урок - суд
план-конспект урока по химии (10 класс) по теме

Экология

Проблемы защиты окружающей среды

Урок - суд

Цели урока. В нетрадиционной форме обобщить и расширить знания учащихся. Такой урок дает возможность рассматривать явления с различных, часто противоположных позиций, т.е. показывает школьникам окружающий мир таким, каков он есть на самом деле, со всеми его противоречиями. Подготовка к игре приобщает учеников к чтению дополнительной литературы, развивает их творческие способности.

Оборудование. Плакаты по охране природы; высказывания на отдельных плакатах.

                                                                Проблемы химической экологии созданы

                                                                самим человекам и возникли как результат

                                                                длительной, а в последнее столетие и

                                                                чрезвычайно бурной производительной

                                                                деятельности человечества.

Ход урока.

Учитель (вступительное слово).  Основная угроза окружающей среде  - интенсивно развивающееся производство. Воздействие различных химических веществ, выделяющихся в результате деятельности человека, нередко оказывается на грани восстановительных возможностей природы – огромных, но не беспредельных.

Кто же отвечает за природу? Порой несправедливо главной виновницей  называют химическую отрасль промышленности. Любое производство оказывает техногенное воздействие на окружающую среду.

Наибольшее воздействие оказывают предприятия черной и цветной металлургии, теплоэнергетика, целлюлозно-бумажная, горнодобывающая, химическая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая отрасли промышленности, автотранспорт.

Действующие лица: судья, секретарь, присяжные, обвинители, адвокаты, свидетели.

Секретарь. Встать! Суд идет!

Главный судья. В открытом судебном заседании мы слушаем дело о загрязнении окружающей среды и об экологических проблемах общества. Дело состоит из двух частей. В первой – Природа обвиняет общество, человека, назначение которого, как считал Ж. Б. Ламарк, как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания. Во второй части Общество рассматривается как сила, способная из «дикой умирающей» природы сделать её приятной и живой. Своим трудом человек открывает в природе то, что она таила в лоне своем, - неведомые её сокровища. Я призываю высокий суд объективно разобраться в этом деле, выслушав обе стороны, свидетелей, и вынести справедливый приговор.

Суд предупреждает: вы должны говорить правду и только правду. За дачу ложных показаний свидетели и потерпевшие будут привлекаться к ответственности.

І часть

Секретарь. Приглашается Природа.

Природа. Прошло уже около 1 млн. лет, как появился на Земле человек. Благодаря научно-техническим достижениям он возомнил себя моим господином. И вольно или невольно стал применять ко мне давний принцип поработителей « Разделяй и властвуй».

Секретарь. Приглашается Общество.

Общество. Наивысшая организация жизни – это Общество. В древние времена, когда человек был еще собирателем и охотником, он находился в более гармоничном единстве с окружающей природой и полностью зависел от нее. С развитием техники люди становились все сильнее. Они уже могли покорять и подчинять силы природы во благо себе.

Судья. Теперь послушаем свидетелей и пострадавших. Приглашаю пострадавшую – Землю-кормилицу.

Земля. Чтобы прокормиться, одеться, человек пользуется земельными, водными ресурсами. Почты разрушаются, это ведет к развитию эрозии, вторичному засолению; вода и воздух загрязняются.

Свидетель. Человек ежегодно извлекает из земных недр более 100 млрд. т руды, горючих и строительных материалов. Добыча полезных ископаемых приводит к изменению рельефа Земли, образованию котловин, пустот в верхних слоях земной коры.

Судья (обращается к Адвокату Природы). Если ли факты отрицательного влияния удобрений на здоровье человека?

Адвокат. Повышенное содержание нитритов и нитратов в пищевых продуктах приводит ко многим заболеваниям человека. В нашем сельском хозяйстве в больших количествах применяются пестициды, которые используются человеком для борьбы с вредителями различных  сельскохозяйственных культур и уничтожения паразитов домашних животных.

Судья (обращается к Адвокату Общества). Что делает сегодня человек, чтобы предотвратить развитие заболеваний, связанных с избыточным использованием минеральных удобрений и пестицидов?

Адвокат. В некоторых странах (США, Франция, Германия) уменьшают применение пестицидов или полностью от них отказываются. В 1985г. США насчитывалось свыше 20 тыс. ферм, не применяющих не только пестициды, но и минеральные удобрения. Аналогичные примеры есть и у нас: некоторые хозяйства Краснодарского края, Омской и Полтавской областей отказались от применения пестицидов.

Секретарь. Приглашается свидетель Атмосфера.

Атмосфера. Источником загрязнения атмосферы является предприятия черной и цветной металлургии, тепловые электростанции, автомобильный транспорт и др. В атмосферу выбрасывают различные газы и пыль. Из космоса видны дымовые шлейфы и скопления дыма над крупными промышленными районами.

С 1900г. использование топлива увеличилось в 10 раз. Ежегодно в атмосферу поступает более 200 млн. т оксидов углерод, серы, азота.

Выброс больших количеств  СО2 нарушает круговорот углерода в природе – переход органических соединений в неорганические, и наоборот. За счет фотосинтеза

nCO2 + mH2O = CnH2mOm + nO2

ежегодно образуется 80 млрд. т органических веществ, выделяется 1 . 1011 т кислорода и аккумулируется в растениях 1,7 . 1021 кДж солнечной энергии. В атмосферу СО2 возвращается за счет процессов дыхания животных, человека и растений, а также разложения их останков.

Все увеличивающееся содержание СО2 вызывает так называемый парниковый эффект. СО2 свободно пропускает на Землю излучение Солнца, но сильно задерживает тепловое излучение Земли. Слой СО2 играет такую же роль, как стекло в парниках. За последние 100 лет средняя температура на поверхности Земли выросла на 0,5 – 0,6 градусов. Дальнейшее накопление СО2 в атмосфере может привести к изменению климата на Земле. Многие ученые полагают, что это вызовет таяние льдов и катастрофическое повышение уровня Мирового океана.

Наибольшие количества SO2 выбрасывают тепловые электростанции и предприятия цветной металлургии, на которых осуществляется окислительный обжиг сульфидных руд. При растворении в капельках влаги тумана, дождя, облаков оксиды неметаллов (в основном SO2 ) образуют кислотные дожди. Это приводит к понижению рН осадков, вызывает рост кислотности водоемов, гибель их обитателей. Кислотные дожди  способствуют также коррозии металлов, разрушению лакокрасочных покрытий. Под губительным действием оксидов серы и азота разрушаются памятники  архитектуры и многие строительные материалы.

Сейчас в мире имеется  более 500 млн. автомобилей. На них приходится 60% всех вредных выбросов в атмосферу; в выхлопных газах содержится не менее 200 пагубных для здоровья компонентов (это оксид углерода (ІІ), оксиды азота, оксиды серы (ІV), углеводороды, соединения свинца и др.).

СО взаимодействует с гемоглобином крови в 200 раз активнее кислорода и снижает способность крови быть переносчиком О2.

Выхлопные газы могут быть причиной образования смога над городами. Этот процесс можно представить схемой:

NO + 1/2O2 = NO2

Под действием ультрафиолетового излучения Солнца молекулы NO2 распадаются. Образовавшийся атмосферный кислород при взаимодействии с молекулярным кислородом образует озон:

NO2 + hv = NO + O,

O + O2 = O3

─────────────────────────

hv

NO2 + O2 → NO + O3,

O3 + NO → O2 + NO2

Озон и атмосферный кислород вступают в реакцию с углеводородами, что приводит к образованию токсичного продукта – смог – ядовитого загрязнения атмосферы городских районов с интенсивным автодвижением.

В выхлопных газах содержатся также соединения свинца (Pb – токсичный элемент), которые действуют на ферментные системы и обмен веществ, накапливаются в морских отложениях и пресной воде.

В продуктах сгорания топлива содержится ртуть – один из опаснейших загрязнителей пищевых продуктов. Она накапливается в организме и вредно действует на нервную систему.

Также источником загрязнения атмосферы являются радиоактивные элементы, попадающие в атмосферу при ядерных взрывах, авариях на атомных станциях.

Наиболее яркий пример негативного воздействия человека на климат Земли – возникновение озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой.

Секретарь. Приглашается свидетель Гидросфера.

Гидросфера. Вода – бесценное богатство, без нее невозможна жизнь на планете. Физиологическая потребность в воде одного человека за 70 лет составляет 50 т. В связи с развитием промышленности, ростом городов расход воды все увеличивается. Одновременно усиливается загрязнение воды промышленными и бытовыми отходами. Это проводит к нарушению естественных процессов самоочищение водоемов, наносит ущерб их обитателям. В современном городе на бытовые нужды ежесуточно требуется 300-500 л воды на одного человека. Количество ежесуточного расходуемой человечеством пресной воды в настоящее время равняется годовой добыче всех полезных ископаемых.

Важным показателем качество воды является количество растворенного в ней кислорода.  Кислород необходим для жизни обитателей водоемов. За счет деятельности аэробных бактерий кислород используется для окисления органических веществ  останков животных и растительных организмов  с образованием СО2 , Н2О, а также небольших количеств ионов NO3, SO4, PO4, которые усваиваются растениями. Тем самым осуществляется самоочищение водоемов. При избытке органических веществ растворенного кислорода оказывается уже не достаточно для деятельности аэробных бактерий. В этих условиях процесс разложения органических веществ выполняют анаэробные бактерии, но в результате их деятельности  образуются уже CH4, NH3, H2S, PH3. Вода приобретает гнилостный запах, гибнет рыба и другие обитатели водоемов.

Большой вред природным водам наносят растворенные в сточных водах минеральные удобрения, смываемые с поверхности почвы. Удобрения (в особенности нитраты и фосфаты) вызывают бурное разрастание водоемов и их гибель. Источником загрязнения воды также является: 1) продукты гниения древесины при молевом сплаве леса; 2) горюче-смазочные вещества морского и речного флота; 3) нефть, покрывающая  ¼ часть поверхности Мирового океана, вследствие потери ее при подводной добыче, перевозках, авариях нефтеналивных судов; 4) отходы животноводства – один свинокомплекс на 108 тыс. голов или комплекс крупного рогатого скота на 35 тыс. голов дает загрязнение, эквивалентное отходам крупного города с населением 400-500 тыс. человек.

ІІ часть

Судья (обращается к Адвокату Общества). Сознает ли человек свои ошибки?

Адвокат. Да, человек признает свои ошибки. Во многих странах проводятся работы по искусственному лесоразведению. Для сохранения некоторых видов животных и растений организованы заповедники, заказники, национальные парки. Очистка от SO2  основана, в частности, на окислении S (ІV) в S (ІV) с последующей утилизацией образующихся соединений. При этом достигается очень высокая степень очистки. Ведутся исследования по применению микробиологических методов для очистки жидкого и твердого топлива от соединений серы.

Одним из способов кардинального решения проблемы защиты окружающей среды является использование водорода в качестве топлива, а также применение электрохимических топливных элементов. Быстрыми темпами совершенствуется атомная энергетика. Бытовые сточные воды обеззараживают хлором или озоном, а затем подвергают биологической очистке. При биохимическом окислении органических веществ образуется биомасса, которую используют для получения белково-витаминного концентрата для подкормки животных.

Очистка промышленных сточных вод весьма сложна. Удаление соединений металлов может быть осуществлено осаждением их в виде нерастворимых веществ, экстракцией органическими растворителями и др.

Наиболее надежный способ защиты водоемов основан на создании экономических рациональных замкнутых систем, обеспечивающих многократное использование воды в производстве. Необходимо внедрять в производство безотходные технологии, комплексное использование сырья.

Д. И. Менделеев считал, что «в химии нет отходов, а есть неиспользованное сырье». Любые отходы могут быть использованы как сырье для получения других химических продуктов. Но пока отходы имеются в любом производстве. Сущность безотходной технологии передает схема (написана заранее).

Этот организованный и регулируемый человек технологический круговорот сырья, продукции и отходов представляет собой замкнутую экологическую систему наподобие природной, в которой продукты жизнедеятельности организмов используются другими организмами, и в целом осуществляется саморегулирующийся биогеохимический круговорот веществ.

Судья. Для оглашения решения суда прошу всех встать!

Судья  оглашает решение :

Обвиняется все человечество в загрязнении  планеты - Земля.

Суд постановил: «Все человечество должно бережно относиться к природе и охранять ее».