Тема урока: Экологические проблемы энергетики.
Цель: Изучить влияние экологических проблем энергетики на окружающую среду и способы уменьшения загрязнения окружающей среды Красноярского края.
Задачи:
- Расширить знания учащихся о структуре энергетики и основными типами электростанций на территории края.
- Показать какой вред наносит работа электростанций на окружающую среду и здоровье человека.
- Ознакомить ребят с основными мероприятиями, проводимыми по охране окружающей среды.
- Развивать умения сравнивать, анализировать, работать с дополнительной литературой, создавать проекты и их защищать.
Ожидаемые результаты:
- Получение учащимися знаний об экологических проблемах энергетики в крае и способы их решения.
- Развитие познавательной активности, умения создавать проекты, работать с дополнительной литературой, сравнивать, анализировать и делать выводы.
Формы отчетности:
- Разработка проектов об исследовании вреда и определении мероприятий по решению данной проблемы.
- 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%.
- Составьте уравнения химической реакции, подтверждающие состав загрязнителей атмосферы при сжигании угля.
- Как данные вещества вступают в круговорот природы (уравнения).
- 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 |
- Составьте уравнения химической реакции, возможных в водных природных объектах в присутствии загрязняющих ионов.
- О каких цепных природных реакциях идет речь.
- 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:
- Наличие частиц, являющихся ядрами конденсации в 10 раз больше.
- Наличие в воздухе газовых примесей увеличено 5–25 раз.
- Количество облаков увеличивается на 5–10%.
- Количество туманов зимой на 100% больше, летом на 30%.
- Число осадков в различные периоды года на 5–10% больше.
- Относительная влажность уменьшена летом на 2%, зимой на 8%.
- Солнечное излучение уменьшено 3–20%.
- Температура повышается на 1–2 градуса Цельсия.
- 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%.
- Составьте уравнения химической реакции, подтверждающие состав загрязнителей атмосферы при сжигании угля.
- Сколько в среднем за год составят выбросы углекислого газа в нашем городе (сделать вывод на основании данных таблиц).
- 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.
- Составьте уравнения химической реакции, подтверждающие состав загрязнителей атмосферы при сжигании угля.
- Предскажите, сколько это составляет на сегодняшний день.
- 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:
- Изучить статистические данные, экологические отчеты о заболеваниях жителей края.
- 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).