Бюллетень
Викторина
Глава
Диплом
Доклад
«Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов №53» города Курска Учебный элективный предмет «Экология глазами химика»
 Скачать 3.78 Mb.
|
| Министерство образования и науки Российской Федерации Комитет образования и науки Курской области Комитет образования города Курска Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 53» города Курска Учебный элективный предмет «Экология глазами химика» Афанасьева Маргарита Николаевна заместитель директора по учебно – воспитательной работе, учитель химии и биологии МБОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 53» города Курска E – mail: [email protected] Сайт: http://nsportal.ru/afanasieva53/ Учебный элективный предмет «ЭКОЛОГИЯ ГЛАЗАМИ ХИМИКА» ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Экологическая обстановка на планете с каждым годом все более напряженная. Экологические проблемы стали глобальными проблемами современности. И решить их можно только при высоком уровне ответственности каждого человека за состояние окружающей среды. В отсутствие в школьном курсе предмета «Экология» как обязательного компонента школьного образования, необходимый объем экологических понятий, проблему формирования естественнонаучных знаний призван решить данный курс. Элективный учебный предмет «Экология глазами химика» предназначен для обучающихся 9-11 классов. Акцент сделан на интеграции химических знаний со знаниями смежных естественнонаучных дисциплин. Цель курса — экологизация сознания обучающихся. Ведущие идеи курса:
Данный курс предусматривает ознакомление обучающихся с химическими аспектами экологии. Основное влияние сосредоточено на явлениях, вызывающих серьезные экологические проблемы: глобальное потепление климата, истощение стратосферного озонового слоя, кислотные дожди, накопление в почве токсичных тяжелых металлов и пестицидов, загрязнение больших территорий радионуклидами, истощение природных ресурсов планеты. Роль химии в решении экологических проблем на современном этапе значительна: 1. изучая состав, строение и свойства веществ, химия может объяснить, как ведет себя то или иное вещество в атмосфере, почве, водной среде, какие воздействия оказывают оно и продукты его превращений на биологические системы: 2. раскрывая механизмы биогеохимических процессов в природном круговороте элементов, химия способствует решению задачи наиболее естественного и «безболезненного» вхождения промышленного производства в природные циклы, делая его частью какой-либо экосистемы; 3. используя разнообразные методики химико-аналитического контроля состояния объектов окружающей среды или качества готовой продукции ряда отраслей промышленности (химической, нефтехимической, микробиологической, фармацевтической), химия позволяет получить информацию, необходимую для последующего принятия решений о предотвращении поступления вредных веществ в контролируемые объекты, очистке этих объектов, способах их защите и т. д. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
СОДЕРЖАНИЕ ИЗУЧАЕМОГО КУРСА I. Введение. Место химии в системе естественных наук. Взаимосвязь химии и экологии. Основные направления развития химической науки на пути решения экологических проблем (создание экологически безопасных технологий, производство экологически чистых продуктов и материалов, совершенствование способов очистки отходов). II. Международное экологическое право. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Экологическая безопасность — это защищенность населения, животного и растительного мира, природной среды. Основные направления международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Основные формы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Источники международного экологического права. Положение: экономическое развитие и охрана природы. Международные объекты охраны окружающей среды. Основные международные природоохранные организации. III. Химия и атмосфера. Состав воздуха. Изменение атмосферы с высотой. Формирование атмосферы. Атмосфера и климат. Значение атмосферы для жизни на Земле. Водяной пар в атмосфере. Атмосферные осадки. Погода и ее прогнозирование. Роль климата в жизни человека. Влияние человека на атмосферу. Усиление парникового эффекта. Кислотные дожди. Смог. Понятие «ядерные зимы». Предотвращение загрязнение воздуха. Вездесущие аэрозоли — друзья и враги. Разрушение озонового слоя. Загрязнители и источники загрязнения атмосферы. Проблемы озоновой дыры и пути ее решения. Создание безотходных технологий, использование экологически чистых источников энергии. Атмосфера — внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы. Радиоактивность в биосфере. Лабораторная работа «Определение абсолютной и относительной влажности воздуха». Игра «Экологическая экспертиза». Опыт «Изучение влияния аэрозолей на комнатные растения». Опыт «Действие кислот на карбонаты». IV. Химия и гидросфера. Вода — удивительное вещество. Строение воды. Физические и химические свойства воды. Вода как растворитель. Среда водных растворов. Вода — вещество номер один на планете Земля. Вода в жизни людей. Природные воды. Питьевая вода. Загрязнение воды. Очистка сточных вод. Проблема очистки воды. Хозяйственная вода. Вода, используемая для охлаждения, для полива, для различных производств. Стадия очистки речной воды (механические, химические, биологические). Круговорот воды в природе. Связь гидросферы с атмосферой, с литосферой и с биосферой. Проблема пресной воды на Земле. Экологические проблемы Байкала, Ладоги, Азовского моря. Загрязнение воды сточными водами и загрязнение грунтовых вод ядохимикатами. Сбор и очистка сточных вод. Экологический мониторинг водной среды. Лабораторная работа «Определение физических показателей качества воды». Опыт «Способы очистки воды от нефтяного загрязнения». Лабораторная работа «Самоочищение воды в естественных условиях». Практикум «Царица-водица» Взрыв гремучей смеси. Вулкан. Бумажная кастрюля. Расширение воды. Поверхностное натяжение. Выделение и поглощение тепла при растворении. Кристаллизация. Электропроводимость. Пламя на воде. Сжигание магния. Практикум «Экологический мониторинг водной среды». Практикум «Исследование качества питьевой воды». Органолептические показатели воды (содержание взвешенных частиц, цвет, прозрачность, запах). Определение качества воды методом химического анализа (водородный показатель (рН), жесткость). Определение карбонатной жесткости воды. Определение аммиака и ионов аммония. Определение хлоридов и сульфатов. Определение нитратов и нитритов. Определение остаточного хлора в водопроводной воде. Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов. Обнаружение фенолов. Методы очистки воды в быту. V. Химия и литосфера. Недра Земли. Форма, строение Земли. Магнитные бури, их воздействие на организм человека. Этапы формирования земной коры. Полезные ископаемые. Основные черты рельефа. Минералогия. Карбонаты, сульфаты, фосфаты, галогениды. Классификация горных пород по происхождению: магматические, осадочные и метаморфические. Возобновляемые и невозобновляемые природные ресурсы. Добыча полезных ископаемых. Экологические проблемы: истощение природных запасов, загрязнение окружающей среды (отвалы, выделение ядовитых газов). Прозрачность, окраска, форма кристалла, твердость (по шкале Мооса), спаянность, цвет черты. Почва. Плодородие: естественное и искусственное. Структура почв. Полевая влагоемкость. Влажность устойчивого завядания. Кислотность. Определение кислотности почв по растительности. Известкование и гипсование почв. Минеральное питание растений. Виды минеральных удобрений. Последствия использования удобрений. Промышленные и бытовые отходы. Основные виды твердых отходов. Самые грязные города России (захоронение ядерных отходов). Возможные направления использования промышленных отходов. Основные процессы направления утилизации твердых бытовых отходов. Современные проблемы утилизации мусора: пищевые отходы, макулатура, изделия из ткани, деревянные изделия, консервные банки, металлолом, фольга, банки из-под пива и других напитков, стеклотара, кирпич, упаковки для пищевых продуктов, батарейки. Лабораторная работа «Определение величины рН почвы». Практикум «Важнейшие характеристики минералов» Практикум «Группа минералов по химическому составу» Практикум «Механический состав почв». Лабораторная работа «Изучение состава почвы». VI. Круговорот химических элементов. Круговорот химических элементов преобладающих в атмосфере. Круговорот углерода, кислорода и водорода. Круговорот азота. Круговорот серы и фосфора. Презентация «Берегите Землю — колыбель человечества» Опыт «Взаимодействие углекислого газа с гидроксидом кальция». VII. Задачи с экологическим содержанием. Основные понятия химии. Неметаллы. Металлы. Углеводороды. Кислородсодержащие органические вещества, аминокислоты. Требования к знаниям и умениям обучающихся 9 - 11 классов Обучающиеся должны знать:
· важнейших представителей неметаллов (С, Н, О, Р, N, S), их положение в периодической системе химических элементов (характеристики атомов, обусловливающие их биогенность: заряд ядра, радиус атома, относительная атомная масса, способность образовывать кратные связи (кроме водорода), участие в образовании компонентов клетки и переносе энергии);
