Энергетика и окружающая среда

ЭНЕРГЕТИКА И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

 

ЦЕЛЬ: обобщить и систематизировать знания учащихся о воздействии объектов энергетического комплекса на окружающую среду.

ЗАДАЧИ:

• обучения: выявить сформированность умения учащихся составлять

экологический прогноз; самостоятельно прорабатывать источники информации; работать в группе;

• воспитания: способствовать формированию у учащихся гражданской позиции;
• развития: способствовать дальнейшему развитию навыков самостоятельного получения знаний, делать умозаключения, составлять прогнозы, отстаивать свою точку зрения.

ОБОРУДОВАНИЕ: проектор, экран, CD-презентация.

ТИП УРОКА: урок обобщения и систематизации знаний и умений.

ФОРМА ПРОВЕДЕНИЯ: урок - семинар.

ХОД УРОКА

На доску спроецировано  изображение 1 слайда – тема урока: «Энергетика и окружающая среда»

1. Организационный этап.
2. Этап обобщения и систематизации знаний и умений

Слайд 2. Его содержание является эпиграфом к уроку.

«Природа не признает шуток;

Она всегда правдива,

Всегда серьезна,

Всегда строга,

Она всегда права;

Ошибки же и заблуждения исходят от людей»

Гёте

Вступительное слово учителя.

Наш семинар посвящен одной из наиболее насущных проблем современности  – влияния энергетики на окружающую среду. Энергетика составляет основу экономического развития любой страны, а, следовательно, является необходимым условием для создания материальных ценностей для человека. Очевидно, что без развития энергетики у нас нет будущего. В то же время является и очевидным мощное отрицательное её воздействие на окружающую среду. Каков же выход из создавшейся ситуации? Каковы перспективы развития энергетики? Рассмотрению данных вопросов и посвящен наш семинар.

Учитель. Итак, первый блок вопросов посвящен рассмотрению проблемы влияния АЭС на окружающую среду. Почему человечество содрогается при слове «атомная энергия»? Почему в мире огромное количество людей даже не хотят слышать об использовании атомной энергии?

Слайд №3. «Почему наша общественность страдает радиофобией? 
Все дело в незнании»

Далее следуют ответы учащихся на вопросы по теме семинара, к ответам на которые они должны были подготовиться дома. Учитель корректирует ответы.

При рассмотрении вопроса  крупных аварий в истории отечественной атомной энергетики можно использовать слайды соответствующего содержания, например, «Авария на Чернобыльской АЭС» (Слайд №4)

В результате обсуждения вопросов учащиеся сами, а в случае затруднения, учитель подводит их к следующим выводам.

Основными проблемами АЭС являются:

1. масштаб последствий в случае катастроф;
2. проблема захоронения отходов;
3. демонтаж АЭС;
4. выбор места закладки.

 

Основными причинами  аварий на АЭС являются:

несоответствие реактора нормам безопасности;

наличие опасных конструктивных особенностей реактора;

низкое качество регламента эксплуатации в части обеспечения  безопасности;

отсутствие должного контроля;

ошибки персонала и нарушения инструкций.

Предполагаемые пути выхода:

• разработка усовершенствованных реакторов с многостепенной защитой корпуса;
• учет тектонических особенностей местности;
• повышение системы контроля на предприятии;
• сокращение количества отходов за счет совершенствования технологии обработки сырья;
• вторичная переработка сырья;
• совершенствование технологии захоронения отходов в целях большей безопасности на всех стадиях технологического процесса и этапах работы. (Подземное размещение реактора в скальных породах).

 

Учитель. Следующий блок вопросов посвящен рассмотрению проблемы влияния на окружающую среду ТЭС. (Демонстрируется слайд №5 «ТЭС – наша гордость или беда?»). Более 80 лет назад были созданы мощнейшие гиганты индустрии – ТЭС. Они являлись гордостью нашей страны. Однако мало кто задумывался в те времена, когда первостепенной задачей было обеспечение населения и производства электроэнергией и теплом, о последствиях влияния ТЭС на природу. Какие же проблемы сопряжены с работой ТЭС?

Далее следуют ответы учащихся на вопросы по теме семинара.

Учащиеся в ходе рассмотрения данного блока вопросов приходят к выводам, что основными проблемами работы ТЭС являются:

1. сильное химическое, тепловое, шумовое, электромагнитное и радиационное загрязнение среды в результате сжигания топлива, как следствие:
• ухудшение здоровья людей;
• выпадение кислотных дождей;
• закисление почв, изменение кислотности вод и, как следствие, сокращение видового разнообразия растительности и животного мира;
• увеличение радиационного фона территории;
• разрушение и сильное загрязнение почв вблизи предприятий (техногенные пустыни);
• эвтрофикация вод и их цветение в результате сбросов подогретых вод, как следствие – смена экосистем.

Причинами отказа и повреждений  в работе энергооборудования, приводящих к авариям, являются:

• просчеты при конструировании;

• низкое качество изготовления;

• ошибки эксплуатации;

• низкое качество монтажа;

• дефекты ремонта.

Предполагаемые пути выхода:

• совершенствование процессов обработки сырья и производства энергии: облагораживание угля с помощью нагрева; применение «сухой», «мокрой», тонкой очистки газов;
• своевременная замена оборудования и ремонт высокого технологического уровня с учетом нормативно-технической документации и диагностики;
• рациональное размещение источников загрязнений: вынос промышленных предприятий из крупных городов в районы с непригодными или малопригодными для с/х использования землями; оптимальное расположение предприятий с учетом топографии местности и розы ветров;
• установление санитарно-защитных зон вокруг предприятий;
• рациональная планировка городской застройки, обеспечивающая оптимальные экологические условия для человека.

(При рассмотрении  вопроса о степени подверженности радиоактивному облучению окружающей среды при работе ТЭС или АЭС демонстрируется слайд №6 «ТЭС – это гигантские кочегарки, выбросы которых за 5 лет на несколько порядков превышают количество неплановых отходов АЭС за последние 50 лет»).

 

Учитель. 3-й блок вопросов посвящен рассмотрению влияния на природу ГЭС. Так же, как и ТЭС, ГЭС являются одним из основных типов электростанций в нашей стране. Существуют ли проблемы использования гидроэнергии? Ведь ГЭС считаются наиболее чистыми источниками получения энергии. Кроме того, по сравнению с вышеперечисленными типами электростанций, для работы ГЭС используется возобновимый источник энергии – вода.

При рассмотрении вопроса  крупных аварий в истории отечественной гидроэнергетики можно использовать слайды соответствующего содержания, например, «Авария на Саяно-Шушенской ГЭС» (Слайд №1. Презентация 2 продолжение)

Учащиеся, отвечая на вопросы, должны подойти к выводу о том, что основными экологическими проблемами использования ГЭС являются:

1. затопление земель (заливных высокопродуктивных лугов, лесных массивов, населенных пунктов);
2. уменьшение содержания кислорода в воде, оттекающей от плотины;
3. снижение скорости течения рек, замедление процессов водообмена и самоочищения;
4. повышение сейсмической активности в некоторых районах вследствие меняющегося уровня давления воды на литосферу;
5. изменение микроклимата окружающей территории;
6. подтопление берегов, заболачивание, оползневые процессы;
7. развитие сине-зеленых водорослей;
8. сокращение стада ценных промысловых рыб;
9. заболевания рыб, разрушение нерестилищ и зимовальных ям.
10. изменение местообитаний многих видов животных, растений и др.

Основными причинами  аварий на ГЭС являются:

• просчеты при проектировании и размещении;

• просчеты при возведении конструкций;

• низкое качество монтажных работ;

• нарушение техники безопасности при эксплуатации и проведении ремонтных работ;

Предполагаемые пути выхода:

• осуществление постоянного контроля над техническим состоянием сооружения;

• своевременный ремонт и замена оборудования;

• установка современных приборов и программного обеспечения для контроля процессов, происходящих на ГЭС;

• конструирование новых типов гидроагрегатов;

• усиление степени защиты гидроагрегатов;

• Создание мини ГЭС – МГЭС, способных решить проблемы отдельных хозяйств: воздействие их на природу незначительно. Эти электростанции не требуют затопления больших территорий, они снижают пики полноводья, улучшают водообмен и аэрацию. Водохранилища МГЭС способствуют развитию поливного земледелия, рыборазводных хозяйств, улучшению условий районного водоснабжения, созданию рекреационных зон. МГЭС максимально приближена к потребителю, то есть, потери энергии при ее передаче сводятся к минимуму.

(демонстрация  слайдов №№2 и 3 с изображением МГЭС Презентация 2 продолжение)

(Итогом рассмотрения блока является демонстрация слайда №4 Презентация 2 продолжение «Никто не может утверждать, что гидроэнергетика не создает проблем. Но если мы учтем загрязнения среды и потенциальные опасности других отраслей энергетики, то гидроэнергия будет выглядеть гораздо более надежной»).

 

Учитель. Мы переходим к рассмотрению последнего блока вопросов, посвященного использованию альтернативных источников получения энергии. Являются ли альтернативные источники получения энергии панацеей в решении вопросов экономии ресурсов, охраны окружающей среды от загрязнения?

Далее следуют ответы учащихся. В ходе беседы ученики приходят к выводу о том, что широкое использование нетрадиционных источников получения энергии сопряжено с достаточно широким спектром проблем.

По ходу изложения  материала демонстрируются слайды о каждом рассматриваемом типе электростанций.

(Демонстрация слайдов  №№ 5 – ПЭС, 6 – ВЭС Презентация 2 продолжение, 1 – ГеоТЭС, 2 – СЭС Презентация 3 окончание)

В результате обсуждений вопросов учащиеся должны придти к следующим выводам.

Общими недостатками нетрадиционных источников получения энергии являются:

1. дороговизна установок;
2. непостоянная выработка энергии;
3. не повсеместная возможность использования, т.к. территории по-разному обеспечены природными условиями и ресурсами;
4. низкий процент выработки энергии.

Недостатками в работе ПЭС являются:

1. строительство длинных линий электропередач приведут к электромагнитному загрязнению окружающей среды;
2. естественный цикл приливов при строительстве плотин в заливах будет приближен к океаническому, что в свою очередь приведет к следующим последствиям:
• вторжению морской воды в прибрежные пресные колодцы;
• затоплению прибрежных территорий;
• усилению береговой эрозии;
• непригодности к использованию береговой полосы из-за высоких приливов;
• к размыванию и переносу песчаных отмелей и заполнению песком существующих судоходных русел из-за увеличения амплитуды приливов, а, следовательно, возникнет необходимость в составлении новых навигационных карт;
• к изменению видового разнообразия прибрежных сообществ, особенно мигрирующих видов рыб и птиц;
• нарушению температурной стратификации вод; в результате перемешивания в верхние слои будет поступать большое количество питательных веществ, что повлияет на рост биологической продуктивности. Однако обилие водорослей, зоопланктона может иметь двоякие последствия;
• усилению туманов и морских ветров из-за понижения температуры на 1°С, т.к. при перемешивании вод прибрежные территории будут остывать.

Недостатками в работе ВЭС являются:

1. шумовое загрязнение;
2. помехи в приеме теле- и видеокоммуникаций;
3. вызывают гибель большого числа птиц;
4. при строительстве из использования выводятся большие земельные площади;
5. изменения в режиме перемещения воздушных масс;
6. производство усовершенствованных дорогостоящих материалов для ветряков.