniem niepożądanych zjawisk pogodowych (np. trąb powietrznych).

$2.3.$ Dziura ozonowa

W górnych warstwach atmosfery, na wysokości pomiędzy $15$ a $50$ $\text{km}$, naszą planetę otacza powłoka ozonu (${\text{O}}_3$). Stanowi ona naturalny filtr przeciwsłoneczny, który chroni Ziemię przed nadmiernym promieniowaniem ultrafioletowym ($\text{UV}$), które jest niezbędne do wytwarzania witaminy $\text{D}$ w naszym organizmie. Jednak jego nadmiar może przyczyniać się do zmniejszenia odporności organizmu oraz powodować choroby skóry i wzrost zachorowań na nowotwory. Zbyt duża ilość promieniowania $\text{UV}$, docierająca do powierzchni Ziemi, może również prowadzić do podwyższenia temperatury powietrza i związanych z tym niepożądanych zmian klimatycznych.

W wyniku zanieczyszczenia środowiska, szczególnie wiosną nad Antarktydą i w mniejszym stopniu nad Arktyką, warstwa ozonu staje się cieńsza i powstaje tak zwana dziura ozonowadziura ozonowadziura ozonowa.

Rt6mDEJk1pbGA

Grafika prezentuje proces powstawania i powiększania się dziury ozonowej nad Antarktyką w latach od <math aria‑label="tysiąc dziewięćset siedemdziesiątego dziewiątego">1979 do <math aria‑label="dwa tysiące dziesiątego">2010. Składa się z czterech rysunków kuli ziemskiej z naniesionym na nią wykresem barwnym, w którym niebiesko fioletowa plama oznacza dziurę ozonową. Rok <math aria‑label="tysiąc dziewięćset siedemdziesiąty dziewiąty">1979, dziura ozonowa bardzo mała i obejmuje niewielki wycinek na styku Antarktydy i Ameryki Południowej. Rok <math aria‑label="tysiąc dziewięćset osiemdziesiąty dziewiąty">1989 dziura obejmuje prawie cały kontynent Antarktydę. Rok <math aria‑label="dwa tysiące szósty">2006, dziura rozszerza się na sporą część oceanu Południowego. Rok <math aria‑label="dwa tysiące dziesiąty">2010, niewielkie zmniejszenie dziury i wycofanie z obszaru granicznego z Ameryką Południową, ale rozciągnięcie w kierunku Afryki.

Mniejsza grubość warstwy ozonowej sprawia, że do powierzchni naszej planety zostaje przepuszczona większa dawka promieniowania ultrafioletowego.

Bez odpowiednich badań nie jesteśmy w stanie stwierdzić, jak wiele promieniowania ultrafioletowego dociera w danym momencie do powierzchni Ziemi, bowiem jest ono dla nas niewidzialne i nieodczuwalne. Na jego niekorzystny wpływ jesteśmy najbardziej narażeni w sezonie letnim. Wywołane nadmiarem promieniowania $\text{UV}$ pieczenie i ból to reakcja organizmu na uszkodzenie skóry.

Aby uchronić się przed nadmiarem promieniowania ultrafioletowego, należy między innymi:

• ograniczyć czas przebywania na słońcu w miesiącach letnich w godzinach okołopołudniowych;

• ubierać się w odzież z grubszych, gęstych tkanin, z długimi rękawami i nogawkami (przeciętna tkanina bawełniana zatrzymuje zaledwie $20-30$ promieniowania $\text{UV}$);

• zakładać czapkę z daszkiem lub kapelusz z szerokim rondem;

• nosić okulary przeciwsłoneczne z filtrami $\text{UV}$;

• używać kremów z filtrami $\text{UV}$.

Ciekawostka

Dziurę ozonową zaobserwowano po raz pierwszy nad Antarktydą w latach $80. \text{XX} \text{w}.$ Obecnie jej wielkość nad tym obszarem jest stale monitorowana przez NASA (Narodową Agencję Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej), a jej rekordowy rozmiar ($30 \text{mln} {\text{km}}^2$) odnotowano w $2000 \text{r}.$

W poniższym materiale filmowym zaprezentowano między innymi zmiany w wielkości dziury ozonowej nad Antarktydą, jakie miały miejsce w latach $2001$–$2015$.

