--PAGE_BREAK--Большое образовательно-воспитательное значение в изучении производств имеют экскурсии как на химические заводы так и на производственные выставки, в музеи, в химические цеха нехимических производств к местам природного залегания химического сырья и др. (5). Однако опыт работы многих учителей химии со всей несомненностью показывает, что экскурсии дают положительный результат лишь в том случае, если они хорошо организованы. Здесь очень важна не только подготовка к экскурсии и её проведение, но и последующий анализ всего того, что учащиеся па экскурсии видели. Чрезмерное увлечение количеством экскурсии за счёт качества их подготовки, проведения и использования получаемых на экскурсиях сведений совершенно не допустимо.
В целях политехнической подготовки учащихся можно с большим успехом использовать не только классные, но и внеклассные занятия. Можно, при наличии необходимых условий, организовать химический кружок и с членами этого кружка проводить экспериментальные работы, производственные экскурсии, чтение научно-популярной и технической литературы, а также изготовление необходимых для уроков учебных пособий: схем приборов, моделей и т. д. Можно организовать для учащихся встречи с учёными и передовиками химической промышленности, проводить обзорные лекции специалистов и демонстрировать кинофильмы – показывать учащимся исключительные успехи современной и особенно пашей советской химии, химической промышленности.
1.5 Подготовка к изучению химических производств В процессе изучения химических производств, как и во всей учебно-воспитательной работе школы, решающую роль играет учитель. Без достаточно полного и четкого знания учителем технологии химического производства политехническая подготовка учащихся неминуемо примет абстрактный, формальный характер.
В части описания химических производств материал учебника во многих случаях, конечно, недостаточен. Учителю очень важно использовать специальные руководства по технологии химических производств, а также материал о химизации нашего народного хозяйства.
Большую помощь может оказать предварительное посещение специальных отделов музея, выставок и химических производств.
Особенно внимательно следует ознакомиться с материалами, характеризующими общие научные принципы современных химических производств (3).
Предварительно следует подготовить также весь необходимый демонстрационный материал: таблицы, схемы, модели, диаграммы и др. Приходится учитывать то обстоятельство, что производственные схемы в специальных руководствах часто очень сложны и для использования на уроках нуждаются в значительном упрощении.
Успешное изучение химических производств требует предварительной подготовки не только учителя, но и учащихся. К изучению производства вещества необходимо приступать только после того, как учащиеся усвоят: состав, свойства (физические и химические) и практическое значение этого вещества, а также химические реакции его получения и условия, при которых эти реакции протекают.
1.6 План изучения производства План изучения химического производства, в зависимости от его характера, предварительной подготовки учащихся и других обстоятельств, может быть разнообразный. Однако теоретические соображения и опыт работы многих учителей показывают, что изучение производства целесообразно проводить примерно по следующему плану:
1. Продукт производства: повторение сведений о его составе, важнейших свойствах; способах получения и применения (беседа).
2. Химические реакции, лежащие в основе данного произведши, и условия протекания этих реакций (беседа с записью уравнений).
3. Сырьё и его подготовка к производственному процессу (коллекция природных образцов и схема важнейших аппаратов, используемых в процессе подготовки сырья к переработке).
4. Процесс производства по отдельным фазам (по схеме, моделям и т. п.), и в связи с этим: а) самые основные, наиболее типичные аппараты; б) общие принципы химического производства; в) средства интенсификации производства.
5. Успехи данной отрасли химической промышленности в нашей стране (данные народнохозяйственного плана, материал периодической печати, сообщение о передовиках производства и др.).
Глава II. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫБРОСОВ ОТДЕЛЬНЫХ ОТРАСЛЕЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ 2.1 Загрязнение окружающей среды Химическая промышленность охватывает большое количество отраслей: производство основного органического синтеза, нефтехимические, коксохимические и другие- производства. Часть из них уже стала самостоятельными отраслями промышленности. Производство кислот, солей, щелочей, некоторых химических элементов, например хлора, связанного азота, минеральных удобрений, неорганических соединений отдельных химических элементов относит к основной химической промышленности, использующей для их получения минеральное сырье – воздух, серу, серный колчедан, поваренную соль, фосфорные руды и др.
Производство основных классов органических соединений основано на органическом синтезе. Поэтому тройное количество отраслей химической промышленности возникло на этой основе, а также на основе переработки горючих ископаемых – нефти и нефтепродуктов, каменною угля, нефтяного и природного газов, сланцев и древесины.
К таким отраслям химической промышленности относятся производства синтетических каучуков и резинотехнических изделий на их основе, пластических масс, синтетических и искусственных волокон, красителей, лаков, растворителей, взрывчатых веществ, синтетических моющих средств, лесохимических, химико-фармацевтических и многих других веществ, важных в народном хозяйстве.
Дифференциация химических производств отражается как на характере выпускаемой продукции, так и на выбросах в окружающую среду, что имеет определенное отношение к состоянию здоровья населения. Основными неблагоприятно действующими факторами, на здоровье являются химические вещества в различных фазовых состояниях в сочетании с физическими, механическими, гигиеническими и другими особенностями среды. Окружающая среда может загрязняться химическими веществами в твердом, жидком, газо- и парообразном состояниях. Воздух производственных помещений и окружающая среда могут загрязняться также аэрозолями с твердой и жидкой дисперсными фазами, различными газами, парами, в меньшей мере пылью.
Следовательно, окружающая среда представляет собой сложную систему физических, химических, биологических и социальных факторов, которые могут оказывать различное влияние при комплексном воздействии на организм человека.
В зависимости от технологического процесса В. Лейте на основе изучения характера и причин загрязнения атмосферного воздуха предприятиями химической промышленности выделил такие группы загрязнений:
1. Неполный выход продукции, обусловленный особенностями протекания реакций, исключающих использование исходных продуктов, либо в результате потерь конечного продукта;
2. Выброс в атмосферу примесей и загрязнений, содержащихся в сырье;
3. Потеря ряда веществ, используемых в производственных процессах;
4. Выделение пахучих веществ и продуктов окисления, попадающих в отходящий воздух в результате химических реакций, нагревания или сушки.
Химические вещества, загрязняющие окружающую среду, действуют на организм человека различными путями, вызывая комплекс патологических сдвигов. Этой проблеме посвящены многие работы по токсикологии, профессиональной и коммунальной гигиене, профессиональным болезням и т. д. Следует отметить, что проникновение загрязнителей окружающей среды в организм происходит, как известно, через дыхательные пути, кожу и органы пищеварения. Поступление веществ через органы дыхания является основным и наиболее опасным путем. Поверхность легочных альвеол равна 90-100 м2 при среднем их растяжении, а толщина альвеолярных мембран – 0,001-0,004 мм. Это создает благоприятные условия для быстрого проникновения газов, паров и пыли в кровь, минуя печень, которая является механическим и биохимическим барьером, защищающим организм от отравления ядами. Химические вещества, загрязняющие окружающую среду и попадающие в организм человека через органы пищеварения, проникают в печень через систему воротной вены. В печени происходит их задержка, обратное выделение с желчью, а также частичная нейтрализация, что резко уменьшает отрицательное действие загрязнителей. Некоторые химические вещества в желудочном соке претерпеваю: изменения, повышающие их токсичность. Так, из ультрамариновой пыли выделяется сероводород, а из комплексных цианистых соединений — синильная кислота. Из метилового спирта в организме может образовываться муравьиным альдегид, являющийся ядом для центральной нервной системы. Токсическое действие загрязнителей, попавших в желудок, зависит от быстроты перехода содержимого желудка и кишки, где в основном происходит всасывание веществ и кровь.
2.2 Экологическое воздействие выбросов химических производств Загрязнение окружающей среды отходами химической промышленности достигает в настоящее время больших размеров. Достижения человеческого разума, обусловившие возникновение научно-технической революции, стали одновременно причиной коренного изменения экологии человека. Естественная среда его обитания, которой на протяжении многих веков была природа, сильно изменилась. Построено много городов с асфальтированными улицами и множеством транспортных средств, загрязняющих воздух.
История показывает, что человек всегда стремился создавать материальные блага и, не задумываясь над последствием своих открытий, старался, во что бы то ни стало достичь осуществления своих замыслов. А внешняя среда тем временем подвергалась и продолжает подвергаться превращениям и загрязнениям.
Истощение месторождений полезных ископаемых и других, казалось бы на первый взгляд, неисчерпаемых ресурсов в конечном счете не может обойтись без тяжелых последствий. Созданные людьми шахты смещают вещество земной коры в десять раз больше, чем землетрясения. Отходы сырья составляют 98 %. Они-то и засоряют, загрязняют окружающую среду.
Одна треть населения планеты испытывает острый недостаток в чистой воде, из-за чего 500 млн. человек постоянно страдают кишечно-желудочными заболеваниями. Если в 70-х годах XX столетия продолжала недоедать одна треть населения земного шара, то 43 государства испытывают недостаток в обыкновенной питьевой воде.
Ежегодно в атмосферу выбрасывается 500 млн. т загрязнений. Одни только электростанции выбрасывают каждый год 100-200 млн. т золы и 60 млн. т сернистого ангидрида. Атмосфера пашей планеты содержит 2,3´1012 т углекислого газа. Источниками выделения его являются вулканы, горячие источники, живые организмы, горючие ископаемые. При сжигании топлива ежегодно в атмосферу поступает не менее 1´ 1010 т углекислого газа, создавая этим тепловой эффект и дальнейшее загрязнение атмосферы. Это в свою очередь ведет к нарушению химического равновесия в воздушной среде, изменению климата и другим глобальным последствиям. Углекислый и сернистый газы, загрязняющие атмосферу, можно использовать для получения различных полимерных материалов. В настоящее время осуществлено промышленное производство ароматических поликарбонатов. В лабораториях сейчас получают полисульфоны, материалом для которых служит сернистый газ. Реакция их синтеза, как и в случае с СО, инициируется пероксидами или с помощью жесткой радиации. Из полимеров, содержащих до 50 % SО2, изготавливают, например, плиты и пленки. Мембраны из полимеров, содержащих SО2 с некоторыми олефинами гибки, прочны, не токсичны, пропускают кислород так же хорошо, как и силоксановые, а углекислоту – в шесть раз лучше. Поэтому полисульфоновые мембраны перспективны для аппаратов искусственного кровообращения.
В мире ежегодно выбрасывается в атмосферу около 150 млн. т SО2. В воздушное пространство скандинавских стран ветром заносится из промышленных регионов большое количество SO2, в результате чего здесь выпадают «кислые» дожди и рН поверхностных вод изменяется до 3,5 [4]. Следовательно, чтобы поверхностные воды были пригодными для питья, их необходимо подщелачивать. Не удивительно, что в отдельных районах потребление питьевой воды приводит к заболеваниям сердца.
Загрязнение атмосферы углекислым газом и другими веществами увеличивает расход кислорода.
Человечество вынуждено будет прибегнуть к созданию новых технологий, при которых будет поглощаться углекислый газ и выделяться кислород.
соединения шестивалентного хрома, чем трехвалентного. Опасны яды, находящиеся в высокодисперсном пародымообразном состоянии, поскольку такое состояние облегчает проникновение их в организм через дыхательные пути. Часто токсический эффект зависит от продолжительности действия яда на организм, от его растворимости в крови, лимфе и т. д.
Индивидуальную чувствительность людей к различным веществам обусловливает состояние центральной нервной системы или всего организма. Этим объясняется то, что в промышленных условиях нередко наблюдаются пиления сенсибилизации людей к некоторым ядам, ведущие к возникновению аллергических заболеваний, бронхиальной астмы и других специфических заболеваний, что делает невозможным дальнейшую их профессиональную деятельность.
Большинство ядов оказывает отрицательное действие на организм в целом, хотя нередко наблюдается преобладающее поражение определенных, органов. Бензол, например, поражает кроветворные органы и центральную нервную систему, свинец вызывает изменения нервной системы и поражает кровь, а иногда – изменения в печени,- сосудах и т. д. Избирательность поражения отдельных органов обусловлена особенностями веществ, их физико-химическими свойствами, в частности, неодинаковой растворимостью к воде, жирах и липоидах, различиями в обмене веществ в тканях организма, а также определенным химическим сродством этих тканей к яду, что приводит к избирательному накоплению его в определенных органах.
Эти данные свидетельствуют о том, что комплексный учет фактором окружающей среды позволит намечать мероприятия по оздоровлению ее и тем самым исключать вредные для здоровья людей условия. Трудность заключается в том, что комбинированное действие этих факторов еще недостаточно изучено. В то же время опыт проведения природоохранных мероприятий в ряде промышленных центров в соответствии с современными гигиеническими требованиями показывает, что в этих районах наблюдается уменьшение общей заболеваемости, в том числе хроническими болезнями.
Химическая промышленность столь многогранна, что полная характеристика ее чрезвычайно затруднительна, и поэтому мы остановимся лишь на некоторых производствах, заслуживающих с точки зрения загрязнения окружающей среды особого внимания.
Среди производств неорганического синтеза внимание обращается на особенности получения и применения минеральных удобрений, аммиака и продуктов на его основе, кальцинированной соды, дихромата калия, силикатов. Обзор особенностей основного органического синтеза ограничивается рассмотрением основных аспектов переработки нефти, каменного угля, древесины, получения и применения каучука, капролактама, химических волокон и пластических масс, производства пестицидов, поверхностно-активных веществ. В разделе кратко рассмотрены особенности загрязнения окружающей среды травильными и гальваническими производствами. Перечень производств охватывает основные вещества неорганической и органической природы, значение которых и объем выпускаемой ими продукции для нужд народного хозяйства очевидны. Ознакомление с ними показывает, что многое делается сегодня для того, чтобы новые материалы, новые вещества выпускались при помощи технологий, дающих минимальное количество отходов и позволяющих сохранить в чистоте окружающую нас природу.
Глава III. Ознакомление учащихся с химическими производствами 3.1 Производство извести как пример первоначального изучения химического производства в VIII классе На специальном уроке в VIII классе учитель даёт учащимся первоначальное представление о применении химии в производстве и знакомит их с элементами техники этого производства.
Учитель начинает с характеристики продукта производства – с извести. Напоминает учащимся, что с известью они уже, знакомы, так как она широко применяется в практической жизни – в строительстве и в домашнем хозяйстве. Предлагает учащимся рассказать о том, в каком виде и для чего именно она используется. Подчёркивает, что известняк и известь – вещества разные, что известняк – это горная порода, природное сырьё для получения извести. Показывает образец известняка. Отмечает его состав, формулу и название записывает на доске. Обращает внимание учащихся на то, что известь бывает двух видов: негашёная и гашёная. Формулы и соответствующие названия их тоже записывает на доске. Образцы извести показывает. Характеризует свойства известняка, негашёной и гашёной извести и сравнивает их между собой.
продолжение
--PAGE_BREAK--