«Наш дом Земля. Экология Земли глобальная проблема человечества» (интегрированный урок-пресс-конференция (2 часа) в 11 классе по физике, химии, географии, биологии)

Вид материала

Урок

Содержание Исследования теплового баланса Земли Экономика и экология: враги или друзья? Россия – единственная страна, которая ввозит на хранение отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) других стран.

Подобный материал:

• Королёва Лариса Владимировна. Интегрированные предметы: (биология, география, физика,, 135.42kb.
• Урок по географии в 7 классе. Тема: «Географическое положение Африки. Исследование, 166.28kb.
• Урок Природоведение 5 класс. Тема: «Земля наш дом», 14.39kb.
• Учебные программы курсов по выбору по биологии, географии, физике и химии Томск 2003, 346.29kb.
• Учебные программы курсов по выбору по биологии, географии, физике и химии Томск 2003, 482.56kb.
• Урок географии и информатики по теме «Литосфера Земли», 32.21kb.
• Металлургический комплекс. Черная металлургия. Производство чугуна и стали. Влияние, 159.02kb.
• Урок-презентация по химии, биологии, географии. Тема урока : «Нефть, состав нефти, 132.15kb.
• Метапредметные аспекты в преподавании биологии, 103.62kb.
• Литература   Введение, 308.58kb.

Исследования теплового баланса Земли


Загрязнение атмосферы может быть естественным и искусственным (или антропогенным). Естественное загрязнение происходит при извержении вулканов, выветривание горных пород, пыльных бурях, лесных пожарах, выносе в атмосферу кристалликов солей. В норме природные источники не вызывают существенных загрязнений.

Источниками искусственного загрязнения служат промышленные, транспортные и бытовые выбросы. Основные поставщики загрязнений – промышленные предприятия. Они выделяют в атмосферу несгоревшие частицы топлива, пыль, сажу, золу. В индустриальных районах выпадает свыше 1т пылевых частиц на 1км² в сутки. Мощными поставщиками тончайшей пыли в атмосферу служат цементные заводы.

Главный химический загрязнитель атмосферы – сернистый газ (SO₂), выделяющийся при сжигании каменного угля, сланцев, нефти, при выплавке железа, меди, производстве серной кислоты и др. Сернистый газ служит причиной выпадения кислотных дождей.

При высокой концентрации сернистого газа, пыли, дыма во влажную тихую погоду в промышленных районах возникает белый или влажный, смог – ядовитый туман, резко ухудшающий условия жизни людей. В Лондоне во время такого смога из-за обострения


легочных и сердечных заболеваний с 5 по 9 декабря 1952 г. умерло на 4000 человек больше чем обычно.

Под воздействием интенсивного солнечного излучения химические вещества, выбрасываемые в атмосферу промышленными предприятиями и транспортом, могут

вступать в реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Такой вид смога получил название фотохимического.

В больших городах и густонаселенных районах первенство в загрязнении атмосферы переходят от промышленности к автомобильному транспорту. С выхлопными газами в атмосферу поступают угарный газ, оксиды азота, углеводороды (в том числе обладающие канцерогенными свойствами). В некоторые сорта бензина в качестве антидетонатора добавляют мелкие частички свинцовой пыли. Наибольшее количество загрязнений поступает от автомобилей с плохо отлаженными двигателями и работающими на холостом ходу.

Самое опасное загрязнение атмосферы и всей окружающей среды – радиоактивное. Оно представляет угрозу для здоровья и жизни людей, животных и растений не только ныне живущих поколений, но и их потомков из-за появления многочисленных мутационных уродств. Последствия такого мутагенного влияния на растения, животных и человека изучены еще плохо и труднопредсказуемы. В районах умеренного радиоактивного загрязнения увеличивается число людей, заболевших лейкозами.

Источниками радиоактивного загрязнения служат экспериментальные взрывы атомных и водородных бомб. Радиоактивные вещества выделяются в атмосферу при изготовлении ядерного оружия, атомными реакторами электростанций, при дезактивации радиоактивных отходов и др.

Серьезные отрицательные последствия для человека и других живых организмов влечет за собой загрязнение воздуха хлорфторметанами, или фреонами (CFCl_3, CF₂ Cl₂).


Выступление ”физика”


Да, действительно, это так! Мало киловатт-часов – это тяжкий ручной труд от зари до зари, жизнь впроголодь, жалкие хижины, нищета. Много киловатт-часов – это механизмы и автоматы, облегчающие физический труд. Это счетно-решающие устройства, облегчающие умственный труд. Это машины и искусственные удобрения, помогающие удвоить и утроить урожаи. Это обогреватели и холодильники, электролампы и лифты, радио и телевидение. Трудно представить себе наш мир без растений или без книг, или без гравитации. Но мир без энергии? Здесь не надо напрягать воображение.

С 1980 г. в мире добыто угля, нефти, получено электроэнергии и металла больше, чем за все предшествующие эпохи. Использование энергетических ресурсов – показатель уровня цивилизации, благосостояния. Век пара, век электричества и, наконец, атомный век представляют собой вехи в развитии энергетики. Сегодня мы черпаем энергию из огромного резервуара, созданного природой. Резервы топлива на Земле велики, но не безграничны.

По расчетам ученых, они могут быть исчерпаны в ближайшие 2-3 века. Становится очевидным, что человеку нужно открыть и освоить новые источники энергии. Источники энергии делятся на не возобновляемые (энергия атома, газ, нефть, уголь, энергия тепла земных недр) и возобновляемые (энергия Солнца; энергия приливов; энергии ветра, рек). Мало того, что запасы газа, нефти, угля не безграничны, - при сжигании этих веществ образуются продукты сгорания, которые загрязняют атмосферу.

Самая «чистое» топливо – ядерное, но здесь должна быть предусмотрена надежная радиационная защита и решена трудная проблема захоронения радиоактивных отходов.

Хранить их на дне океанов, во льдах Антарктиды, в кратерах давно потухших вулканов? Предложений много, однако, окончательное решение еще не выработано.


Другим эффективным экологически чистым «топливом» является энергия Солнца. Сегодня человек, к сожалению, использует только 0,01% от общего количества солнечной энергии, достигающей Земли.


Выступление “географа”


Перед человечеством встаёт проблема «трёх Э»: Энергетика + Экономика + Экология.

В процессе производства энергии наша планета (атмосфера, земля, реки, моря) постоянно превращается в экологически опасную свалку. Самый крупный недостаток энергетических установок на ископаемом топливе – большой объём отходов.

Выделяемые газы обуславливают усиление “парникового эффекта” и связанные с ним повышение средней температуры атмосферы Земли (а следовательно, повышение уровня Мирового океана, заболачиванием низменных мест – житниц во многих странах, наступление пустынь), выпадение «кислотных дождей», возникновение «озоновых дыр». Шлаки и зола засоряют территорию. Тем не менее энергетические ресурсы почти всех стран на 70–80% представляют собой ископаемое топливо. Оно, самое дешёвое и самое эффективное, пока остаётся основой энергетики (на 75%).

Рассмотрим Алтайский край.


Экономика и экология: враги или друзья? (Региональный компонент)


Основной вклад в выбросы от стационарных источников вносят: Электроэнергетика – 34,8%

Сельское хозяйство – 16,6 %

Отрасли непроизводственной сферы – 6,4 %

Металлургия – 10,5 %

Машиностроение и металлообработка – 5,8 %

На каждого жителя края в 2001 году пришлось 97 кг вредных веществ.

В Заринске (490 кг)

Яровом (176)

Бийске (171)

Барнауле (124)

Благовещенском районе (377)

Табунском (157)

Кулундинском (138)

Локтевском (94)

Автомобили дают выброс 37% от общего загрязнения атмосферного воздуха. На территории края ежегодно образуется около 400 тыс. т твердых бытовых отходов и

500 тыс.т отходов производства.

На складах комбината «Аврора» города Новоалтайска в селитебной зоне хранится более 10 тыс. т бериллиевого концентрата, из них 3 тыс. т – радиоактивны. Склады построены в 1941-43 г, конструкция деревянная, крыша шиферная. На территории края имеются два ведомственных полигона для захоронения отходов 3 и 4 классов опасности на ОАО «Алтайхимпром» (г. Яровое) и на Славгородском радиозаводе.

Загрязнение земель пестицидами – часть пестицидов хранится еще со времен освоения целены, и сейчас идентифицировать их состав чрезвычайно трудно.

Ухудшается положение с хранением средств защиты растений.

Обезвреживания требуют 1500 т непригодных к применению ядохимикатов, большая часть которых находится в металлических контейнерах.

В крае имеется один полигон для захоронения вышедших из употребления ядохимикатов.

На территории Алтайского края 4 района падения вторых ступеней ракетоносителей, запускаемых с космодрома «Байконур». (Алтайский край входит в число 16 субъектов РФ, территории которых имеют районы падения). Последствиями ракетно-космической


деятельности являются загрязнение природной среды с остатками компонентов ракетного топлива и их составляющими, а также металлом.


Выступление “эколога-краеведа”


Экология промышленных районов Алтая

Источниками техногенного воздействия на окружающую среду являются объекты горнодобывающей и промышленных комплексов.

Однако следует иметь в виду природную зараженность полиметаллических руд некоторыми радиоактивными элементами. Настораживает, что «при регламенте радона в воздухе до 200 Бк/м³ в некоторых шахтах Алтайского горно-обогатительного комбината его концентрация достигла 1185 Бк/м³».

Наиболее крупное воздействие на воды и атмосферу оказывают заводские предприятия. На ряде крупных заводов края от 50-80 % стоков сбрасывается в реки без очистки.

Например, Барнаульский шинный завод ежегодно отправляет в водоемы около 13 млн. м³ грязных стоков. Концентрация вредных веществ в таких водоемах превышает норму в 10-100 раз. Содержание нефтепродуктов в 5-10 раз выше нормы.

В регионе несколько ТЭЦ: Бийская ТЭЦ-1, Барнаульская ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, ТЭЦ пиковой нагрузки.

Промышленность оказывает сильное негативное воздействие на природную среду.

В Бийске, на ухудшение качества воды в реках Бие и Оби оказывает Бийский промышленный узел.

В воде возрастает концентрация аммиака, меди.


Выступление “эколога”


За время своего существования человечество пережило более тысячи воин, в которых погибло несколько миллиардов человек. Если бы уничтоженные во время воин средства обратить в золото, его хватило бы, чтобы опоясать земной шар по экватору лентой толщиной 10 метров и шириной 8 км. В сущности, человечество пережило только одну ядерную войну – в августе 1945 г.

Кажется, можно было бы сделать выводы из ее горького опыта…. Однако на необходимость исследования влияния возникающих ядерных воинах массовых пожаров на климат Земли натолкнули не Хиросима и Нагасаки – типичные одноэтажные японские города, где нечему было, и гореть, а Гамбург и Дрезден. Они действительно горели! Хотя там применялись обычные бомбы, концентрация энергии оказалась столь высокой, что возник огненный смерч. Горело все: дерево, пластмасса, металл, железобетон… Высокие здания, подобны дымовым трубам, создавали тягу.

Несколько лет назад немецкий ученый Пауль Крутцен стал изучать это явление. Он вычислил, что при обширных пожарах, которые неминуемо возникнут, если на большие города упадут ядерные бомбы, в воздух поднимется огромное количество сажи, атмосфера станет непроницаемой для солнечного света.

Представим себе жуткую картину.

В северном полушарии разрушена тысяча больших городов… Пять тысяч мегатонн сажи в воздухе… Взметнувшейся в воздух пепел, тучи пыли и сажи задерживают почти весь солнечный свет. Сажа оседает гораздо медленнее, чем пыль. Даже и через год над «полем боя» будет стоять беспросветная круглосуточная ночь… Ночь и над Лондоном,

и над Парижем, и над Москвой, и над Нью-Йорком… В первые же дни температура у поверхности Земли резко упадет в среднем на 15-20°С. Местами похолодание будет еще более сильным: например, в центре Сибири и на Восточном побережье США – на 40-45°С….

Известно, что в 1816 г. из-за извержения Тамбора на Земле не наступило лето: из-за большого слоя пыли, температура понизилась на 0,6°С.. Северная Америка в августе


покрылась слоем снега толщиной 3см. По всему миру бушевала эпидемия тифа. Люди голодали.

Если температура на Земле понизится на 1°С, то Канада превратится в безлюдную зону. Все источники пресной воды замерзнут. Погибнут все виды животных, растений и микроорганизмов.


Выступление “медика”


2 августа 1995 г., накануне 50-летия атомной трагедии японская газета «Дейли Иомиури» поместила на своих страницах воспоминания гражданина Ямагучи – жителя Нагасаки, чудом уцелевшего в пепле ядерной бомбардировки. Я зачитаю вам фрагменты его воспоминаний. (На экране – ядерный гриб)

«Когда бомба упала, я оказался на грани между жизнью и смертью. Я почувствовал, как опаляющий вихрь сбил меня с ног и, швырнув, прижал к земле. Я лежал лицом вниз, зажав уши руками. Мое левое ухо распухло, из него сочилась кровь. Было больно и горячо до такой степени, что я не могу даже выразить словами, насколько. Я коснулся головы – волос не было, они выгорели. Лицо – как если бы его опалили факелом. Кожа, не покрытая одеждой, обуглилась, лопнула барабанная перепонка левого уха. Все тело покрылось волдырями, воспалилось.

Двое друзей Ямагучи в момент взрыва находились в укрытии, но были засыпаны осколками вылетевших стекол, обломками и тем, что несла взрывная волна с места взрыва «Малыша» (американской атомной бомбы). Каждый выкопал углубление в радиоактивной грязи – все, что осталось от центра Хиросимы, - где провел ночь, лишенный медицинской помощи, в окружении стонущих и умирающих людей. 7 августа они на двух последних поездах уехали из Хиросимы и после ужасно проведенной ночи прибыли в Нагасаки.

Радиоактивное облучение и инфекция начали сказываться на здоровье Ямагучи. «Я пошел в филиал госпиталя фирмы «Мицубиси». Он был пуст – все прятались в горах, окружающих город. Из врачей был лишь окулист. Видя мое тяжелое состояние, он решил прооперировать меня. Он удалил все свисавшие куски кожи, которые сползали и сползали как перчатка. Я пришел домой. Только глаза, нос и рот были открыты – все тело в бинтах. Перед моей мамой, вернувшейся домой, стоял человек, говорящий голосом сына. Решив, что это привидение, она закричала: «Покажи мне твои ступни!» - согласно японским поверьям, у привидения нет ступней. У меня появились симптомы лейкемии – температура, рвота, отсутствие аппетита, кровь в выделениях, боли».


Выступление “врача”


Вот еще один рассказ живого свидетеля той трагедии – Хирото Мураока: «6августа родители, два брата и сестра пошли на улицу. А мы с братьями и сестрами решили, было прибрать дома, как вдруг тревожно завыла сирена. Я поднял глаза и увидел, как что-то, сверкающие золотом, полетело, кружась, вниз. Я так и залюбовался зрелищем.

Внезапно яркая вспышка, похожая на молнию, озарила небо. «Какой ужас!» - мелькнуло в мозгу. Я бросился в дом, чтобы забрать братьев и сестер и увести их в убежище. Но сколько ни искал двухлетнюю сестру, найти не мог. «Куда же она спряталась с испуга?» - думал я. Когда же я еще раз зашел в дом, нахлынула страшная взрывная волна. Сильно сдавило грудь.

Эту боль забыть невозможно. Стены дома рухнули, дверь в ванную комнату заклинило. И вот, наконец, я обнаружил сестренку: она забилась в топку бани. Я невольно поднял глаза: громадное облако, похоже на гриб, взметнулось в небо Хиросимы. Было около десяти утра, к плотине бежали люди почти без одежды, их обожженные тела кровоточили. Объятые страхом, люди взывали о помощи. «О боже! Какой ужас!» Я в тревоги выбежал из дому искать своих родных.

Когда добрался до окрестностей парка, то там, собралась масса народу. Вечно хранится в памяти улица Иокогава. Я видел, как по ней шли и, умирая, падали люди.


Другие окунали головы в баки с водой. Я продолжал путь вдоль железной дороги и не мог понять, что случилось с этим миром. На мосту через реку Иокогава толпа людей сломала перила и рухнула вниз. Вокруг обгоревшие трупы детей. Матери бросали их. Такое было время!

Полил черный дождь. «Странный дождь!» - мелькнуло в голове. И все же вопреки всему я пошел искать свою семью. Дойдя до земляного мостика, увидел лежащего мужчину. Когда я приблизился на два-три метра, тот вдруг неожиданно поднялся и простонал: «Доктор, что это?...» «А ведь он умирает» - невольно подумал я.

Потом от земляного моста повернул на другую улицу. Подойдя к мосту через реку, увидел, как по обеим сторонам реки закапывали трупы школьников. Волосы на их головах остались лишь там, где были пилотки, а от сгоревшей дотла одежды остались лишь пояса.

Тут и там слышались слабые стоны: «Воды…воды…помогите…»

Хотя рядом из водопровода текла вода, ни у кого не было сил набрать ее. Я черпал воду и поил людей, но это было нелегко, а уж помочь в лечении я никак не мог.


Ответ “экономиста”

Доводы в пользу «Золотого дна»

• За переработку и хранение ОЯТ России заплатят 20млрд долларов.
  
• На сегодняшний день установки по переработке ядерных отходов имеются лишь во Франции, Англии и России. Отработанное же топливо существует более чем в 20 странах, всего его накоплено примерно 200 тыс.т. Мы собираемся принять 16 тыс. т отходов на переработку и 5,5 тыс.т на хранение.
  
• Если осуществится этот намеченный проект, Россия станет конкурентоспособной державой в одной из самых прибыльных отраслей.
  

Ответ “эколога”

Доводы об экологической катастрофе

• Представители российского отделения «Гринпис» считают, что если мы примем чужой радиоактивный «мусор», страна попросту превратится в международную свалку.
  
• На сегодняшний день у нас самих накоплено около 14 тыс. т собственного отработанного ядерного топлива с атомных электростанций.
  
• Радиоактивный груз собираются везти через Северный морской путь, а если корабли окажутся затертыми во льдах? Вы бы хотели, чтобы рядом с кофе, который вы будите пить по утрам, пару дней постоял корабль с контейнерами ОЯТ?
  
• Дальше топливо погрузят в вагоны и повезут по железным дорогам по всей стране. Опасность «расползается».
  
• При переработке облученного топлива образуется огромное количество радиоактивных жидких отходов. Основная масса их просто сливается в водоемы и проникает в грунт.
  

Россия – единственная страна, которая ввозит на хранение отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) других стран.

РОВНО пять лет назад правительство подписало новые соглашения о ввозе ОЯТ. Сегодня смертельные отходы лежат в одном единственном месте: в 15 километрах от закрытого атомного городка Железногорск.

ОТ КРАСНОЯРСКА вниз по Енисею начинается глухая тайга. Там среди густой непролазной чащи стоит здание. Серые бетонные стены. Вокруг на расстоянии нескольких километров – ряды колючей проволоки.

А теперь представьте бассейн размером с футбольное поле. В этом бассейне – четырехметровый слой воды. А в воду погружены металлические контейнеры.

В каждом из них – отработавшее ядерное топливо в виде таблеток. Это называется «мокрая» технология хранения.

Один взрыв террориста, одна авария – и под Красноярском случится экологическая катастрофа страшнее той, что была в Чернобыле.

10 июля 2001 г. было подписано три федеральных закона, разрешивших ввозить к нам отработавшее ядерное топливо. По данным Росатома, с тех пор в Россию въехали три состава с отработавшим ядерным топливом из Болгарии (около 100 тонн) и несколько поездов из Украины (около 400 тонн). Пока это все. Но в ближайшем будущем нас планирует «осчастливить» Венгрия (она поставит топливо на переработку), а через десять лет, возможно, Иран. Сейчас с этими двумя странами ведутся переговоры. «НЕ НРАВИТСЯ нам эта атомная промышленность, - рассказывает местный житель Виктор. – два года назад на несколько километров во всех хозяйствах ботва пожелтела. Пришло что-то нехорошее со стороны, откуда ветер дует. Народ говорил, выброс у них какой-то произошел. Мы подписи собирали против хранилища, 2 миллиона жителей подписались, ноль реакции от властей!».

Всего Россия планирует ввезти к себе 20 тыс. тонн отработавшего ядерного топлива. «Это принесет нашей стране большие деньги», - говорят чиновники. Наверное, они не умеют считать. Украина платит нам 350 долл. За килограмм, Болгария – 625 долл. А себестоимость хранения, по данным экологов, каждого килограмма за 25 лет – 850 долл. (правда, у Росатома есть другие цифры – менее 200 долл.) Нет никакой экономической выгоды, никакой целесообразности это делать. Период полураспада плутония (то есть, когда он станет в 2 раза менее радиоактивным) - 24 тысячи лет. Любые деньги кончатся раньше.

Эксперты считают, что, возможно, Россия начнет перерабатывать ядерные отходы, извлекая нужные для промышленности вещества: плутоний и уран. Однако говорят, что заводы Франции и Англии согласились не хранить, а перерабатывать чужое топливо и в первое время имели убытков 1 млн. долл. в день.


Выступление “биолога”


● О влиянии на генетический фонд человека (его геном) экологический катастроф.

Всего у человека около 100 тысяч генов, а в совокупности они образуют генетический фонд землянина, его геном. Со дня рождения на наш генетический механизм обрушивается град различных «снарядов» - химических, ферментных, геомагнитных, радиационных, несущих генетические разрушения каждой клетке.

Простой пример. Человек съел что-то неподобающее: из-за этого образовались перекиси и химические радикалы, повреждающие гены. Поэтому в наш организм встроена система, которая непрерывно отслеживает, где произошло повреждение генов, и старается устранить его. Без нее люди умирали бы чуть ли не сразу после рождения.

До недавнего времени она справлялась со своей задачей, «латая» молекулы ДНК.

Научно-технический прогресс привел к тому, что человек живет в мире техногенных излучений, от которых не могут защитить клеточные мембраны. Между тем наукой установлено: повреждение одного единственного гена может вызвать примерно 4 тыс. болезней. Сегодня в молекуле ДНК выявлено более 200 генетических мишеней, удар по которым влечет за собой сбои и неполадки в работе различных органов.


Выступление “физика”


● Влияние техногенных излучений на организм человека. Одним из важнейших антропогенных воздействий является так называемое электромагнитное загрязнение, или электромагнитный смог.

Развитие современных мобильных средств связи, локальных и глобальных сетей приводит к тому, что все больше людей подвергаются воздействию электромагнитных излучений. Ученые говорят об электромагнитной опасности для человека. Особое


внимание следует обращать на электромагнитные поля и излучения, создаваемые дисплеями и сотовыми телефонами, т.к. они широко распространены.