Химия и экология

Марина Олеговна Лаас,
преподаватель химия БОУ НПО ПУ-52
Хочу поделиться своим подходом к проведению урока «Химия и экология». Долгое
время я относилась к этой теме с осторожностью. Термин «экология» часто используется
формально для придания особой значимости работе, однако проблемы экологического
подхода к природе это не решает. Что уж говорить об экологизации мышления
подрастающего поколения.
«Что нам даёт экология? Зачем она нужна?» - часто спрашивают подростки с тоской
в глазах при упоминании этого термина. Уныние детей понятно, за последние десятилетия
мы «заэксплуатировали» экологию, превратив её в модный бренд. При этом
взаимоотношения живой и неживой природы, именно так обозначается экология,
развивается не в пользу живой природы, а значит и Человека.
В мире есть примеры по-настоящему бережного отношения к природе. Наши
туристы, возвращаясь из Швейцарии, восторженно вспоминают, как пили воду из
городских фонтанов без опасения подхватить инфекцию! Для достижения таких
результатов, нужно менять подход к природоохранным мероприятиям.
На
уровне
государства
у
нас
разработаны
природоохранные
законы,
предусматривающие систему штрафов за загрязнения окружающей среды. В Омской
области создано Министерство природных ресурсов и экологии. Университеты и
колледжи готовят специалистов экологов… Возможно обстановка будет меняться, а пока
наш город Омск относится к экологически грязным. Согласно данным Википедии: «По
вышедшей в 2011 году федеральной статистике «Россия в цифрах», в 2010 году Омск попрежнему занимает первое место среди городов-миллионеров России по выбросам в
атмосферу загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников — 198,2 тыс.
тонн».
Просматривается противоречие между количеством мероприятий, потраченных
финансовых ресурсов и видимыми результатами. Поэтому вопрос о экологическом
воспитании молодёжи по-прежнему столь актуален.
Мои размышления на эту тему в поисках ответа на создавшееся противоречие
сначала привели меня к учебнику «Экономика» И.В. Липсица. Автор убедительно пишет,
что природоохранные мероприятия экономически невыгодны для предпринимателя, а
значит эти функции должно брать на себя государство.
Напрашивается вывод, что штрафные санкции за загрязнения окружающей среды
должны быть более ощутимы для предприятий. Хотя результативность таких мер
сомнительна. На практике мы видим, что желание поиграть в «кошки - мышки» с законом,
чиновничий бюрократизм и система взяток в стране приводит
к противоположному
результату. Как объяснить это подросткам? Как не потерять позитивный настрой
молодых, когда у взрослых порой опускаются руки?
На помощь пришла моя любимая химия. Однажды, готовясь к уроку, я наткнулась
на слова Д. И. Менделеева «В природе нет отходов, а есть неиспользованное сырьё».
Высказывание великого ученого, прозвучавшее полтора столетия назад, стало для меня
тем недостающим звеном, которое позволило активно браться за вопросы экологии,
пытаться формировать экологичность мышления современных подростков.
В учебной дисциплине Химия я стараюсь чаще поднимать вопросы экологии при
изучении химических свойств веществ или обсуждении будущей работы операторов в
производстве шин. В конце учебного года мы проводим урок в форме независимого
расследования на тему «Химия и экология». Ребята заранее готовят презентации на
заданные темы:
- Химия на страже экологии
- Рециклинг ПЭТ.
- Воздействие шин на окружающую среду и человека.
Предлагаю Вашему вниманию конспект урока с наиболее удачными презентациями
обучающихся БОУ НПО ПУ №52 г Омска.
Буду рада видеть Ваши предложения и отзывы.
Химия и экология
Цель урока:
-рассмотреть влияние химической промышленности и продуктов её производства на
экологическую безопасность города.
Форма проведения: независимое расследование.
Вступительное слово:
Мы продолжаем рассмотрение темы «Химия в жизни общества». На прошлом
занятии мы говорили, что химия составляет важную часть жизни человека. Химия имеет
отношение ко всему – к пище, одежде, средствам гигиены, лекарствам, зданиям в которых
мы живём, к дорогам по которым мы ходим и др., ведь предмет её интереса – все
существующие вещества.
Таким образом, химия – это наука о веществах и их
превращениях. А экология - наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой
природы. На первый взгляд, кажется, что интересы этих наук резко отличаются друг от
друга.
Я предлагаю провести независимое расследование по теме «Химия и экология».
Цель расследования - определить влияние химической промышленности и
продуктов её производства на экологическую безопасность города, на примере шинного
производства.
Для этого нам предстоит решить следующие задачи:
1.проанализировать влияет ли химическое производство на ухудшение качества
окружающей среды.
2. выяснить существуют ли пути решения проблем охраны окружающей среды,
может ли химия встать на страже экологии?
