Реферат: Химия и экология

Реферат

по химии

ученика 11 А класса

школы №1

Пельц Дмитрия

Кировград

2001 г.

Оглавление:

I.

Введение (современная экология и ее проблемы)…………………………………………… II стр.

II.

Часть I. (Проблемы и решения)

v

Фреоны и озонный щит планеты..…………………………………………………………… II стр.

v

Хлорароматические соединения как глобальныезагрязнители ..………………… III стр.

v

Твердые промышленные отходы (ТПО). Источникивозникновения ..…………… V стр.

v

Проблемы, связанные с ТПО..……………………………………………………………… VI стр.

v

Классификация ТПО..………………………………………………………………………….. VI стр.

v

Техногенное изменение ландшафта..…………………………………………………. ….. VII стр.

v

Рекультивация почв и донныхотложений………………………………………………… VIII стр.

v

Гигиеническое значение почвы имероприятия по ее санитарной охране ..……… VIII стр.

v

Процесспромывки почвы ..…………………………………………………………………… X стр.

v

Состав почвы ираспределение загрязняющих веществ ..……………………….…….. X стр.

v

Основные этапыпроцесса рекультивации почвы и донных отложений ……… XI стр.

v

Инновационныетехнологии рекультивации почв ..……………………………………… XIIстр.

v

Радиационное загрязнение…………………………………………………………………… XIII стр.

v

Природный и техногенный радиационныйфон ………………………………………… XIII стр.

v

Радиоактивное загрязнение…………………………………………………………………… XIV стр.

v

Радиационная безопасность…………………………………………………………………. XIV стр.

v

Хранение радиоактивных отходов (РАО) вобласти …..………………………………. XVI стр.

v

Газовые выбросы……………………………………………….………………………….…… XVI стр.

v

Ликвидация газовых выбросов……………………………………………………………. XVIIIстр.

v

Ликвидация твердых промышленныхотходов ………………………………………… XVIIIстр.

v

Ликвидация жидких промышленных отходов………………………………………… XIX стр.

v

Питьевое водоснабжение…………………………………………………………………… XX стр.

v

Питьеваявода ……………………………………………………………………………….… XXIстр.

v

Питьевоеводоснабжение свердловской области …………………………………….. XXI стр.

v

Подготовкапитьевой воды ………………………………………………………………… XXII стр.

v

Обработкаводы из подземных источников …………………………………………… XXIV стр.

v

Технологииочистки грунтовых вод ……………………………………………………… XXV стр.

v

Обработкаводы из поверхностных источников …………………………………….. XXV стр.

v

Автономнаяводоподготовка ……………………………………………………………… XXVI стр.

III.

Часть II. Практикум

v

Задача ……………………………………………………………………………………………. XXVII стр.

IV.

Заключение ………………………………………………………………………………………… XXVIII стр.

V.

Список литературы ………………………………………………………………………………. XXVIII стр.

Введение

Если на пикник с друзьями

Летом ты идешь к реке

И жестянок — банок гору

Еле тащишь в рюкзаке,

Не трудись пустые банки

Глубже в землю закопать,

Ведь быстрее и удобней

Все их в речку побросать!

А река-то глубока,

Спрячет их наверняка!

Оловянная рыбешка

Будет бить в реке хвостом,

Может быть, ее поймают,

Но ведь это же потом!

СОВРЕМЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И ЕЕ ПРОБЛЕМЫ

Появление в литературетермина «экология», ставшего названием одной из дисциплин биологической науки,связывают с имением немецкого естествоиспытателя Э.Геккеля. В своем труде«Всеобщая морфология организмов», изданном в 1866 г., он определил экологию(от греч.

oikos — жилище) как науку о домашнем быте живыхорганизмов. «Под экологией, — писал Э.Геккель, — мы понимаем общую науку об отношенияхорганизмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все «условиясуществования».

Рассмотрение историиразвития экологии позволяет отметить, что как бы широко ни трактовался предметисследования данной науки, она никогда не претендовала на то, чтобы включить внего проблемы, касающиеся отношений человека и человеческого общества сокружающей природной средой. Экологические проблемы человечества образовалисамостоятельную сферу экологического познания — глобальную экологию. Уже в 70-егоды сложилась практика определять комплекс глобальных проблем человека иприроды как глобальную экологическую проблему, а комплекс наук, исследующихэту проблему, — как глобальную экологию или экологию человека.

