Урок. "Хімія і екологія. Хімічні речовини і процеси в біосфері. Діяльність людей, пов’язана із застосуванням хімічних речовин."

            ДИСЦИПЛІНА : ХІМІЯ

 

 

ТЕМА ЗАНЯТТЯ : Хімія  і  екологія. Хімічні  речовини  і  процеси  в  біосфері. Діяльність  людей, пов’язана  із  застосуванням  хімічних  речовин.

    ВИД  ЗАНЯТТЯ : заняття -конференція

    ТИП ЗАНЯТТЯ : засвоєння  нових  знань

    ТРИВАЛІСТЬ ЗАНЯТТЯ : 90 хв.

 

                                              ЦІЛІ  ЗАНЯТТЯ:

 

ОСВІТНІ:  вивчити умови розвитку і  вдосконалення  людського  суспільства, хімічних виробництв  в  органічному  взаємозв’язку  з  живою  природою;  організацію охорони навколишнього  середовища  в Україні  та  поза  її межами

 

РОЗВИВАЮЧІ:розвивати пізнавальну активність студентів; творче самостійне мислення.

 

ВИХОВНІ: сприяти  формуванню естетичних і  культурних  поглядів  на  гармонійні  відносини  людини  і  природи, формувати екологічну культуру

 

                                   МІЖПРЕДМЕТНІ ЗВ’ЯЗКИ:

 

ЗАБЕЗПЕЧУЮЧІ :  Неорганічна  хімія “Нітроген”, “Сульфур”;Органічна хімія “Природні  джерела  вуглеводнів”,”Жири”;Технологія харчування; Біохімія;Аналітична хімія; Безпека  життєдіяльності;Основи екології.

ЗАБЕЗПЕЧЕНІ: Біологія “Основи екології”; Хімія “Нітроген”, “Сульфур”;Всесвітня  історія.

 

                                    ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЗАНЯТТЯ:

 

А.НАОЧНІ ПОСІБНИКИ : таблиця “Схема  водоочисної  станції”

 

Б.РОЗДАТКОВИЙ МАТЕРІАЛ : буклети”Екологічна  карта України, “Харчові  добавки”, опорні  конспекти,таблиці

 

В.ТЗН: слайди, відеофільм

Г.УЧБОВІ МІСЦЯ: лабораторія хімії,неорганічної та органічної хімії

 

                                              ЗМІСТ ЗАНЯТТЯ

 

І.ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ.

Відмітити відсутніх,відповісти на запитання студентів.1хв.

 

ІІ.ПОВІДОМЛЕННЯ ТЕМИ, МЕТИ  І ПЛАНУ ЗАНЯТТЯ.МОТИВАЦІЯ УЧІННЯ. 6хв.

 

   ВСТУПНЕ  СЛОВО  ВИКЛАДАЧА

   Міжнародні  експерти  аналізують, що  Україна  знаходиться  в  стані  прихованої  екологічної  кризи. Таке  висловлювання  можна  в  повній мірі  віднести  до  більшої  частини земної  кулі – екологічна  криза  розростається  з  кожним  роком. Сьогодні  є  всі  підстави говорити про  те,що  розвиток  людства  може  бути  зупинений  на  житті  наших  внуків  чи  правнуків. Людина  своєю  діяльністю  змінює  склад  атмосфери, вод, грунтів, тому  екологічна  криза  характеризуватиметься  новою  еволюцією -  виникненням  нових  мутованих  видів  рослин , тварин, істот, подібних  до  людських, які  будуть  пристосовуватись  до  нових  умов  життя.  Але  людство  цього  вже  ніколи  не  побачить... Якщо  й  природа  створить  якусь  нову  розумну  істоту, то  істоти з  людською  свідомістю  більше  ніколи не  буде.

    Але  слід  оптимізувати  ситуацію – ні  екологічна  криза, ні  глобальна  екологічна  катастрофа  ніколи не  були абсолютно  неминучими. Людство  може  їх  попередити. Тому  екологічні  проблеми  по  своїй  сутності  не  передбачають  таких  питань:  треба, чи  ні?  При  їх  вирішенні  мова  завжди  йдеться  про  те, як  треба це  попередити?

Вирішальну роль в  цьому може  і  повинна  зіграти  хімічна  наука.

 

   ПРОГРАМА  КОНФЕРЕНЦІЇ:

  Виступи  студентів побудовані  в  світлі  таких  проблемних  запитань:

 

1. ВІД гармонії  ДО  ГАРМОНІЇ (пошуковий метод, самостійна робота)
2. ПІДКАЗКИ (метод випереджуючого навчання)
3. ЦЕГЛИНКИ, З ЯКИХ  БУДЕ  ПОБУДОВАНО  ФУНДАМЕНТАЛЬНУ  БУДІВЛЮ. ПРОПОЗИЦІЇ.(проблемно-пошукові методи)
4. ЕКОЛОГІЧНИЙ  СТАН  МІСТА. (елемент ігрового методу)

 

ІІІ. СПРИЙМАННЯ І  ОСМИСЛЕННЯ  СТУДЕНТАМИ  НОВИХ  ЗНАНЬ.80хв. 

1.Виступи  студентів  

 

1.1.  ІСТОРІЯ

Давайте  звернемось  до  історії, тому  що  минуле  вчить  нас  теперішньому  і  підказує  майбутнє. Почнемо  нашу  розмову   про  екологічну  технологію  з  розгляду  зміни  способів  і  масштабів  хімічного  впливу  на  навколишній  світ.

