Урок «Сміттєвий Еверест"

Тема «Сміттєвий Еверест людства»

 Мета:

Навчальна:

• привернути увагу учнів  до побутових, промислових відходів;
• виявити джерела екологічних проблем, як наслідок неадекватних дій людей;
• продовжити формувати дбайливе відношення до природи;
• розвивати здібності «мислити глобально, діяти локально».
• розкрити сенс поняття “Побутові відходи”;
• розповісти про види побутових, промислових відходів;
• вивчити найбільш перспективні технології  утилізації ТБО;
• познайомити зі способами утилізації побутових відходів.

Розвиваюча:

• розвивати уміння оцінювати свій особистий внесок у вирішення проблеми побутових відходів;
• розвивати уміння наводити приклади раціональних прийомів утилізації  побутових відходів;
• розвивати уміння оцінити ступінь небезпеки забруднення компонентів природного середовища;

Виховна:

• виховувати дбайливе відношення до природи;
• виховувати кологічну культуру учнів.

Обладнання: мультимедійний проектор, карта Європи.

Тип уроку: урок –кейс

Форма урока: работа в групах.

Методи: проблемно – пошуковий ,  «мозковой штурм», самостійна робота з додатковою літературою, Internet-ресурсами,експеримент.

Отримані результати та напрацьовані компетенції: Знання про сучасні технології переробки та захоронення сміття. Знання про біологічні, фізичні та хімічні процеси і закономірності, пов’язані з переробкою або складуванням відходів та вторинної сировини. Поняття про вартість та ефективність рециклінгу.

 

Розгортка за предметами:

Математика

Географія

Екологія

Фізика

Хімія

Біологія

Екологія

 

Клас ділиться на 4 команди. Кожна команда має допоміжний роздатковий матеріал, ватман, маркери.

Дітям завчасно роздаються адреси сайтів, де можна ознайомитися з проблематикою сміття в світі та методами його переробки.

 

«Варто відмітити, що «руйнування біосфери» -

не результат роботи байдужих людей.

Швидше, це продукт діяльності людей

із ступенями бакалаврів,

магістрів бізнес-адміністрирування

і докторів наук»

Девід Орр,

професор факультета екології

Коледжу Оберлін, Огайо

 

Хід уроку

I Організаційний момент та актуалізація знань.

1. Проблематизація.

А) Слайд 2 Відеоролик

(Слайд 3) Світ може «потонути» в смітті та відходах, які людство накопичило за свою історію. Ситуація не просто «видається» катастрофічною, вона дійсно набуває небезпечних масштабів.

(Слайд 3,4).Проблема посилюється ще й тим, що вміст сучасних полігонів не лише небезпечний, але й здатний завдавати довкіллю шкоди протягом багатьох років. Чому? Термін розкладання сміття  Слайд 5

Математика

Слайд 6 Згідно статистичних даних, кожна людина за рік викидає близько 3 м³ сміття.

На січень 2017 року чисельність людства склала близько 7,3 млрд. осіб. Порахуйте річний «сміттєвий запас» людства?

3 * 7, 3 = 21,9 млрд. м³

А тепер спробуємо уявити цю кількість сміття у вигляді величезної гори.

Слайд 7 Цікаво, якою буде її висота? Для спрощення уявимо сміттєву гору у вигляді конуса. Якою формулою визначається об»єм конуса?

Об’єм конуса визначається за формулою:

 

 

Як вивести висоту конуса?

Уявимо, що все це сміття будуть складати на одному полігоні (так правильно називається сміттєзвалище). Зазвичай полігони роблять прямокутної форми, але ж ми «робимо» гору, тому уявімо собі круглий полігон. Довжина полігону в середньому становить 500 м (такі проектують для великих мегаполісів). Для формули нам потрібен радіус, тобто 250 м або 0,25 км. Отже, висота гори сміття становитиме:

(Слайд 8)А тепер нагадайте мені що таке Еверест? Де вона знаходиться та яку має висоту?

Цікаво, давайте порівняємо у  скільки разів гора сміття вища за Еверест?

Висота Евересту становить 8.850 м або 8,848 км.

334,8 / 8,848 = 37,8 разів.

Отже, «сміттєвий Еверест» буде вищим від справжнього майже у 38 разів! І це тільки побутове сміття за 1 рік!

(Слайд 9,10)А що таке атмосфера? Які оболонки атмосфери ви знаєте?

Якщо порівняти розраховану висоту з шарами атмосфери , то ми можемо сказати що висота евересту зі сміття сягатиме …..термосфери.

(Слайд 11 )А що буде, якщо цю кількість сміття розподілити по поверхні планети? Яку площу воно займе? Для реальних полігонів відходів оптимальна висота шару може складати 20 м.

За статистичними даними у світі накопичилося майже 2,8 млрд. тон або 2,8 * 103 млрд. кг сміття. Густина відходів  становить 250 кг/м3. Який же об’єм займали би ці відходи?

З цієї формули матимемо об’єм цих накопичених відходів (не забуваймо, що враховуємо мільярди кілограмів!):

Отже, яку площу займуть ці мільярди кубів сміття, якщо їх розподілити рівним шаром висотою у 20 м? Розділимо об’єм на висоту і одержимо площу:

Якщо цю величину для зручності перевести в квадратні кілометри, то матимемо 560 квадратних кілометрів. Така кількість сміття може розташуватися на сміттєзвалищі розміром як три Мілана (181,8 кв. км), трішки більше від цілої Праги або Варшави (496 кв. км та 517 кв. км) або більша частина Києва (839 кв. км).

Мілана (181,8 кв. км),

Праги (496 кв. км)

 Варшави ( 517 кв. км)

Київ (839 кв. км).

Екологія

(Слайд 12 )Ви коли-небудь звертали увагу, яка кількість продуктів, упаковки, вживаних чи непотрібних речей відправляється до смітника? Візьмемо для прикладу звичайнісіньку чашку чаю. Звичайного чаю «з пакетику», який заварюють нашвидкуруч. Отже, візьмемо пачечку чаю – в неї, зазвичай, є захисна плівка (від вологи), і… плівочка відправилася до смітничка. Далі вибираємо пакетик із заваркою. Дуже часто він також захищений вологонепроникною «кишенькою»… «кишенька» теж відправляється на смітник… Тепер заварюємо чай. А куди подінемо використаний пакетик? До смітника! Тепер в смітнику лежать: плівка-упаковка від пачки чаю, «кишенька», в якій був пакетик із заваркою, сам пакетик… І це лише з одної чашки чаю! А «через 25 чашок» (коли пачка заварки скінчиться), до смітника відправиться і сама пачка, до якої додасться ще 24 пакетика із захисними «карманчиками».

Отже, сміття множиться і накопичується, захоплює нові території, а переробляється лише його незначна частина.

(Слайд 13) Насправді, проблемою накопичення сміття почали перейматися ще в ХІХ столітті. Саме тоді в Англії з’явився перший завод по спалюванню сміття. Переробка відходів інакше називається рециклінгом, адже частина матеріалів (вторинна сировина) таким чином повертається до виробничого процесу або набуває «другого життя».

Як ви вважаєте в яких країнах відбувається збільшення накопичення сміття?

Країни, що розвиваються, збільшують обсяги накопичуваних відходів за рахунок поступового підвищення рівня життя та зростання виробництва. Країни, які відносяться до розвинутих, відносно стабілізували обсяги накопичення відходів за рахунок співвідношення «накопичення/переробка».

Який же внесок в світову картину дає Україна?

 За деякими версіями, Україна є лідером з накопичення відходів. Це якщо рахувати «на одного мешканця країни».

При цьому варто врахувати, що деякі країни оцінюються не за показником накопичення, а за показником генерування. Чому?

(Слайд 14) Для відповіді звернемося до досвіду такої країни, як Швеція. В цій країні на сміттєзвалище потрапляє лише 5 % від сміття, усе інше йде на переробку. Тобто задіяно 95% генерованих відходів.

 Що ж дає змогу переробляти відходи так ефективно?

(Слайд 15) Насамперед, збалансовані, оптимальні схеми переробки: все, що може повернутися у виробництво – повертається; все що може піддаватися біопереробці – переробляється біотехнологічними методами; все, що може бути використано як вторинна сировина – використовується; все, що може бути спалене з виділенням тепла та без шкоди для довкілля – спалюється!

Як ви думаєте, без чого ця схема не зможе працювати? Уявіть звичайний смітник:

• Чи може стати вторинною сировиною увесь його «вміст»?

(Ні, адже значна частина є абсолютно непридатною)

• Чи все в ньому може бути розкладене мікроорганізмами?

(Ні, адже певна частина – мінеральна, неорганічна, для біологічного розкладання непридатна)

• Може це все можна спалити без шкоди для довкілля?

(Ні! Частина сміття волога, горіти не буде. Інша частина містить речовини, які при спалюванні утворюють надзвичайно токсичні сполуки, отже згоріти без шкоди для довкілля та людини не зможе)

Що ж зробити? Просто розділити все це на групи, які можна переробити/опрацювати певними методами. Зробити це досить просто – почати з роздільного збору сміття, як це роблять у Швеції, Японії, Німеччині та інших країнах – лідерах з екологічних технологій.

Спеціалісти називають такий метод селективним збиранням сміття. Можна, звичайно, розділяти сміття вже на полігоні. Але це ж вимагає додаткових технологічних ліній, персоналу, транспортних витрат на «розвезення» розібраних відходів по потрібних цехах/установах. А це – додаткові витрати, які можуть перекреслити економічний ефект від переробки, зробити її невигідною.

(Слайд 16) Головною перепоною на шляху розповсюдження селективного збирання відходів є світоглядні та психологічні моменти, екологічна свідомість та екологічне виховання (точніше – їх відсутність).

Декілька видів відходів стали сумною прикметою сучасного світу. Як ви вважаєте які?

Перший вид – пластик. (Слайд 17)  

Як він утворюється? Які він має фізичні характеристики?

(Слайд 18) Поліетилен  розкладається за різними джерелами 100-500 років. Активне його використання було приблизно останні 50 років.

Поліетилен ми отримуємо завдяки реакції полімеризації, яка відбувається внаслідок розриву подвійного π-зв»язку.

Фізичні властивості полі етилену

Які ви знаєте повторне застосування поліетилену? (Слайд 19)Відео Будування доріг на основі поліетилену )

Як борються з засміченням наколишнього середовища від виробів з поліетилену в розвинених країнах? Щоб ви запропонували в нашій країні? (Слайд 20 Відео №Досвід Норвегії»)

(Слайд 21)Інший «маркер» сучасних відходів – електротовари: гаджети, комп’ютери та їх складники. Зазвичай їх намагаються зберігати на спеціальних закритих полігонах.

(Слайд 22) сховища в Гані

(Слайд 23)  Що є одним з найнебезпечніших в побутовому смітті?

Практично усі чули, що звичайні батарейки –  найшкідливіший компонент сміття, їх потрібно збирати та утилізувати окремо. А чому? Відповідь криється в тих складниках, які використовуються для виробництва сучасних батарейок. Насамперед, це кадмій, свинець, нікель та ртуть.

(слайд 24) Це – важкі метали, які мають високу токсичність, тобто їх дія на організм людини та на довкілля вкрай шкідлива:

(Слайд 25) Але небезпеку ці речовини становлять не лише самі по собі. Продукти їх горіння чи окиснення теж є надзвичайно отруйними. Наприклад, оксид кадмію в концентрації 2,5 мг/куб. м становить смертельну загрозу (якщо людина буде дихати таким повітрям усього 1 хвилину!). А ось так утворюється оксид свинцю (при температурі близько 600 С):

 (Слайд 26) Пропускаючи повітря через розплавлений свинець

2Pb+O2-2PbO

Свинець у батарейці може міститися й у вигляді домішки, якщо батарейка виготовлена на основі цинку. Це звичайнісінькі сольові або лужні батарейки. В них містяться цинк та марганець, та відбуваються електрохімічні перетворення, завдяки яким і виробляється електричний струм.

