На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Курсовик Екологчн особливост хмчних виробництв. Хмчна промисловсть в промисловому комплекс України. Мсце факультативу в шкльному курс хмї. Методичне забезпечення урокв екологчного спрямування факультативного курсу Основи хмчних виробництв.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Педагогика. Добавлен: 26.09.2014. Сдан: 2010. Страниц: 2. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Чернігівський державний педагогічний університет імені Т.Г.Шевченка
Хіміко-біологічний факультет
Кафедра хімії
Дипломна робота
(спеціальність 6.010103. Педагогіка і методика середньої освіти.
Хімія, біологія і основи екології)
ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИВЧЕННЯ ФАКУЛЬТАТИВНОГО КУРСУ „ОСНОВИ ХІМІЧНИХ ВИРОБНИЦТВ”

ЧЕРЕВКО ІГОР АНАТОЛІЙОВИЧ
Науковий керівник:
к.т.н., доц. кафедри хімії
Замай Жанна Василівна
ЧЕРНІГІВ - 2007 р.

ЗМІСТ

    ВСТУП
    РОЗДІЛ 1 Загальна характеристика та екологічні особливості хімічних виробництв

      1.1 Характеристика хімічних виробництв
        1.1.1 Місце хімічної промисловості в промисловому комплексі України
        1.1.2 Використання води та повітря в якості допоміжної сировини в хімічній промисловості
        1.1.3 Характеристика мінеральної сировини хімічного виробництва
      1.2 Екологічні наслідки хімічних виробництв
    РОЗДІЛ 2. Місце факультативу в шкільному курсі хімії
    РОЗДІЛ 3 Розробка факультативного курсу „Основи хімічних виробництв”

      3.1 Тематичне планування
      3.2 Методичне забезпечення уроків екологічного спрямування факультативного курсу „Основи хімічних виробництв”

    ВИСНОВКИ
    СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

Актуальність. Хімічна промисловість має дуже складну галузеву структуру, що охоплює близько 200 взаємопов'язаних виробництв з великою номенклатурою продукції. Ці виробництва об'єднані у три великі групи: неорганічна або основна хімія, хімія органічного синтезу та гірничо-хімічна промисловість.

Хімічна промисловість спричиняє значне забруднення навколишнього середовища. в атмосферу викидається значна кількість неочищених газових викидів, у водні системи спускаються стічні води, які містять шкідливі речовини, ґрунт забруднюється твердими відвалами виробництва. Все це має негативні наслідки для здоров`я населення та планети в цілому.

Необхідно змінювати й удосконалювати самі технологічні процеси для того, щоб комплексно і найбільше повно переробляти в процесі виробництва вихідні матеріали, скорочувати тим самим обсяг відходів, переводити їх у форми, найменш шкідливі для навколишнього середовища або такі, що легко піддаються вторинній переробці або спеціальному збереженню, тобто необхідно створювати маловідхідні і безвідхідні технологічні процеси. В даному випадку введення факультативного курсу досить актуальне.

Предмет дослідження - методичне забезпечення факультативного курсу „Основи хімічних виробництв”.

Об`єкт дослідження - навчально-виховний процес в 11 класі.

Метою роботи є розробка методичного забезпечення факультативного курсу „Основи хімічних виробництв”.

Завдання роботи:

1) Дати характеристику властивостям сировини, яку можна використовувати для хімічних виробництв;

2) Проаналізувати екологічні проблеми та вплив хімічної промисловості на навколишнє середовище;

3) Охарактеризувати місце та значення факультативу „Основи хімічних виробництв” в шкільному курсі хімії;

4) Розробити тематичне планування та методичні розробки уроків для факультативного курсу „Основи хімічних виробництв”.

Практичне значення теми: при більш поглибленому вивченні основних хімічних виробництв в учнів розвивається цікавість до предмету хімії, що сприяє розвитку творчого інтересу та екологічного мислення, сприяє залученню дітей до природоохоронної діяльності, а в майбутньому може заохотити до вибору професії хімічного спрямування.

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ТА ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ХІМІЧНИХ ВИРОБНИЦТВ

1.1 Характеристика хімічних виробництв

1.1.1 Місце хімічної промисловості в промисловому комплексі України

Хімічна промисловість має дуже складну галузеву структуру, що охоплює близько 200 взаємопов'язаних виробництв з великою номенклатурою продукції. Ці виробництва об'єднані у три великі групи: неорганічна або основна хімія, хімія органічного синтезу та гірничо-хімічна промисловість.

Хімічна промисловість пов'язана з багатьма галузями. Вона комбінується з нафтопереробною, коксуванням вугілля, чорною та кольоровою металургією, лісовою промисловістю. Завдяки складній системі зв'язків утворюються певні поєднання виробництв, з яких формуються міжгалузеві комплекси. До таких комплексів належить і хіміко-лісовий. В одних випадках роль хімічної промисловості у цих комплексах провідна, в інших вона не має формуючого значення, лише доповнюючи усталену систему зв'язків. Проте загалом хімічну промисловість слід розглядати як головну галузь, що визначає склад і напрям розвитку комплексу. Здебільшого лісова промисловість розглядається у цьому комплексі як постачальник деревини для хімічної промисловості [18].

Технологія виробництва неорганічних речовин переважно виробляє напівфабрикати, що використовуються в інших галузях промисловості. Виняток становлять мінеральні добрива, які виробляє відповідна галузь.

