Формирование профессиональных навыков преподавания специальных дисциплин в автомобильно-дорожном колледже у будущих инженеров-педагогов (на примере дисциплины "Эксплуатационные материалы, применяемые в транспортных средствах")

Из учебного плана следует: Дисциплина изучается на 2 и 3 курсе.

Учебная нагрузка составлят - 40 часов, Теоретическое обучение -28 часов ( 14 занятий), Лабораторные работы - 12 часов ( 6 занятий).

Типовая программа дисциплины предусматривает изучение тем, отраженных в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Фрагмент типовой программы дисциплины «Автомобильные эксплуатационные материалы»

Типовая программа дисицплины «Автомобильные эксплуатационные материалы» - Приложение 1.

Учебный план для профессии Мутахассислиги: Код:3521201 Транспорт воситаларини ишлатиш ва таьмирлаш (Автотранспорт турлари бўйича) -Приложение 2.

Структура управления Ташкентскогот автомобильно-дрожного колледжа - Приложение 3.

В проведенного исследования нами был разработан учебно-методический комплекс (УМК) дисциплины «Автомобильные эксплуатационные материалы», который включает:

1. Курс лекций: 14тем.

2. Содержание лабораторных работ: 6 тем.

3. Содержание контрольных заданий.

4. Список литературы для самостоятельной работы.

5. Педагогическая технология: тема1, тема 15.

6. Презентация темы 1, 2 презентации темы 15

Содержание УМК дисциплины «Автомобильные эксплуатационные материалы» - на электронном диске в приложении к диссертации.

7. Содержание отдельных разделов, разработанного нами, УМК мы рассмотрим в настоящей работе.

2.4 Процесс формирования теоретических знаний по дисциплине «Автомобильные эксплуатационные материалы»

Для того, чтобы подготовить будущего специалиста к управлению техникой, к эффективному осуществлению технологического процесса, необходимо вооружить его значительным объемом систематизированных политехнических и общепрофессиональных знаний и умений, расширяющих его технический кругозор, позволяющих ориентироваться в сложном мире современной техники, в условиях ее постоянного совершенствования.

Возможности совершенствования психолого-педагогической подготовки и подготовки по методике преподавания специальных дисциплин у будущего инженера-педагога непосредственно связаны с ее содержанием. Содержание специальных технических предметов должно соответствовать требованиям современного развития производства, основываться на последних достижениях науки и техники, обеспечивать широкую политехническую и общетехническую основу профессиональной подготовки будущих специалистов с учетом специфики групп профессий. Это содержание является предметом специальных исследований, также как и процесс преподавания общетехнических дисциплин в профессиональных колледжах.

Обоснование необходимости реформирования системы профессионального образования в Узбекистане рассматривают ученые Курбанов Ш.Э., Сейтхалилов Э.А., Рашидов Х.Ф. [17,32] и др. Содержание образования должно соответствовать не только требованиям перспективы, но и складывающимся социально-экономическим условиям. Именно под таким углом зрения осуществляется реформирование содержания профессионального образования в Национальной системе подготовки кадров. Содержание профессионального образования является более широким понятием по сравнению с содержанием профессионального обучения. В соответствии с современной трактовкой, сложившейся в педагогической науке, отношение обучения к образованию следует рассматривать как отношение средства к цели.

В данной работе мы рассмотрим содержание темы 1. Получение топливо-смазочных материалов (2 часа).

Тема 1. Получение топливо-смазочных материалов (2 часа).

План

1. Обшие сведения о нефти

2. Основные способы получения топлив

3. Прямая перегонка нефти

4. Вторичные методы переработки нефти

Обшие сведения о нефти

Получение топлив для двигателей внутреннего сгорания - сложный процесс, включающий получение первичных его компонентов, их смешивание и улучшение присадками до товарных показателей качества в соответствии с требованиями стандартов. Первоначальным сырьем топлив традиционно является нефть.

Нефть - жидкое горючее ископаемое от светло-коричневого до тёмно-бурого цвета со специфическим запахом.

Атомарный состав нефти: углеводород - 82-87%, водород - 11-14%, сера - до 7%, азот и кислород - до 3%.

Физические свойства: плотность 650-1050 кг/м³. Нефть плотностью ниже 830 кг/м³ называют лёгкой, 831-860 - средней и выше 860 кг/м³ - тяжёлой. Температура начала кипения нефти, как правило, от +26 С, теплота сгорания - 43,7-46,2 МДж/кг.

Нефть используется человеком очень давно. Археологи нашли остатки нефтяного промысла на берегах Евфрата за 4-6 тыс. лет до нашей эры, а известный путешественник Марко Поло около 700 лет назад при посещении Кавказа обратил внимание на «земляное масло», используемое как горючее вещество и средство для лечения верблюдов .

Сначала собирали нефть, скапливающуюся в углублениях на поверхности земли, а затем стали добывать из-под земли. Первую в мире скважину пробурил в 1848 г. Ф. А. Семёнов - техник небольшого промысла недалеко от Баку.

Основные способы получения топлив

Различают две группы способов переработки нефти с целью получения топлив и смазочных материалов:

1) первичная переработка нефти: способы, не изменяющие индивидуальных углеводородов;

2) вторичная переработка нефти: способы термокаталитической деструкции индивидуальных углеводородов.