Сучасний розвиток технологій не дозволяє ефективно, легко та дешево переробляти батарейки. Технологіями ефективної переробки користуються лише декілька підприємств, і ці технології є їх захищеним «ноу-хау». Тому переробляється лише незначна частина відпрацьованих батарейок. Усі інші мають зберігатися в контрольованих безпечних умовах в очікуванні на розвиток технологій та науковий поступ людства.

Питання:

А ви здаєте батарейки в спеціальні пункти прийому чи спеціальні скриньки для використаних батарейок?

 (Слайд 27) А які  ще складові є в сміттєвому кошику?

Біотехнологія (Слайд 28)

Відходи сільського господарства, відходи харчових виробництв, побутові відходи та інші види органічних відходів можна переробляти за допомогою живих організмів. Результатом є утворення біогазу. Біогаз – паливо, яким можна опалювати житлові будинки або самі підприємства. Схема такої переробки виглядає так:

Що ж таке біогаз? Якщо органічна речовина розкладається без доступу кисню, то утворюється суміш метану (СН₄), вуглекислого газу (СО₂) та води (Н₂О).  Саме така суміш і називається біогазом. Біогаз виробляється за допомогою декількох видів мікроорганізмів : гідролізуючі бактерії,  бактерії, що утворюють кислоти, та бактерії, що утворюють кисень. Кожен тип бактерій живиться продуктами життєдіяльності попереднього типу, а кінцевим продуктом стає метан.

Органічні відходи попередньо сортують або сортуються з додатковим подрібненням. Потім вони поступають до біореактора, де розкладаються мікроорганізмами з наступним виділенням біогазу. Біогаз відбирається, очищується та зберігається в спеціальних ємностях. Для «роботи» бактеріям потрібні особливі умови, тому біореактори підігріваються до 65 ⁰С (інколи за рахунок того ж біогазу).

Біогаз виробляється і на звичайних полігонах побутових відходів, адже в них теж значну частину становлять органічні сполуки. Відходи складають пошарово, ізолюючі кожен попередній шар відходів прошарком ґрунту, таким чином ізолюючи його від повітря (а це і є анаеробні умови як в біореакторі). Органічна речовина відходів поступово розкладається, при цьому виділяється тепло. Тоді шар відходів потихеньку розігрівається і створюються комфортні умови для «праці» бактерій, які так само «працюють» і в біореакторі. Головне завдання – вивільнити цей біогаз, очистити і використати для побутових чи промислових потреб!

Слайд 29Відео (Про сміття для дітей )

Акселеративні активності

(Слайд 30) Завдання:

Протягом тижня ви моніторили, скільки і якого саме сміття викидається у вашій родині. Прослідкували, чи використовуєте ваша родина  селективний збір (розділяєте сміття), чи все викидаєте разом? Чи віддає щось ваша родина на вторинну переробку? Використовуючи цю інформацію, спробуйте розробити «Домашній порадничок» для зменшення «сміттєвого кошику» родини та його екологізації.

(Слайд 31) Вправа «Займи позицію)

Акселеративна гра «Рециклінг» (Слайд 30)

Суть гри: Учні поділені на 4 команди. Кожна команда отримує сміттєвий пакет (чистий) зі «сміттям». Це можуть бути пляшки, використані папірці чи зошити, старі лінійки, ручки, олівці, баночки, тощо (усе це «сміття» готує вчитель, воно має бути чистим та легко пізнаватися). Гру варто обмежити на 5-7 хвилин.

Завдання команд – відібрати якомога більшу частину з сміття, яка може бути переробленою. Виграє та команда, в чиєму смітнику лишиться менше сміття. Усі відібрані речі мають бути аргументованими, якщо команда не зможе пояснити, як саме вони думають переробити цю річ, то вона не зараховується та повертається у «командний смітничок».

Проект « Чисте місто»  Виготовлення кластерів кожною групою.

Підсумок уроку.