Становлению глобальнойэкологии предшествовало стремительно развернувшееся в течение двух лет (с 1968по 1970 гг.) движение, которое, по словам известного эколога Ю.Одума,проявилось как «всеобщая озабоченность проблемами окружающей среды». Рост общественногоинтереса к проблемам загрязнения природной среды, дефицита пищи и энергии,народонаселения был не случаен. Он явился естественной реакцией людей наобострение взаимоотношений общества с природной средой.

Первой страной, ощутившейотрицательное влияние химического загрязнения природной среды, стала Япония. Вэтой стране свыше 80 % территории испытывает на себе непосредственное влияниепромышленного производства. Японцы первыми заговорили о проблеме «когай»,означающей опасность вреда от загрязнений окружающей среды. Вскоре с этойпроблемой столкнулись и в других странах.

Стратегияприродопользования, опиравшаяся на идею могущества человека и его растущейвласти над природой в эпоху НТР, долгое время казавшаяся незыблемой, наповерку оказалась всего лишь стратегией «яблоневой плодожорки», пожирающейсреду своего обитания. Осознание данной ситуации способствовало постановкесерьезнейших задач как в практической области, так и в сфере фундаментальныхнаучных исследований. Экологическими проблемами стали заниматьсяпредставители самых разных наук, причем не только естественных, но игуманитарных. Обусловлено это тем, что наряду с необходимостью разработки новойстратегии природопользования и создания принципиально новых промышленных технологийвстала задача экологической перестройки сознания людей, широкой пропагандыэкологических знаний.

Современная «большая»экология развивается в трех основных направлениях, акцентирующих внимание,во-первых, на проблемах выживания человечества в условиях обостряющихсяпротиворечий его с окружающей средой, во-вторых, на необходимости сохранения устойчивостибиосферы Земли, испытывающей на себе антропогенное давление и, наконец,в-третьих, на проблемах сохранения здоровья человека, оказавшегося в условияхстремительно изменяющейся среды его обитания. Каковы эти проблемы при болеедетальном рассмотрении, а также пути их решения и стали объектом моей работы“Химия и Экология”.

Часть

I. Проблемы иих решения

Фреоны и озонный щит планеты

В своей хозяйственной деятельности человечествоиспользует насыщенные газообразные или жидкие фторуглероды илиполифторуглеводороды, часто содержащие атомы хлора и брома, — так называемыефреоны или хладоны. Наиболее распространенные фреоны:

CFCL —

CF2C12—

CHC1F2—

CF2ClCFCl2—

фреон ИЗ,

CF

2ClBr — фреон 12В1,

CF

3Br — фреон 13В1.

Все эти вещества в природе естественным путем необразуются, исключение составляет фреон 11, небольшие количества которогообнаружены в газовых выбросах вулканов на Курильских островах) и,следовательно, появление их в атмосфере обусловлено антропогенным вкладом.Фреоны характеризуются уникальным набором свойств, которые обеспечили имширокое использование в промышленности. Эти вещества имеют низкие температурыкипения, не ядовиты, негорючи, взрывобезопасны, химически инертны. Они недействуют на распространенные конструкционные материалы, а в малых дозахбезвредны для людей. При высоких концентрациях некоторые фреоны обладаютнаркотическим (фреон 12), а иногда удушающим действием (фреон 142, фреон 22).

Интенсивноеприменение фреонов началось в 50-е годы. Их получают реакцией хлорированныхуглеводородов с

SbF5, HF или KF:

<img src="/cache/referats/4633/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1050">СС

l4 + 2HF SbF5 CCl2F2 + 2HCl<img src="/cache/referats/4633/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1025"><img src="/cache/referats/4633/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

Фреоны являются распространенными хладагентами вхолодильниках и кондиционерах, используются как носители активных химикатов(пропелленты) в аэрозольных баллончиках, получивших широкое распространение вбыту. В такой удобной для дозировки упаковке выпускают множество продуктов —лекарства, краски, косметические средства, моющие препараты, инсектициды идр. При получении пенопластов фреоны применяют для формирования полостей и пузырьков.Ряд фреонов используют как компоненты огнетушащих составов в системахавтоматического пожаротушения, например фреон 13В 1. Некоторые фреоны являютсянезаменимыми растворителями

C2Cl3F3. К 1975г. мировое производство фреонов достигло 800 тыс. т в год.