В первую группу входят процессы прямой перегонки, т. е. разделение нефти на отдельные фракции в зависимости от температуры их кипения. Перегонка нефти (дистилляция) - процесс, обязательный для получения естественных фракций бензина, дизельного топлива и других содержащихся в нефти фракций.

В зависимости от месторождения нефть содержит 10-15 % бензиновых фракций, 15-20 % топлива для реактивных двигателей, 15-20 % дизельного топлива и примерно 50 % мазута, который, в свою очередь, является сырьем для получения различных смазочных материалов.

Первичная (прямая) перегонка нефти

Для получения компонента нефти - керосина - русские мастеровые братья Дубинины в 1823 г. построили простейшую нефтеперегонную устано-вку, работавшую по принципу дистиллятора (рис. 2.1.).

Рисунок 2.1. Нефтеперегонная установка братьев Дубининых, 1823 г.:

1 - нефть, 2 - вода, 3 - керосин

Принцип действия дистиллятора основан на разных температурах кипения углеводородов с различной молекулярной массой. Вначале закипают и выкипают наиболее лёгкие дистилляты, затем более и более тяжёлые. Причём при достижении температуры кипения какого-либо углеводорода, рост температуры до его полного выкипания прекращается. Тепло идёт на испарение. Повышение количества подводимого тепла вызывает более бурное кипение.

При температуре от 30 до 200 ^оС отбирают бензиновую фракцию (группу дистиллятов), от 200 до 300 ^оС - дизельную. Остаток после перегонки - мазут (около 80%) подают в дистилляционную колонну, в которой поддерживают разрежение. При пониженном давлении температура кипения понижается, что упрощает технологический процесс.

Прямая перегонка нефти при атмосферном и пониженном давлении называется атмосферно-вакуумной перегонкой. В результате вакуум-перегонки получают соляровые фракции и полугудрон.

Соляровый дистиллят (температура кипения 280…300 ^оС) является сырьём для получения химическим способом бензинов, а также дистиллятных масел: индустриальных, цилиндровых, моторных и т. д.

Прямая перегонка является первичным и обязательным процессом переработки нефти. Практически она осуществляется испарением нефти в трубчатой печи при нагреве до 300…350 ^оС (рис. 2.2.).

Рисунок 2.2. Принципиальная схема современной нефтеперегонной установки: 1 - трубчатая печь; 2 - испарительная колонна; 3 - ректификационная колонна; 4 - теплообменник;5 - холодильник.

Затем нефть подаётся в среднюю часть ректификационной колонны. Жидкий остаток стекает вниз, а углеводородные пары поднимаются вверх и конденсируются на ректификационных тарелках. Эти тарелки установлены по высоте колонны. На нижних конденсируются тяжёлые углеводороды, более лёгкие - на последующих, выше. Газообразные углеводороды отводятся из верха колонны.

В атмосферной ректификационной колонне получают топливные дистилляты. После перегонки остаётся мазут, который может подвергаться дальнейшему разделению, либо использоваться для вторичной переработки. Испарение мазутов осуществляют в вакуумных трубчатых установках, а их разделение - в вакуумных ректификационных колоннах. В верхней части вакуумной колонны конденсируются соляровые фракции, ниже - масляные, идущие на приготовление товарных масел. Жидкий остаток наиболее тяжёлых фракций мазута - полугудрон или гудрон - собирается в нижней части вакуумной колонны.

Вторичная (деструктивная) переработка нефти

Возрастающая потребность в производстве топлив и ограниченность их содержания в исходном сырье сделали необходимым применение вторичной переработки нефти, позволяющей значительно увеличить выход топливных фракций (например, выход бензина может возрасти с 20 до 60 %).

При деструктивной (вторичной, химической) переработке дистиллятов, полученных атмосферно-вакуумной перегонкой, применяют методы химиче-ской переработки тяжёлых нефтепродуктов. Тяжёлые углеводороды при изменении трёх основных составляющих процесса температуры, давления и катализаторов расщепляются на более лёгкие, в том числе и бензиновые фракции.

Первая промышленная установка, была построена в США, и поэтому метод получил название крекинг-процесс. Крекинг в переводе с английского означает «расщепление, растрескивание».

В зависимости от вариации давления, температуры и катализаторов различают следующие основные способы вторичной (деструктивной) переработки нефти: термический и каталитический крекинг, каталитический риформинг, пиролиз, гидрокрекинг, алкилирование и пр. Рассмотрим способы переработки нефти более подробно.

1. Каталитический крекинг позволяет перерабатывать соляровую фракцию, получаемую в результате вакуумной перегонки. Она представляет собой смесь углеводородов с числом атомов углерода от 16 до 20. Процесс происходит при температуре 450…550^о С и давлении 0,07-0,3 МПа. В качестве катализатора обычно применяют алюмосиликаты (75-80% окиси кремния и 10-20% окиси алюминия). С помощью каталитического крекинга получают бензин с октановым числом до 85 ед. и керосино-газойлевые фракции, используемые в качестве дизельного топлива.

Возможно получение бензинов с более высоким октановым числом - до 98, но необходимо использовать более дорогие катализаторы - алюмомолибденовые или алюмоплатиновые. Давление 3 МПа.

