СТОЧНЫЕ ВОДЫ. ОЧИСКА СТОЧНЫХ ВОД.
Цель: важно приучать человека с раннего детства уважать воду, знать ее значение
в жизни людей, как можно меньше наносить ей вреда; познакомить учащихся
с очисткой сточных вод; на примере лабораторных опытов показать простые
способы очистки воды от примесей.
Материалы и оборудование : сосуды с загрязненной водой, машинное масло, нефть, делительная воронка, кристаллизатор, поваренная соль, пробковая крошка, древесные опилки, СМС, кусочки пенопласта, спиртовки, спички, держатели для пробирок, стеклянные палочки.
Ход урока:
Кому угрожает опасность? Вам. Разве вы не видите, что
перед вами весы, на одной чаше которых ваше могущество,
на другой – ваша ответственность?
Виктор Гюго.
« Человек, который смеется».
Воды, сбрасываемые в водоемы после использования человеком, называются сточными.
Постановка проблемы:
1. Экологическая задача:
Один из путей защиты биосферы от загрязнения – очистка сточных вод на промышленных предприятиях. Современные очистные сооружения достаточно эффективные, но дорогостоящие. Как бы вы поступили, если были бы директором крупного завода и имели в своем распоряжении значительную сумму денег:
1. Положили бы деньги в банк для уплаты штрафов за загрязнение природной среды – это выгоднее, чем строить очистные сооружения.
2. Вложили бы деньги в строительство очистных сооружений.
3. Часть денег вложили бы в расширение производства, а часть использовали бы для увеличения заработной платы рабочим?
Учащиеся высказывают свое мнение. Каким бы оно не оказалось, важно, чтобы оно изменилось к концу урока.
2. Сточных вод в городе немало. Они уходят из жилых домов – кухонь, ванных комнат, туалетов, где водой повседневно пользуется каждый. Похожие стоки образуются и в общественных зданиях – школах, больницах, предприятиях питания и т.д.
Ярославль – город промышленный, индустриальный. В городе расположены ведущие предприятия дизелестроения, нефтепереработки, производство технического углерода, лаков и красок, шин разного назначения, текстильная промышленность. На все производства расходуется огромное количество воды. Забирая из рек относительно чистую воду, промышленность ежедневно сбрасывает в них стоки загрязненные. А нередко даже очень загрязненные: углеводороды нефти и другие органические вещества. Соединения цинка, кадмия, свинца, ртути, хрома, марганца, железа, меди и другие вещества так же попадают в воду.
Соотношение хозяйственно-бытовых и промышленных вод находятся 40 и 60 % соответственно.
Все эти загрязнения не безвредны. Тяжелые металлы, среди которых наиболее опасные ртуть, свинец, кадмий, очень токсичны. Высокие концентрации тяжелых металлов губительно сказываются на здоровье животных и человека ( вызывают хронические отравления, поражают нервную систему и другие жизненно важные органы).
Немалый вред природе наносят органические соединения, содержащиеся в отходах предприятий и бытовых сточных водах. Попадание этих веществ в природные водоемы приводит к уменьшению содержания растворенного кислорода, который расходуется на их окисление. В результате гибнут рыбы и другие обитатели водоемов.
Особое место в жизни людей играет нефть и продукты ее переработки.
Но попадание их в водоемы приводит к катастрофическим последствиям. В подтверждение этого можно привести строки из дневника Тура Хейердала:
« Под вечер гладкое море было сплошь покрыто коричневыми и черными комками асфальта, окруженными чем-то мыльной пены, а местами поверхность воды отливала всеми цветами радуги, как от бензина».
Загрязнение пресных вод представляет опасность для жизни на Земле, поэтому нельзя допускать сброса неочищенных сточных вод в природные водоемы.
3. Очистка сточных вод.
При всем разнообразии сточных вод очищают их в основном тремя методами: механическим, химическим и биологическим.
При механической очистке удаляются нерастворимые примеси и загрязнения органического происхождения во взвешенном состоянии ( отстойники, нефтеловушки, жироловки).
Химический метод основан на добавление к стокам химических веществ, способствующих выпадению растворенных загрязнителей в виде осадков.
Метод биологической очистки основан на применении микроорганизмов для окисления органических веществ.
Очистка проходит в несколько этапов:
Ежесуточно на станцию очистки поступает 420 тысяч м3 сточных вод. По цвету вода почти черная и пахучая.
1. Фильтрование через решетки и сетки для удаления нерастворимых примесей.
2. Вода проходит через систему песколовок, которые состоят из нескольких емкостей для отстаивания песка и мелких частиц.
После первичной очистки вода выглядит значительно светлее.
3. Затем сточные воды поступают на сооружения биологической очистки, включая аэрацию и вторичное отстаивание. С помощью бактерий удаляются растворенные органические вещества, вредные соединения азота. При добавлении извести соединения фосфора оседают в виде осадка – ортофосфата кальция – Са3 ( РО4)2.
Процессы эти протекают в условиях аэрации – насыщение воды кислородом воздуха в аэротенках ( их 11). Принудительно подаваемый воздух словно придает воде силы. Вода заметно « выздоравливает», превращаясь из мертвой в живую.
4. После вторичного отстаивания, где она избавляется от избыточного активного ила, вода внешне уже близка к речной воде. Но очистка еще не закончена.
5. На конечном этапе происходит дезинфекция. Раньше здесь применялось хлорирование. Метод этот не только затратен и трудоемок, но и опасен.
За рубежом и в ряде регионов нашей страны используется ультрафиолет. Такой способ экологически чистый, но дорогой.
В нашем городе до 1963 года сточные воды сбрасывались в Волгу без всякой очистки. Сейчас положение изменилось, но до сих пор проблема актуальна.
40 % всех сточных вод в России сбрасываются в реки практически без всякой очистки, в них небезопасно даже плавать. Еще немало людей, которые не задумываются о последствиях своей беспечности и безразличия. Часто это связано с низкой культурой, незнанием, издержками в воспитании.
4. Лабораторный опыт № 1. Очистка воды от масла.
Загрязненную машинным маслом воду наливают в делительную воронку, дают отстояться, затем аккуратно сливают воду, в другой сосуд масло.
а) На каком свойстве веществ основан этот способ? ( различной плотности)
Лабораторный опыт № 2. Очистка воды от нефти.
В кристаллизатор с водой приливают 1 мл нефти, на образовавшуюся нефтяную пленку высыпают пробковую крошку. Через некоторое время пропитанную нефтью крошку собирают с поверхности воды.
а) Какую роль выполняет пробковая крошка? ( адсорбента)
б) Чем можно заменить пробковую крошку? ( пенопласт, опилки и др.)
В Японии используют адсорбент , изготовленный из рисовой шелухи.
в) Какой вред наносит нефть живым организмам?
Лабораторный опыт № 3. Очистка воды от СМС.
В пробирку наливают 2 -3 мл раствора СМС, нагревают и добавляют поваренную соль до получения насыщенного раствора ( постоянно помешивая стеклянной палочкой). По мере насыщения раствора поваренной солью растворимость СМС уменьшается, оно всплывает над прозрачной жидкостью в виде хлопьев, которые можно собрать или отфильтровать.
Вопросы:
1. Какие методы используют для очистки сточных вод?
2. Почему невозможно очистить сточные воды одним фильтрованием?
Выводы:
1. Необходимо строительство очистных сооружений на всех предприятиях.
2. Не допускать попадание в водоемы сточных вод.
3. Создание замкнутых и малоотходных систем водопользования на промышленных предприятиях.
4. Разработка эффективных способов химической и биологической очистки.
5. Соблюдать норму внесения минеральных удобрений.
6. Ответственность в законодательном порядке за нарушение правил водопользования.
Закончить занятие можно стихотворением:
Берегите эти земли, эти воды,
Даже малую былиночку любя.
Берегите всех зверей внутри природы.
Убивайте лишь зверей внутри себя.
Е.Евтушенко