Обучающиеся должны уметь:
Содержание
Экология - это новая область науки, появившаяся во второй половине XX века. Точнее, считается, что в качестве отдельной дисциплины экология зародилась на рубеже XX века, и что она получила общественную известность в 1960-е годы, в связи с широко распространённым беспокойством за состояние окружающей среды. Тем не менее, идеи экологии в какой-то степени известны уже давно, и принципы экологии разрабатывались постепенно, тесно переплетаясь с развитием других биологических дисциплин. Таким образом, возможно, одним из первых экологов был Аристотель. В «Истории животных» он дал экологическую классификацию животных, писал о среде обитания, типе движения, местообитании, сезонной активности, общественной жизни, наличии убежищ, использовании голоса. Его последователь, Теофраст, в основном исследовал растения и считается античным основоположником геоботаники. Плиний Старший в своей работе «Естественная история» представил экономическую подоплеку зооэкологических представлений. В индийских трактатах «Рамаяна» и «Махабхарата» (VI—I века до н. э.) можно обнаружить описания образа жизни зверей (более 50 видов), местообитания, питания, размножения, суточной активности, поведения при изменениях природной обстановки. Ботаническая география и Александр фон Гумбольдт В течение XVIII и в начале XIX века, великие морские державы, такие, как Великобритания, Испания и Португалия отправляли мировые разведывательные экспедиции по развитию морской торговли с другими странами, а также начали открывать новые природные ресурсы и каталогизировать их. В начале XVIII века было известно около двадцати тысяч видов растений, в сравнении с сорока тысячами в начале XIX века, и почти 400 000 сегодня. Эти экспедиции объединили многих учёных, в том числе ботаников, как, например, немецкий исследователь Александр фон Гумбольдт. Гумбольдт часто считается отцом экологии. Он был первым, кто взялся за изучение взаимосвязи между организмами и окружающей их средой. Он выявил существующие отношения между наблюдаемыми видами растений и климатом, и описал растительные зоны в зависимости от широты и высоты над уровнем моря. В настоящее время на эти вопросы отвечает геоботаника. В 1804 году, например, он описал значительное число видов, особенно растений, для которых он пытался объяснить их географическое распределение в связи с геологическими данными. Одна из известных работ Гумбольдта «Идея для географии растений» (1805). Понятие биоценоз: Уоллес и Мебиус Альфред Рассел Уоллес, современник и конкурент Дарвина, сначала предложил «географию» видов животных. В то время некоторые авторы признали, что виды не являются независимыми друг от друга, а надо сгруппировать их по видам растений, животных, а затем и по царствам или в биоценоз. Первое использование этого термина, по мнению большинства исследователей, принадлежит Карлу Мебиусу в 1877 году. Дарвин и наука экология Хотя Дарвин рассматривал исключительно соперничество в качестве естественного отбора, Варминг Йоханнес Эугениус создал новую дисциплину, которая рассматривала абиотические факторы, а именно засуху, пожар, холод и т.д., наравне с биотическими факторами в совокупности с биотическими сообществами. Биогеография до Варминга в основном описывалась в двух направлениях — фаунистическом и флористическом. Цель Варминга заключалась в том, чтобы посредством изучения организма (растения), морфологии и анатомии, объяснить, почему виды произошли в соответствии с определённым набором экологических условий. Кроме того, цель этой новой дисциплины состояла в том, чтобы объяснить, почему виды, занимающие аналогичные места обитания, испытывающие аналогичные условия, решили проблемы аналогичным образом, несмотря на их различное филогенетическое происхождения. На основе его личных наблюдений в бразильском Серрадо, Дании, норвежском Финнмарке и Гренландии, Варминг дал первый университетский курс по экологической географии растений. Основываясь на этой лекции, он написал книгу «Plantesamfund», которая немедленно была переведена на немецкий, польский и русский языки, а затем на английский как «Экологическая география растений». Благодаря своему немецкому изданию, книга оказала огромное влияние на британских и североамериканских учёных, таких как Артур Тенсли, Генри Чандлер Кловер и Фредерик Клементс Часто бывает, что корни научной экологии можно проследить вплоть до Дарвина. На первый взгляд, это утверждение может показаться убедительным, поскольку «О происхождении видов» полна замечаний и предлагаемых механизмов, которые четко вписываются в границы современной экологии, и что термин экология был придуман в 1866 году яростным сторонником дарвинизма, Эрнстом Ге́ккелем. Тем не менее, Дарвин никогда не использовал слово «экология» в своих письменных трудах, даже в своих наиболее «экологических» Записках, таких как предисловие к английскому изданию Германа Мюллера «Оплодотворение Цветов» (1883), или его собственный трактат о земляных червях и размышление о формирование лесных почв (формирование растительных форм на основе действий «червей», 1881). Кроме того, основатели экологии как научной дисциплины, такие, как Варминг, Йоханнес Эугениус, Андре́ас Ши́мпер, Гастон Бонниер, Ф. Форель, С. А. Форбс и Карл Мебиус, не сделали почти никаких ссылок на идеи Дарвина в своих работах. Это произошло не только из-за незнания и того, что работы Дарвина не были широко распространены, но и потому, что экология с самого начала касалась отношений между морфологией и физиологией организма. Касалась в основном абиотической среды, а, следовательно, и отбора под воздействием окружающей среды. С другой стороны, концепции естественного отбора Дарвина сосредоточены исключительно на борьбе за выживание. Несмотря на то, что большинство изображают Дарвина как неагрессивного затворника, он оставался всю жизнь человеком одержимым идеей конкуренции, борьбы и завоевания — со всеми формами человеческих контактов как конфронтация. К XIX веку, экология расцвела благодаря новым открытиям в области химии Лавуазье и Соссюр, прежде всего азотного цикла. После наблюдения за жизнью в атмосфере, гидросфере и литосфере на каждой части цикла, австрийский геолог Эдуард Зюсс предложил термин биосферы в 1875 году. Зюсс предложил название биосферы как условия, способствующие жизни, как, например, на Земле — флора, фауна, полезные ископаемые, и так далее. В 1920-е годы Влади́мир Ива́нович Верна́дский, русский геолог, который жил во Франции, подробно представил биосферу в его работе «Биосфера» (1926), а также описал основные принципы биогеохимических циклов. Таким образом, он пересмотрел биосферу как совокупность всех экосистем. Первый экологический ущерб был зарегистрирован в XVIII веке — расширение колоний в результате вырубки лесов. Начиная с XIX века, с промышленной революции, все больше и больше насущных проблем выросло из влияния деятельности человека на окружающую среду. Термин экология используется с конца XIX века. Математическое моделирование В 1925-1926 годах Вито Вольтерра создал ряд математических моделей роста популяций, межбиотических отношений. Позднее его работа была дополнена разработками А. Лотки (1934 г.) и Г.Ф. Гаузе (1935 г.). Надорганизменные системы и поиск объекта экологии На XIX веке, ботаническая география и зоогеография в совокупности образуют основу биогеографии. Это наука, занимающаяся обитанием видов, пытается объяснить причины присутствия данных видов в данном месте. В 20-е годы идут активные споры о том, что должно являться объектом экологии. Большинство сходится к мысли, что объектом должна являться надорганизменная система. Было предложено несколько таких структур: "микрокосм" А. Тинемана и С. А. Форбса, "природный комплекс" Е. Маркуса, "голоцен" К. Фридерикса, "сверхорганизм" Ф. Клементса. В 1935 году Артур Тэнсли, британский эколог, придумал термин экосистема — интерактивные системы, установленные между биоценозом (группа живых существ), и их биотопов, окружающей средой, в которой они живут. Таким образом, Экология стала наукой экосистем. Концепция экосистем Тэнсли была принята энергичным и влиятельным биологом педагогом Юджином Одумом. Вместе со своим братом, Говардом Одумом, Юджин Одум написал учебник: на различных его изданиях которых (начиная с 1953) воспитано не одно поколение биологов и экологов в Северной Америке. Трофодинамика У истоков трофодинамического направления стоят: Р. Линдеман и В. В. Станчинский, Г. Г. Винберг. Сукцессия На рубеже XX века, Генри Чандлер Кловер был одним из основателей новых исследований «динамической экологии», основа его исследований - сукцессии в дюнах Индианы, песчаные дюны в южной части озера Мичиган. Здесь Кловер обнаружил доказательства сукцессии в Вегетационный период почв, связанную с возрастом. Кловер очень много знал и о корнях этого понятия и о первоначальных названиях. Таким образом, ему приписывает первому использование слова «сукцессия» французский натуралист Адольф Дюре-де-ла-Малле, который рассказал о развитии растительности после вырубки леса, и о первом всестороннем исследовании процессов сукцессии финского ботаника Рагнара Халта (1885). Экология человека началась в 1920-х годах на основе изучения изменений в сукцессии в городе Чикаго. Она стала отдельной областью исследования, проведённого в 1970-х годах. Это стало первым признанием того, что люди, которые колонизировали все на континентах Земли, являются одним из основных экологическим фактором. Человек в значительной степени изменяет окружающую среду на основе перестройки своего обитания (в частности, городское планирование), интенсивно эксплуатирует такие виды деятельности, как лесозаготовки и рыболовство, а также побочные эффекты сельского хозяйства, горнодобывающей промышленности. Помимо экологии и биологии экология человека участвует во многих других естественных и социальных науках, таких, как антропология и демография, экономика, архитектура и городское плани-рование, медицина и психология, и многое другое. Развитие экологии человека привело к повышению роли экологии как науки в области разработки и управления городами. В последние годы экология человека занимается исследованием организаций. Ханнан и Фриман (Население экологии организаций, американский Журнал социологии) утверждают, что организации не только адаптируются к окружающей среде. В любой конкретной среде (в равновесии) существует только одна форма организации (изоморфизм). Организационная экология была теорией учета различий в организации и изменение их структуры с течением времени. Джеймс Лавлок и гипотеза Геи По теории Геи, предложенной Джеймсом Лавлоком в его работе Gaia: A New Look at Life on Earth, в современном представлении Земля должна рассматриваться как единый мир живых макроорганизмов. В частности, он утверждал, что совокупность живых организмов развила способности к контролю над глобальной окружающей средой - путём оказания влияния на основные физические параметры в той мере, чтобы сохранить благоприятные условия для жизни. Это видение является главным в наше время, в частности, растущее понимание после Второй мировой войны того, что деятельность человека, такая, как ядерная энергетика, индустриализация, загрязнения и чрезмерная эксплуатация природных ресурсов, подпитывая экспоненциальный рост населения, создает угрозу катастрофы в масштабе всей планеты. Сохранение и экологические движения Начиная с XIX века, экологи и другие природоохранные организации используют экологию и другие науки (например, климатологию), для поддержания своих пропагандистских позиций. Мнения экологов зачастую противоречивы по политическим или экономическим причинам. Как результат, некоторые научные работы в области экологии непосредственно влияют на политику и политические дискуссии. Экология и глобальная политика Экология стала центральной частью мира политики, ещё в 1971 году ЮНЕСКО приступила к исследовательской программе под названием «Человек и биосфера», с целью расширения знаний о взаимоотношениях между человеком и природой. Спустя несколько лет она определила концепцию биосферного заповедника. В 1972 году Организация Объединённых Наций провела первую международную конференцию по проблемам окружающей среды человека в Стокгольме, подготовленную Рене Дабосом и другими экспертами. Эта конференция была проведена под девизом «Мыслить глобально, действовать локально». Следующим крупными мероприятиями в области экологии являются разработка концепции биосферы и появление термина «биологического разнообразия», более широкого чем в 1980-х годах. Эти условия были разработаны в ходе проведения Саммита Земли в Рио-де-Жанейро в 1992 году, когда концепция биосферы была признана основными международными организациями, а также риски, связанные с сокращением биоразнообразия, были признаны. Затем, в 1997 году, опасности биосферы были признаны с международной точки зрения на конференции, ведущей к Киотскому протоколу. В частности, в этой конференции, была подчеркнута растущая опасность парникового эффекта — связанная с увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере, что приводит к глобальным изменениям климата. В Киото, большинство государств мира признали важность изучения экологии в мировом масштабе, а также принять во внимание воздействие человека на окружающую среду Земли. Первый опыт экологического аудита промышленных предприятий в России Документы о первом опыте экологического аудита, относящиеся к 1890 году «Недостатки нашего законодательства относительно вредных для здоровья заводов» найдены российскими учёными Мусиным М.Н. и Есиной Е.А.. Статья с комментариями опубликована в официальном органе Федерального Собрания РФ — Парламентской Газете № 030(2372) 05 Июнь 2009 «И тогда мещанин Глухов закрыл свой химический завод». К концу XIX века относятся такие термины, как «вредные для здоровья заводы», «отбросы ядовитой жидкости», «заражение местности путём разноса ядовитой пыли», «противосанитарное содержание завода». Экологическая инспекция того времени состояла из врачебного инспектора, штатного фармацевта и исправника. Брались пробы земли, воды из реки и ил со дна. Губернскими земскими собраниями утверждались «Правила о порядке открытия и содержания заводов».
Наука химия как наука относится к фундаментальным областям естествознания. Что же изучает химия и какое место занимает среди природных наук? Химия изучает вещества, их состав и строение, превращения веществ, условия осуществления этих преобразований, средства практического использования веществ и химических реакций. Без химических реакций сегодня невозможно представить научную картину мира, ведь окружающий мир – это, прежде всего, мир веществ неорганических и органических, постоянно взаимодействующих и принимающих участие в различных типах преобразований, которые являются основой многих явлений природы. Она так же, как физика, ботаника, зоология, геология, изучает природу, весь окружающий мир - различные вещества и явления. Химические превращения веществ самовольно происходят в природе. Во время фотосинтеза в зеленых растениях углекислый газ и вода постоянно превращаются в органические вещества с выделением кислорода. Этот кислород в процессе дыхания живых организмов поглощается, окисляя в них органические вещества, в результате чего в атмосферу выделяется углекислый газ. Так химические превращения веществ обеспечивают жизнь на Земле. Однако подавляющее большинство природных веществ, прежде чем стать продуктами потребления человеческого общества, подвергаются химической переработке на заводах. Добыча металлов из руд, производство синтетических материалов, переработка каменного угля, нефти, природного газа, древесины, горных пород - все это сложные химические процессы, осуществляемые на производстве с целью извлечения полезных продуктов. Химическая технология. Химическая промышленность Химическая технология — прикладная научная дисциплина о процессах, методах и средствах переработки сырья в конечный химический продукт. Основная задача химической технологии — оптимальное сочетание в единой технологической системе разнообразных химических преобразований с физико-химическими и механическими процессами типа измельчения твердых материалов, фильтрования, воздействия высоких или низких температур, электрических полей и т. п. Для решения задач химической технологии используют достижения всех разделов химии, физики, биологии, кибернетики, экономики. Химические технологии классифицируются по сырью (технология нефти, пластмасс), по виду товара (технология удобрений, красителей и т. п.), по группам элементов (технология щелочных металлов, технология тяжелых металлов и т. п.), по типам химических процессов (технология хлорирования и др.). Химическая технология является научной базой химической промышленности. Химическая промышленность в целом — одна из крупнейших отраслей промышленности — сложная производственная система, состоящая из 15 специализированных отраслей. 11 отраслей из 15 организованы в химическую промышленность, 4 — в нефтехимическую. В химическую промышленность входят: Горнохимическая промышленность. Основная химия. Промышленность химических волокон. Промышленность синтетических смол и пластических масс. Промышленность пластмассовых изделий. Лакокрасочная промышленность. Промышленность химических реактивов и особо чистых веществ. Промышленность синтетических красителей. Химико-фотографическая промышленность. Промышленность бытовой химии. Другие отрасли (производство химпоглотителей, кремнийорганических соединений и других продуктов). В нефтехимическую промышленность входят: Производство синтетического каучука. Производство продуктов основного органического синтеза. Сажевая промышленность. Резино - асбестовая промышленность. Химическая промышленность характеризуется тесными связями со всеми отраслями народного хозяйства благодаря широкому ассортименту производимой ею продукции. Эта область производства отличается высокой материалоемкостью. Материальные и энергетические затраты в производстве продукции могут составлять от 2/3 до 4/5 себестоимости конечного продукта. Развитие химической технологии идет по пути комплексного использования сырья и энергии, применения непрерывных и безотходных процессов с учетом экологической безопасности окружающей среды, применения высоких давлений и температур, достижений автоматизации и кибернетизации.
Методы очистки сточных вод Загрязнение биосферы, в том числе источников водоснабжения, является реальным фактором, который оказывает отрицательное влияние на здоровье людей. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) от использования некачественной питьевой воды каждый год в мире страдает каждый десятый человек. До 50% речной воды каждый год подвергается техногенному воздействию, в том числе и в результате сброса 425·109 м3 сточных вод. Значительная загрязненность водных объектов и малоэффективные технологии подготовки воды - это главные причины низкого качества питьевой воды. Нарушения требований СанПИН 2.1.4.10749-01, в которых установлены физико-химические и микробиологическим показатели питьевой воды отмечены во всех субъектах РФ. Более 90% сточных вод, поступающих через коммунальные сети в поверхностные водные объекты, сбрасываются загрязненными. На качество воды оказывают значительное влияние находящиеся в ней вещества и соединения в различных концентрациях. Превышение концентрации некоторых загрязняющих веществ может оказывать пагубное воздействие как на человека, так и на биологическую обстановку в водном объекте. Следовательно, при сбросе сточных вод после производственных процессов требуется осуществлять извлечение вредных веществ и добиваться установленной предельно допустимой концентрации ПДК сточных вод. Химические соединения, находящиеся в сточной воде, можно разделить на неорганические и органические и классифицировать по их фазовому состоянию. Характеристику сточных вод, предложенную академиком Кульским Л.А., считают наиболее удачной: Классификация и методы очистки сточных вод
При обработке сточных вод различного типа используют разные группы методов. Применяя разделение по фазовому состоянию веществ в растворе, можно сгруппировать методы очистки сточных вод. Для каждого типа промышленных производств характерен свой состав сточных вод. Например, на металлообрабатывающем предприятии в сточных водах будут присутствовать ионы тяжелых металлов и нефтепродукты, однако там не будет фенолов и смол. С другой стороны, на НПЗ в сточных водах будут содержаться фенолы, но не будет ионов никеля или хрома. Выбор наилучших доступных технологий очистки воды является для проектировщиков достаточно сложной задачей, обусловленной разнообразием загрязняющих веществ в сточной воде и высокими требованиями, предъявляемыми к качеству ее очистки. Например, для обессоливания воды с целью создания оборотного водоснабжения предприятия используют следующие методы: ионный обмен, обратный осмос, нанофильтрацию, вакуумное выпаривание. Воду, прошедшую процесс обессоливания, можно использовать повторно для технологических целей: промывки деталей в гальваническом производстве, охлаждения оборудования, получения пара и пр. Также возможна утилизация ценных компонентов из сточных вод, кислот и щелочей с использованием, например, керамических мембранных элементов. На основании результатов анализа сточной воды можно спроектировать очистные сооружения и подобрать соответствующее оборудование. Выбор оборудования для очистки сточных вод требуется осуществлять методом сравнения данных о качестве воды с характеристиками данных технологического оборудования. Очистные сооружения сточных вод проектируются на основании анализа производственных процессов и состава стоков. Например, используются деструктивные методы очистки сточных вод промышленных предприятий, с разложением вредных веществ или переводов их в нетоксичные соединения, и регенеративные методы, базирующиеся на утилизации и извлечении загрязнений из воды. На основании объема и характеристик сточных вод применяются различные методы обработки: механические, физико-химические, физические, химические, биологические, а также их комбинирование. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||