+

Государственное казённое общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 4 при ИУ

Открытый урок по химии

«Природные источники углеводородов

и их влияние на окружающую среду»

Учитель химии

высшей квалификации

Федоровой Ларисы Алексеевны

2019 год

Урок-суд по теме: «Природные источники УВ и их влияние на окружающую среду»

В процессе освоения этой темы предполагается формирование следующих компетенций:

- получение информации из различных источников, ее обработка и использование для реше-

ния учебных проблем;

- принятие на себя ответственности за полученное образование;

- готовность к решению экологических проблем, опираясь на полученные знания.

Отсюда, ввиду важности и актуальности темы, вытекающие цели:

• актуализация знаний об основных источниках УВ;

• выработка у учащихся собственного отношения к изученному материалу;

• создание условий для активной самостоятельной работы учащихся;

• формирование представлений об исчерпаемых ресурсах и рациональных путях их исполь-

зования;

• формирование гуманного отношения к биосфере в целом и человечества в частности;

• формирование умения видеть перспективы развития и основные подходы к решению

проблем человечества;

• формирование активной жизненной позиции при оценки глобальных проблем человечества;

• осознание значения коллективных действий человечества в условиях обострения глобаль-

ных проблем;

• развитие навыков коммуникативной культуры и умения сотрудничества при работе в груп-

пах;

• развитие экологической культуры.

На доске эпиграф:

… Пора бы человечеству понять,

Богатства у природы отбирая,

Что Землю надо тоже охранять,

Она, как мы, такая же живая.

И. Трофимова

Учитель объясняет цели урока и форму его проведения.

Ответьте сначала на вопрос: Какие проблемы современности можно отнести к глобальным?

(• Сырьевая, энергетическая, продовольственная, экологическая, демографическая)

Как вы думаете, нужно ли изучать в школе глобальные проблемы человечества и все, что с

ними связано? Думаю, к концу урока, мы сможем ответить на этот вопрос.

Рассматривая многообразные экологические проблемы, нельзя не обратить внимание, какую

большую роль имеют процессы, связанные с органической химией. Органические соединения со-

ставляют основу той части биосферы, которую В.И. Вернадский назвал «живое существо».

Огромное многообразие о/в своим происхождением обязано, прежде всего, процессам заро-

ждения и развития жизни на Земле. На данном этапе развития нашей цивилизации по-прежнему

основным источником энергии является УВ-топливо, хотя УВ – это важнейшее сырье для органи-

ческого синтеза. И мы сможем ответить на слова Д.И. Менделеева, сказанные почти два века на-

зад : «Нефть - не топливо, топить можно и ассигнациями».

Сегодняшний урок мы проведем в виде суда над природными источниками УВ.

Прошу уважаемый суд приступить к своим обязанностям.

Судья. В открытом судебном заседании слушается дело «Об ответственности природных

источников УВ (угля, нефти, газа) перед будущими поколениями за нанесенный окружаю-

щей среде вред»

Чтобы присяжным заседателям было легче работать, на столах лежат листы бумаги, в кото-

рых отражены основные вопросы дела. По этим вопросам необходимо сделать краткие записи.

• Уголь: состав, переработка, использование.

• Природный и попутный газы: их состав, использование.

• Нефть: теории происхождения, виды переработки, основные фракции и их использование.

• Экологические катастрофы.

• Пути решения экологических проблем.

Судья. Слово предоставляется потерпевшему.

Потерпевший. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Я представляю все чело-

вечество, живущее на этой планете. С самого рождения я только и слышу: фрукты и овощи могут

содержать нитраты, дожди часто бывают кислотными, реки и моря несут в себе сточные воды

предприятий или нефтепродукты, УФ-лучи солнца с каждым годом становятся все коварнее из-за

озоновых дыр. Я не могу смотреть на гибнущие леса и реки. Мне страшно подумать, что с каждым

годом все больше видов животных и растений попадает в Красную книгу. И виноваты в этом при-

родные источники УВ. Не пора ли задуматься и посмотреть в будущее? Я призываю суд заставить

виновных полностью ответить за содеянное.

… Пора бы человечеству понять,

Богатства у природы отбирая,

Что Землю надо тоже охранять,

Она, как мы, такая же живая.

И. Трофимова

Судья. Суд просит независимых экспертов дать объективную характеристику обвиняемым.

Эксперт в вопросах истории.

Россия значительно позже европейских стран приступила к промышленному освоению кла-

довых своих недр. До XVI-XVIII веков горный промысел был развит слабо.

