Химическое загрязнение окружающей среды обусловлено следующими факторами:
1) повышением концентрации биогенных элементов из-за канализационных сбросов и стока с полей удобрений, вызывающих бурное развитие водорослей и нарушение баланса в существующих экосистемах;
2) отравлением воды, почвы и воздуха отходами химических производств;
3) воздействием на воду и почву продуктов сжигания топлива, снижающих качество воздуха и вызывающих кислотные дожди;
4) потенциальным заражением воды, воздуха и почвы радиоактивными отходами, образующимися при производстве ядерного оружия и атомной энергии;
5) выбросами углекислого газа и химических веществ, снижающих содержание озона, что может привести к изменению климата или образованию «озоновых дыр».
Атмосфера - регуляторный механизм биосферы
Атмосфера является одной из главных частей механизма, регулирующего круговорот воды, кислорода, азота, углерода. Значение атмосферы состоит в том, что она служит экраном, защищающим жизнь на Земле от губительных воздействий из космоса. Через атмосферу проникают солнечные лучи - источник жизни. Атмосфера прозрачна для электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 0,52 нм, в которых заключено 82 % всей энергии солнечных лучей, а также для радиоволн с длиной от 1 мм до 30 м. Жесткое коротковолновое излучение - рентгеновские и γ-лучи - поглощается всей толщей атмосферы и не доходит до поверхности Земли.
Особое значение имеет атмосферный озон O 3 , интенсивно поглощающий коротковолновые ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 0,29 нм. Таким образом, атмосфера защищает жизнь на Земле от коротковолновых лучей. Вместе с тем она пропускает инфракрасное излучение Солнца, но благодаря содержащимся в ней озону, углекислому газу и водяному пару непрозрачна для инфракрасного излучения Земли. Если бы эти газы не содержались в атмосфере, Земля превратилась бы в безжизненный шар, средняя температура на поверхности которого была бы -23 °С, в то время как фактически она равна +14,8 °С. Жизнь в той форме, в которой она существует на Земле, возможна лишь при наличии атмосферы со всеми ее физическими и химическими свойствами.
Естественное загрязнение атмосферы можно рассматривать как фактор, способствующий ее регуляторной функции. Поэтому сам термин «загрязнение» здесь является в какой-то мере условным. В атмосферу попадают газы, выделяющиеся в результате горения лесов, извержения вулканов, биохимических реакций. Особенное значение имеет естественная атмосферная пыль. Она образуется при выветривании горных пород, эрозии почв, лесных и торфяных пожарах. В атмосфере она создает ядра конденсации, без которых было бы невозможно образование осадков: снега, дождя.
Искусственное (антропогенное) загрязнение может быть связано с попаданием в атмосферу:
1) твердых частиц (цементная и резиновая автомобильная пыль, пыль горно-металлургических предприятий и т. д.);
2) газообразных веществ (углекислый и угарный газы, оксиды азота и серы, метан и аммиак, углеводороды и другие летучие соединения - бензин, растворители и т. д.);
3) радиоактивных веществ, поступающих в воздух в результате взрывов атомных и ядерных бомб, аварий на атомных электростанциях, добычи урана и использования радиоактивных веществ в различных технологических процессах;
4) свинца и других тяжелых металлов.
Изменение свойств атмосферы в результате ее загрязнения
Искусственное загрязнение оказывает и прямое, и косвенное воздействие на живые организмы. Прямое токсическое действие на организмы оказывают, например, оксиды серы и азота. Оксид серы (IV) SO 2 обладает сильным раздражающим действием на глаза, носоглотку, ткань легких. У растений он разрушает хлоропласты и другие клеточные органоиды. Интенсивность фотосинтеза при этом снижается в 1,5-2 раза. Особенно чувствительны к SO 2 хвойные растения. При концентрации всего одной части SO 2 на миллион частей воздуха всего в течение двух месяцев у пятилетних елей происходит пожелтение и опадение хвои.
Оксиды азота (NO и NO 2) - токсичные соединения, вызывающие раздражение дыхательных путей, а в высоких дозах - отек легких. Кроме этого, оксиды азота и серы образуют в атмосфере азотную и серную кислоты, которые в виде кислотных дождей выпадают вместе с осадками и вызывают гибель наземных растений и водных организмов. Они наносят большой вред архитектурным и скульптурным памятникам из мрамора, разрушают металлические крыши и конструкции - мосты и опоры.
Искусственное загрязнение оказывает косвенное воздействие на атмосферу, изменяя ее свойства. Так, в результате увеличивающегося сжигания топлива и уменьшения площадей, занятых земной растительностью, фотосинтетическая генерация (восстановление кислорода из углекислого газа в результате фотосинтеза) в настоящее время уменьшилась на 30 % по сравнению с предисторическим периодом. Ежегодная убыль кислорода составляет 31,62 млрд т. Если учесть, что в атмосфере содержится 1200 трлн т кислорода, то его количество в атмосфере уменьшается в год на 0,0025 %. Казалось бы, очень немного, но, очевидно, в конце концов встанет вопрос о введении ограничений на потребление кислорода.
