В данной статье представлен материал для проведения цикла занятий по энергосбережению, охране окружающей среды, сбережению здоровья школьников. Цикл бесед должен способствовать воспитанию экологически устойчивого и безопасного стиля жизни, создавать мотивацию для экономного использования энергии и энергоресурсов, для охраны окружающей среды и заботы о своем здоровье. Кроме этого авторы статьи надеются на повышение интереса учащихся к научным исследованиям и практическому применению знаний по энерго- и ресурсосбережению.
В нашей школе было проведено открытое мероприятие, охватывающее все эти вопросы. Для его проведения использовалась информация универсальной научно-популярной онлайн- энциклопедии “Кругосвет”, геологического обозрения Геолобус.ру, материалы Министерства энергетики России, Публичной Исторической Библиотеки, а так же статьи авторов С.Н.Сингаевой, Виталия Прохорова, С.Н.Макарова, А.А.Хавчаева, В.С.Алексеева, Е.С.Дубровской, И.И.Никберга, Евгения Широкова, Юрия Лапина, Андрея Ланцова, Галины Измайловой и др.
(Приложение 1, слайд 1) Здравствуйте дорогие ребята, уважаемые учителя и наши гости! Тема сегодняшней нашей встречи “Быть хозяином непросто”, хозяином деятельным, неравнодушным к себе, к своей семье, к своей стране и, наконец, к будущему всей нашей планеты.
Чего желает человек с древних времен? Хлеба, зрелищ и комфорта. Всегда все нормальные люди пытались облегчить и улучшить свою нелегкую жизнь. Жизнь современного человека трудно представить без самолетов и метро, телевизоров и компьютеров, стиральных машин и электрических печей, пылесосов и холодильников, сотовых телефонов и многих других достижений человеческой мысли (Приложение 1, слайд 2). Технический прогресс, которого так добивается человечество для облегчения своей жизни, ее же сокращает и губит.
Современные достижения науки доказывают, что мир, в котором мы живем, является единым образованием, где все части связаны между собой так, что изменение одной части обязательно ведет к изменению других ее составных частей (Приложение 1, слайд 3). Человек - это тоже часть общего целого, целиком и полностью зависящий от условий окружающей его среды.
Улучшая, казалось бы, свою жизнь, делая ее более комфортной, человечеству приходится потреблять много энергии. Основными источниками энергии являются геологические топливно-энергетические ресурсы: нефть, уголь, газ, горючие сланцы, торф, уран и т.д. На их долю приходится до 93% производимой в мире энергии. Оставшиеся 7% энергии человек извлекает из таких энергетических источников как вода, солнце, ветер, биомасса (Приложение 1, слайд 4). Поэтому понятно, что ископаемого или геологического топлива расходуется в десятки раз больше,
а оно невосполнимо, запасы его неуклонно сокращаются, и настанет время, когда человечество начнет ощущать “энергетический голод”. Это может привести к гибели цивилизации или возвращению человечества к дикому образу жизни (Приложение 1, слайд 5), если не развивать альтернативные технологии добычи энергии.
Все последние годы в мире интенсивно обсуждается проблема энергосбережения. Принимаются решения, утверждаются нормативные документы, в том числе и в России, как всероссийского, так и регионального предназначения (Приложение 1, слайд 6). Перед учеными всех стран стоит очень важный вопрос: на сколько лет хватит человечеству мировых запасов нефти, газа, угля и других ископаемых. Самые пессимистические прогнозы называют цифру порядка 20 лет для нефти, чуть больше для газа и 200 лет для угля, исходя из разведанных и постоянно растущего потребления (Приложение 1, слайд 7). Оптимистические прогнозы нацеливают нас еще на несколько десятилетий, надеясь на еще неразведанные месторождения.
Уже в конце 19 – начале 20 веков Д.И. Менделеев сделал научно обоснованные выводы о необходимости беречь ископаемое топливо, особенно газ, утверждая, что “сжигать газ это все равно, что топить печи ассигнациями” (Приложение 1, слайд 8). После Д.И. Менделеева, уже в наше время, как известно, нашими “ассигнациями” отапливается Запад. Здесь есть, над, чем задуматься не только ученым, но и всему человечеству. Все вместе мы не должны допустить гибели своих детей и внуков.
