Урок № 82.
Лекция
Тема: «Химия и экология».
Цель: рассмотреть роль химии в охране и загрязнении окружающей среды (позитивное и негативное влияние химии); важность химии как науки в решении актуальных экологических проблем.
Бурное развитие промышленности, в том числе химической, создали серьезную проблему: необходимость уменьшить ее негативное воздействие на окружающую среду.
Это влияние проявляется в глобальных масштабах. Среда заселения человека загрязняется вредными отходами производства, выделяется избыточная энергия, истощаются природные ресурсы. Негативными последствиями этих процессов является загрязнение воды и атмосферы, изменение климата в отдельных регионах Земли, уменьшение площадей пахотных земель (загрязнения, эрозии, образованию пустынь), вымирание многих видов животных и растений, ухудшение здоровья людей.
Наука, изучающая взаимоотношения человечества с окружающей средой, получила название экология. Экология тесно связана с химией. С одной стороны, химическое воздействие на окружающую среду причиняет ей значительный ущерб, но с другой стороны, предотвратить деградацию природы можно путем использования химических методов.
Химия и химическая промышленность является одним из существенных источников загрязнения окружающей среды. Другими самыми неблагоприятными относительно экологического состояния производствами являются черная и цветная металлургия, автомобильный транспорт и энергетика (главным образом, тепловые станции).
Источники и виды загрязнения атмосферного воздуха
Какие основные источники загрязнения среды обитания человека? Прежде всего следует отметить, что источники загрязнения могут быть газообразными, жидкими и твердыми. Газообразные отходы производства образуются во время сгорания топлива, выплавки металлов и других процессов. Значительны выбросы вредных газов от автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Газообразные отходы содержат оксид углерода (IV) СО2, оксид углерода (II) СО, оксид серы (IV) SO2, оксиды азота и другие вредные вещества. В состав газообразных выбросов может входить пыль, содержащая углерод в виде сажи, и другие компоненты. Во время сжигания топлива поглощается кислород из атмосферы, что также неблагоприятно действует на человека, особенно в тех местностях, где мало растений, вырабатывающих кислород.
Другой источник загрязнения окружающей среды - промышленные и бытовые сточные воды. Многие производства требует большого количества воды для промывки, охлаждения и других целей. После использования вода сбрасывается в водоемы. Сточные воды могут содержать много неорганических веществ, в том числе ионы таких металлов, как хром, цинк, кадмий, медь, никель, хром и другие. Не менее безопасно наличие в сточных водах различных органических соединений. Химические вещества, содержащиеся в воде, попадают в реки, озера и моря, проникают в грунтовые воды, выносятся на поля. В результате - эти вредные вещества попадают в питьевую воду, а с ней в пищу человека и животных, и тем самым могут вызвать глубокие генетические изменения в организме, привести к отравлению и даже смерти.
Если сточные воды содержат безвредные на первый взгляд примеси, например, хлорид натрия или сульфат натрия, но они могут всё же причинить вред окружающей среде, вызывая засорение водоемов или почвы.
Наконец, третий источник загрязнения - твердые отходы. К ним относятся различные отходы, которые невозможно переработать: пустая порода - отходы горнодобывающей промышленности, строительный и бытовой мусор т.д.
Для решения проблем охраны окружающей среды необходимо осуществлять комплекс мер, многие из которых решаются с помощью химических, физико-химических, физических или биохимических методов. Важнейшие направления работ, проводимых с целью снижения негативного воздействия производственной деятельности следующие:
1. Разработка и создание малоотходных и полностью безотходных технологий. Для их успешного решения необходимо проводить полную очистку всех выбросов, утилизировать и возвращать обратно в производство все отходы и побочные продукты.
2. Разработка технологий, с экономным расходованием сырья, топлива, энергетических ресурсов. Экономические технологии существенно снижают нагрузку на окружающую среду.
3. Создание производственных процессов, в которых не используются вредные химические вещества, а также не образуются такие вещества в качестве побочных продуктов производства. Там, где это невозможно, надо искать пути замены более вредных веществ на менее вредные.
4. Разработка систем очистки выбрасываемых газов и сточных вод. Такие системы есть на большинстве предприятий, но их эффективность часто невысокая.
5. Разработка технологий переработки твердых отходов. Эти отходы часто являются ценным сырьем, содержащим отходы пластмасс, металлов, стекла, бумаги и других материалов. Много твердых отходов или побочных продуктов производства является источником сырья для производства строительных материалов.
Охрана окружающей среды - глобальная проблема и охватывает интересы всего мира, поскольку невозможно, даже в большой стране, локализовать вредные последствия современного производства. Поэтому в наше время в области экологии развивается международное сотрудничество. Многие проблемы решаются совместными усилиями многих государств.