Химия и экология кратко

Обновлено: 05.07.2024

Химия и экологические проблемы окружающей среды …………. 5 стр.

1. Антропогенные загрязнения . Виды загрязнителей и степень их

воздействия на окружающую среду……………………………………………………. . 5 стр.

1.1. Химическое производство и энергетика………………. 5 стр.

2. Химико-экологические проблемы и охрана окружающей среды. 7 стр.

2.1. Химико-экологические проблемы и охрана атмосферы……………. 7 стр.

2.2. Химико-экологические проблемы и охрана стратосферы. …. 11 стр.

2.3. Химико-экологические проблемы и охрана гидросферы и

2.4. Вредное влияние окружающей среды на здоровье человека…………………. .13 стр.

Список использованной литературы …………………………………….. 18 стр.

В настоящее время, в период после перехода России к рыночной экономике, природопользование в целом и охрана окружающей среды, в частности, находятся в глубоком кризисе.

Изучая литературу, я пришла к выводу, что знания людей в этой области довольно обширны. Но, несмотря на большое количество информации, многие вопросы нам предстоит разработать детально. Отсюда вытекает несколько противоречий:

- между необходимостью теоретических знаний в этой области и их недостаточностью;

- между необходимостью навыков исследовательской деятельности и их отсутствием;

- между потребностью владеть экологическими знаниями и отсутствием экологической культуры.

Актуальность нашего исследования определяется его научным значением, связанным с химико-экологическими проблемами и охраной окружающей среды, антропогенными загрязнениями, личностно-значимыми мотивами, прикладным значением, связанным с разработкой и реализацией методов определения предельно допустимых концентраций веществ в воде, продуктах растениеводства.

Цель моей исследовательской работы: исследование химико- экологические проблем и основных направлений защиты окружающей среды, влияния загрязнений на здоровье человека.

Объект исследования: химико-экологические проблемы окружающей среды.

Предмет исследования: антропогенные загрязнения , степень их воздействия на окружающую среду.

Адекватно цели, объекту и предмету исследования были сформулированы основные задачи исследования:

– Проанализировать научно-методическую литературу по данной проблеме.

– Выяснить влияние антропогенных загрязнений на растения и организм человека.

– Определить меры, способствующие охране окружающей среды.

– Разработать рекомендации по возможному уменьшению содержания веществ – загрязнителей в окружающей среде.

1. Изучение литературы по проблеме.

2. Исследование влияния антропогенных загрязнений на окружающую среду.

3. Выработка рекомендаций по решению химико-экологических проблем и охраны окружающей среды.

В ходе исследовательской работы были использованы следующие методы:

1. Теоретический (анализ и синтез данных литературы по проблеме исследования).

2. Эмпирический (анкетирование, наблюдение, беседа).

3. Метод качественного и количественного анализа экспериментальных данных (статистическая обработка результатов).

4. Экспериментальный (проведены химические эксперименты).

5. Практический (выпущены буклеты).

Химия и экологические проблемы окружающей среды

1. Антропогенные загрязнения . Виды загрязнителей и степень их воздействия на окружающую среду

Большой вред окружающей среде наносит воздействие различных загрязнений. По своей породе загрязнения делятся на физические, химические, биологические. В зависимости от источников загрязнений они могут быть естественными и антропогенными, вызванные человеческой деятельностью в окружающей среде. Степень их воздействия на живые организмы зависит от токсичности и устойчивости загрязнителей.

Физические загрязнения: электромагнитные, радиоактивные, шумовые, тепловые.

Химические загрязнения: отходы и выбросы химических производств, бытовые отходы, вещества – загрязнители (поллютанты) и др.

Биологические загрязнения: загрязнение окружающей среды живыми организмами (бактериями, микробами, насекомыми, растениями и др.) и продуктами их жизнедеятельности, сельскохозяйственные отходы.

Естественные загрязнения вызываются природными процессами (стихийные бедствия, естественные экологические процессы – выветривание горных пород, геохимические круговороты веществ и др.)