Другой негативной стороной чрезмерного потребления энергии является ухудшение экологической ситуации во всем мире. Человечество сжигает все больше и больше ископаемого топлива, в результате чего в атмосфере Земли растет процентное содержание углекислого газа, и он не выпускает в космос инфракрасное излучение от нагретой солнцем Земли, создавая “парниковый эффект” (Приложение 1, слайд 9).
Последствием дальнейшего увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере может стать глобальное потепление климата и увеличение температуры Земли, что вызовет таяние ледников, подъем уровня мирового океана на десятки, а то и сотни метров. Уйдет под воду большая часть суши, а вместе с ней и все живое на затопленных территориях, наступит опустынивание оставшейся части территории Земли (Приложение 1, слайд 10).
Промышленные предприятия выбрасывают вредные вещества в атмосферу, гидросферу, допускают шумовые, радиационные загрязнения окружающей среды. Последствиями деятельности человека являются экологические катастрофы: взрывы атомных реакторов, газопроводов, нефтяных скважин, тонны нефти в мировом океане от потопленных танкеров (Приложение 1, слайд 11). Гибнут люди, гибнет флора и фауна Земли. Все это приводит к дисбалансу единого живого организма всей нашей планеты. Одним из звеньев этого живого организма являемся и мы с вами. Мы на себе испытываем негативное влияние промышленной деятельности человека.
За последние 20 лет количество приборов и устройств, использующих электричество, увеличилось в тысячи раз. Теперь электроника, без которой мы уже не можем обойтись, сопровождает нас круглосуточно как на работе и в школе, так и на отдыхе. Телевизоры, микроволновые печи, мобильные телефоны, компьютеры с одной стороны помогают нам, а с другой - они несут невидимую, но верную угрозу нашему здоровью. Это электромагнитный смог излучений от созданных человеком приборов и устройств (Приложение 1, слайд 12).
Исследования, проведенные учеными из Стокгольма, показали, что дети в возрасте до 15 лет в 3-4 раза чаще заболевают лейкемией. Результаты их исследований подтвердили ученые Шведского национального института профессиональных заболеваний, доказав, что влияние электромагнитных полей ведет к росту числа случаев рака крови и мозга у детей и взрослых (Приложение 1, слайд 13). Статистика Всемирной Организации Здравоохранения показывает, что при работе на компьютере зрение детей ухудшается со скоростью 1-а диоптрия в год (Приложение 1, Слайд 14). У 10-летнего ребенка негативные изменения в крови и моче появляются через 15-20 минут после начала работы на компьютере, у 16-летнего - через 30-40 минут, а у взрослого человека - через 2 часа, приближая состав их крови к крови людей, страдающих онкологическими заболеваниями. При этом негативные изменения происходят также в иммунной, эндокринной и центральной нервной системах. Сильное отрицательное влияние электромагнитных полей компьютера отмечено на детородной функции, как женщин, так и мужчин. Ученые Швеции установили, что у беременных женщин, работающих на компьютере, в 1, 5 раза чаще случаются выкидыши и в 2, 5 раза выше риск рождения детей с врожденными нарушениями центральной нервной системы и болезнями сердца.
Существует прямая зависимость в развитии злокачественных образований у тех людей, кто постоянно работает с видеодисплейными терминалами, радиотелефонами или радиопередатчиками (Приложение 1, слайд 15).
По сравнению с любой другой бытовой или офисной техникой, мобильный телефон более вреден, т.к. создает в момент разговора мощный поток электромагнитных излучений, направленных непосредственно в голову (Приложение 1, слайд 16). Поэтому в США, которая первой обзавелась мобильными телефонами, сегодня зафиксирован рекордный всплеск рака головного мозга. Проведенные в России исследования показали негативное влияние головного мозга. Проведенные в России исследования показали негативное влияние электромагнитных полей работающего мобильного телефона на хрусталик глаза, состав крови и половую функцию мышей и крыс. Причем, эти изменения носили необратимый характер уже при более чем 2-недельном воздействии на них (Приложение 1, слайд 17). Эксперт Комитета по экологии Госдумы Российской Федерации, кандидат физико-математических наук А.Ю.Сомов научно доказал, что из 32-х проверенных им сотовых телефонов ни один не соответствует заявленным критериям безопасности. Величина напряженности электромагнитного поля в батарее сотового телефона в 30 раз выше допустимой, в электричках - в 750 раз, в троллейбусах и трамваях - в 1250 раз, в вагоне метро приблизительно в 2000 раз выше нормы! Поэтому-то машинисты электровозов страдают гипертонией, ишемической болезнью сердца и другими нарушениями организма гораздо чаще, чем представители других, не менее "напряженных" профессий. Установлено, что электромагнитные излучения всех приборов на планете, созданных человеком, превышают уровень естественного геомагнитного поля Земли в миллионы раз! (Приложение 1, слайды 18). Особенно резко напряженность полей возрастает вблизи линий электропередач, радио- и телестанций, средств радиолокации и радиосвязи (в т.ч. мобильной и спутниковой), различных энергетических и энергоемких установок, городского электротранспорта. По заключению экспертов Всемирной Организации Здравоохранения, результатом продолжительного влияния электромагнитных полей могут быть: раковые заболевания, изменение поведения, потеря памяти, болезни Паркинсона и Альцгеймера (Приложение 1, слайд 19).