(Слайд)

Мощный импульс горное дело получает лишь в период царствования Петра Великого. Впер-

вые в России о наличии угольных пластов в Кузнецком бассейне стало известно от крепостного

крестьянина-рудознатца Михайло Волкова (по другим источникам тобольский казак). В 1721 году

он обнаружил на правом берегу реки Томь «горелую гору» - оставшийся след большого каменно-

угольного пожара. В 1768 году был открыт каменный уголь на берегах р.Донца, образцы которого

были показаны Петру I во время его Азовского похода. «Сей минерал, если не нам, то потомкам

нашим зело полезен будет», — сказал Пётр. Учреждением «Приказа рудокопных дел» (1700 г.)

открывается эпоха официального зарождения горного дела в России как базового сектора будущей

промышленности. Петр I первым увидел «...пользу рудокопных заводов, от которых земля богатеет

и процветает»

и о необходимости

«...иметь старание о прииске каменного угля как и в прочих евро-

пейских государствах обходятся дабы оным лесам теми угольями было подспорье».

Храм Атешгях. Азербайджан. Пылающий выход природного газа.

(Слайд)

Человечеству газ известен с давних времен. Природный газ заполняет пустоты, образующие-

ся в горных породах под землей. Выходы горючего газа на поверхность через трещины в породах –

“вечные огни” обожествлялись, часто использовались для сооружения храмов. Природный газ из-

давна применялся для обжига кирпича и извести, для приготовления пищи. Впервые его начали

добывать и использовать в древнем Китае. Более 1000 лет назад его транспортировали по бамбу-

ковым трубопроводам. В 1870 г. Д. И. Менделеев обосновал принцип строительства трубопрово-

дов из железных труб.

(Слайд)

Нефть известна людям очень давно. Более 6000 лет назад шумерам, населявшим территорию

между Тибром и Евфратом, был известен вязкий нефтяной битум. В то время нефть использовали

как вяжущее и уплотняющее вещество в строительном деле для изготовления кирпича. Битумны-

ми мазями лечили чесотку и нарывы, а длительными “ваннами” в нефтяных лужах пытались изба-

виться от боли в суставах, при болезнях желудка жевали пилюли из нефтяного битума. Жидкую

нефть использовали как горючее для светильников, для военных целей.

(Слайд)

Баку

Ухта

Нефть добывали уже в эпоху раннего средневековья из колодцев. Еще в VI-V вв. до н.э. наблюда-

лись первые признаки наличия нефти на Апшеронском полуострове. В XII веке европейцы, кото-

рые путешествовали по Азербайджану, написали о кустарной добыче и купле-продаже нефти в

Баку. Это было то время, когда во всем мире не имели представления о том, как использовать эту

черную жидкость, и когда оставалось еще 750 лет до добычи американской нефти, 800 лет - до

персидской нефти, около 850 лет до открытия нефти в Сибири, Северном море, Юго-Западной

Азии, Бразилии и других регионах. Затем возникают первые скважины глубиной 200 – 300 м в

Италии. В Китае бурение известно еще до нашей эры. В ХV веке в Париже появляются первые ас-

фальтированные улицы. Главное, нефть стали использовать для керосиновых ламп. Уже в 1745 г.

на реке Ухта на севере России архангельский промышленник Ф.С. Прядунов построил первый в

мире нефтеперегонный завод. В день он получал из 27 т нефти 16 т керосина. Затем нефть понадо-

билась для двигателей внутреннего сгорания и дизельных двигателей. После изобретения инже-

нером В.Г. Шуховым метода перегонки нефти она стала универсальным топливом. Первая нефтя-

ная скважина в мире была пробурена в 1848 г. в Баку, с нее началась эпоха промышленной добычи

нефти.

(Слайд)

Судья. Спасибо, теперь мы знаем, что наше знакомство с природными источниками УВ име-

ет давние корни. Эксперты, продолжите вашу работу.

Эксперт по запасам. Я хочу добавить некоторые данные по запасам природных УВ.

Ресурсы России.

Россия занимает 1 место в мире по добыче природного газа: 600 млрд. м3/год. По добыче

нефти 3 место в мире: 300-360 млн. тонн в год.

В РФ есть большие запасы угля, мы занимаем так-

же 3-е место в мире после США и Китая.

Причем при нынешних темпах добычи природных источников УВ, по оценки ученых, хва-

тит: нефти – на 30-90 лет, газа – на 50 лет, угля – на 300-155 лет.

Эксперт-регионовед.

Второе место по добыче полезных ископаемых в СК приходится на углеводородное сырье (то

есть нефть и газ) - 38%, причем львиная доля из них приходится на черное золото - 32%. В СК

имеются месторождения газа федерального значения (Мирненское, Сенгилеевское и Северо-Став-

ропольско-Пелагиадинское), нефти, каменного угля.