Антропогенные загрязнения – это результат хозяйственной жизнедеятельности: энергетика, транспорт, химическое, нефтеперерабатывающее и другое производство, сельское хозяйство, коммунально–бытовые комплексы, потребительское отношение людей к природе и т.д.

Основной причиной загрязнения окружающей среды является антропологический фактор – активная, но не всегда целесообразная деятельность человека. В настоящее время в процесс производства вовлечена практически вся биосфера. Параллельно с научно – техническим прогрессом

возрастает интенсивное использование полезных ископаемых (лесов, угля, нефти, газа, воды, полезных ископаемых и др.). При этом нерациональное природопользование ведёт к загрязнению окружающей среды, истощению ресурсов, эрозии почвы.

Химическое производство и энергетика

Окружающую среду активно загрязняют отходы, выбросы и продукты химических производств.

Существуют разные источники химических загрязнителей окружающей среды: источники металлических токсикантов (Hg, Pb, и др.) и неметаллических загрязнителей воздуха (NO2 и другие оксиды азота, SO2, H3S и прочие вещества), выбрасываемые сернокислотными и металлургическими заводами, процессы сжигания природного газа и т.д. К загрязнителям окружающей среды относятся многие продукты химических производств: хлорорганические соединения (ДДТ и др.), фосфорорганические (карбофос, хлорофос и др.), активные вещества, фенол, неорганические соединения ртути. Причины производственного загрязнения окружающей среды состоят в том, что ряд химических производств использует уже морально устаревшие технологии. В их работе не всегда соблюдаются допустимые технологические режимы и предельно допустимые концентрации выбросов, неэффективно работают очистительные сооружения. Часто непродуманным нерентабельным является размещение производств и использование сырья и энергии. Главным источником разрушительных для природы процессов – экстенсивный путь развития производств, технократическое мышление людей.

Экологические проблемы, обусловленные химическими производствами можно разделить на три группы:

- загрязнение окружающей среды из-за несовершенства технологий и оборудования, несоблюдение режимов химико-технологических процессов и связанных с этим отходов, аварий, выбросов;

- загрязняющее воздействие продуктов производства при их транспортировке и производственном и бытовом использовании;

- проблема утилизация промышленных и бытовых отходов.

Вместе с тем, важно обратить внимание на то, что химическая природа возникновения многих экологических проблем, широкое участие химии в разных областях жизни часто делают её в глазах людей главной виновницей загрязнения окружающей среды и ухудшения здоровья населения, вызывая боязнь ко всему химическому (хемофобию) и убежденность многих людей, что химия – основной источник экологических бед.

Обвиняя химию и химические производства, и их продукты в загрязнении окружающей среды, люди забывают о двойственной роли химии и химической промышленности. С одной стороны, химические производства загрязняют окружающую среду своими отходами, выбросами, опасными продуктами производства. С другой стороны, наука и химическая промышленность, используя уникальную возможность синтезировать вещества, не существующие в природе, создают средства защиты окружающей среды и здоровья человека, средства утилизации отходов. Решается проблема вторичной переработки бытовых отходов, замены опасных, но важных (для промышленности, медицины, сельского хозяйства и других отраслей) веществ более безопасными.

Атомная энергетика загрязняет окружающую среду радиоактивными изотопами (радионуклидами), являющимися источником опасного для человека ионизирующего излучения. При этом нормально работающие АЭС дают добавку к общему радиационному фону лишь 0, 01%, в то время как теплоэнергетика даёт основную массу загрязнителей и является экологически более неблагополучной. Ещё более чистыми являются аккумуляторы солнечной энергии и ветровые микроэлектростанции, но они не могут удовлетворить потребности в электроэнергии.

Химико-экологические проблемы и охрана окружающей среды

Мы живём в биосфере Земли. Биосфера – особая оболочка Земли, представляющая собой совокупность живых организмов, её образующих. Она связана с атмосферой, гидросферой и литосферой. Эту взаимосвязь живой и неживой природы, биогеохимическое содержание установил великий учёный В.И. Вернадский.