Технологія виробництва органічних речовин включає виробництва вуглеводної сировини, органічних напівфабрикатів, синтетичних матеріалів. Основною сировиною для хімії органічного синтезу є вуглеводні нафти, природний та попутний газ. Використовуються також вуглеводневі сполуки, що одержуються з вугілля.

Гірничо-хімічна промисловість виробляє сировинну базу передусім для неорганічної хімії.

Хімічна промисловість значно поширена у розвинутих країнах. Лише у США виробляється понад чверть, а в шістьох найрозвинутіших країнах - понад 3/4 хімічної продукції світу.

Закономірність розвитку хімічної промисловості у США пояснюється наявністю на їх території значної кількості практично усіх видів хімічної сировини: нафти, газу, солей, фосфоритів тощо. Інші розвинуті країни значно залежать від імпорту хімічної сировини.

Розвинені країни мають потужну багатогалузеву хімічну промисловість. Навпаки, у невеликих країнах розвинута переважно одна галузь. Наприклад, у Швейцарії - фармацевтична, у Нідерландах - гумовотехнічна промисловість.

Основна хімія, як галузь, обіймає кислотну, содову промисловість та виробництво мінеральних добрив. Родовища природної сірки розташовані переважно в США, Канаді, Мексиці, Італії (пластмасові вироби), Запоріжжі (кремній-органічні сполуки, синтетичні смоли), Дніпродзержинську (полівініл, полістирол), а також Калуші, Одесі, Києві, Фастові, що виробляють хімічну продукцію і стали центрами переробки синтетичних смол на пластмасові, плівкові та інші вироби [18].

Промисловість хімічних волокон. Найбільші підприємства розміщені у Чернігові, Києві (Дарницький шовковий комбінат), Черкасах.

Хімічна промисловість використовує повітря і воду у величезних кількостях для різноманітніших цілей. Це пояснюється комплексом цінних властивостей повітря і води, їх доступністю і зручностями застосування. Повітря є всюди. Хімічні підприємства будуються біля водних джерел.

1.1.2 Використання води та повітря в якості допоміжної сировини в хімічній промисловості

1. Кисень (повітря) використовується під час горіння та інших окисних процесів.

Частка Оксигену на Землі ~ 50 %. Атмосферний кисень становить від загальної кількості Оксигену -- 0,013 %, або 1 180 млн. т. До того ж його запаси постійно поновлюються: 1 га лісу виробляє 60 т кисню на рік).

Повітря. У хімічній промисловості повітря застосовують в основному як сировину або як реагент у технологічних процесах, а також для енергетичних цілей. Технологічне застосування повітря обумовлено хімічним складом атмосферного повітря; сухе, чисте повітря містить (об'ємна частка в %); N2 - 78,10; О2 - 20,93; Аг - 0,93; СО2 - 0,03 і незначні кількості Не, Ne, Кг, Хе, Н2, СН4, О3, NO. Найчастіше використовують кисень повітря як окислювач: окисний випал сульфідних руд кольорових металів, сірковмісної сировини при одержанні діоксиду сульфуру в сульфур-кислотному, целюлозно-паперовому виробництвах; окислення амоніаку у виробництві нітратної кислоти; неповне окислювання вуглеводнів при одержанні спиртів, альдегідів, кислот і ін.

Кисень, виділений ректифікацією рідкого повітря, у великих кількостях витрачають для кисневої плавки металів, у доменному процесі і т.п.; при ректифікації одержують також азот і благородні гази, в основному аргон. Азот використовують як сировину у виробництві синтетичного амоніаку й інших азотовмісних речовин і як інертний газ [22].

Повітря, застосовуване як реагент, піддається в залежності від характеру виробництва очищенню від пилу, вологи і контактних отрут. Для цього повітря пропускають через промивні вежі з різними рідкими поглиначами (Н2О, луги, етаноламіни й ін.), мокрі і сухі електрофільтри, апарати з вологопоглинальними сорбентами й ін.

Енергетичне застосування повітря пов'язане насамперед з використанням кисню як окиснювача для одержання теплової енергії при спалюванні різних палив. Повітря використовується також як холодоагент при охолодженні газів і рідин через теплообмінні поверхні холодильників або в апаратах прямого контакту (наприклад, охолодження води в градирнях), при грануляції розплавів деяких сполук (наприклад, аміачної селітри).

В інших випадках нагріте повітря використовується як теплоносій для нагрівання газів або рідин. У пневматичних барботажних змішувачах використовують стиснене повітря для перемішування рідин і пульпи (флотація), у форсунках - для розпилення рідин у реакторах і топках.

2. Вода використовується як розчинник, реагент і теплоносій. (Якщо всі запаси води (75 % поверхні Землі), а це І 386 млн. м3 рівномірно розподілити по всій земній кулі, то вона залишилася б під водою шаром 2 713 м. Проте прісна вода становить усього 2,5 %. В наш час проблеми водопостачання полягають у проблемі транспортування і збереження чистоти природної води [13].

Завдяки універсальним властивостям вода знаходить у народному господарстві різноманітне застосування як сировина, як хімічний реагент, як розчинник, тепло- і холодоносій. Наприклад, з води одержують водень різними способами, водяна пара застосовується в тепловій і атомній енергетиці; вода служить реагентом у виробництві мінеральних кислот, лугів і основ, у виробництві органічних продуктів - спиртів, оцтового альдегіду, фенолу й інших численних реакцій гідратації і гідролізу. Воду широко застосовують у промисловості як дешевий, доступний, невогненебезпечний розчинник твердих, рідких і газоподібних речовин (очищення газів, одержання розчинів і т.п. ). Винятково велику роль грає вода в текстильному виробництві: при одержанні різних волокон - натуральних, штучних і синтетичних, у процесах обробки і фарбування пряжі, суворих тканин і ін. Витрата води на 1 т віскозного волокна складає 2500 м3.

