WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Учебное пособие Ухта 2004 УДК 504 ББК 26.23 К 38 Кипрушева Н.С. Техногенные загрязнители окружающей среды. ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ,

ИНФОРМАЦИИ

И БИЗНЕСА

КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

ТЕХНОГЕННЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Учебное пособие Ухта 2004 УДК 504 ББК 26.23 К 38 Кипрушева Н.С. Техногенные загрязнители окружающей среды.

Учебное пособие. – Ухта: Институт управления, информации и бизнеса, 2004. – 56 с.

Учебное пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по специальности 013400 «Природопользование».

Учебное пособие содержит базовую информацию по курсу «Техногенные загрязнители окружающей среды», контрольные задания и вопросы по дисциплине, темы рефератов, краткий библиографический список.

Рецензент: д. х. н., профессор, заведующий кафедрой химии УГТУ Крупенский В.И.

План 2004 г., позиция 90.

Подписано в печать 17.05.2004 г. Компьютерный набор.

Объем 56 с. Тираж 100 экз. Заказ 99.

© Институт управления, информации и бизнеса, 2004 г.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Сенюкова, 15.

Оглавление Тема 1. Понятие о химическом загрязнении среды……………..…… Тема 2. Загрязнение атмосферы (состав, превращения, озоновый щит)…………………………………………….…… Тема 3. Источники загрязнения атмосферы, химические превращения веществ…………………………………….….. Тема 4. Аэрозоли в атмосфере…………………………………… ….. Тема 5. Загрязнение атмосферы газообразными соединениями. ….. Тема 6. Газообразное загрязнение атмосферы………………….. ….. Тема 7. Кислотные дожди…………………………………………….. Тема 8. Экология гидросферы…………………………………….….. Тема 9. Эвтрофикация водоёмов………………………………… ….. Библиографический список………………………………….. Темы рефератов………………………………………….. ….. Контрольные вопросы……………………………………….. Контрольные задания……………………………………. ….. Тема 1. Понятие о химическом загрязнении среды Загрязнениями биосферы являются любые изменения в окружающей среде (воздухе, воде, пищевых продуктах), которые оказывают негативное воздействие на неживые и живые системы, в том числе на здоровье, выживаемость и деятельность человека.





Загрязнения следует разделять по их природе, агрегатному состоянию, токсичности, вредному воздействию на окружающую среду, а также рассматривать с медицинской точки зрения и учитывать способ поражения органов.

Антропогенные загрязнения классифицируются на:

физические (тепловое, световое, вибрационное, электромагнитное, радиоактивное);

механические (пыль, твердые микрочастицы);

биологические (микробные);

эстетические (нарушение пейзажей, грубая урбанизация);

химические.

Изменения представляют собой изменения естественных химических свойств среды, в результате которых заметно повышается количество каких-либо веществ для рассматриваемого периода времени, а также проникновение в среду веществ в концентрациях, превышающих норму. В зависимости от природы химических веществ и составляющих биосферы, на которую они воздействуют, химические загрязнения можно разделить на группы:

№ Химическое вещество Атмосфера Гидросфера Литосфера Газообразные соединения углерода и жидкие 1. + + углеводороды.

Моющие средства 2. + Пластмассы 3. + + + Пестициды 4. + + + Производные серы 5. + + + Производные азота Тяжёлые металлы Соединения фтора Твёрдые примеси (аэрозоли) брожению По характеру воздействия на живые организмы загрязнения разделяют на пять групп:

общесоматические – оксид углерода ( 4 ), цианиды, свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его соединения и другие, вызывающие отравление всего организма;

раздражающие – хлор, аммиак, сернистый газ, фтористый водород, оксиды азота, озон, ацетон и др., вызывающие раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек;

сенсибилизирующие – формальдегид, растворители, лаки на основе нитро- и нитрозо- соединений и др., действующие, как аллергены;

канцерогены – бензотерен, никель и его соединения, амины, оксиды хрома, асбест и др., вызывающие развитие злокачественных опухолей;

мутагенные – свинец, марганец, радий, уран и др., приводящие к изменению наследственной информации.

Химические инертные (нетоксичные) загрязнения, проникая в живые организмы, при определённых концентрациях могут оказывать раздражающее действие и накапливаться в дыхательных путях (вследствие плохой растворимости в биологических средах). В основном это пыли металлов и их оксидов, пластмасс, древесины, стеклянных и минеральных волокон, кремний содержащих материалов. В то же время и сами загрязнения подвергаются определённому воздействию окружающей среды. Под действием природных процессов загрязнения относят либо к стойким, либо к разрушаемым.

Следствием попадания в организм чужеродных химических соединений (ксенобионтов) может быть его отравление, а вызвавшее отравление вещество рассматривается в качестве яда.

Ядами называют вещества, которые при поступлении в организм различными путями (через дыхательные органы, кожные покровы, пищеварительный тракт) в незначительных количествах способны вступать во взаимодействие с жизненно важными структурами организма и вызывать нарушение его жизнедеятельности, переходящее при определённых условиях в болезненное состояние, то есть в отравление.





Действие вещества на организм зависит от многих условий:

экспозиции (времени воздействия);

содержание в окружающей среде.

Поскольку источником ксенобионтов является промышленнотехническая деятельность их называют промышленными ядами.

Науку, исследующую взаимодействие организма и яда называют токсикологией. Раздел этой науки, касающейся токсичных веществ промышленного происхождения, называется промышленной токсикологией, первой важнейшей задачей которой является токсикологическая оценка вредных веществ промышленного происхождения с целью их гигиенической регламентации. Это означает, что в условиях, когда избежать присутствия вредных веществ в окружающей среде нельзя, необходимо устанавливать предельные (максимальные) значения их содержания, при которых эти вещества не оказывают негативного воздействия на организм человека. Таким образом, речь идёт о нормировании загрязняющих предельно допустимых концентраций (ПДК).

Количества ПДК для одного и того же объекта внешней среды устанавливаются разные в зависимости от характера его использования человеком. Например, различают ПДК для водоёмов хозяйственно-питьевого и рыбо-промыслового назначения, а количество вредных примесей в воздухе по разному нормируют для рабочей зоны (ПДКрз) и для населённых пунктов.

ПДКрз – это концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение определённого времени (но не более 41 часа в неделю) и всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека и его потомства, обнаруживаемых современными методами.

Для установления ПДК используют расчётные методы, результаты биологических экспериментов и динамические наблюдения за состоянием здоровья людей, подвергшихся воздействию вредных веществ. В токсиметрических исследованиях устанавливаются три количественные характеристики:

- пороговая доза (порог однократного воздействия) – это наименьшее количество вещества, вызывающее при однократном воздействии такие изменения в организме, которые обнаруживаются при помощи специальных биохимических или физиологических тестов при отсутствии внешних признаков отравления у подопытных животных (Д минимальное).

- токсическая не смертельная доза, которая вызывает видимые проявления отравления без смертельного исхода (ЕД).

- токсическая смертельная доза, которая вызывает отравление, заканчивающееся смертью подопытного животного (ЛД).

Наиболее объективную оценку токсичности исследуемого вещества даёт доза, которая вызывает гибель половины (50%) всех подопытных организмов, т.е. ЛД50.

Обратные им величины рассматриваются в качестве степени токсичности вещества (ЛД50-1). Чем выше степень токсичности вещества, тем более жёсткие условия требований предъявляются при работе с ним или к его присутствию в окружающей среде. Чем меньше устанавливаемых в эксперименте токсических доз, тем более ядовитым или опасным оно является. На основании этих данных определяют класс опасности вещества.

Классификация химических загрязнений Показатели (чрезвычайно (высоко (умеренно (малоопасные) опасные) опасные) опасные) (вдыхание) (накожно) При нормировании содержания загрязнений необходимо учитывать возможность действия на организм одновременно несколько веществ. В таком случае говорят об «эффекте суммации вредного воздействия». Например: озон; диоксид азота и формальдегид; ацетон и фенол и т.д. Поэтому при присутствии нескольких веществ качество среды устанавливают: а) синергизм (больше); б) антагонизм (меньше).

Следует учитывать, что с экологических позиций данные классификации не совершенны, так как не рассматривают воздействие на экосистему в целом, а основаны на позиции раздельного нормирования загрязняющих веществ.

Тема 2. Загрязнение атмосферы (состав, превращения, Атмосфера – газовая оболочка Земли, имеет сложное строение и состоит из нескольких сфер, между которыми располагаются переходные слои – паузы. В сферах изменяется количество воздуха и его температура.

Тропосфера – 10-12 км, 4/5 земной атмосферы; из-за неравномерного нагрева земной поверхности в ней образуются мощные вертикальные потоки воздуха, отмечается неустойчивость температуры, относительной влажности, давления.

ТРОПОПАУЗА

Стратосфера – 40 км, воздух разряжен, влажность высокая. Озоновый слой (25и частиц с высокой энергикм). 20% массы атмосферы. 20-30 км велика скорость перемещения воздуш- этом подвергаясь химическим превращениям.

ных масс.

МЕЗОПАУЗА

Термосфера – 0,05 % массы атмосферы. Газы очень разряжены. Температура повышается непрерывно с увеличением толщины слоя.

1. Фотодиссоциация – диссоциация молекул с образованием свободных радикалов в результате поглощения фотона (нейтральной элементарной частицы, переносчика электромагнитного излучения).

Энергия фотона определяется:

где h – постоянная Планка (6,621034 Джс);

- частота излучения (С/, где С – скорость света 3108 м/с, – Фотон способен произвести химическое воздействие на встретившуюся ему молекулу или атом атмосферы лишь в том случае, если он обладает достаточной энергией. При этом сами молекулы должны поглощать фотоны, то есть энергия фотона должна превращаться в молекуле в какую-либо энергию другой формы:

а) О2 + h 2О (Е = 495 кДж/моль).

Фотоны эффективно поглощают молекулы О2, так как в лучистой энергии солнца присутствуют коротковолновые фотоны, способные разорвать связь О–О в молекуле кислорода.

Интенсивное ультрафиолетовое излучение Солнца, достигающее поверхности Земли, приводит к раковым заболеваниям кожи, способствует возникновению катаракты, повреждает сельскохозяйственные культуры, губительно действует на фитопланктон.

Гидроксорадикалы способствуют очищению атмосферы, играя роль детергента, превращающего газы в растворённые вещества, которые легко удаляются из атмосферы с осадками. Радикал взаимодействует практически со всеми химическими соединениями атмосферы.

2. Ионизация - образование ионов из молекул и атомов под действием солнечного излучения и потоков электронов и протонов, идущих от солнца.

3. Реакции ионов в атмосфере:

а) диссоциативная рекомбинация – реакция иона с электроном с образованием нейтральной молекулы, которая в разряженных условиях верхней атмосферы быстро диссоциирует.

б) перенос заряда – реакции молекулярного иона с нейтральной частицей, сопровождающаяся переносом электрона.

Такая реакция идёт только в том случае, если энергия ионизации молекулы, образующейся в результате переноса заряда:

в) реакции обмена – сопровождаются разрывом химической связи:

Наиболее часто в реакциях участвуют: О2, О3, N2, NO, СО2, пары воды.

Атмосфера в основном состоит из кислорода и азота. На высоте 110-120 км кислород становится почти весь атмосферным. Азот находится в атмосферном состоянии на высоте 400-500 км. Выше км преобладает гелий. Гелиевая корона до 1600 км, а выше 2000- км преобладает водород.

Молекулы N2, NO, О2 поглощают не все коротковолновое излучение, часть его проникает ниже, оставаясь не отфильтрованной.

Здесь на его пути встаёт слой озона, “озоновый щит” планеты.

Проблема, связанная с озоновым слоем, состоит из двух аспектов.

1. Озон – фактор, обеспечивающий биологически безопасный уровень УФ-излучения у поверхности земли, поддерживающий в стабильном состоянии климат планеты, контролирующий содержание некоторых загрязнителей в атмосфере.

2. Содержание О3 уменьшается в озоновом слое под действием антропогенных загрязнителей атмосферы.

Озоновый слой расположен в стратосфере на высотах 20-30 км, общее количество 3,3 млрд. т. (Если «распределить» около поверхности земли при н.у. – слой 3 мм). Над тропиками его меньше, чем на полюсах.

Озон образуется в результате фотодиссоциации кислорода:

O2 + h O2 + O2 O3 + O (возбуждённая молекула).

Образовавшаяся молекула существует недолго:

Следовательно, в стратосфере существует цикл озона – сбалансированное образование и разложение.

Результатом существования цикла озона является то, что УФизлучение солнца превращается в тепловую энергию. Поэтому температурный профиль атмосферы имеет максимум на высоте 50 км в области стратопаузы. Озоновый слой поглощает лучи с длиной волны 240-260 нм, не допуская высокоэнергетические фотоны Солнца к Земле.

Влияние озона на климат также связано с поглощением излучений уже и ИК области спектра. Озоновый слой усиливает «парниковый эффект», так как поглощает ИК излучение от поверхности земли.

Зависит данный процесс от того, на каких высотах изменяется концентрация озона. До высоты 30 км увеличение концентрации О3 будет приводить к нагреванию, а выше 30 км – к охлаждению поверхности планеты. Т.е. тропосферный озон относят к парниковым газам. Эмиссия озона в тропосферу в результате техногенеза значительна. Его источниками служат электрические и газовые разряды и фотохимические реакции, идущие там, где солнечная радиация воздействует на антропогенные примеси.

Тема 3. Источники загрязнения атмосферы, химические Существует два главных источника загрязнений атмосферы:

1. Естественный:

а) внеземное (космическая пыль) из остатков сгоревших метеоритов (2-5 млн. т. ежегодно).

1. неорганическое (выветривание и вулканизм);

2. Искусственный:

а) радиоактивное (урановая руда (добыча и переработка); реакторы; атомные взрывы (нерасщеплённый материал); аварии ТЭЦ (расщеплённый материал));

б) прочие (жилища; транспорт (пыль, копоть, выхлопные газы);

промышленность; сжигание (бытовое, промышленное, природное)).

Различия температуры у поверхности служит главной причиной общей циркуляции атмосферы или воздушных течений: крупномасштабных и местных циркуляций. Благодаря такой циркуляции усредняется состав основных компонентов воздуха, и осуществляются существенные эмиссии второстепенных компонентов, таких как:

1. СО2 (разложение органического вещества, выделения океанами, сжигание ископаемых топлив).

С (млн. д.) = 320 во всей тропосфере.

2. СО (разложение органического вещества, промышленные процессы, сжигание ископаемых топлив).

С = 0,05 (в незагрязнённом воздухе).

С = 1-50 (на городских магистралях).

3. NO (электрические разряды, работа двигателей внутреннего сгорания, сжигание органического вещества).

С = 0,01 (в незагрязнённом воздухе).

С = 0,2 (в фотохимическом смоге).

4. SO2 (вулканические газы, лесные пожары, деятельность бактерий, сжигание ископаемых топлив, выплавка металлов из руд, промышленные процессы).

С = 0,0-0,01 (в незагрязнённом воздухе).

С = 0,1-2,0 (в атмосфере большого города).

5. Озон тропосферный (электрические разряды, диффузия из стратосферы, фотохимический смог).

С = 0,0-0,01 (в незагрязнённом воздухе).

С = 0,5 (в фотохимическом смоге).

6. Метан (СH4) (разложение органического вещества, разведение крупного рогатого скота, утечка природного газа).

С = 1-2 (во всей тропосфере).

7. Углеводороды (СxHy) (автомобильные выхлопы, сжигание органического вещества, утечка природного газа).

С = 3 (в фотохимическом смоге).

С (1 млн. д.) = 0,001 г/кг (1 молекула компонента, приходящаяся в среднем на миллион молекул всей газовой смеси).

Загрязняющие атмосферу вещества подразделяются на первичные (те, которые содержаться непосредственно в выбросах предприятий и поступают с ними из различных источников); вторичные (продукты трансформации первичных).

Поступившие в атмосферу химические соединения подвергаются превращениям в результате реакций между собой, с уже содержащимися в воздухе веществами, включая пары воды, а так же под воздействием солнечных лучей. Превращения зависят:

1. от времени пребывания веществ в атмосфере;

2. от концентрации вещества.

Согласно ГОСТ 17.2.1. 04-77 загрязнением атмосферы называется изменение состава атмосферы в результате наличия в ней примесей. Примесь – вещество, растворимое в атмосфере, не содержащееся в её постоянном составе. То есть к примесям относят и нетоксичные вещества, например, уменьшающие прозрачность воздуха. Токсичными в атмосфере считаются 600 названий веществ (по перечню ПДК, приведённому в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71).

По воздействию на организм вещества разделены на резорбитивные (собственно токсические) и органолептические (рефлекторного воздействия). Рефлекторные реакции могут проявляться в форме ощущения запаха, световой чувствительности и т.д.

В связи с этим для загрязняющих воздух веществ существует два вида ПДК:

1. ПДК м.р. – определяет максимальное разовое, то есть кратковременное воздействие с целью предупреждения негативных рефлекторных реакций (1 проба в 20-30 мин);

2. ПДК с.с. – среднесуточное для предупреждения токсического действия (4 раза за 24 часа).

Наряду с ПДК существуют временно доступные концентрации (ВДК), иначе ориентировочно безопасные уровни воздействия. Определяя уровни атмосферных загрязнений, необходимо учитывать, что:

допустимой признаётся только такая концентрация химического вещества в атмосфере, которая не вызывает на человека прямого или косвенного вредного действия;

привыкание к вредным веществам рассматривается как неблагоприятный фактор;

концентрация химических веществ в атмосфере, которые неблагоприятно действуют на растительность, климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения, считается не допустимой.

В отличие от атмосферных загрязнителей, действующих круглосуточно на все группы населения, существует ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны (концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 часов не вызывает заболеваний). Вводятся ПДКрз (рабочей зоны) и ПДКсс (среднесменные), которые разрабатываются для химических веществ, обладающих выраженными кумулятивными свойствами (то есть способных накапливаться в организме и вызывать хронические отравления). В последние годы для контроля суммарного воздействия химических веществ предложено использовать тесты экспозиции и биологические ПДК, основанные на измерении концентрации исходного химического соединения или его метаболитов в биологических средах (кровь, моча, волосы, ногти). Эту цель преследуют периодические профосмотры работников предприятий.

Тема 4. Аэрозоли в атмосфере В атмосфере Земли во взвешенном состоянии находится множество частиц как земного, так и космического происхождения. Такая взвесь твёрдых или жидких частичек в воздухе называется аэрозолями (дисперсными системами, состоящими из непрерывной газовой дисперсионной среды и частичек твёрдой или жидкой дисперсной фазы). Аэрозольные системы существуют до тех пор, пока частицы, взвешенные в газе, движутся преимущественно вместе с газом, то есть составляют с ним единую систему. Однако аэрозоль, как правило, система не стабильная. Аэродисперсные системы могут переходить в не аэрозольное или сохранять аэрозольное состояние. Например, при конденсации водяного пара в воздухе образуются аэрозольные системы – облака; проливающийся из них дождь, в котором преобладает движение водяных капель через воздух, уже не представляет аэрозольную систему, тогда как сгустившийся туман по-прежнему аэрозольная система. Воздух представляет собой сложную дисперсную систему во многом определяющую биосферные процессы. Даже самый чистый воздух содержит не менее 100 взвешенных частиц в см3.

Классификация аэрозолей:

1. По агрегатному состоянию: а) жидкие частицы – туманы;

б) твёрдые – дым.

2. По способам образования: а) диспергирование (дробление крупных тел); б) конденсации (объединение отдельных молекул).

3. По степени дисперсности: значительная поверхность раздела фаз как следствие раздробленности вещества сообщает аэрозолю новые качества (взрывоопасна пыль угля, чая, сахара, муки в воздухе).

4. По размером частиц: от нескольких ангстрем до долей мм.

5. По форме частиц: кластеры (гроздь).

Различают физическую и химическую конденсацию (если процесс образования аэрозольных частиц из газов и паров сопровождается химическими процессами). Если процесс образования аэрозольных частиц в газе происходит путём присоединения молекул к уже существующей пылинке или иону, конденсацию называют гетерогенной, при этом пылинки или ионы становятся ядрами конденсации. Если аэрозольные частицы зарождаются путём объединения одинаковых молекул, конденсацию называют гомогенной.

Аэрозоли характеризуются как состоянием и свойствами дисперсной фазы, так и параметрами дисперсионной среды – давление воздуха, его температурой, скоростью перемещения, турбулентностью (завихренность и вязкость воздушного потока).

Атмосферный аэрозоль – это, прежде всего, явление природы:

облака и туманы; водяная пыль с гребней морских волн; видимые пыльные бури; дым торфяных, степных и лесных пожаров; тучи над вулканическими извержениями; пыль биологического происхождения (из мелких организмов, сухих остатков водорослей, чешуек, волос, перьев, наружный слой кожи человека).

Особое беспокойство вызывают аэрозольные частицы антропогенного образования. Около 500 различных отраслей хозяйственной деятельности человека связаны с аэрозолями.

Можно выделить следующие группы аэрозолей:

1. связанные с жизнедеятельностью человека (пыль);

2. процессы горения, лежащие в основе большинства предприятий энергетики и автотранспорта. Различают первичные (образующиеся непосредственно при горении и выбрасывающиеся с дымовыми и выхлопными газами – сажа, зола, PbO2) и вторичные (образующиеся в результате конденсации продуктов химических превращений газообразных веществ, выделяющихся при горении – сернистый газ – серная кислота, оксиды азота – азотная кислота).

Многие вещества, которые нас окружают, безвредны, когда образуют сплошные тела, но становятся смертельно опасными в аэрозольном состоянии. Например, асбестовая, цементная, угольная пыль;

пылинки, образуемые при переработке хлопка, льна, сахарного тростника. Лечить болезни, вызываемые действием этой пыли на лёгкие (пневмотоксикозы) очень трудно.

За последние 20-30 лет по своей массивности аллергические заболевания заняли третье место после сердечно-сосудистых и онкологических. Во многих случаях аллергия вызывается пыльцой растений, бытовыми аллергенами; пылью, в том числе и «живого» происхождения. Заражение такими болезнями как ОРЗ, грипп, туберкулёз лёгких, лёгочная чума, менингит происходит из-за вдыхания аэрозолей микробиологической природы.

К аэрозолям - загрязнителям относят:

1. Естественные аэрозоли:

а) морской компонент аэрозоля, который определяет возможность образования облаков, участвующих в глобальном круговороте воды на земле;

б) естественный фоновый аэрозоль, который образуется в результате химических и фотохимических реакций веществ, выделяемых растениями, с некоторыми компонентами воздуха. Например, при прохождении химической реакции скипидара, выделяемого растениями, с оксидами азота происходит образование аэрозоля, который можно наблюдать как голубую дымку под вершинами деревьев;

в) аэрозоли от степных, лесных, торфяных пожаров в значительной степени определяют прозрачность атмосферы, влияют на её отражающую способность (альбедо), изменение погоды и климата;

г) вулканическая пыль – аэрозоли создают в верхних слоях атмосферы экран, изменяющий количество и качество приходящего к поверхности планеты солнечного излучения и уходящего в космос излучения самой земли, что не только влияет на климат, но и на продуктивность биосферы;

д) вулканические газы – сернистый газ, образуют аэрозоли кислот, в условиях низких температур из них образуются специфические стратосферные облака;

е) «живая» фракция – аэрозоли, обеспечивающие размножение растений и грибов. Например, аэрозольная производительность сосны составляет 0,12 кг в год.

2. Антропогенные аэрозоли:

а) радиоактивные облака – аэрозоли, содержащие радиоактивные элементы. Аэрозольные частицы сохраняются в атмосфере от до 30 месяцев. Уровень радиации в настоящее время в атмосфере повысился на 7% по сравнению с естественным фоном. Источники:

ядерные взрывы, аварийные выбросы ядерных реакторов;

б) технологические процессы, необходимые для человека. Причём только 2% природных материалов вовлекается в промышленное производство, 98% становятся отходами, при этом значительная часть превращается в аэрозоли;

в) туманы – аэрозольные системы из мельчайших капелек воды или кристалликов льда, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе непосредственно у поверхности земли. Число капель определяет его плотность (прозрачность): дымка, плотный, морось, кислотные туманы, росы, дожди. Кислотосодержащие аэрозоли создают неблагоприятную обстановку, вызывая тяжёлые заболевания;

г) смог (Smoke дым + fog туман) – смертоносный туман, содержащий аэрозоли, образующийся в результате химических реакций в атмосфере и инверсии температуры (ледяной смог);

Наиболее часто встречающиеся компоненты, формирующие аэрозоли: СО, оксиды азота, пыль, сернистый ангидрид, сероуглерод, сажа, свинец и его соединения, хлор, углеводороды (олефины и ароматические соединения, облучаясь, образуют значительное количество аэрозолей). Количество аэрозолей уменьшается с увеличением относительной влажности воздуха.

Тема 5. Загрязнение атмосферы газообразными Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха приходится на долю оксидов углерода (200 млн. т. СО, 20 млрд. т. СО2), соединений серы (150 млн. т. SO2) и азота (53 млн. т. NxOy).

1. Оксиды серы:

SO2 – один из самых вредных загрязнителей воздуха, он вызывает заболевания органов дыхания, общее ослабление организма и в сочетании с другими загрязнителями ведёт к сокращению средней продолжительности жизни. (В печени млекопитающих найден фермент сульфитоксидаза, содержащий молибден и способный детоксицировать диоксид серы путём окисления сульфита в сульфат и выведением с мочой:

Естественные источники выделяют в атмосферу примерно половинную долю из общего потока SO2. Основными процессами являются реакции окисления сероводорода атмосферным кислородом (2Н2S + 3O2 2Н2O + 2SO2) и озоном (Н2S + O3 Н2O + SO2).

Основными антропогенными источниками являются:

процессы сжигания топлив;

промышленные процессы (выплавка металлов);

выхлопные газы автомобилей.

Мировой анропогенный выброс серы в атмосферу оценивается величиной 113 млн. т. в год (98 млн. т. SO2, 3 млн. т. SO3, 9 млн. т. – аэрозольные сульфаты и 3 млн. т. – Н2S).

Например:

а) в каменном угле сера присутствует в форме сульфида FeS или в составе органических соединений, также образующих SO2 при сжигании угля:

б) при выплавке металлов из серных руд получают 10% (по массе) SO2:

Вред SO2 состоит в том, что из него в результате окисления образуется SO3:

При обычных условиях равновесие этого процесса сдвинуто влево, но окислению способствуют:

оксиды и соли металлов (особенно Fe и Mn) в воздухе в виде пыли играют роль катализаторов;

капельки влаги, туманы в воздухе (растворённый SO2 окисляется быстрее);

фотоны солнечного излучения (фотохимическое окисление).

В превращении SO2 принимает участие и озон:

Образовавшийся триоксид серы, который получается в результате реакции окисления:

2SO2 + O2 2SO3, растворяется в капельках влаги, что ведёт к появлению совершенно чуждого воздуху вещества – серной кислоты:

SO3 + H2O H2SO4. Осадки, содержащие кислоты, и есть кислотные дожди. Вещества, имеющие в своем составе сульфат-ионы SO42-, обладают значительной растворяющей способностью и уменьшают видимость, от них зависит альбедо облаков (способность отражать излучение) и, косвенно, климат.

В последнее время среди учёных обсуждается вопрос влияния сульфатных аэрозолей в атмосфере на «парниковый эффект». Мельчайшие частицы сульфатов отражают солнечное излучение обратно в космос (как сами по себе, так и способствуя образованию отражающих водяных облаков). Этот процесс должен приводить к охлаждению земли, то есть к прямо противоположному эффекту по сравнению с парниковыми газами. Это охлаждение, как показывают расчёты, почти полностью компенсирует «парниковый эффект», вызываемый СО2. Кроме того, сульфатные аэрозоли в стратосфере, рассеивая ультрафиолетовое излучение солнца, в определённой мере «помогают» озонному слою защищать жизнь на планете. Если в атмосфере содержится NH3, кислотные осадки обусловливают образование плотных туманов из-за рассеянного в воздухе сульфата аммония:

2. Оксиды азота:

Поступают в атмосферу в результате деятельности почвенных бактерий (NO2 и NO) и хозяйственной деятельности человека (NO2 и NO).

В основе всех случаев образования NO2 и NO лежит эндотермическая реакция:

При сжигании топлив в зоне высоких температур равновесие этого процесса значительно сдвигается вправо. Диоксид азота образуется при окислении монооксида:

Кроме того, в образовании NO2 могут принимать участие свободные гидроксид-радикалы HO и метилпероксид-радикал H3COO:

Данные радикалы получаются, например, в результате сложных реакций в зоне автомобильного выхлопа при облучении солнечным светом.

Монооксид NO и диоксид NO2 азота часто объединяются под формулой NOx, обладают чётко выраженными общетоксичными и раздражающим действиями, на них установлены весьма низкие значения ПДК во всех промышленно развитых странах.

В атмосферу в основном выбрасывается NO2 – бурый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. На поверхности слизистых оболочек рта и носоглотки диоксид азота взаимодействует с влагой, образуя кислоты HNO3 и HNO2, которые могут способствовать развитию отёка лёгких.

Кроме участия в образовании кислотных дождей оксиды азота вносят большой вклад в формирование фотохимического смога.

Например, NO2 способен вместо озона атаковать оксид хлора, образуя нитрат хлора ClNO3, тем самым, спасая молекулы O3:

Характер деятельности оксидов азота NOx по отношению к озону («разрушительный» или «спасательный») зависит от высоты их нахождения в атмосфере.

Основные источники NOx:

1. Естественные – лесные пожары, грозы, процессы нитрификации в почве (всего образуется до 770 млн. т. в год).

2. Антропогенные – сжигание ископаемых топлив и биомассы, выхлопные газы транспорта.

Активно разрабатывается комплексный подход к проблеме, включающий методы:

очистки дымовых газов;

снижающие или предотвращающие образование NOx в процессах горения:

а) термические NOx образуются в результате высокотемпературного окисления озона N2 воздуха по радикальноценному механизму.

б) быстрые NOx образуются в результате взаимодействия углеводородных радикалов, получающихся в процессе горения углеводородов, с азотом воздуха (при недостатке О2).

в) топливные NOx образуются при превращении топливного связанного азота в реакционной зоне пламени:

Применяются следующие методы очистки промышленных газов от SO2 и NOx:

1. Газофазный аммиачный (80% - степень очистки).

Реагент NH3, продукты N2, H2O.

2. Радиационно-химический (90%).

Реагент NH3, продукты HNO3, H2SO4, (NH4)2SO4 + NH4NO 3. Озонно-аммиачный (95%).

Реагенты NH3, O3, продукты (NH4)2SO4, N2O, N2.

Тема 6. Газообразное загрязнение атмосферы Фотохимический смог – комплексное загрязнение атмосферы, обусловленное застаиванием масс воздуха в крупных городах с развитой промышленностью. Основной источник – автомобильные выхлопы, в зоне которых идут реакции:

Кроме оксидов азота, в фотохимическом смоге присутствуют:

1. монооксид углерода СО (продукт неполного сгорания бензина);

2. углеводороды СxHy;

4. Пероксиацилнитраты (ПАН): R–C–O–O–NO2:

(основных три – пероксиацетилнитрат СH3–C–O–O–NO2;

пероксипропионилнитрат CH3–CH2–C–O–O–NO2;

В появлении под автострадами больших городов этих веществ, раздражающих слизистую глаз и органы дыхания, повинны следующие превращения: H H3CCH=CH2 + O3 H3C–C=O + HCO + HO H3C–C=O + O H3C–C=O + HO H3C–C=O + O2 H3C–C–O–O H3C–C–O–O +NO2 H3C–C–O–NO Весь этот набор в сырую погоду висит в воздухе в виде аэрозоля, снижая видимость и заставляя задыхаться. Такие сильные окислители, как озон и ПАН, пагубно влияют на городскую растительность, ингибируя многие ферментативные реакции в организмах растений (реакции энергоснабжения – цикл Кребса). Отрицательное биологическое воздействие NOx на живые организмы проявляются в обесцвечивании листьев, увядании цветов, прекращения плодоношения и роста.

Известно много способов борьбы с загрязнением воздуха от выхлопных газов. Например, использование двухступенчатого каталитического нейтрализатора. Это дополнительное устройство вводится в выпускную систему двигателя для снижения токсичности выхлопных газов. Отработавшие газы последовательно проходят через пористые восстановительный и окислительный катализаторы. На восстановительном протекают реакции.

На другом в окислительной среде нейтрализуются продукты сгорания углеводородов и неполного сгорания СО:

Различные виды деятельности хозяйства создают смог в больших городах.

Ещё один оксид азота – гемиоксид (оксид диазота) проявляет себя как парниковый газ. В зависимости от высоты он может также либо губить озон, либо спасать его. Источниками N2O являются микробиологические процессы, происходящие в почве после вырубки лесов, сжигание биомассы, а так же использования азотных удобрений.

Под действием солнечного излучения гемиоксид сможет превращаться в монооксид, внося свой вклад в проблему кислотных загрязнений:

2NO2 + H2O HNO3 + HNO2 (неустойчива).

Вообще в атмосфере присутствуют пять основных азотосодержащих газов: N2, NH3, NO, NO2, N2O. В конденсированной фазе азот присутствует в форме иона аммония (NH4+) и нитратного иона (NO3-).

В атмосфере городов наблюдается значительное количество органических нитратов.

ХФУ – хлорфторуглероды.

Главные виновники «истончения» озонового слоя - особенно долго существующие в атмосфере молекулы ХФУ-11 (CFCl3) и ХФУCFCl2). Эти антропогенные вещества широко используют как хлодоагенты в холодильниках, как распыляющие газы в аэрозольных баллонах и как пенообразователи в огнетушителях. Синонимичные названия (хлорфторметаны, фреоны, хлодоны). Первоначально ХФУ быстро завоёвывали популярность в связи с тем, что они химически инертны, практически не вступают в химические реакции и поэтому не токсичны для живых организмов. Однако, попадая в стратосферу беспрепятственно и без изменений и подвергаясь там УФ – облучению, они распадаются с освобождением атомов хлора и разрушают молекулы озона, выполняя роль катализатора:

В результате атом хлора остаётся цел, а озон исчезает:

Один атом хлора может уничтожить до 10000 молекул озона.

Для сохранения «озонового щита» необходимо срочно решать три проблемы:

ограничение использования ХФУ или поиск экологически безопасных заменителей;

сокращение числа полётов сверхзвуковых транспортных самолётов на другие, летающие на более низких высотах;

сокращение использования азотных удобрений, введение более прогрессивных способов возделывания сельскохозяйственных земель.

Что касается заменителей ХФУ, то химики предложили уже некоторые варианты:

испытан фреон-22, в молекуле которого один атом галогена замещён на атом водорода, он разрушается в атмосфере, не добираясь до озонного экрана;

апробированы гидрофторуглероды CHx F4-x (x = 1, 2, 3).

5. Оксиды углерода: атмосферный монооксид образуется в основном (70 – 80%) естественными путями, главный из которых – окисление метана:

В атмосфере содержится – 510n кг СО. Ежегодная доля выбросов СО (от неполного сгорания топлив, автотранспорта, тепловых электростанций) составляет 20 – 30%. Однако концентрация его в атмосфере возрастает очень медленно. Это означает, что в природе есть процессы, приводящие к поглощению СО:

поглощение почвенными микроорганизмами;

растворение в воздухе океана;

диффузия в атмосферу и растворение там с более реакционноспособными молекулами и атомами, а также со свободными радикалами, с образованием диоксида углерода:

Молекулы самого монооксида СО сравнительно нереакционно способны, но он способен специфически связываться с гемоглобином, образуя прочный комплекс карбоксигемоглобин СОНв. Высокие локальные концентрации СО, вызванные преимущественно автомобильным транспортом, представляют собой экологические ловушки (отравление людей). Кроме того, снижает способность атмосферы к самоочищению, уменьшая концентрацию радикала НО. По прогнозам содержание СО в атмосфере земли в ближайшем будущем будет возрастать.

Тема 7. Кислотные дожди Представляют собой различные виды атмосферных осадков (дождь, снег, туман, роса) с кислотностью выше нормы.

Кислотность водного раствора определяется присутствием в нём Н+ и характеризуется концентрацией этих ионов в 1 л. раствора С (Н+) – моль/л или г/л. Раствор является нейтральным, если концентрации водородных и гидроксильных ионов одинаковы и равны 10- моль/л. Такое состояние характерно для химически чистой воды. Для кислых сред выполняется условие 10-7 С (Н+) 10. На практике степень кислотности раствора выражается водородным показателем рН, представляющий собой десятичный логарифм, взятой с обратным знаком, молярной концентрации водородных ионов: рН = -lgС (Н+). Шкала кислотности идёт от рН = 0 (крайне высокая) через рН = 7 (нейтральная среда) до рН = 14 (крайне высокая щёлочность).

Например: рН = 0 (электролиты для аккумуляторов), рН = 1 (желудочный сок), рН = 2 (лимонный сок, кислотные туманы), рН = 3 (уксус, пиво, вино), рН = 4 (апельсиновый сок, кислотные дожди), рН = 5 (чёрный кофе, лосьоны для бритья, дождевая вода), рН = 6 (моча, слюна), рН = 7 (химически чистая вода, кровь). Простым способом определения характера среды является применение индикаторной бумаги, содержащей кислотореагирующие пигменты.

Главные кислотообразующие выбросы в атмосферу – диоксид серы SO2 и оксида азота NOx. Природные источники поступления этих газов - вулканы, лесные пожары. Они связаны с электрическими разрядами, перерабатываются микроорганизмами.

Техногенные поступления – это поступления от промышленных предприятий энергетики, чёрной и цветной металлургии, нефтегазовой промышленности, автотранспорта.

Механизм образования кислотных осадков Диоксид серы в результате фотохимического окисления превращается в серный ангидрид:

Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный полигидрат SO2nH2O, который часто называют сернистой кислотой. Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной:

Аэрозоли серной и сернистой кислот приводят к конденсации водяного пара атмосферы и становятся причиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег).

При сжигании топлива образуются твёрдые микрочастицы сульфатов металлов, легко растворимые в воде, которые осаждаются на почву и растения, делая кислотными росы.

Аэрозоли серной и сернистой кислоты составляют 2/3 кислотных осадков, остальное приходится на долю аэрозолей озоновой и азотной кислот, образующих при взаимодействии диоксида азота с водяным паром атмосферы:

Существуют ещё два вида кислотных дождей, которые пока не отслеживаются мониторингом атмосферы. Находящийся в атмосфере хлор (выбросы химических предприятий; снижение отходов, фотохимическое разложение фреонов, приводящие к образованию радикалов хлора) при соединении с метаном (источники поступления метана в атмосферу: антропогенный – рисовые поля, а так же результат таяния гидрата метана в вечной мерзлоте вследствие потепления климата) образует хлороводород, хорошо растворяющийся в воде с образованием аэрозолей соляной кислоты:

Очень опасны выбросы фтороводорода (производство аммония, стекольное), который хорошо растворяется в воде, что приводит к появлению в атмосфере плавиковой кислоты.

Впервые кислотные дожди были отмечены в западной Европе (в Скандинавии) в 1950 году. В 1982 году в Стокгольме состоялась специальная международная конференция по кислотным дождям. В среднем кислотность осадков, выпадающих в основном в виде дождей на площади почти 10 млн. км2, составляет 5-4,5, а туманы – 3Специфическая особенность кислотных дождей – их трансграничный характер, обусловленный переносом кислотообразующих выбросов воздушными течениями на большие расстояния. Этому способствует политика «высоких труб» как эффективное средство против загрязнения приземного воздуха. Почти все страны одновременно являются «экспортёрами» своих и «импортёрами» чужих выбросов. Наибольший вклад в трансграничное подкисление природой среды России соединениями серы вносят Украина, Польша, Германия. Из России больше всего окислённой серы направляется в страны Скандинавии. Соотношения: с Украиной – 1:17, с Польшей 1:32, с Норвегией 7:1. Экспортируется «морская» часть выбросов (аэрозоли), сухая часть загрязнений выпадает в непосредственной близости от источника выброса или на незначительном удалении от него. В Европе до 70% кислотных дождей – результат «экспорта» из Великобритании и Германии.

Кислотные осадки оказывают многоплановое влияние на окружающую среду.

В первую очередь отрицательному воздействию подвергаются водные экосистемы, почвы, растительность.

Природные поверхностные воды обладают буферными способностями по отношению к посторонним водородным и гидроксильным ионам, то есть способностью поддерживать постоянную величину pН вблизи нейтральной точки; за пределами интервала значений pН = 4-13 буферная способность полностью утрачивается. Главным буферным соединением в воде является гидрокарбонат-ион НСО3-, образующийся при диссоциации угольной кислоты и способный нейтрализовать кислоты и основания:

Таким образом гидрокарбонат принимает на себя значительную часть добавленных водородных или гидроксильных ионов, благодаря чему pН раствора меняется незначительно. Особенно высокими буферными способностями обладает морская вода, рН которой составляет от 7 до 8,5, что соответствует слабощелочной реакции. Снеговые воды, а также большинство пресных водоёмов, особенно в северных областях земного шара, обладают слабыми буферными свойствами и имеют, кислую реакцию: 7 pH 4.

Самый богатый животный мир присущ водам, pН которых лежит в нейтральной или слабощелочной среде. Водоёмы с очень кислыми и щелочными (pН 11) водами необитаемы. Первыми жертвами кислотных дождей стали озёра и реки. Сотни озёр в Скандинавии на северо-востоке США и юго-востоке Канады, в Шотландии превратились в кислотные водоёмы. В Норвегии половина поверхностных вод имеет повышенную кислотность, из 5000 озёр в 1750 исчезла рыба.

При повышении кислотности воды ещё до критического порога выживание водной биоты (например, для моллюсков рН = 6, окуней – рН = 4,5), в ней быстро нарастает содержание алюминия за счёт взаимодействия гидроксида алюминия природных пород с кислотой:

Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O Даже небольшая концентрация ионов алюминия (0,2 мг/л) смертельна для рыб. В то же время фосфаты, обеспечивающие развитие фитопланктона и водной растительности, соединяясь с алюминием, становятся малодоступными для этих организмов.

Дефицит питательных веществ и интоксикация приводит к «стерилизации» водоёмов. Закислённая вода разрушает скелеты рыб и раковины моллюсков, а главное – сжигает репродуктивные процессы. В свою очередь, это приводит к сокращению популяций наземных животных и птиц, связанных с водной биотой трофическими цепями.

Мёртвая вода усиливает дефицит пресной воды. Однако притом, что все основные реки России и их крупные притоки оцениваются как «загрязненные» или «сильно загрязнённые», кислотные осадки мало изменяют качественные характеристики воды. Итак, последствия кислотных дождей в водных экосистемах – это:

1. повышение кислотности воды;

2. выщелачивание тяжёлых металлов;

3. интоксикация воды;

4. связывание фосфатов;

5. утрата рыбных ресурсов;

6. сокращение животных и птиц, живущих около воды;

7. дефицит чистой пресной воды.

Почвенные организмы более приспособлены к пониженным значениям рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно азотфиксирующие бактерии и грибницы.

Разрыхляющие почву черви могут жить в слабокислых почвах, в таких условиях они «нейтрализуют» почвенные кислоты с помощью выделяемой ими извести; в кислой почве они погибают. Среди других нарушений, происходящих в почве вследствие её подкисления, следует отметить нарушение процессов питания растений, разрушение их корневой системы. Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причём этот фактор долгодействующий, который может проявляться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают еловопихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации и фотосинтеза за счёт разрушения хлорофилла.

Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растения, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям: грибам, бактериям, насекомым.

Наибольший урон кислотные дожди понесли лесам центральной Европы, в частности 35% лесов Германии, 35 млн. м3 на европейской территории России.

Изменения в почве Изменение в растительности 1. Закисление почвы 1. Повреждение лесной поверхности и хвои 2. Нарушение корневой системы 3. Нарушение процессов всасывания воды и пи- 3. Нарушение фотосинтеза тательных веществ 4. Вымывание биогентов 4. Снижение сопротивляемости патогени питательных веществ ным организмам 5. Высвобождение ионов 5. Накопление в камбии токсичных метоксичных металлов таллов 6. Угнетение и гибель почвенной биоты, в 6. Ослабление, нарушение роста, деграчастности азотфикси- дация, усыхание, гибель рующих бактерий Воздействию кислотообразующих газов и кислотных осадков подвергаются органические материалы – кожа, бумага, ткани, красители, резина – так как они образованы гидрофильными веществами, которые накапливают воду между волокнами. Кислоты постепенно гидролизуют макромолекулы, в результате чего эти материалы становятся хрупкими и разрушаются. Как восстановитель диоксид серы вызывает обесцвечивание красителей, что приводит к выцветанию тканей.

Известняк, мел, мрамор, туф, содержащие карбонат кальция, разрушаются под действием кислотных дождей:

CaCO3 + H2SO4 СаSO4 + CO2 + H2O CaCO3 + 2HNO3 Ca2+ + 2NO3-+ CO2 + H2O Многие скульптуры и здания в Риме, Венеции, Петербурге (например, в Афинах, Кельнский собор) имеют значительные повреждения.

Из бетона и других минеральных строительных материалов, а также стекла, под действием кислотных дождей выщелачиваются не только карбонаты, но и силикаты. Если рН осадков достигает значений 4,5-3, то ионы Al3+ начинают вымываться из кристаллической решётки. С уменьшением рН интенсивно протекает разрушение силикатной кристаллической структуры, как в полевом шпате (сырьё для производства керамики, стекла, цемента):

3KAlSi3O8 + 12H2O + 2H+ KAl3Si3O10(OH)2 + 6H2SiO4 + 2K+ 3KAl3Si3O10(OH)2 + 18H2O + 2H+ 3Al2O3(H2O)3 + 6H2SiO4 + 2K+ Подобным образом кислотные осадки разрушают древние оконные стёкла церквей, соборов и дворцов.

Металлы под действием кислотных осадков разрушаются быстрее. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины:

2FeSO4 + H2O + 0,5O2 2Fe(OH)SO Такой же ущерб претерпевают изделия из бронзы, на которой образуется патина, состоящая из карбонатов и сульфатов. Слои пыли и копоти на поверхности создают плёнку, которая удерживает влагу и в которой постоянно растворяются кислотообразующие газы. Кислота разъедает металл, переводя его в виде ионов в раствор, изделие при этом теряет форму.

Вдыхание влажного воздуха, содержащего диоксид серы, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечнососудистыми и лёгочными заболеваниями, в тяжёлых случаях может возникать отёк лёгких. Сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Попадая в дыхательные пути NO2 взаимодействует с гемоглобином крови, вызывая респираторные, астматические и сердечные заболевания.

Кислотные осадки подобным образом действуют и на животных, однако систематических исследований здесь не проводилось, за исключением обитателей водных экосистем.

Частота атмосферного воздуха планеты – одно из приоритетных направлений природоохранной деятельности национальных правительств, которая развивается в рамках программы, принятой на XIX специальной сессии генеральной Ассамблеи ООН в 1997 году.

Определены и проводятся следующие работы:

1. установлены критические нормы выбросов кислотообразующих газов;

2. разработка и внедрение очистных сооружений;

3. правовая защита атмосферы;

4. исследования по снижению загрязнений от выхлопных газов автомобилей. Например, создание каталитических конвертов, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот;

5. применение в дымовых трубах газоочистителей, таких, как электрические фильтры, вакуумные, воздушные и жидкие фильтры, где газообразные продукты сгорания пропускают через водный раствор извести, образуя осадок CaSO4 (этот метод позволяет удалить до 95% газа, но он дорогостоящий); до 99% оксидов азота, превращающихся в азот и воду с помощью изоциановой кислоты HNCO;

6. восстановление нормальной кислотности водоёмов возможно за счёт известкования, при этом повышается её буферная способность;

7. известкование применяется для защиты лесов, используя распыление свежемолотого доломита (CaCO3 MgCO3):

CaMg(CO3)2 + 2H2SO3 = CaCO3 + MgSO3 + 2CO2 + 2H2O CaMg(CO3)2 + 4HNO3 = Ca(NO3)2 + Mg(NO3)2 + 2CO2 + 2H2O 8. Использование силиконовых покрытий для защиты памятников культуры и архитектуры; для защиты металлических изделий – покрытие лаком, масляной краской или легирование сталей.

9. Особенно эффективны методы, предусматривающие очистку топлива от потенциальных загрязнителей, использование экологически чистых источников энергии и создание безотходных технологий.

10. Применение мер экологического контроля.

Тема 8. Экология гидросферы Вода – первичная среда для эволюции органического мира и входит в состав всех живых существ. Общая масса воды в живых организмах 2500 м3. По химическому составу морская вода, где зарождалась жизнь, очень близка человеческой крови.

Доля (в %) от суммы растворённых солей В глобальный гидрологический цикл входят три основных потока: осадки, испарения и влагоперенос. Осадки в основном выпадают в океаны (385 тыс. м3/год). Поверхностный сток и поток грунтовых вод направлены с суши в океан. В атмосферу вода возвращается, испаряясь. Большой вклад в этот процесс вносит транспирация – физиологическое испарение воды растениями.

Вода распределена по планете очень неравномерно: основную часть (97,41%) содержат океаны, на суше (2,59%). Из этой воды большая часть малодоступна (ледники, снега, грунтовые воды) и лишь 0,014% всего влагозапаса доступно людям и другим живым организмам. Но этого запаса достаточно, чтобы обеспечить 20 млрд. человек (сейчас 6 млрд.). Но в данное время есть много районов, где воды катастрофически не хватает, а в других местах она потеряла свои качества из-за неразумной деятельности человека.

В пресной воде содержатся следующие компоненты: растворённые газы (О2, N2, CО2), катионы и анионы (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO42-, HCO3-), взвешенные частицы, кроме того в природе на Д2О приходится 0,2%, которая замедляет биологические процессы, вызывая гибель микроорганизмов, угнетает развитие растений и позвоночных, но присутствие в небольших количествах не влияет на живые организмы.

Вода легко загрязняется чуждыми ей примесями. Проходя через гидрологический цикл, она может вбирать в себя отходы двух видов:

1. обычные – органические остатки (экскременты человека и животных, растительные остатки);

2. промышленные – отходы производства и вышедшую из употребления промышленную продукцию.

Такая вода считается загрязнённой.

Существуют важные критерии, с помощью которого определяется качество воды – количество растворённого в воде кислорода.

Живущие в воде аэробные бактерии с помощью кислорода окисляют органические вещества, попавшие в воду, так как последние служат им пищей и удовлетворяют их энергетические запросы. Органические вещества, способные окисляться в воде бактериями называются биоразложимыми. Процесс окисления достаточно сложен. В результате органические загрязнители исчезают, а содержащиеся в них элементы C, H, O, N, S, P превращаются в окислённые формы – CO2, H2O, SO42-, PO43- (совершенно неопасные для живых организмов), например:

(CH2O)n(NH3) h O2 CO2 + H2O + HNO Эта реакция протекает через промежуточные стадии детигрофикации, при фотосинтезе в них участвуют пурпурные и зелёные бактерии.

Однако иногда эти окислительные реакции настолько снижают количество растворённого О2 в воде, что аэробные бактерии уже не могут существовать в такой обеднённой среде, и на смену им приходят анаэробные бактерии, которые разлагают органические вещества до СН4, NH3, H2S и PH3. Продукты разложения в этом случае токсичны для гидробионтов, к тому же с неприятным запахом.

Насыщенность воды кислородом - это отношение фактически установленной концентрации кислорода в данном образце воды к его равновесной концентрации в подобных условиях. Большая растворимость кислорода наблюдается в осенне-зимний период. Степень насыщенности кислородом воды остаётся зимой неизменной, компенсируясь изменением фотосинтеза и колеблется в пределах 6- мг/л. По глубине концентрация О2 меняется по убывающей. Максимальное насыщение воды кислородом наблюдается в поверхностном слое воды, где оно зависит в первую очередь от интенсивности газообмена между атмосферой и гидросферой. На глубине океана около 1000 м наблюдается минимальное количество растворённого кислорода. Для неглубоких озёр и рек диффузия кислорода определяется скоростью перемешивания водных масс: чем старше водоём, тем медленнее идёт в нём газообмен.

Количество растворённого О2, необходимого для превращения всех биоразложимых органических отходов в воде, называют биохимической потребностью в кислороде (БПК). Этот показатель характеризует перегруженность воды органическими загрязнителями.

Пятидневная проба БПК – БПК5 – стандартная проба в гидрологических лабораториях на качество воды. При проведении этой пробы «грязную» воду разбавляют насыщенной воздухом дистиллированной водой, чтобы обеспечить избыток О2. Далее измеряют концентрацию растворённого О2 в полученном растворе, а затем выдерживают раствор в течение пяти дней при 25С, после чего снова измеряют концентрацию растворённого О2. БПК5 и есть та масса кислорода, которая израсходовалась на биодеградацию органических веществ (обычно БПК5 составляет полной БПК воды). Например:

Количество кислорода, необходимого для окисления всех содержащихся в воде восстановителей, называется химической потребностью в кислороде (ХПК). Практически этот показатель, важнейший при первичной оценке качества воды, характеризует общую массу органических веществ, содержащихся в образце воды. ХПК определяется бихроматным способом и выражается в мг О2 на 1 мг окисляемого вещества. Пробу сточных вод обрабатывают горячим подкисленным раствором К2Cr2O7, далее избыток бихромата оттитровывают раствором железо-аммонийных квасцов FeSO4 (NH4)2SO 6H2O. Количество израсходованного окислителя пересчитывается на эквивалентное количество О2. Качество природной воды в значительной степени определяется концентрацией растительных и минеральных солей. Известны два класса минеральных солей:

Основной вклад в общее солесодержание вносят соли 1 класса.

Соли 2 класса вносят незначительный вклад в общее солесодержание природных вод.

В первую очередь нарушенный минеральный состав воды сказывается на жизнедеятельности простейших организмов, так как растворённые соли определяют обмен веществ клеток с окружающей средой и являются строительным материалом для элементов живой клетки. Повышенная концентрация солей пагубно сказывается на минеральном составе окружающей водоём почвы.

Основные источники загрязнений:

1. Атмосферные воды, несущие вымываемые из воздуха поллюгенты промышленного происхождения. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок.

2. Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты, микроорганизмы, в том числе патогенные.

3. Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разных отраслях производства:

Водные экстрагенты и абсорбенты.

Тема 9. Эутрофикация водоёмов По продуктивности водоёмы делят на три группы:

1. Эутрофные озёра – мелководные, бедны кислородом и богаты питательными элементами (прежде всего C, N, P,S).

2. Мезотрофные – промежуточная группа.

3. Олиготрофные – глубокие, с прозрачной чистой водой, содержат много кислорода и менее богаты питательными элементами.

В естественных условиях олиготрофные водоёмы медленно заполняются осадочными материалами и мёртвым органическим веществом (детритом) и таким образом эутрофицируются. Происходит сукцессия – замена последовательно одних экосистем другими. Верховое или низкое болото, образующееся на месте озера, постепенно зарастает лесом.

Такой процесс идёт потому, что накопление элементов питания в первоначально бедном ими озере приводит к мощному развитию жизни – сначала плавающих водорослей; водных и приводных трав, планктона, а затем рыб и других гидробионтов. Разложение обильного растительного материала приводит к уменьшению растворённого в воде О2, всё большее значение приобретают анаэробные процессы биодеградации органических веществ, озеро начинает источать зловонный запах, мелеет, в конце концов полностью зарастая растительностью.

Обычно процесс эутрофикации идёт в природе миллионы лет.

Хозяйственная деятельность человека резко ускоряет эутрофикацию тех водоёмов, куда попадают сточные воды, удобрения и фосфаты детергенты синтетических моющих средств, несущие много органических веществ, содержащих элементы питания. Загрязнение водоёмов ведёт сначала к «цветению» воды (взрыв численности популяций планктона и водорослей), а потом выделявшиеся в воду из некоторых микроскопических водорослей токсины делают её малопригодной для жизни гидробионтов и непригодной для питья.

Меры борьбы с искусственной эутрофикацией:

прекращение поступления биогенных элементов в водоём из сферы хозяйственной деятельности человека;

очистка стоков;

аэрация.

1. Андроз Д., Джинелз Т. Введение в химию окружающей среды. – М.: Мир, 1999, 160 с.

2. Беспамятнов Г.К., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. – Л.: Химия, 1985, 70 с.

3. Будыко М.И. Глобальная экология. – М.: Наука, 1977, 210 с.

4. Брач Б.Я., Конышева И.А. Мониторинг окружающей среды в Республике Коми. – Сыктывкар: Коми книжное издательство, 1995, 220 с.

5. Боровский Э.А. Аэрозольное загрязнение атмосферы. – М.:

Химия, 1998, 150 с.

6. Гольдфейн М.Д., Кожевников Н.В. Проблемы жизни в окружающей среде. – М.: Мир, 1983, 180 с.

7. Герасимов И.П. Биосфера земли. – М.: Педагогика, 1976, 198 с.

8. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. – М.:

МГУ, 1992, 260 с.

9. Прохоров Б.П. Экология человека. – М.: Педагогика, 1992, 320 с.

10. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. – М.: Финансы и статистика, 1995, 390 с.

11. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. – М.: Финансы и статистика, 2000, 420 стр.

12. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. / Под ред. Ю.А. Израэля. – Т 1, Л: Гидрометеоиздат, 1994, 523 с.

13. Родионов А.И. Экология. – СПб: Химия, 1996, 290 с.

14. Шустова Л.В., Шустов С.Б. Химические основы экологииМ.: Химия, 1994, 380 с.

1. Аэробная и анаэробная жизнь в толще почвы.

2. Механизмы осморегуляции и эволюция выделительных систем у различных групп животных.

3. Методы снижения вредных газообразных выбросов в промышленности и на транспорте.

4. Химические загрязнения и поведение человека.

5. Очистка газообразных выбросов от SO2 и SO3: проблемы и решения.

6. Уникальные свойства воды, имеющие важное значение для жизни.

7. Токсическое воздействие ионов тяжёлых металлов.

8. Токсикология марганца и его соединений.

9. Антидетонационные присадки к бензинам.

10. Предотвращения загрязнений свинцом окружающей среды при эксплуатации автотранспорта.

11. Тяжёлые металлы в биосфере.

12. Металлы и хелаты в биологических системах.

13. Фосфор- и хлорорганические соединения – загрязнители биосферы.

14. Реакции синтеза и инактивации нейромедиатора ацетилхоламины.

15. Механизм ингибирования AChE фосфорорганическими ядами.

16. Методы борьбы с нефтяными пятнами.

17. Роль химической науки в разработке и внедрении в практику малоотходных и ресурсосберегающих технологий и процессов.

18. Новые высокоизбирательные пестициды и пестициды с низкой экологической нагрузкой.

19. Ксенобиотики и защитные способности живых организмов.

20. Определение остаточных нитратов в продукции сельского хозяйства.

21. Химические вещества – защитные хемомедиаторы.

22. Методы анализа природных соединений.

23. Практическая биохимия и экология.

24. Влияние кислотных осадков на окружающую среду.

25. Растительные индикаторы.

1. Какова роль различных форм жизни в почвенных экосистемах?

2. Почему углекислый газ практически никогда не выступает в роли лимитирующего фактора в водных экосистемах?

3. Какова роль иона гидроксида в появлении кислотных дождей?

4. Что можно сказать о роли ионизации в общей защитной функции атмосферы?

5. Чем объяснить следующую закономерность: концентрация диоксида азота в воздухе большого города достигает максимума в ранние часы суток, после чего уменьшается?

6. Как объяснить тот факт, что уровень содержания углеводородов в воздухе под городскими магистралями снижается в то время, когда повышается содержание альдегидов?

7. Каким образом осуществлялась защита жизни первых организмов на Земле в условиях, когда озоновый щит ещё не был сформирован?

8. Какова характеристику стратосферного озона?

9. Какова характеристику тропосферного озона?

10. Можно ли решить проблему защиты озонового слоя от ХФУ, заменив CF2Cl2 на CF3Br?

11. Что представляют собой галогенопроизводные углеводородов?

12. Какие принципиально возможные методы борьбы с SO2 загрязнителем существуют в данное время?

13. Каким образом особые свойства воды обусловливают функции в живых организмах и природе?

14. Каким образом «парниковый эффект» влияет на гидрологический цикл?

15. Какие виды человеческой деятельности оказывают воздействие на глобальный круговорот воды?

16. Известно, что теоретически существует 39 радиоактивных и 9 стабильных разновидностей воды. Какова совместимость свойств таких вод с жизнью?

17. Каковы проблемы водоёмов, расположенных в вашей местности?

18. Какие меры надо предпринимать для устранения процесса эутрофикации?

19. Каков оптимальный выбор мест для взятия проб воды на определение загрязнённости металлами?

20. Каким образом может произойти отравление свинцом в случае замены свинца, входящего в состав красок и глазурей, на нетоксичный титан?

21. Какие функции выполняет вода в процессах комплексообразования?

22. Какие последствия имеет подавление деятельности гидробионтов полихлорвиниловыми соединениями?

23. С чем связана замена хлорирования питьевой воды её озонированием?

24. Оцените правильность утверждения «Так как большинство фосфорорганических соединений быстро гидролизуется, то, попадая в воду, они становятся неопасными».

25. Объясните, чем полифосфаты моющих средств опасны для водных экосистем.

26. Какие выводы можно сделать об изменениях, произошедших при смене поколений пестицидов, по параметрам: персистентности, токсичности, норм расхода?

27. Какой химический показатель говорит о загрязнённости атмосферных осадков?

28. Растения – индикаторы на загрязнение.

29. Животные – индикаторы на загрязнение.

30. Какие проблемы биотехнологии возникают при решении вопроса новых пищевых ресурсов.

1. В глубоких слоях почвы содержание О2 уменьшается, а СО увеличивается. В связи с этим в почве на разных глубинах существуют анаэробные и аэробные условия и приспособленные к этим условиям формы жизни. Какие это формы?

2. Органические вещества почвы перерабатывают организмы – деструкторы – растения – сапрофиты и животные сапрофаги. Приведите примеры подобных организмов?

3. При закислении водоёмов первыми гибнут моллюски и некоторые ракообразные. Наиболее стойкими к кислотному загрязнению оказываются насекомые и их личинки. Чем можно это объяснить?

Вспомните особенности строения «внешнего скелета» – хитина, который является полимером моносахарида N – ацетил – Д глюкозамина.

Формула структурного звена молекулы хитина:

4. Фотодиссоциация воды играла большую роль в образовании кислородной атмосферы на ранних этапах истории Земли. Как это происходит?

5. Пользуясь соотношениями E = h и = C/ докажите, что молекулы О2 поглощают фотоны именно коротковолновой УФ-области спектра.

6. Напишите уравнения реакций, в результате которых возникают следующие частицы в верхних слоях атмосферы: NO+, N2+, N, O.

7. Какие физические явления применяются в процессах очистки газов: гравитация, абсорбция и адсорбция, термическое дожигание, каталитическое сжигание.

8. Для удаления NOx из дымовых газов пользуются процессами:

Допишите недостающие продукты, расставьте коэффициенты.

9. Допустим, что человек вдыхает воздух, содержащий 120 млн.

долей СО. Исходя из того, что весь гемоглобин, покидающий лёгкие, несёт либо кислород, либо СО, рассчитайте, какая доля гемоглобина приходится на СОНв. (Способность СО связываться с Нв в 210 раз выше, чем у кислорода).

10. Напишите уравнения реакций или схемы процессов, показывающих взаимосвязь превращений СО в биосфере со следующими веществами: O2, CO2, CH4, HO, NO, CxHy.

11. Энергия разрыва связи в молекуле О3 составляет кДж/моль. Рассчитайте, какая длина волны должна быть у фотонов, чтобы поглотиться озоном. Велика ли относительная энергия таких фотонов?

12. Реакция разложения озона экзотермическая:

В каком направлении будет смещаться равновесие в озоновом цикле при:

накоплении озона;

увеличении температуры;

накоплении молекулярного кислорода;

присутствии фотонов с =160 нм;

присутствии молекул – восстановителей;

наличии атомарного хлора.

13. Массовое использование азотосодержащих удобрений может привести к повышению содержания NO в тропосфере. Поясните, как это может изменить условия жизни на Земле.

14. Экологи утверждают, что если сейчас человечество разом прекратило бы использовать ХФУ, то реакции разрушения «озонового щита» длилось бы ещё около 100 лет. Объясните на чём основано это утверждение.

15. Каким образом второстепенные компоненты атмосферы:

NO2, N2O, H2O могут «грозить» озоновому слою? Привести соответствующие уравнения реакций?

16. Медь часто выплавляют из серной руды Cu2S, при этом выделяется SO2. В США ежегодно получают 1,6 млн. т меди. Если допустить, что всю эту медь получили из Cu2S, то сколько тонн SO выделилось при этом?

17. Один из методов удаления SO2 из продуктов сгорания топлива основан на реакции поглощения его негашеной известью:

Сколько карбоната кальция потребуется для улавливания SO2, образующегося при сгорании 1 т. нефти, если массовая доля серы в ней составляет 1,7%? (эффективность этого способа удаления SO2 составляет 22%).

18. Написать уравнения реакций, лежащих в основе эрозии калия.

19. Укажите достоинства и недостатки методов процесса Клауса:

H2S + SO2 Al2O3 Sn + H2O и в процессе обессеривания на сорбенте – сульфите аммония:

SO2 + (NH4)2SO3 + H2O 2NH4HSO 20. Допишите следующие уравнения реакций:

Возможно ли использовать их для контроля выбросов SO2 и кислотного загрязнения?

21. Мочевина (H2N)2CO – конечный продукт метаболизма белков у животных – может попадать как загрязнитель в водоёмы и разлагаются там аэробными бактериями:

(NH2)2CO + 4O2 H2O + CO2 + 2H+ + 2NO- Определите БПК воды объёмом 3,0106 л. при попадании в неё 30 г. мочевины.

22. В состав многих синтетических моющих средств входит органический анион:

После стирки воды превращается в «грязную», а аэробные бактерии берутся за разложение и этого аниона:

2C18H29SO3- + 51O2 36CO2 + 28H2O + 2H+ + 2SO42Определите полную БПК образца воды, в 100 л которого содержится 1,0 г этого вещества.

23. Повышенная прочность дейтериевой связи Д-О приводит к тому, что Д2О меньше испаряется из жидкой фазы, чем Н2О. Учитывая, что в обычной воде может присутствовать тяжёлая вода, предскажите, какие процессы в таком случае должны происходить при потоотделении.

24. В водном растворе можно провести следующие реакции:

MnSO4 + 2KOH Mn(OH)2 + K2SO 2Mn(OH)2 + O2 2H2MnO H2MnO3 + 2KJ + 2H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + 3H2O + J J2 + 2Na2S2O3 Na2S4O6 + 2NaJ Можно ли использовать эту серию реакций для определения концентрации растворенного в воде кислорода? Разработайте соответствующий титриметрический метод анализа проб воды.

25. Объясните, как влияет на БПК и процесс эутрофикации рек и озёр сброс в них тёплых вод. Есть ли различия в случае реки и озера?

26. Сточные воды иногда предварительно обрабатывают Al2(SO4)3 и CaCl2. При этом происходят следующие реакции:

Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO Al(OH)3 + Н3РO4 + 4NaOH Na[Al(OH)4] + Na3PO4 + 3H2O 2Na3PO4 + 3CaCl2 Ca3(PO4)2 + 6NaCl Поясните, каким образом можно использовать этот метод для предотвращения эутрофикации водоёмов.

27. При пломбировании зубов человек получает кусочек серебряной амальгамы (сплав серебра и ртути) без вреда для здоровья. Чем это можно объяснить?

28. Известно, что ионы Pb2+ и других тяжёлых металлов прочно связываются с сульфгидрильными группами (-SH) боковых цепей белков пептидов. Исходя, из этого факта объясните механизм токсического действия ионов тяжёлых металлов.

29. Сообщалось, что была попытка заменить тетраэтилсвинец на метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганец в качестве антидетонатора. Написать его структурную формулу. Какие новые проблемы могут возникнуть при использовании заменителей свинецорганических соединений в двигателях внутреннего сгорания?

30. Для удаления ионов тяжёлых металлов из водных растворов химики разработали метод, основанный, в частности, на приведённых уравнениях:

Pb2+ + 2OH- Pb(OH) В чём сущность этого метода? Подберите ещё реакции, которые можно использовать в этом методе.

31. Хелатрующие агенты человек использует как лекарственные препараты для уничтожения микроорганизмов, удаляя из них железо и кобальт в виде иона СоЭДТА-2. Ионы хелатированного железа FeЭДТА2- добавляют в почву для предотвращения хлороза растений, так как в этом случае железо не переходит в нерастворимые формы.

Агент Na2 Ca ЭДТА используют для удаления из организма ионов Pb2+ и Cd2+. Написать формулы этих соединений.

32. Объясните механизм хелатизации ионов тяжёлых металлов с использованием соединений типа:

• диэтилентриаминонентаацетат HS – CH2 – CH – CH2 – OH • 2,3 – димеркаптанпропанол 33. Фосфат – ион PO43- удаляют из сточных вод, подвергая их при третичной обработке воздействию CaO. Составьте соответствующие химические уравнения реакций и, пользуясь нужным значением произведения растворимости, объясните, каким образом происходит удаление фосфата.

34. Составьте полные химические уравнения следующих реакций:

образование хлорноватистой кислоты при хлорировании воды;

взаимодействие хлорноватистой кислоты с растворённым в воде аммиаком с образованием хлорамина NH2Cl;

повышение рН воды при добавлении в неё негашенной извести;

образование желатинообразного осадка при добавлении сульфата аммония к воде с рН7.

35. Один из самых распространённых сейчас полимерных материалов оказался источником полихлорпомизинлических соединений (ПХПС). Что это за полимер? Напишите структурную формулу его звена и обоснуйте где и каким образом из него могут образоваться ПХПС.

36. В качестве заменителя полифосфатов предлагаются такие соединения, как сода, бораты щелочных металлов, карбоксиметилцелюлоза. Напишите их формулы. Каков механизм связывания грязи при стирке? Какими характеристиками должны обладать заменители полифосфатов?

37. Водоёмы, имеющие различные типы данных пород, закисляются с различной скоростью. Так, озёра с подстилающими их песчаниками (в основном это силикаты) или гранитами (как это было в случае Адирондихских озёр) быстро закисляются, если в них попадают кислотные осадки. Наоборот, озёра с донными породами, основу которых составляют доломиты, известняки, меловые отложения, долго не закисляются. Таким образом, речь идёт о буферных возможностях водоёмов. Чем объяснить эти различия? Представьте свои доводы уравнениями реакций возможных процессов.

38. Напишите структурные формулы соединений и определите их принадлежность к классам пестицидов:

фунгицид (пентахлорфенол), 4-хлор-2-метилфеноксиуксусная кислота, гербициды 2,2-дихлориронноновая кислота, 1,2-дибром-3-хлорпропан (пемагон), 1,2-дибромэтан.

39. Железобактерии способны получать энергию, переводя железо из формы Fe2+ в ион трехвалентного железа. При этом они накапливают железо в своих клетках – бурый осадок на дне водоёма. Каким образом определяют источники железа в водоёме?

40. С помощью каких качественных реакций можно распознать наличие в растворе следующих ионов: гидроксид-анион, сульфатанион, нитрат-анион, хлорид-анион, сульфат-анион, Н+, Al3+, Ag+, Fe2+, Fe3+, Ca2+, Ba2+, Co2+, Co3+.

41. В питьевой воде были обнаружены следы вещества, обладающего общетоксическим и наркотическим действием. На основе анализа установлено, что это производное фенола и массовые доли элементов в нём составляют: 55% С; 4,2% Н; 14,8% О; 2,7% Cl. Установите формулу.

42. ПДК фенола у мест водопользования составляет 0,001 мг/л.



Pages:   || 2 |
Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ Государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования Архангельской области АРХАНГЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ (ГАОУ СПО АМК) Письменная С.В. КОМПЛЕКСЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПЕЧЕНИ Учебно-методическое пособие практического занятия по профессиональному модулю ПМ 03 Проведение лабораторных биохимических исследований 3 курс, специальность 060604 Лабораторная диагностика...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования СанктПетербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра целлюлозно-бумажного производства, лесохимии и промышленной экологии Н. Ф. Пестова ТЕХНОЛОГИЯ БУМАГИ И КАРТОНА Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве...»

«Федеральное агентство по образованию РФ Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева _ Утверждаю Ректор РХТУ им. Д.И. Менделеева В.А. Колесников _2009 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по организации научных и исследовательских работ студентов, обучающихся по программе магистров для профиля Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества Одобрено Методической секцией Ученого Совета РХТУ им. Д.И. Менделеева _2009 г. Председатель Ю.И. Капустин Москва 2009 г. Методические...»

«Министерство образования Российской Федерации РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к самостоятельной научно-исследовательской работе студентов и лабораторно-практическим занятиям к разделу “Катионообменная способность почв и свойства почвенных коллоидов” курса ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВ г. Ростов-на-Дону 2001 2 Методические указания разработаны асс. кафедры почвоведения и агрохимии биолого-почвенного факультета РГУ Рыбянец Т.В. Утверждены на заседании кафедры почвоведения и...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова (СЛИ) Кафедра Машины и оборудование лесного комплекса МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ для студентов специальностей 110302.65 Электрификация и...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ПИЩЕВОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДЕНИЯ Кафедра Технологии хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств Е.А. Кузнецова ПИЩЕВАЯ ХИМИЯ Методические указания по выполнению лабораторных работ Дисциплина – Пищевая химия Специальности – 260202 Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий 260201 Технология хранения и переработки зерна Орел Автор: к.б.н., доцент каф. Технологии...»

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Национальный исследовательский университет Учебно-научный и инновационный комплекс Новые многофункциональные материалы и нанотехнологии Замышляева О.Г. ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ПО КУРСУ КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Электронное учебное пособие Мероприятие 1.2. Совершенствование образовательных технологий, укрепление материально-технической базы учебного процесса Учебные дисциплины: Коллоидная химия Специальности, направления: Направление подготовки...»

«Методические указания по курсу Теория и история литературы Часть 2. Русская литература для студентов 2 курса специальности Культурология ИВАНОВО 2004 Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный химико-технологический университет Методические указания по курсу Теория и история литературы Часть 2. Русская литература для студентов 2 курса специальности Культурология Составитель...»

«О. Б. Русь А. М. Ходосовская Введение в биотехнологию Практикум Минск БГУ 2011 УДК 60(076)(075.8) ББК 30.16я73 Р88 Рекомендовано ученым советом биологического факультета 27 октября 2009 г., протокол № 3 Р е ц е н з е н т ы: кафедра биотехнологии и биоэкологии Белорусского государственного технологического университета (зав. кафедрой кандидат химических наук, доцент В. Н. Леонтьев); кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии Белорусского государственного университета Р. А....»

«Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию ГОУ ВПО ОрГМА Росздрава Кафедра Мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ для студентов по курсу Токсикология и медицинская защита Тема № 12: Медицинские средства профилактики, оказания помощи при химических и радиационных поражениях г. Оренбург – 2009 г....»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru Государственная система санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы 2.1.7.ПОЧВА, ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ, БЫТОВЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ, САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест Методические указания МУ 2.1.7.730-99 Минздрав России Москва-1999 1. Методические указания разработаны: НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды...»

«Федеральное агентство по образованию Уральский государственный технический университет УПИ Д.Ю. Кручинин ПОДГОТОВКА ОПТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУГОВЫХ ШКАЛ (ЛИМБОВ) Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой Физическая и коллоидная химия Научный редактор: профессор, доктор техн. наук В.А. Дерябин Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов очного обучения специальности 191100 – Оптические технологии и материалы В работе изложены задачи и...»

«OPENGOST.RU www.OpenGost.ru Портал нормативных документов info@opengost.ru ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (РОСГИДРОМЕТ) РД РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ 52.24.381-2006 МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ НИТРИТОВ В ВОДАХ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С РЕАКТИВОМ ГРИССА Ростов-на-Дону Предисловие 1 РАЗРАБОТАН ГУ Гидрохимический институт 2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В. Боева, канд. хим. наук., Ю.А. Андреев 3 СОГЛАСОВАН с Начальником УМЗА и ГУ ЦКБ ГМП Росгидромета 4...»

«Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова Научно-образовательный центр по нанотехнологиям Химический факультет Кафедра химической технологии и новых материалов А.Ю. Алентьев, М.Ю. Яблокова СВЯЗУЮЩИЕ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Учебное пособие для студентов по специальности Композиционные наноматериалы МОСКВА 2010 Редакционный совет: проф. В.В. Авдеев проф. А.Ю. Алентьев проф. Б.И. Лазоряк доц. О.Н. Шорникова Методическое руководство предназначено для слушателей...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра химии И.А. ЗАБЕЛИНА, Л.В. ЯСЮКЕВИЧ Методическое пособие для самостоятельной подготовки к лабораторным занятиям по курсу ХИМИЯ для студентов всех специальностей БГУИР в 2-х частях ЧАСТЬ 2 МИНСК 2006 Забелина И.А., Ясюкевич Л.В. Методическое пособие для самостоятельной подготовки к лабораторным занятиям по курсу Химия студентов всех специальностей...»

«Министерство образования и науки РФ _ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С.М. Кирова _ Кафедра неорганической и аналитической химии КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ И ОБОРУДОВАНИЯ Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине Коррозия оборудования и защита от нее для студентов, обучающихся по направлениям 240100(18.03.01) и 241000 (18.03.02)...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Казанский государственный технологический университет Р.А. Хайруллин, М.Б. Газизов, А.И. Алехина, Л.Р. Багаува МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Учебное пособие Казань 2008 ББК УДК 547 (075.8) Методы получения органических соединений: учебное пособие/ Р.А.Хайруллин, М.Б.Газизов, А.И.Алехина, Л.Р.Багаува; Казан. гос. технол. ун-т. Казань, 2008. – 309 с. Рассмотрены методы...»

«УТВЕРЖДАЮ Директор КОНСПЕКТ проведения занятия с личным составом нештатных аварийно спасательных формирова­ ний (НАСФ), в области гражданской обороны и защиты от чрезвычайных ситуаций при­ родного и техногенного характера Тема Приемы и способы оказания первой медицинской помощи в условиях заражения радиоактивными, отравляющими, аварийно химически опасными веще­ ствами и биологическими средствами Цель: 1. Научить обучаемых пользоваться средствами индивидуальной медицинской защиты 2....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ПИЩЕВОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДЕНИЯ Кафедра Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производства Е.А. Кузнецова БИОХИМИЯ КУРС ЛЕКЦИЙ Дисциплина – Биохимия Специальности – 240902 Пищевая биотехнология, 260202 Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий, 260303 Технология молока и молочных продуктов, 260501 Технология продуктов общественного питания, По направлению подготовки...»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Кафедра фармацевтической и токсикологической химии Илларионова Е.А., Сыроватский И.П. Фотометрия. Теоретические основы метода. Практическое применение метода. Учебное пособие Иркутск – 2011 УДК 616-073.524(075.8) ББК 53.64.1я73 И 44 Учебное пособие обсуждено на методическом совете...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.