На  початку  своєї  “хімічної  діяльності”  людина  обмежувалась  лише  одержанням  тепла (для  приготування  їжі, зігрівання). Тодішні  вироби  не  були  результатом  хімічного  перетворення:  прикріплені  до  палиць  камені,або  й навіть  просто  палиця  ставала  знаряддям  захисту, нападу , а  також  сільськогосподарським  знаряддям;  з  дерева  будувались  примітивні  човни  або  житла, шкіра  тварин  або  шерсть  овець  замінювала  одежу. Отже, в  ті  давні  часи  на  предмет  здійснювали  лише  фізичний  вплив  або  використовували  його  безпосередньо.  Зазвичай  говорять  про  повну  гармонію  первісної  людини  з  природою. Навряд  чи  з  цим  можна  погодитись. Не  можна  забувати, що  гармонія  має на  меті  рівність, а  її не  було:  людина  залишалась  рабом природи, повністю  залежала  від  неї. А справжня гармонія з  рабовласником  ледь можлива.

   Розвинуте  суспільство  перестало  задовольнятись  вогнищем  первісної  людини. Почали виникати  виробництва  скла, металів, мила, гончарних  виробів, фарб, хліба. Тут  вже  використовується  набір  хімічних  реакцій, внаслідок  яких  в  атмосферу  викидається  цілий  букет  газоподібних  забруднювачів :  оксиди  вуглецю, сірки, азоту, пара  металів,  серед  яких  і  такі  шкідливі, як  ртуть. Воду  забруднюють  відходами  барвникових  виробництв і,  говорячи  сучасною  мовою,  -  комунально-побутовими  стоками.

  В  середні  віки  далі розвивається  металургія, розробляються  металообробні  і  хімічні  технології. Налагоджується  виробництво  сірчаної  і  азотної  кислот, селітри, пороху, мідного  купоросу, поташу, зростає  випуск  мила  і  фарб. З  цим  пов’язаний  не  дуже  значний  об’єм  впливу промислових  відходів на  природу . Більш  суттєвими  є  побутові  забруднення  -  гази  пічного  опалення  і  хімічні  речовини  каналізаційних  стоків. Саме  вони  стають  першою 

прикметою  можливих  конфліктів  природи з  антропогенними  хімічними  сполуками.

   На  початку  ІІ  половини  18  ст. помітний  вклад  в  забруднення  атмосфери  вносять  винайдені  парові  котли. Металургія  від  деревини  переходить  до  коксу, що  знову  прибавляє  забруднень, вже  не  тільки  в  атмосфері, а  й  в  гідросфері. Пов’язані  з  металургією  галузі  виробництва (вугледобування,збагачення)  підвищують  техногенне  навантаження  на  атмосферу  і  гідросферу.

  З  появою  в  1886  році  автомобілів  разом  з  викидами газу в  атмосферу  виділяються  не  тільки  хімічні  речовини, які  існують  в  природі, а  й  ті, які  зовсім  не  характерні  для неї (наприклад, канцерогенний  бензпірен). Автомобілі  сприяють  утворенню  високих  концентрацій  забруднювачів  в  атмосфері  на  відносно  невеликих  територіях  промислових  центрів. Ріст  автомобільного  парку, в  свою  чергу, стимулює  створення  багатотоннажних  технологій  переробки  нафти, а  отже, і  збільшення  об’ємів  рідких  і  газоподібних  забруднень. В  природу  у  все  більших  кількостях  надходять  не  властиві  їй  хімічні  сполуки.

    Хімічні  процеси  вдосконаленої  металургії  і  теплоенергетики, хімічної  промисловості  і  транспорту  помітно  змінюють  не  лише  кількісну, а й  якісну  характеристику  забруднювачів. Атмосфера, гідросфера  і  літосфера  потрапляють  під  сильний  техногенний  тиск. Вже  не  йдеться  про  первісну  гармонію  природи  і  людини.  Хімічні  реакції, які  використовуються  в  промисловості,  вступають  у  конфлікт  з  природним  середовищем.  Він  ще  має  обмежений  за  площею  характер, але  помітно  наближається до  глобальних  масштабів, захоплюючи  все  більші  території.

 

 

 

 

 

2. СУЧАСНІСТЬ  

 

  Друга  половина  20 ст. набуває  особливих  з  точки  зору  хімії  відмінних  рис:

• проходить  інтенсивна  хімізація  всіх  галузей  промисловості, сільського  господарства, знаходять  застосування  нові  хімічні  реакції  і  сполуки, які  раніше  ніколи  не  використовувались  при  одержанні  цільового  продукту;
• створюються  потужні  виробництва  різноманітних  штучних  матеріалів, одержання  яких  супроводжується  хімічними  реакціями  і  продуктами, що  не  мають  аналогів  в  природі;
• розвиваються  нові  технологічні  процеси, втілюються  в  повсякденне  життя  синтетичні  речовини, що  призводить  до  виділення  в  навколишнє  середовище  антиекологічних  хімічних  сполук;
• синтезуються  матеріали, які  володіють  надзвичайно  високою  стійкістю  до  дії  природних  факторів, що  створює  нове  могутнє  джерело  хімічного  забруднення, яке  вже  пов’язане  не  тільки  з  виробництвом продуктів ,а й  їхнім  споживанням.

  Хімія  втручається  в  різноманітні  сфери життя  суспільства. Величезною  є  її роль  у  вдосконаленні  промислового  і  сільськогосподарського  виробництва. “Вік  хімії”, “вік  полімерів”,”вік  синтетики” – ці  образні  характеристики  зовсім  не  перебільшені.  Небачений  розмах  хімізації  виробництва  став одним  із  факторів загрозливого  забруднення  природного  середовища  та  виснаження  природних  ресурсів.  Щорічно  з  земних  надр  добувається  100млрд  т.  викопних  ресурсів, в  атмосферу  викидається  більше  20  млрд .т  газів, в  водоймища  потрапляє 600 млрд т. промислово-побутових  скидів. Природа  стала  не  тільки  невичерпним  джерелом  ресурсів, які  задовольняють  потреби  людини, а  й  бездонним  колодязем  для  відходів  її діяльності. Демонстрація слайду Порівняльна  характеристика  піраміди  і   сміттєзвалища  Нью –Йорка

 

 

 

 

На  фоні  цього  найбільш  небезпечними  є  наслідки  забруднення  атмосфери, яка  має  величезне  екологічне значення, так  як  в  ній  відбуваються  основні  процеси  біосфери  Землі.  Наше  життя  неможливо  уявити  без  наявності  так  званих  біогенних  елементів ( H,C, O, N,P, S), які  вступають  в  природні  колообіги, зумовлюючи  стійкість  та  рівновагу  в  біосфері.  В  той  же  час  забруднення  навколишнього  середовища  може  викликати  значні порушення в  колообігу цих  елементів. Сполуки  сірки, вуглецю  і  азоту  ,натомість,  стають  небезпечними  забруднювачами  природи, негативно  впливаючи  на  життєдіяльність  організмів. До  таких  негативних наслідків  відносять  явище  парникового  ефекту, виникнення  озонових  дір,  смогів  та  кислотних  опадів.