Як теплоносій вода використовується в різних системах теплообміну - в екзотермічних і ендотермічних процесах. Теплота фазового переходу Р - Г води значно вище, ніж для інших речовин, унаслідок чого водяна пара, що конденсується, є самим розповсюдженим теплоносієм. Водяна пара і гаряча вода мають значні переваги перед іншими теплоносіями - високу теплоємність, простоту регулювання температури в залежності від тиску, високу термічну стійкість і ін., унаслідок чого є унікальним теплоносієм при високих температурах. Воду використовують також як холодоагент для відводу теплоти в екзотермічних реакціях, для охолодження атомних реакторів. З метою економії витрати води застосовують так називану оборотну воду, тобто використану і повернуту у виробничий цикл.

Природні води містять різні домішки мінерального й органічного походження. До мінеральних домішок відносяться гази N2, O2, CO2 H2S, CH4, NH3; розчинені у воді солі, кислоти і основи знаходяться в основному в дисоційованому стані у вигляді катіонів і аніонів: Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, HCO3-, C1-, SO42-, HSіО3-, F-, NO, СО32- ін. До органічних домішок відносяться колоїдні частки білкових речовин і гумінових кислот. Склад і кількість домішок залежать головним чином від походження води. За походженням розрізняють атмосферну, поверхневі і підземні води.

Атмосферна вода - вода дощових і снігових опадів - характеризується невеликим вмістом домішок. У цій воді утримуються в основному розчинені гази і майже цілком відсутні розчинені солі [18].

Поверхневі води - води річкових, озерних і морських водойм - відрізняються різноманітним складом домішок - гази, солі, основи, кислоти. Найбільшим вмістом мінеральних домішок відрізняється морська вода (солевміст більш 10 г/кг).

Підземні води - води артезіанських шпар, колодязів, ключів, гейзерів - характеризуються різним складом розчинених солей, що залежить від складу і структури ґрунтів і гірських порід. У підземних водах звичайно відсутні домішки органічного походження.

Якість води визначається її фізичними і хімічними характеристиками, такими, як прозорість, колір, запах, температура, загальний солевміст, твердість, окислюваність і реакція води. Ці характеристики показують наявність або відсутність тих або інших домішок.

Загальний солевміст характеризує присутність у воді мінеральних і органічних домішок. Для більшості виробництв основним якісним показником служить твердість води, обумовлена присутністю у воді солей кальцію і магнію. Твердість виражається в мілімоль-еквівалентах іонів Са2+ або Mg2+ у 1 кг води, тобто за одиницю твердості приймають вміст 20,04 мг/кг іонів кальцію або 12,16 мг/кг іонів магнію. Розрізняють три види твердості: тимчасову, постійн і загальну.

Тимчасова (карбонатна, або переборна) твердість обумовлена присутністю у воді гідрокарбонатів кальцію і магнію, що при кип'ятінні води переходять у нерозчинні середні або основні солі і випадають у вигляді щільного осаду (шумовиння):

Са(НСО3)2 = СаСО3 + Н2О + СО2

2Mg(НСО3)2 = MgCO3*Mg (ОН)2 + 3СО2 + Н2О

Постійна (некарбонатна, або непереборна) твердість обумовлюється вмістом у воді всіх інших солей кальцію і магнію, що залишаються при кип'ятінні в розчиненому стані. Сума тимчасової і постійної твердості називається загальною твердістю. Прийнято наступну класифікацію природної води за значенням загальної твердості (hо мг-екв/кг): hо<1,5 - мала твердість, hо = 1,5-3,0 - середня, hо = 3,0:6,0 - підвищену, hо = 6,0-12,0 - висока, hо > 12,0 - дуже висока.

Окислюваність води характеризується наявністю у воді органічних домішок і виражається в міліграмах кисню, що витрачається на окислювання речовин, що міститься в 1 кг води.

Активна реакція води - її кислотність або лужність - характеризується концентрацією водневих іонів. Реакція природних вод близька до нейтрального; рН - водневий показник, коливається в межах 6,8-7,3.

Виробництва, в залежності від цільового призначення води, пред'являють строго визначені вимоги до її якості, до вмісту домішок в ній [18].

Шкідливість домішок залежить від їх хімічного стану або дисперсності, а також зв'язана зі специфікою виробництва, що використовує воду. Грубодисперсні, механічні суспензії засмічують трубопроводи й апарати, зменшуючи їх продуктивність, утворюють пробки, що можуть викликати аварію. Домішки, що знаходяться у вигляді колоїдних часток, засмічують діафрагми електролізерів, викликають піністисть води в апаратах, погіршують обробку тканин і т.п..

Величезну шкоду приносять розчинені у воді солі і гази, що викликають утворення шумовиння і поверхневе руйнування металів внаслідок корозії. У текстильній промисловості солі, розчинені у воді, приводять до великої перевитрати мила в процесах мийки і миловки внаслідок утворення кальцієвого і магнієвого мила, що не володіє миючою дією:

2R - COONa + Са (НСО3)2 = (R - СОО)2 Са + 2NaHCO3

При мийці і миловці у твердій воді втрати мила досягають 8%. Нерозчинні, клейкі кальцієве і магнієве мила закріплюються на волокні і міцно утримують адсорбовані частки забруднень, що різко погіршує фарбування (нерівномірність фарбування і тьмяний тон), знижує міцність.

Хімічні і дифузійні процеси багатьох виробництв тісно пов'язані з активною реакцією води. До них відносяться виробництво цукру, паперу, текстильне виробництво й ін. Особливо чуттєві до рН води всі біохімічні процеси, наприклад шумування, одержання антибіотиків [3].

Природна вода, що надходить у виробництво, піддається очищенню різними методами в залежності від характеру домішок і вимог, пропонованих до води даним виробництвом.

Основними завданнями хімії в розв'язанні сировинної проблеми є:

1. Комплексне використання сировини.

2. Повторне використання речовин:

а) регенерація -- відновлення попередніх властивостей технічних матеріалів (гуми, мастил, розчинників) після їх використання;

б) рециркуляція -- багаторазове використання різних видів сировини;

в) скрап -- вторинна металева сировина з металобрухту.

3. Застосування нових видів сировинних матеріалів, створення штучної сировини:

а) біометалургія;

б) виготовлення штучних алмазів.

4. Використання відходів як сировини.

З початку VI ст. з надр Землі видобуто 60 млрд. т вугілля, 3 млрд. т залізної руди, 30 млрд. т міді, 30 тис. т золота. Щорічно у світі видобувають 20 млрд. т нафти, 2 млрд. т газу.

Кожні 11 років потреби в матеріалах на нашій планеті подвоюються. Проте сучасні доступні нам способи розробки верхнього шару земної кори використовують лише на глибину 1 км, рідко 2 км. Земна кора має глибину 16 км, хоч і становить тільки 1/418 частину загального об'єму земної кулі. Майже 98,6 % кори складають 8 елементів: Оксиген, Силіцій, Алюміній, Ферум, Кальцій, Калій, Натрій і Магній. На долю всіх інших елементів припадає всього 1,4 % маси. Кольорові та рідкоземельні метали містяться в кількості 0,01--0,001 %. Слід наголосити, що виробництва пов'язані з розсіяними хімічними елементами є складнішими і коштовними.

З іншого боку, елементи, що є в природі, якби інтенсивно не використовувалися їх сполуки не зникають, а лише утворюють інші сполуки. Так запаси хімічних елементів на Землі залишаються постійними, і зменшуються швидкими темпами не природні ресурси взагалі, а тільки та їх частина, котра вводиться в економічний обіг на сучасному етапі розвитку.

У Японії розроблено новий папір, який можна використовувати, стерши написаний текст. Папір покритий шаром речовини, напис з якого змивається або водою, або водяною парою [7].

Американські та норвезькі фірми пропонують використовувати кремнезем, що відкладається у лушпинні рисових зерен для отримання чистого силіцію, який використовують для виготовлення напівпровідників. Лушпиння рису, який щорічно отримують у США, становить 2 % світового врожаю, а це може дати 100 тис т чистого силіцію.

У попелі бурого вугілля, на якому працюють ТЕС, міститься від 2 до 5 % Феруму. У Німеччині з 500 тис т попелу отримують 22 тис т концентрату, який містить 60 % заліза.

Отже, нині гостро постала проблема переробки вторинної сировини. Ось деякі факти:

* 120--130 т консервних банок дає змогу добути 1 т олова, для добування якого потрібно 400 т руди.

* Переробка 20 т макулатури зберігає від вирубування 1 г лісу.

* 31т побутових відходів можна добути: 50 л ацетону, горючі гази (СН4, Н2, CO), дьоготь, смолу, 160 л нафти, і ще 25 % побутових відходів використовують для виробництва добрив, 25 % для виробництва паперу.

* Світовий океан містить майже всі хімічні елементи періодичної системи. Хіміки ведуть пошук способів добування цінних елементів з морської води. Вважають, що їх понад 1 500 млрд. т, з них: натрію -- 4 млн. т; магнію -- 4 млн. т.; золота на одного мешканця планети -- 1,5 кг.

З огляду на те, що масштаб виробництв в останні десятиліття значно зріс, а саме виробництво як у нашій країні, так і за її межами розвивалося за екстенсивною схемою, виникла серйозна проблема виснаження, природних джерел сировини. Уразі збереження нинішніх темпів споживання, нафта, газ, уран-235, легкі кольорові метали (крім алюмінію) можуть бути вичерпані до середини наступного сторіччя.

1.1.3 Характеристика мінеральної сировини хімічного виробництва

Будь-яке хімічне виробництво починається із сировини (схема 1), що за походженням може бути як мінеральною, рослинною так і тваринною. У хімічній промисловості найчастіше використовується мінеральна сировина, тобто природні мінерали, що добуваються з земних надр. Мінеральна сировина поділяється на рудну, нерудну і паливну.

Рудна сировина, чи руда, служить для одержання металів. Наприклад, руди заліза, мангану, титану складаються головним чином із сульфідів і оксидів відповідних металів.

Нерудна мінеральна сировина -- це гірські мінерали чи породи, що є джерелом одержання неметалевих хімічних продуктів. Наприклад, апатит, фосфорит, гіпс, вапняк, лосняк (слюда), натрій хлорид тощо.

Паливна мінеральна сировина -- копалини, що можуть застосовуватись як паливо (кам'яне it буре вугілля, нафта, природний газ тощо). Цей вид сировини іноді називають органічним внаслідок органічного походження. В останні роки такі копалини щоразу частіше використовують не як паливо, а як сировину для хімічної промисловості [7].

Як основну особливість, що характеризує сировину, варто вказати на величезні масштаби її видобутку й переробки. У наш час у світі щорічно добувається і переробляється понад 100 млрд. т гірських порід. Але ж в якості сировини, що піддається хімічній переробці, використовуються не тільки гірські породи. Щоб уявити собі масштаб цього роду людської діяльності, досить найпростішого розрахунку: на кожну людину, включаючи дітей і старих, щодня припадає 100 кг добутих гірських порід.

Схема 1

Проблема сировини істотна тому, що самі природні копалини розподілені у світі дуже нерівномірно. Майже 95 % світових вугільних запасів зосереджені в надрах країн Північної півкулі, зокрема 63 % -- в Азії, 26 % -- у Північній Америці і близько 6 % -- у Європі. Аналогічна чи ще контрастніша нерівномірність розподілу в літосфері характерна родовищам нафти й газу, фосфатів і бокситів тощо. Значна частина світових запасів багатьох найважливіших видів мінеральної сировини зосереджена в надрах країн, що розвиваються: нафта майже 90 %, природний газ -- близько 70 %, боксити -- 74 %, оливо -- 87 %, кобальт -- 90 %. мідь -- понад 65 %, фосфорити -- 75 %, нікель, сурма та апатити -- 60 %.

Отже, в умовах щораз більшого дефіциту сировини необхідний пошук нових резервів. До них належать:

а) розробка нових джерел і методів добування сировини в літосфері, гідросфері та атмосфері;

б) розробка нових ефективних методів рециркуляції, тобто багаторазового використання металів та інших видів сировини;

в) розробка нових технологій, здатних працювати на сировині з меншими витратами ресурсів;

г) використання альтернативних матеріалів.

Невичерпними джерелами сировини є промислові й побутові відходи, так звана вторинна сировина. Досить сказати, що на відвалах і сховищах розміщується 1,6 * 1012 м3 гірських порід і відходів переробки корисних копалин, і на кожну людину на рік утворюється 400 кг побутових відходів. Метали як вторинну сировину (так званого скрапу) використовують уже тепер досить широко: біля половини світового виробництва сталі базується на скрапі. Він же покриває від 20 до 60 % потреб у найважливіших металах [18].

Інший шлях збільшення видобутку металевої сировини є гірничопромислові роботи під водою. З так званих розкиданих родовищ, що розташовані на глибині 130 м, можна добувати збагачені морські відкладення, у яких містяться коштовні важкі метали -- олово, золото, платина, залізо, вольфрам, хром та ін. У морських відкладеннях і мулах Червоного моря, у японських та індонезійських водах, у червоних глинах океанських глибин, що зберігають найбільші кількості алюмінію на нашій планеті, і, можливо, навіть у підводних скелях сховані значні запаси різної металевої сировини. Зразки підводного ґрунту, що підіймаються з дна океану величиною з квасолю чи ріпу (так звані залізні й манганові тихоокеанські конкреції) містять близько 25 % мангану й заліза, а також нікель, мідь, кобальт і титан у концентраціях від 1,5 до 3,5 %. Загальні запаси таких конкрецій мають становити понад 1 500 млрдт., причому щорічно додатково це дасть 10 млн. т металів. Існує думка, що в цих невеликих зразках морської землі нікелю, мангану й кобальту міститься більше, ніж у всіх разом узятих відомих родовищах цих металів на суші.

У морських водах нашої планети розчинено 4,5 млрд. т урану, приблизно по 3 млрд. т мангану, ванадію й нікелю, 6 млрд. т золота (по 1,5 т на кожного мешканця Землі!). Концентрація окремих складових частин, щоправда, мінімальна, але якщо в майбутньому в промислових масштабах почнуть опріснювати морську воду, то залишки солей, збагачені в 3 -- 4 рази, стануть придатною сировиною для одержання важких металів з води.

Що до мінеральної сировини, то вона, як правило, піддається попередній обробці, після якої властивості сполук задовольняли б вимоги відповідного технологічного процесу.

Така обробка складається із сукупності механічних, хімічних і фізико-хімічних операцій: здрібнювання, збагачення (флотація), зневоднювання, укрупнення. Флотація ґрунтується на різному змочуванні водою компонентів мінеральної сировини: корисних і порожньої породи. Наприклад, флотацією поліметалічних сульфідних руд одержують концентрати, відокремлюючи при цьому порожню породy [18].

Станом на січень 2006 р. мінерально-сировинна база України включає близько 20 010 родовищ, у яких знайдено біля 113 видів корисних копалин, з яких 7 829 родовищ мінеральної сировини мають промислове значення та враховуються Державним балансом України. У вартісному обчисленні розвідані протягом другої половини XX сторіччя запаси цих родовищ оцінюються в 7 -- 7,5 трлн. дол. США. До промислового освоєння залучено від 40 до 75 % розвіданих запасів основних видів корисних копалин.

Запаси залізних руд становлять понад 14 % загальносвітових, манганових -- понад 43 %. Україна посідає провідне місце із запасів титану, цирконію, урану, літію, графіту, каоліну, вогнетривких глин, сірки, калійних солей, декоративного каменю тощо. Україні належать і провідні позиції у світі з видобутку багатьох видів мінеральної сировини: вугілля, манганових і залізних руд, титану, графіту, каоліну тощо. Створений на основі сировинної бази мінерально-сировинний комплекс України є однією з найвагоміших складових національної економіки.

