Хімія та екологія

HYPERLINK «http://www.ukrreferat.com/» www.ukrreferat.com – лідер
серед рефератних сайтів України!

РЕФЕРАТ

на тему:

“Хімія та екологія”

ПЛАН

Вступ

1. Поняття хімії, хімічної промисловості та екології

2. Негативний вплив досягнень хімії та хімічної промисловості на
довкілля

3. Сприяння хімічної науки у розв’язанні екологічних проблем

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Вплив досягнень хімії на довкілля, на екологічну ситуацію має двояку
природу. З однієї сторони хімічна промисловість досить сильно забруднює
природу. Так, наприклад, тільки оксиди сульфуру й нітрогену, які
викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій та
автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють
дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносяться вітрами у
вигляді кислотного туману і випадають на землю кислотними дощами. Ці
дощі вкрай негативно діють на навколишнє середовище:

— знижується врожайність більшості сільськогосподарських культур
унаслідок ушкодження листя кислотами;

— вимиваються з ґрунту кальцій, калій і магній, що викликає деградацію
фауни та флори;

— гинуть ліси (особливо чутливі до кислотних дощів кедр, бук і тис);

— отруюється вода озер і ставків, де гине риба, зникають комахи;

— зникають водоплавні птахи й тварини, які харчуються комахами;

— гинуть ліси в гірських районах (таких, як Карпати), що викликає
гірські зсуви й селеві потоки;

— прискорюється руйнування пам’яток архітектури та житлових будинків,
особливо тих, що оздоблені мармуром і вапняком;

— збільшується кількість захворювань людей (подразнення очей, хвороби
дихальних шляхів тощо).

З іншої сторони, людство не може існувати без продуктів хімічної
промисловості:

виробництво ліків;

виробництво мінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників;

виробництво вибухових речовин;

металургія (добування міді, нікелю, урану та інших металів).

В даному рефераті простежимо вплив хімії на екологію, визначимо
позитивні та проблемні сторони цього впливу.

1. Негативний вплив досягнень хімії та хімічної промисловості на
довкілля

Час показав, що прогрес – це не завжди благо. Особливо яскраво можна
простежити це на впливі хімії та її “досягнень” на екологію планети.

Для прикладу: щорічно американці вивалюють мільйони тонн пластиків у
навколишнє середовище, значна частина цих відходів потрапляє прямо в
океан. Дійсно, 9 млн. тонн твердих відходів промисловості США щорічно
іде безпосередньо в море. Одні тільки комерційні судна викидають за борт
6,6 млн. тонн сміття в рік. Цим сміттям можна було б завалити 440 000
шкільних аудиторій.

Всупереч загальній думці пластикові відходи, зрештою, руйнуються, але
відбувається це повільно — іноді для цього потрібно до 50 років. За
такий час може зібратися маса сміття. Особливо чуттєві до пластикового
сміття морські екосистеми: він не тоне, і мешканці морів помилково
приймають його за медуз, яйця й інші ласощі чи заплутуються в ньому,
адже 150 000т. відходів — рибальські снасті, що викидаються в океан.
Справа приймає особливо неприємний оборот в арктичних районах, де сміття
тільки накопичується, але не руйнується — цьому перешкоджає дуже низька
температура.

Хіміки зробили значний крок у рішенні цієї серйозної проблеми. Вихід з
тяжкого положення був знайдений у створенні пластиків з особливою
структурою. Пластики — це полімерні матеріали, які отримують з продуктів
переробки нафти. Вони складаються з довгих ланцюгів, побудованих з
повторюваних молекулярних угруповань. Хіміки знайшли спосіб змінювати
полімерні молекули так, щоб їхні властивості більше відповідали гігієні
навколишнього середовища. Одним з них — хімічне приєднання
світлочутливих молекулярних груп до макромолекулярних ланцюгів через
правильні інтервали. Коли пластик, виготовлений з такого полімеру,
піддається дії сонячного світла, світлочутливі групи поглинають
випромінювання, що приводить до розщеплення полімеру в місцях їхнього
приєднання. Інше — справа природи. Невеликі фрагменти, що утворяться,
легко піддаються біоразкладенню. Інший спосіб підкорити властивості
пластику вимогам гігієни природи — ввести в них молекулярні угруповання,
що вважаються делікатесом у деяких мікроорганізмів. Мікроскопічні
ненажери беруть у цьому випадку на себе праця розщеплення довгих молекул
на короткі шматочки. Знахідки такого роду, можна сподіватися, приведуть
до того, що проблема пластикових відходів почне поступово відступати і,
зрештою, піде в минуле.

Будь-яке суспільство намагається забезпечити себе достатньою кількістю
їжі, житлом і здоровим навколишнім середовищем. Коли ці елементарні
вимоги виконані, можна подумати і про комфорт. Сьогодні наше прагнення
до збільшення кількості товарів, енергії і більшій забезпеченості
засобами пересування прийшло в зіткнення з прагненням зберегти здорове
навколишнє середовище. Нашою головною турботою став захист навколишнього
середовища в умовах росту чисельності населення, його триваючого
концентрування (урбанізації) і підвищення життєвого стандарту.

За оцінкою Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), із більш ніж
6 млн. відомих хімічних сполук практично використовується до 500 тис.
сполук; із них біля 40 тис. мають шкідливі для людини властивості, а 12
тис. є токсичними.

До кінця XX в. забруднення навколишнього середовища відходами, викидами,
стічними водами всіх видів промислового виробництва, сільського
господарства, комунального господарства міст набуло глобального
характеру і поставило людство на грань екологічної катастрофи.

Хімічні забруднення — тверді, газоподібні й рідкі речовини, хімічні
елементи й сполуки штучного походження, які надходять — у біосферу,
порушуючи встановлені природою процеси кругообігу речовин і енергії.

Аварії з витоком сильнодіючих отруйних речовин і зараженням
навколишнього середовища виникають на підприємствах хімічної;
нафтопереробної, целюлозно-паперової і харчової промисловості,
водопровідних і очисних спорудах, а також при транспортуванні
сильнодіючих отруйних речовин.

Викиди та витоки небезпечних хімічних речовин загорання різних
матеріалів, обладнання, будівельних конструкцій, яке супроводожується
забрудненням навколишнього середовища аварії на транспорті при
перевезенні небезпечних хімічних речовин, вибухових та пожежонебезпечних
вантажів

Рекомендації американського вченого доктора Р. Гейла, щодо збереження
здоров’я в умовах довгострокової дії малих доз випромінювання:

Безпосередніми причинами цих аварій є:

порушення правил безпеки й транспортування,

недотримання техніки безпеки,

вихід з ладу агрегатів, механізмів, трубопроводів, ушкодження ємностей
тощо.

Одним з найяскравіших прикладів аварій може служити аварія, яка
трапилась на хімічному підприємстві американської транснаціональної
корпорації «Юніон Карбайд» в індійському місті Бхопал 1984 р. Викид
стався раптово, в нічний час. У результаті аварії в атмосферу потрапило
декілька десятків тонн газоподібного компонента — метилізоционату. Ця
сполука — дуже сильна отрута, яка викликає ураження очей, органів
дихання, мозку та інших життєво важливих органів людини. Загинуло більше
2,5 тисяч осіб, 500 тисяч осіб отруїлося, з них у 70 тисяч отруєння
зумовили багаторічні захворювання. Збитки від цієї техногенної
катастрофи оцінюються в 3 мільярди доларів США.

Офіційне розслідування причин цієї катастрофи виявило значні прорахунки
в проектуванні підприємства, недосконалість системи попередження витоків
отруйних газів. Місцева влада та населення не були заздалегідь сповіщені
про потенційну небезпеку для місцевих жителів, пов’язану з технологією
виробництва отрутохімікатів.

Головною особливістю хімічних аварій (на відміну від інших промислових
Катастроф) є їх здатність розповсюджуватись на значні території, де
можуть виникати великі зони небезпечного забруднення навколишнього
середовища.

Повітряні потоки, які містять гази, пароподібні токсичні компоненти,
аерозолі та інші частинки, стають джерел ом ураження живих організмів не
тільки в осередку катастрофи, а і в прилеглих районах. У США для кожної
з 336 особливо небезпечних хімічних речовин, які можуть потрапити в
навколишнє середовище внаслідок аварії, встановлено три рівні впливу:

1. Виникає дискомфорт у постраждалих.

2. З’являється втрата працездатності.

3. Виникає загроза життю.

До числа небезпечних для здоров’я людини газоподібних сполук, які
забруднюють атмосферу при хімічних аваріях та катастрофах, можна
віднести: С12, НС1, HF, HCN, SO3, SO2, CS2, CO, СО2, NH3, COC13, оксиди
азоту та інші.

Сильнодіючими отруйними речовинами називаються хімічні сполуки, які в
певних кількостях, що перевищують ГДК, негативно впливають на людей,
сільськогосподарських тварин, рослини та викликають у них ураження
різного ступеня.

Сильнодіючі отруйні речовини можуть бути елементами технологічного
процесу (аміак, хлор, сірчана й азотна кислоти, фтористий водень та
інші) і можуть утворюватись при пожежах на об’єктах народного
господарства (чадний газ, оксиди азоту та сірки, хлористий водень).

Джерела забруднення дуже різноманітні: серед них не тільки промислові
підприємства і паливно-енергетичний комплекс, але і побутові відходи,
відходи тваринництва, транспорту, а також хімічні речовини, які людина
цілеспрямовано вводить до екосистеми для захисту корисних продуцентів і
консументів від шкідників, хвороб і бур’янів.

Серед інгредієнтів забруднення — тисячі хімічних сполук, особливо важкі
метали та оксиди, токсичні речовини та аерозолі. Різні джерела викидів
можуть бути однаковими за складом і характером забруднюючих речовин.

Найпоширенішими шкідливими газовими забруднювачами є:

—         оксиди сульфуру (сірки) – SO2, SO3;

—         сірководень (Н2S);

—         сірковуглець (СS2);

—         оксиди нітрогену (азоту) – Nox;

—         бензпірен;

—         аміак;

—         сполуки хлору;

—         сполуки фтору;

—         сірководень;

—         вуглеводні;

—         синтетичні поверхнево-активні речовини;

—         канцерогени;

—         важкі метали;

—         оксиди карбону (вуглецю) – СО, СО2.

Так вуглеводні надходять у атмосферу і при спалюванні палива, і від
нафтопереробної промисловості, і від газовидобувної промисловості.

Джерела забруднюючих речовин різноманітні, також багаточисельні види
відходів і характер їхнього впливу на компоненти біосфери. Біосфера
забруднюється твердими відходами, газовими викидами і стічними водами
металургійних, металообробних і машинобудівних заводів. Величезної шкоди
завдають водяним ресурсам стічні води целюлозно-паперової, харчової,
деревообробної, нафтохімічної промисловості.

Розвиток автомобільного транспорту призвів до забруднення атмосфери міст
і транспортних комунікацій важкими металами і токсичними вуглеводнями, а
постійне зростання масштабів морських перевезень викликало майже
повсюдне забруднення морів і океанів нафтою і нафтопродуктами.

Масове застосування мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин
призвело до появи отрутохімікатів в атмосфері, ґрунтах і природних
водах, забрудненню біогенними елементами водойм, водотоків і
сільськогосподарської продукції (нітрати, пестициди і т.п.). При
гірських розробках на поверхню землі витягаються мільйони тонн
різноманітних, найчастіше фітотоксичних гірських порід, що утворюють
терикони і відвали, що пилять і горять . В процесі експлуатації хімічних
заводів і теплових електростанцій також утворюються величезні кількості
твердих відходів (недогарок, шлаки, золи і т.п.), що складуються на
великих площах, вчиняючи негативний вплив на атмосферу, поверхневі і
підземні води, грунтовий покров (пилування, виділення газів і т.п.).

На території України знаходиться 877 хімічно небезпечних об’єктів та 287
000 об’єктів використовують у своєму виробництві сильнодіючі отруйні
речовини або їх похідні (у 140 містах та 46 населених пунктах).
Нарощення хімічного виробництва призвело також до зростання кількості
промислових відходів, які становлять небезпеку для навколишнього
середовища і людей.

B*

??????H?H??????????J?J???H?H??????????J?J???H?H?????Погіршення стану
навколишнього середовища і, як наслідок, погроза здоров’ю і стану
екосистеми — явище не нове. Порушення в навколишнім середовищі,
викликані діяльністю людини, просліджуються з найдавніших часів.

Однак варто помітити, що людство по-справжньому стурбоване важливістю
збереження здоровим навколишнім середовищем, і це обнадіює. Величезна
більшість громадян США всіх політичних напрямків заявляють про
готовність платити більш високі ціни за продукти (такі, що як не містить
свинцю бензин) і більш високі прибуткові податки заради оздоровлення
навколишнього середовища. Такі ж тенденції спостерігаються і повсюдно —
за межами США.

Ясно, що на хіміків лягати головна відповідальність за усунення і
вирішення негативного впливу хімічних сполук на довкілля. Щоб визначити,
які речовини присутні в навколишнім середовищі, аналітики повинні
розробляти усе більш і більш чуттєві і селективні методи. Виявлення
джерел може зажадати проникнення в деталі процесів, що ведуть від
вихідного забруднення до кінцевих шкідливих чи токсичних продуктів. Якщо
для задоволення енергетичних нестатків приходиться задовольнятися більш
низькосортним паливом, то які каталізатори і які нові процеси варто
розробити, щоб не збільшити проблеми кислотних дощів і канцерогенних
викидів працюючих на куті електростанцій.

Хіміки і фахівці в інших областях, зв’язаних з екологією, несуть
особливу і дуже серйозну відповідальність за інформованість на самій
кваліфікованій і об’єктивній науковій експертизі. Обов’язок учених —
ознайомити суспільство, засоби масової інформації й уряд з реальною
картиною, причому мовою, вільною від професійного жаргону. Учені повинні
дати наукове обґрунтування пропонованого рішення і вказати, що нас чекає
попереду.

2. Сприяння хімічної науки у розв’язанні екологічних проблем

У промисловості широко використовуються різні матеріали. Речовини, що
використовуються для виготовлення будь-якого фізичного тіла, називаються
матеріалами.

Для здійснення кожного хіміко-технологічного процесу потрібна апаратура,
виготовлена з таких матеріалів, які здатні опиратися різним агресивним
впливам, у тім числі хімічним механічним, термічним, електричним, часом
і радіаційним та біологічним.

Хімія робить суттєвий внесок у створення різноманітних матеріалів:
металічних і неметалічних. Серед металічних матеріалів найчастіше
використовуються сплави на основі заліза — чавун і сталь, на основі міді
— латунь і бронза, на основі алюмінію, магнію, нікелю, ніобію, титану,
танталу, цирконію та інших металів. З металічних сплавів виготовляються
теплообмінники, ємкості, мішалки, трубопроводи, контактні апарати,
колони та інші апарати.

Невідповідність між запасами і споживанням деяких видів сировини висуває
проблему її бережливого й раціонального використання. У зв’язку з цим
хіміки ставлять перед собою такі найголовніші завдання:

1) розвідування й застосування дешевої сировини, нових видів
альтернативних сировинних матеріалів;

2) комплексне використання сировини;

3) розробка нових ефективних методів рециркуляції, тобто багаторазового
використання різних видів сировини, наприклад металів;

4) використання відходів як сировини.

Останнім часом хіміки намагаються застосовувати місцеву сировину. Це
вигідно, оскільки не вимагає витрат на далекі перевезення.

Історія розвитку хімічної промисловості знає чимало прикладів, коли та
чи інша речовина з пустої породи або відходів виробництва
перетворювалася на цінну сировину. Наприклад, хлорид калію КСІ
наприкінці минулого сторіччя був пустою породою під час добування
кухонної солі з сильвініту (мінерал КСІ — N301). Тепер сильвініт
переробляють з метою вилучення з нього хлориду калію КСІ для виробництва
цінних мінеральних добрив, а хлорид натрію NзО1 перетворився на відходи.

Багато рідкісних металів раніше не знаходили застосування через їх
промислову недоступність, але потреби в цих металах атомної енергетики,
мікроелектроніки, радіотехніки, космічної техніки, які сьогодні
визначають науково-технічний прогрес, зробили можливим промислове
добування розсіяних елементів.

Комплексне використання сировини спрямовується на застосування всіх її
головних частин для добування корисних продуктів або матеріалів. Це
означає, що з одного виду сировини можна добути велику кількість різних
продуктів. Наприклад, нині деревина використовується не лише як джерело
виготовлення меблів, а й як джерело величезних матеріальних цінностей.

Хіміки відповідають за раціональне використання сировини, її комплексну
переробку, ліквідацію відходів, багато з яких завдають непоправної шкоди
довкіллю та здоров’ю людини. Отже, розробка нових способів комплексного
використання сировини має величезне значення.

Хімія має велике значення і в розробці способів переведення речовин, що
прореагували, у початковий стан для їх повторного використання
(рециркуляція, регенерація сировини).

Наприклад, уже зараз досить широко використовуються метали у вигляді
вторинної сировини (так званого скрапу). Майже половина світового
виробництва сталі базується на скрапі.

Невичерпним джерелом сировини є промислові й побутові відходи. Вони
отруюють водойми, заражують ґрунт і повітря, захаращують території.
Завдання хіміків полягає у знешкодженні відходів. Для цього будують
спеціальні очисні споруди.

В Україні встановлено норми допустимого вмісту речовин у газоподібних
промислових викидах і стічних водах. Але головне завдання хіміків
полягає у створенні безвідхідних виробництв, де відходи використовуються
для добування необхідних продуктів. Реалізація такого завдання тісно
поєднана з комплексним використанням сировини і комбінуванням
виробництв, коли відходи одного заводу стають сировиною для іншого, і
тоді завод переростає у комбінат.

Для поліпшення якості металічних матеріалів використовують порошкову
металургію. Вона включає процеси виробництва металічних порошків і
спікання з них виробів. Сучасна порошкова металургія займається,
по-перше, створенням матеріалів і виробів з такими характеристиками
(склад, структура, властивості), яких досі неможливо досягти відомими
методами плавки; по-друге, виготовленням традиційних матеріалів і
виробів, але за вигідніших техніко-економічних показників виробництва.

У розробці теоретичних основ найважливіших процесів порошкової
металургії провідне місце посідає Інститут проблем Матеріалознавства НАН
України. Перший в Україні (і в колишньому СРСР) завод порошкової
металургії став до ладу в м. Бровари (поблизу Києва) у 1965 р.

Серед неметалічних матеріалів важливого значення набули полімери на
основі фенолформальдегідних смол, полівінілхлориду, поліетилену і
фторопластів. Ці матеріали, на відміну від металічних, виявляють високу
стійкість до агресивних середовищ, мають низьку густину, високу
тривкість до стирання, добрі діелектричні й теплоізоляційні властивості.
Окрім цього, важливе значення мають каучуки та різні матеріали на їх
основі — бутилкаучук, фторкаучук, силіконові каучуки тощо.

До групи неметалічних матеріалів належать і такі традиційні матеріали,
як кераміка, порцеляна, фаянс, скло, цемент, бетон, графіт, які
знаходять дедалі нове і нове використання

Останнім часом вимоги до матеріалів неухильно зростають. Це пояснюється
тим, що значно ширше застосовують тепер екстремальні впливи — надвисокі
й наднизькі тиски та температури, ударні й вибухові хвилі, йонізуючі
випромінювання, ферменти. З огляду на це зростає також роль хімії
створенні нових матеріалів, здатних опиратися цим впливам.

Особливе місце серед нових матеріалів посідають композити.

Композиційні матеріали, що складаються з пластичної основи (матриці) та
наповнювача, називаються композитами.

Серед композитів виділяють кермети кераміко-металічні матеріали),
норпласти (наповнені органічні полімери) і піни (газонаповнені
матеріали).

Таким чином, хімія створюючи нові матеріали, дозволяє менше залучати
природних ресурсів, що зменшує навантаження на природне середовище,
також хіміками розроблено чимало очисних хімічних споруд, які дозволяють
вловлювати та утилізовувати викиди різного походження у атмосферу та
воду.

Висновки

Отже, з вище сказаного можна зробити наступні висновки:

У живій і неживій природі відбуваються різні фізичні, хімічні та
біологічні процеси, які у більшості випадків взаємозв’язані й
перебувають у нестійкій рівновазі; спостерігається так званий колообіг
хімічних елементів і речовин, наприклад кисню, води, оксиду
карбону(IV)тощо.

Діяльність людини внесла зміни у природний колообіг елементів і речовин.
У XX ст. У зв’язку з науково-технічним прогресом особливо посилився
вплив людини на природу, що спричинило різні негативні зміни у
навколишньому середовищі: отруєння і забруднення прісної води,
забруднення Світового океану і земної атмосфери, спустошення надр,
винищення тварин і птахів аж до зникнення багатьох біологічних видів
тощо. У зв’язку з цим особливого значення набуває екологія як наукова
основа раціонального природокористування та охорони живих організмів,
серед них і людини.

У побуті існує думка, що головну шкоду навколишньому середовищу завдає
хімія, хімічні виробництва.

Хімічна промисловість — одна з основних галузей, де утворюються у
великих обсягах відходи, значна кількість яких — токсичні.

Підприємства нафтогазового комплексу за рівнем шкідливого
впливу на довкілля вважаються об’єктами підвищеного екологічного
ризику. Вони є потенційними джерелами забруднення довкілля, що може
статися у разі порушення технологічних режимів роботи
устаткування чи аварійної ситуації. Деякі об’єкти забруднюють
довкілля і за нормальних умов роботи, що зумовлено існуючими
технологічними процесами.

Хімічна промисловість разом з нафтохімічною відповідальні за появу в
атмосфері аміаку, сірководню, хлоридів і фторидів, формальдегіду,
нафталіну, стиролу, толуолу, метанолу, нітратної, фосфатної, ацетатної і
синильної кислот.

Тепер у хімічній промисловості використовують різні фільтри,
пилогазовловлювачі, які значно зменшують викидання шкідливих речовин в
атмосферу. Уловлюють і оксид сульфуру (IV) SO2, який входить до складу
випального газу, а потім спрямовують його для добування сульфатної
кислоти. На жаль, оксид сульфуру (IV) ТЕЦ поки що не вловлюється. Поруч
із ТЕЦ нагромаджуються величезні кількості попелу і шлаків, які займають
великі земельні площі. Хіміки розробили методи їх утилізації, наприклад
виготовляють будівельні матеріали – цемент, цеглу, плитки.

Взагалі господарська діяльність людини залишає в природі велику
кількість різних забрудників. Так, під час виробництва чавуну величезні
земельні площі займають шлаки. Тепер їх частково переробляють на
шлакобетон, шлаковату, яка використовується як теплоізоляційний матеріал
замість азбесту. Мелений шлак застосовують для шляхового покриття, а
фосфошлак – як фосфорне добриво. Усе це дає значний економічний ефект,
оскільки сприяє економії природної сировини й енергії на її переробку.

Синтетичні полімери на відміну від природних не розкладаються
ферментами і залишаються в природі. Коли ж їх після використання
спалюють, то тим самим лише збільшують забруднення повітря. Перед
хіміками стоїть завдання розробки способів утилізації синтетичних
матеріалів і створення нових полімерів, які б розкладалися в природі.

Сьогодні в Україні багато зроблено щодо захисту вод від забруднень. На
багатьох заводах зведено очисні споруди, нейтралізатори,
ставки-відстійники з повторним використанням води, установки
біохімічного очищення промислових стоків (Криворізький коксохімічний
завод) тощо.

Список використаної літератури

Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй Р. С. Основи загальної екології. —
К.: Либідь, 2002. — 368 с.

Екологічний словник: Навч. посібник /В.В.Прежко та ін. – Харків: ХДАМГ,
2004. – 416 с.

Енциклопедія юного хіміка. – М., 1998.

Злобін Ю.А. Основи екології.- К.: Лібра, 1998. – 249.

Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології, — К.: МАУП, 2000. – 238 с.

Основи теоретичної хімії. Посібник. – М., 2000.

Островский В.Г. Химия и география. — М.: Знание, 1996

Яцюк І.В. Хімія на службі в екологів. – К., 2002.

PAGE

PAGE 2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *