Разработка урока по экологии на тему: "Экологические проблемы теплоэнергетики". 10-й класс

Разделы: Химия, Биология, География, Экология

Класс: 10

Тема урока: Экологические проблемы энергетики.

Цель: Изучить влияние экологических проблем энергетики на окружающую среду и способы уменьшения загрязнения окружающей среды Красноярского края.

Задачи:

  1. Расширить знания учащихся о структуре энергетики и основными типами электростанций на территории края.
  2. Показать какой вред наносит работа электростанций на окружающую среду и здоровье человека.
  3. Ознакомить ребят с основными мероприятиями, проводимыми по охране окружающей среды.
  4. Развивать умения сравнивать, анализировать, работать с дополнительной литературой, создавать проекты и их защищать.

Ожидаемые результаты:

  1. Получение учащимися знаний об экологических проблемах энергетики в крае и способы их решения.
  2. Развитие познавательной активности, умения создавать проекты, работать с дополнительной литературой, сравнивать, анализировать и делать выводы.

Формы отчетности:

  1. Разработка проектов об исследовании вреда и определении мероприятий по решению данной проблемы.
  2. Написание и защита рефератов.

ХОД УРОКА

I. Слово учителя.

Энергетика – это отрасль, которая производит и передает электроэнергию и тепло.

Электроэнергия и тепло производится на электростанциях разных типов, но ведущими являются гидро и тепло станции.

Тепловые работают на угле, газе, мазуте и нефти. ТЭС можно встретить в любом городе. ГЭС стоят на реках с быстрым течением, большим расходом воды и высокими берегами. Образовавшиеся водохранилища используют в промышленных, сельскохозяйственных целях, а также в быту населения. Самые крупные ГЭС построены на Енисее (Саянская ГЭС и Красноярская ГЭС) и на Ангаре (Братская ГЭС и Усть–Илимская ГЭС).

II. Выполнив, задание по карточкам, назовите экологические проблемы, вызванные работой ТЭС и ГЭС.

Задание 1 группы

Каменный уголь – твердое горючее, полезное ископаемое растительного происхождения. Он представляет собой плотную породу черного, иногда темно-серого цвета с блестящей матовой поверхностью. Содержит 75–97% углерода, 1,5–5,7% водорода, 1,5–15% кислорода, 0,5–4% серы, до 1,5% азота, 2–45% летучих веществ, количество влаги колеблется от 4 до 14%.

  1. Составьте уравнения химической реакции, подтверждающие состав загрязнителей атмосферы при сжигании угля.
  2. Как данные вещества вступают в круговорот природы (уравнения).
  3. Сколько тонн оксида серы (II) в сутки выбрасывает в атмосферу ТЭС, сжигающая 20 тыс. тонн угля. Содержание серы 3%. процентного содержания серы в исходном топливе 3% и при эффективности системы пылеулавливания 95%.

Задание 2 группы

Со сточными водами электростанции в природные водные объекты сбрасываются загрязняющие вещества, из которых наиболее характерными являются: взвешенные вещества, нефтепродукты, хлориды, сульфаты, соли тяжелых металлов и некоторые другие соединения. ТЭС – существенный источник подогретых вод, которые используются здесь как охлаждающий агент. Эти воды нередко попадают в реки и другие водоемы, обусловливая их тепловое загрязнение и сопутствующие ему цепные природные реакции.

Основные показатели, характеризующие воздействие предприятий электроэнергетики Красноярского края на окружающую среду и природные ресурсы

Показатель Ед. зим. 2001 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г.
Использовано воды, всего млн. м 1225,9 1622,6 1251,6 1364,1
Объем оборотной и повторно-последовательно используемой воды млн, м3 570,6 1115,1 1095,5 1218,9
Экономия свежей воды

%

 32 41 47 47
Водоотведение в поверхностные водоемы, всего млн. м3 960,4 1343,8 972,2 1091,7
в том числе загрязненных сточных вод млн. м3 54,2 51,6 34,4 48,5
  1. Составьте уравнения химической реакции, возможных в водных природных объектах в присутствии загрязняющих ионов.
  2. О каких цепных природных реакциях идет речь.
  3. За какое время неочищенные воды заполнят водоем с объемом равный оз. Шира.

Задание 3 группы

При сжигании каменного угля остаётся очень большое количество зольных отходов, которые вывозятся за город на золоотвалы. Золоотвалы, в большинстве своём, очень плохо оборудованы, и зола разносится на значительные расстояния. Кроме того, что зола загрязняет атмосферу, оседая на землю, она скапливается, покрывая поверхность почвы плотным слоем. Это способствует образованию техногенных пустынь, а также являются очагами накопления тяжелых металлов и повышенной радиоактивности. Как данные вещества вступают в круговорот природы, привести примеры.

Задание 4 группы

В результате промышленной деятельности человека в области производства тепловой энергии в окружающей среде наблюдается целый ряд существенных изменений. Вот лишь некоторые из них, особо ощутимые:

  1. Наличие частиц, являющихся ядрами конденсации в 10 раз больше.
  2. Наличие в воздухе газовых примесей увеличено 5–25 раз.
  3. Количество облаков увеличивается на 5–10%.
  4. Количество туманов зимой на 100% больше, летом на 30%.
  5. Число осадков в различные периоды года на 5–10% больше.
  6. Относительная влажность уменьшена летом на 2%, зимой на 8%.
  7. Солнечное излучение уменьшено 3–20%.
  8. Температура повышается на 1–2 градуса Цельсия.
  9. Скорость ветра 5–30% больше.

Объясните данные утверждения, используя законы химии и физики.

Задание 5 группы

Каменный уголь – твердое горючее, полезное ископаемое растительного происхождения. Он представляет собой плотную породу черного, иногда темно-серого цвета с блестящей матовой поверхностью. Содержит 75–97% углерода, 1,5–5,7% водорода, 1,5–15% кислорода, 0,5–4% серы, до 1,5% азота, 2–45% летучих веществ, количество влаги колеблется от 4 до 14%.

  1. Составьте уравнения химической реакции, подтверждающие состав загрязнителей атмосферы при сжигании угля.
  2. Сколько в среднем за год составят выбросы углекислого газа в нашем городе (сделать вывод на основании данных таблиц).
  3. Анализируя, задание 2 ответьте на вопрос, к каким изменениям на планете это приведет? Сколько в среднем за год составят выбросы углекислого газа в нашем городе (сделать вывод на основании данных таблиц).

Таблица 11.8

Основные показатели, характеризующие воздействие предприятий электроэнергетики на окружающую среду и природные ресурсы

Показатель Ед. изм. 2000 г. 2001 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г.
Выброшено вредных веществ всего, тыс. тонн 221,7 139,8 178,4 164,9 179,6
в т.ч.: твердых веществ – 80,6 51,0 61,6 54,4 59,4
жидких и газообразных веществ – 14К1 88,5 116,8 110,6 120,2
сернистый ангидрид   104,4 58,4 76,4 71,5 76,6
окись углерода – 4,8 5,5 5,5   9,0
окислы азота – Ь 31>8 24,8 34,8 31,9 34,3
углеводороды (без ЛОС) – 0,011 0,042 0,027 0,035 0,045
ЛОС – 0,061 0,00 0,028 0,052 0,066
Уловлено и обезврежено % 83,4 83,1 82,9 78,7 81,9

Основные предприятия загрязнители атмосферного воздуха отрасли

Предприятие Выбросы в атмосферу
(тыс. тонн)		 Доля предприятий в выбросах,
(%)
2003 г. 2004 г. 2004 г,
в % к 2003 г.		 Отрасль Красноярский край
2003 г. 2004 г. 2003 г. 2004 г.
Назаровская ГРЭС, г. Назарово 40,1 52,7 131,4 24,3 29,3 1,5 2,0
ТЭЦ–1, г. Красноярск 28.2 32,4 114,9 17,1 18,0 1Л 1,2
ОАО “Красноярская ГРЭО–2”, г. Зеленогорск 31,1 29,2 93,9 18,8 16,3 1,2 1,1
ОАО “Березовская ГРЭС–1”, г. Шарыпово 28.7 23,9 83,3 17,4 13,3 1,1 0,9
ТЭЦ–2, г. Красноярск 16,5 20,7 125,4 10,0 11,5 0,6 0,8

Задание 6 группы

Количество оксида углерода (II), выброшенного в воздух в результате теплоэнергетики, по оценкам комитета природных ресурсов по Красноярскому краю за 2000 г. составило 0,135 млн тонн.

  1. Составьте уравнения химической реакции, подтверждающие состав загрязнителей атмосферы при сжигании угля.
  2. Предскажите, сколько это составляет на сегодняшний день.
  3. Постройте график зависимости выбросов углекислого газа за последние годы.

III. Обсуждение результатов.

Назовите, какое негативное влияние оказывает ТЭС и ГЭС на окружающую среду.

IV. Постановка проблемы.

Как именно влияет энергетическая отрасль на здоровье человека (см. приложение презентация).

Разработать проект на тему: “Динамика изменения состояния здоровья жителей Красноярского края, в результате негативного воздействия ТЭС и ГЭС”.

Цель проекта: выяснить причины возникновения заболевания.

Задачи:

  1. Изучить статистические данные, экологические отчеты о заболеваниях жителей края.
  2. Провести анализ и выяснить причинно-следственные связи между загрязнением среды и заболеваниями жителей.

При выполнении проекта учащимся предлагется материал собранный по теме: “Основные мероприятия, проводимые по охране окружающей среды”.

Основные мероприятия, проводимые по очистки загрязнений окружающей среды.

Одной из основных экологических проблем города, связанных с загрязнением воздушного бассейна города Красноярска являются выбросы от теплоэнергоисточников, многие из которых имеют высокий моральный и физический износ.

Снижение экологической напряженности теплоэнергетического комплекса города возможно достичь при использовании более экологически чистого  топлива, каковым является природный газ. Программой предусматриваются такие первоочередные мероприятия, как:

  • установка эмульгаторов нового поколения на котлоагрегатах ТЭЦ–1;
  • замена морально и физически устаревших котлоагрегатов  на ТЭЦ–1;
  • проведение оснащения новым оборудованием, соответствующим экологическим требованиям, котельных различного ведомственного подчинения;
  • перевод котельных на электроотопление.

Кроме этого, большое значение должно быть уделено применению  очистных установок, обеспечивающих нормативную очистку выбросов от котлоагрегатов и котельных, работающих на различных видах топлива.

Способы снижения загрязняющих выбросов.

При сжигании выбросов соединений серы, при сжигании органического топлива, принципиально существуют два подхода: сероочистка дымовых газов и удаление серы из топлива до его сжигания. Существуют следующие методы: известняковый, известковый, двухцикличный щелочной, каталитического окисления, газификации топлив, пиролиз.

Снижение выбросов твёрдых частиц с продуктами сгорания ведётся с помощью следующих способов: использование золоуловителей (инерционные или мокрые), тканевых и электрофильтров.

Одним из способов снижения вредных воздействий энергоустановки на окружающую среду является совершенствование её тепловых схем, развитие теплофикации (одновременная выработка тепла и энергии), укрупнение установок теплоэнергетики, использование вторичных энергетических ресурсов, внедрение новых термодинамических циклов, развитие систем аккумуляции энергии, использование возобновляемых источников энергии (солнечная, электростанции, геотермальная энергия).