Данный материал содержит программу элективного курса «Химические основы экологии», календарно-тематическое планирование курса, методические рекомендации для проведения отдельных лекционных занятий и лабораторных работ, перечень возможных экскурсий, список литературы для учащихся. 

В ходе изучения элективного курса учащиеся приобретают следующие предметные компетенции:

• знание основ экологии, биологии и химии, формирующие у них научную картину мира и общую экологическую культуру;

По окончании изучения элективного курса учащиеся должны иметь:

• знание современных проблем охраны природы (аспекты, принципы и правила);
• знание общечеловеческой ценности природы, место человека в природе, значение мониторинга и деятельности по сохранению и улучшению окружающей среды;

а также должны уметь:

• объяснить значение общечеловеческой ценности природы, роли и место человека в ней, значение экологического мониторинга и деятельности человечества по сохранению и улучшению окружающей среды;
• принимать осознанное участие в природоохранной деятельности;
• использовать количественные показатели при обсуждении экологических вопросов;

Выдержка из текста:

5. Творческое задание на дом.

1.

В 1898 г. на конгрессе ученых в г. Бристоле видный английский химик Уильям Крукс выступил с речью. « Человечеству в недалеком будущем грозит гибель от азотного голода. Земля отдает растениям свой азот и быстро истощается. Если и впредь будет продолжаться успешный вывоз чилийской селитры, то ее запасы через 50 лет иссякнут. Необходимо найти другой источник удобрений».

В 1914 г. в Европе вспыхнул пожар войны, охвативший вскоре многие страны мира. Уже на второй год войны Германия начала задыхаться в тисках азотного голода. Военные корабли союзников блокировали побережье, не допуская привоза селитры из Чили. Недостаток удобрений отражался на плодородии полей .

Союзники были твердо убеждены, что Германия не сможет продержаться более года и должна будет сдаться, задушенная костлявой рукой голода.Но недаром в те времена германская химическая промышленность считалась первой в мире. Немецкий физик Фриц Габер сделал выдающееся открытие.

Из азота воздуха и водорода (который можно получить из воды, разлагая ее электрическим током) он получил новое вещество - аммиак. Смесь азота с водородом он сжимал под большим давлением и пропускал ее при высокой температуре через стальной цилиндр, наполненный катализатором.

Из полученного бесцветного газа с характерным запахом - аммиака - было нетрудно приготовить соли, пригодные для питания растений.Химия пришла на помощь земледельцам. Неистощимый океан азота, в котором купается наша планета Земля, был покорен могуществом химии. Химики избавили человечество от надвигавшегося азотного голода.

Однако, внесение неумеренных доз азотных удобрений на поля с целью резкого увеличения их продуктивности привело к различным их отрицательным последствиям.При избытке нитратов в почве они полностью не перерабатываются, накапливаются в растительной продукции и попадают в организм животных и человека.

В желудочно-кишечном тракте они превращаются в соли азотной кислоты - нитриты, которые отравляют организм. Признаки отравления - слабость, головокружение, тошнота, расстройство желудка и другие. Снижается работоспособность человека, возможна потеря сознания. В крови увеличивается содержание молочной кислоты, холестерина, лейкоцитов, снижается количество белков.

Нитриты могут вступать во взаимодействие с гемоглобином, образую метгемоглобин, в котором железо окислено до Fe (III). Это вещество, угнетающее дыхательный центр, так как неспособно переносить кислород. Многие растения способны накапливать большое количество нитратов, например, капуста, кабачки, укроп, свекла столовая, тыква и другие. Такие растения называют нитратонакопители. Проведем небольшое исследование на предмет обнаружения нитратов.

2.

Лабораторная работа

Обнаружение нитратов в растительных объектахУчащиеся работают в группах с различными растительными объектами. Кусочек растительного объекта растирают в ступке. Каплю полученного растительного сока помещают на предметное стекло и добавляют в него несколько капель дифениламина. По изменению окраски судят о содержании нитратов: при отсутствии нитратов сок не изменяет цвет, при небольшом количестве нитратов получается светло-голубая окраска, а при большом количестве нитратов – темно-синяя.

3.

Обсуждение результатов работы

Для исследования были взяты овощи, купленные школьной столовой на рынке. Было обнаружено, что капуста, свекла и укроп практически не содержат нитратов, а петрушка содержит достаточно большое количество этих веществ. Значит, употреблять ее в пищу нежелательно. Встает вопрос: что же делать, если в продукции действительно присутствует избыток нитратов?

Ответ на этот вопрос звучит в следующем сообщении. Зелень - петрушку, укроп, сельдерей -необходимо поставить как букет в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листья в течение 2-3 часов полностью перерабатываются и практически не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пищу. 

Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и др. перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2-3 раза залить теплой водой, выдерживая 5-10 минут. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно в теплой, и вымываются из овощей. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 и даже на 80 %. Уменьшает их количество в овощах их квашение, соление,маринование. А вот сушка, приготовление соков, пюре, наоборот, повышают.

4.

Решение проблемы избыточного азота в почве и продуктах питания связано с новейшими направлениями селекции растений. В настоящее время в лабораториях разных стран разрабатывается технология внедрения генов, отвечающих за азотфиксацию из клубеньковых бактерий и синезеленых водорослей в геном ряда культурных растений методом генной инженерии. Наконец, океан азота станет легкодоступным человечеству!

5.

Задание на дом

Выяснить степень использования азотных и других удобрений в личных приусадебных хозяйствах, близлежащих фермерских и крестьянских хозяйствах, агрофирмах, дачных кооперативах.