Трудно было предположить, что эти, казалось быбезвредные, соединения могут представлять серьезную угрозу для биосферы вцелом. Однако, оказалось, что фреоны, будучи химически инертными соединениями,при попадании в тропосферу не разрушаются в ней. Ученые установили, что времяудаления фреонов из океана, обусловленное гидролизом или микробиологическимразрушением после перехода поверхности газ-жидкость, составляет для ферона 11 —70 лет, фреона 12 — 200 лет. Действие почвенных микроорганизмов такженезначительно, так как время удаления фреонов из почвы под их воздействиемпревышает 10 тыс. лет. Это означает, что попавшие в тропосферу фреоны медленнодиффундируют в стратосферу. Сами по себе фреоны не представляют опасности дляозонового экрана, так как эти вещества инертны по отношению к озону. Однакоспециальные наблюдения с помощью воздушных шаров показали, что свободномигрирующие в тропосфере без больших потерь фреоны в стратосфере на уровне более20 км подвергаются фотохимическому распаду, выделяя

<img src="/cache/referats/4633/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1051">CF2Cl2 hv CF2Cl* + Cl*

<img src="/cache/referats/4633/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1052">CFCl3 hv CFCl2* + Cl*

длина волны = 185-225 нм

Атомы хлора действуют как сильные катализаторыраспада озона.

В разрушении фреонов, кроме УФ-излучения солнца,участвует также атомарный кислород в возбужденном состоянии, образующийся прифотодиссоциации озона. По механизму действия на озоносферу к фреонам близки инекоторые органические растворители, например СС

Галогензамещенные углеводороды, содержащие атомыводорода (

CH3CCl3, CHClF2 и др.), окисляются игидроксильным радикалом НО и поэтому имеют более короткое время жизни ватмосфере. Это время определяется как отношение содержания данного вещества вопределенном объеме к интенсивности его уменьшения в этом объеме. Среднее времяжизни, по данным ученых, составляет для фреона 11 и 12 около 80 лет, СС14— 50 лет, СН, СС13 — около 10 лет. Очевидно, что даже пригипотетическом полном прекращении всех выбросов фреонов в атмосферу ихсодержание будет достаточно высоким еще и в XXI в. При сохранении же современной скорости уменьшениявыброса галогенсодержащих углеводородов (на 10 % в год) к середине XXI в. содержание активных соединений хлора ватмосфере увеличится в 10 раз и более по сравнению с уровнем

50-х гг.до начала промышленного производства фреонов.

Осознание этой опасности побудило ряд государствзначительно сократить или вовсе прекратить производство и применение фреонов.Так, в качестве пропеллентов для аэрозолей начали использовать пропан, которыйхотя и горюч, но дешевле фреонов и не опасен по своим отдаленным последствиям.Для холодильников предложены менее летучие фторхлорпроизводные углеводороды,например фреон 113 (

tКИП = 47,7°С) вместо фреона 12 (tКИП = 29,8°С). Таким образом, человечество уже делает первые конкретные шаги длясохранения озонного щита планеты.

Хлорароматические соединения как глобальные загрязнители

Химическая устойчивость ароматических углеводородов и ихвысокая токсичность обусловливают повышенную опасность этих веществ припопадании их в окружающую среду. В природе имеются микроорганизмы, способные разрушатьароматические ядра до соединений, которые, включаясь в природный круговорот, вконечном итоге превращаются в СО2 и Н2О. Однакомикробиологическому разрушению подвергаются кольца, содержащие по крайней мере2 гидроксильных заместителя в орто- или параположениях. Если же ароматическиеуглеводороды устойчивы к окислению, то опасность их при попадании в природнуюсреду резко возрастает из-за их способности накапливаться в живых организмах. Ктаким веществам относятся бензол, третбутилбензол, конденсированныеароматические углеводороды и т.д. Так, известно, что первый представительароматических углеводородов — бензол представляет опасность для человека.Продолжительное вдыхание даже небольших количеств паров бензола вызываетхроническое отравление, утомляемость, головные боли, сонливость, нарушениекровообращения и нормального состава крови. Функциональные производные бензолатакже опасны для живых организмов. Например, фенол является нервным ядом,обладает прижигающим и раз-

дражающим действием. Фенол легко всасывается через кожу, придлительном воздействии на кожу опасны

даже 2—3 %-е растворы фенолов и особенно его пары. Однакоприоритетными загрязнителями окружающей среды в настоящее время являютсяхлорароматические соединения. Это обусловлено широким использованием в сельскомхозяйстве таких средств защиты растений от вредителей и болезней, как ДДТ,линдан, гербициды на основе хлорфеноксикарбоновых кислот.

Источником хлорзамещенных ароматических углеводородовявляются также антисептики на основе

пентахлорфенола, полихлорированные бифенилы иполихлорнафталины, применяемые в качестве него-

рючих изоляционных жидкостей в трансформаторах,пластификаторов, пластмасс, лаков и лакокрасочных

материалов. Эти соединения используются также в качестве материалов-носителей,растворителей пес-

тицидов.

Хлорароматическиесоединения обладают рядом общих свойств, которые выделяют их среди другихорганических загрязнителей, острым токсическим действием на человека иживотных, устойчивостью к разложению при попадании в почву, воду, воздух испособностью мигрирования в них, способностью накапливаться самиххлорорганических соединений или их еще более токсичных метаболитов в органах итканях живых организмов.

При использовании дихлордифенилтрихлорметил-метана — ДДТвозникла настоящая экологическая

проблема.Это вещество впервые было синтезировано и предложено в качестве средства борьбыс вреди-

телямисельского хозяйства в 1940 г. швейцарским химиком Паулем Мюллером, удостоеннымза эту ра-

ботуНобелевской премии. Казалось, что применение этого вещества позволитчеловечеству справиться со

многимипроблемами — благодаря применению ДДТ резко уменьшился ущерб, наносимыйсаранчой и дру-

гиминасекомыми-вредителями, миллионы людей были спасены от малярии, разносимойкомарами.

Однаковскоре изумление перед мощью ДДТ изменило радужную окраску на трагическую.Оказалось, что

<img src="/cache/referats/4633/image008.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1040">ДДТ вредно действует на все организмы, включая водоросли. Ужепри содержании его несколько час-

тейна миллиард падает скорость фотосинтеза, процесса, который является основнымпоставщиком

кислородав атмосферу. Далее выяснилось, что ДДТ, как и многие другие пестициды, обладаеткумулятив-

нымэффектом, вызывает тяжелые последствия — от токсических до мутагенных.Благодаря устойчивости

ДДТ,он накапливается и передается по пищевым цепям — от растений к травояднымживотным, от них

кхищникам, при этом в каждом последующем звене пищевой цепи содержание ДДТувеличивается в 10

раз.В результате накопления препарата его концентрация в организме, который никогдане соприкасался

с ядом, может достигнуть смертельных доз. Когда в СШАобнаружили, что в молоке кормящих матерей

концентрация ДДТ превышает в 4 раза предельно допустимуюдозу, применение его было запрещено. В 1970 г. применение ДДТ запретили и вСССР. Однако в результате прежнего неограниченного применения ДДТ сегодня наЗемле в биологическом круговороте находится около миллиона тонн этого препаратав силу чрезвычайно малой скорости его разложения (10 лет). Кроме того, вприродной среде ДДТ способен превращаться в-еще более опасное соединение ДДЭ,поскольку последнее вещество еще медленнее, чем ДДТ метаболизируется иразрушается.

Ксожалению, токсическое и мутагенное действие на организм человека свойственноне только ДДТ и ДДЭ, но и многим другим пестицидам.

Еще болееопасны по своим отдаленным последствиям по сравнению с хлорированнымиароматическими углеводородами полихлорированные полициклическиесоединения типа полихлордибензо-п-диоксинов и полихлордибензофуранов:

Известно,несколько десятков изомерных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов, содержащихот 1 до 8 атомов хлора в различных положениях и отличающихся друг от другасвоими свойствами и токсичностью. Наиболее токсичными являются 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин и2,3,7,8-тетрахлордибен-зофуран. Эти вещества обладают чрезвычайно высокойбиологической активностью и высокой химической стабильностью в природе и живыхорганизмах, свободно переносятся по цепям питания. Даже в ничтожныхконцентрациях эти соединения подавляют иммунную систему организмов, повышаюттем самым чувствительность к инфекционным за

еще рефераты

Еще работы по охране природы, экологии, природопользованию

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Окружающая среда в Европе на пороге нового тысячелетия

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Экономические аспекты предотвращения и ликвидации загрязнения

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Экологическая обстановка в Европе

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Экология (классификация)

29 Августа 2013