Личные инструменты

2168
з математики

132
учня

168
для 11 класу

443
відкореговано


Вашій увазі

24638
уроків


Химия и проблемы охраны окружающей среды

Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 11 класс>> Химия: Химия и проблемы охраны окружающей среды


В ниши дни проблема охраны окружающей среды чрезвычайно возросла в связи со значительным, а очень часто и катастрофическим воздействием хозяйственной деятельности человека на природу.


Производствен нал деятельность человека нанесла биосфере — живой оболочке Земли — серьезный урон, нарушив сложившееся за времн существования планеты экологическое равновесие. Загрязнение окружающей среды в нашем сознании связывается в первую очередь с отравлением воды, воздуха, земли, которое может непосредственно влиять на здоровье и самочувствие человека. Однако химическое загрязнение чревато и косвенными эффектами. Например, большие выбросы углекислого газа сказываются на климате, что, в свою очередь, отражается на производстве продуктов питания; изменение концентраций биогенных элементов (азота, серы, фосфора, кшшя к др.) приводит к гибели одних популяций и бурному размножению других.


Химическое загрязнение окружающей среды обусловлено следующими факторами:

1) повышением концентрации биогенных элементов из-за канализационных сбросов и стока с полей удобрении, вызывающих бурное развитие водорослей и нарушение баланса в существующих экосистемах;
2) отравлением воды, почвы и воздуха отходами химических производств;
3) воздействием на воду и почву продуктов сжигания топлива, снижающих качество воздуха и вызывающих кислотные дожди;
4) потенциальным заражением воздуха, воды и почвы радиоактивными отходами, образующимися при производстве ядерного оружия и атомной энергии;
5( выбросами углекислого газя и химических веществ, снижающих содержание озона, что может привести к изменению климата или образованию озоновых дыр.


Охрана атмосферы от химического загрязнения
Как вы уже знаете, атмосферный воздух представляет собой смесь газов, содержащую (по объему) 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона Аг, 0,03% углекислого газа СО2.


В процессе развития жизни на Земле все живые организмы, в том числе п человек, приспособились именно к такому составу атмосферы и очень чутко реагируют на его изменения.


Особое значение имеет кислород как главный компонент биологическою окисления. Для поддержания обмена веществ требуется непрерывная доставка кислорода в ткани н клетки. Атмосферный азот служит источником веществ, необходимых для питания растений, а углекислый газ — для осуществления процесса фотосинтеза.


Атмосфера оказывает не только прямое влияние на живые организмы, но и косвенное, поскольку От нес зависит характер солнечной радиации, достигающей поверхности Земли, климат и другие факторы, регулирующие существование биосферы.


Атмосфера — регуляторный механизм биосферы
Атмосфера является одной из главных частей механизма, регулирующего круговорот воды, кислорода, азота, углерода. Значение атмосферы состоит в том, что она служит экраном, защищающим жизнь на Земле от губительных воздействий из космоса. Через атмосферу проникают солнечные лучи — источник жизни. Атмосфера прозрачна для электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 0,52 нм. в которых заключено 82% всей энергии солнечных лучей, я также для радиоволн с длиной от 1 мм до 30 м. Жесткое коротковолновое излучение - рентгеновские и у-лучи — поглощается всей толщей атмосферы и не доходит до поверхности Земли.


Особое значение имеет атмосферный озон 03, интенсивно поглощающий коротковолновые ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 0,29 нм. Таким образом, атмосфера защищает жизнь на Земле от коротковолновых лучей. Вместе с тем она пропускает инфракрасное излучение солнца, но благодаря содержащимся в ней озону, углекислому газу п водяному пару непрозрачна для инфракрасного излучения Земли. Если бы эти газы не содержались в атмосфере. Земля превратилась бы в безжизненный шар, средняя температура на поверхности которого была бы -23 ºС, в то время когда она фактически равна +14.8 ºС. Жизнь в той форме, в которой она существует на Земле, возможна лишь при наличии атмосферы со всеми ее физическими и химическими свойствами.


Естественное загрязнение атмосферы можно рассматривать как фактор, способствующий ее регуляторной функции. Поэтому сам термин «загрязнение* здесь является в какой-то мере условным. В атмосферу попадают газы, выделяющиеся в результате горения лесов, извержения вулканов, биохимических реакций. Особое значение имеет естественная атмосферная пыль. Она образуется при выветривании горных порол, эрозии почв, лесных и торфяных пожарах. В атмосфере она создает ядра конденсации, без которых было бы невозможно образование осадков: снега, дождя.


Искусственное (антропогенное) загрязнение может быть связано с попаданием в атмосферу:
1) твердых частиц (цементная и резиновая автомобильная пыль, пыль горно-металлургических предприятий и т. д.);
2) газообразных веществ (углекислый и угарный газы, оксиды азота и серы, метан и аммиак, углеводороды и другие летучие соединения — бензин, растворители и т. д.);
3) радиоактивных веществ, поступающих в воздух в результате взрывов атомных и ядерных бомб, аварий на атомных электростанциях, добычи урана и использования радиоактивных веществ в различных технологических процессах;
4) свинца и других тяжелых металлов.


Изменение свойств атмосферы в результате загрязнения
Искусственное загрязнение оказывает и прямое, и косвенное воздействие на живые организмы. Прямое токсическое действие на организмы оказывают, например, оксиды серы и азота. Оксид серы обладает сильным раздражающим действием на глаза, носоглотку, ткань легких. У растений он разрушает хлоропласты и другие клеточные органоиды. Интенсивность фотосинтеза при атом снижается в 1,5—2 раза. Особенно чувствительны к ЙОг хвойные растения. При концентрации всего одной части ЙОг на миллион частей воздуха всего в течение двух месяцев у пятилетних елей происходит пожелтение и опадение хвои.

Химия и проблемы охраны окружающей среды


Оксиды азота (N0 и N02) — токсичные соединения, вызывающие раздражение дыхательных путей, а в высоких дозах - отек легких. Кроме этого, оксиды азота и серы образуют в атмосфере азотную и серную кислоты, которые в виде кислотных дождей выпадают вместе с осадками и вызывают гибель наземных растений и водных организмов. Они наносят большой вред архитектурным и скульптурным памятникам из мрамора, разрушают металлические крыши и конструкции — мосты и опоры.


Искусственное загрязнение оказывает косвенное воздействие на атмосферу, изменяя ее свойства. Так, в результате увеличивающегося сжигания топлива и уменьшения площадей, занятых земной растительностью, фотосинтетическяя генерация (восстановление кислорода из углекислого газа в результате фотосинтеза) в настоящее время уменьшилась на 30% по сравнению с предыеторичеекпм периодом. Ежегодная убыль кислорода составляет 31,62 млрд т. Если учесть, что в атмосфере содержится 1200 трлн т кислорода, то его количество в атмосфере уменьшается в год на 0,0025%. Казалось бы, очень немного, но, очевидно, в конце концов встанет вопрос о введении ограничений на потребление кислорода.


Гораздо хуже обстоит дело с озоном. Максимальная концентрация его в атмосфере наблюдается на высоте 20—25 км. Известно, что озон поглощает ультрафиолетовые лучи. При этом он сильно разогревается и препятствует потере тепла нижними слоями атмосферы. Помимо этого, озон, как и углекислый газ, усиленно поглощает инфракрасное излучение Земли. Следовательно, озон не только «спасает» все живое на планете от ультрафиолетовых лучей, но вместе с углекислым газом играет важную роль в тепловом балансе атмосферы и всей Земли.


