Spis treści

Wprowadzenie

Przeczytaj

Wirtualne laboratorium WL-I

Sprawdź się

Dla nauczyciela

Zdjęcie przedstawia plastikowy kubek leżący na piasku. Kubek obmywa morska fala.

Źródła zanieczyszczeń hydrosfery

Źródło: dostępny w internecie: https://pixabay.com, domena publiczna.

Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych na Ziemi, a zarazem związkiem podstawowym, decydującym o życiu organizmów, w tym także człowieka. Woda wchodzi w skład organizmów, jest środowiskiem życia, składnikiem pożywienia, umożliwia przemianę materii. Zanieczyszczona woda może stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia organizmów żywych oraz pogorszyć kondycję środowiska przyrodniczego.

Twoje cele

- Wyjaśnisz, jakie znaczenie ma woda dla życia i gospodarki człowieka.

- Wymienisz źródła zanieczyszczeń hydrosfery.

- Scharakteryzujesz poszczególne źródła zanieczyszczeń hydrosfery.

- Określisz skutki zanieczyszczenia hydrosfery.

Przeczytaj

Zanieczyszczenie wody to stan, w którym zmianie ulegają jej cechy fizycznochemiczne oraz biologiczne (bakteriologiczne), spowodowany wprowadzeniem do niej substancji organicznych i nieorganicznych w postaci stałej, płynnej i gazowej oraz ciepła. Zanieczyszczenia powodują zmiany ekosystemu wodnego, wpływające niekorzystnie na zasiedlające go organizmy żywe, a także ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i celów gospodarczych.

- Zanieczyszczenia fizyczne wód to zawiesiny nierozpuszczalnych substancji stałych o różnym stopniu rozdrobnienia (np. kurz, pył, cząstki obumarłych roślin i zwierząt, cząstki mineralne gleby, wytrącone koloidalne związki i in.).

- Zanieczyszczenia chemiczne wód to substancje organiczne i mineralne, rozpuszczalne w wodzie, zmieniające jej skład chemiczny i stwarzające ryzyko skażenia organizmów wodnych.

- Zanieczyszczenia biologiczne wód to różnorodne drobnoustroje, np. wirusy i bakterie chorobotwórcze oraz mikroorganizmy niestanowiące zagrożenia dla zdrowia zwierząt i ludzi, a odgrywające ważną rolę w procesie samooczyszczania się wody.

Klasyfikacja zanieczyszczeń wód

Pochodzenie

- zanieczyszczenia naturalne przedostające się do wód wskutek procesów naturalnych (wymywanie cząstek gleby, strącanie nierozpuszczalnych związków, np. żelaza itp.),

- zanieczyszczenia sztuczne (antropogeniczne) trafiające do wód w wyniku gospodarczej działalności człowieka (ścieki, spływ z terenów rolniczych, składowisk odpadów komunalnych itp.); dzieli się je na komunalne, przemysłowe i rolnicze.

Oddziaływanie

- zanieczyszczenia bezpośrednio wpływające na stan organizmów wodnych (np. metale ciężkie, węglowodory, związki azotu i fosforu i in.),

- zanieczyszczenia pośrednio wpływające na stan żyjących w wodzie organizmów poprzez powodowanie zmniejszenia zawartości tlenu w wodzie poniżej poziomu niezbędnego do utrzymania ich przy życiu.

Trwałość

- zanieczyszczenia rozkładalne, podlegające przemianom chemicznym prowadzącym do zmiany ich postaci fizycznej i chemicznej, z czym łączy się wzrost lub spadek ich szkodliwości dla organizmów,

- zanieczyszczenia nierozkładalne, nieulegające znaczącym przemianom chemicznym i biologicznym, pozostające w środowisku wodnym w niezmiennej formie przez długi okres (np. metale ciężkie, pestycydy i in.).

Źródło

- zanieczyszczenia punktowe odprowadzane z ograniczonych przestrzennie źródeł (zakłady przemysłowe, pojedyncze budynki itp.),

- zanieczyszczenia powierzchniowe (obszarowe) dostarczane do wód (np. wskutek zmywania przez wody opadowe) z rozległych powierzchni zurbanizowanych nieposiadających systemów kanalizacyjnych, rolniczych i leśnych,

- zanieczyszczenia liniowe pochodzące z obiektów o kształcie pasmowym; należą do nich przede wszystkim trasy komunikacyjne, rurociągi, gazociągi, kanały ściekowe itp.

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Rodzaje i źródła zanieczyszczeń

Antropogeniczne zanieczyszczenia wód (najczęściej powierzchniowych) w zależności od ich pochodzenia można podzielić na: komunalne, przemysłowe i rolnicze. Podstawowym źródłem zaopatrzenia ludności, przemysłu i rolnictwa w wodę są wody powierzchniowe, przede wszystkim płynące oraz stojące (jeziora, sztuczne zbiorniki). Znacznie mniejszy udział mają wody podziemne. W Polsce największy udział w poborze wód powierzchniowych ma przemysł (ok. 70%), a wody podziemne stanowią zaledwie 3%. Woda pobrana do celów gospodarczych w części wraca do środowiska w postaci tzw. wód zużytych. Jej cechy fizyczne i chemiczne są już jednak zmienione, zawiera ona bowiem różne substancje mineralne i organiczne, które przy dużych stężeniach mogą powodować problemy z dalszym użytkowaniem wody.

Zanieczyszczenia komunalne

Do zanieczyszczeń komunalnych należą m.in. ścieki miejskie będące mieszaniną odpadów z gospodarstw domowych, wydalin fizjologicznych człowieka i zwierząt domowych, odpadów szpitalnych, odpadów z zakładów usługowych i przemysłowych, a powstające wskutek działalności bytowej i gospodarczej człowieka. Duży udział w ściekach komunalnych mają związki organiczne – głównie tłuszcze, białka i cukry, rozpuszczone lub w postaci zawiesiny – i detergenty. Ich cechą charakterystyczną jest też bardzo duża zawartość bakterii saprofitycznych i chorobotwórczych. W skład ścieków komunalnych mogą wchodzić również substancje uwalniane z warsztatów rzemieślniczych oraz zakładów przemysłowych, które są mieszane ze ściekami komunalnymi, a także wody opadowe i z topniejącego śniegu. Można więc stwierdzić, że ścieki komunalne stanowią mieszaninę substancji z różnych źródeł.

Zanieczyszczenia komunalne wód powierzchniowych

Źródło: D. Mbalo, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dumping_of_faecal_sludge_into_the_river.jpg, licencja: CC BY 2.0.

Zanieczyszczenia przemysłowe

Zanieczyszczenia przemysłowe wód to przede wszystkim ścieki powstające podczas wydobycia surowców (wody kopalniane) i ich uszlachetniania, w transporcie hydraulicznym, w trakcie chłodzenia urządzeń, filtracji, destylacji, flotacji i podczas wielu innych procesów produkcyjnych. Charakterystycznymi zanieczyszczeniami ścieków przemysłowych są: sole metali ciężkich, kwasy i zasady mineralne, cyjanki, toksyczne związki organiczne (fenole, ropa naftowa i jej pochodne, barwniki), wody pochłodnicze o podwyższonej temperaturze. Do wód powierzchniowych i gruntowych trafiają również zanieczyszczenia uwalniane przez przemysł do powietrza. Są to różnego rodzaju związki chemiczne, organiczne i nieorganiczne, emitowane do atmosfery w postaci pyłów i gazów z elektrowni, elektrociepłowni, hut i innych zakładów przemysłowych. Skład ścieków przemysłowych jest zróżnicowany i zależy od profilu produkcji. Ścieki te zawierają zwykle kilka grup zanieczyszczeń. Na przykład ścieki z zakładów koksowniczych są bogate w oleje, tłuszcze, fenole, węglowodory wielopierścieniowe, smoły, cyjanki, rodanki, związki siarki i inne, ścieki z garbarni w związki wapnia, chromu, chlorki, siarczki, związki azotu, a także tłuszcze i inne związki organiczne.

Zanieczyszczenia rolnicze

Głównym źródłem zanieczyszczeń rolniczych jest chemizacja rolnictwa, polegająca na coraz większym zużyciu nawozów mineralnych i środków ochrony roślin. Woda spływająca z tych terenów zawiera znaczne ilości wypłukiwanych z gleby nawozów, które są bezpośrednią przyczyną eutrofizacji wód powierzchniowych i wód gruntowych. Wymywane do wód powierzchniowych pestycydy wpływają na organizmy żywe, powodując ich uszkodzenie lub śmierć. Przenikają do studni i ujęć wody pitnej, zagrażając zdrowiu zwierząt gospodarskich i ludzi. O tym, jak duży może być wpływ zanieczyszczeń rolniczych na stan wód, świadczy zanieczyszczenie Morza Bałtyckiego, w którym ponad 50% azotu i prawie 20% fosforu pochodzi z tego właśnie źródła. Zanieczyszczenie wód jest także powodowane przez przemysłowe metody tuczu trzody chlewnej i bydła, odbywające się w dużych, wyspecjalizowanych fermach. Zagrożeniem są zwłaszcza ogromne ilości gnojowników będących przyczyną skażenia bakteryjnego. Istotnym źródłem zanieczyszczeń są także ścieki z ośrodków maszynowych i stacji napraw sprzętu rolniczego, zawierające oleje, materiały pędne i związki mineralne.