R1ETYYAbsg1FG

Na filmie ukazano zmiany wielkości dziury ozonowej na przestrzeni lat <math aria‑label="dwa tysiące jeden">2001–<math aria‑label="dwa tysiące piętnaście">2015 oraz przedstawiono przyczyny tych zmian.

Na filmie ukazano zmiany wielkości dziury ozonowej na przestrzeni lat <math aria‑label="dwa tysiące jeden">2001–<math aria‑label="dwa tysiące piętnaście">2015 oraz przedstawiono przyczyny tych zmian.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1ETYYAbsg1FG

Na filmie ukazano zmiany wielkości dziury ozonowej na przestrzeni lat <math aria‑label="dwa tysiące jeden">2001–<math aria‑label="dwa tysiące piętnaście">2015 oraz przedstawiono przyczyny tych zmian.

Głównym czynnikiem, który powoduje zwiększanie się dziury ozonowej, jest stosowanie związków chemicznych należących do grupy tak zwanych freonówfreonyfreonów.

RWz9YiJgR1NHt

Grafika przedstawia trzy wzory strukturalne wybranych freonów. Od lewej jest wzór $\text{C}$, od którego odchodzą cztery pojedyncze linię. Trzy linie połączone są z trzema $\text{F}$, a jedna z $\text{H}$. Pod wzorem jest podpis trifluorometan. Drugi wzór to $\text{C}$, od którego odchodzą cztery pojedyncze linie. Trzy linie połączone są z trzema $\text{F}$, a jedna z $\text{Cl}$. Pod wzorem jest podpis chlorotrifluorometan. Ostatni wzór to dwa $\text{C}$ połączone pojedynczą linią. Dodatkowo od każdego $\text{C}$ odchodzą po trzy dodatkowe pojedyncze kreski. Każde $\text{C}$ połączone jest z dwoma $\text{F}$ i jednym $\text{Cl}$. Pod wzorem jest podpis <math aria‑label="jeden">1,<math aria‑label="dwa">2–dichloro–<math aria‑label="jeden">1,<math aria‑label="jeden">1,<math aria‑label="dwa">2,<math aria‑label="dwa">2–tetrafluoroetan.

Aby ograniczyć ilość freonów w środowisku, zwracaj uwagę na to, jakie produkty (w szczególności kosmetyki i środki czystości) kupujesz. Jeśli masz taką możliwość, wybieraj produkty oznaczone poniższym znakiem.

R1IsaGWmFIdhM

Grafika przedstawia piktogram informujący, że produkt nie zawiera freonów. Piktogram ma kształt koła, wewnątrz którego jest okrągły zarys kuli ziemskiej z zaznaczonymi na czarno kontynentami. Na zewnątrz jest biała okrągła ramka. Na górze ramki jest czarny napis "bezpieczny dla ozonu". Na dole ramka ma czarny kolor, a wewnątrz jest biały napis "pozbawiony FCKW".

Optymistyczny jest fakt, że w ostatnich latach obserwuje się zmniejszenie obszaru występowania dziury ozonowej, na co wpływ ma niewątpliwie ograniczenie produkcji i wykorzystywania freonów.

$2.4.$ Smog

Zanieczyszczenia, których głównym źródłem są spaliny samochodowe, przemysł ciężki i gospodarstwa domowe (systemy grzewcze), w połączeniu z bezwietrzną pogodą i dużą wilgotnością powietrza – mgłą, tworzą smogsmogsmog . Nazwa smog pochodzi od dwóch angielskich słów: smoke (dym) oraz fog (mgła).

Unoszący się nad miastem, jest szczególnie niebezpieczny dla niemowląt, osób starszych, astmatyków, ludzi z chorobami układu oddechowego i krążenia.