Несмотря ни на что, ни один из нас, наверное, не захочет отказаться от тех благ развития цивилизации, к которым мы так привыкли. Но люди могут и должны, не отказываясь от достижений науки и техники, спасти себя, спасти Землю от неминуемой гибели (Приложение 1, слайд 20). Прежде всего, этого можно добиться, развивая энергосберегающие технологии во всех отраслях народного хозяйства, применяя альтернативные источники энергии. Солнце, ветер и приливная волна – вот стихии, которые хотят обуздать энергетики (Приложение 1, слайд 21).
Научно-фантастические романы Жюля Верна и других писателей – фантастов становятся реальностью. Многочисленные гелиотермические станции с параболическими зеркалами в пустыне Сахаре вырабатывают электроток. Солнечный свет, отражаясь на зеркальной поверхности (Приложение 1, слайд 22) огромных установок, преобразуется в тепловую энергию, которая по высоковольтным линиям передач поступает в Европу. Пока это мечта, но уже через несколько лет она может стать реальностью. Этот альтернативный вид добычи энергии на 15-20% снизит энергетический голод Европы.
Ветроэнергетика стремительно набирает обороты, особенно в таких странах, как США, Германия, Испания, Китай и Индия (Приложение 1, Слайд 23). Родоначальником этого альтернативного способа добычи энергии явилась Дания. Ежегодно там устанавливаются сотни и тысячи ветроустановок – генераторов. В России на острове Попова (Дальний восток) тоже уже установлен ветроизмерительный комплекс для проведения измерений на месте будущей Дальневосточной Ветряной электростанции.
Ученые большинства стран разрабатывают технологии производства энергии из биотоплива (Приложение 1, слайд 24). Одна из них - это переработка сельскохозяйственных отходов в топливо. Сырьем, для этого процесса, могут служить и куски древесины, и солома, и навоз... Еще один способ получения биологического дизельного топлива - растительное сырье. Основой для биодизельного топлива служат различные компоненты, чаще всего соя, рапс, хлопок. Третьим способом добычи биотоплива является строительство мусороперерабатывающих заводов.
Добыча электричества – это лишь часть задач, которые должна решать энергетика. Ведь нужно еще сохранить заряд и передать его конечному потребителю. Конструкторам предстоит создать аккумуляторы будущего – емкие и надежные (Приложение 1, слайд 25).
И тут им на помощь приходит мать-природа, которая изобрела уникальный способ хранить электричество еще миллиарды лет назад, на заре зарождения. Новая технология, открытая американским профессором Брюсом Логаном, позволяет сохранять электрический заряд в пузырьках газа метана. Для этого ученый использовал природный дар одной из бактерий. Эти микроорганизмы хорошо и давно известны человечеству своей способностью превращать углекислый газ в метан. Исследования показали, что в природе метанобактерии могут сохранять электронный заряд, который используют как топливо, обмениваясь им с сородичами.
Все это очень интересно. Но, что, же еще делается в мире по сбережению энергии?
Приведем некоторые примеры уже существующих энергосберегающих технологий. Трубчатые световоды (Приложение 1, слайд 26) для проведения дневного солнечного света в помещения без окон, энергосберегающее освещение за счёт солнца. Предлагается применение таких световодов в больших торговых помещениях, вокзалах и т.д. Экономия электропотребления составляет 30%.
Энергосберегающие коллекторы (водонагреватели) (Приложение 1, слайд 27) солнечной энергии для горячей воды. Коллекторы солнечной энергии используют доступный и постоянный источник энергии - солнце. Солнечная энергия не только бесплатная, но и экологически чистая.
Постепенная замена обычных ламп накаливания люминесцентными энергосберегающими лампами (Приложение 1, слайд 28) тоже принесет значительную экономию энергии. Современные таймеры, кондиционеры, котлы для нагрева воды, осушители и увлажнители воздуха, сушилки, вентиляторы и многие (Приложение 1, слайд 29) другие бытовые приборы уже сейчас работают в энергосберегающем режиме.
Очень интересными являются проекты зданий, построенных на минимальном потреблении энергии в период эксплуатации. Кто-нибудь из нас может себе представить дом, которому вообще не нужны внешние источники энергии (Приложение 1, слайд30). Стоит дом, сам себя обслуживает электричеством, теплой водой, сам уничтожает мусор, производимый его жителями. Как бы фантастично это не выглядело, но сегодня в мире строительство подобных домов уже становится модным.
В Германии в настоящее время функционирует начальная школа, построенная по технологии “пассивного дома” (Приложение 1, слайд 31). При правильном подборе теплоизоляционных и других строительных материалов, качественных окнах здание вообще не требует специальной системы отопления. Строительство “пассивных” домов позволяет снизить расход энергии в новостройках в 8-10 раз.
Большой интерес вызывают энергосберегающие проекты “Нулевой дом”, разработанные и частично внедренные в Японии и Китае (Приложение 1, слайд 32). Подобные дома способны функционировать в автономном режиме, потребляя тепло и электроэнергию собственной выработки. Такие здания практически независимы от центральных тепло- и электросетей. Они оборудованы собственными солнечными коллекторами и батареями, ветрогенератарами и биореакторами. В таких домах устанавливают специальные системы сбора дождевой воды и вентиляции, тепловые насосы и элементы солнечной архитектуры.
Хотим представить разработку российского архитектора Стаса Понарина “Умный дом” (Приложение 1, слайд 33). Строение имеет необычный вид. За основу проекта была взята молекула гигантских размеров. В итоге получился семейный дом, состоящий из главного шара и трех малых шаров, которые соединены с главным коридорами – лестницами. Каждый шар представляет собой комнату (Приложение 1, слайд 34).
Молекула – это полностью независимый и энергоэффективный дом. Электричество здесь планируется вырабатывать с помощью специальной краски, которая будет преобразовывать солнечный свет в электроэнергию как солнечная батарея. Аккумуляторы, расположенные в толще наружных стен дома по всей поверхности, накапливают это электричество и используют его для отопления в зимнее время. Современные матовые окна обладают свойством прозрачного эффекта, если смотреть через них изнутри. Прозрачность окон можно регулировать автоматически.
Дневной свет проникает в дом на протяжении всего светового дня за счет специальной конструкции опоясывающих окон. Микропоры в материале наружных стен работают как естественная вентиляция, так же они конденсируют влагу из воздуха и атмосферных осадков. Влага проходит фильтрацию и используется в качестве питьевой воды и для хозяйственных нужд. Разумеется, все управление “умным” домом осуществляется с помощью современной системы автоматизации, которая обеспечивает безопасность и комфорт проживания в подобном здании.
А теперь давайте посмотрим, что мы с вами конкретно можем сделать для сохранения своего здоровья, здоровья своих близких и энергосбережения. Прискорбно, но факт: наша страна – одна из самых расточительных в мире. Потенциал энергосбережения России сравним с объемом всей экспортируемой нами нефти и нефтепродуктов (Приложение 1, слайд 35). Значительное количество потерь энергии жилищно-коммунального хозяйства происходит из-за пренебрежительного отношения к экономии тепла и электричества со стороны потребителей, то есть нас с вами. Подсчитано, что до 90% теплопотерь здания происходит через стены, окна, двери и крышу (Приложение 1, слайд 36). В итоге, на обогрев одного квадратного метра в России расходуется в пять раз больше топлива, чем в Швеции, тоже холодной стране. В больших городах забывают или ленятся гасить сотни тысяч осветительных приборов. И за день набегают уже не килограммы, а десятки тысяч тонн потраченного напрасно топлива (Приложение 1, слайд 37).
Мало кто задумывается, что сто 75-ватных лампочек, работающих вхолостую, за час “съедают” несколько килограммов угля или нефти, попутно загрязняя природную среду вредными веществами.
Глобальные вопросы по энергосбережению мы с вами пока решить не можем, но посильную помощь государству, своим родителям и себе оказать просто обязаны.
Предлагаем вам советы по экономии энергии дома и в школе. Экономя энергию, вы сохраните свое здоровье, бюджет страны и своей семьи (Приложение 1, слайд 38).
