Chemia i problemy środowiskowe ze wzorami. Ewolucja chemii - najbliższe perspektywy. Zanieczyszczenie wody

Współcześnie problem ochrony środowiska ogromnie się nasilił ze względu na znaczący, a często katastrofalny wpływ działalności gospodarczej człowieka na przyrodę.

Działalność produkcyjna człowieka spowodowała poważne szkody w biosferze - żywej skorupie Ziemi, zakłócając równowagę ekologiczną, która ukształtowała się podczas istnienia planety. Zanieczyszczenie środowiska w naszej świadomości kojarzy się przede wszystkim z zatruciem wody, powietrza i ziemi, co może bezpośrednio wpłynąć na zdrowie i samopoczucie człowieka.

Jednak zanieczyszczenie chemiczne może mieć również skutki pośrednie. Na przykład duże emisje dwutlenku węgla wpływają na klimat, co z kolei wpływa na produkcję żywności; zmiany w stężeniu składników odżywczych (azotu, siarki, fosforu, potasu itp.) prowadzą do śmierci niektórych populacji i szybkiego rozmnażania się innych.

Główne rodzaje zanieczyszczeń i ich najważniejsze źródła przedstawiono na rysunku 52.

Ryż. 52.
Zanieczyszczenie wody i powietrza

Zanieczyszczenie chemiczne środowiska spowodowane jest następującymi czynnikami:

  1. wzrost stężenia składników pokarmowych w wyniku odprowadzania ścieków i odpływu z pól nawozowych, powodujący szybki rozwój glonów i brak równowagi w istniejących ekosystemach;
  2. zatrucie wody, gleby i powietrza chemicznymi odpadami poprodukcyjnymi;
  3. wpływ na wodę i glebę produktów spalania paliw, które pogarszają jakość powietrza i powodują kwaśne deszcze;
  4. potencjalne skażenie powietrza, wody i gleby odpadami radioaktywnymi powstającymi podczas produkcji broni jądrowej i energii atomowej;
  5. emisje dwutlenku węgla i substancji chemicznych zubożających warstwę ozonową, które mogą prowadzić do zmiany klimatu lub powstawania dziur ozonowych.

Ochrona atmosfery przed zanieczyszczeniami chemicznymi

Jak już wiadomo, powietrze atmosferyczne jest mieszaniną gazów zawierającą (objętościowo) 78,09% azotu N2, 20,95% tlenu O2, 0,93% argonu Ar, 0,03% dwutlenku węgla CO2.

W procesie rozwoju życia na Ziemi wszystkie organizmy żywe, w tym człowiek, przystosowały się właśnie do tego składu atmosfery i są bardzo wrażliwe na jego zmiany.

Szczególne znaczenie ma tlen jako główny składnik utleniania biologicznego. Aby utrzymać metabolizm, wymagane jest ciągłe dostarczanie tlenu do tkanek i komórek. Azot atmosferyczny jest źródłem substancji niezbędnych do odżywiania roślin, a dwutlenek węgla – do procesu fotosyntezy.

Atmosfera oddziałuje na organizmy żywe nie tylko bezpośrednio, ale także pośrednio, gdyż od niej zależy charakter promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi, klimat i inne czynniki regulujące istnienie biosfery.

Atmosfera - mechanizm regulacyjny biosfery

Atmosfera jest jedną z głównych części mechanizmu regulującego obieg wody, tlenu, azotu i węgla. Znaczenie atmosfery polega na tym, że służy ona jako ekran chroniący życie na Ziemi przed szkodliwymi wpływami z kosmosu. Promienie słoneczne, źródło życia, przenikają do atmosfery. Atmosfera jest przezroczysta dla promieniowania elektromagnetycznego w zakresie długości fal od 0,3 do 0,52 nm, które zawiera 82% całkowitej energii promieni słonecznych, a także dla fal radiowych o długości od 1 mm do 30 m. Twarde promieniowanie krótkofalowe - promienie rentgenowskie i γ - są pochłaniane przez całą grubość atmosfery i nie docierają do powierzchni Ziemi.

Szczególne znaczenie ma atmosferyczny ozon O 3, który intensywnie pochłania krótkofalowe promienie ultrafioletowe o długości fali mniejszej niż 0,29 nm. W ten sposób atmosfera chroni życie na Ziemi przed promieniami krótkofalowymi. Jednocześnie przepuszcza promieniowanie podczerwone słońca, ale dzięki zawartemu w nim ozonowi, dwutlenkowi węgla i parze wodnej jest nieprzezroczysty dla promieniowania podczerwonego Ziemi. Gdyby tych gazów nie było w atmosferze, Ziemia zamieniłaby się w martwą kulę, której średnia temperatura na powierzchni wynosiłaby -23°C, podczas gdy w rzeczywistości wynosi ona +14,8°C. Życie w formie, w jakiej istnieje na Ziemi, jest możliwe tylko w obecności atmosfery ze wszystkimi jej właściwościami fizycznymi i chemicznymi.

Naturalne zanieczyszczenia atmosferyczne można uznać za czynnik spełniający jego funkcję regulacyjną. Dlatego samo określenie „zanieczyszczenie” jest tu w pewnym stopniu warunkowe. Gazy uwalniane w wyniku spalania lasów, erupcji wulkanów i reakcji biochemicznych przedostają się do atmosfery. Szczególne znaczenie ma naturalny pył atmosferyczny. Powstaje podczas wietrzenia skał, erozji gleby, pożarów lasów i torfowisk. W atmosferze tworzy jądra kondensacji, bez których powstawanie opadów: śniegu, deszczu byłoby niemożliwe.

Sztuczne (antropogeniczne) zanieczyszczenia mogą być związane z uwalnianiem do atmosfery:

  1. cząstki stałe (pył samochodowy cementowo-gumowy, pył z przedsiębiorstw górniczych i metalurgicznych itp.);
  2. substancje gazowe (dwutlenek węgla i tlenek węgla, tlenki azotu i siarki, metan i amoniak, węglowodory i inne związki lotne - benzyna, rozpuszczalniki itp.);
  3. substancje radioaktywne uwalniane do powietrza w wyniku wybuchów bomb atomowych i nuklearnych, wypadków w elektrowniach jądrowych, wydobycia uranu oraz stosowania substancji radioaktywnych w różnych procesach technologicznych;
  4. ołów i inne metale ciężkie.








1 z 7

Prezentacja na temat:

Slajd nr 1

Opis slajdu:

Slajd nr 2

Opis slajdu:

W dzisiejszych czasach problem ochrony środowiska ogromnie się nasilił ze względu na wpływ człowieka na przyrodę, a działalność produkcyjna człowieka spowodowała poważne szkody w biosferze. Zanieczyszczenie środowiska w naszej świadomości kojarzy się z zatruciem wody, powietrza i ziemi, co może mieć wpływ na zdrowie i samopoczucie człowieka. Jednak zanieczyszczenie chemiczne może mieć również skutki pośrednie.

Slajd nr 3

Opis slajdu:

Chemiczne zanieczyszczenie środowiska spowodowane jest następującymi czynnikami: wzrostem stężenia składników pokarmowych w wyniku zrzutów ścieków i odpływów z pól nawozowych, zatruciem wód, gleby i powietrza odpadami z produkcji chemicznej, wpływem paliw na wodę i glebę produkty spalania, które pogarszają jakość powietrza i powodują kwaśne deszcze, potencjalne zanieczyszczenie powietrza, wody i gleby odpadami radioaktywnymi, emisję dwutlenku węgla i substancji chemicznych redukujących ozon, co może prowadzić do zmian klimatycznych lub powstawania „dziur ozonowych”.

Slajd nr 4

Opis slajdu:

Ochrona atmosfery przed zanieczyszczeniami chemicznymi Atmosfera służy jako ekran chroniący życie na Ziemi przed szkodliwymi wpływami z kosmosu. Reguluje obieg wody, tlenu, azotu, węgla. Aby zminimalizować naturalne i antropogeniczne zanieczyszczenia powietrza, należy: oczyszczać emisję zanieczyszczeń stałych i gazowych za pomocą elektrofiltrów, absorberów cieczy i ciał stałych, cyklonów itp., wykorzystywać przyjazne dla środowiska rodzaje energii, stosować technologie niskoodpadowe i bezodpadowe. ; osiągnąć zmniejszenie toksyczności spalin samochodowych poprzez ulepszenie konstrukcji silników i zastosowanie katalizatorów, a także ulepszenie istniejących i tworzenie nowych pojazdów elektrycznych i silników zasilanych paliwem wodorowym.

Slajd nr 5

Opis slajdu:

Ochrona zasobów wodnych Bez wody istnienie biosfery, czyli życia na Ziemi, byłoby niemożliwe, gdyż obieg substancji i energii w biosferze możliwy jest jedynie przy udziale wody. Zanieczyszczenie wody stało się poważnym zagrożeniem dla ludzkości. Źródłami zanieczyszczeń są cząstki stałe, minerały, substancje organiczne pochodzenia przemysłowego i biologicznego, ropa naftowa i jej pochodne, pestycydy itp. Podstawowe znaczenie w rozwiązaniu problemu zanieczyszczenia hydrosfery ma proces oczyszczania ścieków, obejmujący: oczyszczanie i dezynfekcję ścieków bytowych i bytowych. ścieki inwentarskie, oczyszczanie ścieków powstałych na skutek obsługi pojazdów i maszyn rolniczych, oczyszczanie ścieków zawierających produkty naftowe.

Slajd nr 6

Opis slajdu:

Ochrona zasobów ziemi Gleba to cienka warstwa pokrywająca część ziemi, której miąższość waha się od 1,5 – 2 cm do 2 m. Erozja zmniejsza żyzność gleby. Walka z erozją wodną i wietrzną obejmuje szereg działań: zalesianie, techniki agrotechniczne (tworzenie długoterminowych pastwisk uprawnych, zatrzymywanie śniegu, stosowanie nawozów organicznych), system rolnictwa chroniącego glebę, tworzenie i wdrażanie rolnictwa chroniącego glebę, zapobieganie zanieczyszczenie gleby pozostałościami części budowlanych, olejami i produktami naftowymi, substancjami przedostającymi się do gleby z atmosfery, właściwe stosowanie nawozów i pestycydów.

Slajd nr 7

Opis slajdu:

Coraz częściej pojawia się zupełnie inny problem: szybko i całkowicie rozpuścić lub rozdzielić na osobne proste elementy materiały, które stały się dla człowieka niepotrzebne. Niektóre trwałe chemikalia, zwłaszcza polimery utworzone przez człowieka, składające się z bardzo dużych cząsteczek, pozostają w ziemi przez dziesiątki, a nawet setki lat, nie ulegając rozkładowi. Chemicy opracowują obecnie syntetyczne tkaniny, folie, włókna i tworzywa sztuczne z laboratoryjnie wytworzonych polimerów podobnych do skrobi lub włókien wytwarzanych w roślinach. Pod koniec okresu użytkowania polimery te ulegną szybkiemu i łatwemu rozkładowi, nie zanieczyszczając środowiska. Chemia z każdym dniem pełniej i różnorodniej korzysta z bogactw Ziemi, choć najwyższy czas zacząć je oszczędzać. Naukowcy zawsze muszą pamiętać o przestrodze starożytnego rzymskiego filozofa Seneki: „Jak wierzyli nasi przodkowie, jest już za późno na oszczędzanie, gdy nie ma już nic. A poza tym nie tylko niewiele tam zostało, ale i to, co najgorsze. Musimy dbać o naszą Ziemię, tak wiele jej zawdzięczamy...

Naukowcy zaczęli zwracać większą uwagę na czystość powietrza, którym oddychają wszystkie żywe istoty na Ziemi. Atmosfera ziemska to nie tylko mechaniczna mieszanina gazów. W otoczce gazowej otaczającej Ziemię zachodzą szybkie reakcje chemiczne, a niektóre emisje przemysłowe do atmosfery mogą prowadzić do nieodwracalnych i niepożądanych zmian w delikatnej równowadze heterogenicznych, ale dla nas bardzo ważnych składników powietrza. Radziecki naukowiec V.L. Talroze słusznie zauważył kiedyś, jak znikome są masy substancji tworzących gazową powłokę Ziemi, niezbędną dla roślin, zwierząt i ludzi: „Warstwa substancji, która wytwarza ciśnienie tylko jednego kilograma na centymetr kwadratowy, to środowisko w którym żyjemy i pracujemy, który przewodzi dźwięki do naszych uszu, przepuszcza światło Słońca. Dziesięć miligramów dwutlenku węgla z każdego kilograma tej substancji, oddziałując ze światłem słonecznym, stale podtrzymuje życie na Ziemi, 300 mikrogramów ozonu chroni to życie przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym, milionowy mikrogram elektronów stwarza możliwość komunikowania się drogą radiową. To środowisko, dzięki któremu możemy do siebie latać, którym oddychamy, w końcu także żyje, żyje fizycznie: to nie tylko wzburzony ocean powietrza, ale także gazowy reaktor chemiczny.” Chemicy nauczyli się tworzyć nowe substancje, a nawet udało im się wyprzedzić Naturę, uzyskując materiały łączące to, co niekompatybilne. Teraz naukowcy badają zdolność i zdolność Natury do utrzymywania mądrej równowagi pomiędzy przeciwstawnymi procesami: okradając Ziemię z jej bogactw mineralnych, starają się zachować czystość rzek, jezior, mórz, przejrzystość powietrza i pachnący zapach zioła.








Zanieczyszczenia naturalne Zanieczyszczenia naturalne 1. Gazy uwalniane w wyniku: Wypalania lasów Wypalania lasów Wybuchów wulkanów Wybuchy wulkanów Reakcje biochemiczne Reakcje biochemiczne 2. Pył atmosferyczny powstający podczas: Wietrzenia skał Wietrzenia skał Erozja gleby Erozja gleby Pożary lasów i torfowisk Pożary lasów i torfów




Zanieczyszczenie powietrza. Zanieczyszczenie powietrza. substancje chemiczne dostające się do pomieszczeń substancje chemiczne dostające się do pomieszczeń W powietrzu pomieszczeń mieszkalnych i biur może znajdować się jednocześnie ponad 100 związków chemicznych. Łącznie z aerozolami ołowiu, kadmu, rtęci, miedzi, cynku, fenolu, formaldehydu, w stężeniach często wielokrotnie przekraczających MPC; W powietrzu pomieszczeń mieszkalnych i biur może znajdować się jednocześnie ponad 100 związków chemicznych. Łącznie z aerozolami ołowiu, kadmu, rtęci, miedzi, cynku, fenolu, formaldehydu, w stężeniach często wielokrotnie przekraczających MPC; toksyczne opary i cząsteczki detergentów i środków czyszczących. toksyczne opary i cząsteczki detergentów i środków czyszczących. Ich stężenie jest 1000 razy wyższe niż na świeżym powietrzu; Ich stężenie jest 1000 razy wyższe niż na świeżym powietrzu;


Zanieczyszczenie powietrza. Zanieczyszczenie powietrza. bakterie, wirusy, zarodniki grzybów i pleśni. bakterie, wirusy, zarodniki grzybów i pleśni. pył, którego cząsteczki są mniejsze niż 10 mikronów, jest niewidoczny dla oka, praktycznie nie osiada i stale wisi w powietrzu. Kurz jest jednym z głównych źródeł infekcji, ponieważ drobnoustroje i bakterie wykorzystują jego cząstki do poruszania się i kontaktu. pył, którego cząsteczki są mniejsze niż 10 mikronów, jest niewidoczny dla oka, praktycznie nie osiada i stale wisi w powietrzu. Kurz jest jednym z głównych źródeł infekcji, ponieważ drobnoustroje i bakterie wykorzystują jego cząstki do poruszania się i kontaktu. odpady ludzkie (150 rodzajów chemii), odpady ludzkie pochodzenia zwierzęcego (150 rodzajów chemii), dym tytoniowy pochodzenia zwierzęcego i 3600 chemikaliów z niego dym tytoniowy i 3600 chemikaliów z niego elektryczny sprzęt gospodarstwa domowego, głównie ekrany telewizorów i wyświetlacze komputerowe, sprzęt elektryczny gospodarstwa domowego sprzęt AGD, głównie ekrany telewizyjne i wyświetlacze komputerowe












Rozkład wody słodkiej w hydrosferze Części hydrosfery Część całkowitej objętości wody słodkiej Objętość wody słodkiej (w km) 1. Lodowce 85% Wody gruntowe 14% Jeziora 0,6% Wilgotność gleby 0,3% Para atmosferyczna 0,05% Wody rzeczne 0,004% 1132,76




Zużycie wody w produkcji Wytapianie żelaza 300 metrów sześciennych. Odbiór miedzi 500 metrów sześciennych. Odbiór niklu 4000 metrów sześciennych. Kauczuk syntetyczny 2100 metrów sześciennych Produkcja lawsanu 4200 metrów sześciennych. Produkcja nylonu 5600 metrów sześciennych. Produkcja samochodu 246 metrów sześciennych. Wystrzelenie rakiety m.cub. Produkcja papieru 250 metrów sześciennych






Wniosek. Wniosek. Uwalnianie substancji zanieczyszczających do atmosfery ma niekorzystny wpływ na organizm człowieka i środowisko. Dlatego należy zwrócić uwagę na problem ochrony środowiska całego świata. Uwalnianie substancji zanieczyszczających do atmosfery ma niekorzystny wpływ na organizm człowieka i środowisko. Dlatego należy zwrócić uwagę na problem ochrony środowiska całego świata.





Wstęp

Przedmiot chemii środowiska. Znaczenie chemii środowiska w zrozumieniu zagadnień przemian pierwiastków chemicznych w przyrodzie, ich roli i problemów zachowania siedliska. Miejsce i rola chemii środowiska w systemie nauk przyrodniczych.

Chemia biosfery

Pojęcie biosfery. Rola biosfery w chemii Ziemi. Synteza fotochemiczna. Jego główne etapy. Procesy biogeochemiczne. Antropogeniczne zaburzenia cyklu biogeochemicznego pierwiastków w przyrodzie i skutki środowiskowe tych zaburzeń.

Demonstracja

Schematy naturalnego obiegu węgla, siarki, .

Chemia atmosfery

Skład atmosfery ziemskiej. Reakcje chemiczne w atmosferze. Chemia ozonu atmosferycznego.

Główne źródła zanieczyszczeń powietrza. Smog fotochemiczny. Efekt cieplarniany. Problemy zanieczyszczenia powietrza w Estonii. Ochrona atmosfery.

Demonstracja Cykl tlenowy w przyrodzie.

Chemia hydrosfery

Woda w przyrodzie. Struktura lodu. Zdolność wody do rozpuszczania substancji. Stan kationów i anionów w wodzie. Nawilżająca powłoka jonowa.

Rola wody w obiegu substancji w przyrodzie. Rozpuszczalność tlenu w wodzie. Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen. Główne źródła zanieczyszczeń hydrosfery. Metale są zanieczyszczeniami środowiska wodnego, związki organiczne są substancjami toksycznymi, źródłami ich przedostawania się. Ochrona hydrosfery Problemy zanieczyszczenia wody w Estonii

Praktyczna praca

1. Właściwości fizykochemiczne wód RM: pH, zapach, mętność, barwa itp.

2. Oznaczanie jonów wodorowęglanowych, kationów wapnia i magnezu.

3. Oznaczanie całkowitej zawartości zanieczyszczeń.

Chemia litosfery

Pierwiastki chemiczne i ich minerały w skorupie ziemskiej. Stan zasobów naturalnych w Estonii. Problem recyklingu pierwiastków w skorupie ziemskiej.

Zanieczyszczenie gleby pestycydami i odpadami przemysłowymi.

Problemy recyklingu odpadów.

Demonstracja

Minerały i skały.

Praktyczna praca

1. Oznaczanie azotu azotanowego w warzywach i owocach.

2. Oznaczanie kwasowości gleby.

Chemosfera

Substancje toksyczne chemosfery. Środowiskowe standardy jakości

Rola związków zawierających tlen w organizmach żywych.Biologiczna rola alkoholi, aldehydów i kwasów karboksylowych. Pojęcie działania mutagennego i rakotwórczego. Toksyczne działanie związków zawierających tlen. Biotransformacja.

Zanieczyszczenie środowiska związkami zawierającymi tlen

Antropogeniczne źródła przedostawania się do środowiska związków zawierających tlen - przemysł, pojazdy itp. Konsekwencje zanieczyszczenia środowiska naturalnego związkami zawierającymi tlen. Zmiany metaboliczne u zwierząt stałocieplnych. Choroby człowieka spowodowane narażeniem organizmu na związki zawierające tlen.

Praktyczna praca

1. Jakościowe reakcje na alkohole, aldehydy, ketony i kwasy karboksylowe.

2. Wpływ związków zawierających tlen na obiekty biologiczne.

Drogi wyjścia z sytuacji środowiskowych spowodowanych przez emisje antropogeniczne zawierające związki zawierające tlen: wychwytywanie i wykorzystanie emisji, recykling odpadów stałych, recykling oczyszczonych ścieków do procesu technologicznego, opracowywanie i wdrażanie technologii bezodpadowych, kontrola jakości produktów, dobór przyjaznych dla środowiska komponentów SMS.