Экология

23 октября 2015 - FAN

Экология

Проблемы защиты

окружающей среды

Урок-суд

( урок в 9 классе по химии  – 2013; учитель: Самсонова Н.В.)

         Урок проводящийся в 11-м классе, можно его провести и на обобщающем уроке в 9-м классе в конце года.

Цели урока. В нетрадиционной форме обобщить и расширить знания учащихся. Такой урок даёт возможность рассматривать явления с различных, часто противоположных позиций, т. е. показывает школьникам окружающий мир таким, каков он есть на самом деле, со всеми его противоречиями. Подготовка к игре  приобщает учеников  к чтению дополнительной литературы, развивает их творческие способности.

Оборудование. Плакаты по охране природы; высказывания на отдельных плакатах.

 

Проблемы химической экологии

созданы самим человеком и возникли

как результат длительной, а в последнее

столетие и чрезвычайно бурной

производительности деятельности человека.

В. А. Легасов

Спасем природу - Родину спасем!

Будущее Земли в опасности.

На нас - ответственность перед

настоящим и будущим.

Ход урока

      Учитель (вступительное слово). Основная угроза окружающей среде - интенсивно развивающее производство. Воздействие различных химических веществ, выделяющихся в результате деятельности человека, нередко оказывается на грани восстановительных возможностей природы - огромных, но не беспредельных.

       Главная задача заключается в правильном предвидении результатов хозяйственной деятельности человека, приводящей к преобразованию природной среды.

        Кто же в ответе за природу? Порой несправедливо главной виновницей называют химическую отрасль промышленности. Не в целях её оправдания и не отрицая возможных бед, причиняемых ею, а ради торжества истины и выявления всех потенциальных "Виновников преступления" попытаемся опровергнуть такое мнение. Это необходимо и в связи с тем, что первым и одним из самых важных шагов на пути охраны природы является правильное установление источников и механизмов образование химических загрязнений.

        Любое производство оказывает техногенное воздействие на окружающую среду. Однако нельзя забыть, что по характеру взаимодействия с окружающей средой, по силе давления на неё, возможным последствиям, условиям и интенсивности взаимосвязей с различными объектами окружающей среды отдельные отрасли промышленности оказывают далеко не равноценное влияние на природу и проходящие в ней процессы. Наибольшее воздействие оказывают предприятия черной и цветной металлургии, теплоэнергетика, целлюлозно - бумажная, горнодобывающая, химическая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая отрасли промышленности, автотранспорт. В охране окружающей среды важная роль  принадлежит химии и химической технологии.

Кому угрожает опасность? Вам.

Разве вы не видите, что перед вами

весы, на одной чаше которых ваше

 могущество, на другой - ваша ответственность?

Виктор Гюго.

"Человек, который смеется"

     Действующие лица: главный судья, секретарь, присяжные, обвинители, адвокаты, свидетели.

        

 Секретарь. Встать! Суд идет!

Главный судья. В открытом судебном заседании мы слушаем дело о загрязнении окружающей среды и об экологических проблемах общества. Дело состоит из двух частей. В первой - Природа обвиняет общество, человека,  назначение которого, как считал Ж. Б. Ламарк, как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род , предварительно сделав земной шар непригодным для обитания. Во второй части Общество рассматривается как сила, способная из "Дикой умирающей" природы сделать её приятной и живой. Своим трудом человек открывает в природе то, что она таила в лоне своем, - неведомые её сокровища. Я призываю высокий суд объективно разобраться в этом деле, выслушав обе стороны , свидетелей, и вынести справедливый приговор.

        Суд предупреждает: вы должны говорить правду и только правду. За дачу ложных показаний свидетели и потерпевшие будут привлекаться к ответственности.

I часть

    Секретарь. Приглашается Природа.

Природа. Прошло уже около  млн. лет, как появился на Земле человек. Благодаря научно - техническим достижениям он возомнил себя моим господином. И вольно или невольно стал применять ко мне давний принцип поработителей "Разделяй и властвуй".

Секретарь.  Приглашается общество.

Общество. Наивысшая организация жизни - это Общество. В древние времена, когда человек был ещё собирателем и охотником, он находился в более гармоничном единстве с окружающей природой и полностью зависел от неё. С развитием техники люди становились всё сильнее. Они уже могли покорять  и подчинять силы природы во благо себе.

Судья. Теперь послушаем свидетелей и пострадавших. Приглашаю пострадавшую - Землю-кормилицу.

Земля. Чтобы прокормиться, одеться, человек пользуется земельными, водными ресурсами.  Почвы разрушаются, это ведет к развитию эрозии, вторичному засолению; вода и воздух загрязняются.

Свидетель. Человек ежегодно извлекает из земных недр более 100 млрд. т руды, горючих и строительных материалов. Добыча полезных ископаемых приводит к изменению рельефа Земли, образованию котловин, пустот в верхних слоях земной коры.

Судья (обращается к Адвокату Природы). Есть ли факты отрицательного влияния удобрений на здоровье человека.                                                                                                                                                     Адвокат. Повышенное содержание нитритов  и нитратов в пищевых продуктах приводит ко многим заболевания человека. В нашем сельском хозяйстве в больших количествах применяются пестициды, которые используются человеком для борьбы с вредителями различных  сельскохозяйственных  культур и уничтожения паразитов домашних животных.

Судья (обращается к Адвокату Общества). Что делает сегодня человек, чтобы предотвратить развитие заболеваний, связанных с избыточным использованием минеральных удобрений и пестицидов?

Адвокат. В некоторых странах (США, Франция, Германия)уменьшают применения пестицидов или полностью от них отказываются. В 1985 г. в США насчитывалось свыше 20 тыс. ферм, не применяющих не только пестициды, но и минеральные удобрения. Аналогичные примеры есть и у нас: некоторые хозяйства Краснодарского края, Омской и Полтавской  областей отказались от применения пестицидов.

Секретарь. Приглашается свидетель Атмосфера.

Атмосфера. Источником загрязнения атмосферы являются предприятия черной  и цветной металлургии, тепловые электростанции, автомобильный транспорт и др. В атмосферу выбрасывают различные газы и пыль. Из космоса видны дымовые шлейфы и скопления дыма над крупными промышленными районами.                                                                                                               С 1900 г. использование топлива увеличилось в 10 раз. Ежегодно в атмосферу поступает более 200 млн. т оксидов углерода, серы, азота.                                                                                                                   Выброс больших количеств CO2 нарушает  круговорот углерода в природе - переход органических соединений в неорганические, и наоборот. За счёт фотосинтеза.     

nCO2+mH2O=CnH2mOm+nO2

Ежегодно образуются 80 млрд. т органических веществ, выделяется 10*10 11 т кислорода и аккумулируется в растениях 1,7*10 21 кДЖ солнечной энергии. В атмосферу СО2 возвращается за счёт  процессов дыхания животных , человека и растений, а также разложения их останков.

Все увеличивающееся содержание СО2 вызывает так называемый парниковый эффект. СО2 свободно пропускает на Землю излучение Солнца, но сильно задерживает тепловое излучение Земли. Слой СО2 играет такую же роль, как  стекло в парниках. За последние 100 лет средняя температура на поверхности Земли выросла на 0,5-,06 градуса. Дальнейшее накопление СО2 в атмосфере может  привести к изменению климата на Земле. Многие учёные полагают, что это вызовет таяние льдов и катастрофические повышение уровня мирового океана.

     Наибольшие количества SO2 выбрасывают тепловые электростанции и предприятия цветной металлургии, на которых осуществляется окислительный обжиг сульфидных руд. При растворении в капельках влаги тумана, дождя, облаков оксиды неметаллов (в основном  SO2) образуют кислотные дожди.

Это приводит к понижению pH осадков, вызывает рост кислотности водоёмов, гибель их обитателей. Кислотные дожди способствуют также коррозии металлов, разрушению лакокрасочных покрытий. Под губительным действием оксидов серы и азота разрушаются памятники архитектуры и многие строительные материалы.

Сейчас в мире имеется более 500 млн. автомобилей. На них приходится 60% всех вредных выбросов в атмосферу;  в выхлопных газах содержится не менее 200 пагубных для здоровья компонентов (это оксид углерода(II), оксиды азота, оксид серы(IV), углеводороды, соединения свинца и др.).

CO взаимодействует с гемоглобином крови в 200 раз активнее кислорода и снижает способность крови быть переносчиком О2.

Выхлопные газы могут быть причиной образования смога над городами. Этот процесс можно представить схемой:

NO+1/2O2=NO2.

Под действием ультрафиолетового излучение Солнца молекулы NO2 распадаются. Образовавшийся атомарный кислород при взаимодействии с молекулярным кислородом образует озон:

 

 

 

NO2+hu=NO+O,

O+O2=O3,

__________________________

hu                                                                                                                                                                 NO2+O2 NO+O3,

O3+NO O2+NO2.

 

 Озон и атомарный кислород вступают в реакцию с углеводородами, что приводит к образованию токсичного продукта - смога - ядовитого загрязнения атмосферы городских районов с интенсивным автодвижением.

В выхлопных газах содержатся также соединения свинца (Pb - токсичный элемент), которые действуют на ферментные системы и обмен веществ, накапливаются в морских отложениях и пресной воде.

В продуктах сгорания топлива содержится ртуть - один из опаснейших загрязнителей пищевых продуктов. Она накапливается в организме и вредно действует на нервную систему.

Также источником загрязнения атмосферы являются радиоактивные элементы, попадающие в атмосферу при ядерных взрывах, авариях на атомных станциях.

Наиболее яркий пример негативного воздействия человека на климат Земли - возникновение озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой.

Секретарь. Приглашается свидетель Гидросфера.

Гидросфера. Вода - бесценное богатство, без неё невозможна жизнь на планете. Физиологическая потребность в воде одного человека за 70 лет составляет 50 т. В связи с развитием промышленности, ростом городов расход воды все увеличивается. Одновременно усиливается загрязнение воды промышленными и бытовыми отходами. Это приводит к нарушению естественных процессов самоочищения водоемов, наносит ущерб их обитателем. В современном городе на бытовые нужды ежесуточно требуется 300-500 л воды на одного человека. Количество ежесуточно расходуемой человечеством пресной воды в настоящее время равняется годовой добыче всех полезных ископаемых.

Важным показателем качества воды является количество растворенного в ней кислорода. Кислород необходим для жизни обитателей водоемов. За счет деятельности аэробных бактерий кислород используется для окисления органических веществ останков животных и растительных организмов с образованием CO2, H2O, а также небольших количеств ионов NO3, SO4, PO4, которые усваиваются растениями. Тем самым осуществляется самоочищение водоема. При избытке органических веществ растворенного кислорода оказывается уже недостаточно для деятельности аэробных бактерий. В этих условиях процесс разложения органических веществ выполняют анаэробные бактерии, но в результате их деятельности образуются уже CH4, NH3, H2S, PH3.  Вода приобретает гнилостный запах, гибнет рыба и другие обитатели водоёмов.

Большой вред природным водам наносят растворенные в сточных водах минеральные удобрения, смываемые с поверхности почвы. Удобрения (в особенности нитраты и фосфаты) вызывают бурное разрастание сорной травы и водорослей. Это приводит к засорению водоемов и их гибели. Источником загрязнения воды также являются: 1) продукты гниения древесины при молевом сплаве леса; 2) горюче - смазочные вещества морского и речного флота; 3) нефть, покрывающая 1/4 часть поверхности Мирового океана, вследствие потери её при подводной добыче, перевозках, авариях нефтеналивных судов; 4) отходы животноводчества - один свинокомплекс  на 108 тыс. голов или комплекс крупного рогатого скота на 35 тыс. голов даёт загрязнение, эквивалентное отходам крупного города с населением 400-500 тыс. человек.

II часть

Судья (обращается к Адвокату Общества). Сознает ли человек свои ошибки?

Адвокат. Да, человек признает свои ошибки. Во многих странах проводятся работы по искусственному лесоразведению. Для сохранения некоторых видов животных и растений организованы заповедники, заказники, национальные парки. Очистка от SO2 основана, в частности, на окислении S (IV) в S (VI) с последующей утилизацией образующихся соединений. При этом достигается очень высокая степень очистки. Ведутся исследования по применению микробиологических методов для очистки жидкого и твердого топлива от соединений серы.

Одним из способов кардинального решения  проблемы защиты окружающей среды является использование водорода в качестве топлива, а также применение электрохимических топливных элементов. Быстрыми темпами совершенствуется атомная энергетика. Бытовые сточные воды обеззараживают хлором и озоном, а затем подвергают биологической очистке. При биохимическом окислении органических веществ образуется биомасса, на которую используют для получения белково-витаминного концентрата для подкормки животных.

Очистка промышленных сточных вод весьма сложна. Удаление соединений металлов может быть осуществлено осаждением их в виде нерастворимых веществ, экстракцией органическими растворителями и др.

Наиболее надежный способ защиты водоёмов основан на создании экономических рациональных замкнутых систем, обеспечивающих многократное использование воды в производстве. Необходимо внедрять в производство безотходные технологии, комплексное использование сырья.

Д. И. Менделеев считал, что "В химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье". Любые отходы могут быть использованы как сырье для получения других химических продуктов. Но пока отходы имеются в любом производстве. Сущность безотходной технологии передаёт схема (написана заранее).

Этот организованный и регулируемый человеком технологический круговорот сырья, продукции и отходов представляет собой замкнутую экологическую систему наподобие природной, в которой продукты жизнедеятельности одних организмов используются другими организмами, и в целом осуществляется саморегулирующийся биогеохимический круговорот веществ.

 

Потребление

                                                                                                                                         

Сырьевые ресурсы

 

Производство

                                                                                                                                    

Отходы

 

Вторичное сырье

 

 

 

Главный судья. Для оглашения решения суда прошу всех встать!

Судья оглашает решение суда.

Судебное заседание объявляется закрытым.

Учитель подводит итоги урока: называет лучшее выступления, при необходимости рецензирует выступление участников игры. Ученики высказывают свое отношение к этой форме урока, пожелания участников игры.

В качестве домашнего задания можно предложить участникам три задания.

1. Оксид серы (IV), содержащийся в воздухе, действует на мрамор (постепенно разрушается памятники архитектуры и произведения искусства).

Составьте уравнения реакции, имея в виду превращения мрамора в гипс.

2. В виде каких нерастворимых солей можно удалять из сточных вод ионы: а) , б) , в , г) , д) ?

Составьте уравнение реакции.

3. Утилизация фтороводорода, образующегося при переработке апатита, может быть осуществлена в результате взаимодействия с раствором гидроксида натрия. Для регенерации гидроксида натрия нужно подействовать на раствор негашеной известью. При этом образуются также нерастворимый фторид кальция CaF2 . Составьте уравнение реакции.

Комментарии (0)
Кто онлайн?
Пользователей: 0
Гостей: 0
Сегодня были:
school2