Ставрополье относится к старым нефтедобывающим районам. Запас черного золота в 48 раз-

веданных месторождениях составляет 84 миллиона тонн. Это не так много, как кажется на первый

взгляд. Две трети всего потенциала разрабатывать нерентабельно, они относятся к категории труд-

ноизвлекаемых. Основные месторождения выработаны в среднем на 70%. В 60-е годы объем добы-

чи нефти достигал 7 миллионов тонн. Сегодня - лишь 1 миллион тонн в год.

При сегодняшних тем-

пах годовой добычи, оставшихся рентабельно добываемых запасов нефти хватит максимум на 8-10

лет.

Запасы природного газа промышленных категорий по учтенным 17 месторождениям состав-

ляют около 48 млрд. м3.

Объемы добычи углеводородного сырья в Ставропольском крае

за период 2000-2011 г.г.

Полез-

ное ис-

копае-

мое

Еди-

ница

изме-

рения

Объемы добычи по годам

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Нефть

тыс. т

1069

1010

1021

1001

979

1119

1071

1041,8

1004,4

956,5

909,2

Газ сво-

бодный

млн.

м3

318

336

429

363

454

349

355

294,5

300

273,3

280,99

Эксперт по теориям происхождения.

В среде ученых доминируют две основных теории: органическая и неорганическая.

Согласно первой теории, органические остатки, захороненные в осадочных породах, с течением

времени разлагаются, превращаясь в нефть, уголь и природный газ. (Просмотр анимации). Рус-

ский ученый Менделеев Д.И. был сторонником неорганической концепции. В 1877 г. он предложил

минеральную(карбидную) гипотезу, согласно которой возникновение нефти связано с проникнове-

нием воды в глубь Земли по разломом, где под ее воздействием на «углеродистые металлы» и по-

лучаются УВ.(Слайд)

Была еще и гипотеза космического происхождения нефти – из УВ, содержащихся в газовой обо-

лочке Земли еще во время ее звездного состояния.

С 1950-х годов были получены убедительные доказательства биогенной природы нефти. Все это

подтвердило несостоятельность неорганической теории.

Эксперт по составам.

Элементарный состав углей: углерод (60-98%), водород (1-12%), кислород (2-20%), азот (1-3%),

сера, фосфор, кремний, алюминий, железо

Основной компонент природного газа – метан, содержатся и другие газы гомологического ряда ал-

канов. Причем, чем выше относительная молекулярная масса УВ, тем меньше его в природном

газе.

Природный газ – энергетически выгодное природное топливо, но также он является источником

сырья для химической промышленности.

Состав природного газа и вещества, получаемые на его основе

Попутные газы находятся над нефтью или растворены в ней под давлением. Основным компо-

нентом попутных газов также является метан, содержание которого меньше, и его гомологи, доля

которых возрастает в десятки раз. Такие газы перерабатываются и из них получают различные га-

зовые смеси.

НАЗВАНИЕ

СМЕСИ

СОСТАВ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Газовый

бензин

Пентан,

гексан

Добавка к бензину для

улучшения воспламенения

топлива

Пропан-бутановая

смесь

Пропан,

бутан

Бытовое топливо

Сухой газ

Метан,

этан

Топливо, сырье для получения

ацетилена, водорода, сажи

Состав и использование попутного нефтяного газа

(Слайд)

Нефть представляет из себя маслянистую жидкость от светло-коричневого до темно-бурого цве-

та, с характерным запахом, в воде не растворяется, образуя на поверхности пленку, не пропускаю-

щую воздух. Это смесь насыщенных и ароматических УВ, циклоалканов, а также некоторых орга-

нических соединений, содержащих атомы кислорода, серы, азота и др. По составу нефть бывает:

• парафиновая –состоит из алканов с прямой и разветвленной цепью;

• нафтеновая – содержит предельные циклические УВ;

• ароматическая – включает ароматические УВ ряда бензола и его гомологов.

Несмотря на сложный компонентный состав, элементарный состав нефтей почти одинаков: 82-

87% углерода, 11-14% водорода, 2-6% других элементов (кислород, сера, азот)

Судья. Спасибо, эксперты. Суд примет к сведению ваши материалы. Слово предоставляется

свидетелю обвинения.

Первый свидетель обвинения.

Взрывы метана в каменноугольных шахтах уносят тысячи жизней. В прошлом веке Англию по-

трясла катастрофа на шахте Феллинга в Ньюкасле (1812), в результате которой за несколько секунд

погибло 100 человек и множество было покалечено. И в наше время, к сожалению, мы часто слы-

шим о трагедиях, происходящих на угольных шахтах России и других стран.

Кроме того, нельзя забывать о взрывах трубопроводов, которые наносят экологический и эконо-

мический ущерб. Рекордным по авариям трубопроводов был 1989 г., в течение которого произошло

четыре взрыва на трубопроводе длиной 1850 км от Нижневартовска до Нефтекумска. Взрывы бы-

тового газа разрушают дома, обрывают жизнь ни в чем не повинных людей.

