"Методы ликвидации нефтяных загрязнений"

Аннотация к уроку

Этот урок является одним из плановых уроков по теме: «Нефть и продукты ее переработки». Затронутые на уроке проблемы техногенного загрязнения вследствие добычи, транспортировки и переработки нефти характерны для всего Земного Шара и вследствие этого актуальны. На уроке при создании проблемной ситуации применен метод CASE STUDY . Сорочинск – нефтяной город, экономика города напрямую связана с добычей и переработкой нефти. Методика урока состоит в том, что статистический анализ дает возможность каждому ученику систематизировать данные, что в свою очередь, позволяет провести экологический анализ последствий нефтяных загрязнений по предложенному ряду критериев и сравнить их с результатами, полученными методами, используемыми международным обществом Green Peace

Тема: «Методы ликвидации нефтяных загрязнений»

Тип урока:

Урок комбинированный

Цели:

Обучающие: Охарактеризовать нефть как полезное ископаемое,

проанализировать методы ликвидации нефтяных пятен и проследить экологические последствия.

Развивающие: Формировать предметную, коммуникативную компетенции;

развивать навыки исследовательской деятельности, умения анализировать, обобщать и делать выводы.

Воспитывающие: Воспитывать экологическое сознание: чувство ответственности за будущее страны и родного края.

Ход урока

1. Орг. момент.

Приветствие.

Знакомство с классом. Здравствуйте, меня зовут Эльвира Владимировна. Сегодня я проведу у вас урок химии, на котором мы продолжим изучении темы: « нефть, ее переработка и экологические последствия связанные ею».

2. Актуализация знаний.

Д. И. Менделеев назвал нефть « черным золотом». (слайд №1)

Как вы думаете почему?

Что собой представляет нефть?

Сырая нефть – имеет вид маслянистой жидкости и представляет собой смесь углеводородов. (слайд №2,3).

Итак: нефть состоит из:

70% - углеводородов,
30% - неуглеводородов,
1 % - вода.

Если отделить воду от нефти, то получим товарную нефть. Однако ее нельзя использовать ни в качестве топлива, ни в качестве сырья для химических процессов. Она должна быть переработана.

Переработка нефти.

Существует первичная и вторичная переработка нефти.

В чем суть первичной переработки?

Первичная переработка – это перегонка нефти. Эта операция позволяет разделить нефть на фракции в соответствии с их температурой кипения.

(слайд №4)

(Работа уч-ся по коллекции)

Какие продукты получают из мазута?

Итак, нефть полностью разложили на фракции.

Возникает вопрос. Зачем нужна вторичная переработка? И в чем ее суть?

Ответ учащихся: Оказывается практический выход бензина очень низкий (18-20%)

Вторичная переработка – это крекинг и пиролиз нефти.

Ответ учащихся.

Значит, нефть интенсивно добывают и перерабатывают в разные виды топлива. Но запасы нефти нашей Земли неумолимо исчезают. И сейчас уже более 2/5 всей нефти взято со дна океана. Значит, нефть может появиться в водах океана в связи с ее добычей, в результате аварий при ее переработке, при аварии судов и сливе балластных вод танкерами.

Аварии нефтяных судов – это бич Мирового Океана.

Объяснение нового материала.

И сегодня на уроке мы попытаемся решить проблемы ликвидации нефтяных загрязнений.

Итак, тема урока: Методы ликвидации нефтяных загрязнений.

(слай №5)

Нефть обычно транспортируют морским путем, по трубопроводам, и нефтевозами (слайд №6-7) В наше время в моря и океаны ежегодно выливается от 6 до 10 млн нефтепродуктов. Причины этого различны: аварии судов и слив балластных вод, разработки нефтяных и газовых месторождений на шельфах и вынос загрязнений. Нефтяная пленка на поверхности воды нарушает обмен тепла, влаги и газов между водной средой и атмосферой, в результате нарушается биологическое равновесие водоема..

Страдают от нефтяного загрязнения и обитатели морей и океанов. 1л разлитой нефти загрязняет примерно 40 тыс. л воды. На этом участке гибнет планктон – основной продукт питания многих водных обитателей, молодь рыб и другие водные животные.

Опасную угрозу представляет нефть для птиц. В первую очередь загрязняется их оперение. Перья склеиваются и уже не могут служить тепловым изолятором. Поэтому большинство птиц, оказавшихся в районе нефтяных разливов, гибнут в холодную погоду. Известны случаи трагических последствий для водных экосистем, вызванные авариями судов, транспортирующих нефть и нефтепродукты. Часть нефти испаряется (50-75%), а часть (до 5%) растворяется в воде, причем наиболее токсичные ее компоненты – ароматические углеводороды – растворяются лучше других. Как показали исследования, в морской воде они превращаются в соединения, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами.

Сорочинск – нефтяной город, экономика города напрямую связана с добычей и переработкой нефти. Ваши родители, знакомые наверняка работают у нефтяников. Представьте себе, к нам пришло сообщение.(слайд №8)

Нефтевоз потерпел аварию на дороге, которая проходит через сорочинское водохранилище. Пятно нефти расползается по воде. Необходимо срочно убрать ее!

Давайте, опытным путем апробируем два метода ликвидации нефтяного пятна путем осаждения и поглощения. На столах у вас имеются нефть, все необходимые оборудование и реактивы для выполнения опыта. В конце работы сделайте вывод, какой метод, по-вашему, мнению наиболее эффективный.

Инструкция по проведению эксперимента

Цель: смоделировать аварию нефтяного танкера и найти решение проблемы; обсудить, нравственны стороны ситуации.

Оборудование: вода, нефть, чашка Петри, воронка, спички, фильтровальная бумага, древесные опилки, уголь, мел.

