Страница 218 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Задание 1. Подготовьте сообщение о роли нефти в экономике нашей страны (или своего региона). Особое внимание обратите на решение экологических проблем, возникающих при добыче этого вида топлива.

Производство полимерных материалов, неутилизированные производственные отходы, внесение в почву различных добавок для повышения урожайности, использование пестицидов, увеличение количества автомобилей приводят к загрязнению почвы, воздуха, водных бассейнов. Число химических соединений, ранее не встречавшихся в природе, интенсивно растёт. Многие из них опасны для жизни.

Роль нефти в экономике России

Нефть играет ключевую, системообразующую роль в экономике Российской Федерации. Её значение проявляется в нескольких основных аспектах.

Во-первых, нефтегазовый сектор является основой топливно-энергетического комплекса страны. Продукты переработки нефти, такие как бензин, дизельное топливо, мазут и авиационный керосин, обеспечивают функционирование транспорта, промышленности, сельского хозяйства и жилищно-коммунальной сферы. Энергетическая безопасность и стабильность экономики напрямую зависят от бесперебойной добычи и переработки нефти.

Во-вторых, экспорт нефти и нефтепродуктов является важнейшим источником валютных поступлений в государственный бюджет. Доходы от продажи углеводородов на мировых рынках составляют значительную часть федерального бюджета и Фонда национального благосостояния. Эти средства направляются на финансирование социальных программ (пенсии, здравоохранение, образование), развитие инфраструктуры и обеспечение обороноспособности страны. Таким образом, мировая цена на нефть оказывает прямое влияние на макроэкономическую стабильность и курс национальной валюты.

В-третьих, нефть служит незаменимым сырьём для нефтехимической промышленности. Из неё производят широкий спектр товаров: пластмассы, синтетические каучуки и волокна, моющие средства, удобрения, лаки, краски, фармацевтические препараты и многое другое. Развитие нефтехимии способствует диверсификации экономики, созданию высокотехнологичных производств и рабочих мест.

Наконец, нефтегазовая отрасль является одним из крупнейших работодателей, особенно в регионах добычи, таких как Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий автономные округа, Татарстан, Башкортостан и другие. Она обеспечивает занятость миллионов людей не только непосредственно на промыслах, но и в смежных отраслях — геологоразведке, машиностроении, строительстве и транспорте.

Ответ: Нефть является фундаментом российской экономики, обеспечивая энергетическую безопасность страны, формируя значительную часть бюджетных доходов за счёт экспорта, служа сырьём для нефтехимической промышленности и создавая большое количество рабочих мест.

Экологические проблемы при добыче нефти и пути их решения

Добыча нефти, несмотря на её экономическую важность, сопряжена со значительными экологическими рисками, которые требуют постоянного внимания и внедрения современных природоохранных технологий.

1. Загрязнение почв и водных объектов при разливах нефти.
Проблема: Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов происходят из-за износа трубопроводов, аварий на буровых платформах и при транспортировке. Нефтяная плёнка на поверхности воды нарушает газообмен, а токсичные компоненты нефти отравляют почву, грунтовые воды, флору и фауну, нанося долгосрочный ущерб экосистемам.
Решение: Ключевым направлением является предотвращение разливов путём регулярной диагностики и модернизации трубопроводов, использования танкеров с двойным корпусом и внедрения систем автоматического контроля и аварийного отключения. Для ликвидации последствий разливов применяются боновые заграждения (для ограничения площади пятна), скиммеры (для сбора нефти с поверхности), сорбенты (впитывающие вещества) и методы биоремедиации, при которых специальные микроорганизмы разлагают углеводороды.

2. Сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ).
Проблема: ПНГ — это природный газ, растворенный в нефти. Ранее его часто сжигали в факелах непосредственно на месторождениях. Это приводит к выбросам в атмосферу парниковых газов (диоксида углерода, метана), сажи и других загрязняющих веществ, что способствует изменению климата и ухудшает качество воздуха в регионах добычи.
Решение: Основным решением является рациональное использование ПНГ. Современные проекты предусматривают его сбор и дальнейшее применение: для выработки электроэнергии на нужды промысла, для поставки на газоперерабатывающие заводы с целью получения сжиженного газа и ценного химического сырья, а также для закачки обратно в пласт для поддержания давления. В России действует государственная программа, направленная на достижение уровня утилизации ПНГ не менее 95%.

3. Нарушение земель и разрушение экосистем.
Проблема: Строительство буровых площадок, дорог, трубопроводов и другой инфраструктуры ведёт к прямому уничтожению и фрагментации естественных ландшафтов, особенно в уязвимых арктических и таёжных зонах. Это нарушает пути миграции животных, разрушает среду их обитания и может приводить к деградации вечной мерзлоты.
Решение: Для минимизации воздействия применяется технология кустового бурения, когда с одной площадки бурится несколько наклонно-направленных скважин. После завершения эксплуатации месторождения обязательным является проведение рекультивации земель: технической (вывоз оборудования, очистка территории) и биологической (восстановление плодородного слоя почвы и высадка растений).

4. Загрязнение буровыми отходами.
Проблема: В процессе бурения образуются отходы, такие как буровой шлам и отработанные буровые растворы, которые могут содержать токсичные химические реагенты и тяжёлые металлы. Их неправильное хранение в амбарах может привести к загрязнению почв и подземных вод.
Решение: Внедряются безамбарные технологии бурения (closed-loop systems), при которых все отходы собираются в герметичные контейнеры и вывозятся для переработки и утилизации на специализированных полигонах. Также разрабатываются и применяются экологически более безопасные буровые растворы на водной основе.

Ответ: Основные экологические проблемы при добыче нефти — это разливы, сжигание ПНГ, нарушение земель и загрязнение отходами бурения. Пути их решения включают модернизацию инфраструктуры, внедрение технологий рационального использования ресурсов (утилизация ПНГ), применение методов рекультивации земель и переход на современные, экологически безопасные технологии бурения и утилизации отходов.

Задание 2. Подготовьте проекты по устранению или снижению загрязнения окружающей среды на территории вашего региона (уборка бытового мусора, очистка питьевой воды, защита лесопарков, водных бассейнов и т. д.).

Пренебрежение законами природы, нарушение технологического режима на различных предприятиях, несовершенство технологий, отсутствие безотходного производства — всё это приводит к экологическому кризису. Виновата ли в этом органическая химия?

Проекты по устранению или снижению загрязнения окружающей среды на территории вашего региона

Для решения экологических проблем региона можно предложить следующие комплексные проекты:

1. Проект «Чистый регион: отходы в доходы»

Цель: Создание эффективной системы управления твердыми коммунальными отходами (ТКО), минимизация их захоронения и максимальное вовлечение в хозяйственный оборот.

• Этап 1: Инфраструктура и логистика. Повсеместное внедрение раздельного сбора мусора (пластик, стекло, бумага, металл, органика) путем установки специализированных контейнеров. Создание сети пунктов приема вторсырья, включая опасные отходы (батарейки, лампы, электроника).
• Этап 2: Переработка. Строительство современных мусоросортировочных комплексов и перерабатывающих заводов. Привлечение инвестиций в технологии по переработке пластика в гранулы для нового производства, бумаги — в макулатуру, стекла — в стеклобой.
• Этап 3: Просвещение и стимулирование. Проведение масштабной информационной кампании для населения о важности и правилах сортировки отходов. Введение системы поощрений для граждан и организаций, активно участвующих в раздельном сборе. Организация регулярных экологических акций и субботников.

2. Проект «Живая вода: защита и восстановление водных объектов»

Цель: Улучшение качества питьевой воды и экологического состояния рек, озер и других водоемов региона.

• Этап 1: Модернизация очистных сооружений. Реконструкция и строительство новых очистных сооружений на промышленных предприятиях и в коммунальном хозяйстве с применением передовых технологий (мембранная фильтрация, УФ-обеззараживание, озонирование).
• Этап 2: Контроль и мониторинг. Усиление государственного и общественного контроля за сбросами сточных вод. Создание автоматизированной системы непрерывного мониторинга качества воды в ключевых точках водных бассейнов.
• Этап 3: Восстановление экосистем. Проведение работ по очистке русел рек и прибрежных зон от мусора и иловых отложений. Реализация программ по зарыблению водоемов и восстановлению прибрежной растительности, выполняющей роль естественного фильтра.

3. Проект «Зеленый щит: сохранение лесопарков и биоразнообразия»

Цель: Сохранение и приумножение лесных массивов, защита уникальных природных комплексов и биоразнообразия региона.

• Этап 1: Правовая защита. Придание лесопарковым зонам статуса особо охраняемых природных территорий, что исключит возможность их застройки и промышленного использования.
• Этап 2: Лесовосстановление. Организация ежегодных кампаний по высадке деревьев с привлечением волонтеров, школьников и сотрудников предприятий. Создание лесных питомников для выращивания саженцев местных пород.
• Этап 3: Экотуризм и просвещение. Развитие инфраструктуры для экологического туризма: создание маркированных троп, смотровых площадок, информационных стендов. Проведение экскурсий и образовательных программ для повышения экологической культуры населения.

Ответ: Предложены три комплексных проекта: «Чистый регион: отходы в доходы» (управление ТКО), «Живая вода: защита и восстановление водных объектов» (очистка воды и защита водоемов) и «Зеленый щит: сохранение лесопарков и биоразнообразия» (защита и восстановление лесов).

Виновата ли в этом органическая химия?

Вопрос о виновности органической химии в экологическом кризисе является сложным и многогранным. Нельзя дать однозначный ответ «да» или «нет». Правильнее рассматривать эту проблему с разных сторон.

С одной стороны, развитие органической химии стало одним из катализаторов экологических проблем. Многие вещества, наносящие серьезный урон окружающей среде, являются продуктами органического синтеза:

• Пластмассы и полимеры (полиэтилен, полипропилен, ПВХ и др.). Их производство требует огромных затрат невозобновляемых ресурсов (нефти, газа), а сами они практически не разлагаются в природе, образуя триллионы тонн мусора на суше и в Мировом океане.
• Пестициды и гербициды. Многие из них (например, ДДТ) обладают высокой токсичностью и способностью накапливаться в пищевых цепях, нанося вред живым организмам, включая человека.
• Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). Входят в состав моющих средств, попадают в сточные воды и нарушают экологический баланс водоемов.
• Продукты сгорания ископаемого топлива (углекислый газ $CO_2$, оксиды азота $NO_x$, летучие органические соединения). Сжигание бензина, дизельного топлива, мазута — процессы, изучаемые органической химией, — являются главной причиной парникового эффекта и кислотных дождей.

С другой стороны, сама по себе наука не может быть «виновата». Органическая химия — это лишь инструмент, знание о законах превращения веществ. Вина лежит не на науке, а на том, как человечество использует эти знания. Причины экологического кризиса, как верно указано в задании, — это «пренебрежение законами природы, нарушение технологического режима, несовершенство технологий, отсутствие безотходного производства». Все это — следствие:

• Экономической модели, ориентированной на максимальную прибыль в краткосрочной перспективе, а не на долгосрочную устойчивость.
• Несовершенства законодательства и слабого контроля за его исполнением.
• Низкого уровня экологической культуры и ответственности как у производителей, так и у потребителей.

Более того, именно органическая химия является ключом к решению экологического кризиса. Направления современной «зеленой химии» нацелены на создание экологически безопасных технологий и материалов:

• Разработка биоразлагаемых полимеров из растительного сырья (например, полилактида из кукурузного крахмала), которые могут заменить традиционные пластмассы.
• Создание новых катализаторов, позволяющих проводить химические реакции более эффективно, с меньшим количеством отходов и энергозатрат.
• Синтез безопасных пестицидов, которые быстро разлагаются в окружающей среде на безвредные компоненты.
• Развитие технологий переработки отходов, например, химической рециркуляции пластика, позволяющей возвращать его к исходным мономерам.
• Поиск и создание альтернативных источников энергии: разработка более эффективных органических фотоэлементов (солнечных батарей), технологий производства биотоплива.

Таким образом, возлагать вину на органическую химию — это все равно что винить физику в создании ядерного оружия. Наука дает возможности, а человечество делает выбор, как ими распорядиться.

Ответ: Нет, органическая химия как наука не виновата в экологическом кризисе. Виновно ее неразумное и потребительское применение человеком, обусловленное экономическими и социальными факторами. Более того, именно достижения органической химии, особенно в области «зеленой химии», предоставляют человечеству инструменты для преодоления этого кризиса и перехода к устойчивому развитию.

Задание 3. Проведите в классе дискуссию на тему «Органическая химия — созидатель или разрушитель?» или «Кто виноват в экологических катастрофах — человек или органическая химия?».

Органическая химия – созидатель или разрушитель?

Вопрос о роли органической химии в жизни человечества является дискуссионным, поскольку ее достижения имеют как ярко выраженную созидательную, так и разрушительную сторону. Это дуализм, свойственный многим великим научным открытиям.

Созидательная роль органической химии:

• Медицина и здоровье: Синтез огромного количества лекарственных препаратов (антибиотиков, обезболивающих, вакцин, витаминов) позволил значительно увеличить продолжительность и качество жизни людей. Без органической химии невозможно представить современную фармакологию.

• Новые материалы: Благодаря органическому синтезу мы получили полимеры – пластмассы, каучуки, синтетические волокна (капрон, нейлон). Эти материалы используются повсеместно: от упаковки продуктов и одежды до строительства космических кораблей и производства медицинских имплантатов.

• Сельское хозяйство: Производство минеральных удобрений, пестицидов и гербицидов помогло решить проблему голода во многих регионах мира за счет многократного увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

• Энергетика и транспорт: Переработка нефти и природного газа – процессов, изучаемых органической химией, – обеспечивает мир топливом (бензином, дизелем, керосином), которое является основой функционирования современного транспорта и промышленности.

Разрушительная роль органической химии:

• Загрязнение окружающей среды: Массовое производство пластика привело к глобальной проблеме загрязнения Мирового океана и суши. Многие органические отходы, например, стойкие органические загрязнители (СОЗ), токсичны и крайне медленно разлагаются в природе. Сжигание ископаемого топлива приводит к выбросам парниковых газов, таких как диоксид углерода ($CO_2$) и метан ($CH_4$), что является основной причиной глобального потепления.

• Оружие массового поражения: Знания органической химии были использованы для создания химического оружия (например, иприта, зарина) и мощных взрывчатых веществ (тротила, гексогена), которые унесли множество жизней.

• Наркотические вещества: Синтез и распространение синтетических наркотиков наносит колоссальный вред здоровью людей и является серьезной социальной проблемой.

Таким образом, органическая химия сама по себе не является ни добром, ни злом. Она представляет собой мощный инструмент в руках человека. Результат ее применения – созидание или разрушение – целиком и полностью зависит от целей, ценностей и ответственности тех, кто использует ее достижения.

Ответ: Органическая химия является и созидателем, и разрушителем. Она предоставляет человечеству колоссальные возможности для развития и улучшения качества жизни, но при бездумном или злонамеренном использовании ее достижения могут приводить к катастрофическим последствиям для экологии и самого человека.

Кто виноват в экологических катастрофах – человек или органическая химия?

Возлагать вину за экологические катастрофы на науку, в данном случае на органическую химию, некорректно. Наука лишь открывает законы природы и создает методы для их использования. Это аналогично тому, как винить физику в создании атомной бомбы или металлургию в создании меча. Инструмент не может нести ответственность за то, как его применяют.

Ответственность за экологические проблемы лежит исключительно на человеке и человеческом обществе. Можно выделить несколько ключевых аспектов этой ответственности:

1. Цели применения: Именно человек решает, на что направить научные знания. Например, стремление к сверхприбыли заставляет компании использовать дешевые, но экологически "грязные" технологии производства, пренебрегая современными методами очистки и утилизации отходов.

2. Культура потребления: Глобальное загрязнение пластиком во многом является следствием "общества потребления", которое поощряет использование одноразовых товаров. Выбор каждого отдельного человека – использовать многоразовую сумку вместо пакета, сортировать мусор, отказаться от избыточной упаковки – в совокупности формирует спрос и влияет на производство.

3. Законодательство и контроль: Ответственность государств и международных организаций заключается в создании и обеспечении соблюдения строгих экологических норм и законов, которые бы ограничивали вредные выбросы и стимулировали переход на "зеленые" технологии.

4. Человеческий фактор: Многие техногенные катастрофы (например, разлив нефти с танкера или авария на химическом заводе) происходят не из-за свойств самих химических веществ, а из-за халатности, нарушения техники безопасности, ошибок персонала или износа оборудования – то есть по вине человека.

Органическая химия не только создает потенциальные угрозы, но и предлагает пути решения экологических проблем: разработку биоразлагаемых полимеров, создание более эффективных катализаторов для очистки выбросов, развитие технологий переработки отходов, поиск альтернативных источников энергии. Воспользуется ли человечество этими возможностями, зависит только от него самого.

Ответ: В экологических катастрофах виноват человек, а не органическая химия. Наука является лишь инструментом, а ответственность за последствия его применения, будь то производство токсичных веществ, загрязнение пластиком или выбросы парниковых газов, полностью лежит на человеке, его экономических интересах, уровне культуры, социальной и политической организации.