Судья. Слушаем показания свидетеля защиты.

Первый свидетель защиты.

Высокий суд! Доводы, выдвинутые стороной обвинения, необоснованны. Прежде чем использо-

вать природный газ в хозяйственной деятельности и быту, людям надо изучить свойства. Именно

так поступил известный английский ученый Гемфри Дэви после упомянутого взрыва метана на

шахте Феллинга. После долгих экспериментов, проверенных совместно с М.Фарадеем, во время

которых Дэви неоднократно повреждал лицо и руки осколками взрывающихся сосудов, предложи-

ли безопасную конструкцию шахтерской масляной лампы. Дэви окру пламя лампы металлической

сеткой. Вместе с воздухом газ проникал через сетку к пламени, взрывался, тушил лампу, но метал-

лическая сетка охлаждала продукты взрыва, и воспламенение метана за пределами лампы станови-

лось невозможным. Дэви предложили взять патент на изобретение, и он смог бы получать огром-

ные доходы. Но ученый отказался, заявив, "лучшим вознаграждением за работу было сознание

того, что я делал добро мне подобным". Прозвучало обвинение, связанно со взрывами трубопро-

водов, но исследования показали, что трубопроводы безопасны, если ограничить разумными пре-

делами диаметр труб, давление в них и систематически проводить охранные мероприятия. Взрывы

на шахтах и трубопроводах, разрушения, пожары происходят из-за халатности, низкой профессио-

нальной подготовки персонала и устаревшего оборудования.

Судья. Суд примет к сведению ваши доводы. Слово эксперту по нефтепереработке.

Эксперт по нефтепереработке.

Переработку нефти впервые начали братья Дубинины на Кавказе.

После очистки от воды и других примесей нефть подвергают переработке. Основной способ

переработки - прямая перегонка

.

Фракционная перегонка или ректификация (Слайд)

При прямой перегонке нефти доля легких, низкокипящих фракций невелика. Выход бензина со-

ставляет всего 5-25 %. Для увеличения выхода бензина и улучшения качества топлива углеводоро-

ды с длинной цепью надо расщепить на более мелкие:

С

16

Н

З4

= C

8

H

18

+ С

8

Н

16

Такой процесс называют крекингом. Крекинг - процесс расщепления углеводородов, содер-

жащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшей цепью. Различают

термический и каталитический крекинг.

Сравнение основных видов крекинга нефти (Слайд)

ПРИЗНАКИ

ДЛЯ

СРАВНЕНИЯ

ВИДЫ КРЕКИНГА

ТЕРМИЧЕСКИЙ

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ

Условия

проведения

450-550

0

С

450-500

0

С

Скорость

процесса

Процесс идет медленно

Скорость больше

Состав

продуктов

Преимущественно углеводороды

с неразветвленной цепью. много

непредельных углеводородов

Изомеры алкенов с разветвленной

цепью, непредельных УВ меньше,

ароматических больше

Свойства

бензина

Стойкость к детонации ниже,

при хранении возможно

осмоление вследствие

полимеризации

Стойкость к детонации выше,

устойчив при хранении

Установку для каталитического крекинга нефти изобрел в 1891 г. русский инженер В.Г.Шу-

хов (он же создал гиперболоидную ретрансляционную башню на Шаболовке в Москве).

При нагревании продуктов нефтепереработки до 600-900

0

С происходит пиролиз, в результа-

те которого длинные цепи атомов углерода разрываются и получаются этилен, пропилен, а также

арены.

Продукты переработки нефти (Слайд)

Эксперт по видам топлива. Ваша честь, я хочу остановиться на продуктах нефтепереработки.

Бензин используют как авиационное, автомобильное топливо, лигроин - горючее для тракторных

двигателей, керосин - для реактивных авиационных двигателей, газойль - дизельное топливо.

Качество топлива определяется стойкостью к детонации. Под детонацией понимают взрывное

горение бензина при сжатии. Детонацию в основном вызывают углеводороды нормального

строения. Разветвленные, непредельные, ароматические углеводороды снижают вероятность

детонации. Детонационную стойкость характеризуют октановым числом: детонационная

стойкость гептана принята за 0, изооктана - за 100. Если октановое число марки бензина равно 95,

то это значит, что пары бензина можно сжать без детонации как смесь 95 % изооктана и 5 %

гептана.

Судья. Заслушаем показания свидетеля обвинения.

Второй свидетель обвинения.

(Слайд)

Ваша честь, я обращаю внимание суда на то, что использование природных газов, нефтепродуктов

может привести к экологической катастрофе. При сжигании астрономического количества топлива

увеличивается содержание углекислого газа в атмосфере, что вызывает парниковый эффект -

задержку тепла атмосферой. Примерно 30 % энергии идущей от солнца, отражается либо от

облаков, либо от поверхности Земли. Остальные 70 % поглощаются облаками и поверхностью.