Eutrofizacja wody w wyniku przenawożenia gleby

Źródło: F. Andrews, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:River_algae_Sichuan.jpg, licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

eutrofizacja

proces wzbogacania zbiorników wodnych w pierwiastki biofilne, skutkujący wzrostem trofii, czyli żyzności wód; proces ten dotyczy nie tylko zbiorników wodnych, ale również cieków

fungicydy

związki chemiczne (najczęściej związki organiczne siarki i miedzi) mające zastosowanie w zwalczaniu grzybów atakujących rośliny; prowadzą do hamowania procesów oddychania grzybów, hamowania biosyntezy białek i kwasów nukleinowych

oczyszczalnia ścieków

zespół urządzeń i obiektów technologicznych oraz obiektów towarzyszących (niezbędnych dla dostarczenia energii, stworzenia odpowiednich warunków pracy obsługi, przebiegu, kierowania i kontroli procesów technologicznych), służących do usuwania zanieczyszczeń zawartych w ściekach

substancje radioaktywne

substancja zawierająca jeden lub więcej radionuklidów, których radioaktywność lub stężenie nie może być lekceważona ze względów bezpieczeństwa radiologicznego

utylizacja

wykorzystanie odpadów jako surowców wtórnych; potocznie utylizacja rozumiana jest jako zniszczenie

Wirtualne laboratorium WL-I

Polecenie 1

Na podstawie własnej wiedzy i dostępnych źródeł informacji wymień rodzaje zanieczyszczenia wody.

Uzupełnij

Polecenie 2

Zapoznaj się z wirtualnym laboratorium. Wymień źródła zanieczyszczeń hydrosfery i podaj przykłady skutków takiego zanieczyszczenia.

Uzupełnij

Laboratorium 1

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DG7DNFlfuOtwiera się w nowym oknie

Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o, licencja: CC BY-SA 3.0.

Obserwacje:

Uzupełnij

Wyniki i wnioski:

Uzupełnij

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

Dokończ zdanie.

Oczyszczanie biologiczne ścieków polega na…

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- wykorzystaniu właściwości fizycznych zanieczyszczeń w celu usunięcia ich ze ścieków.

- neutralizowaniu ścieków substancjami chemicznymi.

- użyciu maszyn w procesie oczyszczania.

- wykorzystywaniu bakterii do rozkładania materii organicznej.

Ćwiczenie 2

Dokończ zdanie.

Ogrzane wody pochodzące z urządzeń przemysłowych i elektrowni powodujące ogrzanie wód naturalnych to zanieczyszczenia…

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- fizyczne.

- chemiczne.

- termiczne.

- biologiczne.

Ćwiczenie 3

Uzupełnij tekst.

Najmniej domieszek zawiera woda    , najwięcej woda     i     zanieczyszczone złożami naturalnymi. Ze względu na pochodzenie zanieczyszczenia wód dzielimy na    .

naturalne i sztuczne     wody podziemne     z opadów atmosferycznych     morska

Ćwiczenie 4

Wybierz prawidłową odpowiedź.

Eutrofizacja to:

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- zjawisko negatywne, polega na zarastaniu zbiornika przez rośliny.

- zjawisko pozytywne, wpływa na ilość substancji odżywczych w zbiorniku wodnym.

- zjawisko negatywne, zachodzi na skutek zbyt dużych ilości biogenów w wodzie.

Ćwiczenie 5

Wymień po jednym przykładzie zagrożeń, jakie w wodach morskich wywołują:

1. gospodarka komunalna,

2. przemysł,

3. rolnictwo.

Uzupełnij

Ćwiczenie 6

Dokończ zdanie.

Zanieczyszczenia wód to niekorzystne zmiany ich właściwości…

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- chemicznych.

- fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych.

- fizycznych.

- bakteriologicznych.

Ćwiczenie 7

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

Źródła chemicznych zanieczyszczeń wód spowodowane przez związki metali ciężkich to…

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- komunikacja i transport samochodowy, transport wodny, przemysł paliwowo-energetyczny.

- garbarnie, ścieki przemysłowe, metalurgia, górnictwo, hutnictwo, przemysł zbrojeniowy.

- przemysł chemiczny i spożywczy, ścieki komunalne, rafinerie, koksownie, gazownie i garbarnie.

- eksplozje jądrowe, awarie jądrowe, przemysł zbrojeniowy, odpady, ścieki.

Ćwiczenie 8

Opisz, dlaczego wysypiska śmieci mogą być niebezpieczne dla wód powierzchniowych i podziemnych.

Uzupełnij

Dla nauczyciela

SCENARIUSZ LEKCJI

Imię i nazwisko autorki: Magdalena Filewicz

Przedmiot: geografia

Temat zajęć: Źródła zanieczyszczeń hydrosfery

Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum/technikum, zakres podstawowy, klasa II

Podstawa programowa

XIII. Człowiek a środowisko geograficzne – konflikty interesów: wpływ działalności człowieka na atmosferę na przykładzie smogu, inwestycji hydrologicznych na środowisko geograficzne, rolnictwa, górnictwa i turystyki na środowisko geograficzne, transportu na warunki życia i degradację środowiska przyrodniczego, zagospodarowania miast i wsi na krajobraz kulturowy, konflikt interesów człowiek – środowisko, procesy rewitalizacji i działania proekologiczne.

Uczeń:

3) analizuje na przykładach ze świata i Polski wpływ działalnosci rolniczej, w tym płodozmianu i monokultury rolnej, chemizacji i mechanizacji rolnictwa, melioracji i nadmiernego wypasu zwierząt na środowisko przyrodnicze.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

- kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

- kompetencje cyfrowe,

- kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się,

- kompetencje obywatelskie.

Cele operacyjne

Uczeń:

- określa, jakie znaczenie ma woda dla życia i gospodarki człowieka,

- wymienia źródła zanieczyszczeń hydrosfery,

- charakteryzuje poszczególne źródła zanieczyszczeń hydrosfery,

- określa skutki zanieczyszczenia hydrosfery.

Metody i techniki nauczania: blended learning, dyskusja

Strategie nauczania: asocjacyjna, problemowa

Formy zajęć: praca indywidualna, praca w grupach, praca całego zespołu klasowego

Środki dydaktyczne: e-materiał, komputer, rzutnik

Materiały pomocnicze

Allan J.D., Ekologia wód płynących, tłum. P. Dawidowicz i in., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.

Lampert W., Sommer U., Ekologia wód śródlądowych, tłum. J. Pijanowska, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1996.

Przewoźniak M., Czuchański J.T., Przyrodnicze podstawy gospodarki przestrzennej. Ujęcie proekologiczne, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Gdańsk–Poznań 2020.

Tuszyńska L., Edukacja ekologiczna dla nauczycieli i studentów, Wyższa Szkoła Pedagogiczna TWP w Warszawie, Warszawa 2006.

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca

- Czynności wstępne (powitanie, sprawdzenie obecności, sprawdzenie pracy domowej).

- Przedstawienie celów lekcji.

- Wprowadzenie do tematu. Nauczyciel przedstawia definicję ścieku, omawia źródła ścieków, a także ich podział.

Faza realizacyjna

- Uczniowie, korzystając z części „Przeczytaj” e-materiału, krótko omawiają przyczyny, źródła i rodzaje zanieczyszczeń wód.

- Nauczyciel inicjuje dyskusję dotyczącą zanieczyszczeń wód, w której uczniowie określają znaczenie wody dla życia i gospodarki człowieka.

- Nauczyciel dzieli klasę na trzy grupy. Uczniowie, korzystając z e-materiału oraz dostępnych źródeł informacji, opracowują następujące zagadnienia.

- Grupa I. Jakie skutki mogą wywołać zanieczyszczenia wprowadzone do wody?

- Grupa II. Jak można podzielić zanieczyszczenia wód?

- Grupa III. Jak można zapobiegać zanieczyszczeniu wód?

- Po przedstawieniu rezultatów pracy uczniów następuje podsumowująca dyskusja.

- Uczniowie zapoznają się z wirtualnym laboratorium. Formułują wnioski dotyczące skutków zanieczyszczeń hydrosfery.

- Nauczyciel czuwa nad przebiegiem pracy uczniów, omawia z uczniami efekty ich pracy.

Faza podsumowująca

- Podsumowanie i utrwalenie wiedzy poprzez rozwiązanie ćwiczeń zawartych w e-materiale.

- Nauczyciel przypomina cele lekcji.

- Nauczyciel ocenia pracę uczniów podczas zajęć, biorąc pod uwagę ich zaangażowanie i możliwośći.

Praca domowa

- Korzystając z dostępnych źródeł informacji, przeanalizuj stan zanieczyszczenia wód w okolicy miejsca Twojego zamieszkania. Określ, jakie działania można by podjąć, by poprawić sytuację (uczniowie mogą wykorzystać także własne obserwacje, przeanalizować stan wód w konkretnym zbiorniku lub cieku, lub opracować bardziej ogólne analizy dotyczące regionu).

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Wirtualne laboratorium może zostać wykorzystane podczas zajęć poświęconych zróżnicowaniu wód na Ziemi i we własnym regionie (zakres podstawowy: IV. 1), problemowi zanieczyszczenia wód morskich (zakres podstawowy: IV. 2) oraz analizie stanu środowiska w Polsce i własnym regionie (zakres podstawowy: XIV. 10).

Table of Contents

Wprowadzenie

Przeczytaj

Wirtualne laboratorium WL‑I

Sprawdź się

Dla nauczyciela