Ze względu na sposób tworzenia, miejsce powstawania oraz skład chemiczny wyróżnia się smog londyński (występujący głównie w miesiącach zimowych) i smog typu Los Angeles (spotykany głównie w miesiącach letnich).

Smog londyński nazywany jest często smogiem kwaśnym. Zjawisko to spowodowane jest głównie przez tak zwaną niską emisję pyłów i gazów ze źródeł znajdujących się na wysokości nie większej niż $40 \text{m}$. Do źródeł niskiej emisji zaliczane są spalinowe środki komunikacji (między innymi samochody, autobusy itp.), domowe piece grzewcze, kotłownie węglowe oraz przemysł. Do szkodliwych produktów spalania, które składają się na występowanie smogu londyńskiego, należą między innymi tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$, tlenek węgla$\left(\text{II}\right)$, tlenek siarki$\left(\text{IV}\right)$, tlenki azotu, węglowodory aromatyczne (między innymi rakotwórczy benzo(a)piren), metale ciężkie (głównie $\text{Pb}$ i $\text{Cd}$) i ich związki chemiczne oraz – wspomniane już w tym materiale – pyły zawieszone (${\text{PM}}_{10}$ i ${\text{PM}}_{\mathrm{2,5}}$).

RTptUWSUyrgn1

Grafika przedstawia zdjęcie miasta pokrytego smogiem. Na pierwszym planie jest skręcony most, za którym znajdują się budynki miasta. Budynki są zamglone. Na dole kadru są czubki drzew z brązowymi liśćmi.

Smog typu Los Angeles nazywany jest z kolei smogiem fotochemicznym. Występuje w słoneczne, ciepłe i bezwietrzne dni. W jego skład wchodzą związki chemiczne, które powstały na skutek odpowiednich przemian (chemicznych i fotochemicznych) gazów, powstających w wyniku spalania paliw. W skład smogu typu Los Angeles, oprócz związków chemicznych wymienionych dla smogu londyńskiego, wchodzą również między innymi ozon oraz odpowiednie aldehydy.

$3.$ Ochrona powietrza

Głównymi źródłami zanieczyszczenia powietrza są przemysł oraz transport. Gazy przenoszone na duże odległości powodują, że skażone mogą zostać obszary znacznie oddalone od źródła ich emisji. Dlatego ochrona powietrza jest sprawą globalną i regulują ją przepisy prawne.

R1MLbQzVOGTdR

Grafika przedstawia zdjęcie tramwaju stojącego na przystanku w mieście. Zdjęcie wykonane jest z przodu tramwaju, wieczorem. Obraz jest zamglony i widoczne są na nim lampy oświetlające ulicę oraz przednie światło tramwaju.

W Polsce jakość powietrza monitorowana jest w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska.

Na poniższej grafice wymieniono wybrane działania, które podejmuje się w celu ograniczenia zanieczyszczeń powietrza.

RVhp12HNSuPMI

Grafika przedstawiająca źródła, rodzaje i skutki zanieczyszczeń powietrza oraz pokazująca sposób postępowania pozwalający chronić powietrze przed zanieczyszczeniami. Składa się z pięciu kolumn, w każdej znajdują się dwa zdjęcia lub zdjęcie i ilustracja: górne ilustrujące problem od którego biegnie w dół czerwona strzałka z napisem przedstawiającym kierunek działań oraz dolne zdjęcie lub ilustracja stanowiąca przykład rozwiązania problemu. Sposoby postępowania mające na celu ochronę powietrza to, licząc od lewej: ograniczenie emisji spalin, montowanie wydajnych filtrów kominowych, wdrażanie nowych technologii przemysłowych, inwestowanie w ekologiczne paliwa i źródła energii oraz powstawanie stref ochronnych i pasów zieleni.

Do działań na rzecz ograniczenia emisji szkodliwych pyłów i gazów do atmosfery należą między innymi:

• Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń pochodzących z górnictwa, hutnictwa oraz elektrowni.

