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新課程倡導(dǎo)教學(xué)要與生活實(shí)際相結(jié)合,追求理論聯(lián)系實(shí)際。生物是一門與人類的生產(chǎn)、生活實(shí)踐、社會(huì)發(fā)展有著密切聯(lián)系的學(xué)科,生物科學(xué)對(duì)科技進(jìn)步的重要作用突出。那么在教學(xué)中,如何做到將生物知識(shí)與生產(chǎn)、生活的實(shí)踐環(huán)境相結(jié)合呢?教師設(shè)計(jì)讓學(xué)生通過查詢環(huán)境污染的資料、尋覓環(huán)境污染的根源、明確生物和環(huán)境的關(guān)系,從而探討解決環(huán)境污染的方案等如下教學(xué)環(huán)節(jié)。
一、查詢環(huán)境污染資料
20世紀(jì)30年生在美國的黑風(fēng)暴人們記憶猶新。1934年5月11日,在伊利諾斯、馬里蘭、北卡羅來納等州刮起了巨大的黑風(fēng)暴,狂風(fēng)卷起黃沙,遮天蔽日,紐約市一片昏暗。事后調(diào)查,這場風(fēng)暴是從破壞最嚴(yán)重的西部刮起,越過美國2/3的陸地,刮走有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)3億多噸,毀掉耕地4500多萬畝。風(fēng)暴之后,西部平原水井、溪流干涸,作物枯萎,牛羊渴死,人們被迫背井離鄉(xiāng)。同年7月20日在另外幾個(gè)州又刮起一場黑風(fēng)暴,毀了大批良田。這一年美國小麥減產(chǎn)51億千克。
水俁灣是日本國的一個(gè)秀麗如畫的海灣,水俁鎮(zhèn)的漁民依靠豐富的海產(chǎn)生活。1950年,鎮(zhèn)上發(fā)生了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象:有些貓忽然得了怪病,走起路來晃晃悠悠,四肢不斷抽筋,最后竟自己跳進(jìn)海里淹死。人們覺得很離奇,但是沒有引起足夠的重視,誰也沒有仔細(xì)研究其產(chǎn)生的原因。
沒過多久,當(dāng)?shù)赜行┚用褚驳昧斯植?,癥狀跟病貓十分相似,先是口齒不清,臉上毫無表情,走起路來東倒西歪,后來全身肌肉哆嗦,身體像弓一樣彎起來,還發(fā)瘋似地大喊大叫,最后在極端痛苦的情況下死去。這種怪病就是聞名世界的“水俁病”。
1964年夏天,在美國佛羅里達(dá)西海岸,一場暴雨過后,海水突然變成了紅色,好像鋪上了紅色的地毯。隨著海風(fēng)的吹拂,紅毯上出現(xiàn)了奇妙的花紋。當(dāng)時(shí),人們還把這種美麗的景色當(dāng)成自然界的奇觀來欣賞。幾天之后,鋪著紅毯的海面上飄浮起大批的死魚、死蝦,連聞名世界的珍珠貝和巨大的海龜也沒有僥幸生存下來。生長了幾十年的海產(chǎn),在短短的幾天之中被毀得干干凈凈。這種毀滅大量海洋生物的現(xiàn)象,被稱為“紅潮”。這種“紅潮”在日本沿海各地也不斷發(fā)生,1971年,日本沿海發(fā)生了133起“紅潮”事件,死了大量魚蝦。
1952年的冬天,在英國首都倫敦發(fā)生了這樣一件事:從12月4日到8日,倫敦全城被濃霧籠罩,煤煙和霧混合在一起,久久不散,大多數(shù)居民感到胸口窒悶,并有喉痛、咳嗽、嘔吐等癥狀。四天之中,竟造成4000人死亡。這就是震驚一時(shí)的“倫敦?zé)熿F事件”。
二、探尋環(huán)境污染的原因
任何事情總有發(fā)生的原因,可是有些事情,要找到它發(fā)生的原因并不容易。
黑風(fēng)暴是由于在19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,美國為了加速開發(fā)中西部,大規(guī)模開墾草原,砍伐森林,大片植被被毀。從1870年開墾180萬畝到1930年擴(kuò)大到11300萬畝,增長約60倍,結(jié)果是土地裸露,水分喪失,風(fēng)蝕加劇,引起地貌、土壤迅速惡化。
人們對(duì)水俁病的發(fā)病原因,找了將近20年,解剖了不少病人和病貓的尸體,直到1969年才把病因搞清楚。原來,水俁鎮(zhèn)有一個(gè)氮肥公司,它在生產(chǎn)過程中采用汞作催化劑。這個(gè)公司向水俁鎮(zhèn)排出的廢水和廢渣中就含有汞。汞進(jìn)入動(dòng)物體或人體內(nèi),就會(huì)麻痹中樞神經(jīng),年深日久就會(huì)造成死亡。水俁灣的海水常年被這種含汞的廢水污染,海里的魚、蝦、貝類都中了汞毒。貓和人吃了含汞量較高的水產(chǎn),就得了可怕的水俁病。
“紅潮”形成的原因也是經(jīng)過長期的研究才揭開的,城市中排出的廢水,農(nóng)田里的肥料,被雨水沖刷,慢慢地流到海里,會(huì)給海洋生物增加豐富的食料,本來是一件好事,可是過量傾注就會(huì)造成災(zāi)難。一場暴雨來得太猛,往往把城市的廢水、廢渣以及農(nóng)田里的肥料大量地沖到海里,使海水過于肥沃,某些海洋浮游生物(其中一種叫夜光蟲)在很短的時(shí)間內(nèi)大量繁殖,覆蓋了海面,就形成了紅潮。海面被浮游生物密密遮蓋,海水里的氧氣由于浮游生物的消耗而大大減少,同時(shí),還產(chǎn)生硫化氫、甲烷等有害氣體,再加上那些微小的浮游生物,還會(huì)堵住魚蝦的呼吸系統(tǒng),所以魚蝦在很短時(shí)間里大批死亡。
倫敦的煙霧事件,在大工業(yè)興起以后就接連發(fā)生過。從1873年到本世紀(jì),出現(xiàn)過多次煙霧事件。在大霧彌漫的日子里,工廠和居民的鍋爐排出的煙塵和二氧化硫氣體,跟霧中的小水滴混合在一起,嚴(yán)重?fù)p傷了居民的呼吸道。人們因?yàn)楹粑栏腥静l(fā)了其他疾病,病情嚴(yán)重的便喪失了生命。
大量事實(shí)證明,環(huán)境污染已經(jīng)成為社會(huì)公害。環(huán)境科學(xué)就是在這樣的背景下誕生的。
三、揭密環(huán)境污染的深層根源
環(huán)境污染是指人為排放的有害有毒物質(zhì),破壞了環(huán)境的生態(tài)平衡,改變了原來生態(tài)系統(tǒng)的正常結(jié)構(gòu)和功能,惡化了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活環(huán)境。污染物質(zhì)又沿著食物鏈轉(zhuǎn)移后進(jìn)入人體,危害人類健康。世界性的污染是從18世紀(jì)工業(yè)革命以來出現(xiàn)的,由于工業(yè)的規(guī)模越來越大,城市的人口越來越多,有些國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化和化學(xué)化,人類社會(huì)的生產(chǎn)水平越來越高了,可造成的污染越來越嚴(yán)重。人們曾經(jīng)把煙囪林立、濃煙滾滾看成是人類戰(zhàn)勝自然界的象征。廣泛施用化肥和農(nóng)藥,也被認(rèn)為是人類征服自然界的象征。早在20世紀(jì)90年代以前,革命導(dǎo)師恩格斯曾告誡人們:“我們不要過分陶醉于我們對(duì)自然界的勝利。對(duì)于每一次這樣的勝利,自然界都報(bào)復(fù)了我們。每一次這樣的勝利,在第一步都確實(shí)取得了我們預(yù)期的結(jié)果,但是在第二步和第三步卻有了完全不同的、出乎預(yù)料的影響,常常把第一個(gè)結(jié)果又取消了?!焙髞淼陌l(fā)展證實(shí)了恩格斯的預(yù)見。正是這種勝利造成了環(huán)境污染,給人類帶來了災(zāi)害。
據(jù)科學(xué)家們統(tǒng)計(jì),一個(gè)超過100萬人口的城市,每年就要排出幾千億噸廢水、幾億噸垃圾。施在農(nóng)田里的農(nóng)藥和化肥,每年大約有1/3被水沖刷,經(jīng)過江河流入海洋。第二次世界大戰(zhàn)后,殺蟲劑生產(chǎn)獲得迅速發(fā)展,其中有機(jī)氯殺蟲劑最具代表性,它殺傷力大,作用時(shí)間長,而且用起來很方便,受到農(nóng)民歡迎。就在生產(chǎn)廠商陶醉于他們的成功時(shí),一場史無前例的生態(tài)災(zāi)難已經(jīng)釀成。濫用DDT等長效有機(jī)氯殺蟲劑農(nóng)藥造成環(huán)境污染、生態(tài)破壞的大量觸目驚心的事實(shí)引起整個(gè)社會(huì)的轟動(dòng),觸發(fā)了美國社會(huì)一場歷時(shí)數(shù)年之久的殺蟲劑論戰(zhàn),喚醒了美國公眾的生態(tài)意識(shí),也喚起了全世界的公眾關(guān)心環(huán)境問題。新近研究證實(shí),以DDT為代表的有機(jī)氯類農(nóng)藥,其特點(diǎn)是化學(xué)性能穩(wěn)定,易溶于脂肪,人們無法降解而殘留性強(qiáng),并對(duì)脊椎動(dòng)物,包括人類的神經(jīng)系統(tǒng)和性激素代謝有毒害作用。