2. Гидрокрекинг происходит при давлении до 20 МПа и температуре 480…500^о С, в среде водорода с катализатором, что исключает образование ненасыщенных углеводородов. Химическая стабильность продукта высокая. Сырьё - полугудрон.

3. Каталитический риформинг применяют для повышения качества бензина прямой перегонки. Процесс идёт в присутствии водорода при температуре 460…510 °С и давлении 4 МПа. При этом идёт перестройка молекул и образование ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов и др.) из алканов и нафтенов, что повышает детонационную стойкость горючего.

4. Коксование тяжёлых фракций процессов крекинга проводят при температуре 550 °С и атмосферном давлении. При этом образуются кокс, газообразные углеводороды и жидкая фракция, из которой извлекают бензин.

5. Синтезирование побочных газообразных продуктов кренинга и коксования проводят с целью получения высокоактивных компонентов -изооктана, алкилата, алкилбензола, метилтретичнобутилового эфира и других нефтепродуктов, используемых в качестве добавок для улучшения качества бензинов.

Схема получения горючего из нефти показана на рисунке 2.3.

Рис 2.3. Схема получения горючего из нефти

Вопросы для самоконтроля:

1. В чем сущность прямой перегонки нефти?

2. Что такое вторичная перегонка нефти?

3. Какие деструктивные методы переработки нефти Вы знаете?

4. Сущность процесса риформинга.

Основная литература:

А.Гуреев, Р.Я.Иванова, Н.В.Щеголев Автомобильные эксплуатационные материалы, М: Транспорт, 1991,1-4с.

Дополнительная литература:

О.И.Манусаджянц, Ф.В.Смаль Автомобильные эксплуатационные материалы. М:Транспорт, 2003, 3с.

Полное содержание курса лекций по дисциплине «Автомобильные эксплуатационные материалы» в Приложении - на диске.

2.5 Формирование практических умений и навыков учащихся по дисциплине в ходе проведения лабораторно-практических работ

Значение лабораторных занятий для формирования практических умений и навыков учащихся. Лабораторные занятия в высших учебных заведениях приобрели первостепенное значение в связи с быстрым развитием эксперимента в его современных формах с применением новейшей техники и в особенности точных измерительных приборов.

Лаборатория приковала к себе пристальное внимание современных ученых, что, естественно, передалось к учебному процессу. Можно утверждать, что современный ученый предпочитает возможно быстрее получить отчет или информацию о результатах научно-исследовательской работы экспериментального характера, нежели книгу с обобщением научных исследований трех четырехлетней давности. Все это, несомненно, усиливает в глазах студентов значения экспериментальных, в частности лабораторных работ. Даже многие преподаватели гуманитарных дисциплин стали называть некоторые свои практические занятия лабораторными, хотя к этому вряд ли можно найти дастоточные основания.

Само значения слов лаборатория, лабораторный (от латинского labor-труд, работа, трудность; laboro-трудиться, стараться, хлопотать, заботиться, преодолевать затруднения) указывает на сложившиеся в далекие времена понятия, связанные c применением умственных и трудовых физических усилий к изысканию ранее неизвестных путей и средств для разрешения возникших научных и жизненных задач.

Не случайно и слово практикум, как известно, применяемое для обозначения определенной системы практических (приумещественно лабораторных) учебных работ, с достаточной четкостью выражает ту же основную мысль (греческого praktikos означает деятельный, следовательно, имеются в виду такие виды учебных занятий, которые требуют от учащихся усиленной деятельности).

Лабораторные занятия по разным дисциплинам имеют различное значение и различное характер. Особенности их постановки применительно к каждой дисциплине, естественно, могут быть учтены только при разработке методик преподавания соответствующих дисциплин и методик руководства лабораторными занятиями. Здесь же представляется возможным и целесообразным сделать попытку выявить только самые общие, наиболее распространенные особенности лабораторных занятий общепедагогического характера, свойственные большинству экспериментальных дисциплин.

В высших учебных заведениях лабораторные занятия предназначаются для углубленного изучения научно-теоретических основ предмета и овладения современными методами и навыками экспериментирования с применением новейших технических средств.

Лабораторные занятия активизируют работу студентов над изучаемым предметом. Преподаватели отмечает, что наиболее интенсивная и ритмичная работа в течение семестра проводится студентами по тем дисциплинам, по которым имеются лабораторные занятия.

Благодаря лабораторным занятиям студенты лучше усваивают программный материал, так как в процессе выполнения лабораторных работ многие расчеты и формулы, казавшиеся отвлеченными, становятся вполне конкретными; при этом выявляется множества таких деталей, о которых студенты раньше не имели никакого представления, а между тем они содействуют уяснению сложных вопросов науки. Словом, соприкосновение теории и опыта, происходящие в лаборатории, не только содействуют усвоению учебного материала, но и развивает определенным образом мышление, придавая ему диалектико-материалистические черты и активный характер. Ни одна из форм учебной работы не требует от студентов такого проявления инициативы, наблюдательности и самостоятельности в принимаемых решениях, как работа в лабораториях. Поэтому учебными планами на лабораторные занятия отводится в зависимости от характера специальности 20-30% учебного времени, причем в последние годы по ряду специальностей и дисциплин наблюдается тенденция к увеличению этого времени, преимущественно за счет сокращения второстепенного лекционного материала, отказа от недостаточно установившихся специальных дисциплин и т.п.