- Вместо ламп накаливания используйте энергосберегающие.
- Используйте лампочки нужной мощности.
- Приборы, оснащенные светящимися индикаторами, которые мерцают "в режиме ожидания", выключайте из сети на ночь, а также уходя из дома. Это дает экономию электроэнергии до 20%.
- Содержите в чистоте окна и плафоны ламп (грязные окна и плафоны “крадут” до 30% естественного света) (Приложение 1, слайд 39)
- Своевременно заменяйте неисправные конфорки.
- Накипь в электрочайнике увеличивает расход электроэнергии на 20%.
- Неровное дно посуды приводит к 10-15% потерь энергии. При приготовлении пищи в открытой посуде расход энергии возрастает в 2, 5 раза.
- Выключайте электроплиту за 5 минут до конца приготовления пищи, это экономит 10-15% энергии.
- Используйте в стиральной машине экономичный режим, режим быстрой стирки.
- Машину надо загружать полностью.
- Не ставьте в холодильник горячие блюда (Приложение 1, слайд 40) .
- Холодильник, придвинутый плотно к стене, потребляет больше электричества.
- Необходимо обеспечить свободную циркуляцию воздуха внутри холодильника (не загромождая средние полки кастрюлями).
- Систематическое размораживание холодильника дает 5% снижения потребления электроэнергии.
- Утюги лучше покупать с терморегулятором: он автоматически отключит прибор при достижении нужной температуры (Приложение 1, слайд 41) .
- Сортируйте вещи в зависимости от материала. Начинайте гладить с низких температур. Для небольших вещей используйте остаточное тепло.
- Уходя из дома или ложась спать, выключайте все бытовые приборы и свет.
- Не оставляйте зарядные устройства мобильных телефонов, фотоаппаратов и т.п. включенными в розетку, когда там нет заряжаемого устройства. Когда зарядное устройство подключено к розетке постоянно до 95% энергии используется впустую.
- Используйте скороварки, микроволновые печи – экономия 30-40% энергии.
- Заполненный более чем на две трети мешок для сбора пыли в пылесосе дает увеличение расхода электроэнергии на 40% (Приложение 1, слайд 42).
- Приобретайте приборы, по потреблению электроэнергии относящиеся к категории А.
- Внимательно изучайте этикетки! Ищите информацию не только о потребляемой мощности, но и о других параметрах.
- Не выбрасывайте деньги в окно! Проветривайте комнату при широко открытом окне и всего несколько минут (Приложение 1, слайд 43).
- Применяйте стеклопакеты или качественно утепляйте окна.
- Не преграждайте путь теплу. Длинные шторы, радиаторные экраны, неверно расставленная мебель поглощают до 20% тепла.
- Не выливайте в канализацию море воды! Установите счетчики для учета потребления холодной и горячей воды (Приложение 1, слайд 44).
- Не позволяйте горячей воде постоянно циркулировать;
- Принимайте чаще душ, а не ванну, экономия воды составит 300%!
В итоге хотелось отметить, что привычка экономить энергию это признак разумного и современного потребителя, это признак разумного человека, заботящегося о своем здоровье, и не обязательно бедного, в новых домах богатые люди используют современные технологии чаще, чем обычные потребители. Энергосберегающие технологии доступны ныне каждому. И на уровне правительства нашего государства к энергосбережению в настоящее время относятся с полной ответственностью. В конце 2009 года был принят закон "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности", который подписал президент Дмитрий Медведев (Приложение 1, слайд 45). Целями введения закона является повышение энергетической эффективности и стимулирование энергосбережения в Российской Федерации.
В Кемерово приняли городскую программу энергосбережения. Программа состоит из нескольких блоков и касается всех сфер деятельности: промышленности, социальной сферы, жилищно-коммунального хозяйства и других (Приложение 1, слайд 46).
Специалистами подсчитано, что с учетом всех необходимых мер резерв снижения энергопотребления составит до 40%.
В заключении можно сделать вывод: экономя ресурсы, мы заботимся не только об сэкономленных личных средствах, а, прежде всего, о будущем нашей страны, о будущем планеты, о своем будущем и будущем наших детей.
Продолжением работы по изучению вопросов энергоресурсов, энергосбережения и сохранению здоровья могут быть выставки – конкурсы плакатов-листовок на тему энергосбережения, здорового образа жизни, деловая экономическая игра (Приложение 2) и др.