Урок – конференция в 11 классе «Глобальная сырьевая проблема»

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 24 р.п. Юрты
Тайшетского района Иркутской области
Урок – конференция в 11 классе
«Глобальная сырьевая проблема»
Разработан учителем географии
Серебряковой Ниной Ивановной,
первой квалификационной категории
р.п. Юрты, 2016 г.
Цели урока:
Знать суть проблемы и уметь составить программу путей её решения;
Уметь показывать по карте основные районы размещения видов ресурсов;
Уметь отстаивать свою точку зрения в дискуссии.
УМК: карта «Минеральные ресурсы мира», политическая карта мира, таблица «Виды природных ресурсов», мультимедийный проектор, схема переработки вторичного сырья, результаты социального опроса на слайде.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Форма проведения: ток – шоу.
Термины и понятия: ресурсосбережение, утилизация, рециклизация, безотходная технология, комплексное использование сырья.
Действующие лица: Ведущий - эколог, Экономист, Геолог, Промышленный эколог, Биосферный эколог, Специалист по информационным технологиям.
Ведущий. Сегодня мы обсудим проблему обеспечения человечества минеральными ресурсами. Казалось бы, что минеральные вещества в соответствии с законом сохранения веществ никуда не исчезают. Однако из полезных для человека форм сырьевых ресурсов промышленности эти вещества переходят в бесполезную форму отходов.
Кто скажет, какое количество минерального сырья уходит в отходы?
Выступающий из зала. В настоящее время в отходы «перегоняется» до 90% ресурсов. По этой причине современную модель экономики называют материальной: огромное количество минеральных ресурсов извлекается из недр Земли, а в последние годы и из морской воды, используется однократно и превращается в отходы.
Экономист. Американские экологи как-то пошутили: инопланетянин, посетивший нашу планету, мог бы прийти к заключению, что превращение сырья в отходы – истинная цель хозяйственной деятельности человека. Ежегодно из чрева планеты извлекается 100 миллиардов тонн сырья (включая топливное), из которых 90 миллиардов тонн превращается в отходы.
Ведущий. Да, это наши реалии. И именно поэтому проблемы ресурсосбережения и снижения уровня загрязнения окружающей среды – две стороны одной медали.
Кто может привести примеры наиболее интенсивной «перегонки» ресурсов в отходы?
Выступающий из зала. При производстве 1 т меди остаётся 100 т отходов.
Выступающий из зала. Изготовление только одного золотого обручального кольца ведёт к образованию 3 т отходов!
Ведущий. Пожалуй, экологически воспитанный молодожён ещё подумает, стоит ли приобретать такие антиэкологичные золотые кольца. Это, конечно, шутка.
Выступающий из зала. Хочу дополнить. В начале XX века в хозяйстве человека использовалось 20 элементов таблицы Менделеева, а на рубеже второго и третьего тысячелетий количество используемых элементов превысило 90.
Ведущий. Самое печальное не в том, что увеличивается разнообразие используемых минеральных ресурсов, а в том, что количество потребляемого сырья быстро нарастает. Просим Экономиста привести цифры, отражающие скорость этого процесса.
Экономист. За последние 40 лет глобальное потребление минеральных ресурсов возросло примерно в 25 раз.
Ведущий. И соответственно в 25 раз увеличилось количество отходов.
Экономист. Нет, «производство» отходов увеличилось значительно больше. Дело в том, что новые технологии позволяют использовать для извлечения нужных элементов минеральное сырьё с более низким их содержанием.
Ведущий (обращаясь к Промышленному экологу). Поясните это, пожалуйста.
Промышленный эколог. Все, например, знают, что металл номер один для промышленности – железо. Запасы руд с высоким содержанием железа постепенно исчерпываются, но новые технологии позволили извлекать этот металл из бедных руд. Поэтому количество отходов увеличивалось бы даже в том случае, если бы потребление железа не росло. А потребность человечества в железе за вторую половину XX века увеличилась в десятки раз.
Ведущий. Другой важный металл – медь.
Как обстоят дела в медной промышленности?
Промышленный эколог. Если в начале столетия для переработки использовались руды, в которых содержание меди было не менее 3%, то сегодня её извлекают из руд, содержащих даже 0,5% этого металла. А потребность в меди растёт. Она нужна для электропромышленности и автомобилестроения. Поэтому в течение столетия производство меди возросло в 22 раза, а количество отходов при этом возросло не меньше, чем в 50 раз.
Ведущий. Как этот процесс увеличения потребления ресурсов и «производства» отходов протекает в разных странах?
Выступающий из зала. Самый главный потребитель ресурсов и «производитель» отходов в мире – США. Экологи называют эту страну материальным чудовищем. В течение жизни на одного американца расходуется 15 т железа и чугуна, 1,5 т алюминия, 700 кг меди, 12 т глины, 13 т поваренной соли, 500 т стройматериалов, в том числе 100 м3 древесины.
Выступающий из зала. Не намного отстаёт от США Япония: на одного жителя этой страны приходится 50 т минерального сырья.
Ведущий. Но ведь Япония – маленькая страна с высокой плотностью населения. Откуда японцы берут столько сырья?
Промышленный эколог. Поясню. Эти цифры учитывают и экспорт сырья, включая отходы, образующиеся при его добыче. На каждую тонну отходов минерального сырья, которые образуются при его переработке в Японии, приходится 2 т отходов там, где его добывают.
Ведущий. Можно представить, что случится с миром, если все страны начнут потреблять столько же ресурсов, сколько США.
Экономист. Такие расчёты есть. В этом случае человечеству потребовалась бы площадь, равная трём площадям Земли.
Ведущий. Запасы ископаемого минерального сырья на планете ограничены и быстро истощаются.
Геолог. Разные виды ресурсов могут быть исчерпаны в ближайшие 30 -50 лет. Однако это оптимистические прогнозы, которые могут сбыться при условии, если откроют новые перспективные месторождения. Кроме того, имеется в виду, что усовершенствуются способы добычи и технология переработки сырья. В соответствии с пессимистическими прогнозами уже в ближайшие 20 -30 лет будут исчерпаны запасы свинцовых и цинковых руд, олова, золота, серебра, платины, асбеста, а затем прекратится добыча никеля, кобальта, алюминия и т.д.
Ведущий. Как обстоят дела с запасами фосфора, который необходим в сельском хозяйстве для получения высоких урожаев зерна?
Геолог. Запасы фосфорного сырья истощаются на глазах. Практически лишилось запасов фосфоритов тихоокеанское государство Науру, хотя ещё совсем недавно казалось, что запасы их на острове неисчерпаемы.
Ведущий. Куда девается фосфор? Неужели весь он внесён на поля? И как в будущем будет решаться проблема фосфорных удобрений?
Биосферный эколог. Круговорот фосфора открытый. Из горных пород через поля, на которые он попадает как удобрение, и с бытовыми стоками, которые содержат «продукты переработки» зерна, фосфор рано или поздно оказывается на дне океана. Полагаю, что достаточно скоро цены на фосфорные удобрения, производимые из наземного сырья, резко повысятся. А затем фосфор придётся поднимать из морских глубин. И этот поистине «золотой» фосфор будет использоваться в сельском хозяйстве.
Ведущий. Как обстоят дела с запасами минеральных ресурсов в нашей стране?
Во времена существования СССР считалось, что наша страна самая богатая всеми видами природных ресурсов.
Экономист. К сожалению, минеральные ресурсы России быстро истощаются (обращает внимание на таблицу «Виды природных ресурсов», где ясно показано, что минеральные ресурсы относятся к исчерпаемым и невозобновимым). В два раза снизилась добыча апатитов – основного сырья для производства фосфорных удобрений. Обеспеченность ресурсами во многом ухудшается и потому, что страна экспортирует минеральные ресурсы, а не продукты их переработки. Кроме того, после распада СССР Российская Федерация лишилась месторождений хрома и марганца – металлов, без которых нельзя производить высококачественную сталь.
Ведущий. Итак, ресурсы истощаются. Как же остановить или хотя бы замедлить этот процесс?
Биосферный эколог. Единственная возможность – смоделировать в промышленности биосферный круговорот веществ. Нужно, чтобы полезные элементы, содержащиеся в сырье, не попадали на свалки, а многократно использовались. При таком подходе отходы производства и потребления рассматриваются как вторичные материальные ресурсы.
Ведущий. Об этом, кстати, говорил ещё Д.И.Менделеев: «В химии нет отходов, а есть лишь неиспользованное сырьё».
Биосферный эколог. Переход к устойчивому развитию возможен только при ресурсосбережении, хотя для этого потребуются новые научно – технические разработки. Футурологи считают, что можно сократить потребление первичных ресурсов, по крайней мере, в 10 раз.
Ведущий. В каких странах уже сегодня активно проводится политика стимулирования ресурсосбережения?
Промышленный эколог. Например, в Австрии, которая включила «фактор 10» (90% снижения расхода первичных ресурсов) в национальный экологический план. Правительства Дании и Германии также заявили о своём стремлении следовать по пути радикального сокращения расходов первичных ресурсов.
Ведущий. Повторное или многократное использование ресурсов, как известно, называется реутилизацией, или рециклингом. Какие варианты реутилизации существуют?
Промышленный эколог. Возможны различные варианты реутилизации – от многократного использования молочных бутылок и наваривания новых протекторов на автопокрышки до сложной переработки вторичных ресурсов (лома чёрных и цветных металлов, битого стекла, макулатуры и т.д.)
Ведущий. Есть ли в мире ощутимый прогресс в развитии рециклинга?
Промышленный эколог. Безусловно. Только за период 1985 – 1995 г.г. вторичное использование стекла в мире выросло с 20 до 50 %, а металлов – с 33 до 50 %. Сегодня эти показатели ещё выше.
Ведущий. Вопрос к залу. Приведите, пожалуйста, примеры успешной реутилизации.
Выступающий из зала. Для того, чтобы проще было осуществлять реутилизацию, выпускают продукцию, свойства которой облегчают её повторное использование. Так, в Германии принят закон об отходах от упаковки, вошедший в силу ещё в начале 1993 г. Это привело к резкому сокращению поступления использованной тары на свалки. Производителям теперь приходится отвечать за судьбу упаковок своей продукции. Если их трудно утилизировать, то производителю приходится за это много платить, что, понятно, не выгодно. Кривая повторного использования материалов в Германии резко поползла вверх – с 12% в 1986 г. до 86% в 1997 г. Сбор пластика, например, увеличился почти в 20 раз.
Ведущий. Есть ли подобные законы в других странах?
Экономист. Такие законы приняты в Австрии, Франции и Бельгии.
Ведущий. Приведите пример реализации закона об обороте тары.
Выступающий из зала. Многие фирмы начали производство компьютерных коробок из простых материалов без использования клеев, красок или композитных материалов, что облегчает их реутилизацию.
Ведущий. А как влияет развитие рециклинга на производство основной продукции?
Выступающий из зала. Производители автомобилей и телевизоров всё чаще создают свою продукцию с учётом их лёгкой разборки.
Выступающий из зала. А я хочу рассказать о концепции «промышленного симбиоза». При её реализации неиспользованные ресурсы одних предприятий становятся сырьём для других. Пример тому – «симбиоз» предприятия разных отраслей в датском городе Калунборг: горячая вода электростанции используется близлежащей рыбоводческой фермой, ил с этой фермы служит удобрением для фермерской земли, а сажа от работы электростанции идёт на производство цемента.
Экономист. Этот «симбиоз» не только экологичен, но и выгоден экономически, он позволяет фирмам сохранять миллионы крон. Резко сокращается количество отходов, за размещение которых на свалках – полигонах приходилось дорого платить.
Ведущий. Кто ещё приведёт пример?
Выступающий из зала. Снижают расход первичных ресурсов – щебня для производства строительных материалов, заменяя его шлаком и золой от теплоэлектростанций.
Биосферный эколог. Все приведённые примеры очень показательны, но, к сожалению, прогресс реутилизации не снизил потребление первичных ресурсов.
Ведущий. Какие ещё есть возможности ресурсосбережения, кроме рециклинга?
Выступающий из зала. Большую роль в снижении использования первичных ресурсов должны сыграть ресурсосберегающие технологии. В настоящее время огромное количество, например, металла теряется потому, что уходит в стружку. Некоторые машины (экскаваторы, станки, тракторы) весят слишком много. Совершенствование технологии переработки металлов и уменьшение веса готовых изделий позволят намного сократить расход рудного сырья.
Выступающий из зала. Если при металлообработке литья и проката в стружку уходит 60-70% металла, то при изготовлении деталей из пресс- порошков потеря материалов не превышает 5-7%. Это позволяет не только экономить энергию, но и снижает загрязнение атмосферы и воды, что сопровождает обычные металлургические процессы.
Выступающий из зала. Порошковая металлургия – не единственный способ экономии металла. Без стружки можно обойтись, если использовать точное литьё, листовую и объёмную холодную штамповку.
Ведущий. Кроме ресурсосберегающих технологий, значительную экономию первичных ресурсов может обеспечить комплексное использование сырья, то есть получение из него сразу многих полезных веществ. Кто может рассказать об этом?
Выступающий из зала. Апатито-нефелиновая руда Кольского месторождения содержит 13% апатита, 30- 40 % нефелина, известняк и другие минералы. Добытая руда разделяется на апатитовый и нефелиновый концентраты, после этого из апатита получают фосфорные удобрения, фосфорную кислоту, фториды, фосфогипс, а из нефелинового концентрата и известняка – глинозём, соду, поташ и портландцемент.
Выступающий из зала. Из медных руд, кроме меди, можно получать ещё не менее 20 полезных элементов – серу, цинк, золото, серебро, молибден и т.д. Одни и те же ресурсы используются несколькими отраслями хозяйства.
Выступающий из зала. Попутный газ, теряемый при добыче нефти, - сырьё для химической промышленности.
Ведущий. Хорошие примеры. Но, кроме того, можно экономить дефицитные ресурсы, заменяя их менее дефицитными. Кто приведёт такой пример?
Выступающий из зала. Стекловолокно заменяет дефицитную медь, пластики – железо и алюминий.
Ведущий. Однако мы забыли ещё об одном аспекте ресурсосбережения – о продлении срока службы ресурсоёмкой продукции и повышении эффективности её использования.
Экономист. Значительной экономии ресурсов можно достичь за счёт продления срока службы различных продуктов производства, начиная с сельскохозяйственной техники и автомобилей и заканчивая одеждой и обувью. Для ресурсосбережения всегда выгоднее ремонт товара длительного пользования, чем замена его новым. Ремонт компьютеров и бытовой техники создаёт дополнительные рабочие места. Удвоение срока эксплуатации автомобиля в два раза сокращает использование ресурсов, необходимых для его производства. Многие компании пошли на увеличение долговечности продукции, которую они используют. Так, компания «To Jota» повторно использует морские грузовые контейнеры, первоначальный срок службы которых составлял 20 лет.
Ведущий. Кто приведёт примеры такого ресурсосбережения?
Выступающий из зала. Пользование услугами прачечных в сравнении с применением домашних стиральных машин может сократить использование материалов в расчёте на одну стирку в 10-80 раз.
Выступающий из зала. В ФРГ разрешается ежеквартально устраивать возле дома свалки громоздких вещей. Прежде чем их заберёт машина, они обычно «перераспределяются». Случается, что вывозить оказывается нечего: вещи забирают те, кто надеется их отремонтировать и использовать. Одежду, которую ещё можно носить, собирают благотворительные организации.
Выступающий из зала. В США существует система «распродаж». Распродаются по низким ценам вещи, уже бывшие в употреблении, но ещё пригодные для дальнейшего использования. Реутилизация бытовых вещей не только продлевает срок их службы, но и уменьшает количество бытового мусора.
Ведущий. Однако надо иметь в виду, что нельзя выставлять на продажу старые вещи, дальнейшее использование которых экологически опасно. Например, старые автомобили, загрязняющие атмосферу.
Экономист. К сожалению, в целом ориентация на удлинение срока службы предметов длительного использования пока не получила широкого распространения, поскольку она невыгодна их производителям. По этой причине в США повторно используются лишь 17 % таких товаров. Это связано, кроме того, с широким развитием потребительства, которое делает приобретение новых вещей престижным.
Ведущий. Вернёмся к проблемам ресурсосбережения. Было приведено много примеров экономии вещества и замены одного вещества другим. Но в ряде случаев можно заменить вещество информацией. Среди нас есть Специалист по информационным технологиям. Ему слово.
Специалист по информационным технологиям. Действительно, снижение расхода некоторых ресурсов возможно за счёт информации. Электроника последних десятилетий XX века создала телекоммуникационные сети. В каждой ячейке этих сетей – монитор, телефон, модем, компьютер. Экономится бумага, материалы и энергия, затрачиваемые на полиграфическое производство и доставку печатной продукции. Во многих случаях отпадает необходимость в дальних и длительных командировках, также связанных с затратами вещества и энергии. Использование Интернета позволяет экономить и материальные ресурсы, и энергию.
Ведущий. Сегодня даже говорят об информационной «постиндустриальной цивилизации». Но меняются и сами информационные средства. Они становятся меньше по размерам, поэтому на их производство затрачивается меньше материалов.
Специалист по информационным технологиям. Да, сегодня в электронике происходит микроминиатюризация. Только за последние 30 лет плотность упаковки рабочих элементов в электронных устройствах увеличилась в миллионы раз. Простая кремниевая или германиевая микроплата площадью 1мм 2 заменяет тысячи транзисторов и связующих элементов. В результате во столько же раз уменьшились удельные затраты материалов и труда на один операционный элемент устройства или на запись одного бита информации.
Ведущий. Разумеется, потребление информации не может заменить потребление энергии и продуктов производства, тем не менее она позволяет снизить энергоёмкость и материалоёмкость соответствующих изделий и кардинальным образом меняет всю индустриальную сферу.
Экономист. Однако в этом вопросе не всё так просто. Сейчас экономисты много говорят об ограничениях «материальной революции».
Ведущий. Расскажите об этом подробнее.
Экономист. Я приведу несколько примеров таких ограничений. Первый их них – замена металла в автомобилях пластиками. В США в 1980 – 1994 г.г. удалось заменить на пластики 36 % деталей автомобиля, что позволило снизить вес машины на 6 %. Но большинство пластиков, в отличие от стали, не может быть реутилизировано и заканчивает свою жизнь на свалках.
Второй пример – замена стеклянных бутылок алюминиевыми банками. Это позволило достичь значительной экономии горючего, затрачиваемого на транспортировку прохладительных напитков. Однако производство алюминия, как и реутилизация банок из него, небезопасны для окружающей среды. Рециклинг бутылок в этом отношении значительно экологичнее.
Третий пример – мобильные телефоны. В 1991 – 1996 г.г. вес мобильного телефона уменьшился в 10 раз, соответственно уменьшились и затраты материалов на его изготовление. Однако количество абонентов за это время выросло в 8 раз, при этом мобильные телефоны не заменили стационарные, а стали лишь дополнением к ним. Таким образом, общий расход материалов на телефонизацию не снизился.
Ведущий. Добавлю к этому, что никакие революционные решения не помогут, если рост народонаселения планеты не будет стабилизирован. Насколько велики возможности ресурсосбережения в России?
Экономист. Возможности экономии ресурсов в России очень велики, ведь мы унаследовали от Советского Союза с его верой в неисчерпаемость материальных ресурсов самые ресурсоёмкие технологии. Проиллюстрировать это можно данными о количестве выбросов диоксида серы на единицу ВВП: они в 20 раз выше, чем в Японии, и в 3 раза выше, чем в Англии и США. А сера – важнейшее сырьё для производства многих видов химической продукции и машиностроения. Таким образом, мы тратим серы во много раз больше, чем развитые страны.
Ведущий. И не только серы, но и железа, меди, алюминия и других дефицитных ресурсов. Возможностей для ресурсосбережения у нас больше, чем в развитых странах. Будем надеяться, что эти возможности мы реализуем.
(На слайде результаты соцопроса по своему поселению. Вывод неутешительный, так как всё выбрасывается на свалку, даже сжигаются отходы от лесопиления – опилки, вершинник, горбыль. Нет предприятия по переработке мусора. Загрязняется воздух, почва).Вывод: Мы рассмотрели глобальный сырьевой кризис, и, надеюсь, доказали, что в решении этой проблемы может принять участие каждый человек.