第二单元跨学科实践活动1微型空气质量检测站的组装和使用---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

九年级化学导学案 第二单元 跨学科实践活动1 微型空气质量检测站的组装与使用 班级：__________姓名：______________计分：_______________ 【活动目标】 1. 结合物理、信息技术和工程等相关知识，组装一个微型空气质量“检测站”，并检测空气质量。 2. 学会将实际生产生活问题转化并提炼出化学元素,转化成化学问题,形成综合运用化学、地理、道德与法治等跨学科知识解决真实问题的思路与方法 3.通过实践活动，体会科学、技术、社会的相互关系。 【重点难点】重点：学会从生活中提炼学科知识点，并运用所学解决问题。 难点：培养科学探究能力和创新思维。 【活动设计与实施】 【引入新课】 空气质量检测一般通过检测空气中主要污染物的含量来评价空气质量。我们可以通过组装与使用微型空气质量“检测站”来获取相关数据，从而了解空气质量状况。 【任务一】认识空气质量检测的意义 活动1.空气中某些成分的含量过高就会造成污染。请查阅资料，了解空气的主要污染物，以及空气污染对人体健康和农作物生长的影响。 洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染。目前纳入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径≤10μm，PM10）、细颗粒物（粒径≤2.5μm，PM2.5）、臭氧等。其中有害气体的主要来源是煤、石油等化石燃料燃烧所产生（如：工厂和汽车排放的废气）。空气污染会损害人体健康，影响农作物的生长，破坏生态平衡。如二氧化硫、二氧化氮等有害气体大量排放会造成“酸雨”，腐蚀建筑物和农作物；空调压缩机中使用的氟氯代烷大量排放，会导致“臭氧层空洞”；化石燃料燃烧产生的大量二氧化碳等气体会导致“温室效应”……注意：①二氧化碳不是空气污染物！ ②PM2.5：微粒直径在2.5微米以下的颗粒物称为PM2.5。 （1）空气的主要污染物是：_____________________________________________ （2）空气污染的危害：_________________________________________________ 活动2.及时了解空气质量状况，为采取相应的防护措施和治理措施提供依据，保障公众的健康，促进环境保护和可持续发展。请结合实例说明我国为防治空气污染所采取的一些具体措施。 我国在2013年就由国务院印发了‌《‌大气污染防治行动计划》，2023年又印发了《空气质量持续改善行动计划》，制定了相应的法律法规，落实习近平主席“绿水青山就是金山银山”的环保理念。通过完善法规来监督社会企业，减少污染物的排放；‌加快能源和设备升级，推广‌清洁能源的使用，如‌天然气、‌风能、‌太阳能等，同时对传统能源进行升级改造，减少污染物排放。对工业企业的排放进行严格监管，要求企业采用更高效的污染控制技术，减少颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放。‌减少汽车尾气排放，推广‌新能源汽车，限制高排放车辆的行驶，加强汽车尾气排放标准的执行，减少机动车对空气的污染；‌‌绿化造林，增加城市绿化面积，种植更多的树木和植被，吸收空气中的二氧化碳和其他污染物，改善空气质量；‌减少燃煤使用‌：推广清洁煤技术，减少燃煤产生的二氧化硫和氮氧化物排放，同时鼓励使用天然气等清洁能源；‌提高公众环保意识，通过教育和宣传，提高公众对空气污染问题的认识，鼓励大家采取环保行为，如减少使用一次性塑料制品、节约用电等。这些措施的实施有效地改善了我国的空气质量，减少了空气污染对人类健康和环境的影响。 我国防治空气污染采取的措施有：________________________________________ ___________________________________________________________________（写2条） 【任务二】参观与访谈 活动3.对参观本地环境保护部门的空气质量监测站，了解监测站安装了哪些仪器，监测哪些数据，以及相关数据是如何处理的。 （1）了解空气质量检测站 常见的空气质量检测设备有：空气质量监测仪、气体分析仪、颗粒物计数器和气象色谱仪等。 请查阅资料（例如：智能手机的“天气预报APP”），了解当地空气质量检测的指标有哪些？ ____________________________________________________________________ 思考需要哪些检测设备？ ____________________________________________________________________ 空气质量检测站的各种数据传感器将检测结果转化成电信号，再通过网络上传至云端服务器，实现环境数据的自动存储和在线分析监测，用户通过管理平台或 APP 获取区域内相关监测数据，实现实时监测、精准分析。除了智能手机APP，你还知道哪些可以查询空气质量信息的途径？ ___________________________________________________________________ 活动4.