Накопление углекислого газа и других веществ — причина парникового эффекта (глобального потепления климата). Вам знакомо, как нагревается автомобиль изнутри, когда он стоит на солнце с закрытыми окнами. Причина в том, что солнечный свет проникает через стекла и поглощается сиденьями и другими предметами салона. При этом световая энергия превращается в тепловую, которую предметы отражают в виде инфракрасного излучения. В отличие от света, оно не проникает сквозь стекла наружу, то есть улавливается внутри автомобиля. За счет этого повышается температура. То же самое происходит и в парнике, отчего и произошел термин .парниковый эффект».


Озоновый экран разрушается оксидами азота, соединениями хлора и фтора, попадающими в атмосферу в результате распада фреонов. которые широко применяют в холодильной и парфюмерно-косметической промышленности.


Чтобы минимизировать загрязнения атмосферы, необходимо:

1) производить очистку выбросов в атмосферу от твердых и газообразных загрязняющих веществ с помощью электрофильтров, жидких и твердых поглотителей, циклонов и др.;
2) использовать экологически чистые виды энергии;
3) применять малоотходные и безотходные технологии;
4) добиваться уменьшения токсичности автомобильных выхлопных газов путем совершенствования конструкции двигателей и применения катализаторов, а также совершенствовать существующие и создавать новые электромобили и двигатели, работающие на водородном топливе.

Охрана водных ресурсов
Жизнь как физико-химический процесс протекает в водной среде. Животные, растения на 70—80% состоят из воды. Потеряв 50% своей массы в результате голодания, человек может остаться в живых, но потеря 15—20% массы в результате обезвоживания — смертельна.


Все реакции обмена веществ в организме человека, и в первую очередь реакции гидролиза, протекают или с участием воды, или в водной среде.
Но вода — не только условие жизни индивидуального организма. Без нее невозможно было бы существование биосферы, то есть жизни на Земле, поскольку круговорот веществ и энергии в биосфере возможен только с участием воды.


Круговорот воды действует беспрерывно. Он реализуется в трех основных географических объектах: океан — атмосфера — суша. С поверхности Мирового океана ежегодно испаряется 453000 км3 воды. Осадки, выпадающие на землю, составляют 525 000 км3. Превышение происходит за счет испарения воды с других водных поверхностей растениями.


Испаряющаяся вода, конденсируясь, образует облака и в виде осадков выпадает на землю. Они поглощаются почвой, и в результате подземного и поверхностного стока вода возвращается в моря и океаны.


Круговорот воды — вто хорошо отрегулированный механизм, который беспрерывно «качает» воду из океана на материк. При этом вода очищается.
Водные ресурсы Земли составляет соленая и пресная вода. Причем 97,2% от общего запаса в 1345 млн км3 приходится на воды Мирового океана. Понятно, что на долю пресной воды приходятся оставшиеся 2.8%, но если исключить полярные ледники, пока недоступные для использования, то выяснится, что практически можно использовать лишь 0,3%.


Теоретически можно считать водные ресурсы неисчерпаемыми, если принять, что при их рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота. Вместе с тем потребление воды увеличивается, так как она служит одним из главных видов сырья для промышленности. Ее в огромных количествах используют в качестве теплоносителя и теряют в процессе охлаждения и подогрева.

Химия и проблемы охраны окружающей среды


В металлургии для выплавки 1 т чугуна и переплавки его в сталь требуется 300 м3 воды, для получения 1 т меди — 500 м3, 1 т никеля — 4000 м3. Одним из главных потребителей воды является производство синтетических материалов. Для получения 1 т синтетнпеского каучука нужно 2100 м3 воды, лавсана — 4200 м3, капрона — 5600 м3. Для изготовления автомобиля нужно 246 м3 воды, а для запуска межконтинентальной баллнстическоп ранеты — 189000 м3.
В горнодобывающей промышленности воду широко используют для добычи полезных ископаемых: при использовании гидромониторов, транспортировке, отделении минералов от руды методом флотации.


С потреблением огромного количества воды связано целлюлозно-бумажное производство. На производство 1 т бумаги требуется 250 м3 воды. Еще больше расходуют воды в сельском хозяйстве: животноводстве и растениеиодстве.