Биосфера – это среда обитания, распространения и взаимодействий живых существ с неживой природой и между собой.

Основную роль на этих поверхностях раздела и в самой биосфере играют химические элементы: H, C, N, O, S, P, F, Cl, Al, Si. Первые пять элементов органогены.

Биосфера не только среда, но и продукт жизни. Это подтверждает взаимосвязь живого и неживого в биосфере. Рассмотрение экологических проблем требует интеграции научных знаний химии и биологии, геофизики, географии, социологии и других научных дисциплин.

Химия не остаётся безучастной к биосфере. Продуктами химических производств и другой антропогенной деятельности загрязняются и очищаются разные её компоненты (атмосфера, литосфера и гидросфера). Большое влияние на их химическое загрязнение оказывает и природное явление, в том числе и круговорот веществ в природе. (Приложение 1).

Химико-экологические проблемы и охрана атмосферы

Постоянные компоненты воздуха – азот (78,1%), кислород (20,9%), аргон (0,93%), а также CO2 (0, 03%) и некоторые другие газы.

К переменным компонентам воздуха относятся: водяной пар, следы некоторых атмосферных веществ (озон, вещество биологического и геохимического происхождения, токсичные и ядовитые вещества – продукты антропогенного происхождения). Водяной пар является важной составляющей воздуха. Распределение пара в приземном слое воздуха зависит от времени года, климата, высоты и географического положения местности.

Атмосфера способна к самоочищению и самовосстановлению. Вещества, поступающие в атмосферу естественным путём (продукты жизнедеятельности бактерий и водорослей, вулканические извержения и др.) выводятся из неё благодаря динамическому равновесию в биосфере. Газообразные промышленные и другие антропогенные выбросы, приводящие к сверхнормативному поступлению в атмосферу газов, ведут к нарушению динамического равновесия, к возникновению экологических проблем.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

производства по выработке электроэнергии и ТЭЦ, основанные на сжигании угля, природного газа, нефти.

производства неорганических веществ и металлургии, промышленный неорганический синтез;

коммунально–бытовой сектор (бытовые сбросы, канализация и др.);

Ежегодно в атмосферу сбрасывается 2,3 млрд. тонн вредных примесей:

CO (48,5%), оксиды азота NO, NO2 (15%), SO2 (14,9%), твёрдые частицы (13,6%), углеводороды (8%). Доля промышленных выбросов составляет 14%, транспортных – 44%, тепловых – 20%, продуктов сжигания мусора – 5%, отходов сельского хозяйства и других источников – 17%. Следствием указанных загрязнений являются серьёзные экологические проблемы.

Важнейшие экологические проблемы атмосферы : образование смога (токсичного и фотохимического); загрязнение атмосферы токсикантами; кислотные дожди; разрушение озонового слоя; парниковый эффект.

Смог (от латинского smoke – дым, курение, fog – туман) – это совокупность газообразных, жидких и твёрдых компонентов, образующих токсичный аэрозоль (туман, дым) в приземном слое атмосферы.

В зависимости от состава загрязнения токсический и фотохимический смог.

Токсический смог – это смог, вызванный повышенной концентрацией SO2 в атмосфере. Главным источником SO2 являются: ТЭЦ; газовые выбросы металлургических производств; производство целлюлозы сульфитным методом.

Фотохимический смог – это смесь образуемых посредством окислительно-восстановительных реакций веществ (углеводородов, альдегидов, оксидов азота, кислорода и озона) и вредных выбросов от работы транспортных средств. Взаимодействие этих веществ под действием солнечной радиации ведёт к образованию высокотоксичных соединений, объединяемых общим названием пероксиацилнитраты (ПАН). Они вызывают сильное раздражение дыхательных путей и глаз, так как при контакте с водой образуют различные кислоты и активные радикалы, которые при соприкосновении с живыми тканями повреждают их.

Топливно-энергетический комплекс: состав, значение в хозяйстве, проблемы развития. Тэк и проблемы охраны окружающей среды. Определение по топографической карте направлений и расстояний (2)

. развития. Химическая промышленность и проблемы охраны окружающей среды. От развития химии во многом зависит развитие . из отраслей может вызвать специфические экологические проблемы. Так, развитие добывающей промышленности ведет .

. №1.Экологическая характеристика современного этапа органической химии. №2.Экологические катастрофы. Хемофобия. №3.Экологические проблемы . Октановое число и экологическая безопасность бензина. Загрязнение окружающей среды продуктами горения нефти .

Химия в нашей жизни

Тема Принципы оценки экологического состояния городской среды

Файлы: 1 файл

Химия и экология.doc

Министерство Образования и Наук Украины

Общеобразовательная школа №21

Химия и экология

Как химия влияет на окружающую среду или химическое загрязнение среды промышленностью

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразное и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение окружающей среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

Химическое загрязнение биосферы.

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединение, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 % от общемирового выброса.

Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т в год.

Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т предельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м условного оксида углерода и более 150 т пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств - измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.

Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман (смог). Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ.

Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Одной из серьезных проблем экологии является химическое загрязнение, ставшее результатом деятельности человека. Развитие промышленности, увеличение числа транспорта, потребительское отношение к природе, усугубляет проблему. Человеку пора задуматься о том, что планета и он неразделимы.

Виды химических загрязнений

Появление в окружающей среде нехарактерных для нее химикатов – это химическое загрязнение. Основной причиной стали бурно развивающиеся индустриальные отрасли, что меняет химический состав всех биосфер. Оно воздействует на три основных области:

На каждую сферу влияют определенные источники.

Загрязнение воздуха

Атмосфера подвергается выбросам промышленности, транспорта. Вода и почва тесно связаны между собой. Вещества, которые засоряют водоемы, постепенно накапливаются в грунте.

С развитием промышленности воздействие на атмосферу возрастает. Поступающие соединения азота, фтора, хлора, соляной кислоты, аэрозолей способствуют накоплению углекислого газа, что повышает среднегодовую температуру воздуха.

Справка. Атмосфера каждый год поглощает почти 11 км 3 химических веществ.

В удмуртском городе Глазово произошел сильный выброс на одном из заводов. Среднесуточная допустимая норма токсичных жидкостей была превышена в 9 раз. На территории России работают 24 тысячи предприятий, загрязняющих атмосферу.

Загрязнение воды

Больше 50% суши занимают территории, где остро ощущается нехватка питьевой воды. Потребность в пресной воде возрастает с ростом населения. Химические загрязнения усиливают эту проблему.

Водоемы, грунтовые воды пополняются нитратами, пестицидами, поступающими из удобрений, сбросами промышленных предприятий. В загрязненной воде находятся бензол, асбест, железо, хлор. Дождями они смываются с полей, разносятся по рекам и озерам, заражают водопроводную воду.

Индия ежегодно сбрасывает 62 млн. тонн сточных вод, которые попадают в реки. И это при нехватке питьевой воды. Жители индийских деревень получают ее из расчета 7-8 литров на человека в неделю.

Загрязнение почвы

Земля всегда содержит химические элементы. Ее способность накапливать частицы серы, фосфора, хлора, кислот и ртути, повышает их концентрацию в грунте.

Плодородные земли кормят население планеты, обеспечивая 96% продовольствия. Химические загрязнители, отравляющие их, могут вызвать голод.

По статистике, в российском городе Иваново, известным предприятиями по производству тканей, с 2000 до 2015 года ухудшилось экологическое состояние почвы на 7%. Причиной, вызвавшей процесс, называют увеличение числа транспортных средств.

Таблица № 1 Химические загрязнители

Источники химических загрязнений

К основным источникам опасного химического загрязнения относятся:

Выбросы промышленных предприятий.
ТБО разных отраслей.
Сточные воды, не прошедшие очистку.
Нитраты, пестициды, используемые в сельском хозяйстве.
Транспорт.
Тепло и электростанции.

Химические загрязнители – это токсичные вещества, загрязняющие окружающую среду, оказывающие мутагенное, канцерогенное, тератогенное воздействие. Среди них самыми опасными считаются:

асбест, вызывающий серьезные болезни органов дыхания;
бензол, негативно влияющий на состав крови;
диоксины, отравляющие живые организмы;
кадмий, воздействующий на костную, дыхательную систему;
мышьяк, химикат вызывающий хроническое отравление;
соединения ртути и свинца, которые могут привести к летальному исходу.

Превышение концентрации любого из химикатов оказывает негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека.

Сжигание любого топлива отравляет атмосферу газами, примесями азота, бензапирена, которые оседают на почву. Промышленные, сельскохозяйственные и бытовые стоки, разливы нефтепродуктов в океанах и морях, загрязняют экологию.

Нефтеперерабатывающие заводы выделяют бензапирены, окись углерода, мышьяка, сероводород, формальдегиды. Производство минеральных удобрений через сточные воды, отходы производства загрязняют среду соединениями фосфора, ангидридов, кислотами. При производстве резины, каучука происходит превышение норм концентрации хлора, водорода, сажи. Лакокрасочная продукция содержит большое количество растворителей, вредит окружающей среде. Выбросы, связанные с ними, составляют 340-360 тысяч тонн ежегодно.

В Российской Федерации находится около 4 тыс. опасных химических объектов, вблизи которых население подвергается потенциальной опасности.

Зимой 2013 года на Липецком металлургическом комбинате произошла утечка бензола. Последствия чрезвычайного происшествия ликвидировали, но в результате аварии погибли люди.

Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия

Химическое загрязнение задевает все сферы окружающей среды. Негативные итоги заражения природы ощущаются по мере накопления и выражаются в следующем:

деградации окружающей среды;
ухудшение здоровья человека;
нарушение озонового слоя;
рост неплодородных земель.

Химические вещества серьезно влияют на экологию планеты и человека.

На Земле зафиксированы масштабные химические катастрофы. На химзаводе итальянского города Севезо летом 1973 года произошел выброс диоксина, приведшее к загрязнению территории в 20 км 2 . Пострадало больше 1,5 тыс. человек, произошла массовая гибель животных. Последствия аварии ощущались около трех лет.

Осенью 1978 года китайское химическое предприятие допустило утечку 28 тонн цианистого натрия. Такое количество опасного химиката способно убить 50 млн. человек. Принятые срочные меры по эвакуации людей и ликвидации аварии не допустили большого количества жертв. Но погибло больше 3,5 тыс. человек.

Одной из крупнейших мировых катастроф считается взрыв на индийском заводе зимой 1984 года, который мгновенно погубил более 5 тыс. человек. Отравление получили около 50 тыс. жителей. Была заражена почва, вода, воздух на огромной территории.

На втором месте по химическому загрязнению находятся транспортные средства. Автомобильные выбросы повышают концентрацию углеводородов и тяжелых металлов в атмосфере. Использованная резина годами разлагается на свалках, отработанные масла загрязняют почву.

Дополнительная информация. Один автомобиль за 5 лет эксплуатации выбрасывает до 85 кг углеводородов. Учитывая растущее количество транспорта, можно понять масштабы угрозы.

Металлургические предприятия загрязняют окружающую среду на расстоянии до 100 км от объекта. Доказательством тому служат снимки из космоса. Такая территория непригодна для проживания и отдыха.

Деградация окружающей среды

Нарушения, вызванные химикатами, проявляется деградацией экосистемы. Постепенно уменьшается количество представителей флоры и фауны, исчезают редкие виды. Бесконтрольно размножаются вредоносные микроорганизмы.

Одна из опасных проблем загрязнения – радиоактивное заражение. Таким примером может служить авария на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года. Зараженная зона непригодна для проживания, занятий пчеловодством, сельским хозяйством, рыболовством.

Здоровье человека

Загрязняя окружающую среду, человек вредит себе. В природу попадают жидкие, газообразные, твердые химические вещества, которые проникают в почву, воду, растения и продукты питания. Образованная цепочка несет угрозу здоровью человека.

Краткое воздействие проявляется головокружением, болями, тошнотой, кашлем. Большая доза ведет к потере сознания, острому отравлению, даже к летальному исходу. Влияние на организм зависит от возраста, пола и здоровья человека.

Справка. Самыми загрязненными российскими областями признаны Магнитогорская, Иркутская, Красноярский край. Москва сильно загрязнена автомобильными выбросами.

Истощение озонового слоя

Верхняя часть атмосферы защищает планету от ультрафиолета, ослабляет солнечную радиацию в 6 000 раз. Антропогенная деятельность истощает озоновый слой до появления дыр. Эту проблему усугубляют полеты реактивных самолетов и запуски ракет.

Особенно опасен для озона газ метан. Большое количество выделяют животноводческие комплексы. Залежи отходов скота испаряют в атмосферу тонны газа. Истощение озонового слоя опасно для всей планеты. Незащищенность от лучей солнца, может погубить все живое.

Неплодородные земли

Химические отходы накапливаются на свалках, пропитывают почву. Проникая через грунт в водоемы, заражают огромные площади земли. В погоне за урожаем, недобросовестные фермеры неконтролируемо используют много химии.

После дождей и полива, она глубоко проникает в почву. Через несколько лет такого использования, почва обедняется, истощается плодородный слой, снижаются урожаи. Брошенные земли деградируют, выветриваются, образуя овраги, непригодные для сельского хозяйства.

Методы борьбы с химическим загрязнением

Для борьбы с химическим засорением окружающей среды нужен переход на замкнутый цикл производства, оставляющий мало отходов, эффективные очистные сооружения, замена ядовитых первоначальных материалов экологически чистыми.

К методам борьбы также относятся:

Международная защита.
Государственная охрана.
Экологическое воспитание.

Совокупность способов снизит отрицательное влияние на окружающую среду.

Международная защита

Большую роль в защите экологии играет международное сотрудничество. В 1974 году было выявлено уменьшение озонового слоя, который разрушается под воздействием хлора. Источником является производство аэрозолей, фреонов.

Был подписан договор о защите озонового слоя, в который входят следующие пункты:

общий строгий контроль над видами всех химических загрязнений;
повышение надежности танкеров для перевозки нефтепродуктов;
не допущение засорения земли;
предупреждение попадания химикатов в водоемы;
очистка территорий с нарушениями экологической системы.

Лучшая защита – безотходное производство , не имеющее выбросов и стоков. Для перехода на него нужно время, поэтому следует создавать малоотходное производство, как промежуточную ступень.

Государственная защита

По защите среды с 2002 года принят Федеральный закон. Согласно законодательству:

Каждый россиянин имеет право на благополучную экологическую обстановку.
Бережное отношение к природе.
Деятельность власти подразумевает охрану окружающей среды.
Нанесенный вред должен возмещаться.
Прописаны нормы допустимого коэффициента выбросов предприятий.
Запрещение хозяйственной деятельности приносящей вред.
Ответственность за нарушение законодательства.

Закон об охране окружающей среды действует на всей территории Российской Федерации.

Экологическое воспитание

С самого детства ребенка приучают к бережному отношению к природе. Экологическое воспитание формирует сознательное отношение к окружающей среде, по значению оно приравнивается к привитию культурных навыков.

Нельзя равнодушно проходить мимо брошенного фантика, огрызка яблока. Ребенок должен понимать, что планета наш дом. Для сохранения жизни на земле, нужна чистота.

Страшное пророчество сделал лауреат Нобелевской премии Нильс Бор. Он отметил, что человечество погибнет не от войн, а похоронит себя под горами своего мусора. Основные методы воспитания содержат:

беседы;
проведение субботников;
уроки по экологическим проблемам;
создание кружков.

С малых лет у ребенка формируется сознание – они будущее поколение, им жить на этой планете.

Заключение

Химическое загрязнение отравляет воздух, воду, почву и постепенно приведет к голоду, нехватке питьевой воды, усилению воздействия космической радиации. Вовремя принятые меры, международное сотрудничество, охрана окружающей среды, экологическое воспитание детей – это пути решения проблемы.

Главным источником загрязнения атмосферы являются предприятия черной и цветной металлургии, тепловые электростанции и автомобильный транспорт. Выбросы в атмосферу содержат оксиды углерода, азота и серы, углеводороды, соединения металлов и пыль.

При попадании в атмосферу углерод постоянно переходит из органических соединений в неорганические и наоборот. Это проявляется как в процессе фотосинтеза – образовании органических соединений из CO₂ и воды в растениях под действием света, так и при дыхании человека и животных – кислород воздух при дыхании переходит в CO₂, который возвращается в атмосферу.

Рис. 1 Кислотные осадки и их влияние на экосистему.

Составные части выхлопных газов автомобилей (CO, SO₂, оксиды азота, тяжелые металлы) наносят огромный вред флоре и фауне планеты, а также могут быть причиной образования фотохимического смога, образование которого можно представить следующим образом:

2NO + O₂ =2NO₂ (окисление NO, выделяющегося с выхлопными газами)

NO₂ + O₂= NO + O₃ (распад NO₂ под действием УФ-излучения солнца)

Образующийся в результате озон может вступать в реакции с углеводородами, находящимися в атмосфере, тем самым приводя к образованию смога.

Сжигание топлива, мусора, а также работа металлургической промышленности – основные источниками загрязнения атмосферы тяжелыми металлами, такими, как Zn, Co, Ni, U, Sn, Ge, Pb, Be, V, Hg, Mo, As и др.

Рассмотрим негативное воздействие присутствия тяжелых металлов в атмосфере на организм человека и окружающую среду на примере свинца, поскольку этот металл обладает кумулятивными (накопительными) свойствами. Свинец оказывает воздействие на ферментные системы и обмен веществ, способен накапливаться не только в организме человека, но и в морских отложениях, и в пресной воде.

Свинец вызывает обширные патологические изменения в нервной системе, крови, сосудах, активно влияет на синтез белка, энергетический обмен клетки и её генетический аппарат, подавляет кровообразование; нарушает белковый и углеводный обмены, способен заменять кальций в костях. Соединения свинца могут вызвать мутации и репарации ДНК.

Загрязнение водных ресурсов

Количество растворенного в воде кислорода – один из важнейших показателей качества воды, поскольку он необходим для жизни обитателей водоемов. При избыточном присутствии в воде органических веществ количество растворенного кислорода уменьшается, в результате чего происходит гибель рыбы и других обитателей водоемов, в вода приобретает гнилостный запах (процесс разложения органических веществ вместо аэробных бактерий осуществляют анаэробные, в результате чего выделяется CH₄, NH₃, H₂S и PH₃).

Большой вред водным ресурсам наносят растворенные в воде минеральные удобрения, смываемые с поверхности почвы (нитраты, фосфаты и др.), вызывающие бурное развитие сорной травы и водорослей, что приводит к засорению водоемов и их гибели.

Промышленные сточные воды, содержащие огромное количество ядовитых для обитателей водоемов веществ, также оказывают негативное влияние на водные ресурсы планеты.

Загрязнение почв

Основная проблема, полученная человеком в результате загрязнения почв – её эрозия, т.е. разрушение плодородного слоя.

Применение минеральных азотных удобрений сильно загрязняет почву, поскольку нитраты накапливаются не только в почвах, но и в растениях, что приводит к ухудшению качества выращиваемой с/х продукции и отрицательному их действию на здоровье человека и животных. Нерациональное применение пестицидов также оказывает отрицательное воздействие на почву, среди которых наибольший вред наносят хлорорганические соединения (полихлорпинен, ДДТ).

Различные предприятия промышленности, а также транспортные магистрали в разной степени оказывают вредное воздействие на почву, путем ее загрязнения тяжелыми металлами (Pd, Cd, Cu, Zn, Hg, Bi), халькогенами (Se, Те и др.) и галогенами (F, Вг и др.).

Читайте также: