XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

к. ф.-м. н., Караван Ю. В., Саницька А. О., Ташак М. С. ХІМІЧНА КОМПОНЕНТА ЕКОЛОГІЗАЦІЇ НАВЧАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ

к. ф.-м. н. Караван Ю.В., Саницька А.О., Ташак М.С.

Львівський інститут економіки і туризму

ХІМІЧНА КОМПОНЕНТА ЕКОЛОГІЗАЦІЇ НАВЧАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ

На початку ХХІ ст. взаємовідносини людини та природи набули особливого загострення в результаті збільшення шкідливих викидів у навколишнє середовище. Хімічне, радіоактивне та інші забруднення спричинили виникнення зон екологічного лиха, які загрожують перетворитись на суцільні території.

Для України ця загроза уже здійснилась - відомо, що 1992 р. у Ріо-де-Жанейро Україну визнано зоною екологічного лиха. Це стало результатом концентрування на території країни екологічно найбрудніших хімічних, металургійних, гірничо-добувних підприємств, атомних, теплових та гідроелектростанцій, які вводились в експлуатацію без задіювання систем очищення й утилізації, що виправдовувалось заощадженням коштів. Небувалу шкоду навколишньому середовищу України завдала і аварія на ЧАЕС.

Отже, як в Україні, так і в усьому світі створились умови, за яких Природа, що володіє потужнім механізмом самоочищення, не в змозі подолати і знищити той потік забруднень у ґрунт, атмосферу та водні джерела, які продукує людство.

Слід визнати, що за останні двадцять років прийнято цілий ряд законів, окремі з них ратифіковані усіма країнами світу - це конвенції, які спрямовані на покращення екологічних умов. Це перший і дуже важливий крок, який зробило суспільство до визнання хибного напрямку розвитку цивілізації. Проте значної частини законів людство не дотримується через споживацьку свідомість. Окрім цього, більшість цих законів мають обмежений характер дії. Тому вчені дійшли висновку, що нагальною потребою є створення умов для розвитку екологічної культури, що буде сприяти формуванню екологічної свідомості та проведенню всіма розвиненими країнами екологічної політики [4].

Роль освіти у формуванні екологічної культури важко переоцінити. Як зазначив відомий італійський еколог А. Траверсо: "У міру того, як наше розуміння взаємовідносин діяльності людини і проблем навколишнього середовища поглиблюється, основні принципи в галузі оточуючого середовища, якщо вони правильно вироблені, можуть цілком стати тим ядром, навколо якого формуватиметься майбутня стратегія суспільної освіти, вона сформує громадян світу з новим світоглядом, з новими настроями, які більше відповідатимуть потребам людства і природи" [8].

Прийняття Концепції екологічної освіти в Україні зумовило неперервність та визначило інтегративну функцію екологічної підготовки, яка спрямована на формування екологічних знань, екологічного мислення та свідомості і ґрунтується на діяльнісному підході.

Абсолютною у формуванні екологічного світогляду є пріоритетність природничих наук [7]. Система освіти має переорієнтувати викладання природничих наук на всіх рівнях, починаючи з дошкільної освіти, на нові орієнтири - переведення людини зі статусу "царя природи" в "громадянина природи". Саме природничі науки - хімія, фізика, біологія, геологія тощо - своїми досягненнями зробили можливими глобальні втручання людини у природні процеси. Наприклад, успіхи хімії в синтезі нових речовин призвели до забруднення Світового океану, значних територій суходолу полімерними відходами. Ядерна фізика сприяла застосуванню радіоактивних речовин у промисловості та виникненню радіоактивних забруднень як ґрунтів, так і водойм. Тому лише за допомогою фізико-хімічних методів можливо проводити як локальне, так і достатньо великомасштабне очищення природних об'єктів від забруднень.

Базовими у формуванні екологічного світогляду особистості є хімічні знання, що вимагає посилення екологічного спрямування змісту хімічних дисциплін.

Хімія, як предмет, несе досить велике дидактичне навантаження у розкритті глобальних екологічних проблем і має широкі можливості щодо екологічного виховання молоді [3].

Досвід реалізації екологічної освіти студентів у процесі вивчення дисциплін хімічного циклу свідчить, що вона обмежується переважно впровадженням екологічної складової до змісту окремих тем. Тому виникає потреба у систематичному використанні екологічної компоненти, забезпеченні хімічних дисциплін навчально-методичними матеріалами і системою завдань екологічного змісту. Елементи екологічних знань дозволять розкрити роль хімії у поясненні та розв'язанні екологічних проблем, формуванні уявлень про доцільність безвідхідного виробництва, обережного втручання у природний процес, зменшення викидів та створення умов для їхньої утилізації, визначенні можливих шляхів виходу людства з енергетичної та сировинної кризи, визначенні місця, яке повинна займати кожна людина в природі й обґрунтуванні її норм правильної поведінки в ній, зокрема правил безпечного поводження з речовинами в повсякденному житті, екологічної поведінки в побуті та трудовій діяльності.

Наведемо кілька прикладів. При формуванні понять Оксиген як хімічний елемент і кисень та озон як прості речовини як на додаткових екологічних питаннях можна детальніше зупинитися на біологічній ролі Оксигену та фізіологічній дії кисню та озону. Зазначаємо, завдяки тому, що більшу половину атомів Землі становить Оксиген, він входить до складу життєво важливих речовин: білків, жирів, вуглеводів тощо. Вміст вільного кисню в атмосфері підтримується завдяки фотосинтезу, що здійснюється рослинами суші і фітопланктоном Світового океану. Проте він швидко витрачається на згоряння палива, польоти реактивних літаків, роботу автомобільного транспорту тощо. За останні 50 років з атмосфери взято стільки кисню, скільки його використало все людство за 1млн попередніх років.

Наголошуємо, що кисень відіграє важливу роль у біологічних процесах. У клітинах живих організмів (рослин, тварин) за участі кисню відбуваються процеси окиснення, що є основним джерелом енергії, необхідної організмам для їхньої життєдіяльності. Біологічне використання кисню живими організмами пов'язане з процесами дихання. При нестачі кисню в повітрі зменшується його вміст в організмі. У результаті зменшується опір організму інфекціям.

Система ферментативного захисту організму не спрацьовує і в умовах надлишкового насичення тканин киснем (окиснювальний стрес). Надмірні концентрації газу за нормального тиску і достатньо довгої інгаляції (вдиханні дихальних сумішей, що містять 70% кисню) викликають ураження органів дихання, головним чином, легень. При вдиханні кисню за умов підвищеного тиску настає ураження центральної нервової системи.

Зазначаємо, що велике значення мають також процеси гниття і тління (окиснення органічних речовин), в яких бере участь кисень. Такі процеси, як окиснення харчових продуктів при їх зберіганні або тління дерева, є небажаними, і навпаки, окиснення продуктів життєдіяльності та розпаду відмерлих рослин і тварин приносять значну користь. (Таким чином формується поняття про подвійну роль хімічних речовин за відношенням до довкілля).

Щодо озону наголошуємо, що він утворюється з кисню повітря під час грози завдяки розрядам блискавок (вміст озону в повітрі влітку - 7·10-6 % об'ємних, взимку - 2·10-6 %). а також в атмосфері на висоті 10 - 50 км під дією ультрафіолетових променів. Поглинаючи їх, озон захищає живі організми від дії згубної дії жорсткого випромінювання. В існуючих в природних умовах концентраціях здійснює стимулюючу дію на організм людини: підвищує стійкість до дії токсичних речовин, позитивно впливає на рівень гемоглобіну в крові та імунологічний захист, покращує роботу легенів, нормалізує артеріальний тиск. За умов надмірної концентрації озон здійснює різко виражену подразнюючу дію на верхні дихальні шляхи, бронхи і легені. (Додатково утворюється в повітрі в результаті розпаду антропогенного нітроген диоксиду під дією алкенів з неповністю згорілого автомобільного палива і є однією з причин виникнення смогу). Його дія на живі організми аналогічна дії радіоактивних променів. При інтоксикації озоном змінюється активність ряду ферментів, порушується хромосомний апарат лімфоцитів, метаболічні процеси в печінці, помітним є ураження серцево-судинної і нервової систем, знижується стійкість організму до інфекцій.

При вивченні властивостей Карбону та його сполук можна закцентувати увагу на біологічній функції Карбону та токсикологічній дії його окремих сполук. Зазначаємо, що Карбон - важливий елемент живої природи - входить до складу білків, вуглеводів, жирів, ферментів, гормонів, вітамінів тощо (0,1 - 26% живої маси). Проте утворює цілий ряд сполук, згубну дію на довкілля яких пояснюємо, навівши наступні приклади.

Підраховано, що населення земної кулі щороку випалює 12 млн цигарок. Після цього залишаються гільзи, фільтри та частина недопаленого тютюну, кинутих будь-де, загальна маса яких сягає 2 520 000 т. Окрім цього, в атмосферне повітря потрапляють 720 т синильної кислоти, 384 000 т амоніаку, 108 000 т нікотину, 600 000 т дьогтю і понад 550 000 т чадного газу та інших отруйних речовин [6]. Людина, яка палить сигарету, вдихає повітря, забруднення якого в 384 000 разів перевищує всі гранично допустимі норми. Ті, хто вдихає тютюновий дим, зазнають щкідливого впливу. Лише чадний газ і синильна кислота, потрапляючи в організм, затримують окиснювальні та ферментативні процеси, перешкоджають перенесенню кисню гемоглобіном, зв'язуючи його, паралізують дихальні центри і викликають ядуху внаслідок кисневого голодування.

Щорічно промислові підприємства, теплові електростанції, засоби авто- й авіатранспорту спалюють понад 5 млрд т вугілля, нафти і більше трильйона кубометрів газу. Близько 500 млн автомобілів щорічно викидують в атмосферу Землі 400 млн т оксидів Карбону, понад 100 млн т вуглеводнів тощо. Тож склад атмосфери змінюється. За останні 120 років уміст СО2 в повітрі збільшився на 17%. Ще 100 років тому вміст вуглекислого газу становив 0,0298% об'ємних, сьогодні - 0,0318%, а в мегаполісах - ще вищий. Цікаво, що акселерацію - прискорений ріст дітей, особливо в містах, - деякі вчені пояснюють саме зі зростанням кількості СО2 у повітрі. Навіть незначне збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері прискорює дихальний процес, починається швидкий ріст грудної клітки і відповідно - всього організму.

Зазначаємо, що зростання за рахунок антропогенного фактора в атмосфері вмісту вуглекислого газу та деяких інших газів, зокрема метану, динітроген монооксиду, хлорфторометанів (фреонів) спричинило розігрівання атмосфери, відоме під назвою парникового ефекту. Одним із способів його сповільнення є заміна твердого органічного палива на біогаз, для одержання якого можна використовувати рештки рослин, відходи життєдіяльності людей та тварин. Причому, теплотворна здатність такого газу вища, ніж твердого палива, а при його спалюванні не утворюються оксиди Нітрогену та Сульфуру, які, сполучаючись з атмосферною вологою, випадають на землю кислотними дощами. Для одержання біогазу можна також використовувати водорості, які заважають руху суден, а також медузи, маса яких за останні десятиліття у Азовському та Чорному морях перевищує масу риби. [1,2].

При формуванні знань про властивості сполук d-елементів підгрупи Цинку наголошуємо, що невеликі кількості Цинку у рослинах сприяють їх росту, плодоносінню. В організмі людини цей хімічний елемент міститься в зубах, підшлунковій залозі, входить до складу ферменту, який забезпечує процеси дихання і газообміну, а також до складу гормона інсуліну, який регулює вміст цукру у крові. Акцентуємо увагу, що якщо сполуки Цинку мало токсичні, то сполуки Кадмію та Меркурію дуже отруйні. При отруєнні солями Меркурію з'являється блювота, настає різкий спад серцевої діяльності, порушується робота нервової системи. При отруєнні Кадмієм уражуються нирки і з'являється емфізема легенів, руйнуються чоловічі статеві клітини. І якщо донедавна солі цього металу найчастіше використовувались у гальванічних цехах та потрапляли у навколишнє середовище з відходами цих виробництв, то сьогодні солі Кадмію потрапляють до рук маленьких дітей з гумовими барвистими іграшками, поверхня яких вкрита барвниками саме на основі солей Кадмію. Іншим джерелом солей цього металу у повсякденному побуті є ртутно-кадмієві гальванічні елементи для живлення годинників, ліхтарів та інших приладів. В Україну щороку завозять до тридцяти мільйонів штук енергозберігаючих ламп, в кожній з яких міститься від 3 до 5 міліграмів ртуті. Утилізація однієї відпрацьованої лампи коштує від 95 коп. Все це при відсутності пунктів збору і системи утилізації ртутновмісних ламп.

 Наведені приклади лише в незначній мірі висвітлюють важливість хімічної компоненти в екологічній освіті майбутніх спеціалістів, вказують на важливість міжпредметних зв'язків в навчальному процесі. Зусилля педагогів, перш за все природничих дисциплін, повинні бути спрямовані на строгий відбір і систематизацію навчального матеріалу екологічного спрямування, формуванню у студентів особистої зацікавленості у вирішенні екологічних проблем, у реалізації своїх екологічних прав і обов'язків, закріплених в природоохоронному законодавстві.

Складність біотичного дискурсу спричинюється необхідності інтеграції природничо-наукової та соціогуманітарної культури [5]. Щодо цього досить влучно висловився В. Хесле: "Людина, яка нічого не розуміє в хімії й біології, навряд чи може сьогодні сказати щось суттєве відносно нагальних конкретних етичних проблем, навіть у випадку, якщо вона оволоділа всією етичною традицією від Платона до Шеллера" [9]. До цих вимог розвитку цивілізації не може не приєднатись система освіти.

Зростання екологічної напруги у довкіллі потребує об'єднання зусиль науки, держави і її громадян, направлених на зменшення забруднення природи та відродження її рівноважних систем. Викладання природничих дисциплін треба спрямувати на виховання екологічної культури та екологічної свідомості майбутніх фахівців.

Література:

•1.      Волкова С.А. Основи сучасного хімвиробництва. Основи біотехнології. / С.А. Волкова, С.М. Іванищук, Л.Л. Волкова // Навч.-метод. вказівки для студентів та магістрантів - Херсон: Вид. ХДУ. - 2004. - 108 с.

•2.     Егорова Т.А. Основы биотехнологии. / Т.А. Егорова, С.М. Клунова - М.: Асадеміа. 2003. - 208 с.

•3.     Караван Ю.В. Екологічне спрямування природничих дисциплін / Ю.В. Караван, А.О. Саницька, М.С. Ташак, Л.О. Федина // Теорія та методика електронного навчання : Зб. наук. праць. Вип. ІІ. - Кривий Ріг : Вид. відділ НМетАУ, 2011. - С. 65-71.

•4.      Крисаченко В.І.  Екологія, культура, політика. / В.І. Крисаченко, М.І. Хилько - К.: Знання України, 2002. - 597 с.5.

•5.     Кундієв Ю.І. Біоетика / Ю.І. Кундієв  // Безпека життєдіяльності. - 2003. - №1. - С. 9-11.

•6.     Планета Земля глазами химика / А.А. Опаловський - М.:Наука, 1990. - 224 с.

•7.     Романенко О. В. Наступність екологічної освіти як елемент формування світогляду / О. В. Романенко, О. В. Костильов, Т.А. Решетняк // Екологія та ноосферологія. - 1996. - Т.2. - № 3-4. - С. 187 -188.

•8.     Траверсо А.Б. Размышления о философском образовании в области окружающей среды / А.Б.  Траверсо - М.:, 1979. - 146 с.

•9.     Хесле В. Философия и екология / В. Хесле  - М.: Ками, 1994. - 325 с.


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>