При бережном отношении к воде можно уменьшить ее расход как в промышленном и сельскохозяйственном производстве, так и в коммунально-бытовом хозяйстве. Водоемкость в ней одного жителя крупного города составляет 35 л в сутки. Но за счет нерационального ее использования, потерь при транспортировке к потребителю, неисправности оборудования в квартирах (протекающие краны и сливные бачки) она увеличивается до 700 л. Запасы пресной воды в зонах интенсивной хозяйственной деятельности и проживання большинства людей становятся недостаточными, поэтому уже сейчас необходимо думать о ее сбережении.


Все химикаты, которые используют, хранят, проливают, закапывают в землю, могут попасть в грунтовые яды.

Загрязнение твердыми частицами происходит при попадании в водоемы песка, глины, шлаков, пустой породы и других твердых отходов добывающей, металлургической, химической и строительной промышленности.


Загрязнение минеральными веществами:
1) соединениями металлов (высокотоксичными — свинцом, ртутью, редкоземельными — кадмием, селеном, литием и др.), в результате чего при превышении предельно допустимой концентрации (ПДК) у людей поражаются органы слуха, зрения, нервная система, возможны случаи паралича и рождения детей с различными физическими и психическими аномалиями;


2) минеральными удобрениями, в результате попадания которых в водоемы наблюдается эвтрофикация, то есть неумеренное разрастание водной растительности (водоем со зловонной зеленой жижей вы, очевидно, видели не раз).


Загрязнение органическими веществами промышленного происхождения, входящими в состав стоков химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других видов промышленности. Среди таких веществ встречаются фенол, диоксин, CMC.


Загрязнение нефтью и ее производными. Одна тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, способна занять площадь в 12 км2, а 1 л нефти может сделать непригодным к употреблению 1 млн л воды, то есть столько ее, сколько бы хватило для семьи из 4 человек в течение 20 лет. Нефтяная пленка представляет собой преграду для газообмена между водой и атмосферой. Она препятствует поглощению водой кислорода и углекислого газа, вызывая гибель планктона. Эта пленка представляет собой большую опасность для морских птиц и животных. Оперение птиц, вымазанное нефтью, теряет свои водонепроницаемые свойства, что приводит к их гибели.


Органические вещества биологического происхождения содержатся в бытовых и животноводческих стоках. Попадая в водоемы, эти стоки делают воду непригодной для питья, вызывают гибель рыбы, являются причиной эвтрофикации.


Пестициды. как и тяжелые металлы, двигаясь по трофической цепи: фитопланктон —► зоопланктон —► мелкие рыбы —► крупные рыбы, достигают в теле последних такой концентрации, которые могут быть смертельными для человека.

Кардинальным решением проблемы борьбы с загрязнением водной среды (гидросферы) был бы полный переход на безопасные технологии, при которых исключался бы сброс каких-либо стоков, а также разработка технологий с минимальным потреблением воды. Но разработка и внедрение малоотходных технологий — дорогостоящи и сложны, поэтому первоочередное значение приобретает процесс очистки сточных вод, включающий:


1) очистку и обеззараживание бытовых и животноводческих стоков:
2) орчистку стоков от последствий обслуживания автотранспорта и сельскохозяйственной техники:
3) очистку стоков, содержащих нефтепродукты.


Перспективны способы очистки воды от нефтепродуктов с помощью микроорганизмов и растений. Известны микроорганизмы, способные питаться углеводородами. Эксперименты, проведенпые с использованием грибков Candido UpoUtica, показали, что небольшие водоемы могут быть очищены от нефти за 5—в дней.


Охрана земельных ресурсов
О роли почвы — тонкой пленки, покрывающей часть суши, толщина которой колеблется от 1,5—2см до 2 м, подробно рассказано в параграфе «Химия и сельское хозяйство». Здесь же мы рассмотрим факторы, понижающие почвенное плодородие, и факторы, вызывающие загрязнение земельных угодий.
Эрозия (от лат. erodere — разъедание) понижает плодородие почвы. Это явление, которое принесло и приносит человечеству страшные беды. На образование плодородного слон почвы уходят тысячелетня, уничтожен он может быть за 15— 20 лет, а при сильных ураганах и ливнях — за несколько дней или часов. Существуют два основных вида эрозии — водная и ветровая. Борьба с ними включает комплекс мероприятий:


• лесонасаждение;
• агротехнические приемы, например создание долголетних культурных пастбищ, снегозадержание, внесение органических (но не минеральных) удобрений;

• почвозащитная система земледелия, заключающаяся в безотвальной вспашке и оставлении стерни на поверхности почвы;
• создание и внедрение почвозащитного земледелия, препятствующего технической эрозии, которая возникает как результат непосредственного разрушения слоя почиы техническими средствами, в основном колесами и гусеницами машин;
• недопущение загрязнения почвы остатками строительных деталей (панелей, блоков, кирпичей, золы, шлака), нефтью и нефтепродуктами, веществами, попадающими в иочьу из атмосферы (соединени I м 1 свинца, мышьяка, ртути, меди и т. д.);
• правильное применение удобрений и пестицидов. Около 20%, а иногда и все 50% удобрений не усваиваются растениями и остаются в почве тяжелым грузом для ее биоценоза. Пестициды могут попасть в почву и нарушить сложившиеся в ней трофические связи.


1. Назовите основные факторы, вызывающие химическое загрязнение окружи кчцеи среды.
2. Охарактеризуйте роль атмосферы для обеспечения жизнедеятельности биосферы — живой оболочки Земли.
3. Назовите основные источники химического загрязнения атмосферы и укажите пути борьбы с ними.
4. Что такое кислотные дожди? Какую роль играют они в природе и в жизни человека? Как с ними бороться?
5. Что такое парниковый эффект? Какую роль он играет в природе и в жизни человека?
6. Охарактеризуйте роль гидросферы (водной оболочки Земли) для жизнедеятельности биосферы и человека.
7. Назовите основные источники химическою загрязнения гидросферы и пути борьбы с ними.
8. Что такое эрозия почвы? Какие виды эрозни вы знаете и как с ней бороться?


опорный каркас урока 11 класса,химия в вопросах и ответах для всех классов, видео к урокам

Содержание урока
1236084776 kr.jpg конспект урока                       
1236084776 kr.jpg опорный каркас  
1236084776 kr.jpg презентация урока
1236084776 kr.jpg акселеративные методы 
1236084776 kr.jpg интерактивные технологии 

Практика
1236084776 kr.jpg задачи и упражнения 
1236084776 kr.jpg самопроверка
1236084776 kr.jpg практикумы, тренинги, кейсы, квесты
1236084776 kr.jpg домашние задания
1236084776 kr.jpg дискуссионные вопросы
1236084776 kr.jpg риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
1236084776 kr.jpg аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
1236084776 kr.jpg фотографии, картинки 
1236084776 kr.jpg графики, таблицы, схемы
1236084776 kr.jpg юмор, анекдоты, приколы, комиксы
1236084776 kr.jpg притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
1236084776 kr.jpg рефераты
1236084776 kr.jpg статьи 
1236084776 kr.jpg фишки для любознательных 
1236084776 kr.jpg шпаргалки 
1236084776 kr.jpg учебники основные и дополнительные
1236084776 kr.jpg словарь терминов                          
1236084776 kr.jpg прочие 

Совершенствование учебников и уроков
1236084776 kr.jpg исправление ошибок в учебнике
1236084776 kr.jpg обновление фрагмента в учебнике 
1236084776 kr.jpg элементы новаторства на уроке 
1236084776 kr.jpg замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
1236084776 kr.jpg идеальные уроки 
1236084776 kr.jpg календарный план на год  
1236084776 kr.jpg методические рекомендации  
1236084776 kr.jpg программы
1236084776 kr.jpg обсуждения


Интегрированные уроки


Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.