1. налейте воду в чашку Петри;

2. добавьте несколько капель нефти;

3. приступите к ликвидации аварии. Попытайтесь собрать нефть с помощью:

а) ложечки; б) кусочков фильтровальной бумаги; в) угля; г) древесных опилок;

д) мела. Отфильтруйте полученную смесь от мела

1. ответьте на вопросы: а) какой способ вы считаете наиболее эффективным при ликвидации нефтяного пятна

б) какие еще способы очистки вы можете предложить

1. запишите наблюдения;

Проводя эксперимент, школьники обнаруживают, что нефть тонкой пленкой растекается по поверхности воды. Возникает предложение поджечь нефть, но она не горит, так как ее слой очень тонок. Учащиеся решают, что ее можно удалить с помощью адсорбентов, которые осядут на дно, или собрать с поверхности воды пенькой, сетью ( в эксперименте – фильтровальной бумагой).

Однако процессы требуют много времени. Но, в подобной ситуации требуется радикальное быстрое решение.

Группы предлагают выработанные ими способы решения проблемы. На одной чаше весов – чистый берег, спасенные животные, на другой – загрязнение атмосферы продуктами горения нефти. К тому же нефть так просто не загорается. Высказывается предложение подвести под слой нефти метан и поджечь его. Тогда загорится и нефть.

Группы определяют положительные и отрицательные последствия этого.

(+) Берег спасен;

Морские животные живы

нефтяной пленки на воде нет нефтяной пленки на воде нет.

(—) Убытки: нефть потеряна безвозврат­но, метан, который используется как топли­во, тоже дорого стоит;

продукты горения содержат канцеро­гены, много копоти;

выделяющийся в атмосферу углекис­лый газ приведет к усилению парникового эффекта.

Перспективным считается применение нефтеокисляющих бактерий. Если культуру бактерий поместить на нефтяную пленку, то через несколько дней она исчезнет из – за быстрого размножения бактерий.

На сегодняшний день существует пять методов борьбы с нефтью в океане: ( слайд № 9)

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 пятно растворится в воде и частично выпарится. Иногда нефть не исчезает и через несколько лет, мелкие пятна достигают побережья в виде кусочков скользкой смолы.

Итак:

1)нефть далеко от берега;
2) пятно исчезает само.

Химическое рассеивание – существуют химические препараты для ликвидации пятен и одни из них:

1) впитывают нефть в себя как губка;
2) стягивают нефть в плоские маленькие пятна, которые потом уже легче убрать;
3) уплотняют нефть в кубики.

Самые эффективные из них называются диспергенты. Диспергенты – это вещества, которые разбивают нефтяной слой на мельчайшие капельки, не смешивающиеся друг с другом. А затем эти вещества вылавливаются большими сачками и сжигаются на суше.

Итак:

1) используются химические препараты;
2) метод дорогой.

Оседание. 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.

Итак:

1) посыпают мелом;
2) метод относительно дешевый.

Поглощение. Всем вам известны солома и торф, – которые поглощают нефть, после чего их можно аккуратно собрать и вывести с последующим уничтожением. Этот метод годится лишь в условиях штиля и только для небольших пятен. Этот способ весьма популярен в последнее время из-за своей дешевизны и высокой эффективности.

Итак:

1) посыпают соломой или торфом;
2) метод дешевый.

Метод ограждения. Если нефтяное пятно окружить плавающими заграждениями, оно не будет увеличиваться в размерах. Такие заграждения называются – контейнерами. Их можно даже передвигать в удобное для ликвидации место. Затем специальное судно откачивает нефть из контейнеров насосами. Но эту откаченную нефть использовать как топливо нельзя, кроме того, этот метод применяется только при спокойной погоде, т.е. когда на море нет волн. А если авария произошла в полярных водах, нефть становится вязкой, что влечет за собой некоторые трудности.

Итак:

1) можно нефть оградить контейнерами;
2) нефть откачивают насосами.

Статистический анализ (выбор самого эффективного метода ликвидации).

Слайд № 10

При сжигании нефти, количество углекислого газа возрастает, т.е. возрастает вероятность возникновения парникового эффекта. Итак, подведем итог – идеального метода нет. Поэтому поиски новых технологий очистки рек и морей от нефти продолжается. Но из этих методов можно выбрать самый эффективный.

Оценивать методы будем по четырем критериям: денежные затраты, эффективность, трудности из-за природных условий и экологическая чистота. Оценка ведется по шестибальной системе от нуля до пяти. Чем меньше баллов наберется у того или иного метода, тем этот метод лучше и наоборот.

Критерии методы	Денежные затраты	Эффективность	Трудности из-за природных условий	Экологическая чистота	Итого
1. Самоликвидация	0	5	5	5	15
2. Химическое рассеивание	5	2	2	4	13
3. Осаждение	4	3	3	5	15
4. Поглощение	2	4	1	3	10
5. Ограждение	3	3	3	4	13

Сравним с предложенной оценкой Green Peace. Наша с Вами оценка может и не совпадать с предложенной оценкой Green Peace. Т.к. оно использует в оценке около 30-ти критериев, а мы ограничились четырьмя, поэтому наш вывод субъективен. Слайд №11

I Место – метод поглощения;
II Место – методы химического рассеивания и ограждения;
III Место – методы осаждения и самоликвидации. Слайд №12

Нефть, газ, каменный уголь – это ценное сырье для химической промышленности. В недалеком будущем им будет найдена замена в топливо-энергетическом комплексе нашей страны.

Сокращение использования нефти в теплоэнергетике путь не только к более рациональному применению, но и к сохранению этого сырья для будущих поколений.

Д/З. Придумать альтернативные источники энергии, заменяющие у/в сырье.

Михайлова Эльвира Владимировна