3.разобраться в понятии «рециклинг» на примере отработанных шин, ПЭТ и выбрать
наиболее оптимальные способы решения проблемы.
В качестве экспертов, которые пытались проанализировать поставленные задачи,
выступают наши обучающиеся. Ребята подготовили презентации и чуть позже мы дадим
им слово.
В последнее время химию часто обвиняют в загрязнении окружающей среды. И
поводов для таких обвинений немало.
Презентация 1.
Слайд 1. Сегодняшний индустриальный пейзаж, увы, немыслим без заводской трубы
с густым шлейфом дыма, с характерным неприятным запахом и оседающими на
окрестности тоннами пыли. Всякое уважающее себя и окружающую природу предприятие
стремится максимально уменьшить загрязнение среды. Однако выбросы газов и пыли из
труб в атмосферу составляли тысячи тонн. А специфический запах, издаваемый шинным
производством, запоминается надолго.
Слайд 2. В год каждый из нас вдыхает четыреста килограммов вредных веществ. По
данным метеорологов, многочисленные элементы таблицы Менделеева, присутствующих
в воздухе, снижают его прозрачность, вызывают туманы и служат одной из причин
выпадения осадков. При этом примерно на треть уменьшается уровень солнечной
радиации и скорость ветра, без которых невозможно самоочищение атмосферы.
Слайд 3. О том, что с городской атмосферой далеко не все в порядке,
свидетельствуют и данные врачей. Статистика заболеваний органов дыхания ежегодно
дает 10% прирост. Исследования ученых медакадемии Омска свидетельствуют, что у
мальчиков,
появившихся
на
свет
после
2000-го
года
уровень
заболеваемости
бронхиальной астмой вдвое выше, чем у их же сверстников, но рожденных два
десятилетия назад. У девочек этот показатель превышен в три раза
Слайд 4. Мы грустно вздыхаем и продолжаем вдыхать отходы производства. Потому,
что понимаем отказаться от новых материалов современный человек не в состоянии.
Химия принесла в его жизнь комфорт. Производство шин составляет около одного
миллиарда штук в год, эта отрасль производства – одна из ведущих во многих странах
мира.
Слайд 5. Но так ли уж всё безнадёжно. В районе Шинного завода открылся
стационарный пост наблюдения за загрязнением атмосферы. Это только начало, ведь
достижения химии способны на большее.
Слайд 6. Д.И. Менделеев 150 лет назад сказал: «В химии нет отходов, а есть
неиспользованное сырьё». Он пытался донести до нас идею комфортного, здорового
существования на Земле. Дальнейшее развитие человечества будет возможно лишь тогда,
когда люди научатся использовать и отходы в качестве сырья, причем каждый на своем
месте.
Обсуждение представленного материала обучающимися позволяет сделать общий
вывод. Люди так бездумно загрязняют окружающую среду, потому что не испытывают
нехватки природных ресурсов на Земле. Отходы производства вредят здоровью людей, а
могут приносить прибыль!
Могут ли достижения химии защищать окружающую среду, а значит стоять на
страже экологии. В этом вопросе разбиралась Настя Колокольцева. Дадим ей слово.
Презентация 2.
Слайд 1. Сверхтонкое обеспыливание газов и воздуха.
Высокоэффективные волокнистые материалы
• стекловолокно
• полимеры
• металловолокно.
Диаметр таких волокон составляет от нескольких микрон до сотых долей
микрона.
Виды фильтров:
• рукавные фильтры
• кассетные фильтры
• карманные фильтры
• компактные фильтры
• Такие фильтры используются для очистки вентиляционных выбросов на АЗС, на
шинных и сажевых заводах.
Слайд 2. Беспламенное сжигание топлива
Наибольшее загрязнение атмосферы обусловлено сжиганием топлива на ТЭЦ (на
фото ТЭЦ-5 г. Омска) и других энерготехнологических установках. В них производится
факельное сжигание топлива при температуре 1200ºС.
Беспламенное сжигание топлива обеспечивает полное сжигание топлива до СО 2 и
Н2О, а также
позволяет снизить выбросы
оксидов азота в 40 раз,
угарного газа – в 20 раз,
оксидов серы - до 500 раз.
Слайд 3. Обезвреживание газов от органических примесей
Очищение газов от углеводородов, спиртов, фенола, формальдегида, ацетона,
стирола и других веществ. Эти вещества способны окислятся до безопасных
СО2 и Н2О, для этого применяют дорогостоящие катализаторы: платину, палладий
или оксиды металлов, например, алюмомедные.