与本地环境保护部门的工作人员进行交流，了解本地空气主要污染物的种类，以及空气质量受风向、风速、温度、降水量、湿度等因素的影响情况。 空气质量监测站监测的数据: 空气污染物的浓度、气象环境温度湿度、大气压力、风速风向、雨量雪量等。其中有有很多因素会影响空气质量的好坏，例如： ①气温:当气温较高时，上层空气对流旺盛，有助于污染物向上扩散，从而缓解了空气的污染;当气温较低时，上层空气对流不显著，容易出现逆温现象，不利于大气污染物的扩散和稀释，容易出现雾霾等重污染天气。 ②气压:在同一季节，气压相对较高的时候不容易出现污染，气压相对较低的时候容易出现污染。气压较高时，气流会使污染物向周边地区扩散，从而减轻空气污染;气压较低时，气流会将周边地区的污染物向中心堆积，从而加重空气污染。 ③ 风速:风速越大，空气质量越好，因为风速越大，越有利于空气中污染物的稀释扩散。 ④降雨:降雨量越大，空气质量越好，因为自然降雨，降雪对空气污染物起着清除和冲刷作用。此外,降水过后往往伴有冷空气过境，风力大且地面没有扬沙，浮尘，非常有利于空气中污染物的扩散。 ⑤其他条件对空气质量的影响：汽车尾气、生活废水、生活垃圾等。 阅读资料或查询APP，当前时段，当地的主要空气污染物是：________________ 空气质量的好坏容易受到哪些因素的影响？____________________________________ 【任务三】微型空气质量检测站的组装 活动5. 微型空气质量检测站的原理通常为：各类传感器采集相应的数据，通过数据连接模块连接到计算机和网络，通过安装的软件程序对数据进行分析和处理。不同的检测仪器基于不同的物理或化学原理来测量污染物的浓度。例如，PM2.5 和 PM10 检测仪通常采用光散射法，二氧化硫检测仪可能基于化学反应等。使用时要先熟悉仪器的操作界面和功能按钮，按照说明书进行校准、采样、数据分析等操作。注意仪器的使用条件和维护要求。 （1）借鉴监测站检测空气质量的思路，可以使用传感器组装简易装置对空气中的主要污染物进行检测。请结合本地空气污染的特征，选择你所需要的传感器（如SO2传感器、PM2.5传感器等）。 你打算选择的传感器有：________________________________ （2）当同时检测空气中多种成分的含量时，研究传感器、数据采集器和计算机是如何连接的，并设计组装方案。 （3）在教师的指导下，根据组装方案，把所需用品按要求进行组装，并在计算机上安装相应软件进行测试。 【任务四】微型空气质量“检测站”的使用 1. 组装好“检测站”后，选择不同地点，检测并记录空气质量。 地点\污染 二氧化硫 一氧化碳 二氧化氮 臭氧 PM10 PM2.5 校园 2.根据检测结果，对空气质量进行分析和评价。 ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 【展示与交流】 1.展示自己组装的微型空气质量“检测站”，与同学交流组装方法、使用说明及检测结果等，并相互评价。 ______________________________________________________________________________ 2.在组装的“检测站”中，你使用什么设备来处理和显示检测数据?与同学交流使用不同设备的利弊。 ______________________________________________________________________________ 【巩固练习】 1.在跨学科实践活动微型空气质量监测站的组装与使用中，要求能检测空气中的主要污染物。下列不需要列入检测项目的是( ) A.二氧化碳 B.PM2.5 C.二氧化硫 D.二氧化氮 2.某校设置微型检测站。下列相关说法错误的是( ) A.臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关 B.PM2.5的含量越高，空气质量越好 C.积极植树有助于提升空气质量 D.加强空气质量检测有利于保护大气环境 3.微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物，下列物质属于其检测范围内的有害气体的是( ) A.二氧化碳 B.氮气 C.PM2.5 D.一氧化碳 4.微型空气质量“检测站”的组装和使用，可以提高同学们保护环境的意识。下列相关说法正确的是( ) A.二氧化硫是有没有气味的气体污染物 B.PM2.5的含量越高，空气质量越好 C.积极植树造林有助于提升空气质量 D.燃料燃烧会产生二氧化碳是空气污染物 5.化学兴趣实践小组的同学们跟随环保部门的人员利用微型空气质量检测仪检测2024年某地某日的空气质量，并记录了下表所示数据 (1)空气质量指数(AQI)越大，空气质量状况越___________(填“好”或“差”)。 (2)该地当日的空气污染物中含量最多的是______________， (3)下列保护空气措施中不合理的是____________(填字母)。 A.工厂加高烟囱 B.鼓励使用清洁能源 C.低碳出行 D.大量种树植草 6.完成《学法大视野》P30页习题。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$