Гораздо хуже обстоит дело с озоном. Максимальная его концентрация в атмосфере наблюдается на высоте 20-25 км. Известно, что озон поглощает ультрафиолетовые лучи. При этом он сильно разогревается и препятствует потере тепла нижними слоями атмосферы. Помимо этого, озон, как и углекислый газ, усиленно поглощает инфракрасное излучение Земли. Следовательно, озон не только «спасает» все живое на планете от ультрафиолетовых лучей, но вместе с углекислым газом играет важную роль в тепловом балансе атмосферы и всей Земли.
Накопление углекислого газа и других веществ - причина парникового эффекта (глобального потепления климата).
Озоновый экран разрушается оксидами азота, соединениями хлора и фтора, попадающими в атмосферу в результате распада фреонов, которые широко применяют в холодильной и парфюмерно-косметической промышленности.
Чтобы минимизировать загрязнение атмосферы, необходимо:
1) производить очистку выбросов в атмосферу от твердых и газообразных загрязняющих веществ с помощью электрофильтров, жидких и твердых поглотителей, циклонов и др.;
2) использовать экологически чистые виды энергии;
3) применять малоотходные и безотходные технологии;
4) добиваться уменьшения токсичности автомобильных выхлопных газов путем совершенствования конструкции двигателей и применения катализаторов, а также совершенствовать существующие и создавать новые электромобили и двигатели, работающие на водородном топливе.
Охрана водных ресурсов
Загрязнение воды стало грозной опасностью для человечества. Рассмотрим основные виды загрязнений.
Загрязнение твердыми частицами происходит при попадании в водоемы песка, глины, шлаков, пустой породы и других твердых отходов добывающей, металлургической, химической и строительной промышленности.
Загрязнение минеральными веществами:
1) соединениями металлов (высокотоксичными - свинцом, ртутью, редкоземельными - кадмием, селеном, литием и др.), в результате чего при превышении предельно допустимой концентрации (ПДК) у людей поражаются органы слуха, зрения, нервная система, возможны случаи паралича и рождения детей с различными физическими и психическими аномалиями;
2) минеральными удобрениями, в результате попадания которых в водоемы наблюдается эвтрофикация, то есть неумеренное разрастание водной растительности (например, водоем со зловонной зеленой жижей).
Загрязнение органическими веществами промышленного происхождения, входящими в состав стоков химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других отраслей промышленности. Среди таких веществ встречаются фенол, диоксин, СМС.
Загрязнение нефтью и ее производными. Одна тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, способна занять площадь в 12 км 2 , а 1 л нефти может сделать непригодными к употреблению 1 млн л воды, то есть столько ее, сколько бы хватило для семьи из 4 человек в течение 20 лет. Нефтяная пленка представляет собой преграду для газообмена между водой и атмосферой. Она препятствует поглощению водой кислорода и углекислого газа, вызывая гибель планктона. Эта пленка представляет собой большую опасность для морских птиц и животных. Оперение птиц, вымазанное нефтью, теряет свои водонепроницаемые свойства, что приводит к их гибели.
Органические вещества биологического происхождения содержатся в бытовых и животноводческих стоках. Попадая в водоемы, эти стоки делают воду непригодной для питья, вызывают гибель рыбы, являются причиной эвтрофикации.
Пестициды, как и тяжелые металлы, двигаясь по трофической цепи: фитопланктон → зоопланктон → мелкие рыбы → крупные рыбы, достигают в теле последних такой концентрации, которая может быть смертельной для человека.
Кардинальным решением проблемы борьбы с загрязнением водной среды (гидросферы) был бы полный переход на безопасные технологии, при которых исключался бы сброс каких-либо стоков, а также разработка технологий с минимальным потреблением воды.
Но разработка и внедрение малоотходных технологий дорогостоящи и сложны, поэтому первоочередное значение приобретает процесс очистки сточных вод, включающий:
1) очистку и обеззараживание бытовых и животноводческих стоков;
2) очистку стоков от последствий обслуживания автотранспорта и сельскохозяйственной техники;
3) очистку стоков, содержащих нефтепродукты. Перспективны способы очистки воды от нефтепродуктов с помощью микроорганизмов и растений. Известны микроорганизмы, способные питаться углеводородами. Эксперименты, проведенные с использованием грибков Candido lipolitica, показали, что небольшие водоемы могут быть очищены от нефти за 5-6 дней.
Охрана земельных ресурсов
Эрозия (от лат. erodere - разъедание) понижает плодородие почвы. Это явление, которое принесло и приносит человечеству страшные беды. На образование плодородного слоя почвы уходят тысячелетия, уничтожен он может быть за 15-20 лет, а при сильных ураганах и ливнях - за несколько дней или часов. Существует два основных вида эрозии - водная и ветровая.