В Україні виробляється близько 5 % світового обсягу мінерально-сировинних ресурсів, а щороку гірничо-видобувна промисловість випускає продукції на 25-28 млрд. дол. США (у цінах світового ринку). В Україні вугілля видобувається у межах території вугільних басейнів -- у Донбасі, Львівсько-Волинському басейні (кам'яне вугілля) й Дніпровському буро-вугільному басейні. На складний екологічний стан вугільних гірничо-видобувних регіонів впливає те, що кожна третя шахта експлуатується понад 50 років. Гірничо-видобувні роботи ведуться на глибинах до 1 400 м. Загальна площа вугільних басейнів становить близько 160 000 км2 (26 % території України), зокрема Донбас -- 50 000 км2 при загальній площі гірничих виробок 13 000 км2, яких у Донбасі -- близько 12 000 км2. На Україні найбільша смертність припадає на підприємства вугільної промисловості. На 1 млн. т видобутого вугілля припадає 4,4 загиблих шахтарі [7].

Видобуток залізних руд в Україні здійснюється на Криворізькому, Кременчуцькому та Білозірському родовищах; манганових руд -- на Нікопольському родовищі. Державним балансом України враховано запаси нафти, газу й газового конденсату 323 родовищ. Основна їх кількість (191) зосереджена в Східному регіоні, 96 -- у Західному, 36 -- у Південному. Обсяг щорічного видобутку вуглеводнів за останні роки пересічно становив 4 млн. т нафти з конденсатом і 18 млрд. м3 газу, що дорівнює відповідно 10 і 20 % обсягів цих видів сировини, які щороку споживає країна.

Родовища самородної сірки в Україні розташовані в межах Львівщини, а також частково в Івано-Франківській області. Від початку 50-х років XX ст. розроблялося Роздільське родовище, від 60-х -- Подорожненське, а від 70-х років -- Язівське та Немирівське родовища. Нині видобування сірки кар'єрним способом припинено через низку економічних та екологічних проблем. Розробляється тільки два родовища, до того ж використовують тільки метод підземного виплавлення.

У більшості регіонів України ресурси підземної гідросфери є важливим фактором стабілізації водно-екологічної ситуації. Прогнозні ресурси прісних підземних вод України становлять 61689,2 тис м3/добу, з них 57 499,9 тис м3/добу -- з мінералізацією до 1.5 г/дм3 придатних для питного технічного водопостачання. Станом на січень 2007 року розвідано 373 родовища підземних вод, які містять 977 ділянок родовищ з експлуатаційними запасами, затвердженими ДКЗ СРСР, УТКЗ та ДКЗ України, у кількості 15 829,8 тис м3/добу. На сьогодні мінеральні води в Україні розвідані із затвердженням запасів 152 ділянок родовищ. їх загальні експлуатаційні запаси становлять 64 865,7 м3/добу. Родовища мінеральних вод є в усіх, крім Івано-Франківської та Сумської, областях, України.

Станом на січень 2007 року в Україні детально розвідано два родовища термальних вод (підземні води з температурою понад 200С) -- Берегівське в Закарпатській області та Новоселівське в АР Крим. Запаси термальних вод в Україні в Берегівському родовищі становлять 0,871 тис м3/добу.

1.2 Екологічні наслідки хімічних виробництв

Сьогодні Україна поступово розв'язує складні проблеми екологічної рекультивації більшості гірничо-видобувних районів, сформованих унаслідок попереднього екстенсивного розвитку промислових, галузей та ресурсомістких технологій. Екологічні проблеми, що зумовлені застарілими технологіями та критично зношеними основними фондами, полягають у нагромадженні величезних обсягів виробничих відходів, що перетворюються на техногенний ресурс, значних втратах мінеральної сировини (у надрах залишається до 70 % запасів нафти, до 50 % солей, до 28 % вугілля, до 25 % металів), великому антропогенному навантаженні на довкілля, порушенні стійкості геологічного середовища, гідрогеологічних та гідрологічних умов на тлі досить обмежених водних ресурсів.

Всі відомі технологічні процеси хімічного виробництва супроводжуються утворенням великої кількості відходів у вигляді шкідливих газів та пилу, шлаків, шламів, стічних вод, що містять різні хімічні компоненти, які забруднюють атмосферу, воду та поверхню землі.

Хімічна промисловість спричиняє значні забруднення метаном, амоніаком, пилом. Загальні обсяги промислових викидів у повітряний простір колосальні. Найбільш небезпечними забруднювачами атмосфери є кислотоутворюючі оксиди - нітрогену, сульфуру, а також вуглекислий газ, чадний газ, амоніак, фтор, хлор та промисловий пил. Їх надходження в повітря помітно змінило склад сучасної атмосфери порівняно з доіндустріальним періодом [18].

Основним джерелом забруднення атмосфери викидами металургійних заводів є коксохімічне, агломераційне, сталеплавильне та інші виробництва.

Коксохімічне виробництво забруднює атмосферу оксидом та диоксидом карбону, оксидом сульфуру. На 1 т перероблюваного вугілля виділяється близько 0,75 кг диоксиду сульфуру та по 0,03 кг різних вуглеводнів та амоніаку. Поблизу коксохімічних заводів середні рівні вмісту в повітрі диоксиду сульфуру складають від 0,05 до 0,2 мг/м3.

Цехи сульфоочистки коксохімічних заводів звичайно обладнані електрофільтрами, через які в атмосферу потрапляють сірчаний газ, сірководень, диоксид нітрогену, аерозоль сульфатної кислоти. За даними, вміст гідрогенсульфуру у вихідних газах складає 0,14 мг/м3, а діоксид нітрогену - 0,9 мг/м3. Розрахунки показують, що на відстані 1 км від цеху сіркоочистки в повітрі може міститися до 0,2 мг/м3 сірчаного газу. Окрім газів, коксохімічне виробництво викидає в атмосферу велику кількість пилу. Наприклад, при виробництві коксу на 1 тонну переробленого вугілля виділяється близько 3 кг вугільного пилу. Велика кількість пилу виділяється при розвантаженні вугілля, в середньому 0,005% від маси розвантаженого вугілля.

Джерелами забруднення повітряного басейну на аглофабриках є агломераційні стрічки, барабанні та чашеві охолоджувачі агломерату, випалювальні печі, вузли пересилки, транспортування, сортування агломерату та інших компонентів, що входять до складу шихти. Кількість агломераційних газів - 2,5-4,0 тис. м3 на 1 тонну отримуваного агломерату з вмістом в них пилу від 5 до 10 г/м3. До складу газів входять оксиди сірки та вуглецю, а пил містить залізо і його оксиди, а також оксиди марганцю, магнію, фосфору, кальцію, іноді частинки титану, міді, свинцю [13].

Оксид сірки (IV) SО2 утворюється як побічний продукт при металургійному виробництві та спалюванні кам'яного вугілля або нафти, що вміщують домішки сірки. Обсяги викидів оксиду сірки (IV) (SO2) залишаються великими в промислово розвинених країнах, незважаючи на введення жорсткого державного контролю та економічних санкцій на наднормативні викиди окислів сірки.

Виробництво сталі супроводжується виділенням в атмосферу значної кількості газів та пилу. Виплавка однієї тонни сталі пов'язана з викидами в атмосферу 0,04 т твердих часток, 0,03 т оксиду сірки (IV), близько 0,05 т оксиду карбону. Пил містить сполуки марганцю, заліза, міді, цинку, кадмію, свинцю та інших сполук. При виплавці високо- та складнолегованих сталей в пил, крім оксидів заліза, потрапляють і діоксиди кремнію, сполуки сульфуру, фосфору, оксиди ванадію, сполуки хрому, нікелю, молібдену, селену, телуру та ін. Кількість газів, що утворюються, і вміст в них твердих часток залежить від способу виробництва сталі, використання кисневого дуття та інших факторів.

Забруднення навколишнього середовища навколо підприємств чорної металургії в залежності від переважного напряму вітрів відчувається в радіусі 20-50 км. На 1 км2 цієї території на добу випадає 5-15 кг пилу.

Навколо металургійних заводів формуються своєрідні техногенні області, в усіх поверхневих утвореннях яких (ґрунті, снігу, воді, рослинності) міститься широкий набір шкідливих речовин, включаючи такі надзвичайно небезпечні, як свинець та ртуть.

Чорна металургія є одним з найбільших споживачів води. Сучасний завод на виробництво 1 т сталі витрачає 180-200 м3 води. Незважаючи на те, що на металургійних заводах широко використовується оборотне водопостачання, кількість стічних вод дуже велика. Вони містять механічні домішки органічного походження, а також гідрооксиди металів, стійкі та легкі нафтопродукти, розчинені токсичні сполуки органічного та неорганічного походження. Стічні води мають приблизно однаковий якісний склад забруднення, однак концентрація забруднюючих речовин, як правило, змінюється в широкому діапазоні залежно від видів та особливостей технологічних процесів [22].

На коксохімічних заводах стічні води утворюються від хімічних цехів (фенольні стічні води) і від процесу гасіння коксу. Витрати свіжої води на одну тонну коксу складають 1,2-1,6 м3 (при використанні фенольної води для гасіння коксу). В процесі очистки коксового газу від сірководню миш'яко-содовим методом утворюється за годину 4-6 м3 стічних вод, в яких містяться феноли, аміак, сірководень, ціаніди, бензольні вуглеводи, що є канцерогенними речовинами.

Стічні води в процесі виробництва сталі утворюються при очистці газів мартенівських печей, конверторів, охолодженні та гідроочистці виливниць, пристроїв безперервного розливання сталі та обмивання котлів-утилізаторів. При киснево-конверторій виплавці сталі вміст завислих часток в стічній воді систем очистки газу досягає 7000 мг/л.
При скидах забруднених стічних вод металургійних підприємств у водоймищі збільшується кількість завислих часток, значна кількість яких опадає поблизу місця скиду, підвищується температура води, погіршується кисневий режим, від виносу з водою мастильних продуктів з прокатних цехів утворюється масляна плівка на поверхні водоймища. Потрапляння шкідливих речовин може призвести до загибелі водних організмів та порушення природних процесів самоочищення водоймищ. Шкідливий вплив на людей, тварин, макро- та мікроорганізми, рослинний світ мають багато металів, їх сполуки та інші неорганічні речовини, що містяться в стічних водах металургійних підприємств.

При технологічних процесах хімічної промисловості утворюється велика кількість твердих відходів, які складуються на великих площах та в більшості випадків шкідливо впливають на грунт, рослинність, водні джерела та повітряний басейн. Звалища твердих відходів займають зараз тисячі гектарів корисного ґрунту. В них накопичено близько 500 млн. т шлаків [22].

Шламопилові відходи утворюються практично на всіх стадіях виробництва. Зараз в нашій країні щорічно утворюється близько 80 млн. т доменних, сталеплавильних та феросплавних шлаків, а також 1 млн. т шламів, 110 тис. т пилу. Шлам містить велику кількість заліза (майже 50%).

При виробництві сталі шлаків утворюється в два рази менше, ніж в доменному виробництві. Їх вихід на рік складає 25 млн. т, з них 66,5% мартенівські шлаки, 30% - конверторні та 3,1% - електросталеплавильні. До 1975 р. основна маса шлаків (близько 87,6%) направлялася на звалища.

Доменні, феросплавні, мартенівські шлаки містять значні кількості сполук фосфору та оксиду кальцію, а також інші елементи, що використовуються як добрива в сільському господарстві.

Найбільшу небезпеку для ґрунтів становлять антропогенні забруднення. Найбільш токсичними для ґрунту (1 клас небезпечності) є свинець, ртуть, уран, торій, кадмій, берилій, хром, нікель та кобальт. Токсичні також германій, олово, вольфрам, молібден, літій, вісмут, марганець, мідь, миш'як, селен, алюміній. Більшість цих речовин концентрується в трофічних ланцюгах. Хоча самі по собі важкі метали не є ксенобіотиками, але в підвищених концентраціях вони завдають біологічної шкоди всім живим організмам.

РОЗДІЛ 2. МІСЦЕ ФАКУЛЬТАТИВУ В ШКІЛЬНОМУ КУРСІ ХІМІЇ

Перед факультативними курсами постає задача всіляко сприяти загальному навчанню школярів. Поряд з цим факультативні заняття повинні не тільки підтримувати і зміцнювати інтерес учнів до природи, але й орієнтувати їх на професії, пов'язані з її вивченням. Ці дві основні задачі не є ізольованими, вони тісно зв'язані між собою.

Серед загальноосвітніх задач, поставлених перед факультативами, особливе значення має виховання наукового, діалектико-матеріалістичного світогляду. Воно ведеться шляхом розширення і поглиблення загально-хімічних понять, залучення фактів з історії науки, що показують розвиток наукових проблем.

Оскільки загально-хімічні поняття можуть бути розкриті лише на спеціальному матеріалі, виникає задача -- відібрати для вивчення відповідні питання [31].

Світоглядні і загально-хімічні ідеї звичайно тісної пов'язані з конкретним матеріалом, а він нерідко належить до різних областей науки, тому вирішити весь комплект загальноосвітніх задач, нехай обмежений одним поняттям, навряд чи можна в одному курсі, тим більше що цей комплекс не єдиний, оскільки, крім загально-хімічних понять, факультативний курс повинен містити визначені політехнічні і спеціальні відомості.

Виходячи з задач політехнічної підготовки, факультативні курси повинні бути побудовані так, щоб при вивченні їх школярі могли одержати визначену суму знань про наукові основи хімічних виробництв, включаючи відомості про основні стадії процесів, їх види, значення, негативний та позитивний їх вплив на навколишнє середовище.

Необхідно врахувати задачі гігієнічної пропаганди: вплив промислового та природного оточення на людину і на здоров'я людини, основні принципи очистки викидів.

Поглиблене вивчання хімії повинне не тільки збагачувати учнів новими знаннями, але і розвивати їх здібності, знайомити з методами наукового дослідження, привчати до самостійної роботи. Виходячи з цієї вимоги, перед факультативними курсами постає ряд задач, пов'язаних як зі стимуляцією загального розвитку учнів, так і з виробленням у них спеціальних навичок, необхідних для роботи в області мікробіології.

До спеціальних навичок варто віднести здатність орієнтуватися в хімічних реакціях, чітко фіксувати факти, складати і читати хімічні схеми, визначати види реакцій, користуватися хімічною символікою, мати елементарні навички хімічного експериментування. При складанні факультативних програм слід враховувати не тільки зміст предмета, але і види діяльності учнів.

Зміст програм усіх факультативних курсів з хімії дає можливість не тільки ознайомити учнів із проблемами хімічної науки, з її теоретичними узагальненнями, але і на матеріалі конкретних наук показати розвиток процесу наукового пізнання, дати поняття про сучасні методи дослідження.

Як показав досвід роботи шкіл, форми проведення факультативних занять можуть бути різноманітними. Це групи в школі, керовані викладачем відповідного предмета, ученим науково-дослідного інституту, міжшкільні факультативи, організовані при навчальних закладах, наукових установах чи однієї зі шкіл [15].

Створювати хімічні факультативи в кожній школі досить важко, якщо врахувати недолік кваліфікованих кадрів, труднощі з матеріальною базою, кількістю учнів, що бажають займатися факультативом даного профілю. У цих умовах спеціалізація шкіл на викладанні певних факультативів дасть можливість найбільше повно врахувати інтереси учнів усього району. Міжшкільні факультативи вже знайшли застосування в практиці роботи шкіл [27].

При виборі форм організації навчального процесу і методів роботи на факультативних заняттях необхідно враховувати зміст факультативного курсу, рівень розвитку і підготовленості учнів, інтерес учнів до визначених розділів предмета.

Одна з найголовніших вимог до методів, що застосовуються при викладанні факультативних курсів полягає в тому, щоб вони стимулювали активну роботу думки учнів, розвивали самостійність їхнього мислення, сприяли творчої різнобічної діяльності.

На факультативних заняттях можуть бути використані наступні методи навчання: лекції, бесіди, дискусії, самостійні роботи як практичного характеру, так і роботи з додатковою літературою.

Застосовуючи кожен з методів, можна одержати різні результати. Зупинимося на деяких методах, що найбільше часто застос и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.