Роль химии в решении сырьевой, продовольственной, энергетической и экологической проблем

  В промышленно развитых  стран на одного жителя ежегодно  в атмосферу попадает до 150 -200 кг пыли, золы и других промышленных  выбросов. За сутки промышленность  мира сбрасывает более 100 млн. м3 сточных вод.

   Мощным источником  загрязнения атмосферы являются все виды транспорта, работающие на тепловых двигателях. Выбрасываемые ими вещества  в целом идентичны газообразным отходам промышленного происхождения. С выхлопными газами автомобилей в  воздух попадают оксиды углерода, азота, серы, альдегиды, несгоревшие углеводороды, а также продукты, содержащие хлор, бор, фосфор и свинец. Загрязняют атмосферу дизельные двигатели автомобильного, водного и железнодорожного транспорта.

  В крупных городах - Лондоне, Лос-Анжелесе, Чикаго, Токио, Милане и других - бывает густой туман, смог, токсичный от наличия в нём ядовитых выхлопных автомобильных газов. Смог появляется в следствие фотохимических реакций оксидов азота, несгоревших углеводородов с озоном.           hn

                             NO2+O2  ó O3+NO.

  В загрязнение атмосферы  вносит немалый вклад воздушный  транспорт. Двигатели самолётов  выбрасывают альдегиды, 3,4-бензпирен, бензол и его гомологи.

  Вредное воздействие  на гидросферу оказывают продукты  нефтихимических предприятий, сырая нефть, перевозимая танкерами. Исследования Атлантического океана и шельфовых вод Европы и Северной Америки показывают, что уровень загрязнения в открытом океане в 2 - 3 раза меньше, чем в прибрежных водах, где плёнка из нефти держится более продолжительное время. 1 т нефти способна покрыть тонкой плёнкой поверхность водного массива площадью 1200га.

   Кроме того, в различных  отраслях  промышленности используется  громадное количество новых соединений, отсутствующих в природе. Ежегодно  их синтезируется в мире более 250 тыс.,из них около 300 находят промышленное применение и могут попасть в окружающую среду. По данным Всемирной  организации здравоохранения, среди химических соединений, используемых в промышленном  масштабе, примерно 40 тыс. вредны для человека. Процесс загрязнения окружающей среды несвойственной  ей веществами, раньше носивший локальный характер, в последнее время принял глобальные масштабы. Особенно загрязнение среды такими несвойственными биосфере элементами, как свинец, ртуть, кадмий. Мощность техногенного воздействия на живую природу достигла такой величины, что возникла опасность необратимых изменений за счёт нарушения слагавшихся в течение миллионов лет природных динамических равновесий. Даже загрязнение среды такими характерными для природных круговоротов веществами, как нитраты, соли аммония, фосфаты, достигло на значительных участках земной поверхности концентраций, при которых природные механизмы оказываются недостаточными для плавного включения этих веществ  в круговорот. В результате, например, во многих крупных водоёмах земного шара произошло резкое  изменение в экосистемах, что привело к большому обеднению видами живых организмов.

  Какой же выход  видит наука, в частности химия, из создавшегося экологического  кризиса? Ведь химизация промышленного и сельского хозяйства не означает разрушения всего живого, а, наоборот, предлагает пути решения проблем современности.Прежде всего это создание технологий, по которым  большая часть природных ресурсов, вовлекаемых в хозяйственный оборот, должна будет преобразовываться в полезную продукцию. Ту часть, которую на современном уровне развития науки и техники нельзя использовать, необходимо обезвредить. Уже  сегодня промышленные объекты имеют очистные сооружения для сточных вод, газо- и пылеулавливающие устройства, внедряются замкнутые системы водоснабжения, малоотходные  технологические системы.

  Для очистки воздуха  и жидкостей от вредных примесей  химики-технологи применяют абсорбционные, адсорбционные и каталитические  методы.При абсорбации вредных веществ происходит их растворение во всём объёме поглотителя или химическое взаимодействие в абсорбационной жидкости ( чаще всего в воде) с реагентом. Процесс адсорбации основан на способности некоторых мелкопористых веществ   (уголь,силикагель) поглощать растворённые или газообразные вещества своей поверхностью.Например, если  в камеру, где образуется нежелательный оксид серы (IV), ввести известняк, негашёную известь или доломит CaCO3sMgCO3, то произойдёт реакция:

                                           2CaO+2SO2+O2=2CaSO4

  Cульфат кальция находит  применение в сернокислотном  производстве и строительстве.

  Известняк, а вернее, раствор карбоната кальция для  улавливания оксида серы (IV) применяется  на ТЭС. К сожалению, это не  решает экологической проблемы полностью, так как образуются  отходы в виде сульфита кальция, идущего просто в отвал. Кроме того, затраты на строительство сероулавливающих установок ныне действующих ТЭС составляют 50% стоимости всей станции.

  Большое внимание  химики-технологи уделяют производству таких новых химических средств защиты растений, которые полностью разлагаются в течение нескольких недель, а то и часов после их внесения на поля. Синтетические моющие средства, производимые в нашей стране, в сточных водах разрушаются биологическим путём до безвредных продуктов.

  Экологической химией  разрабатываются отдельные промышленные  производства по схеме биоценозов, в которых виды живых организмов  связаны между собой так, что  не происходит "выпадения" из  круговорота химических элементов или веществ: отходы одного предприятия служат сырьём для другого. Создаются системы комплексного производства путём территориального и функционального объединения производств, использующих разные стороны используемого сырья.

   В решении экологической  проблемы  химики работают в тесном сотрудничестве с биологами, физиками, географами, применяя математическое моделирование и кибернетику.

 

 

             5.1. Экологическая обстановка Ростовской области. 

   Рассмотрим экологическую  обстановку нашего города и области.

 По данным наблюдений  за загрзнением атмосферного  воздуха, проводимых центром по  гидрометеорологии и мониторингу  окружающей среды Севкавгидромета, в некоторых городах области  уровень загрязнения атмосферного  воздуха значителен и по многим  веществам превышает предельно допустимые нормы.

  Из 87 воздухо-охранных  мероприятий, предусмотренных к  выполнению в 1996 г.,областной экологической  программой выполнено в полном  объёме 36 мероприятий, в стадии выполнения 19, по 32 мероприятиям работы не  проводились из-за отсутствия финансирования.

  На строительство  и реконструкцию газопылеочистных  установок (ГОУ), газификацию ТЭЦ, ГРЭС,котельных  было израсходовано 20,7 млрд.руб.

  Выполненые мероприятия  позволили сократить выбросы  в атмосферу на 9,97 тыс. тонн. Спад производства на многих предприятиях привёл  к уменьшению выбросов на 48,7 тыс. тонн.

 

  Уровень загрязнения  атмосферного воздуха оценивается  как очень высокий   и формируется, в первую очередь, под влиянием  больших концентраций формальдегида, бенз(а)пирена, пыли и сажи. В городе основным загрязнителем атмосферного воздуха является автотранспорт, выбросы которого составляют 88,2% от общего объёма.Вследствие этого в районах где находятся магистрали с интенсивным движением автотранспорта, отмечаются повышенное загрязнение воздуха оксидами азота, углерода, углеводородами. Выбросы от автотранспорта увеличились по сравнению с 1995 годом на 16,573 тыс тонн в связи с увеличением количества автомобилей почти на 30000 единиц. Наиболее загрязнёнными остаётся центральный район города на пересечении транспортных автомагистралей (ул. Красноармейской и пр. Будённовского, пр. Театрального и ул. М. Горького).

      В 1996 году  электростанциями Ростовской области  выработано 20,506 млрд. кВтч, что на 13% меньше, чем в 1995 году, тепловой энергии 5645,9 тыс. Гкал. От всех предприятий этой отрасли в атмосферный воздух поступило 230,421 тыс тонн различных загрязняющих веществ (зола,диоксид серы,  оксиды азота и др.).

 

       Загрязнение  атмосферного воздуха отраслями  народного хозяйства.  

  В 1996 году на обоих  предприятиях чёрной металлургии: АО "Сулинский металлургический  завод" и АО  "Таганрогский  металлургический завод" продолжается  спад производства под влиянием  экономического кризиса. За  истекший  год этими двумя объединениями выброшено в атмосферу 11,3 тыс тонн вредных веществ.  Мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ, предусмотренных областной экологической программой, выполняются медленно из-за тяжёлого финансового положения.

   В области одно  предприятие цветной металлургии,АО "Новочеркасский  электродный завод". Общий выброс загрязняющих веществ в атмосферу в 1996 году составил 6,34 тыс. тонн, что на 1,87 тыс тонн больше, чем в 1994 году.

   Представителями  химической и нефтехимической  промышленности в области являются шесть предприятий. Основные загрязнители: АО "Волгодонский химический завод", АО "Эмпилс", Новочеркасский завод синтетических продуктов и Каменское АО "Химволокно". Общий выброс загрязняющих веществ   в 1996 году составил 2,37 тыс. тонн. По  сравнению с 1994 годом выбросы уменьшились на 2,7 тыс. тонн, в основном, за счёт сокращения производства.

  В 1996 году на территории  области  добыча угля составила 18 млн. тонн  и в сравнении с 1994 годом  уменьшилась на 1,48 млн. тонн (8%). Основными загрязнителями  атмосферного воздуха в угледобывающих районах: шахты, обогатительные фабрики, заводы угольного машиностроения, а также обслуживающие  автотранспортные предприятия АО "Ростовуголь".

  Основными источниками  загрязнения атмосферы на машиностроительных предприятиях являются: литейное производство, сварочные и окрасочные цеха, цеха механической и термической обработки. В 1996 году выбросы вредных веществ  от предприятий машиностроения составили 5,727 тыс. тонн, в сравнении с 1994 годом уменьшились на 2,544 тыс. тонн (44,4%). Наиболее распространённые загрязняющие вещества, характерные для машиностроительных заводов: твёрдые, оксид  углерода, диоксид серы, оксиды азота, различные растворители.

 

                                                 6. Заключение.

   Химия в сотрудничестве  с биологией внедряют в сельское  хозяйство новые технологии, позволяющие  уничтожать, как сорные растения, так и  получать повышенные  урожаи. Это немаловажно, так как  прирост населения Земли стремительно  растёт, а следовательно проблема продовольствия и энергии займёт ведущее место. Использование атомной энергии позволяет отказаться от природного угля и нефти. Вследствие этого снижаются выбросы продуктов их горения, которые возможно привели бы к  "парниковому эффекту "на Земле. Казалось бы, то ничтожно малое (по сравнению с углем и нефтью) количество топлива для АЭС должно быть безопасным, но дело далеко не так, ярким примером может служит авария на ЧАЭС.

  Помоему, любой способ  извлечения энергии ( в любом виде) из недр  Земли представляет собой совокупность положительных и отрицательных черт, и как мне кажется, преобладают далеко не положительные.На мой взгляд, существует только один практически  безопасный способ добычи энергии: активное использование энергии Солнца и ветра, исключая использование энергии вод Мирового Океана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    П  Л  А  Н :

1. Введение.

2. Химия в решении сырьевой  проблемы.

3. Продовольственная проблема  и химия.

4. Химия в решении проблемы  обеспечения энергией.

5. Экологическая проблема  и пути её решения.

5.1.Экологическая обстановка  Ростовской области.

6. Заключение.      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                     Список использованной литературы:

1."Химия и научно-технический  прогресс"  И.Н.Семёнов, А.С. Максимов

    А.А.Макареня.

2."Природные ресурсы  земли и охрана окружающей  среды"                                       

      Н.С.Подобедов.

3. "Химия вокруг нас" Ю.Н.Кукушин.

4. Государственный доклад " О состоянии окружающей природной  среды                                                                                                                                                   Ростовской области".