Борьба с ними включает комплекс мероприятий:
1) лесонасаждение;
2) агротехнические приемы, например, создание долголетних культурных пастбищ, снегозадержание, внесение органических (но не минеральных) удобрений;
3) почвозащитную систему земледелия, заключающуюся в безотвальной вспашке и оставлении стерни на поверхности почвы;
4) создание и внедрение почвозащитного земледелия, препятствующего технической эрозии, которая возникает как результат непосредственного разрушения слоя почвы техническими средствами, в основном колесами и гусеницами машин;
5) недопущение загрязнения почвы остатками строительных деталей (панелей, блоков, кирпичей, золы, шлака), нефтью и нефтепродуктами, веществами, попадающими в почву из атмосферы (соединениями свинца, мышьяка, ртути, меди и т. д.);
6) правильное применение удобрений и пестицидов. Около 20 %, а иногда и 50 % удобрений не усваиваются растениями и остаются в почве тяжелым грузом для ее биоценоза. Пестициды могут попасть в почву и нарушить сложившиеся в ней трофические связи.
Справочный материал для прохождения тестирования:
Таблица Менделеева
Таблица растворимости
Беленькая Инна
РЕФЕРАТ:
«Химия и охрана окружающей среды»
Скачать:
Предварительный просмотр:
МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 7»
РЕФЕРАТ:
«Химия и охрана окружающей среды»
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛА: УЧЕНИЦА 11 КЛАССА БЕЛЕНЬКАЯ ИННА
УЧИТЕЛЬ: ПАНАЭТОВА СОФЬЯ ИЛЬИНИЧНА
2015
СТ. ЕССЕНТУКСКАЯ
С давних пор люди стремятся познать мир, в котором живут, с которым постоянно взаимодействуют, откуда черпают все необходимое для жизни.
Земля, вода, воздух образуют как бы сферические оболочки, покрывающие земной шар, они и получили название литосферы, гидросферы и атмосферы. Наиболее специфическая и важная сфера, где обитает все живое, получила название «биосфера» (от греческого – жизнь и шар). Согласно учению выдающегося ученого академика В.И. Вернадского, в биосфере живое вещество и среда обитания связаны и взаимодействуют между собой, образуя целостную и динамическую систему. Так, появление в давние времена зеленых хлорофилловых растений привело к полному изменению химического состава атмосферы. А это, в свою очередь, явилось предпосылкой всей последующей эволюции жизни на Земле.
В.И. Вернадский впервые сформулировал идею о том, что человеческий фактор в развитии биосферы стал главенствующим, что деятельность людей даже там, где она еще незначительна, растет со скоростью, превышающей скорость развития эволюции природы. Поэтому в современных условиях учение о биосфере приобрело важное практическое значение. Общество с его постоянно растущими техническими возможностями, если оно заботится только о сегодняшнем дне и берет от природы слишком много, не учитывая ее ограниченную способность к восстановлению и воспроизводству своих ресурсов, может нарушить целостность биосферы.
Биосфера устроена очень сложно. Множеством нитей связанны организмы между собой неживой материей. Разрыв любых связей или, наоборот, их искусственное усиление – причина угрозы биосферы.
«Все живое происходит от живого» - установил итальянский врач Ф.Реди еще в XVII веке. В.И. Вернадский отмечал, что этот принцип не имеет абсолютного значения, а отражает лишь определенный эмпирический опыт, справедливый для известных нам физико-химических условий. Когда-то в прошлом, при иных условиях, этот принцип был нарушен. Согласно гипотезе академика А.И. Опарина, выдвинутой еще в 1924 г., жизнь на земле возникла на определенной ступени эволюции. Взаимодействие первичной атмосферы и первичного океана при тогдашних физико-химических условиях привело к образованию беловых тел, их сгустков и частиц, обладавших способностью к поглощению веществ из внешней среды из внешней среды. Затем, потребовалась длительная эволюция, чтобы возникли простейшие организмы. В последние 30 лет не раз ставились опыт, в которых моделировалась первичная атмосфера. Пи различных физических условиях, включая электрический разряд, в этих опытах неизменно образовывались белковые соединения.
Жизнь – это «способ существования белковых тел». Жизнь не могла возникнуть и затем длительное время существовать как один какой-либо вид организмов, из которого потом в ходе эволюции появилось все остальное. Знание роли живого вещества заставляет предполагать одновременное (в геологическом масштабе времени) образование группы простейших одноклеточных организмов. Эти организмы могли выполнять различные биогеохимические функции и сформировать биосферу. Из этих простейших организмов эволюционным путем возникли все остальные организмы, которые существовали затем только в пределах биосферы.
Биосфера состоит из косного и живого вещества. Косное вещество, слагающееся из различных химических соединений и минералов, за исключением созданных человеком. Живое вещество, напротив, постоянно меняется и обновляется. Живой мир палеозоя резко отличается от живого мира нашего времени. Появление жизни на нашей планете – это и есть появление на ней биосферы.
Последние данные палеонтологии указывают на необычайную древность зарождения жизни. Уже примерно через 500 млн. лет после образования Земли появились предки сине-зеленых водорослей. Они были способны к фотосинтезу, т.е. к усвоению солнечней энергии. Время зарождения жизни время образования нашей планеты состоят не столь уж далеко друг от друга.
Термин «экология» (от греческого – жилище и наука) введен немецким биологом Э.Геккелем в 1866 г. Экология – наука об отношениях растительных и животных организмов и их популяций друг с другом и со средой обитания. Экология развивалась в двух направлениях. Представители одного из них исследовали биосферу без учета воздействия человека. Другие ученые включали человека и его деятельность в свою область исследований.