Поглощенная энергия вновь излучается в инфракрасном диапазоне. Большая часть этого

излучения задерживается так называемыми парниковыми газами: метаном, оксидами азота и

углерода(IV), озона и фторхлоруглеродами. Повышение температуры может привести к таянию

снегов Антарктиды и Арктики, что вызовет повышение уровня Мирового океана. Сжигание

топлива приводит к увеличению содержания углекислого газа, а утечка газа при добыче нефти и

угля - к увеличению содержания метана в атмосфере.

Кроме того, при сгорании топлива образуются оксиды углерода, азота, серы, вызывающие

кислотные дожди.

Детонационную стойкость бензина повышают, добавляя антидетонаторы, например

тетраэтилсвинец (ТЭС). Однако он очень ядовит, вызывает поражение нервной системы и другие

тяжелые хронические заболевания. Все это ведет к уменьшению плодородия почв, страдают леса,

разрушаются памятники архитектуры, коррозируют металлы, ухудшается здоровье людей.

Судья. Вопрос к экспертам: что вы можете сказать об углеводородах как топливе. Существуют ли

другие способы получения энергии?

Эксперт по видам топлива.

В настоящее время в структуре топливно-энергетического баланса на

нефть и газ приходится 74%, при этом доля нефти сокращается, а доля газа растет и составляет

примерно 41%. Доля угля 20%, оставшиеся 6% приходятся на электроэнергию.

Более 90 добываемых углеводородов используется в качестве топлива: сжигается в топках электро-

станций, в двигателях внутреннего сгорания, для обогрева жилищ:

С

n

Н

m

+ O

2

= СO

2

+ Н

2

О + Q.

По увеличению количества теплоты, выделяющейся при сжигании 1 кг топлива, виды топлива

можно расположить в ряд: древесина, торф, бурый уголь, антрацит, каменный уголь, нефть,

природный газ.

Традиционная энергетика находится в тупиковом положении: за год тепловые электростанции

мира расходуют столько угля, нефти и газа, сколько природа накапливала в течение миллионов лет.

Ситуацию обостряют экологические проблемы. Но человечеству известны альтернативные ис-

точники энергии: энергия термальных вод, приливов, ветра, солнца, ядерная. Все источники

энергии должны использоваться разумно, чтобы не нанести вред природе.

Возможны также иные способы производства топлива. Моторное горючее можно получать из угля,

а себестоимость добычи угля в несколько раз ниже, чем нефти. Фирма "Мобил" разработала

технологию производства бензина по схеме: природный газ →синтез-газ → метанол → бензин.

Ведутся разработки технологии получения топлива из бытовых отходов. Только одна московская

свалка содержит огромные ресурсы биогаза - 30 млрд. м

3

. Можно также утилизировать

газообразные отходы доменного производства.

Ученые постоянно работают над изменением технологических пара метров двигателей, чтобы

уменьшить расход топлива и количество выбросов в атмосферу. Интересна идея создания

водородного двигателя, ведь продуктом горения будет только вода.

Каждое государство пытается решить эту проблему, исходя из местных ресурсов. Некоторые

страны Западной Европы начали экспериментальное использование топлива, полученного из

семян рапса. В Бразилии вместо бензина используют метанол, это выгодно и экономически и

экологически. В Новой Зеландии получено горючее из апельсиновых корок, в Мексике - из

кактусов.

Но, оказывается, топливо можно получать из воздуха. Еще в 1908 г. русский химик Е.И.Орлов

обратил внимание на возможность синтеза жидких углеводородов из оксида углерода(II) и

водорода:

СО + Н

2

→ С

n

Н

m

+ Н

2

О.

После первой мировой войны способ был опробован на практике.

Судья. Спасибо. Суд примет к сведению ваши уточнения. Продолжим слушание свидетелей.

Второй свидетель защиты. Прозвучало обвинение, что при сжигании топлива загрязняется

атмосфера. Однако вдыхаемый табачный дым содержит вредных веществ в четыре раза больше,

чем выхлопные газы автомобилей, идущие из глушителя. Таким образом, даже в чистой атмосфере

курящий человек вдыхает такую смесь, которая не встречается даже в самых загрязненных

промышленных зонах. Что же касается загрязнения атмосферы выхлопными газами, то и эта

проблема решаема: автолюбители должны следить за состоянием карбюраторов, на светофорах по

возможности глушить двигатель и т.д.

Третий свидетель обвинения.

(Слайд)

В загрязнении природы виновна и нефть. Экологическими бедствиями сопровождаются

повреждения нефтепроводов, гибель танкеров. Например, в 1981 году в порту Клайпеда потерпел

аварию танкер “Глобе Асими”, в море вылилось 1600 тонн мазута. По сегодняшним данным, в

день в океан утекает 60 000 баррелей нефти. Ежегодно в океан попадают более 10 млн. тонн нефти.

Поверхность Мирового океана загрязняется и в результате утечки нефти при подводном бурении.

Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией, теплом,

влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге они влияют на климат Земли, на

баланс кислорода в атмосфере. Даже осевшие на дно нефтепродукты долгое время вредят всему

живому. Почва, пропитанная нефтепродуктами и нефтью, теряет плодородие на многие десятки

лет, и ее очень трудно восстановить. Нефть может растекаться тонкой пленкой на огромной тер-

ритории: 1 т нефти растекается на площади 12 км

2

. В результате прекращается доступ кислорода в

воду. При концентрации нефтепродуктов 0,05-0,1 мг / л погибает икра, 0,1-1 мг / л - планктон и

простейшие организмы, 10-15 мг / л - взрослые рыбы, больше 15 мг / л - морские животные и

птицы.

Пары нефти и нефтепродуктов вызывают у человека заболевания органов дыхания и центральной

нервной системы, повышенную утомляемость.

Третий свидетель защиты. Уважаемый суд, все выдвинутые обвинения в отношении нефти

неправомерны. Обвинять нужно человека, его неразумное отношение к природе. А сама природа

очень хорошо позаботилась о себе. В окружающей среде нефтепродукты постепенно окисляются

аэробными бактериями до безвредных веществ. Но в водоемах процесс самоочищения протекает

при наличии достаточного количества кислорода и только в теплое время года. На помощь природе

должен прийти человек. В 1973 году было принято мировое соглашение по мерам безопасности

танкерных перевозок, а также по ограничению выбросов от судовых двигателей. Раньше танкеры

мыли просто горячей водой, которую просто сливали за борт вместе с отмытой нефтью. Но ученые

создали препараты для мойки танкеров, которые выполняют двойную задачу. Прежде всего, они

значительно ускоряют мойку. Затем нефть самопроизвольно отделяется от моющего раствора,

который можно использовать снова и снова, а собранную нефть можно утилизировать.

Наиболее часто применяемые способы борьбы с пролитой нефтью:

1. Самоликвидация.

2. Химическое рассеивание.

3. Метод осаждения.

4. Поглощение

5. Ограждение.

Все эти способы не идеальны. Поэтому самый верный способ борьбы с загрязнениями –

не допускать аварий.

Одесский университет разработал препарат "Эконадин" - особые бактерии с торфом. Препарат

рассеивают на поверхности нефтяной пленки, бактерии принимаются за работу, а торф не дает

пленке опуститься на дно. Испытания препарата успешно прошли в Санкт-Петербурге и в районе

Сургута. Созданный российскими учеными препарат "Деворойл" (сообщество углеводородокис-

ляющих бактерий) очищает почву загрязненностью 20 мг / м

3

и воду, содержащую 5 % нефти.

Препарат успешно опробован в Татарстане, Чечне, Сибири. Уже давно используются различные

виды адсорбентов, которые разбрасываются на нефтяные пятна и затем собираются специальными

судами, а также вещества-коагулянты, собирающие капли нефти в крупные агрегаты, опускаю-

щиеся на дно.

Эксперт показывает один из способов очистки поверхности воды от нефти.

В чашку Петри наливают воду, на ее поверхность каплю нефти. По поверхности нефтяной пленки рассыпают мелко

измельченную пробку. Пробка адсорбирует нефть, и ее механически удаляют с поверхности.

Судья. Слово предоставляется государственному обвинителю.

Прокурор. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Виновные должны быть наказаны,

так как представляют реальную угрозу для общества. Практически любой человек видит и чув-

ствует ухудшение состояния окружающей среды по мере развития цивилизации. Добытая из

сокровенных глубин кровь Земли беспечно расплескивается, загрязняет, отравляет, пачкает

зеленый и голубой миры. И вот уже в мазутных потоках рек стали чумазыми зеленые болота, не

подступиться к берегам Каспия, а фотографии вы мазанных нефтью несчастных бакланов не

сходят со страниц газет и журналов. При сжигании природных газов загрязняется атмосфера, этим

связаны парниковый эффект и кислотные дожди, болезни человека и надвигающаяся гибель

живого мира планеты.

Желающие слышать да услышат, по ком звонит колокол ...

Уважаемый суд, подсудимые должны быть изолированы от общества и заменены новыми видами

энергии и сырья. Хочется закончить выступление словами поэта Михаила Дудина:

Полуотравленные газом,

По нефтяным болотам – вплавь.

Куда ты рвешься! Где твой разум?

Взгляни в себя разумным глазом.

Нельзя же все богатства тратить разом –

Чуть-чуть грядущему оставь!

Судья. Заключительное слово предоставляется главному защитнику.

Адвокат. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Нельзя вину человека, его

химическую безграмотность, нежелание знать законы природы, халатность перекладывать на

плечи помощников человека - нефти, природного и попутного газов, которые честно трудятся на

благо цивилизации. "Человек неразумный" своим отношением к живой оболочке Земли поставил

ее на грань экологической катастрофы, "Человек разумный" должен раз и навсегда научиться жить

на этой планете, чтобы без страха вдыхать утренние туманы, подставлять лицо дождю и спокойно

входить в ласковые вод рек и морей. Человек не может отказаться от заработанных трудом благ, но

и не должен идти в никуда по останкам живого. Он обязан найти путь от пропасти. Необходимо

расширять производство, не загрязняя окружающую среду, экономно расходуя природные ресурсы,

использовать наряду с традиционными и новые источники энергии, внедрять экологически

грамотные технологии.

Защита требует уважения к подзащитным и считает, что они не виновны.

Судья. Уважаемые присяжные заседатели, попытайтесь ответить на вопросы и вынести свой

вердикт:

•Нужны ли человеку природные источники углеводородов?

•Может ли он обойтись без них? Виновны ли они? Если нет, то кто виновен?

• Какие можно предложить пути выхода из экологически кризисных ситуаций?

Присяжные заседатели. Мы пришли к выводу и согласны с адвокатом, что природные ис-

точники УВ необходимы человечеству, без них нам не обойтись. Вина за проблемы, связанные с

добычей, транспортировкой и переработкой их целиком и полностью лежит на самом человеке. и

задача химиков найти экологические методы переработки, а также альтернативные виды топлива.

Соглашаясь со словами Д.И. Менделеева, сказанными почти два века назад: «Нефть - не топливо,

топить можно и ассигнациями», человек видит очевидное, что нерациональное использование

УВ-сырья, использование их только как топливо неразумно, и приводит человечество к большим

экономическим потерям. Нашим потомкам мы должны оставить цветущую и «живую» Землю, с

большими запасами в недрах ее.

Задание аналитической группе

Выберите на основании анализа самый эффективный метод очистки воды от нефтяного загрязне-

ния, используя описание пяти основных существующих методов борьбы с нефтью в Мировом

океане (Приложение №1). Результат оформите в виде таблицы.

МЕТОД

Критерии метода

Денежные

затраты

Временные

затраты

Трудности

из-за при-

родных

условий

Экологические

проблемы

Итого

Самоликвидация

Химическое

рассеивание

Поглощение

Ограждение и меха-

ническое удаление

Биологический (био-

ремедитация)

Приложение № 1.

Пять методов борьбы с нефтью в океане.

1. Самоликвидация – этот метод применяют в том случае, если нефть разлита далеко от берегов и

пятно небольшое (в этом случае пятно лучше совсем не трогать). Постепенно оно растворится в

воде и частично испарится. Иногда нефть не исчезает и через несколько лет, мелкие пятна

достигают побережья в виде кусочков скользкой смолы.

Итак: не используются химические препараты; нефть держится на поверхности длительное время.

2. Химическое рассеивание. Существуют химические препараты для ликвидации нефтяных пятен.

Диспергенты - это вещества, которые разбивают нефтяной слой на мельчайшие капельки, не

смешивающиеся друг с другом. Применяют для активизации естественного рассеивания нефти.

Итак: используются химические препараты; метод дорогой, позволяющий оперативно удалять

нефть с поверхности.

Сюда же можно отнести и осаждение. Ученые обнаружили, что если нефтяное пятно посыпать

слоем мела, то мел будет впитывать в себя нефть и очень быстро тонуть, очищая, таким образом,

поверхность воды от нефтяных пятен, однако нефть остается на дне и продолжает отравлять флору

и фауну океана. Основная цель разбивания на мельчайшие капли диспергентами и осаждения

мелом - быстрое удаление нефти с поверхности воды, раньше, чем разлив нефти достигнет более

экологически уязвимого района.

3. Поглощение. Всем вам известны солома и торф. Они поглощают нефть, после чего их можно

аккуратно собрать и вывезти с последующим уничтожением. Этот метод годится лишь в условиях

штиля и только для небольших пятен. Способ весьма популярен в последнее время из-за своей

дешевизны и высокой эффективности. Существуют и другие сорбенты - вещества, впитывающие

нефть и позволяющие затем удалить ее с поверхности воды.

Итак: метод дешевый, зависимый от внешних условий.

4. Ограждение и последующее механическое удаление нефти.

Если нефтяное пятно окружить плавающими заграждениями, оно не будет увеличиваться в

размерах. Такие заграждения можно даже передвигать в удобное для ликвидации нефти место.

Затем специальное судно откачивает нефть насосами. Но эту нефть использовать как топливо

нельзя, кроме этого необходима спокойная погода, штиль на море. В полярных водах, нефть

становится вязкой, что затрудняет ее очистку.

5. Биологический (биоремедитация). Технология, в основе которой лежит использование

микроорганизмов, способных окислять УВ.

Итак: минимальный ущерб, удаление нефти с поверхности, но метод трудоемок, дорог, длителен

МЕТОД

Критерии метода

Денеж-

ные

затраты

Временные

затраты

Трудности

из-за при-

родных

условий

Экологические

проблемы

Итого

Самоликвидация

Дешевый

(+)

Длителен

(-)

Отсутствуют

(+)

Неэффективен

(-)

5

Химическое

рассеивание

Дорогой

(-)

Быстрый

(+)

Отсутствуют

(+)

Неэффективен

(-)

4

Поглощение

Дешевый

(+)

Быстрый

(+)

Зависит от

природных

условий(-)

Эффективен

(+)

2

Ограждение и ме-

ханическое удале-

ние

Дешевый

(+)

Быстрый

(+)

Зависит от

природных

условий(-)

Эффективен

(+)

1

Биологический

(биоремедитация)

Дорогой

(-)

Длителен

(-)

Отсутствуют

(+)

Эффективен

(+)

3

Домашнее задание.

А. Решите следующие задачи:

1. Посчитайте, сколько угарного газа и оксида азота(IV) выбросит из выхлопной трубы в атмо-

сферу автомобиль, если он проедет за один день 20 км? Средняя масса выброшенного автомоби-

лем угарного газа составляет 30мг/км, оксида азота(IV) – 20 мг/км.

2. За 1 км пути автомобиль выбрасывает в атмосферу 0,3 кг углекислого газа. Сколько кг угле-

кислого газа выбрасывается в атмосферу в результате 160 км пробега?

3. *При сжигании антрацита массой 40 г образовалось 3 моль углерода (IV). Определите массо-

вую долю примесей (в %) в антраците.

Б. Напишите письмо жителям планеты Земля с просьбой о помощи в предотвращении экологи-

ческой катастрофы, которая нависла над биосферой в результате извлечения, переработки и ис-

пользования природных источников УВ (можно в стихотворной форме).

Подведение итогов урока.

Ф.И. учащегося__________________________________________ 10___ класс

Ответьте на вопросы (ответы обведите кружками):

1. Что относится к природным источникам углеводородов?

1. Древесина 2. Газ 3. Уголь 4. Торф 5. Нефть

2. Кто развил горное дело по добыче угля в России?

1. Александр I 2. Петр I 3. Екатерина II 4. Иван III

3. Какая теория происхождения природных источников УВ доминирует в современном

ученом мире?

1. Космическая 2. Неорганическая 3. Органическая

3. Какой компонент составляет в углях 60-98%?

1. Углерод 2. Водород 3. Кислород 4. Азот, сера

4. Что является основным компонентом природного и попутного газов?

1. Этан 2. Пропан 3. Метан 4. Пентан

5. Что представляет собой нефть?

1. Смесь 2. Индивидуальное вещество

6. В качестве чего человек использует природные источники УВ?

1. Сырье для органического синтеза 2. Топливо

7. Какими способами перерабатывают нефть?

1. Ректификация 2. Крекинг 3. Пиролиз

8. Какие фракции перегонки нефти используются в качестве топлива?

1. Газойль 2. Мазут 3. Бензин 4. Керосин 5. Дизельное топливо 6. Все названные фракции

9. Что повышает детонационную стойкость бензина?

1. УВ линейного строения 2. УВ разветвленного строения 3. УВ Непредельные УВ

4. Ароматические УВ

10. К каким экологическим катастрофам приводит сжигание УВ-топлива?

1. Потепление климата 2. Кислотные дожди 3. Ухудшение здоровья человека

4. Загрязнение Мирового океана

11. Как решить Энергетическую проблему?

1. Перейти на альтернативные виды топлива 2. Улучшить технологии переработки и транспор-

тировки УВ

12. Перечислите методы борьбы с пролитой нефтью:

1.____________________________ 2._____________________________

3.____________________________ 4._____________________________

5.____________________________

13. Какая задача стоит перед человечеством, связанная с использованием природных ис-

точников УВ?

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

14. Кто виноват в экологических проблемах, связанных с использованием природных ис-

точников УВ?

1. Сами источники УВ 2. Человек 3. Кто-то другой

15. Почему Д.И. Менделеев утверждал, «Нефть - не топливо, топить можно и ассигнация-

ми»?

__________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________