Теория:
Достижения науки и техники позволяют создавать комфортные условия для жизни человека. Но быстрый рост потребления приводит к экологическим проблемам: загрязнению окружающей среды, исчерпанию природных ресурсов.
Большую проблему в настоящее время представляют твёрдые бытовые и промышленные отходы. Это пластмассы, бумага, металлы, стекло, остатки пищи, побочные продукты промышленных производств.
Рис. \(1\). Мусор на пляже
Природные водоёмы загрязняются сточными водами, содержащими поверхностно-активные вещества, пестициды, соли (фосфаты из СМС и минеральных удобрений, нитраты из удобрений, хлориды, сульфаты и др.), тяжёлые металлы и другие неорганические и органические вещества.
Рис. \(2\). Сброс сточных вод в водоём
В воздух постоянно выбрасываются выхлопные газы разных видов транспорта и промышленных предприятий, содержащие пыль, оксиды азота, оксид серы(\(IV\)), оксиды углерода.
Рис. \(3\). Загрязнение воздуха
Все эти загрязнения влияют на состояние окружающей среды, вызывают изменения в функционировании живых организмов, в том числе и человека. Результатом их действия является рост числа мутаций и болезней.
Человечество не может обойтись без применения продуктов химической промышленности. Поэтому перед химиками и экологами стоит задача найти способы снижения вреда от разных видов загрязнений. Для этого необходимо отслеживать источники поступления таких веществ в природу и находить пути их обезвреживания, а также способы переработки в полезные продукты.
Меры по защите окружающей среды
Химические производства строят вдали от жилых кварталов. На таких предприятиях обычно небольшое количество персонала, так как большинство процессов автоматизировано. На них устанавливаются жёсткие меры охраны труда.
Отходы могут быть ценным сырьём, и их стараются использовать с пользой.
- Шлак металлургических заводов служит сырьём в производстве стройматериалов.
- Сероводород, образующийся при переработке нефти, расходуется на производство серной кислоты.
- Твёрдые отходы в развитых странах сортируют. Пластик, макулатуру, отходы стекла и металлов используют в качестве вторсырья для производства полезной продукции.
Рис. \(4\). Раздельный сбор мусора
Наиболее эффективным способом защиты окружающей среды является создание безотходных или малоотходных производств. Примером может служить производство аммиака, в котором азотоводородная смесь многократно проходит через колонну синтеза и полностью превращается в аммиак. Такая же технология применяется и в производстве метанола из синтез-газа.
Если отходы образуются, то применяют разные способы очистки газообразных и жидких веществ.
- Выхлопные газы с помощью фильтров очищают от пыли, а газообразные вещества переводят в безопасное состояние, пропуская через жидкие или твёрдые поглотители.
- Сточные воды сначала попадают на очистные сооружения, где они проходят многоступенчатую обработку, включающую фильтрование, отстаивание, биологическую очистку с помощью микроорганизмов, химическую обработку. Только после очистки воды попадают в реки или озёра.
Учёные разных стран проводят исследования по созданию экологически безопасных материалов.
В последние годы всё больше используются биоразлагаемые полимеры. Учёные из Красноярска разработали материал, который полностью разлагается в почве грибами и бактериями за семь месяцев. О составе и свойствах полученного пластика можно узнать из статьи.
Исследователям Китайской академии наук удалось получить «живой пластик» — материал, который способен самоуничтожаться, когда его выбрасывают.
Понятие о предельно допустимой концентрации
В экологии и химии используется понятие «предельно допустимая концентрация» (ПДК).
ПДК — это максимальная концентрация вредного вещества в окружающей среде, которая при постоянном присутствии в течение длительного времени не оказывает неблагоприятного влияния на работоспособность и самочувствие человека, не вызывает патологических изменений и заболеваний.
Максимальные разовые и среднесуточные значения ПДК для разных веществ определены в ходе научных исследований и внесены в нормативные документы. Приведём примеры ПДК для некоторых веществ в воздухе населённых пунктов.
Вещество | ПДК в воздухе населённых пунктов, мкг/м³ (среднесуточная) |
| Анилин | \(30\) |
| Ацетилен | \(600\) |
| Бензол | \(40\) |
| Бутан | \(10\) |
| Диметиламин | \(2\) |
| Метан | \(2000\) |
| Оксид азота(\(II\)) | \(240\) |
| Оксид азота(\(IV\)) | \(100\) |
| Серная кислота | \(100\) |
| Формальдегид | \(12\) |
Соблюдение ПДК помогает предотвратить развитие заболеваний, связанных с воздействием токсичных или канцерогенных веществ. Разработаны системы мониторинга и контроля, которые позволяют своевременно выявлять и устранять источники загрязнения, также обеспечивать выполнение экологических норм.
Источники:
Рис. 1. Мусор на пляже. https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/spilled-garbage-on-beach-big-city-1086692738. Дата обращения: 30.10.2023.
Рис. 2. Сброс сточных вод в водоём. https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/sludge-pollution-pouring-into-baltic-sea-1501989185. Дата обращения: 30.10.2023.
Рис. 3. Загрязнение воздуха. Общественное достояние, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/AlfedPalmersmokestacks.jpg. Дата обращения: 22.10.2023.
Рис. 4. Раздельный сбор мусора. https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/four-different-container-sorting-garbage-plastic-1727882836. Дата обращения: 30.10.2023.