I . II . Пути решения задач экологической химии

Лекции 22-23

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (4.8)

План

I.Четыре главные задачи экологической химии и пути их решения

I.I. Четыре главные задачи экологической химии

I.II. Пути решения задач экологической химии

I.III. Ресурсный цикл

II. Химическое загрязнение - угроза среде обитания

II.I.Токсиканты и биоциды

II.II. Неорганические токсиканты

II.II.1. Токсичность металлов и их соединений.

II.II.2. Ртуть как токсикант окружающей среды.

II.II.3. Свинец как токсикант окружающей среды.

II.II.4. Кадмий как токсикант окружающей среды.

II.III. Oрганические токсиканты

II.III.1. Диоксины - суперэкотоксиканты

II.III.2. Проблемы применения пестицидов и пути их решения

II.IV. Проблемы применения удобрений и пути их решения

III. Проблемы отходов и пути их решения.

III.I. Основные виды отходов

III.II. Модели двух типов общества

III.III. Примеры промышленных отходов и пути их утилизации

I . Четыре главные задачи экологической химии и пути их решения

I . I . Четыре главные задачи экологической химии

Экология, изучающая большой круг разнообразных явлений, тесно связана со многими науками, в том числе и с химией. Экологический подход к проблемам, стоящим перед любой из наук, объясняется усилением интереса к вопросам охраны окружающей среды, сохранения на земле всего живого в связи с увеличением воздействия человека на природу. Экологическая химия включает химические аспекты описания и управления динамическим равновесием в экосистеме, касающиеся в основном учета качественного и количественного состава химических антропогенных  загрязнений  природной  среды  под  влиянием производственной и сельскохозяйственной деятельности человека и изучения химических превращений загрязняющих веществ в окружающей среде. Из всего круга вопросов, рассматриваемых экологической химией, можно выделить четыре главные задачи:

1. Изучение возможностей снижения уровня химического загрязнения объектов окружающей среды наиболее опасными для экосистемы загрязняющими веществами.

2. Совершенствование технологических процессов переработки сырья и очистки отходов.

3. Прогнозирование поведения химического загрязнения под влиянием различных природных факторов и антропогенных воздействий.

 4. Разработка способов управления состоянием природной среды.

I . II . Пути решения задач экологической химии

Решение первой задачи связано с разработкой новых технологий с учетом требований охраны окружающей среды и модификацией существующих с целью повышения их «экологичности». Это достигается одновременно  несколькими  путями:  инженерно-организационными (комплексное  использование  сырья,  безотходное  производство, водооборотные  схемы)  и  химико-технологическими  (повышение селективности процессов, разработка новых катализаторов, оптимизация режима, замена отдельных стадий на более «экологичные»).

Для решения второй группы задач необходима организация очистки выбрасываемых в атмосферу газов и сбрасываемых в водоемы сточных вод от наиболее вредных веществ, что зависит от экономики производства. Если переход на безотходные технологии требует больших капитальных затрат, то текущие затраты на очистку отходов зависят от требуемой степени очистки. Существует некоторый предел очистки, определяемый экономикой производства, после которого производство может быть нерентабельным. Здесь имеется пакет задач, связанных не только с локальной очисткой выбросов цеха, предприятия, но и с очисткой городских сточных вод, утилизацией твердых и жидких отходов.

Третья группа задач связана с оценкой воздействия на окружающую среду загрязняющих веществ. Здесь имеется два аспекта: с одной стороны, - проблема токсичности того или иного вещества, поступающего в окружающую среду, с другой - миграция и трансформация веществ под влиянием природных факторов. Определяющая роль экологической химии - в оценке скоростей трансформации загрязняющих веществ в зависимости от факторов среды.

Степень применения и переработки многочисленных видов минерального сырья определяет прогресс и благосостояние общества. Основными сырьевыми ресурсами служат металлы, вода, минеральное и органическое сырье. Темпы эксплуатации земных недр ускоряются из года в год. За последние 100 лет ежегодное потребление угля, железа, марганца и никеля увеличилось в 50-60 раз, вольфрама, алюминия, молибдена и калия в 200 - 1000 раз. В последние годы возросла добыча энергетических ресурсов - нефти, природного газа. Так, в 1991 году в мире было добыто 3340 млн. тонн нефти, из них почти 40% приходится на США, Саудовскую Аравию и Россию. Природного газа добыто 2115 млрд. м³ , из них на Россию приходится 38%, на США - около 24%. Возросла в мире добыча золота и алмазов.

Современная эпоха характеризуется все возрастающим потреблением минерально-сырьевых ресурсов. Поэтому возникает проблема более рационального использования минеральных ресурсов, которую можно решить следующими методами: - создание новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых, ресурсосберегающих методов добычи; - комплексное использование минерального сырья; - сокращение потерь сырья на всех этапах освоения и использования запасов недр, особенно на стадиях обогащения и переработки сырья; - создание новых веществ, органический синтез минерального сырья. Кроме того, важная роль в рациональном использовании природных ресурсов принадлежит ресурсосберегающим технологиям, позволяющим обеспечить прежде всего энергетическую эффективность - соотношение между затрачиваемой энергией и полезным продуктом, получаемым при этих затратах. Как отмечает Т. Миллер (1993), использовать высококачественную энергию, извлекаемую из ядерного топлива, в низкокачественную для обогрева жилищ - «это все равно, что резать масло циркулярной пилой или бить мух кузнечным молотом». Поэтому основным принципом использования энергии должно быть соответствие качества энергии поставленным задачам. Для обогрева жилищ можно использовать солнечную энергию, энергию термальных источников, ветра, что уже применяется в некоторых странах.