Аналогичные
катализаторы
применяются
в
преобразователях,
которые
устанавливаются на выхлопные трубы автомобилей
Слайд 4. Очистка газов от соединений серы
При очистке газов от соединений серы получают ценный товарный продукт –
серную кислоту. В производстве серной кислоты только 98% SO2 превращается в оксид
серы (VI) SO3 по реакции
2SO2 + O2= 2SO3 +Q
Чтобы
предотвратить
попадание
в
атмосферу,
непрореагировавший
газ
возвращается обратно в контактный аппарат, т.е. осуществляется циркуляция сернистого
газа. За счёт этого превращение удается довести до 99,9%.
Этот способ может быть использован при получении некоторых металлов или при
очистке природного газа на некоторых месторождениях.
Слайд 5. Химическое обезвреживание нефтесодержащих отходов
Этот метод вдвое дешевле сжигания, исключает вторичный ущерб окружающей
среде
и
позволяет
получить
товарный
продукт.
Нефтесодержащие
отходы
обрабатываются известью и стеариновой кислотой. В итоге получается сухой, сильно
гидрофобный порошок, который можно использовать в качестве строительного
материала, например, при постройке дорог.
Слайд 6. Комплексная переработка сырья, безотходное производство.
При производстве серной кислоты основной отход при сжигании пирита - Fe2O3 используется при производстве чугуна. Но в этом производстве есть очень важный и
ценный отход, в нём содержится 50% селена, таллия. Это единственное сырьё для
получения этих веществ, а селен в 50 раз дороже серной кислоты и используется в
производстве полупроводников, строительных материалов, стекла, резины, легированных
сталей.
Слайд 7. Промышленные и бытовые отходы как потенциальный сырьевой источник
для химической промышленности
На Земле, по приблизительным подсчётам, скопилось 6-8 млрд. тонн отходов.
Поэтому очень актуальна возможность использования содержащихся в них полезных
компонентов.
Для начала отходы сортируют. Часть идёт на захоронение, часть сжигается, а часть
подвергается рециклингу.
Рециклинг – это переработка отходов с целью использования их для производства
новых нужных продуктов.
Обсуждение презентации. Итак, мы рассмотрели 7 способов, которые позволяют
очистить окружающую среду и увеличить прибыль предприятий. Давайте повторим их и
проверим записи в тетради.
Наиболее интересным направлением, широко обсуждаемым в средствах массовой
информации, является рециклинг. Предлагаю рассмотреть это направление на примере
отработанных шин. Тем более, что это наиболее близко вам по профессии. Оператор в
производстве шин наверняка задумывается, что происходит с шинами после их
использования. Презентацию представляет Измайлов Константин.
Презентация 3.
Слайд 1. Производство шин составляет около одного миллиарда штук в год. На
Земле скопились миллиарды отработанных шин. В природе они не перерабатываются,
горят плохо. Основная часть пока хранится. Утильные шины представляют всё большую
опасность для живого на земле. В горах брошенных шин разводятся москиты,
размножаются опасные для человека вирусы, а это – опасность эпидемий.
Слайд2. Как помочь себе и планете?
Слайд 3. Во всём мире проблему использования отработанных шин пытаются
решить энтузиасты,..
Слайд 4 …дизайнеры мебели, одежды,..
Слайд 5. …скульпторы.
Слайд 6
Но решить проблему полностью они не могут, за дело берутся химики.
Разработаны методы, позволяющие получить из шин резину.
Шины сначала разбирают (в одной шине 20 наименований составляющих её
предметов), а затем делают регенерат – резину, уступающую по эластичности исходному
материалу.
К регенерату добавляют специально разработанное вещество – дилинг (состав его не
разглашается), которое позволяет повысить эластичность регенерата и использовать его с
целью замены каучука для изготовления резиновых изделий, резиновых перчаток, детских
игрушек , полотен железнодорожных переходов и др.
Слайд 7. Учёный-химик из г.Тулы Платонов разработал и запатентовал метод
переработки шин на бензин и соляровое масло.
Оказывается, что из 1 т. шин можно получить 250 кг высокооктанового
авиационного бензина и 200 кг солярового масла или мазута.
Обсуждение презентации. Мы рассмотрели несколько способов переработки шин,
предложенных энтузиастами, скульпторами, дизайнерами, химиками.
Как вы думаете
- какой способ наиболее доступный?
- какой способ наиболее дешёвый в исполнении?
- какой способ наиболее экономически выгодный, т.е. способный приносить больше
прибыли?
- какой способ наиболее эффективный?
- какой способ экологически безопасный?
- какой способ наиболее масштабный, способный переработать наибольшее
количество шин?
Вывод напрашивается однозначный - горы шин под силу переработать только
химикам.
Заключение.
Сегодня на уроке мы обсудили влияние химического производства на качество
окружающей среды, выявили пути решения проблем охраны окружающей среды с
помощью химии, разобрались в понятии «рециклинга» на примере отработанных шин и
выбрали наиболее оптимальные способы решения проблемы.
Оценки за урок получают…
Всем спасибо. Урок окончен.