Чтобы всемерно усилить экспериментальную подготовку студентов, в учебных планах ряда специальностей (физика, химия, биология, механика и многие другие) помимо обязательных лабораторных занятий практикумов и специальных практикумов предусматриваются также практикумы по выбору студентов и факультативные практикумы, что позволяет желающим углубляться в избранную ими область науки.

Содержание лабораторно-практических занятий по дисциплине «Автомобильные эксплуатационные материалы». Программа обучения по дисциплине «Автомобильные эксплуатационные материалы» предусматривает 6 лабораторных работ - Таблица 2.3.

Таблица 2.3. Тематический план лабораторных работ по дисциплине «Автомобильные эксплуатационные материалы»

Полное содержание лабораторных работ по дисциплине «Автомобильные эксплуатационные материалы» в приложение 4. - Диск. УМК дисциплины «Автомобильные эксплуатационные материалы»).

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

В настоящее время продукты переработки нефти, в том числе топливо-смазочные материалы, достаточно широко применяются во всем мире. Основным потребителем топлива и смазочных материалов являются автомобили, тракторы и другие агрегаты, имеющие двигатели внутреннего сгорания и соответствующие технологические системы.

Рациональное использование топлива и смазочных материалов является одной из важных государственных задач каждого государства, в том числе и развитие автомобильного транспорта.

Надежность работы двигателей, их экономичность и моторесурс в значительной мере зависят от свойств топлив и смазочных материалов, применяемых при эксплуатации. Использование топлива и масла, не соответствующих конструктивным особенностям двигателя, вызывают их перерасход, интенсивный износ деталей и удорожание эксплуатации. Ограниченные запасы нефти требуют разработки и использования нетрадиционных видов топлив, таких как сжатые и сжиженные газы, топлива из твердых горючих ископаемых и растительного сырья и др.

В связи с повышением роли и значения ГСМ в экономике страны, как фактора увеличения надёжности, долговечности и экономичности работы техники, возникла потребность иметь научную основу их применения. Это привело к появлению на стыке ряда научных дисциплин новой прикладной отрасли науки, получившей название "химмотология" от слов "химия", "мотор" и "логос" (наука). Химмотология - это направление науки и техники, занимающееся изучением эксплуатационных свойств и качеств топлив, смазок и специальных жидкостей, теорией и практикой их рационального применения в технике.

Процесс формирования химотологических знаний и педагогический эксперимент мы рассмотрели на примере Ташкентского автомобильно- дорожного колледжа.

В Ташкентском автомобильно-дорожном колледже вопросы химотологии изучаются в процессе изучения дисциплины ««Автомобильные эксплуатационные материалы».

Установлено, что содержание типовой программы не рассматривает экологические проблемы, вместе с тем, как использование автомобильного транспорта вызывает загрязнение атмосферы продуктами горюче-смазочных материалов.

Глава 3. Экспериментальная проверка эффективности методики формирования профессиональных навыков у будущих инженеров-педагогов

3.1 Проектирование педагогической технологии изучения дисциплины «Автомобильные эксплуатационные материалы»

В ходе проведенного нами исследования была разработана педагогическая технология обучения по двум темам дисциплины «Автомобильные эксплуатационные материалы»:

Тема 1. Получение топливо-смазочных материалов (2 часа) -Приложение .

Тема15. Экологическая безопасность окружающей среды (2 часа)

Тема 15. Экологическая безопасность окружающей среды введена нами в учебную программу. Она рассматривает особенности экологическая безопасность окружающей среды с точки зрения химотологии.

Для реализации педагогической технологии рассмотренных нами тем были разработаны средства обучения в форме презентаций, используются активные методы обучения.

Показатели реализации современной педагогической технологии в процессе преподавания дисциплины «Автомобильные эксплуатационные материалы»

Таблица 3.1

Таблица 3.2. Технология проведения урока на тему: «Получение топливо-смазочных материалов»

Таблица 3.3. Технологическая карта урока

Текст для самостоятельной работы: Основные способы вторичной (деструктивной) переработки нефти:

В зависимости от давления, температуры и катализаторов различают следующие основные способы вторичной (деструктивной) переработки нефти: термический и каталитический крекинг, каталитический риформинг, пиролиз, гидрокрекинг, алкилирование и пр. Рассмотрим способы переработки нефти более подробно.

1. Каталитический крекинг позволяет перерабатывать соляровую фракцию, получаемую в результате вакуумной перегонки. Она представляет собой смесь углеводородов с числом атомов углерода от 16 до 20. Процесс происходит при температуре 450…550^о С и давлении 0,07-0,3 МПа. В качестве катализатора обычно применяют алюмосиликаты (75-80% окиси кремния и 10-20% окиси алюминия). С помощью каталитического крекинга получают бензин с октановым числом до 85 ед. и керосино-газойлевые фракции, используемые в качестве дизельного топлива.

Возможно получение бензинов с более высоким октановым числом - до 98, но необходимо использовать более дорогие катализаторы - алюмомолибденовые или алюмоплатиновые. Давление 3 МПа.

2. Гидрокрекинг происходит при давлении до 20 МПа и температуре 480…500 ^оС, в среде водорода с катализатором, что исключает образование ненасыщенных углеводородов. Химическая стабильность продукта высокая. Сырьё - полугудрон.

3. Каталитический риформинг применяют для повышения качества бензина прямой перегонки. Процесс идёт в присутствии водорода при температуре 460…510 °С и давлении 4 МПа. При этом идёт перестройка молекул и образование ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов и др.) из алканов и нафтенов, что повышает детонационную стойкость горючего.

4. Коксование тяжёлых фракций процессов крекинга проводят при температуре 550 °С и атмосферном давлении. При этом образуются кокс, газообразные углеводороды и жидкая фракция, из которой извлекают бензин.

5. Синтезирование побочных газообразных продуктов кренинга и коксования проводят с целью получения высокоактивных компонентов -изооктана, алкилата, алкилбензола, метилтретичнобутилового эфира и других нефтепродуктов, используемых в качестве добавок для улучшения качества бензинов.

Способы вторичной переработки нефти: заполнить таблицу:

Таблица 3.4.

Образец заполнения таблицы: Способы вторичной переработки нефти

Таблица 3.5.

Критерии оценки работы в группах :

· 1 балл за верное определение 1 показателя в таблице

· 3 балла за дополнительное определение (по сравнению с другими командами).

· Минус от 1до 5 баллов за нарушение дисциплины и регламента работы.

Тема 15. Экологическая безопасность окружающей среды (2 часа)

План

1. Понятие об экологической безопасности

2. Влияние ионов металлов на окружающую среду

3. Автотранспорт - как основной источник токсичных загрязнений

4. Симптомы отравления токсичными металлами

5. Оказание первой помощи при отравлении токсичными металлами

6. Контроль, за содержанием токсичных металлов в пищевых продуктах

Понятие об экологической безопасности

Загрязнение окружающей среды - проблема всего мира. Расцвет промышленности принёс материальные блага и богатства ценой разрушения окружающей среды. Расширялись города и заводы и дым из труб вместе с выхлопными газами принёс в атмосферу вещества, вредные для человека.

В результате активного воздействия цивилизации на окружающую среду степень ее загрязнения возрастает с каждым годом. Особенно сильно это негативное влияние в местах экологических катастроф или в местах нерационального использования минеральных ресурсов и разнообразных вредных отходов производства.

Обеспечение безопасности жизнедеятельности в условиях зараженной окружающей среды невозможно без достаточных знаний о вредных воздействиях многих токсичных веществ.

Влияние ионов металлов на окружающую среду

Среди всех загрязняющих окружающую среду веществ выделяется особая группа -- ионы металлов.

Главной причиной этих загрязнений можно считать колоссальное потребление и переработка минеральных ресурсов, являющихся источником металлов необходимых для производства. Ученые считают, что если добыча данного элемента опережает его естественный перенос в геохимическом цикле в 10 раз, то такой элемент можно считать загрязняющим веществом. А по некоторым металлам эта норма превышена многократно.

Известно несколько «рядов опасности» ионов металлов.

Один ряд наиболее опасных металлов следующий: серебро, золото, кадмий, хром, ртуть, марганец, свинец, олово, теллур, вольфрам, цинк.

Есть и другой ряд: хром, кадмий, ртуть, никель, свинец, цинк, селен. Из всех вредных и токсичных веществ, регулярно попадающих в организм человека, 70% поступает из пищи, 20% -- из воздуха, 10% -- из воды. Металлы могут попадать из воздуха в виде мельчайших частичек, образующихся при сгорании угля, нефти, торфа и другого горючего, а также из дымов и выбросов плавильных печей и различных производств, связанных с обработкой металлов.

По этой причине сейчас в воздухе Земли таких металлов, как золото, кадмий, свинец, олово, селен, теллур, имеется в тысячу раз больше, чем было в естественных условиях. Кроме того, в атмосфере находятся образовавшиеся летучие металлоорганические соединения в виде паров.

Загрязнение металлами водной сферы особенно возросло с индустриализацией. В природных (грунтовых, поверхностных) водах присутствуют тяжелые металлы, попадающие туда при выветривании пород. Концентрация их в обычных условиях не велика. К тому же минеральные процессы связаны с естественными биологическими, а это уравновешивает присутствие тяжелых металлов.

Другое дело -- антропогенные источники попадания ионом металлов в воды при добыче нефти, угля, руды, а еще с промышленными отходами. Даже такие безобидные, казалось бы, гигиенические препараты, как моющие средства, и то могут быть источником ионов цинка и селена. А это уже два из приведенных выше токсичных металлов.

Много загрязнений токсичными металлами вносится в воды и с сельскохозяйственными стоками. Тяжелые металлы присутствуют в виде коллоидных частичек в смеси с органическими и неорганическими веществами. Одной из форм таких токсичных металлов являются различные формы алкильных соединений ртути и таллия. Сейчас известно, что существуют в воде такие алкильные соединения мышьяка, олова, свинца, селена, кадмия. Такие вещества способны образовывать высокотоксичные органические соединения, вредные для всего живого даже в нанограммовых количествах.

Примером может служить случай облысения детей в г. Черновцы на Украине, связанный с отравлением промышленными отходами органического производства таллия.

Образование различных соединений металлов с органическими веществами приводят часто к новым ранее не известным явлениям. Например, оказалось, что диметилртуть -- довольно летучее металлоорганическое соединение обнаружено в воздухе. Это вещество в свою очередь может подвергаться дальнейшим химическим реакциям (например, под воздействием ультрафиолетового излучения) и распадаться, а продукты распада -- выпадают в виде ртутных дождей. В гидросферу ежегодно попадает тысячи тонн летучей и растворимой ртути.

Загрязнение речной воды сказывается и в употреблении воды в пищевых цепях. Потребление человеком рыбы, даже при концентрации в ней ртути 0,8-1,6 мг/кг приводит к отложению в волосах металла до 50 мг/кг, при этом начинают проявляться признаки отравления. Содержание ртути в волосах более 300 мг/кг угрожает жизни человека. Ртуть может попадать и через мясо животных, если почву на которой они пасутся, удобряли компостом из городских отстойников.

Влияние процесса горения на окружающую среду. Все процессы горения связаны с выделением газов в окружающую среду.

В 50-е и 60-е гг. XX в. основной проблемой загрязнения атмосферы газами было попадание в атмосферу сернистого ангидрида (S02), возникающего при сжигании каменного угля. Переход в 70-е гг. на нефть и природный газ уменьшил эту проблему, однако ее место заняла проблема загрязнения воздуха различными газообразными продуктами, возникающими при сжигании жидкого топлива, преимущественно двигателями внутреннего сгорания.

Загрязнение воздуха как основной вид загрязнения окружающей среды. Под загрязнением воздуха понимается накопление в атмосфере любых газов или суспензий частиц до таких количеств, которые причиняют вред. Во всем мире каждый четвертый человек дышит воздухом, вредным для здоровья. Загрязнение воздуха может быть губительным для людей, животных и растений. В настоящее время большинство видов загрязнения воздуха объясняются результатом хозяйственной деятельности человека.

Загрязнение воздуха газами -- основная проблема для современной промышленной цивилизации.

Влияние вредных газов на окружающую среду

Энергия, которую потребляет автомобильный транспорт, превышает во много раз все экологические нормы. Поэтому автотранспорт - самый энергетически невыгодный.

Избыточное количество воздуха от автомобильного выхлопа периодически вызывает экологические катастрофы:

· наводнение в Германии, Чехословакии, Франции, Италии, в Краснодарском крае, Адыгее.

· Засуха и смог в центральных областях европейской части России.

Потоп можно объяснить тем, что к атмосферным течениям и флюктуациям воздушных потоков добавились мощные потоки горячего воздуха от автомобильного выхлопа CO2 и паров H2O отработанных газов из Центральной и Восточной Европы, где рост количества автомобилей превысил все допустимые нормы.

Число автомобилей на трассах и городах у нас возросло в 5 раз. От этого резко увеличились тепловое нагревание воздуха и его объем от паров автомобильного выхлопа. Если в 1970-е годы нагрев атмосферы автомобильным транспортом был значительно меньше нагрева поверхности Земли от солнца, то в 2012 году количество двигающихся машин возросло во столько раз, что нагрев атмосферы от автомобилей становится соизмерим с нагревом от солнца и резко нарушает климат атмосферы.

Рисунок 3.1. Глобальное повышение температуры на нашей планете.

Фотохимический смог. Современные, используемые в автомобилях двигатели внутреннего сгорания выбрасывают в атмосферу смесь потенциально опасных газов, таких, как моноокись углерода, углеводороды, различные оксиды азота (NOx). Под действием солнечного света последние два газа образуют озон нижних слоев атмосферы, являющийся главным раздражающим агентом, загрязнителем воздуха и основным компонентом фотохимического смога. При этом экосистема нашего мира резко изменяется.

Автотранспорт - как основной источник токсичных загрязнений

Транспортный комплекс в Узбекистане, включающий в себя автомобильный, железнодорожный и авиационный виды транспорта - один из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха. Его влияние на окружающею среду выражается, в основном, в выбросах в атмосферу токсикантов с отработавшими газами транспортных двигателей и вредных веществ от стационарных источников, а также в загрязнении поверхностных водных объектов, образовании твердых отходов и воздействии транспортных шумов. К главным источникам загрязнения окружающей среды и потребителям энергоресурсов относятся автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного комплекса.

Загрязняющие выбросы в атмосферу от автомобилей по объему более чем на порядок превосходят выбросы от железнодорожных транспортных средств. Далее идут (в порядке убывания) воздушный транспорт и морской. Несоответствие транспортных средств экологическим требованиям, продолжающееся увеличение транспортных потоков, неудовлетворительное состояние автомобильных дорог -все это приводит к постоянному ухудшению экологической обстановки.

Отработавшие газы автомобиля, как источник наибольшего загрязнения атмосферы.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя - источника наибольшего загрязнения.

Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4 - 5 раз.

Кроме оксидов азота, углерода и серы автомобили выбрасывают в атмосферу соли свинца.

Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает на земле сразу, а 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5 - 3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине:

Содержание свинца в бензине, г/л…………0,15 0,20 0,25 0,50

Концентрация свинца в воздухе, мкг/м3…..0,40 0,50 0,55 1,00.

Симптомы отравления токсичными металлами

Свинец -- давно известен своим токсичным действием на организм человека. Отравление свинцом проявляется неспецифическими симптомами: вначале повышенная возбудимость и бессонница, позже утомляемость и депрессия. Более поздние симптомы заключаются в расстройстве функции нервной системы и в поражении головного мозга.

