Современный этап развития цивилизации характеризуется значительным усилением экологической опасности, вклад в которую вносит антропогенная деятельность, связанная с опасностями химического характера (негативным влиянием веществ-загрязнителей и химическими процессами, связанными с ними).
Под опасностью мы понимаем совокупность явлений, процессов и факторов, негативно воздействующих на живые организмы, включая человека, приводящие к невозможности нормального их существования в среде обитания (угроза жизни и здоровью, ухудшение состояния природной среды и др.). Среди различных видов опасностей большую роль играют опасности, связанные с возникновением экологических проблем, т.е. экологические риски - меры вероятных опасностей причинения вреда природной среде за счет биотических, абиотических и антропогенных воздействий. Очень часто причинами экологических опасностей является химическая опасность, связанная с воздействием природных и антропогенных химических воздействий.
Химическая опасность - это совокупность явлений, процессов и факторов, связанных с протеканием реакций между веществами, являющимися инородными для реальной среды, в которой осуществляется жизнедеятельность различных организмов.
Наиболее масштабным и значительным является загрязнение среды несвойственными ей химическими соединениями в недопустимых для этой среды количествах. К ним можно отнести газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения (оксиды углерода, азота, серы, пылеватые системы и др.). Прогрессирует накопление углекислого газа в атмосфере, что усиливает тенденцию повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу и загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Значительно усложняет экологическую ситуацию химическое загрязнения почвы пестицидами и веществами, повышающими ее кислотность, что приводит к распаду различных природных экосистем. Существуют вещества, являющиеся, безусловно, вредными для природной среды (различные токсические и бризантные вещества), а также вещества, сами по себе нейтральные, но в больших количествах являющиеся загрязнителями (строительный мусор, состоящий из обломков кирпича и т.д.).
Итак, опасности, связанные с химическими соединениями, реально существуют, что делает необходимым разработку и внедрение мер, обеспечивающих химическую безопасность.
Химическая безопасность - это система мероприятий, значительно уменьшающих вредное воздействие химических факторов на окружающую среду.
Для реализации химической безопасности необходимо системная и систематическая реализация мероприятий, обеспечивающих снижение негативного воздействия факторов, способствующих возникновению химической опасности.
Необходимо отметить, что процессам, способствующим снижению химической опасности, плохую службу оказывает хемофобия - отрицательное отношение к химии, как науке и отрицательная мотивация к ее изучению, также мнение о том, что «плохая экология» (кстати, такой экологии нет, есть неудовлетворительная, опасная экологическая обстановка на той или иной территории) - это «следствие воздействия химии» (тоже неудачная словесная конструкция, т.к. «химия» - это учение, а на окружающую среду воздействует не учение о чем-то, а конкретные вещества или химические процессы!).
Обеспечение химической (как и любой другой) безопасности является первостепенной задачей современного социума, которая решается на разных уровнях. Одним из таких уровней является образовательный процесс в интегрированных колледжах - профессиональных образовательных учреждениях, реализующих образовательные траектории начального (НПО), среднего (СПО) профессионального образования, профессиональной подготовки, повышения квалификации и др.
В процессе осуществления задач НПО и СПО на базе выпускников основной школы базисом решения проблем химической безопасности является изучение учебной дисциплины «химия», в результате которого обучающиеся (студенты, учащиеся) осваивают общие химические компетенции, позволяющие им не только освоить представления о свойствах и применении конкретных химических соединений, но и их воздействии на организм человека, среду его обитания и природные экологические процессы. Только глубинно осваивая знания и умения связанные с применением веществ и химических процессов, выпускники смогут правильно с природосообразных позиций обращаться веществами и, по возможности, предотвращать их негативное воздействие на природу. Только осмысленно осваивая учебный материал, обучающееся в колледжах смогут правильно оценить свою деятельность при работе с химическими соединениями, которые могут стать загрязнителями природной среды.
Изучая основы неорганической и органической химии, обучающиеся образовательных учреждений НПО и СПО осваивают знания о ряде неорганических и органических веществ, приводящих к возникновению химических опасностей. Рассмотрим важнейшие и часто встречающиеся из них.
Оксид углерода (II) (угарный газ). Получается при неполном сгорании уг-леродсодержащих веществ. В воздух он попадает в результате неполного сжигания твердого и жидкого топлива, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферного воздуха; он способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта. Кроме этого, он образует довольно прочное соединение с гемоглобином крови, вызывая при этом нарушение процессов дыхания теплокровных животных, включая человека.
Сернистый ангидрид (диоксид серы). Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн. т в год), а также при металлообработке и др. Часть его образуется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составляет 65 процентов от общемирового выброса.
Серный ангидрид (триоксид серы). Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль серной кислоты в атмосфере, который практически невозможно сконденсировать. Он подкисляет почву, вызывает заболевания дыхательных путей человека и животных, вызывает физико-химическую коррозию строительных конструкций. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 1 км от таких предприятий, обычно бывают усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседаний серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.
Сероводород и сероуглерод. Обладают токсическим воздействием на организм человека и др. организмы. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.
Оксиды азота (монооксид, диоксид, оксид азота (III) и др.). Оксиды азота токсичны для животных, включая человека (растворяясь в жидкостях, составляющих внутреннюю среду организма, они образуют кислоты, в том числе и сильную азотную кислоту; кроме этого, они могут включаться в обмен веществ с образованием токсических соединений). Основными источниками их попадания в окружающую среду являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоедине-ния, вискозный шелк, целлулоид, топливная индустрия и транспорт. Количество этих оксидов, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т в год.
Соединения фтора. В небольших количествах фторсодержащие вещества могут быть полезными организмам, но в больших количествах являются токсинами Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержа-щие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фторо-водорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим и разрушающим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.
Соединения хлора. Их свойства и воздействие на природные экологические процессы могут быть как позитивными, так и негативными. Концентрирование этих веществ на данной территории всегда характеризуется негативным воздействием. Эти вещества поступают в окружающую среду за счет функционирования химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсо-держащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примеси молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и переработке его в сталь происходит выброс в атмосферу различных соединений тяжелых металлов (хлоридов и др.), ядовитых газов. Так в расчете на 1 т передельного чугун выделяется кроме 2,7 кг сернистого газа и 4,5 кг пылевых частиц, содержащих соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца; пары ртути, смоляных веществ и цианистый водород.
Характеристику соединений, являющихся загрязнителями можно продолжить, но и того, что охарактеризовано, достаточно для того, чтобы была ясна роль изучения химии для формирования химико-экологических компетенций [1] как базиса реализации задач выработки основ химической безопасности обучающихся в интегрированных колледжах.
В колледжах Москвы проводится педагогический эксперимент по формированию химико-экологических компетенций в рамках изучения общеобразовательной дисциплины «химия», способствующий повышению уровня химической безопасности. Эксперимент строится на основе реализации дидактического принципа содержательного профилирования [2], что позволяет скоординировать содержание общеобразовательной химической подготовки и природосообразное экологическое решение химических проблем с особенностями будущей профессиональной деятельности выпускников колледжей. Первоначальные результаты проведенного исследования показали эффективность предлагаемой методики, что проявилось в повышении мотивации изучения химии, увеличения коэффициента когнитивности, желании и возрастания умений решения контекстных заданий по тематике, отражающей сущность химико-экологической безопасности.
Библиографическая ссылка
Тупикин Е.И., Соколов. Ю.В., Жгун Ж.И. КУРС ХИМИИ - БАЗИС ФОРМИРОВАНИЯ УМЕНИЙ СТУДЕНТОВ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОЛЛЕДЖЕЙ В ОБЛАСТИ ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ // Международный журнал экспериментального образования. – 2012. – № 4-2. – С. 253-256;URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=4053 (дата обращения: 19.04.2024).