從地下開采出來的石油,從運(yùn)輸加工到使用,也有2%被排入環(huán)境。在運(yùn)輸過程中流失的石油,對(duì)環(huán)境污染最為嚴(yán)重。1967年3月8日,巨型油輪“托雷·坎榮”號(hào)在英吉利海峽觸礁,使11萬8千噸原油傾入海洋。1970年4月“平靜的大洋”號(hào)油輪,在南非海面著火,燃燒著的石油在遼闊的海面上浮蕩,“平靜的大洋”號(hào)使大洋造成了長時(shí)間的不平靜。
隨著核武器試驗(yàn)和原子能的利用而產(chǎn)生放射性元素的污染,在各地屢有發(fā)生。在核武器爆炸后形成大量具有放射性的微塵落到地面,粘附在植物葉片上,進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)。
如今,汞、鎘、鉛等有害的重金屬和一些致癌物質(zhì),全世界的排放量已經(jīng)高達(dá)十幾億噸。有人估計(jì),如果聽任這種情況發(fā)展下去,世界上的污染物每隔十五年就要增加一倍。目前,在資本主義國家的許多大城市和工業(yè)集中的地方,空氣和水的污染,都是難以解決的問題。
四、明確生物與環(huán)境的關(guān)系
地球上有生命的范圍,通常叫做生物圈。如果把地球比作蘋果,那么地球上所有的生物,只生活在像果皮那樣薄的地球表現(xiàn)層,因?yàn)橹挥羞@個(gè)表面有空氣、水和土壤,能夠維持生物的生命。人們把這個(gè)生物生存的地球表面層叫做生物圈。
在生物圈中,同生命密切相關(guān)的物質(zhì)——碳、氮、氧、水都不斷循環(huán)。人和動(dòng)物吸進(jìn)氧氣,呼出二氧化碳;綠色植物通過光合作用,吸進(jìn)二氧化碳,呼出氧氣。生物死后,尸體被空氣、水和土壤中的微生物分解。這樣的循環(huán),從宏觀到微觀到處都有,從來沒間斷過。在這樣的循環(huán)中,大氣得到了氧的補(bǔ)充,不清潔的水通過陽光的蒸發(fā)作用形成了雨,有害的物質(zhì)被微生物分解,或者被大量的水和空氣稀釋為無害的物質(zhì)。這些過程都叫做天然自凈作用。天然自凈的循環(huán)一旦受到破壞,就會(huì)造成環(huán)境污染。
破壞天然自凈循環(huán)的原因,可分為兩大類。
一類是自然界自身的因素造成的,稱為第一環(huán)境問題,或者原生環(huán)境問題。如地震會(huì)使局部地區(qū)增加氡氣,會(huì)使地殼破壞,有害人體的元素進(jìn)入水的循環(huán)系統(tǒng)?;鹕降谋l(fā)會(huì)使大氣增加二氧化碳。病蟲害和各種流行疾病,也都屬于這一類。
另一類是人類自身的活動(dòng)造成的,就是人類對(duì)自然資源的不合理開發(fā)利用和破壞以及由此引起的生態(tài)環(huán)境的惡化,叫做第二環(huán)境問題,或稱為次生環(huán)境問題。這個(gè)問題隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,越來越突出,其中,最為重要的是工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和生活中排放的廢水、廢氣、廢渣(簡稱“三廢”)對(duì)環(huán)境造成的危害。水俁病、紅潮、倫敦?zé)熿F都是由于“三廢”破壞天然自凈循環(huán)而造成的。此外,城市的煙塵、噪聲、垃圾、放射性物質(zhì)等,也都危害著人們的健康。超級(jí)秘書網(wǎng)
五、提出解決環(huán)境污染的方案
難道人們對(duì)于環(huán)境污染問題就無能為力了嗎?不。人是自然界的主人,人應(yīng)該保護(hù)環(huán)境,改造環(huán)境,為人類自身生活創(chuàng)造更加和諧的環(huán)境。
1972年6月5日,聯(lián)合國在斯德哥爾摩召開了有113個(gè)國家(包括中國)參加的“聯(lián)合國人類環(huán)境會(huì)議”。與會(huì)各國共同通過了一個(gè)保護(hù)全球環(huán)境的計(jì)劃,并通過了莊嚴(yán)的《斯德哥爾摩人類環(huán)境宣言》。同年,聯(lián)合國大會(huì)將每年的6月5日定為世界環(huán)境日。1979年以來,我國相繼頒布了《環(huán)境保護(hù)法》(試行)、《海洋環(huán)境保護(hù)法》、《水污染防治法》、《大氣污染防治法》以及《森林法》、《野生動(dòng)物保護(hù)法》等一系列法律和法規(guī),使我國的環(huán)境保護(hù)工作走上了法制軌道。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家想出了許多消除污染、保護(hù)環(huán)境的好辦法。
為了及時(shí)了解污染物的濃度是否對(duì)人類造成了危害,人們制訂了各種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),開展了監(jiān)測環(huán)境的工作,監(jiān)視有毒物質(zhì)在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化。我國已經(jīng)成功制造了可監(jiān)測很多項(xiàng)目的大氣監(jiān)測車、水質(zhì)監(jiān)測車、水質(zhì)監(jiān)測船等。
為了減少“三廢”對(duì)環(huán)境的危害,人們想辦法改革工藝,把“三廢”消滅在生產(chǎn)過程中。同時(shí)開展綜合利用,化害為利,變廢為寶。例如,工業(yè)生產(chǎn)中用汞的產(chǎn)品很多,為了減少汞對(duì)環(huán)境的污染,有些企業(yè)已經(jīng)改革工藝,不用汞或少用汞。在綜合利用方面,也有許多好辦法。例如高爐每煉一噸生鐵,就要產(chǎn)生三百到四百千克爐渣。從重量上看,是鐵產(chǎn)量的1/3,按體積算,是生鐵的三倍。這么大量的爐渣,不要多久就會(huì)堆積如山,占用良田,污染環(huán)境。但是如果利用爐渣來制造水泥、磚、玻璃、搪瓷等,不但有利于環(huán)境保護(hù),而且增加了物質(zhì)財(cái)富。
如果不能采用改革工藝和綜合利用的辦法,就要采取其他的處理技術(shù)。目前采用的處理技術(shù)大體有四類:工程地質(zhì)法,物理法,化學(xué)法,生物法。例如,酚是一種有毒的有機(jī)化合物,它只能回收一部分,還有大量的酚排進(jìn)了環(huán)境。為了不致污染環(huán)境,人們已經(jīng)培養(yǎng)出一種細(xì)菌,可以吃掉酚。經(jīng)過細(xì)菌的新陳代謝,酚變成了細(xì)菌的養(yǎng)料和無毒的二氧化碳和水。這是生物法的一種。又如,用磁場處理污水,這是物理法的一種,被磁場處理過的水,在鍋爐中結(jié)出的水垢較為松動(dòng),容易除掉。磁場還可以用來消除海水中含有的鎂、鈣等物質(zhì),使海水淡化。經(jīng)過磁場處理的水用來灌溉農(nóng)田,就不至于造成土壤的鹽堿化。
意識(shí)到日益增加的污染危險(xiǎn)后,全球出現(xiàn)了一場抵制化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)添加劑和激素,甚至包括化學(xué)肥料的環(huán)保運(yùn)動(dòng),這就是綠色運(yùn)動(dòng),以綠色對(duì)抗黃色或白色的污染。綠色食品應(yīng)運(yùn)而生,標(biāo)有綠色標(biāo)志的食品據(jù)說是沒有化學(xué)污染的,但是在全球性環(huán)境污染背景下,完全的無污染恐怕只是一個(gè)幻想。在公眾環(huán)境意識(shí)的推動(dòng)下,發(fā)達(dá)國家已經(jīng)嚴(yán)禁使用DDT等有機(jī)氯農(nóng)藥,我國在1982年起也已禁用。而不用化學(xué)農(nóng)藥,我們?nèi)绾螌?duì)付農(nóng)作物害蟲或有害微生物,這是擺在全世界面前的重大問題。
這次探尋環(huán)境污染的主題教學(xué),引發(fā)了學(xué)生對(duì)環(huán)保問題的重大關(guān)注。
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