 

Явище  парникового  ефекту.За  останні  120  років  вміст  вуглекислого  газу  в  атмосфері  збільшився  на  17%. Це  зумовлено:

 по-перше, діяльністю  людини, підігрівом атмосфери  в  ході  спалювання  великої  кількості  вугілля, нафти, газу  і  роботи  АЕС;

по-друге, спалюванням  органічного  палива  та  знищенням  лісів.

У  земній  атмосфері  вуглекислий  газ  діє,  як  скло  в  теплиці  чи парнику: він  вільно  пропускає  до  поверхні  Землі  сонячні  промені, але  утримує  тепло  розігрітої Сонцем  поверхні  Землі. Явище  розігрівання  атмосфери  називають  парниковим  ефектом. Парниковий  ефект  можуть  спричиняти  і  інші  гази: метан, оксиди азоту, фреони.

 

 Демонстрація слайду Баланс  тепла  в  атмосфері.

Виникнення  озонових  дір: На  висоті 20-50км  утворюється  озоновий  щит  Землі, що  захищає  нас від  жорсткого  ультрафіолету. Над Антарктидою  виявлено  витончення  цього  щита  на 40-50%. Джерелом  озоноруйнуючих  речовин  є  діяльність  людини. Сучасна  промисловість  використовує  у  все  більшій  кількості  фреони ( CFCl₃, CF₂ClBr тощо). Вони  широко  застосовуються  як  холодоагенти, аерозолі  в  фарбах, лаках, парфумах, для  очистки  напівпровідникових  схем.  Пара  фреонів  із  висхідними течіями потрапляє  в  стратосферу, де  під  дією  УФ – випромінювання  їхні  молекули  руйнуються, вивільняючи  атоми хлору. Один  атом  хлору  здатен  розкласти 100тис. молекул  озону.

Демонстрація  слайду Руйнування озонового  шару.

 

 

Кислотні  опади. Кислотні  опади  утворюються  в  основному  при  взаємодії  парів  води  з  оксидами  сірки  і  азоту, які  викидаються  в атмосферу  при  згорянні  палива, роботи  автомобільних  двигунів. Стратосферні  вітри  переносять  хмари  з  кислотами  на  великі  відстані. 60% техногенних  викидів  оксидів  сірки  дає  спалювання  вугілля, 40%  викидів  оксидів  азоту  -  автомобільний та  інші  види  транспорту.

Демонстрація слайду   Схема  утворення кислотних  опадів

Смоги. Смог  виникає  внаслідок  складних  фотохімічних  реакцій  у  повітрі, забрудненому  вуглеводнями, пилом, сажею  і  оксидами  азоту,  під  впливом  сонячного  світла, підвищеної температури  нижніх  шарів  повітря  та  великої  кількості  озону, який  виділяється  в  результаті  розпаду  двоокису  азоту  під  дією  олефінів  з  неповністю  згорілого  автомобільного  палива.

 

   Перегляд  уривку з відеофільму.

 

Самостійна  робота  з  роздатковим матеріалом по забрудненню  гідро- і літосфери.

 

 

               Забруднення атмосфери,гідросфери і літосфери та засоби  захисту

 

 

   АТМОСФЕРА

                                                                                                механічні,сорбційні,каталітичні способи

           Основні хімічні продукти: СО,СО₂, SO₂, SO₃,NO, NO₂            очистки газоподібних викидів;

           техногенного  походження   вуглеводні,Pb,Hg,інші важкі

 метали, As,радіоактивні

 ізотопи

 

 

 відстоювання,фільтрування,флотація,

  ГІДРОСФЕРА коагуляція,флокуляція,адсорбція, йонний

 обмін,екстракція,зворотній  осмос,

температура,рН  середовища,мінеральні  домішки, електрохімічна  очистка,термоокиснення,

органічні  кислоти,сполуки хрому, феноли,                              відновлення, нейтралізація, біохімічна

синтетичні  миючі  засоби, збудники захворювань,

отруйні речовини очистка,обробка  магнітним полем,

 ультразвуком,безстічні виробництва

 

 

 

 

        ЛІТОСФЕРА     біологічне землеробство,агротехнічні,

         Мінеральні  добрива,пестициди,гербіциди,      біологічні прийоми і засоби захисту,

         РН  грунту       застосування природних пестицидів,

 

                    бактеріальних препаратів,селекція                                                                                                                             стійких сортів,перехід від монокультур                                                                                                                            до полікультур             

 

 

 

Закріплення  знань:

1. З розвитком  яких хімічних  виробництв  збільшилось техногенне  навантаження  на  довкілля?
2. Чим  відрізняється  дія  природних  і  штучних  матеріалів на  навколишнє  середовище?
3. Яка  частина  біосфери  зазнає найбільших забруднень? Чим це  довести?

 

3.    ЕКОЛОГІЧНА  ХАРАКТЕРИСТИКА  ЛЮДСЬКОЇ  ДІЯЛЬНОСТІ

 

Самостійна  робота  з  опорними  конспектами “Галузі  виробництва,їх  вплив  на  довкілля  та  способи  боротьби із  забрудненнями”

                 Галузі  виробництва,їх  вплив на  довкілля  та  способи  боротьби  із  забрудненнями

Галузі виробництва	Основні забруднення	Заходи по боротьбі із забрудненнями
Енергетика                      автомобільний транспорт	Золошлакові відходи,викидні гази, радіоактивні елементи, підвищення температури води             Сажа, СО, вуглеводні, продукти неповного згоряння  палива,NO, SO2, 3,4-бензпірен, альдегіди, сполуки Плюмбуму.	Хімічні і мікробіологічні методи позбавлення палива сірки; Термохімічний розклад вугілля, газифікація, гідрогенізація; Виробництво малодимного і бездимного палива; Вловлювання,знешкодження  і  використання  твердих відходів в інших виробництвах  та  зведення  до  мінімуму витрат  води; Альтернативні  джерела  енергії     Хімічні  методи очистки   викидних газів; Каталітична  очистка; Підвищення октанового числа:ізомеризація алканів, застосування  нетоксичних  антидетонаторів; Радикальна заміна палива:використання  природнього  газу, метилового  спирту, гідридів  металів
Сільське  господарство	Мінеральні  добрива: нітратні,фосфатні, калійні  солі, мікродобрива та органічні добрива, пестициди,гербіциди	Відмова  від мінеральних добрив  і  хімічних засобів захисту рослин; Створення  системи  моніторингу вмісту  всіх  пестицидів і продуктів їх розкладу  в  навколишньому  середовищі  і  продуктах харчування; Використання природних пестицидів:діатомової землі,порошків з панцирів морських тварин, природних бактеріальних препаратів на основі загиблих від хвороб комах;  Селекція  сільськогосподарських культур
Хімічна промисловість: Виробництво H2SO4         Виробництво NH3     Виробництво цементу, скла	Піритні огарки, оксиди Сульфуру,Арсен,Селен, порушення рН грунту       Аміак, продукти  очистки природного і конвертованого газів   Шкідливі компоненти сировини, мілкодисперсний цемент	Утилізація  сірчистих газів:адсорбційна, аміачна, содова,кислотно-каталітична; Використання  піритних огарків для одержання  міді,в  цементній промисловості та для видалення із стічних вод масел, нафти і нафтопродуктів   Циркуляційний  метод  і  автоматизація виробництва        Вловлювання  цементного  пилу, фізико-хімічні   способи захисту навколишнього середовища
Чорна і кольорова металургія	Газоподібні і тверді відходи промисловості,металургійні шлаки	Використання  металургійних шлаків  у виробництві будівельних матеріалів:цементу, мінеральної вати, гравію; Безстічні  технології  водокористування; Безкоксова металургія; Мікробіологічні  способи  вилучення  металів  з  руд; Одержання  металів з відходів: залізного лому,золи ТЕС,відходів гірничодобувної промисловості
Нафтопереробна і нафтохімічна  промисловість	Забруднювачі первинної і  вторинної  переробки  нафти, стічні  води  нафтопереробних і нафтохімічних  підприємств, нафтошлаки, газоподібні  викиди	Очистка  вод  Світового  океану  нафтовловлювачами; стічних вод – за  допомогою фільтрів; Утилізація  нафтошлаків; Знешкодження  газоподібних  викидів  хімічними  методами і т.д.

 

Виступи  студентів: 

Еколого-хімічні  аспекти  енергетики. Паливно-енергетичні  ресурси  характеризуються  певним  хімічним  складом  твердого  та  рідкого  палива: вугілля, нафти. Забруднення  природи  виникає  вже  на  стадії  добування, транспортування, зберігання і  переробки  паливної  сировини. ТЕС  -  своєрідний  хімічний  реактор  для  одержання енергії. Золошлакові  відходи, відведені  гази, безповоротні  втрати  води, пилові  викиди, радіоактивне  забруднення  -  такий  перелік  забруднень  навколишнього  середовища  внаслідок  діяльності  ТЕС. Діяльність АЕС  та    ГЕС  характеризуються  тепловими, радіоактивними  забрудненнями, заболоченням територій, загибеллю  мешканців  рік.Демонстрація  слайду Світове  споживання енергії.

   До   мініелектростанцій  можна  віднести  роботу  автомобільного  транспорту. Але  склад  відпрацьованих  газів  автомобіля  містить  набагато ширший  перелік: сажа, монооксид  вуглецю, вуглеводні, монооксид  азоту, диоксид  сірки, бензпірен, альдегіди, сполуки  свинцю. Справа  погіршується тим, що  автомобільні  викиди концентруються    в  приземному  шарі  повітря – саме  в  зоні  нашого  дихання. Тому  зусиллями  вчених  з  усього  світу  було  запропоновано  комплекс  заходів  по  призупиненню  процесів  автомобільного  забруднення. Демонстрація графіку ефективності  боротьби з автомобільними  забрудненнями.

 

Екологічні  аспекти  хімізації  сільського  господарства. Основними  напрямками  хімізації  сільськогосподарського  виробництва  є  застосування  мінеральних  добрив, боротьба  з  шкідниками  і  хворобами  сільськогосподарських  рослин  і  тварин, виробництво  штучних  матеріалів

(полімерних  плівок, емульсій, латексу), їх  утилізація;  переробка  сільськогосподарської  продукції (консерванти,харчові  добавки).

   Виробництво  мінеральних  добрив  набуло  найширших  масштабів  у 80-х роках  минулого  століття.Демонстрація графіку зростання  обсягів виробництва добрив.

 

Але  їх  безконтрольне  застосування  приводило  до  евтрофікації  водоймищ, засолення  грунтів, підвищення  концентрацій  нітратів, нітритів і  важких  металів  в  сільськогосподарській  продукції,тобто,  тих  явищ, з наслідками  яких  доводиться боротись  донині.  Засоби  хімічного  захисту  рослин -  пестициди  та  отрутохімікати  мають  теж  пролонговану  дію  для  організму  людини  і  тварин, в  той  час,  як  самі  шкідники  виявляють  своєрідну  пристосованість  до  дії  цих  засобів. При  погано  продуманому  застосуванні  вони  перетворюються  у  серйозну  загрозу  зменшення  врожайності  грунту, отруєння  водних  джерел, рослинного, тваринного  світу, і  врешті-решт  здоров’ю  людини. На  отруєній  землі  не  може  вирости  неотруєний  колос, неотруєний  коренеплід...

 

Харчові  добавки  як хімічні  речовини, їх вплив на здоров’я  людини. Велика  частина   переробленої  сільськогосподарської  продукції містить  речовини, які  спеціально додають до неї  перед вживанням  і називають їх харчовими  добавками. Здебільшого це –натуральні і синтетичні  хімічні речовини, які подовжують термін придатності  продуктів або  надають їм  додаткових  властивостей .

    Більшість харчових добавок  мають свій Е-код і трьохзначну  цифру. Е-код мають барвники, консерванти, антиоксиданти, емульгатори, розпушувачі, стабілізатори.В той же час ароматизатори,розчинники, відбілювачі,крохмалі і підсоложувачі  такого  коду  не  мають. Відповідно  до  закону, вони  не  вказуються  на  етикетках, що  супроводжують продукти харчування.

  Багато  барвників  і  консервантів з Е-кодами  можуть  стати  причиною  виникнення таких хвороб, як алергія, астма,розлад шлунку  тощо.Роздатковий матеріал “Харчові  добавки”

  Крім  тих  харчових  добавок, які перелічені на етикетці, багато  можуть бути  присутні  в  прихованому  вигляді- наприклад, ті, що були внесені  в  процес  вирощування або  переробки. Отрутохімікати  можуть входити в склад фруктів, овочів, крупи і зерна. Одержані з кормом хімічні препарати можуть залишитись в м’ясі тварин після забивання, а до сирого м’яса часто вводять різні речовини для надання і збереження  товарного  вигляду,наприклад,червоні барвники. Кури  часто  отримують добавки  з  кормом для посилення  кольору  яєчного  жовтка, про що не вказують на упаковці.

  Отже, для того, щоб слідкувати за тим, чим ми харчуємось,  слід  ретельно  вивчати  і  аналізувати склад  продукту, надрукований на упаковці.

 

  Промисловість і  навколишнє  середовище.”Найбруднішими”  промисловими  галузями  вважаються  металургійна,гірничодобувна,

нафтохімічна та  хімічна.

  Виробництво  металів  супроводжується  забрудненням  всієї  біосфери. Поряд  з  металами- біогенами – K,Na,Mg, Ca,Fe, Zn та ін., що  беруть  участь  в  метаболізмі  живих  організмів, існує  і  поняття  прихованої  руйнівної  ролі важких  металів. 52  метали  залучені  до  сфери  людської  діяльності, не  менш  ніж  20  з  них  -  токсичні. Радіоактивні  метали, до  того  ж , загрожують  генетичним  ефектом.  При  вилученні  металів  із  земних  надр  вони  переходять  у  дисперсний  високоактивний  стан (розсіюються). В  ряді  районів  це  викликає  порушення  біологічної  рівноваги : наприклад, розсіювання  заліза  призводить  до  озалізнення  грунту, води, рослин, тварин, тобто, всього  природного  комплексу. Ще  більш  інтенсивно  накопичуються в  навколишньому  середовищі  кольорові  метали, при  згорянні  палива  в  атмосферу  потрапляє  мільйони тонн  свинцю, кобальту, виробництво  целюлози і  паперу  “забезпечує”  навколишнє  середовище  ртуттю.

   В  атмосферу  виділяються  сірчані  гази,пил,тепло;  відвали  та  металургійні  шлаки  спотворюють  грунти, знижують  врожайність  сільськогосподарських  культур;  стічні  води    підприємств цих галузей  негативно  впливають  на  флору  та  фауну  водоймищ.

    Велику  небезпеку  являють собою  забруднення  рік, озер  і  Світового  океану  нафтою  та  нафтопродуктами. Дуже  забруднюють атмосферу  і  нафтохімічні  комбінати.

  Основні  хімічні  виробництва:  сірчаної  кислоти, аміаку, цементу, скла “постачають”  в  навколишнє  середовище  на  різних  технологічних  стадіях   сполуки сірки-  в  атмосферу  і  грунт, оксиди  шестивалентного  хрому-   в  стічні  води,  аміак  ,  оксиди  азоту і  дрібнодисперсний  цемент -    в  атмосферу.Схематично  кожен  з  цих  процесів зображається  схемою:

• підготовка  сировини  і  введення  компонентів  в  зону  реакції;
• хімічне  перетворення;
• відведення    основного  і  побічного  продукту  з  зони  реакції

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Демонстрація даної схеми

 Саме  побічні  хімічні  продукти, не  властиві  природі, є  “головним  болем”

промисловості.

Закріплення  знань:

1. Яка  галузь  виробництва, на  вашу  думку, може  бути найбільш екологічно безпечною? Що  для  цього  потрібно  зробити?
2. Які  виробництва  “постачають” важкі  метали  та сполуки металів в  навколишнє середовище?
3. Яка  головна  стадія технологічного  процесу  будь-якого хімічного виробництва?Яка  стадія  передбачає  забруднення  довкілля?                                                                       

ВИСНОВКИ:  Тому саме  хімію критикують найбільше, засудження  використання її методів  та  продуктів  стало  своєрідною  модою.   Особливість  такої  ситуації  полягає  в  тому, що  саме  досягнення  хімії, хімічного  машинобудування  і  технологій  сприяють  в  той  же  час  вдосконаленню  способів  зменшення  хімічного  техногенезу  на  природне  середовище  за  допомогою  нових  хімічних  реакцій  і  матеріалів  при  створенні  екологічно  безпечних  виробництв.  Формуються  нові   розпочинання  щодо  гармонійного  розвитку  природи  і  суспільства. Роль  хімії  в  цьому  процесі  важко  переоцінити...

 

2.Виступ  студента. В  будь-якому  процесі  використовується лише  незначна  частина  природної  сировини (не  більше 1-2%), інше  повертається  в  біосферу, причому  з  новими  шкідливими  властивостями. Ці  мігранти, які  називаються  відходами, є  невикористаною  сировиною,  забруднювачами  навколишнього  середовища.  В  природі  технологічні  процеси  більш  замкнені, здійснюється  безперервний  колообіг  речовин, за  якого  відходи  одного процесу  необхідні  для  здійснення іншого, так  що  в  підсумку  власне  відходи  зводяться  до  нуля.

   Так  в  ідеалі, за  підказкою  природи  повинна  розвиватись  і  промислова  технологія. Адже  жоден  живий  організм  не  може  жити  в  продуктах  своєї  життєдіяльності. Ця  найвеличніша  гармонія  в  природі  -  безвідходне  виробництво,  складає  те, що називають  природною  рівновагою. Все  утилізується у  величезному  біологічному  колообігу. В  природі  проходить  грандіозний  процес  самоочищення.

    Цей  ідеал  -  не  утопія. Зрозуміло, що  з  тонни  залізної  руди  не можна  отримати  стільки  ж  металевих  виробів, але  необхідно  добитись  максимального  розділення  металів  і  шлаків,  які  , в  свою  чергу, можна  використати  на  будівництві; вловити  виділені  гази  і  пил і  використати  в  хімічному  синтезі  та  для  приготування  нових  порцій  шихти. Насамкінець,  стружку, що  утворюється  при  обробці  деталей, слід  направити  на переплавку. Так  можна  ліквідувати  відходи. Отже, екологічно  безпечний  технологічний  процес  повинен  максимально  копіювати  природний -  виділення  основного  продукту  та  утилізація  вихідної сировини .  Ці  уявлення  і  становлять основу  для  розвитку  ідей  безвідходного  виробництва. Певні  успіхи  в  цьому  напрямку  є  й  на  Україні -більше  100 підприємств, цехів, виробництв  використовують  замкнену  систему  водопостачання.

 Безвідходна  або  маловідходна  технологія  полягає  у  скороченні  до  мінімуму  втрат  природних  ресурсів  на  всіх  етапах  виробництва.  З  інженерно-технічної  та  природничо-наукової  точки  зору  створення  таких  виробництв є  можливим. В  доменному  процесі  можна  до  найдрібніших  частинок  виділити  залізо  з  руди, не  залишити  жодної  твердої  пилинки  і  жодної  газоподібної  молекули речовини  в  газоподібних  викидах, а  шлаки до  останнього  грама  переробити  на  будівельні  матеріали, воду  ж, яка  використовується  в  металургійних  процесах, довести  до  стану  дистильованої. І  тоді  добутий  чавун  виявиться  дорожчим  за  золото.

   Головна  проблема  -  забезпечити  не  тільки   екологічно безпечний,а  й  економічно  рентабельний  процес.  Потрібні  такі  реакції, які  знешкодять  шкідливі  відходи  і  забезпечать їх  практичне  застосування, не  наносячи  втрат  нашій  кишені, а навпаки,  створюючи  додаткові  реальні   прибутки.

 

3.  Виступ  студента. Створення екологічно  безпечної  технології  -  багатоступеневий  і  важкий  процес. Як  з  маленьких  цеглинок  вибудовується  фундаментальна  будівля, так  і  безвідходні  технології  передбачають  цілий  комплекс  заходів,  реалізація  яких  забезпечить  створення  виробництв, позбавлених  відходів  або  зведених  до  мінімуму.

 Деякі  з  цих  цеглинок:

-  комплексна  переробка  сировини. Основне  техногенне  навантаження  створюється відходами  виробництва  -  недовикористаною  частиною  сировини, скинутої  в  навколишнє  середовище в  первісному  вигляді, а  ще  частіше  -  в  частково  переробленому  стані  з  новими  властивостями.

   Сучасна  хімія  забезпечує  можливість  введення  відходів  в  колообіг  процесу  відтворення, ліквідації  їх  шкідливого  впливу  на  природу, одержання  додаткового  джерела  сировини.  Ще Д.І.Менделєєв  писав, що  головною  метою  передової  технології  є  відшукання  способів  виробництва  корисного  з  непотрібного. Сьогодні  його  слова  зберігають  свою актуальність  і  до  того  ж, набувають  неоціненного  значення  з екологічного  погляду.  Головною  і  важливою  метою  сучасної  технології  стає  розвиток  таких  процесів,  які  б  виключали викиди  речовин  в  навколишнє  середовище. Найважче  питання  комплексної  переробки вирішується  в  гірничодобувній  промисловості, на  збагачувальних  фабриках, підприємствах  чорної  і  кольорової  металургії, в  теплоенергетиці, тому  що  традиційна  технологія  цих  виробництв  супроводжується  виділенням  великої  кількості  відходів, які  забруднюють гідро-, літо -  і  атмосферу, наносячи  непоправну  шкоду  всьому  живому  на  Землі.

 - безстічні  виробництва  -  інша, не  менш  важлива  проблема  безвідходних  технологій.

 Вода  -особлива  технологічна  сировина. Особливість   цього  виду  сировини  полягає  в  наступному:  з  залізної  руди  вилучають  залізо, з  нафти -  вуглеводні, із  золотоносних  порід – золото, а  воду  найчастіше  використовують  не  як  безпосереднє  джерело  корисного  продукту-  вона  необхідна  складова  певного  процесу, яка  практично  залишається  незмінною, тобто не  зазнає  хімічних  перетворень.  Вода  лише  забруднюється  різними  сполуками, після  чого  її  скидають  в  природні  водойми.  Але  попередньо  її  необхідно  очистити  від  шкідливих  домішок  до  рівня ГДК  і  тільки  після  цього  повернути  природі.  Зробити  це  не  завжди  легко  і  дешево.  Навіть  значні  зусилля  і  затрати, навіть  найретельніша  очистка  води  не  гарантують  повного  відновлення  її якості. Економіка  і  екологія  пропонують  розумний  вихід  вдосконалення  водопостачання-   перехід  на  замкнені  цикли.   Тоді  очистку  води  здійснюють  до  рівня, що  допускає  повторне  використання води, забір  нових  порцій свіжої води і  скиди  промислових  стічних  вод стають  мінімальними.Таблиця “Схема  водоочисної  станції”.

- раціональне  розташування  промислових  об’єктів.   Ще  недавно  заводи і  фабрики розташовувались  без  врахування екологічної  обстановки  в  певному  регіоні.Окремі  виробництва, групи  виробництв  повинні  розташовуватись  зі  врахуванням  екологічних особливостей  і  на  основі  взаємозабезпеченості  сировиною.  Все  та  ж  підказка  природи – відходи  одного  виробництва  стають  сировиною  для  іншого. Створюється  замкнений  територіально-виробничий  цикл  в  об’ємі  всього  комплексу.

  Наприклад : виділення  певних  кількостей  забруднювачів  неминуче. Дуже  важливо  знати, як  поведуть  вони себе  в  природних  умовах  по  відношенню  один  до  одного. Не  можна  не  враховувати синергічний  ефект, тобто  збільшення  ступеня  шкідливості  із-за  проходження  в  природних  умовах  хімічної  реакції  між  техногенними  речовинами  з  утворенням  більш  шкідливих  продуктів, ніж  вихідні.  Так,  з  сировинної  і  економічної  точок  зору  доцільно  розміщувати  нафтопереробні  заводи  і  заводи по  виробництву  азотних  добрив  поряд,  але  з  хімічної  точки зору  це  заборонено, оскільки  фотохімічні  реакції  між  сполуками, що  є  у  викидах  цих  підприємств, призводять  до  утворення  сильнодіючих  отрут.

  В  повному  об’ємі  проблема  безвідходних  технологій  відноситься  і  до  сільського  господарства,  де  переробні заводи  слід  максимально  наближати  до  територій  вирощування  сільськогосподарських  культур.

Деякі бачення  способів вирішення  екологічних  проблем пропонують студенти.

  Висока  димова  труба 

      Допоки  не  створено  нові  технологічні  процеси, які  стануть  повністю  замкненими, і  жоден  грам  токсичної  речовини  не  проникне  через  герметичні  апарати, необхідно  вдосконалювати  існуючі  сучасні  очисні  споруди. Одна  з  таких  споруд-  димова  труба  -  працює  на  простому  принципі:  якщо  дим  або  гази  не  вдається  повністю  очистити  від  сажі  і  отруйних  речовин, то  ці  речовини  слід  підняти  якнайвище  над  будинками  і  підприємствами, розбавити  масою  повітря, довести  до  нешкідливих  для  людини  концентрацій.

    Легка  надувна  труба  з  сучасних  полімерних  метеріалів  повинна  бути  зручною  і  практичною. Димохід, що  «плаватиме»  над  підприємством,  не  буде  капітальною  спорудою, його  можна  буде  подовжувати  і  скорочувати  в  залежності  від  обсягів  і  хімічного  складу  газів. Такий  димохід  буде  в 2-3 рази  дешевшим, ніж  цегляний  або  сталевий.

   Підраховано, що  кілометрова  труба  дозволить  зменшити  концентрацію  забруднення  біля  поверхні  землі  в 100 разів, півторакілометрова –  в 200 разів

 ( графік).

Запитання  студентів:

1.Ця  труба  буде  забруднюватись. Як  чистити  таку  височенну  трубу?

Відповідь: Її  буде  нескладно  розібрати, опустити  окремі  секції-дирижаблі  на  землю, щоб  почистити  стінки, або  замінити  їх, або  покрити  захисним  шаром  шпангоути.

2. Як  такі  труби  витримають  ураганні  вітри?

Відповідь:Змінюючи  тиск  в  певних  секціях  труби, неважко  варіювати  її форму, щоб  зустріти  вітер  найбільш  вигідним  аеродинамічним  перерізом.

3. Чи  не  збільшиться  кількість  кислотних  опадів  внаслідок  використання 

такої  труби?

Відповідь:Слід  продумати  додаткові  заходи  по  очищенню   газів  від  оксидів  сірки,  азоту, які  спричинятимуть  кислотні  опади.

 

  Шахта  для  зберігання  СО₂ або SO₂

 1  - ствол, по якому  поступають гази                                  3-трубопровід рідкого СО₂ або SO₂

 2-    штреки  для  складування  газів 4- укріплення  трубопроводу

(а-вільний, б-підготовлений до  складування; 5-перегородки з породи

в-заповнюється, г – заповнений)      6- керамічні підземні газовивідні труби

  

    Дуже  простим  способом  вирішення  проблем   боротьби  із забрудненнями атмосфери  Землі   -  переведення  вуглекислого  газу  в  рідкий, або  ще краще, в твердий  стан  і  складування  його  в  глибоких  відпрацьованих  шахтах.  При  цьому  способі  захоронення  перші  порції  вуглекислоти  будуть  перетворюватись  в  газ, заморожуючи  породу  навколо  себе  на  багато  метрів  в  глибину.  Нарешті  наступить  такий  стан, коли  температура  в  порожнині  стане  достатньою  для  існування  СО₂  в  рідкому  або  твердому  стані.  Тепловий  потік  зі  сторони  або  згори  буде незначним, що  дозволить  зберігати  вуглекислоту  в  замороженому  стані  довгі  тисячоліття, аналогічно  тому, як  зберігається  в  тундрі  вічна  мерзлота. Заморозити  гази  допоможе  кріогенна  схема  енерговиробництва  на  будь-яких  ТЕС.

   Наші  нащадки  стануть  володарями  величезних  запасів  вуглекислоти  і, поділяючи  її  на  елементи, зможуть  використовувати її, як  сировинне  джерело  вуглецю. Зменшаться  викиди  сірчистого  ангідриду  і  з’явиться  велика  кількість  сировини  для  виробництва  дефіцитної  на  сьогодні  сульфатної  кислоти. Помітно  скоротяться, або  зовсім  припиняться  викиди  надзвичайно  токсичних  оксидів  азоту.

  Надходження  в  атмосферу  вуглекислоти  можна  буде  розтягнути  на  тисячоліття  і, в  основному,  в  приземний  шар. Це  дозволить  перевести її  в  біомасу. Отримаємо  щось  подібне  до  довгострокового  газового  добрива  для  рослин.

    Використання  рідкого  азоту  дасть  можливість  знизити  температуру  зберігання  харчових  продуктів  і  майже  повсюдно,  як  в  промисловості, так  і  в  побуті,  відмовитись  від  компресорних  холодильників, а , отже, вивільнити  величезну  кількість  електроенергії  і  скоротити  негативний  вплив  фреонів  на  атмосферу.

Запитання  студентів

1. Як впливатиме  така  багаторічна  шахта  на  природні  процеси, що  проходять  в  літосфері  Землі?

Відповідь:  Звичайно, температура  поверхні  грунту  не  буде  придатна  для  вирощування  будь-яких  сільськогосподарських  рослин  або  проживання  людей. Тому  йтиме  мова  про  створення  відокремлених  промислових  зон.

2. Чи  будуть  виправдані  величезні  кошти, які  підуть  на  створення  потужних  холодильних  установок?

Відповідь:  Використання  рідкого  азоту – один з шляхів економії  електроенергії, а  також  можна  буде  використати  його для джерела енергії автотранспорту,  зрідження  викидів СО₂ і SO₂ в  металургії. Відпаде  потреба  у  будівництві  труб. Тому  скоріше  йдеться  про  економію  коштів, аніж  їх  витрату.

3. Які  заходи  передбачені  під  час  аварій  або  розморожування  газів?

Відповідь: системою передбачено: якщо  й  станеться  розморожування  газів, то  лише  в  окремому  штреку, таке  явище  можна  буде  ліквідувати  на  окремому  рівні, всі  інші   працюватимуть  в  звичайному  режимі.

 

 

4.Екологічний стан  міста.  (Акцентування  на  роботі  промислових  виробництв).

 На  екологічній карті України студенти  знаходять рідне  місто  та  характеризують ступінь забруднення  території.

  Виступ  “екологічного  інспектора”.

 В  місті  Могилеві-Подільському  працює  більше  150  підприємств  і більше 50 підприємців. Але  суттєвий  вплив  на  навколишнє  середовище  здійснює 21  підприємство. Серед  екологічно  небезпечних  виробництв – Могилів-Подільський  машинобудівний  завод, нафтобаза, хлібоприймальне  підприємство (потенційно вибухонебезпечні),молокозавод  та  консервний  завод.Більшість  підприємств  міста  скидають відпрацьовані  речовини в  каналізаційну  мережу  міста. Власні  очисні  споруди  має  консервний  завод, але  неритмічна  навантаженість  цього  підприємства  призводить до  порушення  процесів  біологічної  очистки  води.

Неодноразово фіксувалось підвищення вмісту йонів  свинцю,марганцю, фтору  і  фенолів внаслідок  значних  скидів  водопровідно-каналізаційного  господарства  в  річку  Дністер.

   До  категорії  токсичних  промислових  відходів міста  відносяться  гальванічні  шлами -  відходи виробництва  машинобудівного  заводу, які  впродовж  багатьох  років  накопичувались  і  зберігались  на  території  підприємства  в  кількості  30т.

   Під  час  проведеного  анкетування  жителів  міста  виявилось, що  на  перше  місце  поставлена  проблема  забруднення  атмосферного  повітря (51%). Найменше  хвилює   городян  проблема  очисних  споруд (8%).

   В 2012 році  було  розроблено  комплекс  природоохоронних  заходів, які  б  сприяли  поліпшенню  екологічної  ситуації  в  місті. 

 

  Закріплення  знань  в  ігровій  формі. “Позивачем”  виступає  екологія, “відповідачем” – хімія.

  Суддя  ставить  запитання, “адвокати” –студенти -  відповідають.

 

1. Чи  знає  Хімія, якою  статтею  Конституції  України  зумовлюється  право  громадян  на  чисте  довкілля?
2. Чи  визнає  вона  непоправну  шкоду,  нанесену  навколишньому  середовищу  від  початку  її  розвитку  і  до  сьогодення?
3. Які  заходи  може  Хімія  запропонувати  для  свого  виправдання?
4. Чи  доцільно  покарати  відповідача  і  заборонити  її  діяльність?

 

 

IV. ПІДВЕДЕННЯ  ПІДСУМКІВ. 2хв.

  

  Екологізація  будь-якого  виробництва -  багатоступеневий  процес,  який  в  початковій  стадії  передбачає  створення  моделі, яка  б  найліпше  вписалась  в  навколишнє  середовище. Вищий  щабель  екологізації нерозривно  пов’язаний  з  досягненнями  хімічної  науки. Тільки  вона  здатна створити систему  комплексного  безвідходного  виробництва  зі  спеціальними  підприємствами  по  переробці  всіх  відходів  у  матеріали, придатні  для  використання,безпечні  при  зберіганні.

Але ,без  сумніву,  з  самого початку  слід  зазирнути   у  душу  кожної  людини, очистити, перше,  її  від  морального  бруду  і  нечистот, від  буденності    забруднень  свого  мікросвіту, від  байдужого погляду    і  зневажання  того  середовища, без  якого наше  існування  не  видається  можливим.  

 

 V. ПОВІДОМЛЕННЯ  ДОМАШНЬОГО  ЗАВДАННЯ.1хв.