• Zmniejszenie eksploatowania zasobów naturalnych, ograniczenie zużycia energii elektrycznej oraz stosowania alternatywnych źródeł energii.

• Zmniejszenie emisji szkodliwych spalin przez ograniczenie transportu, poprzez zakup samochodów emitujących mniej spalin albo korzystanie z komunikacji miejskiej czy roweru.

• Stosowanie w przemyśle nowoczesnych technologii ograniczających emisję pyłów.

• Sadzenie pasów zieleni w celach ochronnych.

Podsumowanie

• Zanieczyszczenie powietrza ma charakter globalny. Może pochodzić ze źródeł naturalnych albo być wynikiem działalności człowieka.

• Substancjami zanieczyszczającymi powietrze są między innymi odpowiednie tlenki węgla, siarki, azotu, pyły oraz tak zwane freony.

• Niekorzystnymi zjawiskami, spowodowanymi przez zanieczyszczenia atmosfery, są między innymi efekt cieplarniany, dziura ozonowa, kwaśne deszcze i smog.

Praca domowa

Polecenie 5.1

Korzystając z wiadomości zawartych w tym materiale oraz z dostępnych źródeł informacji (np. Internetu, czasopism naukowych itp.), przygotuj ulotkę dotyczącą ochrony środowiska. Wybierz jeden z tematów:

• przyczyny zanieczyszczenia powietrza;

• skutki zanieczyszczeń powietrza;

• sposoby przeciwdziałania zanieczyszczeniom powietrza.

Jeśli masz taką możliwość, swój projekt ulotki zaprezentuj na forum klasy.

Pokaż podpowiedź

Tworząc ulotkę możesz skorzystać z dostępnych programów i aplikacji komputerowych. Formę i sposób prezentacji ustal z nauczycielem.

Korzystając z wiadomości zawartych w tym materiale oraz z dostępnych źródeł informacji (np. Internetu, czasopism naukowych itp.), przygotuj ustną prezentację dotyczącą ochrony środowiska. Wybierz jeden z tematów:

• przyczyny zanieczyszczenia powietrza;

• skutki zanieczyszczeń powietrza;

• sposoby przeciwdziałania zanieczyszczeniom powietrza.

1

Polecenie 5.2

Zastanów się, w jaki sposób możesz przyczynić się do zmniejszenia emisji substancji szkodliwych do atmosfery. Wymień przynajmniej cztery propozycje.

R1TBWQ6vtRwLb

Odpowiedź: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Zastanów się między innymi w jaki sposób możesz przemieszczać się do szkoły.

Pokaż odpowiedź

Na poniższej grafice przedstawiono cztery działania, prowadzące do ograniczenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery, które może podjąć każdy z nas. Jakie znalazły się w Twojej odpowiedzi?

Ry0GgwEObA56F

Plansza z czterema zdjęciami, którym towarzyszą podpisy. Materiał dotyczy sposobów ograniczenia zanieczyszczania powietrza. W pierwszej linii trzy zdjęcia, kolejno od lewej strony: ujęcie listwy zasilającej z wyłącznikiem i wtyczką, podpis Oszczędzaj energię elektryczną. Ujęcie dłoni trzymającej sadzonkę na tle niebieskiego nieba, podpis Dbaj o zieleń. Ujęcie ulicy dużego miasta z rowerzystami jadącymi wszystkimi pasami ruchu, podpis Korzystaj z transportu zbiorowego lub roweru. Poniżej podłużne zdjęcie czterech kubłów na odpady sortowane opisanych i wyróżnionych kolorami, podpis Sortuj odpady.

Słownik

Ćwiczenia

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Hassa R., Mrzigod A., Mrzigod J., To jest chemia. Zakres podstawowy, Warszawa 2012.

Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Chemia. Podręcznik dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Kielce 2020.

Maciejowska I., Warchoł A., Świat chemii. Zakres podstawowy, Kraków 2012.

Raport IMGW‑PIB: Klimat Polski 2020, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy, online: www.imgw.pl/badania‑nauka/klimat