Tài liệu BÀI THI VẬN DỤNG KIẾN THỨC LIÊN MÔN CỦA HỌC SINH - ĐƯỢC CHỌN THI CẤP QUỐC GIA

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH KHÁNH HÒA PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ NHA TRANG TRƯỜNG THCS LÝ THƯỜNG KIỆT Địa chỉ: Sơn Phước, Vĩnh Thọ, Nha Trang, Khánh Hòa. Điện thoại: 0583.831448 hay 0583.838236 Email: [email protected] BÀI DỰ THI (Cuô ôc thi vâ ôn dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho học sinh trung học) THÔNG TIN VỀ HỌC SINH 1. NGUYỄN BẢO TRÂM - Ngày sinh:16.9.2000 - Lớp: 9/4 2. VÕ LÊ NHẬT ANH HOÀNG - Ngày sinh: 5.11.2001 - Lớp: 9/1 1. TÊN TÌNH HUỐNG: “ XỬ LÍ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THỦY SẢN ” 2. MỤC TIÊU GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG: Vận dụng liên môn (toán học, hóa học, sinh học, giáo dục công dân, ngữ văn, địa lí) để giải quyết vấn đề về nước thải thủy sản, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước cũng như môi trường do nước thải gây ra, giảm bớt phần nào gánh nặng cho xã hội, giúp môi trường xanh – sạch – đẹp. 3. TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN VIÊ ôC GIẢI QUYẾT: Để giải quyết vấn đề nêu trên một cách hiệu quả, chúng ta cần áp dụng kiến thức một số môn học sau: -Môn toán học: + Tính toán và so sánh các chỉ số thành phần trong mẫu nước trước và sau khi xử lí. - Môn hóa học: + Tìm hiểu các thành phần có trong nước thải sản xuất thủy sản. + Nghiên cứu và tìm các hóa chất có thể xử lí màu, mùi, vi khuẩn ... có trong nước thải. + Tìm hiểu một số phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình xử lí. + Tìm hiểu hóa chất keo tụ và dựa vào phương trình quang hợp chỉ ra tác hại của các chất lơ lửng trong nước thải thủy sản gây hại đến môi trường. - Môn sinh học: + Thải nước chưa qua xử lí sẽ có tác hại với môi trường, cụ thể:  Các chất dinh dưỡng (N,P) với nồng độ cao gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn nước, rong tảo phát triển làm suy giảm chất lượng nguồn nước.  Các vi sinh vật đặc biệt là các vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt. + Tác hại với con người khi sử dụng nước chưa được xử lí: Khi sử dụng nước nhiễm bẩn sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính… - Môn Giáo dục Công dân: + Tuyên truyền mọi người có ý thức bảo vệ sông, hồ, ao, biển và môi trường sống. + Không lãng phí các nguyên vật liệu có trong tự nhiên để bảo vệ môi trường. + Lên án, phê phán hành vi phá hoại môi trường. => Những việc làm trên không những tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn là vì chất lượng cuộc sống của chúng ta. - Môn Ngữ văn: + Ở bài “Thông tin về ngày Trái đất năm 2000” ( Ngữ văn 8 tập 1 ) đã cho thấy tác hại nghiêm trọng đến con người và Trái đất qua việc thải nước thải ra môi trường. Nếu chúng ta không biết dừng lại thì sẽ phải chịu hậu quả khôn lường, ảnh hưởng đến tất cả sự sống trên Trái đất. - Môn Địa lý: + Bài “Đặc điểm sông ngòi Việt Nam”. + Bài “Bảo vệ sinh vật Việt Nam”. => Tầm quan trọng của sông ngòi và các sinh vật dưới nước ở Việt Nam và nguồn nước ở Việt Nam ngày nay đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do việc thải nước thải chưa xử lý ra môi trường. 4. GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG: Sau đây là các biê ên pháp để giải quyết vấn đề của dự án: 1. Tuyên truyền để các bạn trong lớp, trong khối, cũng như trong trường về các tác hại của ô nhiễm nguồn nước đặc biệt ở địa phương chúng em có dòng sông Cái thì phải biết bảo vệ để nó không bị ô nhiễm. 2. Tiến hành thí nghiệm thực tế xử lí nước thải thủy sản (chúng em có dự án kĩ thuật tham gia cuộc thi khoa học kĩ thuật sáng tạo, dự án này cùng tên tình huống chúng em đặt ra) 3. Thuyết trình trước toàn trường về dự án kĩ thuật để các bạn thấy được vai trò của các xác thực vật trong việc xử lí nước thải để từ đó có ý thức tận dụng các nguyên vật liệu tưởng chừng bỏ đi (thân, vỏ cây chuối; sọ dừa, bã mía) vào các công việc có ích hơn. 5. THUYẾT MINH VỀ TIẾN TRÌNH GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG: 5.1 . Mô tả quá trình thực hiện : 5.1.1 Nghiên cứu các cơ sở khoa học - Nghiên cứu tài liệu (Sách). - Nghiên cứu các tài liệu trên mạng internet. - Phương pháp quan sát thực địa. - Phương pháp chuyên gia. - Phương pháp thí nghiệm nghiên cứu. - Phương pháp phân tích số liệu. 5.1.2. Lập kế hoạch và tiến hành nghiên cứu: - Thu thập số liệu các mẫu đầu vào và số liệu mẫu nước sau khi lọc . - Xây dựng kế hoạch thực hiện dự án . - Xây dựng cấu trúc hệ thống xử lý nước thải thủy sản . - Đánh giá kết quả của dự án -> hoàn thiện dự án. 5.1.3. Thuyết minh dự án trước toàn trường Tuyên truyền về ý thức giữ gìn nguồn nước nói riêng và môi trường sống nói chung. 5.2. Các thiết bị sử dụng trong việc giải quyết tình huống. - Sử dụng sách, mạng internet để tìm kiếm giả thuyết khoa học. - Sử dụng các vật liệu: sắt, kính, nhựa.. xây dựng hệ thống xử lí: Hồ 1: Lọc rắn thô và xử lý yếm khí Hồ 2: Keo tụ Hồ 3: Xử lí màu Hồ 4: Xử lí vi khuẩn Những điểm cần lưu ý:Trong quá trình xử lí nước không được lấy nước sạch cho vào vì gây lãng phí nước. 5.3. Các tư liệu được sử dụng: a. Vai trò của than hoạt tính trong xử lí nước thải Lớp than hoạt tính giúp hấp phụ những chất bẩn, chất độc hại, vi khuẩn làm ô nhiễm trong nguồn nước. Tại sao than hoạt tính có thể làm được như thế ? Một nguyên lý đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ rất lâu là than hoạt tính có cấu tạo mao mạch rỗng bên trong rất lớn giống như miếng bọt biển, vì vậy mà than hoạt tính có khả năng hấp phụ chất bẩn cũng như những phân tử gây mùi, chất độc hại, vi khuẩn,… giúp chúng ta có nguồn nước sạch để an toàn sử dụng. Khoa học đã thử nghiệm và chứng minh được rằng than hoạt tính có thể loại bỏ vi khuẩn lên tới 99%. Nguyên lý hấp phụ của than hoạt tính trong việc lọc nước: Khi cho nguồn nước đi qua lõi lọc có chứa than hoạt tính, thì nước sẽ len lõi qua những mao mạch của hạt than hoạt tính và những phân tử chất bẩn, vi khuẩn sẽ bị hấp phụ, giữ lại bên trong mao mạch đó. Chất bẩn và chất độc hại bị giữ lại sau khi qua lọc than hoạt tính Than hoạt tính cũng đóng vai trò lọc sạch nguồn nước theo như nguyên lý trên. b. Hóa chất Chlorine: Hóa chất Chlorine được biết tới với một cái tên khác là clo-rin là chất xử lý khuẩn trong nước thải, nước cấp . Bên cạnh đó nó còn tác dụng oxy hóa khử các ion vô cơ và chất hữu cơ. Bên cạnh đó nó cũng có nhược điểm là xử lý kém vi sinh vật và virus. Vậy ta không nên áp dụng hóa chất chlo-rin vào những vùng nước nhiều chất muối dinh dưỡng. c. Phèn nhôm: Gồm hai loại: Phèn nhôm đơn: Al2.(SO4)3.18H2O. Phèn nhôm kép: muối kép của sunfat nhôm với sunfat kim loại kiềm hoặc amoni. Dung dịch phèn chua có tính axit, không độc. Tinh thể phèn tan trong nước tạo màng hiđroxit lắng xuống kéo theo các chất bẩn lơ lửng trong nước. Vì vậy, nó được dùng vào việc lắng chất rắn trong nước. c. Bã mía: Bã mía sau khi ép lấy nước kinh doanh thì đa số bỏ đi, gây lãng phí. Nhóm đã dùng bã mía ngâm Chlorine vừa có tác dụng lọc rắn thô vừa có tác dụng khử trùng (trong hồ 1). Sau khi lọc xong, lấy bã mía đốt làm phân bón cho cây trồng. d. Thân và vỏ cây chuối Trước đây tại miền Bắc, nhiều người tận dụng vỏ thùng phuy (đựng dầu) cũ để chứa nước. Trước khi sử dụng, người ta thường chặt thân ây chuối và ngâm trong thùng từ 3 - 7 ngày. Sau khi ngâm, tuyệt nhiên thùng không còn mùi xăng/ dầu. Vỏ chuối cũng có thể đẩy kim loại nặng ra khỏi nước. Hiện tại người ta dùng thân chuối để làm khá nhiều việc, như đánh bóng đồ vật bằng bạc và da. Thân chuối chứa nhiều nguyên tử nitơ, sulfur và các hợp chất hữu cơ như nhóm axit carboxylic. Nhóm axit carboxylic có điện thế âm rất mạnh nên chúng có thể liên kết với các kim loại (mang điện tích dương) trong nước. Nhóm nghiên cứu thấy rằng thân chuối được băm nhỏ có khả năng khử phân tử đồng và chì hiệu quả hơn so với nhiều vật liệu lọc nước khác. Khi thân chuối băm nhỏ được ném xuống sông, chúng nhanh chóng loại bỏ hai kim loại này. Những thiết bị lọc nước chứa vỏ, thân chuối băm nhỏ có thể được sử dụng tới 11 lần mà không mất các đặc tính gắn kết với phân tử kim loại. Đương nhiên, những vật liệu lọc nước tổng hợp có thể được sử dụng nhiều lần hơn, song chúng cần có quá trình hóa học để phát huy tác dụng và giá thành cũng cao hơn. 6. Ý NGHĨA CỦA VIÊôC GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG: 6.1. Đối với môi trường - Tận dụng các nguyên liệu bỏ đi: + Bã mía dùng để lọc chất thải rắn. + Sọ dừa dùng để sản xuất than hoạt tính. + Thân chuối được ngâm vào 7 lít nước để lấy nước mũ chuối. - Giảm bớt lượng chất thải thải ra gây ô nhiễm ra môi trường. - Trong quá trình xử lý hệ thống của chúng em không xử dụng nước sạch, chỉ sử dụng 14 lít nước chứa các vi khuẩn xử lý yếm khí -> không gây lãng phí nguồn nước sạch. - Đặc biệt từ tình huống đưa ra, chúng em đã tiến hành làm dự án kĩ thuật và sản phẩm của dự án của chúng em là nước sau khi xử lý của dự án kĩ thuật đủ tiêu chuẩn thải ra môi trường theo QCVN 11:2008/BTNMT công bố năm 2008 của bộ tài nguyên môi trường -> góp phần xây dựng môi trường sống xanh – sạch – đẹp. 6.2. Đối với học sinh: - Biết tổng hợp kiến thức các môn để giải quyết một vấn đề cụ thể có trong cuộc sống - Có niềm đam mê khoa học, tin tưởng vào khoa học, không mê tín dị đoan - Biết được một số bệnh về đường ruột lây qua nguồn nước bẩn. - Có ý thức bảo vệ môi trường sống. 6.3. Đối với xã hô iô : - Giúp môi trường trong lành. - Giảm các bệnh hiểm nghèo, làm cho xã hôi ngày càng văn minh và tiến bộ. Qua việc tiến hành nghiên cứu dự án này, nhóm học sinh chúng em thu thập được một lượng kiến thức rất lớn, đồng thời việc nghiên cứu và làm dự án này đã giúp chúng em có cách tiếp cận internet đúng đắn hơn, chúng em yêu thích việc nghiên cứu, cách thức nghiên cứu và hoàn thành một vấn đề được đưa ra, cũng như cách thức làm việc theo nhóm. Đặc biệt, sau khi hoàn thành bài thi liên môn này thì chúng em cũng có một dự án kĩ thuật hoàn thiện để tham gia cuộc thi khoa học kĩ thuật sáng tạo. Đây chỉ là thông tin và chút kiến thức, suy nghĩ của riêng chúng em. Tuy còn nhiều hạn chế nhưng mong mọi người thông cảm và cho chúng em lời khuyên chân thành. Chúng em thành thật cảm ơn. Nha Trang, ngày 25 tháng 11 năm 2015 Nhóm học sinh thực hiện NGUYỄN BẢO TRÂM Xác nhận của ban giám hiệu VÕ LÊ NHẬT ANH HOÀNG