Свинец, также как и другие тяжелые металлы, кадмий, ртуть, отрицательно влияет на глазную сетчатку и ухудшает зрение. Кадмий может вызвать нарушение ферментного обмена, разрушение нервной и костно-мышечной системы.

Кроме прямого токсичного действия ионы металлов, например железа и марганца, следы которых есть и в атмосфере, ускоряют реакцию окисления диоксида серы до триоксида и образование серной кислоты, которая выпадает в виде кислотных дождей.

Симптомы отравления могут быть как специфические, о которых рассказывалось выше, так и общие: тошнота и рвота, сужение или расширение зрачков, вялость и сонливость или перевозбудимость, нарушение сердечного ритма и артериального давления. Самые ранние симптомы -- белок в моче, дисфункция нервной системы, острые костные боли.Отравления могут быть острыми -- вследствие однократного воздействия, протекает бурно, и хроническими -- в результате длительного воздействия и накопления вредных веществ.

Оказание первой помощи при отравлении токсичными металлами

В случае попадания в зону загрязнения необходимо немедленно покинуть ее, обеспечив защиту кожных покровов и дыхательных путей от соприкосновения с зараженной средой. Необходимо использовать пищу и воду только соответствующие нормам санитарного контроля по ПДК токсичных металлов, не использовать в пищу растения и лечебные травы, растущие вдоль дорог и вредных производств.

Контроль, за содержанием токсичных металлов в пищевых продуктах

Так как 70% токсичных металлов попадает в организм человека с пищей, начиная с 60-х годов начался контроль за содержанием в пищевых продуктах ряда элементов (и металлов и неметаллов). Ученые доказали, что неконтролируемые загрязнения пищевых продуктов токсичными металлами может вызвать серьезные последствия. И для предотвращения этих последствий законодательно был введен контроль за содержанием вредных примесей (предельно допустимая концентрация -- ПДК) токсичных металлов. Контролируется восемь наиболее опасных токсичных примеси: ртуть, свинец, олово, кадмий, медь, цинк, железо, мышьяк. Эти металлы опасны даже в малых дозах, другие, например, медь при превышении определенного уровня. Кадмий же опасен в любой форме, он смертелен при дозе выше 30 мг.

Вывод: Итак, источником токсичных ионов металлов могут быть воздух, почва, вода и пища. Поэтому отравление может произойти через дыхательные пути, кожные покровы и пищевой тракт. Основной мерой предупреждения отравления токсичными металлами является предупреждение экологических катастроф и рациональное использование минеральных ресурсов этих металлов и их соединений.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое экология?

2. Что такое экологическая безопасность?

3. Как влияют ионы металлов на окружающую среду?

Литература:

1. Теоретические основы химмотологии. -- Под ред. А. А. Браткова. -- М.:Химия, 1995.-320с.,

2.А. А., Фукс И. Г., Лашхи В. Л. Химмотология. - М.:Химия, 1998 г. -368 с.

Таблица 3.6. Технология проведения урока на тему: «Экологическая безопасность окружающей среды»

Подобные документы

• Автомобильные эксплуатационные материалы

  Изучение состава и классификации автомобильных эксплуатационных материалов. Характеристика эксплуатационных требований к автомобильным бензинам и дизельному топливу. Назначение и характеристика смазочных масел. Назначение и виды технических жидкостей.
  
  учебное пособие [407,0 K], добавлен 20.10.2011
  

• Автомобильные эксплуатационные материалы

  Процесс производства и технология получения пластичных смазок. Эксплуатационные свойства бензина и показатели их оценивающие. Система классификации и маркировка тормозных жидкостей. Характеристика эксплуатационных материалов, их классификация по SAE.
  
  контрольная работа [30,6 K], добавлен 13.08.2012
  

• Автомобильные эксплуатационные материалы

  Длительная бесперебойная и экономичная работа автомобиля, его агрегатов. Эксплуатационные свойства и показатели их оценивающие. Чистота дизельного топлива. Система классификации и маркировки тормозных жидкостей. Характеристика эксплуатационных материалов.
  
  контрольная работа [284,1 K], добавлен 25.07.2012
  

• Автомобильные эксплуатационные материалы. Классификация и применение пластичных смазок

  Эксплуатационные свойства пластичных смазок: температура каплепадения, эффективная вязкость, коллоидная стабильность и водостойкость. Химмотологическая карта горюче-смазочных материалов и спецжидкостей, применяемых по необходимости при ремонтных работах.
  
  курсовая работа [30,4 K], добавлен 06.03.2015
  

• Автомобильные эксплуатационные материалы

  Показатели качества, классификация и ассортимент эксплуатационных материалов: бензинов, моторных и трансмиссионных масел, пластичных смазок. Процессы, происходящие при воспламенении и сгорании в цилиндре двигателя. Технологии окраски автомобилей.
  
  курсовая работа [7,0 M], добавлен 16.05.2011
  

• Эксплуатационные материалы для легкового автомобиля

  Производственные технологии получения бензина. Стабильность дизельного топлива и показатели его раскрывающие. Система классификации, маркировки тормозных жидкостей. Характеристика эксплуатационных материалов. Проблема экономии горюче-смазочных материалов.
  
  реферат [26,5 K], добавлен 20.11.2012
  

• Ремонт шины

  Разработка предложений по повышению качества ремонта и технического обслуживания шины. Материалы, применяемые при изготовлении шины автомобилей, эксплуатационные материалы. Разборочные работы, дефектация деталей, послеремонтные испытания. Охрана труда.
  
  дипломная работа [405,3 K], добавлен 16.03.2011
  

• Современные конструкционные и эксплуатационные материалы

  Характеристика полимеров и композитов, применяемых в автомобилестроении. Технология окраски пластмассовых деталей. Эксплуатационные свойства полиуретана. Технология получения углеродного волокна. Повышение экономичности автомобиля при его использовании.
  
  статья [26,5 K], добавлен 23.12.2015
  

• Расчёт динамических характеристик автомобильно-транспортного средства

  Определение полной массы автомобильно-транспортного средства. Выбор фактора обтекаемости. Определение максимальной скорости движения автомобиля и коэффициента сопротивления качению. Внешняя скоростная характеристика двигателя. График мощностного баланса.
  
  контрольная работа [1,1 M], добавлен 27.01.2014
  

• Взаимодействие видов транспорта

  Эксплуатационные расходы и капитальные вложения на транспортировку грузов при прямом автомобильном варианте и при автомобильно-железнодорожном варианте. Стоимость материальных средств в обороте при перевозке грузов различными видами транспорта.
  
  курсовая работа [93,4 K], добавлен 29.01.2013
  

• Автомобильные эксплуатационные материалы

  Состав дисперсионной среды масла и дисперсный состав загустителя. Восстановление качества работавших масел. Методы определения и способы повышения октанового числа бензина. Специальные жидкости, применяющиеся в узлах и агрегатах автомобиля ЗИЛ-431410.
  
  контрольная работа [32,5 K], добавлен 11.09.2012
  

• Процесс технического обслуживания и ремонта автомобиля

  Назначение, общее устройство и работа механизмов двигателя. Основные неисправности, их признаки и причины. Автомобильные эксплуатационные материалы. Техническое обслуживание автомобилей. Виды ремонтных работ. Общие принципы диагностирования двигателя.
  
  шпаргалка [1009,4 K], добавлен 05.12.2015
  

• Влияние парафиновых, нафтеновых, ароматических и непредельных углеводородов, содержащихся в бензинах и дизельных топливах, на их эксплуатационные характеристики

  Древесные материалы, которые применяются на автотранспортных предприятиях, краткая характеристика. Основные марки топлив, моторных и трансмиссионных масел, пластичных смазок и специальных жидкостей, применяемых для автомобилей ГАЗ-31029 при эксплуатации.
  
  контрольная работа [33,9 K], добавлен 23.09.2011
  

• Алгоритм расследования обстоятельств дорожно-транспортного происшествия

  Обстоятельства дорожно-транспортного происшествия (ДТП). Характеристика скорости движения транспортных средств, состояние дорожного покрытия в момент аварии. Технико-эксплуатационные параметры, расчетная схема ДТП, нарушение правил дорожного движения.
  
  контрольная работа [41,0 K], добавлен 10.12.2012
  

• Техническое обслуживание автомобиля ЗиЛ-4331

  Планово-предупредительная система технического обслуживания. Особенности конструкции автомобиля. Работы техобслуживания, технологические карты выполнения работ. Эксплуатационные материалы, применяемые при эксплуатации, техобслуживании, ремонте автомобиля.
  
  курсовая работа [31,6 K], добавлен 16.08.2011
  

• Автомобильные дороги

  Задачи технического прогресса в области строительства автомобильных дорог, особенности их классификации. Категории автодорог, их наименования и идентификационные номера. Транспортно-эксплуатационные показатели. Элементы дорог и дорожные сооружения.
  
  презентация [42,6 M], добавлен 02.03.2016
  

• Пластичные смазки для автомобилей

  Физико-химические и эксплуатационные свойства автомобильных смазок на примере ЛИТОЛ 24. Классификация пластичных смазок по NLGI, DIN 51 502, ISO 6743/9. Группы и подгруппы смазочных материалов в соответствии с ГОСТом 23258-78, анализ их совместимости.
  
  реферат [520,9 K], добавлен 16.11.2012
  

• Мероприятия по совершенствованию доставки грузов на междугородном маршруте от производителя к потребителям на примере ООО Фирма "Никалид"

  Организационная структура, характеристика трудовых ресурсов. Структура парка подвижного состава по типам, маркам, сроку эксплуатации, пробегу. Характеристика перевозимых грузов и основные потребители услуг. Затраты на эксплуатационные материалы.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 08.12.2014
  

• Технико-эксплуатационные расчеты оценки деятельности предприятия автотранспорта

  Технико-эксплуатационные и технико-экономические показатели оценки деятельности предприятия автомобильного транспорта. Методы расчета показателей работы, численности работников и финансовых результатов АТП. Организация безопасности дорожного движения.
  
  курсовая работа [39,1 K], добавлен 28.06.2009
  

• Технико-эксплуатационные измерители и показатели работы парка транспортных средств

  Изучение системы технико-эксплуатационных показателей для оценки эффективности функционирования парка подвижного состава, используемые при разработке производственной программы автотранспортного предприятия. Автотранспортная система доставки грузов.
  
  лабораторная работа [88,5 K], добавлен 22.12.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам