Глобальные последствия загрязнений окружающей среды

Вид материала

Урок

Содержание Действующие лица. Ход урока Экономист по экологическим вопросам Руководитель центра Руководители секций получают заранее приготовленные задания в пакетах. Ответ: m(NaCl) = 585 г; V(Cl II. Задания для секции, работающей по проблеме «Кислотные дожди» Ответ: m(H2SO3) =4,1 т. III. Задания для секции, работающей по проблеме «Парниковый эффект IV. Задания для секции экспертов I вариант Опыт № 2. Очистка воды от CMC. Проверка домашнего задания 10 мин. Задачи составлены по местному краеведческому материалу. Ответ: V(02) = 35,72 м3 (20,33%); V(N2) = 138,27 м3 (78,7%); V(CO2) = 0,47 м3 (0,26%); V(H2О) - 1,23 м3 (0,7%). 3-й ученик. 4-й ученик Проверка у доски решения задач (15—18 мин). 6-й ученик. 7-й ученик. 8-й ученик. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Глобальные последствия загрязнения окружающей среды, 130.02kb.
• «Формы загрязнения природной среды. Загрязнители атмосферы, гидросферы, литосферы., 361.41kb.
• Интас проект интеграции российских информационных ресурсов в глобальные сети состояния, 88.56kb.
• Содружества Независимых Государств Модельный закон, 755.14kb.
• Вопросы физическая география мира, 32.96kb.
• Тема : «Загрязнение и охрана окружающей среды», 38.66kb.
• Новые недорогие эффективные гидрофобные сорбенты для очистки сточных и льяльных вод, 104.96kb.
• Решение 10 сентября 2007 года №36 город Актау, 22.02kb.
• Нормативно правовые документы по вопросам формирования государственных информационных, 281.26kb.
• Задачи в сфере охраны окружающей среды Охрана природы, рациональное использование, 414.1kb.

УРОК-СЕМИНАР (2 ч)

11 КЛАСС

ГЛОБАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ


Составитель: Погудкина Ю.А.,

учитель химии МОУ «СОШ №41 г. Белгород


Цели урока:

Обсудить проблемы охраны окружающей сре­ды и возможные последствия ее загрязнения для природы и общества.

Познакомить учеников с основными способами утилиза­ции загрязнителей окружающей среды; развить способности учащихся анализировать ситуации, оценивать степень ответ­ственности, которую они могут взять на себя.

Конкретизировать применение основных химических по­нятий: «моль», «относительная атомная масса», «относитель­ная молекулярная масса», «молярная масса», «молярный объем», «массовая доля» — и законов при решении задач.

Учить анализировать и делать выводы во время химичес­кого эксперимента.

Оборудование и материалы.

Схемы: 1. Парниковый эффект. 2. Взаимодействие про­мышленного предприятия с окружающей средой (журнал «Химия в школе». 1993, № 3, с. 23). 3. Круговорот воды.

Кристаллизатор, нефть, пробковая крошка (для опыта «Очистка воды от нефти»); штатив с пробирками, белок, растворы ZnS04, НNОз, РЬ(NОз)2, FеС1з, этанол (для опыта «Де­натурация белка»); вода, загрязненная синтетическим мою­щим средством (CMC); хлорид натрия (для опыта «Очистка воды от CMC»).


Действующие лица.

Руководитель центра —учитель.

Инженер-эколог —1-й ученик.

Экономист по экологическим вопро­сам — 2-й ученик.

Руководители секций:

секция № 1, занимающаяся проблемой «Сточные воды» (4 чел.); секция № 2, занимающаяся проблемой «Кислотные дожди» (4 чел.); секция № 3, занимающаяся проблемой «Парниковый эффект» (4 чел.); секция №4, эксперты (4 чел.).

Ход урока

Учитель. Уважаемые коллеги, сегодня мы находимся в экологическом центре, где проходит семинар на тему «Глобальные последствия загрязнения атмосферы».

Инженер-эколог. До недавнего времени человечество в своей промышленной деятельности исходило из соображений, что все необходимые природные ресурсы: вода, воздух, почва, полезные ископаемые - практически неисчерпаемы и бесплатны.

Отходы же производства достаточно хорошо рассеять, чтобы сработал механизм самоочищения природ­ной среды. На это рассчитаны выбросы стоков в водоемы, газопылевые выбросы в атмосферу через высокие трубы, захоронение токсичных отходов под землей или на морском дне. Однако, оказалось, что все эти соображения не соответствуют действительности. Природные ресурсы исчерпаемы, а систематическое загрязнение окружающей среды приводит к нарушению экологического равновесия, к уничтожению природы. Человек с ужасом понял, что результатом его собственной безответственной деятельности может быть исчезновение всего живого на Земле, в том числе и самого человека.

Экономист по экологическим вопросам. Любое производство, как монета, имеет две стороны: аверс и реверс. Аверс производства — это сырье, товарная продукция и пути превращения первого во второе. Реверс — это производственные отходы, загрязняющие природную среду. Современное производство необходимо рассматривать как сложную социально-эколого-экономическую систему — технобиогеоценоз, который включен в круговорот веществ во всех оболочках Земли (рассказ по схеме «Взаимодействие промышленного предприятия с окружающей средой»).

Различают три вида ущерба, который может быть нанесен производством. Экономический ущерб — это снижение уро­жайности сельскохозяйственных культур в связи с выбросом загрязнений, повышенный износ оборудования за счет коррозии. Социальный ущерб — повышение заболеваемости насе­ления, а следовательно, дополнительные затраты на лечение, расходы на эвакуацию людей из пораженных зон. Моральный Ущерб наносят неблагоприятные санитарно-гигиенические условия производства, вызывающие текучесть кадров и потерю престижа отдельных профессий.

Руководитель центра. В процессе работы мы более подробно познакомимся с видами ущерба, которые могут быть нанесены производством. С этой целью проведем ряд расчетных и экспериментальных задач, при решении которых отработаем химические понятия «моль», «относительная атомная масса», «относительная молекулярная масса», «молярная маcca», «молярный объем», «массовая доля» и использование законов. Познакомимся с основными способами утилизации загрязнителей окружающей среды и возможными последствиями загрязнения для природы и общества.


Руководители секций получают заранее приготовленные задания в пакетах.

I. Задания для секции, работающей по проблеме «Сточные воды»

1. «Сточные воды». Сообщение (5—6 мин) делает руково­дитель секции.

2. Задача № 1 (ученик работает у доски). Угарный газ СО не задерживается обычными противогаза­ми, поэтому для защиты от него используют дополнительный гопколитовый патрон, в котором СО окисляется диоксидом марганца MnO₂. Определите срок годности гопколитового патрона, содержащего 261 г MnO₂, если установлено, что при работе с ним на некотором химическом предприятии в ат­мосфере, содержащей примеси СО, масса патрона через каж­дые сутки увеличивалась в среднем на 4,2 г. Какую опас­ность для здоровья представляет оксид углерода (II)? Ответ: 20 суток.

3. Задача № 2. При очистке сточных вод, содержащих органические ве­щества, методом брожения выделился газ с плотностью по кислороду 0,5, содержащий 75% углерода, 25% водорода и используемый на водоочистительных станциях как горючее. Что это за газ? Укажите его формулу. Ответ: метан СН4.

4. Задача № 3. Хлор, применяемый для дезинфекции питьевой воды, по­лучают электролизом расплава хлорида натрия. Помимо га­зообразного хлора при электролизе хлорида натрия образует­ся жидкий металлический натрий.

а) Сколько граммов хлорида натрия необходимо для по­лучения 355 г газообразного хлора? б) Какой объем будет занимать это количество газа при н. у.?

Ответ: m(NaCl) = 585 г; V(Cl₂) = 112 л. 5. Внесите в рисунок недостающие элементы (групповая работа).

Анализируя рисунок, ответьте на следующие вопросы:

а) Как отразится на биоценозе водоема воздействие кис­лотных дождей (образовавшихся с участием SO₂), выпавших на почву?

б) Каким образом могут быть устранены изменения, происшедшие в водоёме под воздействием попавшего туда SO₂?

в) С давних пор для стерилизации питьевой воды исполь­зовали кипячение. Древние греки добавляли в воду сухое вино, что создавало кислую среду, в которой погибали многие болезнетворные микробы. Могут ли быть эти методы эффек­тивны при использовании питьевой воды из указанных на рисунке источников? Ответ поясните.

г) Вы — директор предприятия, изображенного на рисун­ке. Экспертами-экологами обнаружены отклонения от нормы состава воды из близлежащего озера и установлена причина:

большие выбросы SО₂ вашим предприятием. Что вы пред­примете?

— Закроете предприятие.

— Усовершенствуете очистные сооружения.

— Займетесь очисткой воды в озере. Обоснуйте выбранный вами вариант.

II. Задания для секции, работающей по проблеме «Кислотные дожди»

1. Задача № 1 (выполняется у доски).

Тепловая электростанция потребляет 320 т каменного угля в сутки. Среднее содержание серы в угле — 0,5%. Опре­делите максимально возможную массу сернистой кислоты, которая может выпасть с дождем в результате суточной рабо­ты этой ТЭС. Как произвести утилизацию сернистого газа?

Ответ: m(H₂SO₃) =4,1 т.

2. Задача № 2. 1,6 л воздуха с примесью сероводорода окисляется при действии 100 г 1,27% -го водного раствора йода до элементарной серы. Вычислите в объемных процентах содержание сероводорода в воздухе. Ответ: 7%

3. Задача № 3. Какой объем воздуха и какую массу воды надо взять для превращения оксида серы (IV) объемом 10 л в серную кисло­ту? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 20,95%, массовая доля — 23,1%.

Ответ: V воздуха = 23,9 л; m(H₂О) = 8,04 г.

4. Желтый стелющийся дым — «лисий хвост», часто вы­ходящий из дымовых труб, указывает на наличие азотнотукового завода. Какие вещества входят в его состав? Какой вред наносит он производству, атмосфере, зеленым насаждениям? Какие способы улавливания компонентов «лисьего хво­ста» и их практического использования вы бы предложили?

5. Вас назначили директором будущего горно-обогатительного комбината (ГОК). Какие природоохранные меры будут предусмотрены вами для создания экологически чистой зоны в районе предприятия? Будете ли планировать строительство территориально-промышленного комплекса? Если да, то какие промышленные объекты в него войдут? Почему?

III. Задания для секции, работающей по проблеме «Парниковый эффект»

1. Сообщение «Парниковый эффект» (6 мин, по материа­лам еженедельного приложения «Химия» к газете «Первое сентября», 1995,№ 27,28).

2. Задача № 1 (работа у доски). Содержание угарного газа СО в отработанных газах авто­мобиля «Жигули» (режим холостого хода) не должно пре­вышать 4,5% по объему. Соответствует ли режим работы двигателя указанной норме, если при пропускании 25 л вы­хлопных газов (содержащих по объему СО вдвое больше, чем СО) через 180,5 мл 18%-го раствора гидроксида натрия (р = 1,197 г/см²) произошло полное насыщение раствора?

Ответ: <р(СО) = 13,2%; режим работы не соответствует норме.

3. Задача № 2. На гидролизном заводе за сутки из древесных опилок получено 50 т 96% -го этилового спирта. Вычислите объем выделившегося углекислого газа в атмосферу. К чему может привести повышенное содержание CO₂ в атмосфере? Ответ: 23 373 м³.

4. Задача № 3. Растение в солнечный день поглощает около 5 г углекис­лого газа на каждый квадратный метр своей листовой поверхности.

Рассчитайте, сколько приблизительно граммов углерода накопит за день подсолнечник, листовая поверхность кото­рого 1,8 м².

Ответ: 2,45 г углерода.

5. Иван Петрович имеет машину. При работе двигателя содержание угарного газа СО и оксида углерода (IV) CO₂ в выхлопных газах превысило

установленную норму в три раза. Иван Петрович решил:

а) не буду ездить на машине, пока не отрегулирую карбю­ратор;

б) буду ездить на машине только иногда, если уж очень нужно;

в) всего-то в три раза больше нормы! Буду ездить на машине до следующего техосмотра или до первого штрафа. Какое решение должен принять Иван Петрович? Почему?

IV. Задания для секции экспертов

Задача (работа у доски).

Сравните в экологическом отношении кабинеты химии и биологии V = 500 м³. Определите в классах массу углерода в воздухе. Считайте, что содержание СО₂ в воздухе кабинета химии 0,06%, а кабинета биологии — 0,03%. Чем это объяс­нить?

Ответ: кабинет химии — 0,160 г С; кабинет биоло­гии — 0,08 г С — воздух чище в два раза.

I вариант

Опыт № 1. Очистка воды от нефти.

В кристаллизатор с водой приливают 1—2 мл нефти, на образовавшуюся нефтяную пленку высыпают пробковую крошку. Через некоторое время пропитанную нефтью крошку собирают с поверхности воды.

а) Какую роль выполняет пробковая крошка?

б) Чем можно заменить пробковую крошку?

в) Какой вред наносит нефть живым организмам в водоеме?

Опыт № 2. Очистка воды от CMC.

В пробирку наливают 2,3 мл раствора CMC, нагревают и добавляют поваренную соль до получения насыщенного раствора (постоянно помешивая стеклянной палочкой). По мере насыщения раствора поваренной солью растворимость CMC уменьшается. CMC всплывает над прозрачной жидкостью в виде творожистых хлопьев, которые можно собрать или отфильтровать.


II вариант

Денатурация белка.

Опыт № 1. К 2 мл белка прилить 1—2 мл спирта.

Опыт № 2. К 2 мл белка прилить 2 мл раствора FеС1з.

Опыт № 3. К 2 мл белка прилить 2 мл раствора РbNОз)₂.

Опыт № 4. К 2 мл белка прилить концентрированный раствор НNОз.

Опыт № 5. Налить в пробирку 2 мл белка и нагреть.

а) Что такое денатурация белка?

б) Какова роль белка в организме?

Эколог (работа у доски).

Задача № 1. Принимая во внимание, что в воздухе содер­жится приблизительно 20 объемных процентов кислорода и что при прохождении воздуха через газогенератор 90% кис­лорода расходуется на образование оксида углерода (IV), вы­числить объемный состав выходящей из газогенератора газо­вой смеси. Какие газы загрязняют атмосферу? Какие меры предосторожности надо применить? Какое явление в природе могут вызвать эти газы?

Ответ: СО — 30,5%; CO₂ — 1,7%; N2 — 67,79%.

Экономист по экологическим во­просам (работа у доски).

Задача № 2. На промышленном предприятии был прове­ден анализ воздуха с целью определения в нем сероводорода. Для этого 110 мл загрязненного сероводородом воздуха при 17 °С и давлении 1 атм пропустили через раствор перманганата калия, подкисленного серной кислотой.

В результате реакции было восстановлено 0,346 г КМп0₄. Каково процентное содержание (по объему) сероводорода в воздухе и насколько эта концентрация опасна для работаю­щих, если согласно нормам содержание Н2S в воздухе для предприятий не должно превышать 0,01 мл/л? Какую опасность для здоровья человека представляет этот газ?

5Н₂S + 2KMnO₄ + 3H₂SО₄ = 5S↓ + К₂S0₄ + 2MnS0₄ + 8H₂O.

Ответ: 0,11%; на 1 л воздуха приходится 1,1 мл H₂S т. е. его концентрация более чем в 100 раз превышает допу­стимую норму.

Работа секций 15—20 мин.


Учитель. Время закончилось, начинаем общение между секциями.


Проверка домашнего задания 10 мин. Задачи составлены по местному краеведческому материалу.


1-й ученик. В лаборатории ГОК размерами 10 х 5 х 3,5 м горит пять газовых горелок. Каждая из горелок расходует в час 0,4 м³ светильного газа. Светильный газ имеет следую­щий состав: 55% H₂, 30% СН₄, 7% СО, 4% С₂H₄, 2% CO₂, 2% N₂ (по объему). Первоначально воздух содержал 79%

азота и 21% O₂ (по объему). Вычислите, каким станет состав воздуха в лаборатории через 30 мин, если помещение не будет венти­лироваться и температура внутри его не изменится.

Ответ: V(02) = 35,72 м3 (20,33%); V(N₂) = 138,27 м3 (78,7%); V(CO₂) = 0,47 м3 (0,26%); V(H₂О) - 1,23 м3 (0,7%).

2-й ученик. Состав воздуха в лаборатории, если поме­щение не будет вентилироваться и температура внутри не изменится, характеризуется повышенным содержанием CO₂ (ПДК —0,03%).

Оксид углерода (IV) оказывает на человека наркотическое действие, раздражает кожу и слизистые оболочки, в относи­тельно малых концентрациях возбуждает дыхательный центр, в очень больших — угнетает. Обычно высокое содержание углекислого газа в воздухе связано с понижением в нем содер­жания кислорода, что может стать причиной смерти. CO₂ ока­зывает центральное сосудосуживающее и местное сосудорас­ширяющее действие, вызывает ацидоз, повышенное содержа­ние адреналина и норадреналина и уменьшение содержания аминокислот в крови, ингибирует действие ферментов в тка­нях. Животные менее чувствительны к углекислому газу, чем человек.

3-й ученик. Для сжигания 2 т одного из компонентов гайской руды — сульфида цинка, содержащего 3% негорючих примесей, израсходовали 6000 м³ воздуха. Определите состав образовавшегося газа и загрязняющего атмосферу города сернистого газа. Предложите эффективные способы обез­вреживания оксида серы (IV).

4-й ученик. Утилизация оксида серы (IV).

1. Классический процесс Клауса:

SO₂ + 2Н₂S = 3S + 2Н₂О,

так получают серу в Оренбурге, Астрахани, Норильске.

2. Поглощение известняком:

2CaCO₃+2SO₂+O₂ → 3CaSO₄+2CO₂↑.

3. Аммиачный способ:

SO₂ + 2NНз + H2O = (NH₄)₂S0₃;

(NН₄)SО₃ + SO₂ + Н₂О = 2NH₄HSO₃;

2NН₄НS0₃ + (NH₄)₂SО₃= 2(NН₄)₂S0₄ + S↓ + H₂O

Проверка у доски решения задач (15—18 мин).

Сообщения учеников

5-й ученик. Сероводород выбрасывают в атмосферу предприятия нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, коксохимической, азотно-туковой отраслей промышленности. В больших концентрациях сероводород ведет себя как сильный яд нервно-паралитического действия. При его концентрации 1000 мг/м³ и выше у человека появляются судороги, может остановиться дыхание или наступить паралич сердца. H₂S блокирует дыхательные ферменты, раздражающе действует на слизистую оболочку органов дыхания и глаз. При хрони­ческом воздействии сероводорода на организм человека в малых концентрациях ухудшается состояние сердечно-сосу­дистой и нервной систем. ПДК (Н₂S) — 0,008 мг/м³. Утили­зация H₂S по методу Клауса: SO₂ + 2H₂S = 3S + 2Н₂О.

6-й ученик. SO₂ поступает в воздух в результате не толь­ко сжигания топлива, но и плавильных руд, содержащих серу. Основные источники загрязнения атмосферы SO₂ — энерге­тические установки предприятий цветной металлургии и сер-но-кислотного производства. Выбросы SO₂ распространяются на значительные расстояния от источника (на тысячу и более километров). Оксид серы (IV) считается одной из основных составных частей токсичных туманов и одним из активных компонентов формирования смога. Хроническое воздействие SO₂ на органы дыхания способствует возникновению бронхи­тов, может нарушать углеводный и белковый обмен, способ­ствует образованию метгемоглобина, снижению иммунитета. ПДК (SO₂) — 0,05 мг/м³.

7-й ученик. Оксид углерода (II) — продукт неполного сгорания топлива. Этот оксид соединяется с гемоглобином крови в 200—300 раз быстрее, чем кислород, образуя очень стойкое соединение — карбоксигемоглобин, диссоциация ко­торого протекает в 3600 раз медленнее, чем оксигемоглобина. При этом резко снижается обеспеченность тканей организма кислородом, развивается гипоксемия.

СО соединяется также и с миоглобином мышц. Он нару­шает углеводный обмен, усиливая распад гликогена в печени, нарушая утилизацию глюкозы, повышая уровень сахара в крови, моче и в спинномозговой жидкости, нарушает водно-солевой обмен.

8-й ученик. Утилизация оксидов углерода (II) и (IV).

2СО + О₂ = 2С0₂;

СО₂ + 2Н₂ =^Pt CH₂O+ H₂O;

СО₂ + ЗН₂ =^Pt СНзОН + H₂O;

СО₂ + Са(ОН)₂ = СаСО₃ + Н₂О.

Тестовая проверка

I вариант

1. После окончания лабораторной работы по химии ваш товарищ вылил использованные реактивы в раковину, а не в специально приготовленную для этих целей емкость. Как вы поступите:

а) выльете свои реактивы туда же, куда и он;

б) объясните ему, почему этого не следует делать;

в) расскажете о его действиях учителю?

2. Как бы вы поступили, если, прогуливаясь по берегу водоема, увидели ржавое ведро возле старого кострища:

а) очистили бы берег, выбросив ведро в воду;

б) не обратили бы на него внимания;

в) отнесли бы ведро на ближайшую свалку или закопали его в землю?

3. Вы — заместитель директора фабрики резиновых игрушек. Вам предложили новую краску, более дешевую и яркую, но содержащую кадмий. В результате ее использования фабрика получит большую прибыль. Как вы поступите, если знаете о токсичности красителей, содержащих кадмий:

а) согласитесь с директором на покупку новой краски;

б) будете против этого решения;

в) пойдете на компромисс и предложите выпускать 50% игрушек с использованием новой краски и 50% — старой?

4. Какие газы способствуют возникновению «кислотных дождей»:

а) P₂O₅, Сl₂, NН₃;

б) NO, NO₂, SO₂;

в) СН₄, C₂H₂, CO₂?

Ответы: 1б, 2в, 3б, 4б.

II вариант

1. Мальчик разбил термометр в отсутствие родителей. Как ему следует поступить:

а) выбросить остатки термометра в ведро, чтобы их не увидели родители;

б) вызвать представителей СЭС;

в) оставить все до прихода родителей?


2. Вы работаете на химическом заводе и случайно узнае­те о неисправности в системе очистных сооружений. Как вы поступите:

а) сообщите директору завода, чтобы он сам принял реше­ние;

б) сделаете вид, что вам ничего не известно о неисправно­сти, так как не хотите потерять в зарплате из-за остановки завода;

в) скажете директору и, если он не примет меры, будете активно

действовать сами: сообщите рабочим, сотрудникам заводской газеты, соберете людей на митинг?


3. Один из путей защиты биосферы от загрязнения — очистки отходящих газов и сточных вод на промышленных предприятиях. Современные очистные сооружения достаточ­но эффективные, но дорогостоящие. Как бы вы поступили, если были бы директором крупного завода и имели в своем распоряжении значительную сумму денег:

а) положили бы деньги в банк для уплаты штрафов за загрязнение природной среды — это выгоднее, чем строить очистные сооружения;

б) вложили бы деньги в строительство очистных сооруже­ний;

в) часть денег вложили бы в расширение производства, а часть использовали бы для увеличения заработной платы рабочим?

4. Какие газы способствуют возникновению парникового эффекта:

а) С₂Н₄, NН₃,О₂; б) Cl₂, C₃H_8, H₂;

в) СО₂,Оз,СН₄.

Ответы: 1б, 2в, 3б, 4в.


Проверка работы секции (30 мин). Оценка результатов тестовой проверки (5 мин). Ученики обмениваются работами и проверяют тест по ключу.

Подведение итогов (5 мин).

Учитель объявляет оценки классу и отдельным учени­кам.