Первое направление в экологии явилось исключительно плодотворным при изучении животного в растительного мира. Второе приобрело особенно важное значение в наше время, для познания современных взаимоотношений человека с окружающей средой. В этом смысле экология выходит далеко за рамки биологической науки Современный ученый- эколог, наряду с биологией, обязан овладеть целым рядом научных дисциплин – геофизикой, технологией и т.д.
Воздух – один из основных элементов среды – необходим всему живому на земле. Без пищи человек обходиться пять недель, без воды- пять дней, без воздуха – пять минут. Но нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и его определенной чистоты. От качества воздуха зависят здоровье людей, состояние животного растительного мира, прочность и долговечность любых конструкций знаний, сооружений. Загрязненный воздух – источник загрязнения вод, суши, морей, почв.
Атмосферный воздух – необходимый природный ресурс. Кислород, входящий в состав атмосфер, используется живыми организмами в процессе дыхания, он применяется при сжигании любого топлива в различных производственных установках и двигателях. Атмосфера – важный путь сообщения, используемый авиацией. Основной потребитель воздуха в природе – флора и фауна земли. Подсчитано, что весь воздушный океан проходит через земные живые организмы, включая человека, примерно за десять лет.
Очень долгое время люди считали воздух простым веществом. И только в XVIII веке французский ученый Лавуазье установил, что воздух является механической смесью различных газов. Атмосфера – газовая оболочка Земли. Она регулирует тепловой режим Земли, способствует перераспределению тепла по земному шару. Лучистая энергия Солнца – практически единственный источник теплоты для поверхности Земли. Она определяет и световой режим Земли. Лучистая энергия Солнца частично поглощается атмосферой. Достигая поверхности Земли, энергия частично поглощается почвой и водоемами, морями и океанами, частично отражается в атмосферу.
Нетрудно представить себе, каким был температурный режим Земли, если бы не было атмосферы: ночью и зимой она бы сильно охлаждалась за счет собственного излучения, а летом и днем перегревалась за счет солнечной энергии, радиации. Так происходит, например, на Луне, где нет атмосферы.
Атмосфера защищает и от «звездных осколков». Размеры метеоритов в подавляющем большинстве не превышают величины горошины. С огромной скоростью они под влиянием земного притяжения врезаются в атмосферу планеты, раскаляются за счет трения о воздух и на высоте около 60-70 км большей частью сгорают. Если бы отсутствовала атмосфера, на Землю падали бы и крупные космические осколки. Когда число частиц, вторгшихся в атмосферу Земли, особенно велико, создается впечатление «звездного дождя». Суеверные люди считали его «небесным знамением». На самом деле в этом нет ничего сверхъестественного.
Наличие воздушной оболочки придает нашему небу голубой цвет, т.к. молекулы основных элементов воздуха и различные примеси, содержащиеся в нем, рассеивают главным образом лучи с короткой длиной волны, т.е. фиолетовые, синие и голубые. Это зависит от количества и размеров примесей в атмосфере.
Все процессы, развивающиеся в атмосфере, осуществляются за счет энергии, получаемой Землей от Солнца. Благодаря ей, ежегодно с поверхности Земли испаряются многие миллиарды тонн воды. Атмосфера выполняет чрезвычайно важную роль перераспределения влаги на земном шаре. Поступившая в атмосферу в виде пара вода переносится на огромные расстояния и за тем снова выпадает на Землю.
Воздушный океан обладает способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Аэрозоли вымываются из атмосферы осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы, а также вследствие гравитации. Процессы самоочищения атмосферы связаны не только с выпадением осадков и образованием нисходящих потоков, но и с другими метеорологическими явлениями.
Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически. Отходы производства выбрасывались в воздух в расчет на то, что все они, в конечном итоге, будут обезврежены и переработаны самой природой. При этом не возникало и мысли о наносимом ей ущербе. Казалось, что, как ни велика общая масса отходов, она незначительна по сравнению с защитными ресурсами. Однако при прогрессирующем росте загрязнений становится очевидным, что природные системы самоочищения рано или поздно не смогут выдержать такой натиск. Способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы. Если они будут превышены, то самоочищение в атмосфере не приведет к полному рассеиванию и разложению примесей. Поэтому большие объемы вредных выбросов в атмосферу вызывают целый ряд неблагоприятных последствий.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются автомобили и другие виды транспорта, а также промышленные предприятия.
Выбросы автотранспорта, составляющие около половины атмосферных выбросов антропогенного происхождения, образуются из выбросов двигателя и стартера автомашины, продуктов износа механических частей, покрышек и дорожного покрытия. В состав выбросов помимо азота, кислорода, диоксида углерода и воды входят такие вредные компоненты, как оксид углерода, углеводороды, диоксиды азота и серы, а также твердые частицы.
К числу вредных компонентов относятся и твердые выбросы, содержащие свинец и сажу, на поверхности которой адсорбируются циклические углеводороды, ряд которых, согласно новейшим данным, обладает канцерогенными свойствами.
Предприятия металлургической, химической, цементной и других отраслей промышленности выбрасывают в атмосферу огромное количество золы, сернистых и других вредных газов, выделяющихся при различных технологических производственных процессах.
