Литосфера. Почвы. Деградация почв в результате загрязнения. Самоочищение почв. Охрана почв. Проблема складирования твердых бытовых отходов (ТБО).

Экология 11 класс

Урок № Дата

Тема: Литосфера. Почвы. Деградация почв в результате загрязнения. Самоочищение почв. Охрана почв. Проблема складирования твердых бытовых отходов (ТБО).

Цель: Формирование понятия «Почва», ее состав, свойства, виды, загрязнение почв, охрана.

Задачи:

Обучающие:

• формирование представления о понятия «Почва», ее составе, свойствах, видах, загрязнение почв, охране;

Развивающие:

• развитие познавательной активности детей, умения работать в парах и группе; развитие наблюдательности, умения анализировать и делать выводы;

Воспитательные:

• воспитание чувства любви и заботы, бережного отношения к природе, привлечение внимания обучающихся к проблемам экологии.

Тип\вид: урок освоения новых знаний/смешанный.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Постановка темы и целей урока.

3. Актуализация знаний

Площадь суши 15 млрд. га, т.е. около трети поверхности земного шара. Из них леса занимают 28%, пустыни, ледники, населенные пункты и другие участки со слабо выраженным почвенным по­кровом - 45, пастбища - 17, обрабатываемые земли - 10%, при­мерно столько же земли пригодно для обработки, но использование ее в земледелии экономически невыгодно. Таким образом, питание людей обеспечивает в основном 1450 млн га возделываемых почв, и в силу этого они 1аслуживают бережного использования и тща­тельной охраны.

IV. Изучение нового материала

Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, материнской породы и является самостоятельным природным образованием.

Основателем научного почвоведения является русский учёный В.В.Докучаев (1846-1903), который впервые дал определение понятиям: "почва" и "почвенный профиль", выявил главные отличительные свойства и раскрыл сущность почвообразовательного процесса. К пяти факторам почвообразования, установленным В.В.Докучаевым: материнской породе, климату, рельефу и времени, растительным и животным организмам - позже была добавлена вода (почвенная и грунтовая) и хозяйственная деятельность человека.

В результате перемещения и превращения веществ почва расчленяется на отдельные слои, или горизонты, сочетание которых составляет профиль почвы.

Поверхностный горизонт, подстилка или дернина, состоит большей частью из свежеопавших и частично разложившихся листьев, веток, останков животных, грибов и других органических веществ. Окрашен обычно в темный цвет - коричневый или черный. Лежащий под ним гумусовый горизонт А1, как правило, представляет собой пористую смесь частично разложившегося органического вещества (гумуса), живых организмов и некоторых неорганических частиц. Обычно он более темный и рыхлый, чем нижние горизонты. В этих двух верхних горизонтах сконцентрирована основная часть органического вещества почвы и корни растений.

Подзолистый горизонт А2, имеющий светлый оттенок и непрочную структуру. В черноземных, темно-каштановых, каштановых и других типах почв этот горизонт отсутствует. Еще глубже во многих типах почв расположен горизонт В-иллювиальный, или горизонт вмывания. В него вымываются и в нем накапливаются минеральные и органические вещества из вышележащих горизонтов. Чаще всего он окрашен в бурый цвет и имеет большую плотность. Еще ниже залегает материнская горная порода С, на которой формируется почва.

Все горизонты почвы представляют собой смесь органических и минеральных элементов. Посредством почвы - важнейшего компонента биосферы - осуществляются эко-логические связи живых организмов с литосферй, педосферой, атмосферой.

Плодородие почвы - это совокупность свойств почвы, обеспечивающая высокую урожайность сельскохозяйственных растений, а также биологическую продуктивность естественных фитоценозов. Плодородие почвы зависит от оптимального содержания в ней питательных веществ (азота, фосфора, калия, микроэлементов), степени увлажненности, правильных методов агротехники, отсутствия вторичного засоления, процессов эрозии и др.

Различают плодородие естественное и искусственное, естественное определяется, в основном природными факторами, а искусственное осуществляется внесением удобрений и проведением комплекса агротехнических мероприятий (мелиорация, севообороты, снегозадержание, водосберегающие технологии полива и др.).

ЭРОЗИЯ ПОЧВ.

Под эрозией (от лат. erodere - разъедать) почвы понимают мно­гообразные процессы разрушения и выноса почвенного покрова потоками воды и ветра.

Эрозия - естественный процесс, существующий в природе, ко­торый протекает очень медленно, а поэтому разрушение и потери почвы от выдувания и смыва уравновешиваются процессами поч­вообразования. Эта естественная, или геологическая, эрозия явля­ется частью эволюции Земли. Наряду с этим нормальным геоло­гическим процессом существует ускоренная, или разрушительная, эрозия, возникающая под влиянием деятельности людей. При этом процессы разрушения и сноса почвы происходят во много раз бы­стрее, чем при естественной эрозии. Потери почвы не компенси­руются естественными почвообразовательными процессами, и поч­ва частично или даже полностью теряет плодородие.

Образование плодородного гумусового горизонта мощностью 20-25 см происходит в течении 2-7 тысячелетий. При ускоренной эрозии разрушение этого слоя может произойти за 10-30 лет. При катастрофических ураганах, ливнях нарушенные хозяйственной деятельностью почвы могут быть уничтожены в течение несколь­ких дней или даже часов.

Различают несколько типов ускоренной эрозии почв

Ветровая, или эоловая, эрозия (дефляция) связана с перемещением мелких (d = до 1 мм) частиц почвы под действием ветра. Сухие песчаные почвы, содержащие большое количество мелких пыле­видных частиц, бедны гумусом и мелкоземом, их плодородие рез­ко снижено. Ветер выдувает почву из-под посевов, обнажает кор­ни растений, вызывая их гибель. Почва приносится ветром на территории поселков, наметается в виде холмов и препятствий. Ветровая эрозия может происходить в разное время года, при лю­бой силе ветра. Интенсивность ее возрастает при сильных ветрах (15-20 м/с) весной на взрыхленных почвах, не закрепленных кор­нями растений.

Водная эрозия может быть плоскостной, струйчатой, ирригационной и овражистой она вызывает оползни и сели.

1. При плоскостной эрозии про­исходит постепенный смыв поверхностного слоя почвы талыми водами и дождями. Частицы почвы, смытые с возвышенных уча­стков, задерживаются в понижениях. Образующиеся во время таяния снега и дождей промоины почвы заравниваются при обра­ботке. Поэтому на первых стадиях эрозия малозаметна. Обнару­жить ее можно тогда, когда на возвышенных участках, лишенных верхнего плодородного слоя, выступают нижние, более светлые горизонты, а в понижениях скапливается смытая часть почвы, бо­лее темная и плодородная. На почвах, лишенных гумусового го­ризонта, растения развиваются плохо, урожайность снижается.

2. Струйчатая (ручейковая), эрозия интенсивно

развивается при дружном тая­нии снега весной и во время сильных ливней на полях, воз­деланных на склонах холмов, лишенных растительности и за­нятых пропашными культура­ми. Вода, стекающая по скло­нам, увлекает за собой частицы почвы, образуя неглубокие па­раллельные струйчатые размы­вы Развитию ручейковой эрозии способствует рас­пашка почвы вдоль склонов.

3. Овражная эрозия развивает­ся на крутых и пологих скло­нах, лишенных древесной рас­тительности, со слабо развитой дерновиной. Ручейки, сбегаю­щие со склона, соединяются вместе, образуя единый поток. Скорость формирования оврагов зависит от особенностей почв, рельефа местности, природно-климатических условий. Средняя скорость роста оврага 1-3 м в год;.

Селевые потоки и оползни - наиболее опасные формы водной эрозии в горах. Возникают они вследствие вырубки горных лесов, неумеренного выпаса скота, который вытаптывает травянистую растительность, нарушает, разбивает дернину на склонах. Сели (в пер. с арабского - поток) - это мощные горные грязекаменные потоки, вызванные сильными дождями. Вода сносит с крутых склонов не только почву, но и большие камни и вырванные с кор­нем деревья. Обладая большой разрушительной силой, селевые потоки приносят большие убытки хозяйству, сопровождаются человеческими жертвами.

4. Ирригационная эрозия характерна для районов орошаемого земледелия, возникает в результате неумеренного и неправильно­го полива. Вода, подаваемая на поля, идет мощным потоком, сте­кает по склонам, смывает и разрушает почву, что может привести к образованию оврагов.

БОРЬБА С ЭРОЗИЕЙ ПОЧВ

Межзональные меры борьбы с эрозией вклю­чают следующие мероприятия:

I) противоэрозийную организацию территории, предусматривающую различные противоэрозийные мероприятия в сочетании с правильным размещением севооборотов, защитных лесонасаждений и гидротехнических сооружений:

2) введение почвозащитных полевых и лугопастбищных севообо­ротов, в том числе многолетние травы, занятые пары, сокращение площади пропашных культур, черных паров.

3) прекращение рядового посева и культивации паров вдоль склона;

4) создание на крутых склонах полос - буферов из многолетних трав;

5) укреп­ление, облесение оврагов, песков, сильно эродированных склонов, создание лесозащитных насаждений и лесов хозяйственного на­значения;

6) заложение и закрепление ложбин, крутых склонов, заравнивание промоин;

7) регулирование выпаса в балках, на кру­тых склонах, на песчаных и супесчаных почвах:

8) защиту дорог от размыва.

Среди агротех­нических мероприятий можно назвать:

I) вспашку, культивацию и посев растений поперек склона, эффект получают уже в год применения;

2) углубление пахотного слоя, что обеспечивает луч­шее впитывание влаги и уменьшение поверхностного стока;

3) без­отвальную обработку почвы по стерне по методу академика Т.С.Мальцева;

4) глубокое полосное рыхление почвы;

5) кротование, т.е. прокладку в почве на глубине 40-50 см с помощью специального («кротового») плуга горизонтальныхдренажных скважин, или дрен, для стока излишней воды (при выпадении осадков);

6) щелеванне, т.е. устройство в почве узких и глубоких щелей для увеличения просачивания воды при выпадении осадков и уменьшения поверхностного стока;

7)частичную и полосную обработку песчаных и супесчаных почв, при этом возделываемая полоса должна иметь ширину от 1 до 100 м и располагаться пер­пендикулярно направлению господствующего ветра, а межполос­ные, необработанные участки должны иметь ширину, равную ши­рине обработанных полос или больше ее.

Лесомелиоративные меры – высаживание лесных полос.

Гидротехнические мероприятия - создание кана­лов и валов для стока воды в сочетании с работами по облесению подвергшейся эрозии территории, вокруг гидротехнических со­оружений. При возделывании склонов в горных условиях в селеоопасных районах создают более сложные преграды, каскады, акве­дуки и т.д.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ

Классификация почвенных загрязнений.

Охрана почв от загрязнения является важной задачей человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.

Классификация загрязнения почвы:

1. Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнители смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2. Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к аккумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин -содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец - содержащее тяжёлый металл, свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Сd (кадмий), Сu (медь), Сr (хром), Ni (никель), Со (кобальт), Нg (ртуть), Аs (мышьяк), Мn (марганец).

3. Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4. Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных нерадиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы» встраиваясь в пищевые цепочки.

5. Минеральные и органические удобрения. Обеспечение населения продовольствием является одной из глобальных проблем современности. Сейчас эту проблему можно решить не за счет увеличения сельскохозяйственных угодий, а за счет интенсификации земледелия. Один из путей - использование минеральных и органических удобрений.

Внесение удобрений должно быть максимально приближено к тем стадиям развития растений, когда они наиболее нуждаются в данных питательных веществах. Основная задача охранных мероприятий должна быть направлена на предотвращение выноса удобрений с поверхностными и подземными водными стоками и на недопущение поступления избыточных количеств вносимых элементов в продукцию сельского хозяйства.

Пути попадания загрязнения в почву. Различные почвенные загрязнители, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления:

1. С атмосферными осадками. (кислотные дожди).

2. Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей.

3. При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений.

4. С растительным опадом. (поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности).

2.5. Разрушение почвенного покрова

В результате активной производственной деятельности и ин­тенсивного сельского хозяйства почвенный покров суши стреми­тельно деградирует и концентрации веществ в нем изменяются.

Воз­действие человека вызвало так называемый эффект опустынива­ния, — термин, который означает не расширение площади пус­тынь, а их образование.

ЗАЩИТА СРЕДЫ ОТ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ

Проблема твердых отходов появилась вместе с чело­веком, но в древности это, в основном, была проблема мусора, т.е. того, что мы сейчас называем твердыми бытовыми отходами (ТБО). Лишь позднее к ним доба­вились твердые промышленные отходы (ТПрО), к чис­лу которых относят обычно и отходы сельскохозяйствен­ного производства.

Попытки борьбы со скоплением отходов отмечались еще в глубокой Древности. Так, на Крите за 3000 лет до н.э. твердые отходы помещались в ямы и послойно укрывались землей. У римлян в Кодексе Юстиниана I (VI в.) впервые записаны меры, ограждающие граждан от скопления отбросов. Но, в целом, римляне ограни­чивались свалками вокруг городов и деревень. Такая практика была основной и в других странах — до XIX века.

Первые шаги к переработке мусора были сделаны в Нью-Йорке в 1895...1898 гг. по инициативе Дж. Варинга — комиссара отдела очистки улиц. Им были уста­новлены разные по форме и цвету мусорные ящики для составляющих отходов.

Но до сих пор основным способом удаления отходов является их депонирование на свалках без всякой об­работки (попытки поливать дезинфицирующими сред­ствами в США лишь усугубили вред от свалок) или на специальных полигонах с частичными мерами по за­щите среды.

Классификация отходов и их состав

1. Промышленные отходы (или отходы производ­ства) — это остатки сырья, материалов, полуфабри­катов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично потребительские свойства.

2. Бытовые (коммунальные) отходы — твердые веще­ства, не утилизируемые в быту, образующиеся в ре­зультате амортизации предметов быта и самой жизни людей. В последнее время к ТБО относят и твердую составляющую коммунально-бытовых сточных вод — их осадок.

Размещение отходов на поверхности земли

Твердые отходы в настоящее время чаще всего раз­мещаются (депонируются) на поверхности литосферы на санкционированных и несанкционированных свал­ках или полигонах

Санкционированные свалки — разрешенные органами исполнительной власти на местах территории (существующие площадки) для размещения ТПрО и ТБО, но не обустроенные в соответствии с нормативными тре­бованиями и эксплуатируемые с отклонениями от тре­бований санитарно-эпидемиологического надзора. Яв­ляются временными и разрешаются до окончания стро­ительства полигонов или заводов для утилизации отходов. Полигон — природоохранное сооружение для цент­рализованного сбора, обезвреживания отходов, обеспе­чивающее защиту от загрязнения атмосферы, почв, поверхностных и грунтовых вод, препятствующее рас­пространению болезнетворных микроорганизмов.

Переработка и утилизация твёрдых отходов:

1. Переработка твёрдых отходов на компост

Компостирование заключается в естественном биологическом разложении органического вещества в присутствии воздуха. Конечный продукт - гумусоподобное вещество, которое можно использовать как органическое удобрение.

1. Рециклизация (переработка)

Даже при достаточных площадях под новые полигоны сама их система неустойчива. В итоге человечество может получить покрытый «пирамидами» отходов ландшафт и сотни тысяч людей, обслуживающих полигоны.

Выходом из положения может стать вторичная переработка отходов - рециклизация. Существует множество способов вторичной переработки различных типов отходов. Назовём наиболее широко применяемые технологии:

1. - макулатуру измельчают в бумажную массу, из которой
   изготовляют различную бумажную продукцию;

2. стекло дробят, плавят и делают из него новую тару, или дробят и
   используют вместо гравия или песка при производстве бетона и
   асфальта;

3. пластмассу переплавляют и изготовляют из неё «синтетическую
   древесину», устойчивую к биодеградации и обладающую громадным
   потенциалом как материал для различных ограждений, настилов,
   столбов, перил и других сооружений под открытым небом;

4. металлы плавят и перерабатывают в различные детали - это
   позволяет экономить до 90 % электроэнергии, необходимой для
   выплавления металлов из руды;

5. пищевые отходы и садовый мусор компостируют с получением
   органического удобрения;

6. текстиль измельчают и используют для придания прочности
   макулатурной бумажной продукции;

7. - старые покрышки переплавляют с изготовлением новых резиновых изделий.

1. Сжигание отходов

Термические методы обезвреживания твердых отхо­дов, в свою очередь, условно можно разделить на две группы: термодеструкцию (пиролиз) отходов с получе­нием твердых, жидких и газообразных продуктов и огневой метод (сжигание), приводящий к образованию газообразных продуктов и золы.

Пиролиз — термохимический процесс, в котором про­исходит разложение органической части отходов и по­лучение полезных продуктов под действием высокой температуры в специальных реакторах.

V. Закрепление изученного материала

Для закрепления изученного материала вы поработаете с тестом.

VI. Подведение итогов

VII. Домашнее задание

• Подготовить сообщение «Охрана почв».