Tich hop Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam MỞ ĐẦU 1 Lí do chọn đề tài Môi trường (MT) đang ngày càng trở thành vấn đề gay gắt của toàn[.]
Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Môi trường (MT) ngày trở thành vấn đề gay gắt toàn nhân loại, mà người ngày phải đối mặt trực tiếp với cạn kiệt tài nguyên ô nhiễm MT khắp địa cầu song hành với tăng trưởng kinh tế Sản xuất không ngừng tăng trưởng nhanh, phải ý đến việc giữ gìn hành tinh để bàn giao cho hệ sau, đảm bảo lợi ích cần thiết phát triển lâu dài hệ Đó thông điệp chung cho tất người ngân vang lên từ phát triển bền vững Khó làm điều đó, khơng có hiểu biết MT Và đường tốt cho hiểu biết giáo dục mơi trường (GDMT) Thực tế trường phổ thơng Việt Nam việc giảng dạy mơn học có khai thác kiến thức GDMT thực cịn sơ sài, chí có giáo viên cịn chưa đề cập đến Vì vậy, hiểu biết MT ý thức MT học sinh phổ thơng cịn yếu Các mơn học như: Địa lý, Sinh học, Hóa học mơn học có điều kiện để khai thác kiến thức GDMT Việc GDMT cho học sinh phổ thơng thơng qua mơn học khai thác kiến thức MT, từ tuyên truyền GDMT cho tất người nhiệm vụ Đảng nhà nước ta trước mắt lâu dài Chính lý đó, tơi lựa chọn đề tài “Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam” Mục đích nhiệm vụ đề tài + Mục đích: Khai thác nội dung kiến thức sẵn có SGK Hóa học THPT hành để xây dựng môđun GDMT nhằm đạt mục tiêu GDMT cho học sinh PT, đồng thời có hệ thống tư liệu để giảng dạy tham khảo cho giáo viên Hóa học cấp THPT + Nhiệm vụ: a Nghiên cứu tìm hiểu sở khoa học Mơi trường, Hố học mơi trường, GDMT, tình hình nhiễm mơi trường, thực trạng GDMT Việt Nam giới; sách, chiến lược thực GDMT; mục đích, nội dung, phương pháp GDMT nhà trường phổ thông Việt Nam b.Nghiên cứu nội dung SGK Hóa học hành để phân tích, tổng hợp nội dung GDMT từ xây dựng bảng khai thác kiến thức GDMT xây dựng môđun GDMT cụ thể: tiết học; môđun ngoại khóa Khách thể đối tượng nghiên cứu + Khách thể: Là q trình dạy học Hóa học cấp THPT + Đối tượng nghiên cứu: GDMT cho học sinh PT qua việc khai thác kiến thức Hóa học PT Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng mơđun GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học có SGK Hóa học cấp trung học phổ thơng cách thường xuyên có hiệu góp phần nâng cao nhận thức, hành động đạo đức môi trường cho học sinh phổ thông Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành nhiệm vụ nêu trên, chọn phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết MT: phải tự đọc, nghiên cứu tài liệu, tạp chí sở khoa học MT, phân tích MT, Hóa học MT - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Tìm hiểu thiết kế mơđun GDMT tiến hành tích hợp vào tiết dạy học Tính mẻ đề tài Thiết kế môđun GDMT khai thác từ kiến thức sẵn có SGK Hóa học cấp THPT, đồng thời xây dựng số môđun ngoại khóa theo PP phân vai thí nghiệm ngồi trời` dùng để sử dụng giảng dạy làm tư liệu tham khảo cho giáo viên THPT Việc khai thác kiến thức GDMT theo hướng xây dựng hệ thống việc làm nhằm góp phần đổi PPDH theo hướng tích cực hóa hoạt động người học GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam NỘI DUNG CHƯƠNG I CƠ SỞ KHOA HỌC HĨA HỌC CỦA VẤN ĐỀ Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG Các hóa chất độc hại thải vào mơi trường sống * Khí cacbon oxit khí khơng màu, khơng mùi, không vị, tỷ trọng 0,967 tạo cháy khơng hồn tồn vật liệu có chứa cacbon Mỗi năm sinh khoảng 250 triệu CO,trong có phần CO sinh học Khí CO chiếm tỷ lệ lớn chất gây ô nhiễm MT khơng khí, khơng ổn định, biến thiên nhanh Khí CO loại khí độc hại, người động vật chết đột ngột tiếp xúc hít thở khí CO,do tác dụng mạnh với Hemoglobin (Hb) (mạnh gấp 250 lần oxy) lấy H Hb tạo thành Cacboxyhemoglobin làm khả vận chuyển oxy máu gây ngạt HbO2 + CO HbCO +O2 Nhiễm độc cấp CO thường bị đau đầu, ù tai, chóng mặt buồn nơn, mệt mỏi, co giật mê Nếu bị nhiễm nặng mê ngay, chân tay mềm nhũn, mặt xanh tím, bị phù phổi cấp Nhiễm độc mãn tính CO thường bị đau đầu dai dẳng, chóng mặt, mệt mỏi, sụt cân * Lưu huỳnh đioxit (SO2) khí khơng màu, có vị cay, mùi khó chịu Khí có nhiều lò luyện gang, lò rèn, lò đốt than có lưu huỳnh Lượng SO2 sản xuất thải vào khí lớn, hàng năm khoảng 66 triệu Ở gần nguồn điểm, nhà máy nhiệt điện, khơng khí thường có nồng độ SO cao so với nơi khác Khí SO2 tác dụng hóa học với gốc tự khí OH theo phản ứng sau SO2 + OH HOSO2 HOSO2 + O2 SO3 + HO2 Dưới tác dụng xạ mặt trời gốc HO2 lại phản ứng với NO lại gốc OH sau HO2 + NO NO2 + OH SO3 phản ứng nhanh với nước để hình thành axit sunfuric, nguyên nhân gây mưa axit SO3 + H2O H2SO4 SO2 H2SO4 tác hại đến sức khỏe người động vật Với nồng độ thấp gây kích thích hơ hấp người động vật Với nồng độ cao gây biến đổi bệnh lý máy hơ hấp gây tử vong SO H2SO4 làm thay đổi tính vật liệu, thay đổi màu sắc loại vật liệu đá, ăn mòn kim loại, giảm độ bền sản phẩm vải lụa đồ dùng Đối với thực vật, SO có tác hại đến sinh trưởng rau quả, làm cho vàng lá, rụng bị chết * Hyđrosunfua (H2S) khí độc hại khơng có màu sắc có mùi thối khó chịu, giống mùi trứng thối Trong thiên nhiên H2S chất hữu cơ, rau cỏ thối rữa mà thành, đặc biệt nơi nước cạn, bờ biển sông hồ nông cạn Nó cịn sản sinh vết nứt núi lửa, suối, cống rãnh hầm lò khai thác than Mỗi năm, từ mặt biển phát khoảng 30 triệu tấn, từ mặt đất khoảng 60-80 triệu tấn, cịn từ sản xuất cơng nghiệp khoảng triệu H 2S nồng độ thấp không coi chất gây ô nhiễm nghiêm trọng, oxy hóa tạo S SO2 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O 2H2S + O2 2S + 2H2O H2S có tác dụng làm tổn thương cây, làm rụng làm thực vật giảm sinh trưởng Với nồng độ thấp gây nhức đầu, tinh thần mỏi mệt Nồng độ cao gây mê gây tử vong Một số người cảm thấy mùi khó chịu H2S có nồng độ ppm.Với nồng độ 150 ppm gây tổn thương máy hơ hấp màng nhầy Trực tiếp tiếp xúc với khí H 2S nồng độ 500 ppm khoảng 15-20 phút sinh bệnh ỉa chảy viêm cuống phổi Tiếp xúc ngắn với khí H2S nồng độ 700-900 ppm H2S nhanh chóng xun qua màng túi phổi thâm nhập vào mạch máu gây tử vong * Khí Clo Hiđo clorua: Khí Clo tác dụng đoạn đường hơ hấp Khí Clo gây độc hại cho người động vật Tiếp xúc với mơi trường có nồng độ Clo cao bị xanh xao, vàng vọt, bệnh tật bị chết Các nhà máy hóa chất, GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam nhà máy sản xuất phân bón hóa học nguồn phát sinh khí Clo Khí Hiđro clorua (HCl): thông thường phát từ nhà máy sản xuất hóa chất Mặt khác cịn sinh từ đốt cháy than, giấy, chất dẻo nhiên liệu rắn tên lửa HCl có tác dụng làm giảm độ mỡ bóng cây, làm cho tế bào biểu bì bị co lại, HCl nồng độ cao làm cho thực vật bị thương tổn lớn bị bệnh chết hoại * Nitơ oxit (NOx): Có nhiều loại NO, NO2, N2O, N2O3, N2O4, N2O5, hoạt động người thải vào khí quyển, có hai loại nitơ oxit (NO) nitơ đioxit (NO2) có số lượng quan trọng khí NOx hình thành phản ứng hóa học Nitơ với oxi khí đốt cháy nhiệt độ cao lớn 1100oC nhanh chóng làm lạnh để khơng bị phân hủy N2 + O2 NOx Do hoạt động người, hàng năm có khoảng 48 triệu NOx (chủ yếu NO2) thải vào MT Nitơ oxit làm phai màu thuốc nhuộm vải, làm hỏng bông, làm han gỉ kim loại.Một số thực vật nhạy cảm MT bị tác hại nồng độ NO khoảng ppm thời gian tác động khoảng ngày Hemoglobin tác dụng mạnh với khí NO (khoảng 1500 lần lực CO), may mắn thay NO khí khơng có khả thâm nhập vào mạch máu để phản ứng với Hemoglobin NO khí màu nâu, phát mùi nồng độ 0,12 ppm Khí NO 2với nồng độ 100 ppm làm chết người động vật sau vài phút Với nồng độ ppm gây tác hại máy hô hấp sau phút tiếp xúc, với nồng độ 15-50 ppm gây nguy hiểm cho tim, phổi,gan sau vài tiếp xúc, với nồng độ 0,06 ppm gây bệnh phổi cho người tiếp xúc lâu dài Mơi trường khơng khí thành phố khu công nghiệp thường bị nhiễm bẩn NO x, nồng độ khí NO thường khoảng ppm, NO2 khoảng 0,5ppm Cả hai loại khí tác nhân hình thành khói quang hóa gây tác hại sức khỏe người [6] * Amoniac (NH3):có mùi khai, chất độc có hại cho người động vật NH nồng độ cao làm trắng bạch, làm đốm hoa, làm giảm rễ cây, làm thấp đi, bị thâm tím, giảm tỷ lệ hạt giống nảy mầm Tuy nhiên,nếu hít thở phải lượng nhỏ NH gây kích thích thần kinh, làm thể tỉnh táo Các hệ thống thiết bị làm lạnh, nhà máy phân đạm nhà máy sản xuất axit nitric sinh hoạt người nguồn sinh amoniac * Hiđrocacbon: Các khí Metan, Etylen, Anken thuộc loại Hiđrocacbon nhẹ, thể khí với nhiệt độ thơng thường, thành phần khí gas tự nhiên Nó khơng màu, khơng mùi, khí tự nhiên có mùi cịn chứa thành phần khác lưu huỳnh Sự phân rữa sinh học chất hữu cơ, rị rỉ khí tự nhiên, bốc dầu khí từ nhà máy từ trạm xăng dầu nguyên nhân sinh khí thuộc Hiđrocacbon khơng khí Sự cháy nhiên liệu khơng hết động cơ, q trình sản xuất nhà máy lọc dầu, trình khai thác buôn bán, vận chuyển nhiên liệu xăng dầu, rị rỉ đường ống dẫn khí đốt, nguyên nhân sinh Hiđrocacbon Etylen làm cho vàng úa gây bệnh chết hoại Đối với người, khí Hiđrocacbon làm sưng tấy màng nhầy phổi, làm thu hẹp cuống phổi làm sưng tấy mắt Một số nghiên cứu chứng tỏ Hiđrocacbon gây ung thư phổi động vật thí nghiệm * Khí cacbonic (CO2): lượng lớn khí CO2 đốt nhiên liệu than, đốt củi hơ hấp động vật thải vào khí quyển, lượng CO2 núi lửa phun ước tính 40000 lần lượng có khí Nhưng khoảng nửa thực vật nước biển hấp thụ Phần CO nước biển hấp thụ kết tủa hòa tan nước biển Các thực vật nước biển giữ vai trò quan trọng việc trì cân CO2 khí bề mặt đại dương Do phần CO lưu tồn khí quyển, chủ yếu tầng đối lưu Đối với thực vật, nồng độ CO có ảnh hưởng tốt, tăng cường độ phì nhiêu khả quang hợp, điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Nhưng với nồng độ đậm đặc CO2 chất ô nhiễm nguy hại Như biết, nhiệt độ Trái đất tạo thành cân lượng Mặt trời chiếu xuống Trái đất lượng xạ nhiệt mặt Trái đất phát vào không gian vũ trụ Bức xạ Mặt trời xạ sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua lớp khí CO tầng ozon GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam chiếu xuống Trái đất, ngược lại xạ nhiệt từ mặt Trái đất phát vào vũ trụ xạ sóng dài, khơng có khả xuyên qua lớp khí CO2 bị hấp thụ khí CO2 nước khí quyển, nhiệt độ khí bao quanh trái đất tăng lên dẫn đến làm gia tăng nhiệt độ mặt trái đất, gây tượng hiệu ứng nhà kính * Khói thuốc chất nhiễm lớn MT khơng khí kín, tơ, cabin tàu hỏa, cửa hàng, lớp học, nhà nhà làm việc Theo ý kiến nhà chun gia y học nguyên nhân bệnh ung thư phổi, bệnh phổi bệnh tim mạch Nó làm cho biểu mơ cuống phổi bị dày đặc, làm xuất tế bào với hạt nhân kỳ dị, chúng tế bào giống bệnh ung thư * Các kim loại hóa chất độc hại khác: + Chì (Pb) kim loại nặng, thải vào MT qua đường sử dụng loại xăng pha chì Chì độc người động vật Chì qua đường hơ hấp, tiêu hóa gây độc cho hệ thần kinh, tạo máu rối loạn tiêu hóa Người bị nhiễm chì bị đau bụng, táo bón kèm theo huyết áp cao, suy nhược thần kinh, rối loạn cảm giác, tê liệt, giảm bạch cầu, viêm dày, viêm ruột Trong khí chì tương đối nhiều kim loại khác Các loại xe chạy xăng có pha chì Pb(CH 3)4 Pb(C2H5)4 với chất làm 1,2-đicloetan Và 1,2-đibrometan, chì thải theo ống khói hịa lẫn với bụi đường khu phố náo nhiệt nồng độ tới 1000-4000 mgPb/kg bụi đường Khi bị nhiễm độc chì, chì ức chế ALA-dehynaza enzim ngăn cản pha quan trọng tổng hợp máu, phá hủy trình tổng hợp Hemoglobin sắc tố hô hấp khác Cytochromes Cuối chì cản trở việc sử dụng O2 Gluco để sản xuất lượng cho trình sống.Tetra Ethyl Chì độc 100 lần chì nguyên chất + Thủy ngân (Hg) kim loại nặng Hơi Hg độc, với nồng độ 100microgam/m khơng khí gây tai nạn cho người động vật Hg độc gấp lần Pb, Hg dạng HgCl độc,gây tổn thương ruột, thận Methyl Thủy ngân độc gấp 50 lần chì ngun chất, lại mỡ tế bào thần kinh, với lượng 20-40 ppm phá vỡ tồn hệ thần kinh Hơi Hg xâm nhập vào thể chủ yếu đường hơ hấp, đường tiêu hóa đường da Người bị nhiễm thủy ngân bị rung chân tay, rung mi mắt, ngủ, giảm trí nhớ, rối loạn thần kinh, viêm lợi, viêm đại tràng, rối loạn tiêu hóa Đối với nữ giới bị rối loạn kinh nguyệt, mang thai bị sẩy thai + Thuốc trừ sâu bọ côn trùng Các hợp chất 6.6.6 D.D.T vào thể qua đường tiêu hóa (95% theo thức ăn) đường hô hấp Trong thể, chúng bị giữ lại lớp mỡ da, gan, thận, tim khó phân hủy thải ngồi chậm chạp theo phân nước tiểu dạng DDE DDA Loại thuốc có cấu trúc bền vững, tích lũy lâu thể ta bị nhiễm độc Nhóm độc, gây nhiễm độc cấp nhiễm độc mãn tính, suy nhược thần kinh viêm dây thần kinh, viêm gan, thận, dày.[10] Tuy nhiên, loại thuốc bị cấm sử dụng + Hợp chất lân hữu cơ: Wofatoc vào thể qua đường hô hấp, thấm qua da gây nhiễm độc cấp, làm ảnh hưởng thần kinh liệt Tiếp xúc lâu với hợp chất bị nhiễm độc mãn tính, thần kinh suy nhược Người ta tìm hiệu ứng hóa sinh chất độc enzim sau: Các ion kim loại nặng Hg 2+, Pb2+, Cd2+,tác động lên nhóm có chứa lưu huỳnh enzim, dẫn tới enzim hoạt tính, gây rối loạn q trình hóa sinh thể sống: SH [Enzim] SH + Hg SH [Enzim] SH 2+ S [Enzim] S -O + As O -O Hg + 2H+ S [Enzim] S As O+ 2OH Vai trò trừ sâu, diệt nấm, diệt cỏ hại loại thuốc có chứa Asen giải thích sau: GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam Các Enzim sản sinh lượng tế bào chu trình axit xitric bị ảnh hưởng lớn, bị ức chế lớn việc tạo phức với As III, dẫn tới thuộc tính sản sinh phân tử ATP bị ngăn cản Căn vào đặc điểm trên, người ta chế thứ thuốc chống độc Asen có nhóm -SH mạnh [Enzim] SH CH2 CH CH2 OH | SH 2,3-đimercaptopropanol DDT hợp chất có Photpho gây ức chế Enzim Axetylcholinesteraza - Enzim quan trọng trình hoạt động thần kinh OR | EOH + X P OR || O Enzim Hợp chất có photpho OR | EO P OR + HX || O Enzimphotphoryl Ơ nhiễm khơng khí Ơ nhiễm khơng khí làm biến đổi tồn thể hay phần khí theo hướng tiêu cực chất gây tác hại gọi chất gây ô nhiễm Vật gây ô nhiễm khái niệm phần tử bị thải vào khơng khí tự nhiên kết hoạt động người (ví dụ khí SO2) Nguyên nhân ô nhiễm không khí:[12] - Do thiên nhiên gây gió bão theo đất, cát gây bụi Núi lửa gây nên bụi khí thải lưu huỳnh thủ phạm phá hủy tầng ozon Nước biển bốc với sóng biển tung bọt mang theo bụi muối biển lan truyền vào khơng khí Xác động vật, thực vật chết trình phân hủy tạo chất gây ô nhiễm Song nguồn gây ô nhiễm nguyên nhân - Ơ nhiễm khơng khí hoạt động người gây nên, hoạt động sản xuất công nghiệp Hàng năm, sản xuất công nghiệp tiêu tốn 37% lượng tiêu thụ toàn giới thải khoảng 50% lượng khí CO2 loại khí nhà kính khác; hoạt động giao thơng vận tải thải lượng lớn khí độc hại vào khí quyển; sinh hoạt hoạt động khác người ngun nhân gây nhiễm khơng khí Hậu nhiễm khơng khí: Số bệnh nhân mắc bệnh đường hô hấp, tim mạch, mắt, da, tăng lên Ơ nhiễm khơng khí đưa Trái đất đến hiểm họa: hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ trái đất; mưa axit gây thiệt hại cho rừng, cơng trình xây dựng hệ sinh thái khác; lỗ thủng tầng ozon ngày lớn Hóa học tượng nhiễm khơng khí: + Các phản ứng quang hóa khơng khí khơi mào hấp thụ photon với nguyên tử, phân tử, gốc tự hay ion Ví dụ: NO2 + h NO + O O + O2 + M O3 + M (M chất thứ ba đó, thường N2, O2) O3 + NO NO2 + O2 O3 + NO2 NO3 + O2 NO + NO2 + H2O HNO2 HNO2 + h NO + HO HO + NO2 HNO3 HO + CO CO2 + H H + O2 + M HO2 + M HO2 + NO HO + NO2 HO2 + HO2 H2O2 + O2 H2O2 + h HO GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam RH + O R + HO RH + HO R + H2O HO + CH3CH = CH2 CH3C*HCH2OH hay CH2 CH3 HO + CH3 CH CH3 | OH CH CH3 + H2O + Khói quang hóa (Photochemical smog): Nguyên tử oxy sinh sản phẩm quang hóa từ khí NO tác dụng tia mặt trời, lại tác dụng với Hiđrocacbon hoạt tính (như Metan, Etan, Toluen, ) để hình thành phản ứng trung gian Các phản ứng dẫn đến loạt phản ứng kết hợp với oxy, hiđrocacbon NO Kết nitơ oxit sinh ra, nitric oxit đi, ozon tích lũy lại chất nhiễm thứ cấp đời, Fomalđehit, Anđehit Peroxyaxetyl nitrat PAN (C2H3O5N) Tập hợp tất chất hình thành khói quang hóa Một số ozon cịn bổ sung vào khí phóng điện khơng khí tia chớp, sấm điện chuyển động dịng khí theo chiều đứng tầng đối lưu, rò rỉ phế thải nhà máy, tổ hợp hóa chất.[7] Ozon, PAN nitơ đioxit, nói chung, chúng làm tổn thương nghiêm trọng nhiều loại cây, phá hoại tế bào lá, hạn chế trình trao đổi chất thực vật, gây nguy hại cho chất diệp lục Đối với người, chúng làm cay,đau mắt, nhức đầu, gây bệnh phổi đường hô hấp + Ozon, suy giảm tầng ozon: Ozon loại khí thiên nhiên khí thượng tầng Nó hình thành phá hủy tuần hồn tác dụng xạ tử ngoại mặt trời: O2 + h O + O O + O2 O3 O3 + h (220-330nm) O2 + O Ở tầng bình lưu, cách mặt đất khoảng 20-30km, ozon có nồng độ tối đa 10ppm, tầng đối lưu khoảng từ 0,2-0,7ppm Ozon có vai trị quan trọng áo giáp khổng lồ che chắn không cho tia tử ngoại chiếu xuống mặt đất, hủy diệt sống trái đất, đồng thời cịn có khả hút nhiệt mặt trời truyền cho tầng bình lưu đóng vai trị ổn định khí hậu trái đất.[15] Tiếc thay, người không giữ áo giáp Song song với phát triển khoa học kỹ thuật, người đồng thời đưa vào khơng khí chất phế thải như: CFC, Halon, NO x, làm suy giảm tầng ozon, chí tạo thành lỗ thủng tầng ozon Nam cực, Bắc cực Những lỗ thủng ngày lớn Nguyên nhân làm suy giảm tầng ozon có nhiều, song nguyên nhân phân tử chất làm lạnh, chữa cháy phân ly gốc tự tác dụng xạ tử ngoại mặt trời: CFC + h Cl Một gốc Cl phản ứng với 100.000 phân tử O3 theo phản ứng dây chuyền: Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2 O ClO + NO2 Cl O N O Clonitrat chất bền Một nguyên nhân quan trọng khí NO, NO Các khí thường có lượng định khí tự nhiên Chất thải loại máy bay hàng không siêu âm hạng nặng, máy bay phản lực, vụ thử vũ khí hạt nhân tác nhân quan trọng làm tăng lượng oxit nitơ tầng bình lưu GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam Tuy nhiên, loại động nào, vận hành sản sinh lượng oxit nitơ định Người ta thường dùng phổ kế Dobson để đo tổng lượng ozon vùng Vùng giầu ozon Xibia (Nga) bắc Canađa đo 400DU (đơn vị Dobson) Vành đai nhiệt đới có Việt Nam, tổng lượng ozon từ 240-280DU vùng có tổng lượng ozon thấp (trạm Hà Nội đo 251DU Sapa 243DU) Các nhà chuyên môn cho hết kỷ XX , lượng khí ozon giảm từ 5-10% 20-30% Sự giảm khí ozon làm thay đổi chu trình ln chuyển dịng khí tầng Stratosphere, góp phần làm tăng xạ tia cực tím sinh sống, phát sinh bệnh tật, ví bệnh ung thư da Đây thí dụ cho thấy tác động phá hủy môi trường người gây ra, mà hủy hoại xảy xa nơi gây tác động Ở Việt Nam, theo số liệu đề tài KT/02, trung bình năm 1990, lượng khí thải NO vào mơi trường miền Bắc 115.484 tấn, miền Trung 22.745 miền Nam 37.330 + Hiệu ứng nhà kính: Ánh sáng mặt trời rọi trái đất bị tầng ozon hấp thu khoảng 15% lượng, gần 40% phản xạ vào không gian vũ trụ Chỉ non 50% lượng xuyên tới mặt đất, nguồn lượng tạo nên tồn phát triển sống Một phần lượng mặt trời tới mặt đất lại phản xạ vào khí quyển, bị CO2và số khí khác giữ lại, làm cho khí nóng thêm - hiệu ứng nhà kính (HƯNK) Những khí chủ yếu sau gọi khí nhà kính hấp thụ lượng phản xạ từ mặt đất: CO (đã nói trên); CH4 thoát từ đầm lầy, phân súc vật, rác thải ; CFC nhóm hợp chất dùng lĩnh vực công nghệ: gas làm lạnh, bơm khí dung, mút xốp, dung mơi Ngồi ra, NO 2, nước gây HƯNK Hàm lượng khí nhà kính khơng khí tăng dần bầu khí có xu hướng nóng lên quy mơ tồn cầu Các nhà khoa học cho đến năm 2000 50% HƯNK CO gây ra, nửa lại khí nhà kính khác Sau tác động loại khí vượt tác động CO2 Trong vịng 10.000 năm qua, nhiệt độ trung bình năm trái đất tăng không oC Các chuyên gia dự đoán diễn tới cuối kỷ XXI nhiệt độ chung trái đất cao ngày từ 2oC đến 5oC Sự gia tăng nhiệt độ rõ rệt miền vĩ độ Bắc cao mùa đơng Khí nóng lên làm cho nước bốc nhiều Lượng nước khí tăng lại làm tăng HƯNK Những điều nói ảnh hưởng tới phân bố nhiệt độ lượng mưa, làm thay đổi nhiệt độ vùng, tác động tới suất nông nghiệp, cung cấp nước lượng Nhiệt độ tăng làm tan băng núi cao hai địa cực, Nam Cực nơi có 90% lượng băng trái đất Điều làm cho mực nước biển dâng lên, đe dọa vùng ven biển nơi sinh sống non nửa dân số giới Người ta dự đoán người khơng tích cực làm giảm HƯNK tới cuối kỷ XXI mực nước biển dâng cao thêm từ 20cm đến 1m Mới (10/1997) có hội nghị quốc tế nóng lên tồn cầu để tìm giải pháp hữu hiệu hạn chế nguy Để làm giảm HƯNK phải làm giảm CFC, Metan chủ yếu giảm bớt lượng CO Thế giới có cơng ước Viên (1989), hiệp ước Mongrean (1990) yêu cầu nước điều chỉnh tiêu thụ sản xuất CFC, nhằm giảm nhanh tiến tới ngừng hẳn việc sử dụng CFC trước năm 2000 Mặt khác, phải làm giảm bốc khí Metan lúc khai thác than khí, làm tốt việc thu hồi phân, rác, sản xuất khí sinh vật (biogas) Phải ngăn chặn nạn đốt phá bừa bãi, triệt để tiết kiệm sử dụng hợp lý nguồn lượng, phát triển nguồn lượng thải CO2 + Mưa axit: Bình thường nước mưa có độ pH khoảng 5,6 có nghĩa axit nhẹ, CO khí tác dụng với nước tạo nên axit cacbonic: CO2 + H2O H2CO3 Trường hợp nước mưa có độ pH bé 5,6 gọi mưa axit Độ axit nước mưa (kể mưa đá, tuyết) tăng lên khí sunfua oxit, nitơ oxit khí nhiễm tác dụng với nước tạo axit sunfuric axit nitric SO2 + H2O H2SO3 SO3 + H2O H2SO4 4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3 Các khí thải từ nhà máy xe cộ Việc đốt rác thải chứa nhiều PVC - loại chất dẻo GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam chứa Clo - tạo axit clohđric(HCl) Năm 1985, riêng Hoa Kỳ thải 40 triệu sunfua oxit nitơ oxit Các khí theo gió bay xa, cách trung tâm cơng nghiệp hàng trăm dặm có mưa axit Có nơi nước mưa có độ pH trung bình 4,2 , chí có trận mưa độ pH tới 1,5 Một khảo sát nước ta năm 1995 cho biết Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh, nồng độ CO khí cao gấp 2-3 lần, nồng độ SO cao gấp 8-12 lần tiêu chuẩn cho phép Mưa axit ngấm vào đất làm hịa tan loại khống quặng kim loại Một số loại khống chất cần cho bị hịa tan rửa trôi khỏi lớp đất mặt, số kim loại nhơm, đạt nồng độ cao, gây độc hại cho Sự biến đổi thành phần hóa học đất ảnh hưởng nghiêm trọng tới suất nông nghiệp, làm suy kiệt tài nguyên rừng Một điều tra 1987 cho thấy 10 22 nước châu Âu, ảnh hưởng mưa axit nghiêm trọng: 50% tổng số bị thương tổn bị rụng Mưa axit làm giảm độ pH nước ao hồ, làm ô nhiễm nguồn nước, giết chết động, thực vật thủy sinh Mưa axit làm thiệt hại cơng trình kiến trúc điêu khắc thành phố Để hạn chế mưa axit, giải pháp phải kiểm sốt hạn chế khí SO 2, NO2 Vấn đề phải có phối hợp tồn cầu Hiệp định Helsinki đặt mục tiêu giảm lượng SO2 thải năm 1992 xuống 70% năm 1980- Hội nghị 25 nước Sofia năm 1988 đặt vấn đề kiểm sốt giảm bớt phát tán khí Nitơ oxit Pháp,lượng SO thải đạt mức cao vào năm 1973, sau giảm 63% thập kỷ 80 Ngày nay, mức ô nhiễm SO2 Paris London giảm lần so với trước 15 năm Suy thối nhiễm đất Đất đóng vai trị quan trọng sinh sản sinh lương thực, tàng trữ lượng chỗ cho người động vật Đất đai tốt, khí hậu ơn hịa đặc điểm ưu việt cho dân tộc Nhưng hoạt động đa dạng người, đất bị vắt kiệt dần chất màu đối tượng bị nhiễm nặng nề Ơ nhiễm đất nói chung tập quán phản vệ sinh, hoạt động nông nghiệp với phương thức canh tác khác cách thải bỏ không hợp lý chất cặn bã đặc lỏng vào đất Ngồi cịn chất gây nhiễm khơng khí lắng xuống mặt đất Ơ nhiễm đất liên quan chặt chẽ với phát cuối chất thải trình tái tuần hoàn tự nhiên chất thải cặn bã Người ta phân biệt ô nhiễm đất tác nhân sinh học, tác nhân hóa học phóng xạ Tác nhân sinh học làm ô nhiễm đất gây bệnh cho người loại khuẩn nấm, sử dụng phân tươi không xử lý, đổ rác nước thải chưa xử lý vào đất nên đất chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh cho người, gia súc trồng Do chất hóa học: - Chất hóa học thất thốt, rị rỉ, thải q trình hoạt động sản xuất cơng nghiệp, đặc biệt hóa chất độc kim loại nặng Trong ngành lượng,các nhà máy nhiệt điện chạy than thải nhiều chất thải rắn Quá trình đốt than để lấy nhiệt cung cấp cho nồi ln giải phóng tro xỉ Tro xỉ chứa chủ yếu là: SiO (40-50%), Al2O3 (20-25%), FeO Fe2O3 (15-20%), CaO (3-5%), MgO (1-2%), TiO2(1-2%), K2O(1-2%), Thành phần hóa học tro phụ thuộc vào thành phần than dùng làm nguyên liệu Năm 1980 tổng lượng tro xỉ nhà máy nhiệt điện giới khoảng tỷ Khối lượng to lớn đòi hỏi bãi chứa hàng vạn ha.[9] Ngành công nghiệp luyện kim đen luyện kim màu thải lượng lớn chất thải rắn mà điển hình xỉ lị cao lị luyện thép Xỉ chứa oxit silic, nhơm, canxi, magie số kim loại khác, CaO chiếm 30-50% MgO 3-15% Phân supephotphat sản xuất từ quặng apatit axit sufuric theo phản ứng: Ca5(PO4)3F + H2SO4 5CaSO4 + 3H3PO4 + HF Ca5(PO4)3F + 7H3PO4 Ca(H2PO4)2 + HF Quá trình khai thác làm giàu quặng apatit thải lượng chất thải lớn Quá trình sản xuất axit sunfuric đến lượt lại q trình phức tạp nhiều, chất thải xỉ trình đốt quặng GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam pyrit, bụi q trình làm khí sunfurơ Cuối cùng, tác dụng quặng apatit H 2SO4 giải phóng lượng lớn chất thải CaSO4 Tất chất thải chứa lượng đáng kể selen, kim loại nặng, hợp chất chứa flo , chất nhiễm có độc tính cao Các kim loại phi kim độc hại (cađimi, crom, đồng, asen ) chứa supephotphat tích tụ đất chuyển sang trồng - Do chất phóng xạ hóa chất độc hại khác bị sử dụng chiến tranh (như đioxin) - Do chất hóa học sử dụng q trình sản xuất nơng nghiệp phân hóa học loại thuốc trừ sâu, thuốc kích thích Việc lạm dụng loại thuốc bảo vệ thực vật đáng báo động Vào năm 80, lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng Việt Nam 10.000 tấn/năm; bước sang năm 90, lượng thuốc tăng lên gấp đôi (20.000 tấn/năm) Các chất độc sâu bọ cỏ mà độc người, súc vật cá Chẳng hạn pyrethroid, loại thuốc trừ sâu tổng hợp mới, với nồng độ ppb (part per billion) nước có khả giết chết 50% quần thể cá hồ Hơn triệu D.D.T rải sinh kể từ tìm Tuy chất bị cấm sử dụng, với chu kỳ bán hủy 20 năm, người ta lo ngại sau kỷ lượng chất lại đất đáng kể Thuốc bảo vệ thực vật nguyên nhân dẫn đến suy giảm nhiều loại sinh vật sống đất, có ích người Đánh giá đất bị ô nhiễm người ta thường vào số: hóa học sinh học Hóa học: dùng số vệ sinh Chỉ số vệ sinh = Chỉ số vệ sinh nhỏ 0,7 - nhiễm bẩn mạnh; Chỉ số vệ sinh lớn 0,98 - đất Ngồi ra, người ta cịn định lượng Clo để đánh giá tình trạng vệ sinh đất Đất muối Clorua đất Sinh học: người ta xét nghiệm vào số lượng vi khuẩn gam đất để đánh giá Ô nhiễm hậu chiến tranh: Các hóa chất dùng vào mục đích chiến tranh gọi vũ khí hóa học Vũ khí hóa học chia thành nhóm: chất độc, chất tạo khói, chất gây cháy Chất độc hóa học hóa chất xâm nhập vào thể người, động vật cỏ, điều kiện định, liều lượng định gây nên tác dụng sinh lý mạnh hay nhiều phận thể, làm rối loạn hoạt tính bình thường, gây nhiễm độc dẫn tới chết người Có chất độc dân dụng (trong nông nghiệp, y học, thuốc nhuộm ), có chất độc quân sự, chiến tranh đế quốc Mỹ dùng độc gây chảy nước mắt, hắt hơi, ngạt thở như: Ađamxit, Thiophotgen, Cloraxetopheol có loại chất độc mang tên riêng BZ, VX, Và đặc biệt chất độc màu da cam gây thảm họa nghiêm trọng cho không đời mà kéo dài hệ Cuối cùng, đất cịn bị nhiễm chất thải sinh hoạt Thuật ngữ chất thải sinh hoạt dùng để tất loại chất thải lại xuất phát từ khía cạnh hoạt động người sống hàng ngày, từ phân nước tiểu hoạt động sinh lý tự nhiên đến thức ăn thừa, rác quét nhà xác ô tô hỏng, đồ gỗ cũ bị thay Trong chất thải có chất hữu lên men, mơi trường phát triển vi sinh vật gây bệnh Đây loại chất thải gây ô nhiễm nguy hiểm Các chất thải cịn lại ảnh hưởng đến MT khía cạnh mỹ quan lấn chiếm đất canh tác Sự ô nhiễm MT chất thải sinh hoạt liên quan chủ yếu đến thành phố khu CN đông dân cư, dân số đơng, mật độ dân số cao, lượng chất thải lớn tập trung Vấn đề ô nhiễm MT chất thải sinh hoạt có từ thời tiền sử Nó nguyên nhân vụ dịch bệnh từ trước đến giới Ô nhiễm nước Từ xưa người biết đến vai trò quan trọng nước, họ cho có yếu tố khởi nguyên gọi cấu tạo nên vật: khí trời, nước, lửa đất Kinh Koran Hồi giáo viết: “Không phải Đất mà Nước GV: Trần Thị Thanh Hà skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam cho ta sống” Các nguồn nước tự nhiên trái đất nằm nhiều dạng khác nhau: đại dương, nước ngầm, biển, hồ, sông, suối, tuyết lục địa, ẩm đất, nước khí quyển, ẩm khơng khí, đầm, bãi lầy Khối lượng nước trạng thái tự phủ lên trái đất 1,4 tỷ km 3, chủ yếu tập trung biển đại dương (gần 1,4 tỷ), lại từ nguồn sông hồ, nước ngầm, băng tuyết nước (khoảng 0,1 tỷ km3) Trong 1,4 tỷ km3 lượng nước mặn chiếm 97%, phần nước không đầy 3% 3% lại có 77% dạng đóng băng Thực tế lượng nước đóng vai trị bảo tồn sống hành tinh chiếm 200.000 km3 (tức gần 1/7000 tổng lượng nước) Việt Nam nước có nguồn tài nguyên nước dồi dào, lượng nước bình quân đầu người đạt tới 17.000 m3/năm, gấp khoảng lần so với lượng nước bình quân đầu người giới Tuy nhiên, hệ số khai thác nước đạt khoảng vài phần trăm tổng lượng nước tự nhiên, tập trung vào lượng nước sông chính, chủ yếu để phục vụ nơng nghiệp Nước tàng trữ lòng đất (nước ngầm) phận tài nguyên nước Việt Nam, chủ yếu khai thác sử dụng cung cấp nước cho sinh hoạt sản xuất trung tâm công nghiệp khu dân cư Chỉ tính sơ bộ, riêng thủ Hà Nội, ngày đêm tiêu thụ khoảng 500.000 m3 nước từ lòng đất Trong nước tự nhiên hợp chất vô hữu tồn dạng ion hịa tan,hoặc dạng khí hịa tan, dạng rắn lỏng; tồn mối quan hệ qua lại sinh vật với với MT, tạo nên trạng thái cân bằng, giữ cho chất lượng nước bị biến đổi đột ngột Các sản phẩm phế thải từ lĩnh vực khác đưa vào nước, làm ảnh hưởng xấu đến giá trị sử dụng nước, cân sinh thái tự nhiên bị phá vỡ nước bị ô nhiễm - Các dạng ô nhiễm nước: + Ơ nhiễm hóa học: Là dạng nhiễm gây nên chất có protein, chất béo chất hữu khác có chất thải từ khu cơng nghiệp dân cư xà phịng, loại thuốc nhuộm, chất giặt tẩy tổng hợp, loại thuốc sát trùng, dầu mỡ số chất thải hữu khác Ngồi ra, chất vơ axit, kiềm, muối kim loại nặng, muối vơ hịa tan khơng tan, loại phân bón hóa học gây nhiễm hóa học Về khối lượng tác động sinh học muối khống đóng vai trị chất nhiễm nước lục địa Trước hết thải NaCl từ xí nghiệp khai thác mỏ nhà máy CN hóa chất làm cho nước trở thành không dùng sinh hoạt hàng ngày người (ăn uống, tắm giặt ), tưới cho trồng, cho số công việc thông thường CN chống nóng, làm nguội máy Thế mà hàng năm khối lượng muối “lành” khác kiểu NaCl thải vào nguồn nước thải phải tính số hàng tỉ Các loại phân bón hóa học, chủ yếu phân nitrat photphat bón cho trồng bị nước mưa hịa tan chảy sơng ngịi nguồn gây ô nhiễm quan trọng nước lục địa vùng nông nghiệp phát triển mạnh, người ta nhận thấy tất sông, hồ, lớp nước ngầm chứa phần tử dinh dưỡng nồng độ cao bất thường, đặc biệt Tây Âu Bắc Mỹ Ở Việt Nam, tất sông, hồ miền Bắc, Trung,Nam bị ô nhiễm nitrat photphat Theo tiêu chuẩn Tổ chức Y tế Thế giới, nồng độ tối đa cho phép ion nitrat nước uống 9ppm Sự dư thừa nitrat gây loại bệnh thiếu máu (bệnh methemoglobinemie) Ngồi dư thừa nitrat đưa đến tạo thành nitrosamin, hợp chất gây ung thư đường tiêu hóa Tuy nhiên, hậu đáng lo ngại ô nhiễm nước lục địa nitrat photphat tượng phú dưỡng (Euthrophisation) Hiện tượng thể qua phát triển hỗn loạn thực vật có hoa thủy sinh, nước có q nhiều muối khống dinh dưỡng Những khối lượng lớn thực vật tạo thành hoạt động quang hợp mạnh tích lũy đáy hồ Các vi khuẩn ưa khí phân hủy khối thực vật qua đường oxi hóa, điều kéo theo tiêu thụ oxy có nước (BOD), kết xảy chết hàng loạt động vật, loại cá quý cá hồi, loại cá ưa sống nước giàu oxy Giai đoạn phú dưỡng lên men yếm khí khối thực vật nằm lớp sâu đáy giai đoạn phân hủy giải phóng Metan khí có mùi khó chịu khác nhau, đặc biệt H2S NH3 GV: Trần Thị Thanh Hà 10 skkn Trường THPT Chuyên Tiền Giang ... Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam - Bài học - Báo cáo; kiến nghị IV MỘT SỐ HÌNH THỨC PHỔ BIẾN TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG GDMT. .. Chuyên Tiền Giang Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam Tuy nhiên, GV nên giảng dạy cho HS thấy quy luật biến hóa sinh tồn tự nhiên thiên.. .Tích hợp GDMT khai thác từ kiến thức Hóa học để giảng dạy cho học sinh trung học phổ thông Việt Nam NỘI DUNG CHƯƠNG I CƠ SỞ KHOA HỌC HĨA HỌC CỦA VẤN ĐỀ Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG Các hóa chất