Загрязнение окружающей среды, и в особенности воздуха, выбросами промышленных предприятий, автомобильного транспорта вызывает в последние годы все большее беспокойство людей во многих странах. В декабре 1984 г. в индийском городе Бхопал в результате утечки почти 40 тонн ядовитого газа на заводе американской компании «Юнион карбайд» погибли более 2,5 тысяч человек и свыше 50 тысяч получили тяжелые отравления. Специалисты, участвовавшие в расследовании, подчеркивают, что американская монополия грубо нарушила технологические нормы при сооружении химического комбината в Бхопале. Его объекты не были оборудованы системой предупреждения утечки ядовитых веществ. Завод строился в нарушении норм охраны окружающей среды.
Атмосферный воздух, как уже отмечалось, принадлежит к числу основных компонентов окружающей природной среды. С чистотой воздуха связаны здоровье человека, состояние животного и растительного мира.
Почва – особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Важнейшее ее свойство – плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений.
Природное плодородие имеет различный уровень, зависящий от состояния и свойств почвы и факторов почвообразования. Земля – важнейшее богатство общества, она не только главное средство производства в сельском хозяйстве, но и базис размещения и развития всех отраслей народного хозяйства. С давних пор люди ласково и уважительно называют земля – матушка, кормилица и поилица.
Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой части. В твердой части преобладают минеральные вещества. Твердые частицы заполняют не весь объем почвенной массы, а лишь некоторую ее часть. Другую часть составляют поры – промежутки различного размера и формы между частичками и их агрегатами. В порах находится почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывно меняется: чем больше поры заполнены влагой, тем затруднительнее газовый обмен между почвой и атмосферой, тем медленнее протекают в почвенной массе процессы окисления и быстрее процессы восстановления.
Минералогический состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. В состав минеральных веществ входят: кремний, алюминий, железо, калий, магний, кальций, фосфор, сера, значительно меньше содержится молибдена, бора, фтора и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме.
В состав твердой части почвы входит органическое вещество, основная часть которого представлена гумусом. Гумус (перегной) – органическое вещество почвы, образующееся за счет разложения растительных и животных остатков и продуктов жизнедеятельности. В состав органического вещества входят такие соединения, содержащиеся в растительных и животных остатках: клетчатка, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.д. При разложении органических веществ содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником питания растительного организма.
Жидкая часть почвы, т.е. почвенный раствор, - активный компонент почвы, осуществляющий перенос веществ внутри нее, вынос из почвы и снабжение растений водой и растворенными элементами питания.
Газообразная часть – почвенный воздух. Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов и представителей многих групп беспозвоночных животных – простейших, червей, моллюсков, насекомых и др. Он является важнейшим звеном всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом.
В связи с широким использованием удобрений обостряется проблема загрязнения окружающей среды, с которой уже столкнулись страны с высокоинтенсивным сельхозпроизводством.
Наибольшую опасность представляют азотные удобрение вследствие большой подвижности нитратного азота. Они легко вымываются и загрязняют водоемы и грунтовые воды. На долю сельскохозяйственного производства приходится не менее половины связанного азота, поступающего в водоемы.
Нитраты накапливаются выше допустимых норм не только в воде, но и в растениях – как в продовольственных, так и в кормовых. Если сами по себе нитраты не представляют собой опасности для здоровья человека и животных, то образующиеся в них нитраты высоко токсичны, в частности вызывают тяжелое заболевание крови у детей. Из нитратов могут образоваться нитро амины, обладающие канцерогенным эффектом.
Менее опасны фосфорные удобрения. Ион фосфата малоподвижен, прочно закрепляется в почве и практически нетоксичен для человека и животных. Основным источником загрязнения водоемов фосфором является не сельское хозяйство, а промышленные и бытовые стоки. Доля сельского хозяйства в загрязнении вод фосфором не превышает 10-15%. Особенно массивным источником загрязнения этим элементом стали в последнее время моющие средства, содержащие полифосфаты. Значительное накопление фосфата в водоемах также способствует эвтрофикации водоемов.
Специфическая особенность фосфорных удобрений заключается в том, что применение их в больших дозах приводит к накоплению в почве других нежелательных элементов: стабильного стронция, фтора, естественных радиоактивных соединений урана, радия, тория.
Третий основной элемент питания растений – калий – не оказывает существенно вредного влияния на окружающую среду. Однако с калийными удобрениями вносится много хлора, поступление которого в грунтовые воды также нежелательно.
Перестройка агрохимической службы страны, создание агрохимических центров открывает новые возможности в повышении эффективности использования туков, позволяют лучше организовать их хранение, транспортировку и внесение в почву. Одна из профилактических мер – применение удобрений в соответствии с рекомендациями, которые разрабатываются применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям. Для всех хозяйств ежегодно составляются научно обоснованные планы рационального использования органических и минеральных удобрений. Установлен также постоянный контроль за уровнем загрязнения окружающей среды удобрениями, применяемыми в сельском хозяйстве. Такой контроль возложен на специальные отделы, созданные в агротехнических лабораториях и станциях химизации, оснащенных необходимыми приборами и лабораторным оборудованием.
Вода – основа всей жизни на Земле. Водяной пар, находящийся в атмосфере, пропускает большую часть солнечных лучей и задерживает тепловое излучение Земли в мировое пространство, регулирует тепловой баланс планеты. Вода обладает высокой теплостойкостью. Накопление тепла в гидросфере летом и отдача его зимой смягчает климат Земли.
Вода в природе находится в твердом, жидком и газообразном состоянии. Вода разрушает горные породы, растворяет неорганические соединения и переносит их на большие расстояния. Большинство биохимических и биофизических процессов, связанных с обменом веществ в живых организмах, могут протекать только при наличии водной среды. Вода – единственный источник кислорода, поступающего в атмосферу при фотосинтезе. Вода входит во все ткани и клетки живых организмов. Она является наилучшим растворителем. Вода – единственное в природе минеральное вещество, которое нельзя заменить другими веществами. Вода – один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил, важнейшее свойство производства. Она играет огромную роль в жизни человека.
В круговороте воды в биосфере суммарное испарение уравновешивается выпадением осадков. Удаление некоторого количества водорода в космос компенсируется в основном за счет ювенильной воды (подземной воды, поднимающейся на поверхность из магматических очагов). С поверхности океана испаряется больше воды, чем поступает с осадками. «Лишние» осадки, выпавшие на сушу, питают ледники, пополняют грунтовые воды и реки и возвращаются со стоком воды в океан. Часть воды расходуется на транспирацию растений.
В морях, реках и озерах ведется рыбный промысел. Флора и фауна рыбных водоемов нашей страны весьма богата и разнообразна. В них вылавливают около 250 видов рыб.
С помощью воды намываются плотины. По воде путешествуют, сплавляют лес. Без чистой воды немыслима жизнь на земле, поэтому защита водных ресурсов от загрязнения и истощения является одной из важнейших задач современности.
Большую роль вода играет в жизнедеятельности человека. У взрослого человека вода составляет более половины массы тела.
Ни один жизненный процесс в организме человека или животного не может совершаться без воды. Важной составной частью каждой летки является вода. В одной среде протекают жизненно важные функции организма. Если без пищи человек может существовать 50 и более суток, то без воды смерть наступает через 5 дней.
Основная причина загрязнения водных бассейнов – сброс в воемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйством.
Загрязнения, поступающие в сточные воды, условно можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворимые примеси. По совей природе загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные, биологические.
Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и др. веществами.
Органические загрязнения, в свою очередь, подразделяются по происхождению на растительные и животные. Растительные органические загрязнения представляют собой остатки растений, бумаги, растительное масло и т.д. загрязнения животного происхождения – физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и др.
К бактериальным и биологическим загрязнениям относятся различные микробы, микроорганизмы, в частности, дрожжевые и плесневые грибы, мелкие водоросли, бактерии. Бактериальные и биологические загрязнения характерны для бытовых сточных вод и для сток некоторых промышленных предприятий. Среди последних необходимо строго указать на бойни, кожевенные заводы, фабрики первичной обработки шерсти, меховые производства, биофабрики, предприятия микробиологической промышленности и т.д.
Источниками загрязнения подземных вод могут быть:
Места хранения и транспортировки промышленной продукции и отходов производства;
Места хранения (аккумуляции) коммунальных и бытовых отходов;
Сельскохозяйственные и другие угодья, на которых применяют удобрения, пестициды и др. химические вещества;
Загрязненные участки водоносного горизонта, естественно и искусственно связанного со смежными водоносными горизонтами;
Загрязненные участки поверхностных водных объектов, питающих подземные воды;
Участки инфильтрации загрязненных атмосферных осадков;
Промышленные площадки предприятий, поля фильтрации, буровые скважины и др. выработки.
Источником загрязнения подземных вод могут быть атмосферные осадки, загрязняющиеся на территориях, занятых промышленными отходами, солеотвалами, на участках хранения нефтепродуктов, сырья и готовой продукции предприятий химической промышленности, складов ядохимикатов и удобрений.
Попадание загрязняющих веществ в подземные воды из источников загрязнения должно быть исключено. При загрязнении и опасности загрязнения подземных вод объем и способ наблюдений за их режимом или качеством определяются в зависимости от значения и вида водопользования, а также с учетом возможных последствий загрязнения.
Главный загрязнитель океана – нефть. Почти половину ее приносят в океан реки и сточные воды расположенных на побережье предприятий и городов.
Один из самых неприятных результатов антропогенного воздействия на океан – перепроизводство фитопланктона, микроскопических водорослей. Этот процесс может быть вызван разными видами загрязняющих веществ: нефтью, бытовыми и сельскохозяйственными стоками – своего рода удобрениями. В загрязненной воде начинают безудержно размножаться один какой-либо вид водорослей, чаще всего сине-зеленые, заполняющие иногда огромные пространства. Жизненный цикл их очень короток – около месяца. Столь же массово они отмирают, опускаются на дно и разлагаются, поглощая кислород. При резко выраженном дефиците кислорода полностью гибнет донная фауна – рачки, моллюски, прочие беспозвоночные.
Охрана морей и океанов не может ограничиться национальными рамками. Необходимо строгое международное сотрудничество, которая дает возможность разработать научно обоснованную стратегию охраны океана от загрязнений. Несомненно, совместные усилия разных стран внесут значительный вклад в сохранение богатств океана на благо всего человечества.
При исследованиях, разведке и разработке естественных богатств континентального шельфа предусматриваются охранные мероприятия по предотвращению ограничения условий морского водопользования вследствие загрязнения шельфа и водной среды над ним промышленными и бытовыми сбросами сточных вод, радиоактивными веществами и другими отходами производства. Данные мероприятия в каждом конкретном случае подлежат согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы в части, касающейся санитарной охраны прибрежных вод морей.
Итак, развитие человеческого общества невозможно без взаимодействия с окружающей средой. Люди преобразуют природу, получают от нее все необходимое для жизни: энергию, продукты питания, различные материалы. Природа удовлетворяет и эстетические потребности людей. Но этот прогресс может обернуться для человечества иной стороной. Достигнутые благополучие и комфорт могут оказаться опасной иллюзией, если не позаботиться о сохранении нашей биосферы. Для этого требуются обширные знания в области экологии и широкое применение этих знаний во всех отраслях хозяйственной деятельности.
Сейчас уже ясен путь, который позволит человечеству избежать экологического тупика своего развития. Это безотходные и малоотходные технологии, превращение отходов в полезные ресурсы. Но потребуются десятилетия для повсеместного воплощения этой идеи в жизнь. И совершить это под силу только тем, кто вооружен экологическими знаниями.
Заповедь, которой должны руководствоваться люди, хорошо выражена в сказке Сент-Экзюпери: «Есть такое твердое правило: встал поутру, умылся, привел себя в порядок – и сразу же приведи в порядок свою планету» .
1 слайд
2 слайд
В наши дни проблема охраны окружающей среды чрезвычайно возросла в связи с воздействием человека на природу. Производственная деятельность человека нанесла биосфере серьезный урон. Загрязнение окружающей среды в нашем сознании связывается с отравлением воды, воздуха, земли, которое может влиять на здоровье и самочувствие человека. Однако химическое загрязнение чревато и косвенными эффектами.
3 слайд
Химическое загрязнение окружающей среды обусловлено следующими факторами: повышением концентрации биогенных элементов из-за канализационных сбросов и стока с полей удобрений; отравлением воды, почвы и воздуха отходами химических производств; воздействием на воду и почву продуктов сжигания топлива, снижающих качество воздуха и вызывающих кислотные дожди; потенциальным заражением воздуха, воды и почвы радиоактивными отходами; выбросами углекислого газа и химических веществ, снижающих содержание озона, что может привести к изменению климата или образованию «озоновых дыр».
4 слайд
Охрана атмосферы от химического загрязнения Атмосфера служит экраном, защищающим жизнь на Земле от губительных воздействий из космоса. Она регулирует круговорот воды, кислорода, азота, углерода. Чтобы минимизировать естественное и антропогенное загрязнения атмосферы, необходимо: производить очистку выбросов в атмосферу от твердых и газообразных загрязняющих веществ с помощью электрофильтров, жидких и твердых поглотителей, циклонов и др.; использовать экологически чистые виды энергии; применять малоотходные и безотходные технологии; добиваться уменьшения токсичности автомобильных выхлопных газов путем совершенствования конструкции двигателей и применения катализаторов, а также совершенствовать существующие и создавать новые электромобили и двигатели, работающие на водородном топливе.
5 слайд
Охрана водных ресурсов Без воды невозможно было бы существование биосферы, то есть жизни на Земле, поскольку круговорот веществ и энергии в биосфере возможен только с участием воды. Загрязнение воды стало грозной опасностью для человечества. Источниками загрязнений являются твердые частицы, минеральные вещества, органические вещества промышленного и биологического происхождения, нефть и её производные пестициды и др.. Первоочередным значением в решении проблемы загрязнения гидросферы является процесс очистки сточных вод, включающий: очистку и обеззараживание бытовых и животноводческих стоков; очистку стоков от последствий обслуживания автотранспорта и сельскохозяйственной техники; очистку стоков, содержащих нефтепродукты.
6 слайд
Охрана земельных ресурсов Почва - тонкая пленка, покрывающая часть суши, толщина которой колеблется от 1,5 – 2 см до 2 м. Эрозия понижает плодородие почвы. Борьба с водной и ветровой эрозиями включает комплекс мероприятий: лесонасаждение; агротехнические приемы (создание долголетних культурных пастбищ, снегозадержание, внесение органических удобрений); почвозащитная система земледелия; создание и внедрение почвозащитного земледелия; недопущение загрязнения почвы остатками строительных деталей, нефтью и нефтепродуктами, веществами, попадающими в почву из атмосферы; правильное применение удобрений и пестицидов.
7 слайд
Республика Башкортостан, Бирский р-н, с. Бахтыбаево, ул. Ленина, 56 Выполнила ученица 11 класса МБОУ СОШ с. Бахтыбаево Муратшина Татьяна
Введение
Предмет химии окружающей среды. Значение химии окружающей среды в понимании вопросов превращения химических элементов в природе, их роли в , проблемы сохранения среды обитания. Место и роль химии окружающей среды в системе наук о природе.
Химия биосферы
Понятие биосферы. Роль биосферы в химии Земли. Фотохимический синтез. Его основные стадии. Биогеохимические процессы. Антропогенные нарушения биогеохимического круговорота элементов в природе и экологические последствия, вызванные этими нарушениями.
Демонстрация
Схемы круговорота в природе углерода, серы, .
Химия атмосферы
Состав атмосферы Земли. Химические реакции в атмосфере. Химия атмосферного озона.
Основные источники загрязнения атмосферы. Фотохимический смог. Парниковый эффект. Проблемы загрязнения атмосферного воздуха Эстонии. Охрана атмосферы.
Демонстрация Круговорот кислорода в природе.
Химия гидросферы
Вода в природе. Строение льда. Способность воды растворять вещества. Состояние в воде катионов и анионов. Гидратная оболочка ионов.
Роль воды в круговороте веществ в природе. Растворимость в воде кислорода. Биохимическая потребность в кислороде. Основные источники загрязнения гидросферы. Металлы загрязнители водной среды, органические соединения – токсиканты, источники их поступления. Охрана гидросферы Проблемы загрязнения вод Эстонии
Практические работы
1. Физико-химические свойства вод РМ: рН, запах, мутность, цветность и т. д.
2. Определение гидрокарбонат ионов, катионов кальция и магния.
3. Определение общего содержания примесей.
Химия литосферы
Химические элементы и их минералы в земной коре. Состояние природных ресурсов Эстонии. Проблема рециркуляции элементов в земной коре.
Загрязнение почвы пестицидами, отходами промышленной переработки.
Проблемы переработки мусора.
Демонстрация
Минералы и горные породы.
Практические работы
1. Определение нитратного азота в овощах и фруктах.
2.Определение кислотности почв.
Хемосфера
Токсичные вещества хемосферы. Стандарты качества среды
Роль кислородосодержащих соединений в живых организмах Биологическая роль спиртов, альдегидов и карбоновых кислот. Понятие о мутагенной и канцерогенной активности. Токсическое действие кислородсодержащих соединений. Биотрансформация.
Загрязнение окружающей среды кислородсодержащими соединениями
Антропогенные источники поступления кислородсодержащих соединений в окружающую среду – промышленность, автотранспорт, . Последствия загрязнения природной среды кислородсодержащими соединениями. Изменения метаболизма у теплокровных животных. Заболевания человека, вызванные воздействием кислородсодержащих соединений на организм.
Практические работы
1. Качественные реакции на спирты, альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты.
2. Действие кислородсодержащих соединений на биологические объекты.
Пути выхода из экологических ситуаций, обусловленных техногенными выбросами, содержащими кислородсодержащие соединения: улавливание и использование выбросов, переработка твердых отходов, повторное в технологический процесс очищенных стоков, разработка и внедрение безотходных технологий, контроль качества продукции, подбор экологически безопасных компонентов СМС.
ХИМИЯ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА Презентацию подготовили: Доценко Анна, Воробьёв Даниил, Кудяков Влад ОПРЕДЕЛЕНИЕ Химия окружающей среды - раздел химии, изучающий химические превращения, происходящие в окружающей природной среде ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ Химия окружающей среды включает в себя более узкие разделы химии, такие, как геохимия, химия почв, гидрохимия, химия атмосферы, химия природных соединений органического происхождения и др. Химия окружающей среды изучает химические процессы во всех оболочках Земли, в том числе в биосфере, изучает миграции и превращения всех химических соединений, в том числе природных и антропогенных загрязнителей. Химия окружающей среды изучает химические процессы в комплексе - источники поступления и миграцию химических веществ в земных оболочках, их трансформацию, стоки из земных оболочек («глобальные циклы»), взаимодействие соединений и элементов между собой; служит основой для разработки и совершенствования методов защиты окружающей среды от загрязнений и т. п. Этот раздел химии тесно связан со многими другими науками, в том числе с экологией, геологией и др. ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ Большую роль в защите окружающей среды от химических загрязнений начинает играть международное сотрудничество. В 1970-е в озоновом слое, защищающем нашу планету от опасного действия ультрафиолетового излучения Солнца, было обнаружено снижение концентрации О3. В 1985 многие страны договорились о защите озонового слоя. Обмен информацией и совместные исследования изменений концентрации атмосферного озона продолжаются. ЗАГРЯЗНЕНИЕ НА ПРИМЕРЕ АВТОМОБИЛЯ Автомобиль сжигает огромное количество ценных нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Поскольку основная его масса сконцентрирована в крупных и крупнейших городах, воздух не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов. КАКИЕ МОГУТ БЫТЬ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКР. СРЕДЫ? Наилучшим решением проблемы загрязнения окружающей среды были бы безотходные производства, не имеющие сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов. Однако безотходное производство сегодня и в обозримом будущем принципиально невозможно, для его реализации нужно создать единую для всей планеты циклическую систему потоков вещества и энергии. ЕДИНСТВЕННЫЙ ПУТЬ Пока единственным путем существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), а отходы не приводят к необратимым изменениям природы.