Шпоры по экологии8. 1. Предмет и задачи экологии
 Скачать 0.84 Mb.
|
ЗАГРЯЗНИТЕЛИ – все те антропогенные факторы которые оказывают нежелательное воздействие на человека и ресурсы неживой природы.КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ: 1. Индигриентное (химическое) неорганические и органические вещества. 2. Параметрическое (физическое) тепловое, свтовое ЭМ, шумовое, радиоционное. 3. Биотеческое (на популяции). 4. Стационарное деструкционное изменение ландшафта.Главные загрязнители биосферы: 1. CO2 – парниковый эффект. 2. CO – баланс верхних слоев. 3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) – смог, рестраторные заболевания. 4. SO2. 5. Фосфаты (гидросфера). 6. Тяжелые металлы Hg, Pb. 7. Нефть и нефтепродукты. 8. Пестициды. 9. Радиация. ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ: 1. Процесс нежелательных потерь вещества, энергии, труда, средства, рассеиваемые в биосфере. 2. Необратимое разрушение отдельных экосистем и биосферы в целом, включая воздействие на физико-химические параметры среды. 3. Потери плодородных земель, снижение продуктивности экосистем и биосферы в усл. морального состояния человека, как главной производительной силы общества. Локальные, региональные, национальные, глобальные.Технологические причины глобального загрязнения: 1. Осваивание невозобновимых и возобновимых природных ресурсов. 2. Строительные и горные работы. 3. Сжигание топлива. 4. Производство минеральных удобрений. 5. Развитие химической промышленности. 6. Несовершенство технологий. ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ КРИЗИСЕ. Глобальное изменение всех компонентов биосферы. Источники загрязнения: 1. Промышленные предприятия. 2. ТЭК. 3. Бытовые отходы. 4. Отходы транспорта. 5. Отходы животноводства. 6. Химические вещества. Состав загрязнений: Твердые вещества, химические соединения, Me, Оксиды, Аэрозоли, Жидкости. Естественное, антропогенное. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ: - Парниковый эффект. – Нарушение озонового слоя. – Загрязнение мирового океана. – Загрязнения диоксинами, пестицидами. – Радиоактивные загрязнения. – Кислотные дожди. 28. Атмосфера, строение атмосферы, свойства, состав. Самоочищение атмосферы. Атмосфера – воздушная оболочка Земли. Состав атмосферы: N2 – 78%, O2 – 21%, Ar – 0,9%, CO2 – 0,03%.
Озоновый защитный слой определяет верхний предел жизни биосферы. ДЕССИПАЦИЯ – процесс преотдаления атомами поля притяжения Земли. ЭВОЛЮЦИЯ: 1) аккумуляция вещества межпланетного пространства. 2) выделение газов при вулканической деятельности 3) взаимодействие газов атмосферы с компонентами гидросферы и литосферы 4) диссоциация молекул воздуха 5) биогенные процессы в живом веществе биосферы. 6) антропогенная деятельность ноосыеры. 29. Озоновый слой атмосферы, его значение, причины разрушения. Термосфера, магнитосфера. Тропосферы 4/5 массы атмосферы. Озоновый слой – 40 тон. 6500 раз ослабляет ультра-фиолетовое излучение. Причины разрушения O3 озонового слоя: (1) Cl2 природное извержение, антропогенный фактор. ClFCH – фреоны, CH4FxClx-1. 1 молекула Cl2 разрушает 100000 молекул O3. (2) NO2, NxOy. Разложение азотных удобрений. выхлопные газы ракет, машин, ядерные взрывы в атмосфере, 1 молекула NO2=10 молекул O3. (3) H2. Роль азона: 1. Защита от УФ. 2. Разрушение загрязнителей 3CO+O33CO2 Вредное действие азон оказывает в нижних слоях атмосферы: 0,000001 – доля полезного действия; 0,000001-0,000005 вредное вещество; больше 0,000005 ядовитое вещество (разрушение гемоглабина). 30. Источники загрязнения атмосферы. Парниковый эффект. Главные загрязнители: 1. CO2 – парниковый эффект. 2. CO – баланс верхних слоев. 3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) – смог, рестраторные заболевания. 4. SO2. 5. Фосфаты (гидросфера). 6. Тяжелые металлы Hg, Pb. 7. Нефть и нефтепродукты. 8. Пестициды. 9. Радиация. Самые грязные города России: Норильск, Асбест, Липецк, Череповец, Магнитогорск, Новокузнецк. 47. Титреметрический и Фотометрический методы анализа вод. Титреметрический .Основан на точном измерении количества реактива израсходованного на реакцию с определенными веществами. Титрированный раствор – раствор, концентрация которого известна с высокой точностью. Титрование – прибавление титрованного раствора к анализируемому для точного определения эквивалентного количества. Момент титрирования – точка эквивалентности. Титрирующий раствор – титрант. Используются реакции кислотно-основного взаимодействия, удовлетворяющие требованиям, которые предъявляются к титрометрическим реакциям. Взаимодействие должно происходить полностью и с высокой скоростью. – Методы кислотно-основного взаимодействия связанны с процессом передачи протона – Методы осаждения основаны на реакциях образования малорастворимых соединений – Методы комлексообразования используют реакции образования координационных соединений - методы окисления-восстановления объединяют многочисленную группу окислительно-восстановительных реакций. Достоинства: быстрота выполнения, простота оборудования, удобство выполнения серийных анализов, большой набор химических реакций. Недостатки: необходимость предварительной стандартофикации растворов титранта и калибровки мерной посуды. Фотометрический. Измеряет поглощение света раствором. Приборы: Источник света – светофильтр – кювета с раствором – детектор. Конструкция прибора зависит от области спектра применения. Излучение выбирают такое, что бы соединение имело мах светопоглощение, а примеси – min. Достоинства – широкая область применения, высокая чувствительность. Недостатки: калибровка аппаратуры, посуды. 49. Виды сточных вод. *Производственные- использованные в технологическом процессе производства. * Бытовые – от санитарных узлов, корпусов зданий. * Атмосферные – дождевые и от таяния снега. -Загрязненные минеральными примесями – органическими примесями – органическими и минеральными примесями- По концентрации загрязненных веществ: - *1- 500 * 500 – 5000 * 5000 – 30000 * > 30000* По температуре кипения – по степени агрессивности. Концентрированные и разбавленные. 50. Механические методы отчистки сточных вод. Наиболее доступные приемы очистки от крупнодисперсных взвесей, применяются как первая стадия в общей схеме очистки сточных вод. Применяется для подготовки сточных вод к более глубокой очистки. Высокий эффект очистки сточных вод достигается различными способами интенсификации гравитационного отстаивания – преазрацией, биокоагуляцией, осветлением, во взвешенном слое или тонком, а также с помощью гидроциклонов. Фильтрование – пропускание воды через слой различного зернистого материала (гранитный щебень, кварцевый песок) или сетчатые, барабанные фильтры и микрофильтры. (применение без добавления хим. Реактивов). 51. Флотация и Электрофлотация. Коагуляция. Флотация - относится к физико-химическим методам очистки, процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычного газа и жидкости, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениями смачивания. Процесс очистки сточных вод, содержащих нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые материалы заключается в образовании комплексов “ частици-пузырьки “, всплывание этих комплексов, удаление образовавшегося пенного слоя с поверхности жидкости. Необходимо не смачивание или плохое смачивание частиц жидкостью. Способность жидкости к смачиванию является величина поверхностного натяжения ее по границе. Метод пенной флотации применяют для извлечения нерастворенных и частичного снижения концентрации некоторых растворенных веществ. Способы флотационной обработки. – флотация с выделением воздуха раствора – с механическим дисперсированием воздуха – с подачей воздуха через пористые материалы – электрофлотация – биохимическая и химическая флотация. ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИЯ - на катоде и аноде образуются пузырьки Н2 и О2 которые оказывают флотационное действие. КОАГУЛЯЦИЯ – для очистки стоков от мелкодисперсных и коллоидных примесей. Al +3 +H2O =Al(OH)2+ + H+ | Al(OH)2+ + H2O =Al(OH)2+2 + H+ | Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)2+3 + H+ 52. Ионообменный метод очистки сточных вод. Процесс обмена ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы – ионита. Me+ + H(K) = Me(K) + H+ Me+ - катион, находящийся в сточной воде. Me+ + Na(K) = Me(K) + Na+ К – сложный комплекс катиона. 2Me(k) + H2SO4 = 2H2(K) + MeSO4 Осуществляется в аппаратах периодического и непрерывного действия. Me(K) + NaCl = Na(K) + MeCl 53. Электрохимическая очистка сточных вод. Электролиз, при котором имеет место направленное движение ионов и заряженных дисперсных частиц и протекание реакций окисления на аноде и восстановления на катоде. Электрофлотация – см. выше или ниже. Электрофорез – см. электрофлотация. Электрокоагуляция – в процессе анодного растворения образуются коагулянты – гидроксиды металлов, которые снимают, поверхностный заряд частиц под воздействием электрического поля. Fe(0) – e + H(2)O Fe(OH).. + H(+) Fe(OH) – e + H(2)O Fe(OH)(2..) + H(+) | 32. Гидросфера. Пресные и соленые воды. Источники загрязнения. Гидросфера – водная оболочка Земли. Включает в себя всю воду планеты, находящуюся в жидком, твердом (лед) и газообразном (водяной пар) состоянии. В состав гидросферы входят Мировой океан, воды суши, водяной пар атмосферы. Считается что первичная гидросфера возникла в результате выделения из мантии Земли жидких легкоподвижных растворов и газов. Общий объем воды на планете остается неизменным и составляет около 1,5 млрд. км3. Мировой океан – главная составляющая часть гидросферы. На его долю приходится более 96% объема вод. Далее следуют ледники (около 1,8%), подземные воды (1,7%), озера, реки, болота (0,01%). При концентрации солей до 1г/кг вода считается пресной, до 25 г/кг – солоноватой, более 25 г/кг – соленой. В пресных водах обычно преобладают ионы HCO3(-), Ca(2+), Mg(2+). По мере роста минерализации увеличивается концентрация SO4(-), Cl(-), Na(+), K(+). Пресная вода — 1% от общей массы. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Загрязнители: химические (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты, пестициды, диоксины, тяжелые металлы, фенолы, аммонийный и нитритный азот), биологические (вирусы, бактерии, другие болезнетворные организмы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибы), физические (радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, тепло, органолептические (цвет, запах), шлам, песок, ил, глина). Эвтрофикация — повышение уровня первичной продуктивности водоемов из-за повышения в них концентрации биогенных веществ, в основном азота и фосфора; часто приводит к цветению вод. 35. Литосфера. Строение. Почвы, значение, эрозия почв (водная, ветровая) – земная кора и верхняя мантия (200 км. вглубь). Кора : на земле 75 км. вглубь. на дне океана 5-10 км. вглубь. Состав: 50% - диоксид кремния; 25% - оксид Al; 10% - оксид Fe(3); оксиды K, Ca, Mn, P. Земельные ресурсы : 30% - суша. S= 129 млн. км2 10% - пашни. 25% - пастбища, сенокосы. 43% - пустыни. 30% - горы. Верхний слой литосферы – гумус. ГУМУС – конечный продукт разложения мертвых органических остатков, аморфное вещество, ( фенолы, сложные эфиры, карбоновые кислоты) плодородный слой почвы. Процесс образования гумуса – ГУМУФИКАЦИЯ. ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЫ: - Эрозия – Загрязнение – Заболачивание, затопление – Опустынивание – Отчуждение. ЭРОЗИЯ – снесение верхнего слоя почвы водой или ветром. Причины потерь плодородных земель – Эрозия почвы – Затопление, заболачивание – Отведение земель для вне сельскохозяйственной деятельности. Почвообразующие факторы: - Климат – Геологическая основа – Рельеф – Время – Биота – 50 – 60 % - минеральная основа; 10% - органическая основа; 15% - воздух; 20 – 30 % - вода. Удерживать влагу могут: -глина – суглина- супесь – Переход жизненно важных элементов в неорганические ( в почве): орг.Р фосфаты; орг.С углекислый газ; орг.N NO3; оргN2NH4+(через мочевину). ПЕСТИЦИДЫ: (токсичность – 1 место; средства борьбы с насекомыми). Фунгициды - борьба с заболеваниями растений; Гербициды – борьба с сорняками; Зооциды – борьба с вредителями при хранении; Дефолианты; Дефлоранты; Инсектициды – комары. Токсичные действия – Сильно токсичные – пдк < 50 мг/кг; высоко ядовитые – пдк < 100 мг/кг; средние – пдк до 1 г/кг; мало ядовитые более 1 г/кг. Канцерогенные – вызывают аллергические заболевания. Самые вредные – хлористые. (ДДТ) 36. Загрязнение литосферы. Твердые отходы (бытовые и промышленные). Утилизация бытовых отходов. Оценка качества литосферы. Тяжелые металлы, пестициды, токсичные вещества. Загрязнение влияет на: - продукция биомассы – хоз. часть урожая – питательная ценность урожая – санитарно-гигиеническая ценность урожая. ПЕСТИЦИДЫ: (токсичность – 1 место; средства борьбы с насекомыми). Фунгициды - борьба с заболеваниями растений; Гербициды – борьба с сорняками; Зооциды – борьба с вредителями при хранении; Дефолианты; Дефлоранты; Инсектициды – комары. Токсичные действия – Сильно токсичные – пдк < 50 мг/кг; высоко ядовитые – пдк < 100 мг/кг; средние – пдк до 1 г/кг; мало ядовитые более 1 г/кг. Канцерогенные – вызывают аллергические заболевания. Самые вредные – хлористые. (ДДТ) БЫТОВЫЕ ТВЕРДЫЕ ОТХОДЫ ( ТБО). Выбросы до 250 кг. В год. Разложение – стекло: 1000 лет; полеэтелен – 200 лет. Утилизация ТБО – Захоронение – Мусоросжигание – Вторичная переработка – Компостирование, полное сбраживание. Переработка: стекло стекловолокно, вторичное использование; резиновые отходы бензин. Компостирование ( органические отходы). Сбраживание( бактериями ) спирт. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ: -Добыча полезных ископаемых 7% продукции. - Топливоэнергитический комплекс ( силикаты и золы) – Нефтешламы - Шламы гальванических цехов. ОЧИСТКА: - Складирование на полигонах – Сжигание – Захоронение( токсичные отходы). ОЦЕНКА КАЧЕСТВА: ПДК млг на кг почвы или пищи. Анализ на содержание личинок мух, возбудителей заболеваний и глистов. 37. Природные ресурсы и их классификация. Природные ресурсы бывают: --- исчерпаемые – делятся на невозобновимые, относительно возобновимые (почва, леса), возобновимые (животные). --- неисчерпаемые – воздух, солнечная энергия, вода, почва. 42. Система экологического права. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРАВО – отрасль права, которая регулирует общественные отношения в сфере взаимодействия общества и природы. Источники права – конституция, законы и кодексы, указы и распоряжения министерств и ведомств, нормативные акты минестерств и ведомств, нормативные акты органов местного самоуправления. Максимальное наказание до 2х лет. 54. Биологическая очистка сточных вод. Использование бактерий для очистки вод. Органические вещества + O(2) + N + P микроорганизмы + CO(2) + H(2) биологически не окисляемые растворимые вещества. Факторы влияющие на биологическую очистку: - Концентрация водородных ионов – Кислородный режим и наличие токсичных веществ в среде. 55. Нейтрализация кислых и щелочных сточных вод. Нейтрализация достигается добавлением в воды таких веществ, под влиянием которых наступает нейтрализация содержащихся в них кислот и щелочей и выделение в виде осадка других загрязнений, в основном ионов тяжелых металлов. Способы нейтрализации: - взаимная нейтрализация кислых и щелочных вод – Нейтрализация реагентами – Фильтрование через нейтрализующие материалы. Кислые сточные воды травильных отделений нейтрализуются известковым молоком до pH = 8 – 9 H(2)SO(4) + CaO + H(2)O CaSO(4) + 2H(2)O FeSO(4) + CaO + H(2)O CaSO(4) + Fe(OH)(2) Для нейтрализации любых щелочей применимы серная, соляная, азотныя и другие кислоты. Можно использовать углекислый газ(дешево). CO(2) + OH(-) HCO(3)(-) HCO(3)(-) + OH(-) CO(3)(2-) + H(2)O CO(2) + OH(-) CO(3)(2-) + H(2)O 56 .Очистка хромовых сточных вод. *Реагентная(хим) очистка заключается в том, сто сначала идет восстановление Cr(6+) до Cr(3+) который затем осаждают до Cr(OH)(3). Для восстановления Cr(6+) используют сернистый газ SO(2), бисульфат и сульфат натрия Na(2)SO(3), железный купорос FeSO(4). Осаждение производят известковым молоком, щелочью, при pH = 9 – 8. Cr(3+) + 3OH(-) Cr(OH)(3) * Электрохимическая очистка: в процессе электрокоагуляции на аноде из железа или стали происходит анодное растворение с образованием Fe(OH)(2) --- Cr(2)O(7)(2-) +6Fe(2+) +14H(+) 2Cr(3+) + 6Fe(3+) + 7H(2)O ---у катода: Cr(2)O(7)(2-) + 14H(+) + 6e Cr(3+) + 7H(2)O --- 2H(+) + 2e H(2) повышается pH и Fe(3+), Cr(3+) осаждаются в виде гидроксидов. * Гальванокоагуляционный метод: восстановление бихромата ионами двухвалентного железа --- Fe(0) Fe(2+) + 2e ---- 6Fe(2+) + Cr(2)O(7)(2-) + 14H(+) 6Fe(3+) + 2Cr(3+) + 7H(2)O 57. Твердые отходы металлургии, машиностроения, ТЭК и их утилизация. МЕТАЛЛУРГИЯ. Для получения металлов из руд, представляющих различные оксиды – используют восстановление. Так же при плавке добавляют флюсы CaCO(3) и SiO(2), которые превращаясь в шлак позволяют извлекать из металла серу и фосфор, шлаки предохраняют поверхность расплавленного металла от окисления. Ежегодно при производстве стали и чугуна образуется свыше 70 млн. тонн. шлаков. Шлаки – силикатные системы с различным содержанием Fe, различают: * Основные шлаки – с преобладанием оксидов кальция и магния. * Кислые – повышенное содержание оксидов кремния и алюминия. * Нейтральные – с одинаковым содержанием перечисленных оксидов (доменные шлаки).* При гранулировании шлаков их можно использовать в дорожном строительстве, при получении цемента, пемзы, щебня, минеральных и других изделий. Шлаки с большим содержанием CaO и P используют в качестве удобрений. При содержании в шлаки ценных примесей, иногда бывает выгодно извлекать их. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ. В отходы входят CO2, продукты неполного сгорания топлива, сажа, углеводороды, зола, шлаки. Объем этих выбросов примерно равен выбросам шлаков в металлургии. Состав золошлаковых отходов: оксиды Si, Al, Fe, Ca, Mg, соединения с Ti, S, U … Используют золоулавливатели и гидрозолоулавливатели. Золы ТЭС используют для получения искусственных пористых заполнителей. Золы от сжигания углей, сланцев, торфа.. используют в качестве вяжущего при производстве силикатного кирпича ( при содержании не менее 20% CaO). При содержании в шлаке 10% извести – его используют в качестве минеральной добавки в цемент. При содержании в золе CaO,K и P – ее используют в качестве удобрений( при сжигании сланцев и торфа). МАШИНОСТРОЕНИЕ. В машиностроении используются – литейная, сварочная, прокатная, кузнечно-прессовая, электрохимическая, механическая обработка металлов. Наиболее крупные источники пылегазовыделения – вагранки, электродуговые и индукционные печи в литейном производстве. Выбросы электродуговых печей: Fe(2)O(3),Mn(2)O(5),Al(2)O(3), SiO(2), CaO, MgO и хлориды, оксиды Cr и Р. Вагранки: SiO(2), CaO, Al(2)O(3), Mg, Fe(2)O(3) … Широкий спектр дисперсности пыли – 1- 150 мкм. ( основа 60% - свыше 60 мкм. ). Прокатно-кузнечное производство. Основа отходов 0 окалина, составляет 2-4% от массы материала. Большое выделение пыли, туманов кислот, масел. Сварка. Для удаления оксидной пленки с поверхности металла используют сварочные флюсы в которые входят: SiO(2), B(2)O(3), TiO(3)…Для удаления вредных веществ используют различные хим. Реакции.( удаление Р – его окисление). |