Роль химии в решении экологических проблем

Научиться объяснять, как химические знания и методы применяются для решения экологических проблем и сохранения природы.

Понимание химических основ экологии необходимо каждому человеку, чтобы осознанно относиться к окружающей среде, оценивать последствия деятельности человека и поддерживать экологически ответственные решения в быту и промышленности.

• Химия даёт знания о веществах-загрязнителях и их превращениях в природе, что необходимо для разработки мер по защите окружающей среды.
• Основные источники химического загрязнения – промышленные предприятия, транспорт, сельское хозяйство и бытовые отходы.
• Очистка сточных вод основана на химических реакциях нейтрализации, осаждения и окисления.
• Очистка газовых выбросов включает поглощение вредных газов растворами реагентов и улавливание твёрдых частиц.
• Биоразлагаемые полимеры разлагаются под действием микроорганизмов, что снижает загрязнение почвы и воды.
• Зелёная химия – это разработка химических процессов, которые не наносят вреда окружающей среде.
• Мониторинг окружающей среды включает химический анализ проб воздуха, воды и почвы для контроля загрязнения.
• Парниковый эффект связан с накоплением в атмосфере углекислого газа и других газов, что приводит к изменению климата.

Экологические проблемы

Изменения в природе, вызванные деятельностью человека, которые ухудшают условия жизни людей и других организмов.

Химическое загрязнение

Попадание в окружающую среду вредных химических веществ в количествах, превышающих естественный уровень.

Очистка сточных вод

Процесс удаления загрязняющих веществ из воды, которая использовалась человеком, с помощью химических и биологических методов.

Биоразлагаемые материалы

Материалы, которые могут разлагаться под действием микроорганизмов на безвредные вещества (воду, углекислый газ, биомассу).

Зелёная химия

Направление в химии, которое разрабатывает процессы и продукты, снижающие или исключающие использование и образование опасных веществ.

Мониторинг окружающей среды

Система наблюдений и контроля за состоянием природы, включающая химический анализ проб воздуха, воды и почвы.

• Кислотные дожди образуются при растворении в атмосферной влаге оксидов серы и азота, которые выделяются при сжигании топлива; они повреждают растения, здания и водоёмы.
• Для очистки сточных вод от кислот применяют нейтрализацию известью (CaO) или содой (Na2CO3).
• Для очистки газовых выбросов от сернистого газа (SO2) используют известковое молоко (суспензию Ca(OH)2).
• Парниковый эффект усиливается из-за увеличения концентрации CO2, метана (CH4) и других газов, что ведёт к глобальному потеплению.
• Пластик, который не разлагается в природе, можно заменить биоразлагаемыми полимерами на основе крахмала или молочной кислоты.
• Химический анализ проб воды позволяет определить содержание тяжёлых металлов (например, свинца, ртути) и других токсикантов.

1. Пример 1случай

   Очистные сооружения города

   Пояснение

   • сточные воды проходят через решётки, затем в них добавляют реагенты, которые осаждают вредные примеси, и только потом воду возвращают в реку
2. Пример 2случай
   • Выхлопные газы автомобилей содержат угарный газ (CO) и оксиды азота
   • в катализаторе они превращаются в менее вредные CO2 и N2
3. Пример 3случай
   • Биоразлагаемые пакеты, которые рекламируют в магазинах, сделаны из полимеров, способных разлагаться микроорганизмами в почве за несколько лет, в отличие от обычного пластика
4. Пример 4случай
   • Для борьбы с кислотными дождями на заводах устанавливают фильтры, которые улавливают оксиды серы до их попадания в атмосферу

• Один литр нефти, попавший в воду, может покрыть тонкой плёнкой площадь около 1000 квадратных метров, что нарушает газообмен в водоёме.
• В Японии существует технология переработки пластиковых отходов в топливо с помощью химических реакций, что снижает загрязнение океана.
• Некоторые растения (например, горчица) способны накапливать тяжёлые металлы из почвы, и их используют для очистки загрязнённых земель – это называется фиторемедиацией.

• При работе с химическими веществами, которые могут быть загрязнителями (кислоты, щёлочи, тяжёлые металлы), необходимо соблюдать правила техники безопасности: использовать перчатки, очки, работать в вытяжном шкафу.
• Не сливать химические растворы в раковину или на землю – это загрязняет окружающую среду; их нужно утилизировать специальным образом.

• Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия
• Кислоты и основания в природе
• Охрана природы и рациональное природопользование