Orígenes de la química. Alquimia
La química en la Edad Media
Desarrollo moderno de la química.
Química y protección del medio ambiente.
Conclusión
La química es una de las ciencias más antiguas, el hombre siempre ha observado cambios a su alrededor, cuando unas sustancias daban vida a otras o cambiaban repentinamente de forma, color, olor.
Mucho antes del advenimiento de una nueva era, la gente ya sabía cómo extraer metales de minerales, teñir telas y quemar arcilla; relacionado con la química...
Orígenes de la química. Alquimia
Los primeros químicos fueron los sacerdotes egipcios. Poseían muchos secretos químicos hasta ahora sin resolver. Estos, por ejemplo, incluyen técnicas para embalsamar los cuerpos de faraones muertos y nobles egipcios, así como métodos para obtener algunas pinturas. Así, los colores azul y azul de las vasijas encontradas durante las excavaciones, realizadas por artesanos del antiguo Egipto, siguen siendo brillantes, aunque han pasado varios miles de años desde que se fabricaron.
Algunas industrias químicas existieron en la antigüedad en Grecia, Mesopotamia, India y China.
En el siglo III a. C., ya se recopiló y describió material significativo. Por ejemplo, en la famosa Biblioteca de Alejandría, que era considerada una de las siete maravillas del mundo y constaba de 700 mil libros escritos a mano, también se guardaban muchos trabajos sobre química. Describieron procesos tales como calcinación, sublimación, destilación, filtración, etc. La información química individual acumulada durante muchos siglos permitió hacer algunas generalizaciones sobre la naturaleza de las sustancias y los fenómenos.
Por ejemplo, el filósofo griego Demócrito, que vivió en el siglo V a. C., fue el primero en expresar la idea de que todos los cuerpos consisten en las partículas sólidas de materia más pequeñas, invisibles, indivisibles y en movimiento eterno, a las que llamó átomos. Aristóteles en el siglo IV aC creía que la base de la naturaleza circundante es la materia primaria eterna, que se caracteriza por cuatro cualidades principales: calor y frío, sequedad y humedad. Estas cuatro cualidades, en su opinión, podrían separarse de la primera materia o agregarse a ella en cualquier cantidad.
La enseñanza de Aristóteles fue la base ideológica para el desarrollo de una era separada en la historia de la química, la era de la llamada alquimia.
La alquimia (latín tardío Alchemia, alchimia, alchymia), una dirección precientífica en química, se originó en los siglos III-IV a. Su nombre se remonta del árabe al griego shemeia de cheo - verter, verter, lo que indica la conexión de la alquimia con el arte de fundir y fundir metales. Otra interpretación es del jeroglífico egipcio hmi, que significa tierra negra (fértil), en oposición a arenas estériles. Este jeroglífico denotaba Egipto, el lugar donde pudo haberse originado la alquimia, que a menudo se llamaba "arte egipcio". Los árabes proporcionaron esta palabra con su prefijo árabe "al", y así se formó la palabra alquimia. Por primera vez se encuentra el término "alquimia" en el manuscrito de Julius Firmicus, un astrólogo del siglo IV.
Los alquimistas consideraban que la tarea más importante era la transformación (transmutación) de los metales básicos en nobles (valiosos), que, de hecho, fue la principal tarea de la química hasta el siglo XVI. Esta idea se basó en las ideas de la filosofía griega de que el mundo material consta de uno o más "elementos primarios" que, bajo ciertas condiciones, pueden transformarse unos en otros. La difusión de la alquimia cae en los siglos IV-XVI, la época del desarrollo no solo de la alquimia "especulativa", sino también de la química práctica. No hay duda de que estas dos ramas del conocimiento se influyeron mutuamente. No es de extrañar que el famoso químico alemán Liebig escribiera sobre la alquimia que "nunca fue nada más que química".
Así, la alquimia es a la química moderna lo que la astrología es a la astronomía. La tarea de los alquimistas medievales era preparar dos sustancias misteriosas con las que se pudiera lograr el deseado refinamiento de los metales. La más importante de estas dos preparaciones, que se suponía que tenía la propiedad de convertir en oro no solo la plata, sino también metales como el plomo, el mercurio, etc., se llamaba la piedra filosofal, el león rojo, el gran elixir. También se le ha llamado el huevo filosófico, la tintura roja, la panacea y el elixir de la vida. Se suponía que este remedio no solo ennoblecía los metales, sino que también servía como medicina universal, se suponía que su solución, la llamada bebida dorada, curaba todas las enfermedades, rejuvenecía el cuerpo viejo y alargaba la vida.
Otro remedio misterioso, ya secundario en sus propiedades, llamado león blanco, tintura blanca, se limitaba a la capacidad de convertir todos los metales básicos en plata.
El antiguo Egipto es considerado el lugar de nacimiento de la alquimia. Los mismos alquimistas comenzaron su ciencia con Hermes Trismegistus (también conocido como el dios egipcio Thoth), y por lo tanto, el arte de hacer oro se llamaba hermético. Los alquimistas sellaron sus recipientes con un sello con la imagen de Hermes, de ahí la expresión "herméticamente sellado".
Existía una leyenda que los ángeles enseñaban a las mujeres terrenales con las que se casaban el arte de convertir metales "simples" en oro, tal como se describe en el Libro del Génesis y el Libro del Profeta Enoc en la Biblia. Este arte fue expuesto en un libro llamado Hema. El erudito árabe al-Nadim (siglo X) creía que el fundador de la alquimia era Hermes el Grande, originario de Babilonia, que se estableció en Egipto después del caos babilónico.
Había escuelas de alquimia greco-egipcias, árabes y de Europa occidental. El emperador romano Diocleciano ordenó en 296 que se quemaran todos los manuscritos egipcios relacionados con el arte de hacer oro (probablemente, se trataba del dorado y el arte de hacer joyas falsas). En el siglo IV dC, la escuela de científicos de Alejandría exploró la tarea de convertir los metales en oro. El escritor, que hablaba bajo el seudónimo de Demócrata, perteneciente a los científicos alejandrinos, con su obra "Física y Mística" sentó las bases de una larga serie de manuales de alquimia. Para asegurar el éxito, tales obras aparecieron bajo los nombres de filósofos famosos (Platón, Pitágoras, etc.), pero debido a la oscuridad general del estilo, son poco conocidas, ya que los alquimistas mantuvieron la mayoría de sus logros en secreto. descripciones encriptadas de las sustancias obtenidas y experimentos realizados.
La mayor colección de manuscritos alquímicos se conserva en la Biblioteca de San Marcos en Venecia.
Los griegos fueron los maestros de los árabes, quienes dieron nombre a la alquimia. Occidente adoptó la alquimia de los árabes en el siglo X. En el período del siglo X al XVI, científicos de renombre que dejaron su huella en la ciencia europea se dedicaron a la alquimia. Por ejemplo, Albert the Great, el creador de la obra "Sobre los metales y los minerales", y Roger Bacon, quien dejó para la posteridad las obras "El poder de la alquimia" y "El espejo de la alquimia", también fueron los alquimistas más famosos de su tiempo. Arnoldo de Villanova, eminente médico fallecido en 1314, publicó más de 20 obras alquímicas.
Raymond Lull, el científico más famoso de los siglos XIII y XIV, fue autor de 500 obras de contenido alquímico, la principal de las cuales lleva por título "Testamento que expone en dos libros el arte químico universal". (Muchos expertos creen, sin embargo, que Llull, conocido por su piedad, no escribió estas obras, y solo se le atribuyen).
En los siglos XV-XVII, muchas personas coronadas se dedicaron celosamente a la alquimia. Tal, por ejemplo, es el rey inglés Enrique VI, durante cuyo reinado el país se inundó de oro falso y monedas falsas. El metal que desempeñó el papel del oro en este caso fue con toda probabilidad una amalgama de cobre. Carlos VII de Francia actuó de manera similar, junto con el conocido estafador Jacques le Coeur.
El emperador Rodolfo II fue el patrón de los alquimistas itinerantes y su residencia representó el centro de la ciencia alquímica de la época. El emperador se llamaba el germánico Hermes Trismegistus.
El elector Augusto de Sajonia y su esposa Anna de Dinamarca hicieron experimentos: el primero, en su "Palacio Dorado" de Dresde, y su esposa, en un laboratorio lujosamente arreglado en su dacha "Pheasant Garden". Dresde siguió siendo durante mucho tiempo la capital de los soberanos que patrocinaban la alquimia, especialmente en un momento en que la rivalidad por la corona polaca requería importantes desembolsos financieros. En la corte sajona, el alquimista I. Betger, que no logró hacer oro, descubrió la porcelana por primera vez en Europa.
Uno de los últimos adeptos de la alquimia fue Caetan, llamado Conde Ruggiero, napolitano de nacimiento, hijo de un campesino. Actuó en las cortes de Munich, Viena y Berlín hasta que terminó sus días en 1709 en Berlín en una horca decorada con oropel.
Pero incluso después de la difusión de la química misma, la alquimia despertó el interés de muchos, en particular de I.V. Goethe pasó varios años estudiando las obras de los alquimistas.
De los textos alquímicos que nos han llegado, se puede ver que los alquimistas descubrieron o mejoraron métodos para obtener valiosos compuestos y mezclas, como pinturas minerales y vegetales, vidrios, esmaltes, sales, ácidos, álcalis, aleaciones y medicinas. Utilizaron métodos de trabajo de laboratorio como destilación, sublimación, filtración. Los alquimistas inventaron hornos para calefacción a largo plazo, alambiques.
Los logros de los alquimistas de China e India permanecieron desconocidos en Europa. En Rusia, la alquimia no estaba muy extendida, aunque se conocían los tratados de alquimistas, y algunos incluso se tradujeron al eslavo eclesiástico. Por otra parte, el alquimista alemán Van Heyden ofreció a la corte de Moscú sus servicios en la preparación de la piedra filosofal, pero el zar Mikhail Fedorovich, tras "cuestionarlos", rechazó estas propuestas.
El hecho de que la alquimia no se haya generalizado en Rusia se explica por el hecho de que el dinero y el oro en Rusia comenzaron a usarse ampliamente más tarde en comparación con los países occidentales, ya que aquí hubo una transición de quitrent a cash rent más tarde. Además, el misticismo, la vaguedad de los objetivos y la irrealidad de los métodos de la alquimia eran contrarios al sentido común y la eficiencia del pueblo ruso. Casi todos los alquimistas rusos (el más famoso de ellos, J. Bruce) son de origen extranjero.
La química en la Edad Media
Desde el Renacimiento, la investigación química se ha utilizado cada vez más con fines prácticos (metalurgia, fabricación de vidrio, cerámica, pinturas). A principios del siglo VI, los alquimistas comenzaron a utilizar los conocimientos adquiridos para las necesidades de la industria y la medicina. El reformador en el campo de la minería y la metalurgia fue Agricola, y en el campo de la medicina, Paracelso, quien señaló que "el propósito de la química no es hacer oro y plata, sino hacer medicamentos". En los siglos 16-18, también surgió una dirección médica especial de la alquimia: la iatroquímica (iatroquímica), cuyos representantes consideraron los procesos que ocurren en el cuerpo como fenómenos químicos, enfermedades, como resultado del desequilibrio químico y se propusieron la tarea de encontrar medios químicos. de su tratamiento.
El deseo de los investigadores de comprender las verdaderas causas de los procesos inexplicables, de revelar los secretos de los grandes pero accidentales logros de la práctica, se hizo cada vez más insistente. El número de experimentos se multiplicó, aparecieron las primeras hipótesis científicas. En la Edad Media, el hombre comenzó a competir activa y conscientemente con la Naturaleza en la obtención de sustancias y materiales útiles. Poco a poco, se creó la ciencia química y, ya en la Edad Media, apareció la producción química.
En Rusia, la química se desarrolló principalmente a su manera. En Kievan Rus, se fundieron metales, se produjeron vidrio, sales, pinturas, telas. Bajo Iván el Terrible, se abrió una farmacia en Moscú en 1581. Bajo Pedro I, se construyeron fábricas de vitriolo y alumbre, las primeras fábricas de productos químicos, y ya había ocho farmacias en Moscú. El mayor desarrollo de la química en Rusia está asociado con los trabajos de M.V. Lomonosov.
Hace más de doscientos años, nuestro famoso compatriota Mikhail Vasilyevich Lomonosov habló en una reunión pública de la Academia de Ciencias de San Petersburgo. En un informe que se ha conservado en la historia de la ciencia bajo el elocuente título “Una palabra sobre los beneficios de la química”, leemos las líneas proféticas: “La química extiende sus manos ampliamente en los asuntos humanos... Dondequiera que miremos, dondequiera que mira, por todas partes volvemos la mirada a los éxitos de su diligencia”.
La investigación profunda y original de Mikhail Vasilievich contribuyó al desarrollo no solo de la teoría de la química, sino también de la práctica química. Se las arregló para desarrollar una tecnología simple para teñir el vidrio, hizo brillantes mosaicos artificiales que superaron a las piedras de colores naturales en riqueza y variedad de tonos, placas a partir de las cuales durante muchos siglos se utilizaron para hacer mosaicos que adornaban edificios. MV Lomonosov estableció, en términos modernos, su producción industrial. Esta fue una de las primeras victorias en la historia de la química de un nuevo material sintetizado por el hombre sobre una sustancia creada por la Naturaleza. La buena suerte seguía llegando muy raramente. Los científicos más perspicaces del siglo XVIII, y entre ellos M.N. Lomonosov comprendió que recién se estaban sentando las bases científicas de la química. Uno no siempre puede seguir el camino interminable de innumerables experimentos y repetir los mismos errores. Para el mayor progreso de la química, las nuevas teorías fueron vitales para explicar los datos experimentales y predecir cómo se comportarán los materiales y las sustancias cuando cambien las condiciones en las que se encuentran.
En la segunda mitad del siglo XVII, R. Boyle dio la primera definición científica del concepto de "elemento químico". El período de transformación de la química en una ciencia genuina finalizó en la segunda mitad del siglo XVIII, cuando se descubrió a M. V. Lomonosov (1748) y A. Lavoisier (1789) formuló en términos generales la ley de conservación de la masa en las reacciones químicas. En la actualidad, esta ley se formula de la siguiente manera: la suma de la masa de la sustancia del sistema y la masa equivalente a la energía recibida o cedida por el mismo sistema es constante. En las reacciones nucleares se debe aplicar la ley de conservación de la masa en su formulación moderna.
A principios del siglo XIX, J. Dalton sentó las bases del atomismo químico, A. Avogadro introdujo el concepto de "molécula" (Novolatin molecula, un diminutivo del latín moles - masa). En el sentido moderno, es una micropartícula formada a partir de átomos y capaz de una existencia independiente. Tiene una composición constante de sus núcleos atómicos constituyentes y un número fijo de electrones y posee un conjunto de propiedades que permiten distinguir moléculas de un tipo de moléculas de otro. El número de átomos en una molécula puede ser diferente: de dos a cientos de miles (por ejemplo, en una molécula de proteína); la composición y disposición de los átomos en una molécula se expresa mediante la fórmula química. La estructura molecular de una sustancia se establece mediante análisis de difracción de rayos X, difracción de electrones, espectrometría de masas, resonancia paramagnética de electrones (EPR), resonancia magnética nuclear (RMN) y otros métodos.
Estas ideas atómicas y moleculares se establecieron recién en los años 60 del siglo XIX. Entonces A. M. Butlerov creó la teoría de la estructura de los compuestos químicos, y D.I. Mendeleev (1869) descubrió la ley periódica, que es un sistema natural de elementos químicos. La formulación moderna de esta ley suena así: las propiedades de los elementos dependen periódicamente de la carga de sus núcleos atómicos. La carga nuclear Z es igual al número atómico (serie) del elemento en el sistema. Los elementos dispuestos en Z ascendente (H, He, Li, Be...) forman 7 periodos. En el 1º - 2 elementos, en el 2º y 3º - 8 cada uno, en el 4º y 5º - 18 cada uno, en el 6º - 32. En el 7º período (en 1990) se conocen 23 elementos. En períodos, las propiedades de los elementos cambian naturalmente durante la transición de metales alcalinos a gases nobles. Las columnas verticales son grupos de elementos con propiedades similares. Dentro de los grupos, las propiedades de los elementos también cambian regularmente (por ejemplo, en los metales alcalinos, al pasar de Li a Fr, la actividad química aumenta). Los elementos con Z = 58-71, así como con Z = 90-103, que tienen propiedades especialmente similares, forman 2 familias: lantánidos y actínidos, respectivamente. La periodicidad de las propiedades de los elementos se debe a la repetición periódica de la configuración de las capas externas de electrones de los átomos. La posición de un elemento en un sistema está asociada con sus propiedades químicas y muchas propiedades físicas. Los núcleos pesados son inestables, por lo que, por ejemplo, el americio (Z = 95) y los elementos posteriores no se encuentran en la naturaleza; se obtienen artificialmente en reacciones nucleares.
La ley y el sistema de Mendeleev subyacen a la teoría moderna de la estructura de la materia, juegan un papel primordial en el estudio de toda la variedad de sustancias químicas y en la síntesis de nuevos elementos.
El sistema periódico de elementos de Mendeleev recibió una explicación científica completa sobre la base de la mecánica cuántica. La mecánica cuántica por primera vez hizo posible describir la estructura de los átomos y comprender sus espectros, establecer la naturaleza del enlace químico, explicar el sistema periódico de los elementos, etc. Dado que las propiedades de los cuerpos macroscópicos están determinadas por el movimiento y la interacción de las partículas que las forman, las leyes de la mecánica cuántica son la base de la comprensión de la mayoría de los fenómenos macroscópicos. Así, la mecánica cuántica hizo posible comprender muchas propiedades de los sólidos, explicar los fenómenos de superconductividad, ferromagnetismo, superfluidez y mucho más; Las leyes de la mecánica cuántica subyacen a la energía nuclear, la electrónica cuántica, etc. A diferencia de la teoría clásica, todas las partículas actúan en la mecánica cuántica como portadoras de propiedades ondulatorias y corpusculares, que no se excluyen, sino que se complementan entre sí.
Desde finales del siglo XIX hasta principios del XX, el estudio de las regularidades de los procesos químicos se convirtió en la dirección más importante de la química.
Desarrollo moderno de la química.
¿De qué están hechos los compuestos químicos? ¿Cómo se organizan las partículas más pequeñas de materia? ¿Cómo se ubican en el espacio? ¿Qué une a estas partículas? ¿Por qué algunas sustancias reaccionan entre sí y otras no? ¿Se pueden acelerar las reacciones químicas? Probablemente más que cualquier otra ciencia, la química requería una comprensión de los fundamentos, un conocimiento de las causas profundas. Y los químicos aplicaron con éxito en su razonamiento las disposiciones básicas de la teoría atómico-molecular mucho antes de que apareciera evidencia experimental precisa de la existencia real de átomos y moléculas. La historia de la ciencia química incluyó las generalizaciones teóricas de A.L. Lavoisier, D. W. Gibbs, D. I. Mendeleev y otros científicos prominentes. La ley periódica y el sistema periódico de los elementos, las leyes del equilibrio químico y la teoría de la estructura química son ahora inseparables de las nuevas ideas sobre química.
El destacado científico ruso A.M. Butlerov. En 1861, creó una teoría de la estructura de los compuestos orgánicos, que hizo posible traer al sistema una gran cantidad de sustancias orgánicas y sin las cuales no serían concebibles los éxitos modernos en la creación de nuevos materiales poliméricos.
Las teorías del enlace químico, creadas en el siglo XX, permiten describir todas las sutilezas de la relación entre las partículas que componen una sustancia. Se han descubierto las leyes que gobiernan el curso de los procesos químicos. Ahora los experimentadores y tecnólogos tienen la oportunidad de elegir la forma más sencilla y eficaz de llevar a cabo cualquier reacción química. La química tuvo una base sólida, nacida de la unión con las matemáticas y la física. La química se ha convertido en una ciencia exacta. Se lograron éxitos inusuales en la química práctica, basados en una profunda comprensión teórica de los fenómenos químicos, en un tiempo relativamente corto que nos separa de la era de Lomonosov. Por ejemplo, se han descifrado varias etapas del proceso químico que permitió a la Naturaleza convertir sustancias orgánicas en petróleo y gas útiles para nosotros hoy. Esta reacción, importante para la industria moderna, tuvo lugar con la participación de microorganismos y duró muchos cientos y miles de años. Fue posible no solo entender, sino también recrear este proceso. Científicos de la Universidad de Moscú han desarrollado una instalación en la que, bajo la influencia beneficiosa de la luz de una lámpara en una piscina poco profunda con una solución nutritiva que contiene sustancias orgánicas y microorganismos, se produce aceite y gas artificiales a un ritmo acelerado, durante varios días y meses.
La química de nuestros días es capaz de más transformaciones inesperadas. Se ha desarrollado un aparato químico industrial: un cilindro alto, en cuya parte superior se alimenta masa de hierba verde triturada. Dentro de la columna, compuestos biológicos especiales: enzimas que aceleran las reacciones químicas, de acuerdo con el programa establecido por los científicos, convierten la masa que ingresa continuamente en ... leche. Nos acostumbramos a estos "milagros" tan rápido como a los vuelos espaciales. Probablemente no haya ámbito de la actividad humana donde no se utilicen productos a partir de materiales que nacieron gracias al talento y al arduo trabajo de varias generaciones de químicos. En sus propiedades, a menudo superan las creaciones químicas de la Naturaleza. Estos materiales han entrado de manera imperceptible y firme en nuestra vida cotidiana, pero la sorpresa de las personas que los vieron por primera vez es bastante comprensible. A principios de los años setenta de nuestro siglo, turistas curiosos y ubicuos descubrieron en un rincón remoto de los interminables bosques siberianos a una familia que había vivido lejos de ciudades y pueblos durante varias décadas. ¿Qué fue lo que más llamó la atención de los ermitaños entre las cosas traídas por los turistas? ¡Película de plástico transparente! “Vidrio, pero arrugado”, dijo con admiración el cabeza de familia de barba gris, sintiendo y mirando la luz de la película de polietileno, uno de los muchos materiales sintéticos inventados por los químicos para facilitar y mejorar nuestro hogar y nuestra vida. Materiales que se han convertido en una parte útil y discreta de la vida cotidiana de las personas. La química ahora puede obtener sustancias con propiedades predeterminadas: resistentes a las heladas y resistentes al calor, duras y blandas, rígidas y elásticas, amantes de la humedad y resistentes a la humedad, sólidas y porosas, sensibles a las más pequeñas trazas de impurezas extrañas o inertes a las influencias químicas más fuertes.
La aparición dentro del semiconductor de un átomo de impureza extraño por millón de átomos de la sustancia principal cambia sus propiedades más allá del reconocimiento: el semiconductor comienza a sentir la luz y conducir la corriente eléctrica. Los químicos han desarrollado métodos para la purificación completa de semiconductores a partir de impurezas, han creado métodos para introducir una pequeña cantidad de impurezas en su composición e inventado dispositivos que señalan la aparición de átomos "extraños" en una sustancia. Los científicos pueden sintetizar materiales que son estables y no cambian incluso con una exposición prolongada a la luz solar y al calor, el frío y la humedad.
Los descubrimientos químicos tienen lugar en laboratorios de todo el mundo, donde nacen nuevos compuestos complejos. El famoso químico francés M. Berthelot señaló con orgullo la similitud interna de la química y el arte, que está enraizada en su naturaleza creativa. La química, como el arte, crea objetos para el estudio y su investigación posterior. Y esta característica, según M. Berthelot, distingue a la química de otras ciencias naturales y humanas. Sin una comprensión profunda de las leyes químicas, es imposible explicar completa y exhaustivamente los fenómenos estudiados por biólogos y físicos, arqueólogos y botánicos, geólogos y zoólogos.
En la química moderna, sus áreas individuales (química inorgánica, química orgánica, química física, química analítica, química de polímeros) se han convertido en ciencias en gran parte independientes. En la intersección de la química y otros campos del saber, surgieron ciencias subsidiarias y afines como:
§ bioquímica - ciencia que estudia las sustancias químicas que componen los organismos, su estructura, distribución, transformaciones y funciones. La primera información sobre bioquímica está asociada con la actividad económica humana (procesamiento de materias primas vegetales y animales, el uso de varios tipos de fermentación, etc.) y la medicina. De importancia fundamental para el desarrollo de la bioquímica fue la primera síntesis de una sustancia natural: la urea (F. Wöhler, 1828), que socavó la idea de la "fuerza vital" que supuestamente participa en la síntesis de varias sustancias por el cuerpo. Usando los logros de la química general, analítica y orgánica, la bioquímica en el siglo XIX se convirtió en una ciencia independiente. La introducción de las ideas y métodos de la física y la química en la biología y el deseo de explicar fenómenos biológicos como la herencia, la variabilidad, la contracción muscular, etc., mediante la estructura y las propiedades de los biopolímeros condujo a mediados del siglo XX a la separación de biología molecular desde la bioquímica. Las necesidades de la economía nacional en la obtención, almacenamiento y procesamiento de diversos tipos de materias primas llevaron al desarrollo de la bioquímica técnica. Junto con la biología molecular, la biofísica, la química bioorgánica, la bioquímica se incluye en el complejo de ciencias: biología física y química;
§ agroquímica - la ciencia de los procesos químicos en el suelo y las plantas, la nutrición mineral de las plantas, el uso de fertilizantes y medios de recuperación química del suelo; la base de la quimicalización de la agricultura. Formado en la segunda mitad del siglo XIX. La formación de la agroquímica está asociada con los nombres de A. Thayer, Yu. Liebig, D. I. Mendeleev, D. N. Pryanishnikov y otros.Se desarrolla sobre la base de los logros de la agronomía y la química;
§ geoquímica: una ciencia que estudia la composición química de la Tierra, la abundancia de elementos químicos y sus isótopos estables en ella, los patrones de distribución de elementos químicos en varias geosferas, las leyes de comportamiento, combinación y migración (concentración y dispersión) de los elementos en los procesos naturales. El término "geoquímica" fue introducido por K. F. Shenbein en 1838. Los fundadores de la geoquímica son V. I. Vernadsky, V. M. Goldshmidt, A. E. Fersman; el primer resumen importante de geoquímica (1908) pertenece a F. W. Clark (EE. UU.). La geoquímica incluye: geoquímica analítica, geoquímica física, geoquímica de la litosfera, geoquímica de procesos, geoquímica regional, hidrogeoquímica, radiogeoquímica, geoquímica de isótopos, radiogeocronología, biogeoquímica, geoquímica orgánica, geoquímica del paisaje, geoquímica de la litogénesis. La geoquímica es uno de los fundamentos teóricos de la búsqueda de minerales; otro. Ciencias técnicas como la tecnología química y la metalurgia se basan en las leyes de la química.
Rodeada de ciencias hermanas y ciencias hijas, la química sigue evolucionando. Nos ayuda a entendernos a nosotros mismos, nos permite comprender muchos procesos complejos que tienen lugar en el mundo.
Xquímica y protección del medio ambiente
Cada vez más, surge un problema completamente diferente: disolver o desmontar rápidamente y sin dejar rastro en elementos simples separados materiales que ya se han vuelto innecesarios para una persona. Algunas sustancias químicas persistentes, especialmente los polímeros artificiales formados por moléculas muy grandes, permanecen en la tierra durante décadas o cientos de años sin descomponerse. Los químicos ahora están desarrollando telas, películas, fibras y plásticos sintéticos a partir de polímeros creados en laboratorio, como el almidón o la fibra que se encuentra en las plantas. Al final de su vida útil, estos polímeros se degradarán rápida y fácilmente sin contaminar el medio ambiente. La química cada día hace un uso más completo y diverso de las riquezas de la Tierra, aunque ya va siendo hora de empezar a salvarlas. Los científicos siempre deben recordar la advertencia del antiguo filósofo romano Séneca: “Como creían nuestros antepasados, es demasiado tarde para ser ahorrativo cuando se deja en el fondo. Y además, no solo queda poco, sino también lo peor. Debemos proteger nuestra Tierra, le debemos tanto...
Los científicos comenzaron a prestar más atención a la pureza del aire que respira toda la vida en la Tierra. La atmósfera de la Tierra no es sólo una mezcla mecánica de gases. En la envoltura gaseosa que rodea la Tierra se producen reacciones químicas rápidas, y algunas emisiones industriales a la atmósfera pueden provocar cambios irreversibles e indeseables en el delicado equilibrio de los componentes del aire, heterogéneos pero muy importantes para nosotros. El científico soviético V. L. Talroze señaló una vez cuán insignificantes son las masas de sustancias que forman la capa gaseosa de la Tierra, vital para las plantas, los animales y los humanos: “Una capa de materia que crea una presión de solo un kilogramo por centímetro cuadrado es ese medio que vivimos y trabajamos, que transmite sonidos a nuestros oídos, transmite la luz del sol. Diez miligramos de dióxido de carbono de cada kilogramo de esta sustancia, interactuando con la luz solar, sostienen continuamente la vida en la Tierra, 300 microgramos de ozono protegen esta vida de la dañina radiación ultravioleta, un millonésimo microgramo de electrones crea la oportunidad de comunicarse por radio. Este entorno, que nos permite volar unos a otros, que respiramos, finalmente, también vive, vive físicamente: no es solo un océano de aire tormentoso, sino también un reactor químico de gas”. Los químicos aprendieron cómo crear nuevas sustancias e incluso lograron superar a la Naturaleza, habiendo recibido materiales en los que se combinaba lo incompatible. Ahora los científicos investigan la capacidad y habilidad de la Naturaleza para mantener un sabio equilibrio entre procesos opuestos: quitándole a la Tierra su riqueza mineral, tratan de preservar la pureza de los ríos, lagos, mares, la transparencia del aire y el olor fragante. de hierbas
Conclusión
La química estaba en el centro de importantes y complejos procesos físicos. Las reacciones químicas ocurren no solo en el mundo que nos rodea, sino también en los tejidos, células, vasos del cuerpo humano. Los científicos del siglo XX descubrieron que es la química la que ayuda a una persona a distinguir entre olores y colores, le permite responder rápidamente a los cambios sutiles que tienen lugar en la Naturaleza. El pigmento visual rodopsina captura los rayos de luz y vemos una variedad de colores a nuestro alrededor. Las hierbas y plantas aromáticas envían moléculas orgánicas volátiles en todas direcciones, cayendo sobre los centros sensibles de los órganos del olfato de los seres vivos, transmitiendo los olores más sutiles de la Naturaleza. En respuesta a cualquier irritación externa, el cerebro humano envía una señal de alarma o alegría, acción o calma a través de las fibras nerviosas. En el cuerpo humano, las fibras nerviosas que guían nuestro movimiento y los músculos que lo llevan a cabo están separados por un espacio de no más de 50 nanómetros de ancho. Esta distancia es 1000 veces menor que el grosor de un cabello humano. Las terminaciones de las fibras nerviosas liberan una sustancia orgánica, la acetilcolina, que transmite una señal química a los músculos de cualquier órgano, dando un salto a través del espacio que separa las fibras de los músculos.
Los procesos químicos violentos tienen lugar dentro de estrellas distantes y en reactores de fusión creados por científicos. La interacción química de átomos y moléculas se da continuamente en las plantas y en las profundidades de la Tierra, en la superficie de las extensiones de agua y en el espesor de las cadenas montañosas. La naturaleza confió mucho a la química y no se equivocó: la química resultó ser su fiel aliada y trabajadora asistente.
Ninguna de las áreas de las ciencias naturales modernas puede existir y desarrollarse sin la química.
Por delante de la química están las alegrías de los logros y las dificultades de la superación.
La química está lista para ellos. Ella emprende esta campaña distante e interesante junto con su mejor amiga, un pensamiento humano infatigable, inquieto y buscador.
Bibliografía
1. Gabrielyan O. S. Química. Grado 8: Proc. para educación general proc. Instituciones. - 4ª ed., estereotipo. - M.: Avutarda, 2000. - 208 p.: il.
2. Koltun M. M. El mundo de la química: Literatura científica y artística / Formato. B. Chuprigin. - M.: Det. lit., 1988.- 303 p.: il., fotoil.
3. Conceptos de las ciencias naturales modernas: Ser. "Libros de texto y material didáctico" / Ed. S. I. Samygina. - Rostov n / a: "Phoenix", 1997. - 448 p.
4. Enciclopedia multimedia moderna "La gran enciclopedia de Cirilo y Metodio 2004" / © "Cyril and Methodius" 2002, 2003, con cambios y adiciones, © "MultiTrade", 2004.
A finales del siglo XX, la humanidad se enfrentaba a un grave problema de los efectos nocivos de la industria, el transporte y la energía sobre el medio ambiente. El entorno humano se contamina con desechos de producción nocivos, se libera un exceso de energía y se agotan los recursos naturales. Las consecuencias negativas de estos procesos son la contaminación del agua y la atmósfera, el cambio climático, la extinción de muchas especies de animales y plantas y el deterioro de la salud humana. La ciencia que estudia la relación del hombre con el medio ambiente se llama ecología. La ecología tiene una estrecha relación con la química. Por un lado, el impacto químico en el medio ambiente le causa un gran daño, pero por otro lado, la degradación de la naturaleza se puede prevenir mediante el uso de métodos químicos. La química y la industria química se encuentran entre las fuentes más importantes de contaminación ambiental. De las demás industrias, la metalurgia ferrosa y no ferrosa, el transporte motorizado y la energía (centrales térmicas) son ambientalmente desfavorables. Las principales fuentes de contaminación del medio ambiente humano pueden ser gaseosas, líquidas y sólidas. Los desechos gaseosos contienen óxidos de carbono (I y IV), óxido de azufre (IV), óxidos de nitrógeno y otras sustancias nocivas. Otra fuente de contaminación ambiental son las aguas residuales industriales y domésticas. Las aguas residuales pueden contener muchos compuestos inorgánicos, incluidos iones de metales como mercurio, zinc, cadmio, cobre, níquel, cromo, etc. La presencia de varios compuestos orgánicos en las aguas residuales no es menos peligrosa. Los productos químicos contenidos en el agua ingresan a ríos, lagos y mares, penetran en las aguas subterráneas. Como resultado, las sustancias dañinas aparecen en el agua potable, los alimentos y pueden causar cambios genéticos profundos en humanos y animales. Finalmente, la tercera fuente de contaminación son los residuos sólidos. Estos incluyen diversos residuos de la industria minera, la construcción y los residuos domésticos, etc. Las áreas de trabajo más importantes que se llevan a cabo para reducir el impacto negativo de las actividades productivas son las siguientes: (T) Desarrollo y creación de residuos bajos y completamente tecnologías libres de residuos. Desarrollo de tecnologías que consumen más económicamente materias primas, combustibles, recursos energéticos. Desarrollo de tecnologías de procesamiento de residuos sólidos. La protección del medio ambiente es un problema que abarca todo nuestro planeta. En este sentido, la cooperación internacional se está desarrollando actualmente en el campo de la ecología, muchos problemas se están resolviendo a través de acciones conjuntas de varios estados.
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- Introducción
- Sistemas químicos
- De la detección a la protección
- Protección contra los desastres climáticos: el efecto invernadero
- Evaluación de riesgos
- Conclusión
- Referencias
- Introducción
Cada año, las personas arrojan millones de toneladas de plástico al medio ambiente, una parte importante de estos desechos cae directamente al océano. De hecho, más de 9 millones de toneladas de residuos sólidos industriales van directamente al mar cada año. Solo los barcos comerciales arrojan 6,6 millones de toneladas de agua por la borda. toneladas de basura al año. Esta basura podría llenar 440.000 aulas.
Contrariamente a la creencia popular, los desechos plásticos eventualmente se descomponen, pero esto sucede lentamente, a veces toma hasta 50 años. Durante este tiempo, se puede acumular mucha basura. Los ecosistemas marinos son especialmente sensibles a los residuos plásticos: no se hunde, y los habitantes de los mares lo toman erróneamente por medusas, huevos y otras delicias o se enredan en él, pues son 150.000 toneladas. los desechos son aparejos de pesca arrojados al océano. Las cosas toman un giro particularmente desagradable en las regiones árticas, donde los escombros solo se acumulan, pero no colapsan; esto se evita con temperaturas muy bajas.
Los químicos han dado un paso significativo en la solución de este grave problema. La salida del predicamento se encontró en la creación de plásticos con una estructura especial. Los plásticos son materiales poliméricos obtenidos a partir de productos derivados del petróleo. Consisten en cadenas largas construidas a partir de grupos moleculares repetitivos. Los químicos han encontrado una forma de modificar las moléculas de polímero para que sus propiedades sean más respetuosas con el medio ambiente. Uno de ellos es la unión química de grupos moleculares fotosensibles a cadenas macromoleculares a intervalos regulares. Cuando un plástico fabricado con dicho polímero se expone a la luz solar, los grupos fotosensibles absorben la radiación, lo que hace que el polímero se degrade en sus puntos de unión. El resto es cuestión de naturaleza. Los pequeños fragmentos resultantes son fácilmente biodegradables. Otra forma de supeditar las propiedades del plástico a las exigencias de la higiene natural es introducir en él grupos moleculares que algunos microorganismos consideran un manjar. Los glotones microscópicos luego asumen la tarea de dividir moléculas largas en pedazos cortos. Se espera que los hallazgos de este tipo conduzcan al hecho de que el problema de los desechos plásticos disminuirá gradualmente y, al final, se convertirá en una cosa del pasado.
Cualquier sociedad trata de proveerse de suficientes alimentos, vivienda y un medio ambiente sano. Cuando se cumplen estos requisitos elementales, se puede pensar en la comodidad. Hoy, nuestro deseo de más bienes, más energía y mayor movilidad entra en conflicto con el deseo de mantener un ambiente saludable. Nuestra principal preocupación ha sido la protección del medio ambiente frente al crecimiento de la población, su continua concentración (urbanización) y el aumento de los niveles de vida.
El deterioro del estado del medio ambiente y, en consecuencia, la amenaza a la salud y condición del ecosistema, no es un fenómeno nuevo. Las violaciones en el medio ambiente causadas por las actividades humanas se remontan a la antigüedad. El problema de las aguas residuales surgió simultáneamente con el surgimiento de las ciudades. Mucho antes del siglo XX, el aire de Londres estaba contaminado por el humo de los hogares y las chimeneas. Una manifestación temprana de los problemas de higiene industrial fue la corta esperanza de vida de los deshollinadores debido a su susceptibilidad al cáncer, que ahora podemos explicar por la exposición a largo plazo al hollín que contiene trazas de carcinógenos (hidrocarburos aromáticos polinucleares).
Sin embargo, el hecho de que la contaminación ambiental no sea el último invento es un pequeño consuelo. Los problemas de contaminación son cada vez más visibles y hemos aprendido a reconocer interacciones sutiles en el mundo que nos rodea y detectar efectos secundarios que antes pasaban desapercibidos. Algunas perturbaciones ambientales están adquiriendo un carácter global. La tragedia en Bhopal destaca el dilema existente de la manera más vívida. Esta tragedia tuvo lugar en un país que padecía hambre. Se utilizaron sustancias tóxicas para producir alimentos, lo que salvó a miles de personas del hambre cada año.
Sin embargo, cabe señalar que la humanidad está verdaderamente preocupada por la importancia de mantener un medio ambiente saludable, y esto es alentador. La gran mayoría de los ciudadanos de todas las tendencias políticas dicen que están dispuestos a pagar precios más altos por los productos (como la gasolina sin plomo) y mayores impuestos sobre la renta para mejorar el medio ambiente.
El desarrollo de una estrategia eficaz de protección del medio ambiente requiere conciencia y conocimiento. Debemos ser capaces de responder a las siguientes preguntas:
¿Qué sustancias potencialmente peligrosas se encuentran en el aire, el agua, el suelo y los alimentos?
¿Qué provocó su aparición?
¿Cómo se puede resolver el problema, total o parcialmente (uso de productos, procesos alternativos)?
¿Cómo depende el grado de peligro de la duración de la exposición a una sustancia dada? ¿Cómo se debe abordar la elección de una de las opciones que prometen un efecto positivo?
Está claro que los químicos tienen la responsabilidad principal de las respuestas correctas a las tres primeras preguntas decisivas. Para determinar qué sustancias están presentes en el medio ambiente, los analistas deben desarrollar métodos cada vez más sensibles y selectivos. Encontrar las fuentes puede requerir una comprensión de los procesos que conducen desde la contaminación inicial hasta los productos finales nocivos o tóxicos. Si las necesidades energéticas tienen que conformarse con combustibles de grado inferior, qué catalizadores y qué nuevos procesos deberían desarrollarse para evitar exacerbar los problemas de la lluvia ácida y las emisiones cancerígenas de las centrales eléctricas de carbón.
La cuarta pregunta, sobre la duración permisible de la exposición a una sustancia nociva, pertenece a la competencia de la medicina, la toxicología y la epidemiología. Ahora que la sociedad se ha dado cuenta de que existe una relación inversa entre el grado de reducción del riesgo y el coste de conseguirlo, estas disciplinas se enfrentan a serios problemas. Los médicos deben aclarar los datos sobre el grado de riesgo debido a la presencia de, por ejemplo, plomo en el aire, cloroformo en el agua potable, estroncio radiactivo en la leche, benceno en la atmósfera de locales industriales y formaldehído en edificios residenciales. Debemos aprender a sopesar los riesgos y costes asociados a la presencia de estos compuestos, poniendo en el otro lado de la balanza los beneficios que perdemos al limitar su uso. Y lo que es más importante, no podemos darnos el lujo de tratar de eliminar por completo la posibilidad de riesgo a toda costa, porque a medida que el nivel de riesgo se aproxima a cero, el precio tiende a infinito.
Finalmente, la elección de las opciones para resolver el problema debe pertenecer a la sociedad. Los químicos y especialistas en otros campos relacionados con la ecología tienen una especial y muy seria responsabilidad de estar informados por la experiencia científica más calificada y objetiva. El deber de los científicos es familiarizar al público, los medios de comunicación y el gobierno con la imagen real, y en un lenguaje libre de jerga profesional. Los científicos deben dar una justificación científica a la solución propuesta e indicar lo que nos depara el futuro.
Químicosistemas
Formas de movimiento de la materia.
El mundo que nos rodea es rico en sus formas y en la variedad de fenómenos que ocurren en él. Todo lo que existe son diferentes tipos de materia en movimiento, que se encuentran en un estado de continuo movimiento y desarrollo. El movimiento como cambio constante es inherente a la materia en su conjunto ya cada una de sus partículas más pequeñas. Se pueden distinguir las siguientes formas de movimiento de la materia:
cuerpos de calefacción y refrigeración;
emisión de luz;
electricidad;
transformaciones químicas;
procesos vitales, etc.
Las formas de movimiento se caracterizan por el hecho de que una puede pasar a otras, por ejemplo, el movimiento mecánico puede convertirse en térmico, térmico en químico, químico en eléctrico, etc. Estas transiciones dan testimonio de la unidad y la conexión continua de formas de materia cualitativamente diferentes. Pero con todas las diversas transiciones de una forma de movimiento a otra, se observa la ley básica de la naturaleza: la ley de la eternidad de la materia y su movimiento, que se aplica a todos los tipos de materia y todas las formas de su movimiento: ninguno de los los tipos de movimiento de la materia y ninguna de las formas de su movimiento pueden obtenerse de la nada y convertirse en nada.
Sustancias y suspropiedades
Una sustancia es un tipo separado de materia, que bajo condiciones dadas tiene ciertas propiedades físicas. Ejemplos de sustancias: oxígeno, agua, hierro.
Para establecer las propiedades de una sustancia, es necesario tenerla en su forma pura, pero las sustancias en la naturaleza no se presentan en forma pura. Las sustancias naturales son mezclas, a veces formadas por un gran número de sustancias diferentes. Por ejemplo, el agua natural siempre contiene sales y gases disueltos en ella. A veces, un contenido de impurezas muy pequeño puede provocar un cambio muy fuerte en algunas propiedades de una sustancia. Por ejemplo, el contenido en zinc de solo centésimas de hierro o cobre acelera cientos de veces su interacción con el ácido clorhídrico. Cuando una de las sustancias está en la mezcla en una cantidad predominante, la mezcla completa suele llevar su nombre.
Una sustancia pura siempre es homogénea, mientras que las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Se denominan mezclas homogéneas en las que las partículas de estas sustancias no pueden detectarse ni directamente ni con la ayuda de un microscopio debido a su tamaño despreciable. Tales mezclas son mezclas de gases, muchos líquidos, algunas aleaciones. En mezclas heterogéneas, la heterogeneidad se puede detectar con un microscopio o incluso a simple vista. Ejemplos de mezclas heterogéneas son varias rocas, suelo, aire polvoriento, agua fangosa. La sangre, por ejemplo, también pertenece a las mezclas heterogéneas, y al observarla al microscopio se puede ver que consiste en un líquido incoloro en el que flotan cuerpos rojos y blancos.
La industria química produce productos químicos que también contienen una cierta cantidad de impurezas. Para indicar el grado de su pureza, existen designaciones o calificaciones especiales:
técnico (técnico);
limpio (h.);
puro para análisis (analíticamente puro);
químicamente puro (químicamente puro);
extra puro (o.ch.).
Un producto con la calificación de "técnico" suele contener una cantidad importante de impurezas, "puro" -- menos, "ch.d.a." -- mucho menos, "químicamente puro" -- menos de todos. Con la marca "o.ch." solo se producen unos pocos productos. El contenido permisible de impurezas en un producto químico de una calificación particular está establecido por estándares estatales.
La química tiene un impacto negativo en el medio ambiente por un lado y positivo por el otro. Impacto negativo: la química ha afectado directa o indirectamente a casi todos los componentes del medio ambiente: la tierra, la atmósfera, el agua del océano mundial, se ha introducido en los ciclos naturales de las sustancias. Como resultado, se alteró el equilibrio de los procesos naturales en el planeta, que se había desarrollado durante millones de años, la quimificación comenzó a afectar notablemente la salud de la persona misma.
Positivo: Los éxitos del hombre en la solución de grandes y pequeños problemas de supervivencia se han logrado en gran medida gracias al desarrollo de la química, al desarrollo de diversas tecnologías químicas.
La química es de gran importancia para el funcionamiento exitoso de la producción agrícola, la industria farmacéutica y la provisión de vida humana.
De lo anterior se desprende que el lugar y el papel de la química en la civilización moderna deben ser considerados sistémicamente, es decir, en toda la variedad de relaciones que existen entre la sociedad y el medio natural en el marco del criterio de seguridad ambiental.
Todos los días podemos ver cómo las sustancias sufren diversos cambios, por ejemplo, una bala de plomo, al golpear una piedra, se calienta tanto que el plomo se derrite en un líquido; un objeto de acero expuesto a la humedad se oxida; la leña en la estufa se quema, dejando un montón de cenizas, las hojas caídas de los árboles se descomponen gradualmente, convirtiéndose en humus, etc.
Cuando una bala de plomo se derrite, su movimiento mecánico cambia a movimiento térmico, pero esta transición no va acompañada de un cambio químico en el plomo, ya que el plomo sólido y el líquido son la misma sustancia. Pero si el mismo plomo, como resultado de un calentamiento prolongado en el aire, se convierte en óxido de plomo, se obtiene una nueva sustancia con propiedades completamente diferentes. De la misma manera, con la descomposición de las hojas, la aparición de óxido en el acero, la quema de leña, se forman sustancias completamente nuevas.
Los fenómenos se llaman químicos. , en el cual se forman otras sustancias nuevas a partir de algunas sustancias, y la ciencia que estudia la transformación de una sustancia se llama química. Estudia la composición y estructura de las sustancias, la dependencia de sus propiedades de la composición y estructura de las sustancias, las condiciones y formas de transformación de una sustancia en otra.
Los cambios químicos siempre van acompañados de cambios físicos, por lo que la química y la física están estrechamente relacionadas. La química también está íntimamente relacionada con la biología, ya que los procesos biológicos van acompañados de continuas transformaciones químicas. Sin embargo, cada forma de movimiento tiene sus propias características, y los fenómenos químicos no pueden reducirse a procesos físicos, y los fenómenos biológicos a procesos químicos y físicos.
De la detección a la protección
Todas las estrategias de protección ambiental deben basarse en el conocimiento de los valores umbral reales para concentraciones peligrosas y nuestra capacidad para detectar un componente indeseable mucho antes de que su concentración alcance dicho valor. En algunos casos, la detección puede ser equivalente a la protección.
Desafortunadamente, los medios, la sociedad y las agencias gubernamentales con demasiada frecuencia equiparan la detección con el peligro. Esta reacción se basa en la idea errónea común de que una sustancia que es altamente tóxica en una determinada concentración siempre es tóxica. Hay muchos ejemplos que demuestran que esto no es así. Considera el monóxido de carbono. Este componente común de la atmósfera se vuelve peligroso en concentraciones superiores a 1000 ppm. La exposición prolongada a concentraciones de monóxido de carbono superiores a 10 ppm se considera perjudicial para la salud. Sin embargo, ¡no insistimos en la eliminación completa del CO2 de la atmósfera! Esto sería estúpido (¡e imposible!), ya que vivimos -y no mal- en un entorno que siempre contiene cantidades de CO fácilmente detectables, del orden de 1 ppm.
Otro ejemplo interesante es el selenio. Algunas plantas que crecen en suelos relativamente ricos en selenio tienden a acumular este elemento en cantidades que conducen al envenenamiento de los rumiantes. Estas plantas incluyen astrágalo (Astragalus). El trigo también puede acumular selenio, y aunque esto no afecta a los humanos de manera notable, los pollos alimentados con él producen crías anormales. Al mismo tiempo, ahora se sabe que el selenio es un componente vital en la dieta de ratas, pollos y cerdos. Además, el selenio en determinadas concentraciones es un anticancerígeno natural; es parte de la glutatión peroxidasa, una enzima que descompone los hidroperóxidos dañinos. En China, se observan las siguientes anomalías en poblaciones con niveles bajos de selenio en sangre: los niños a menudo sufren de miocarditis múltiple (enfermedad de Kishan), la mortalidad adulta por cáncer es alta y el cáncer de hígado es especialmente común. Es obvio que el selenio es un elemento esencial para humanos y animales en ciertas concentraciones y tóxico en otras. La ingesta diaria recomendada de selenio para adultos por la Junta Nacional de Salud es de 50 a 100 microgramos. El ejemplo anterior muestra claramente que la presencia en el medio ambiente de trazas de una sustancia que puede ser tóxica en altas concentraciones aún no indica un peligro.
Algunas personas están presionando con fuerza por un enfoque de riesgo cero para proteger el medio ambiente. Riesgo cero significa conseguir una garantía absoluta y completa frente a cualquier posible peligro. En el ejemplo anterior con monóxido de carbono, esta es la eliminación completa, hasta la última molécula, de la atmósfera. Ahora, este objetivo poco realista de riesgo cero está siendo reemplazado gradualmente por una filosofía menos primitiva que hace que las acciones asociadas con la presencia de riesgo dependan de la evaluación de su nivel. En cuanto al futuro, la mejor inversión sería la organización de investigaciones a largo plazo en el campo de las ciencias ambientales fundamentales y el trabajo para mejorar los métodos de diagnóstico. Esto evitaría la necesidad de recurrir a costosos programas de emergencia.
Aumentar la eficiencia de las mediciones ambientales requiere mejores instrumentos. El problema es determinar trazas del compuesto deseado en una mezcla compleja que contiene muchas sustancias inofensivas. ¡Un ejemplo del éxito logrado en el aumento de la selectividad de los métodos analíticos es el desarrollo de métodos para separar y cuantificar cada uno de los 22 isómeros de tetraclorodioxina en concentraciones del orden de partes por billón (es decir, 1:10 12)!
Los compuestos fácilmente reactivos presentes en la atmósfera no pueden enviarse al laboratorio para su análisis. Esto da lugar a dificultades específicas asociadas con la necesidad de detección remota y determinación del contenido de tales compuestos en los lugares de su formación. Un ejemplo del éxito alcanzado en este campo de investigación es la medición de las concentraciones de formaldehído y ácido nítrico en el smog sobre Los Ángeles mediante espectroscopia infrarroja, lo que permitió registrar la absorción de radiación a una distancia de un kilómetro. Gracias a estos experimentos, fue posible establecer el contenido de formaldehído, ácidos fórmico y nítrico, nitrato de peroxiacetilo y ozono con su presencia simultánea en el aire a nivel de partes por billón.
Cada vez es más importante comprender el estado químico de los componentes del medio ambiente, ya que, como ahora se sabe, tanto la toxicidad como la facilidad de movimiento dependen significativamente de la forma química de un contaminante dado. Las pruebas con animales han demostrado que uno de los 22 isómeros estructurales de la tetraclordioxina es mil veces más tóxico que el más tóxico de todos los demás. Estos ejemplos muestran la importancia de los métodos analíticos que permiten no solo determinar la concentración de un potencial contaminante, sino también identificar la forma química en la que se encuentra presente. Las poderosas herramientas utilizadas para resolver este problema incluyen la electroquímica, la cromatografía y la espectrometría de masas.
Lucha contra la lluvia ácida
La lluvia ácida es uno de los problemas de contaminación del aire más evidentes que enfrentamos. Las sustancias ácidas y los compuestos que les sirven de fuente se forman durante la combustión de combustibles minerales en centrales eléctricas y en el transporte. Estos son principalmente ácidos, derivados de azufre y óxidos de nitrógeno. Hay una serie de fuentes naturales de tales compuestos: se forman durante una tormenta eléctrica o una erupción volcánica, como resultado de la actividad vital de las bacterias, sin embargo, excluyendo erupciones poco frecuentes, la contribución de estas fuentes es pequeña. Los principales "proveedores" de óxidos de carbono y nitrógeno son el transporte por carretera, las centrales eléctricas y todo tipo de hornos de fundición.
Los efectos de la lluvia ácida son más sentidos y conocidos por el público en general en Europa y el noreste de los Estados Unidos, pero las áreas de riesgo también incluyen Canadá y posiblemente la Sierra de California, las Montañas Rocosas y China. En algunos lugares se observaron precipitaciones, acercándose a la acidez del vinagre de mesa. El alcance del daño causado por la lluvia ácida sigue siendo un tema de debate. Inicialmente, la atención se centró en los daños a los ecosistemas lacustres y fluviales, pero también se han tenido en cuenta las costosas consecuencias, como daños a edificios, puentes y equipos. Lo más difícil es cuantificar el impacto de la contaminación del aire en la salud humana.
El mayor daño se hace a los lagos en los que el agua tiene propiedades amortiguadoras débiles. En presencia de tampones alcalinos naturales, los compuestos ácidos traídos por la lluvia (principalmente ácidos sulfúrico y nítrico, ácidos orgánicos en cantidades más pequeñas) se neutralizan. Sin embargo, los lagos que se encuentran sobre rocas graníticas (ácidas) son muy susceptibles a la acción de los ácidos que entran en ellos, capaces de convertir en solución iones de metales como el aluminio y el manganeso, lo que puede conducir a la supresión del crecimiento de plantas y algas, y en algunos lagos - una reducción o incluso desaparición de las poblaciones de peces. La lluvia ácida y la vegetación causan daños significativos, y la manifestación de su influencia puede ser muy diferente, desde la defoliación hasta la destrucción de un sistema de raíces delgadas.
En un área como el noreste de los Estados Unidos, las principales fuentes de dicha contaminación son las centrales eléctricas de carbón con un alto contenido de azufre. Un medio posible de prevenir la liberación de contaminantes es la instalación de depuradores químicos, dispositivos en los que se disuelven, precipitan o absorben las impurezas no deseadas contenidas en los gases industriales. Los catalizadores que reducen las emisiones de óxido de nitrógeno de dispositivos estacionarios y móviles son otro ejemplo que ilustra el importante papel de la química en la lucha por la calidad del aire.
Varias formas de lidiar con la lluvia ácida requieren miles de millones de dólares al año. Cuando hay tanto en juego, es importante que los procesos atmosféricos relacionados con el transporte, las transformaciones químicas y el "destino" final de los contaminantes se comprendan a fondo.
Los ácidos caen junto con la lluvia y la nieve (precipitación “húmeda”) o en forma de aerosoles de compuestos ácidos gaseosos depositados en el suelo, las hojas de las plantas, etc. precipitación (seca). Lo que termina como precipitación generalmente ingresa a la atmósfera en una forma completamente diferente. Por ejemplo, el azufre contenido en el carbón se oxida en dióxido gaseoso y de esta forma se expulsa por las chimeneas. A medida que viaja a través de la atmósfera, el dióxido se oxida lentamente y reacciona con el agua para formar ácido sulfúrico, que puede regresar a la tierra cientos de millas a favor del viento.
Las formas de formación de los óxidos de nitrógeno, sus transformaciones químicas y su eliminación de la atmósfera también son extremadamente complejas. El nitrógeno y el oxígeno calentados a altas temperaturas en centrales eléctricas, altos hornos y motores de automóviles forman monóxido de nitrógeno, NO, que reacciona con los oxidantes para formar dióxido, NO 2 y, a veces, ácido nítrico, HNO 3, como producto final. Las estimaciones cuantitativas del balance mundial de óxidos de nitrógeno (fuentes de su ingesta y lugares de excreción) todavía contienen muchas dudas.
Hasta que nuestro conocimiento sobre los ciclos biogeoquímicos de varias formas químicas de nitrógeno, azufre y carbono, sobre sus fuentes y transformaciones a escala global no sea exhaustivo, la elección de una estrategia para controlar la contaminación atmosférica es difícil. La química atmosférica y ambiental es primordial para crear un hábitat más saludable y limpio. El desarrollo de métodos confiables para la determinación de trazas de impurezas en el aire, el estudio de la cinética de importantes reacciones atmosféricas y el descubrimiento de nuevos procesos químicos más eficientes que reduzcan la emisión de contaminantes son metas que deben incluirse en el programa nacional de acción para la próxima década.
Protección contra los desastres climáticos: el efecto invernadero
En la búsqueda de alimentos, bienes de consumo, calor para los hogares y energía para la industria, hemos aumentado la cantidad de muchos microcomponentes gaseosos en la atmósfera. Algunos de ellos absorben la energía solar y la convierten en calor, lo que eventualmente podría conducir al cambio climático con consecuencias desastrosas. Si la liberación de estos gases a la atmósfera provocada por el hombre da como resultado un calentamiento global medible, el resultado podría ser una inundación por el derretimiento del hielo polar, la desertificación de tierras agrícolas productivas y, como consecuencia, la hambruna. La mayoría de las veces, en relación con tales pronósticos, hablan de dióxido de carbono que atrapa la energía solar. Sin embargo, el efecto general de aumentar el contenido de óxido de dinitrógeno, metano, etc. es comparable al efecto de la acumulación de dióxido de carbono.
Los métodos utilizados para reducir las emisiones de otros contaminantes son insuficientes cuando se trata de dióxido de carbono, que se produce en una escala gigantesca al quemar combustibles minerales y biomasa. El ciclo biogeoquímico del carbono es de gran importancia. ¿Cuáles serán las consecuencias de la deforestación y la deforestación en los países en desarrollo? ¿Cuál es el papel del metano producido por las termitas y otros microorganismos? ¿Podrían las partículas y las gotas líquidas liberadas a la atmósfera por las actividades humanas reducir el acceso a la luz solar y, por lo tanto, anular el efecto de los aumentos de dióxido de carbono, metano y óxido de dinitrógeno? Se han encontrado grandes concentraciones de hollín y otros aerosoles en las regiones árticas. Las fuentes, la composición, las propiedades radiativas, el destino final y los efectos de estos aerosoles conocidos como "niebla ártica" deben estudiarse y comprenderse.
El comportamiento del hollín en la atmósfera cobra aún más importancia en relación con las posibles consecuencias atmosféricas del uso de armas nucleares. La hipótesis del enfriamiento global provocado por la formación de hollín durante una guerra nuclear se planteó en fecha tan reciente como 1982. Desde entonces, este efecto se denomina “invierno nuclear”. Se predice que incluso una guerra nuclear limitada producirá suficiente hollín para oscurecer el sol y hacer que los cultivos mueran en el verano. Hay muchas incertidumbres sobre la duración de la existencia de aerosoles en el aire y el efecto del hollín en el balance de radiación.
A diferencia de la contaminación local, los problemas de contaminación global crean puntos muertos porque requieren una acción a escala global y los ciudadanos de diferentes países los priorizan de manera diferente. En el pasado, la preferencia otorgada a los combustibles fósiles o nucleares estuvo dictada principalmente por factores económicos, como la presencia de ricas reservas de carbón. Sin embargo, la creciente amenaza global para el medio ambiente, en particular como resultado de la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera, que se acelera con la quema de carbón, puede obligarnos a reconsiderar los pros y los contras de la energía nuclear. Lleva años adquirir los conocimientos fundamentales necesarios para tomar decisiones inteligentes. Debemos construir esta base para poder sopesar la amenaza real de la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera a la luz de las alternativas disponibles. Esta evaluación debería tener en cuenta los problemas de protección del medio ambiente y el problema de los residuos de la energía nuclear.
Evaluación de riesgos
Hay dos tipos de toxicidad. Una sustancia química que puede causar enfermedades poco después de la exposición es la toxicidad aguda. Otro medicamento puede tener un efecto indeseable mucho más tarde, después de un uso prolongado; esto es toxicidad crónica. Por ejemplo, el gas fosgeno agudamente tóxico, Cl 2 CO, puede producirse accidentalmente cuando un incendio en la red eléctrica se extingue con un extintor de tetracloruro de carbono. A una concentración de 5 ppm, el fosgeno causa irritación en los ojos después de unos minutos, y concentraciones superiores a 50 ppm pueden ser fatales. Por el contrario, el benceno, C 6 H 6 , es crónicamente tóxico. La inhalación de vapor de benceno de la misma concentración, 50 ppm, no produce un efecto inmediato, pero con una exposición diaria prolongada (por muchos meses o años) al benceno, puede causar una disminución en la cantidad de glóbulos rojos (hemoglobina) y leucocitos en la sangre.
Desafortunadamente, no es fácil obtener información detallada sobre la toxicidad. La forma más precisa, la forma dura, es exponer a suficientes personas a la droga para demostrar su seguridad, o establecer la dosis en la que la toxicidad comienza a mostrarse. Está claro que los datos sobre toxicidad crónica son los más difíciles de obtener. Para poder extraer la información estadística necesaria de las observaciones, un grupo muy grande de personas debe estar expuesto a la sustancia bajo investigación durante un tiempo suficientemente largo. Los problemas de este tipo pertenecen a la competencia de la epidemiología.
que es epidemiologia
Históricamente, la epidemiología se ha desarrollado como una ciencia de las epidemias, es decir, enfermedades de rápida propagación. Hoy, sin embargo, la epidemiología también se utiliza como herramienta estadística para detectar toxicidad aguda o crónica, incluso con efectos muy bajos para la salud. Por ejemplo, se sabe que el cloruro de vinilo, CH 2 CHCl, es carcinógeno. La base para esta conclusión fue que, según las estadísticas, una forma muy rara de cáncer de hígado, el angiosarcoma, ocurre principalmente en un pequeño número de trabajadores que han estado expuestos a altas concentraciones (cientos de millones de acciones) de este compuesto durante mucho tiempo. tiempo. En este caso, fue posible obtener una conclusión epidemiológica confiable sobre la toxicidad de este compuesto y su peligrosidad muy baja para el público en general.
¿Qué causa qué?
Desafortunadamente, los resultados de las observaciones pueden malinterpretarse incluso si hay una cantidad suficiente de datos estadísticos. Por ejemplo, las estadísticas muestran que el cáncer de colon es mucho más común en los EE. UU. que en la India, y que los estadounidenses consumen más productos lácteos que los indios. Sin embargo, antes de concluir que los productos lácteos causan cáncer, debe recordarse que el cáncer de colon es común en los ancianos y que la esperanza de vida de los estadounidenses es mucho mayor que la de los indios. Por lo tanto, se puede sacar la conclusión opuesta: el consumo de productos lácteos le permite vivir lo suficiente para la aparición de (por otras causas) cáncer de colon. La epidemiología puede establecer que uno acompaña al otro, pero esto no significa necesariamente una relación causal entre los dos fenómenos. Los epidemiólogos bromean diciendo que la disminución de la tasa de crecimiento de la población en Europa Occidental en el siglo XX corresponde aproximadamente a la tasa de disminución de la población de cigüeñas en esta región, solo unos pocos concluirán de esto que la tasa de natalidad ha disminuido porque hay no hay suficientes cigüeñas para traer niños.
Historia con DDT
Todo comenzó en 1939, cuando el químico suizo Paul Müller sintetizó diclorodifeniltricloroetano (DDT) en el curso de una búsqueda sistemática de nuevos insecticidas. Al principio, el DDT fue visto como un milagro: era excepcionalmente efectivo contra una amplia variedad de plagas y, a diferencia de los compuestos de plomo y arsénico ampliamente utilizados en ese momento, no mostraba toxicidad aguda para los humanos.
Beneficios. Estados Unidos utilizó por primera vez el DDT de forma extensiva en 1944. durante la Segunda Guerra Mundial en la lucha contra la propagación de la epidemia de tifus en unidades militares y entre la población civil en Italia. El tifus es transmitido por los piojos del cuerpo, y con el fin de destruir estos insectos, miles de personas fueron bañadas generosamente de pies a cabeza con DDT. Se detuvo la epidemia, lo que evitó la pérdida de vidas humanas, que podía llegar a ser devastadora.
Después de un éxito tan impresionante, se decidió recurrir al DDT en la lucha contra Anopheles, un mosquito que propaga la malaria. Antes del uso del DDT, la malaria cobraba de 2 a 3 millones de vidas al año, y el número de personas que padecían esta grave enfermedad era aún mayor. Como resultado de 10 años de uso de DDDT en varios países, la malaria ha dejado de ser un flagelo tan terrible. En la India, el número de enfermedades ha disminuido de 75 millones en 1952 a hasta 100 mil en 1964, en la URSS desde 35 millones en 1956 hasta 13 mil en 1966 ¡Durante el mismo tiempo en Sri Lanka, el “tributo” de la malaria se redujo de 12,000 vidas a cero! La Organización Mundial de la Salud y las Naciones Unidas le dan crédito a este fármaco milagroso por haber salvado alrededor de 50 millones de vidas solo de la malaria. Por su trabajo, el Dr. Paul Müller fue premiado en 1948. Premio Nobel de Medicina.
Riesgo. Desafortunadamente, la historia del DDT no termina ahí. en 1972 La Agencia de Protección Ambiental ha prohibido el uso de DDT en los Estados Unidos. Cómo lograron hacer esto es una historia diferente, y también una historia de éxito, pero esta vez en la lucha por la necesidad de monitorear el medio ambiente en previsión de la aparición de efectos secundarios de medicamentos ampliamente utilizados.
Ya en 1946. Los científicos han descubierto que el DDT se acumula en los tejidos grasos y permanece allí durante mucho tiempo. Los animales y los peces, como los humanos, son predominantemente sistemas acuáticos. El transporte y eliminación de sustancias del organismo se realiza en su medio acuático. Pero los hidrocarburos que contienen cloro, como el DDT, son muy poco solubles en agua (alrededor de 2 millones de acciones): se disuelven durante mucho tiempo y se concentran en los tejidos grasos. Por ejemplo, el DDT pasa fácilmente a la grasa de la leche materna. La agencia respondió apropiadamente a esta alarmante información estableciendo concentraciones máximas seguras para el DDT en la leche de vaca y otros alimentos. Por precaución, inicialmente se adoptó la seguridad cero. Sin embargo, el “enfoque cero” tiene sus propios problemas. Una muestra de leche puede considerarse segura si las mediciones más sensibles no detectan DDT en ella. Por lo tanto, las mejoras en los métodos analíticos conducen a un cambio en el significado del concepto de concentración segura. El límite cero siempre relaciona el nivel de seguridad con el método de detección, no con la mejor estimación del grado de peligro. Por esta y otras razones, el límite cero resultó desafortunado y la Agencia lo reemplazó con un “nivel aceptable de seguridad” de 0.05 millones. Comparte.
Con el tiempo, quedó claro que cuando el DDT ingresa al medio ambiente, se descompone allí con gran dificultad. Los métodos de detección mejorados han hecho posible establecer que después de 10 años solo desaparece alrededor del 50% del plaguicida, debido a la descomposición o al traslado a otra área.
Finalmente, se han acumulado datos sobre la concentración de DDT a medida que se asciende en la escala de consumo de alimentos. Después del tratamiento de los olmos, la concentración de DDT en el suelo alcanzó las 100 ppm, en las lombrices fue de 140 ppm y en las aves que comieron estas lombrices superó las 400 ppm. Esta concentración de DDT era claramente perjudicial para las aves, especialmente para las rapaces más grandes. Aparentemente, el DDT interfiere con su reproducción, provocando un adelgazamiento peligroso de la cáscara del huevo. Algunas especies de aves, como las águilas y los halcones peregrinos, comenzaron a desaparecer rápidamente tan pronto como esta molestia se sumó a otras invasiones humanas de su hábitat.
El nivel máximo de producción de DDT solo en los EE. UU. alcanzó los 156 millones de libras (en 1959). Desde sus inicios, el DDT se ha utilizado tan ampliamente en todo el mundo que no se ha dejado un solo pedazo de tierra sin tocar. Se encuentra en los tejidos grasos de los habitantes de áreas remotas de Alaska, pingüinos y focas de la Antártida. Además, algunos insectos y plagas han adquirido resistencia al DDT durante un largo período de uso, y algunos insectos benéficos en algunas áreas fueron destruidos por este fármaco.
Ecuación riesgo/recompensa. La historia del DDT es un claro ejemplo de una combinación de riesgo y beneficio, es claro que en un principio domina el beneficio directamente esperado (en nuestro caso, salvar vidas humanas), y no hay precio que pueda superarlo. El bien esperado se realiza, pero la observación atenta revela perturbaciones generalizadas en el entorno que no se pueden pasar por alto. Y aunque no se puede atribuir ningún caso humano al DDT, está claro que algunas propiedades de la droga entran en conflicto con nuestro deseo de proteger el mundo que nos rodea: la extraordinaria estabilidad del DDT, su movilidad y afinidad por los organismos vivos. Por un lado, los problemas que se han presentado obstaculizaron el uso posterior del DDT y, por otro lado, también sugirieron qué propiedades debería tener su sustituto. Ya se han encontrado tales sustitutos: se trata de insecticidas, cuya acción biológica es mucho más específica, que, como en el DDT, no son tóxicos para los humanos, pero se descomponen en el entorno natural en unos pocos días o semanas. El DDT no solo ha salvado millones de vidas, sino que también ha mostrado el camino hacia la mejor solución a la ecuación riesgo/beneficio.
¿Qué puede hacer cada persona para mejorar su relación con el entorno? Por nombrar algunas de estas áreas:
1. Reducir el uso de detergentes, que son una fuente grave de contaminación del agua debido a que contienen una cantidad importante de fósforo.
Tirar botellas de plástico y latas, pensando que no se descomponen naturalmente durante muchos cientos de años, y el problema de reciclar botellas de plástico es uno de los problemas importantes que enfrentan los ambientalistas de todo el mundo.
Los restos de alimentos grasos, café, té, algodón no deben arrojarse a la alcantarilla, ya que no solo obstruyen las tuberías, sino que también contaminan peligrosamente el agua.
No drene el agua innecesariamente. Los grifos no solo deben ser reparables, sino también bien cerrados. Siempre se debe recordar que el suministro de agua potable no es ilimitado, su consumo crece día a día.
Evite el uso de varios aerosoles para "refrescar" el local, el cuerpo, ya que son contaminantes del aire.
Lo mejor es dejar de fumar. Cada fumador aumenta la contaminación del aire, especialmente en interiores donde se vuelve imposible respirar.
Necesitas mantener tu auto en buenas condiciones.
Utilice el transporte público siempre que sea posible. En una nota personal, es mejor no viajar durante las horas pico.
Utilice gasolina sin plomo, ya que contamina mucho menos el aire que la gasolina de alto octanaje.
No utilice bocinas en áreas urbanizadas.
Uso inteligente de la electricidad. Apague la iluminación y otros aparatos eléctricos que no se necesitan actualmente.
Camine todos los días y tanto como sea posible. Esto tiene un efecto beneficioso sobre la salud.
Planta árboles y cuídalos. Enriquecen el aire con oxígeno, absorben dióxido de carbono, neutralizan el ruido.
Lee las etiquetas de los alimentos. Recuerde especialmente acerca de la fecha de vencimiento de los productos. Preste atención a los índices de conservantes utilizados en estos alimentos. Conservantes que causan tumores malignos: E103, E105, E121, E123, E125, E126, E130, E131, E142, E152, E210, E211, E213-217, E240, E330, E477. Conservantes que causan enfermedades del tracto gastrointestinal: E221 - 226, E320 - 322, E338-341, E407, E450, E461-466. Conservantes alérgicos: E230-232, E239, E311-313. Conservantes que causan enfermedades hepáticas y renales: E171 - 173, E320 - 322. Las colas y margarinas producidas en Holanda y Alemania se conservan con un emulsionante de crustáceo (conservante) indicado en el envase E330. Ahora bien, cuando una poderosa corriente de productos baratos de occidente, comprados por empresarios no siempre competentes en esta materia, ha irrumpido en nuestro país, hay que estar especialmente atento a la salud y pensar en las consecuencias, ya que lo que se produce para el uso dentro de los países altamente desarrollados contiene conservantes completamente diferentes.
Hoy todavía tenemos la fuerza para encontrar un compromiso entre nuestras aspiraciones y las posibilidades de la naturaleza. Se están tomando muchas medidas para regular la relación entre el hombre y la naturaleza. Mucho se ha desarrollado ya en esta dirección. En los países desarrollados, donde la economía está sujeta a las relaciones de mercado, se están desarrollando intensamente tecnologías de ahorro de energía. Esto le permite quemar menos combustible, lo que significa que se emite menos carbono a la atmósfera.
Se están desarrollando opciones para combatir « efecto invernadero ». Los métodos tradicionales para prevenirlo son el uso de tipos de energía que excluyen la quema de combustibles minerales. Hay algas que absorben grandes cantidades de dióxido de carbono, y algunos científicos sugieren que estas algas se cultiven para reducir el "efecto invernadero".
La razón sugiere que es necesario detener la destrucción de la naturaleza lo antes posible, para comenzar su restauración a escala planetaria. Hasta ahora, la comprensión de que su vida depende de la interacción de las personas con la naturaleza no se ha vuelto universal. Esto se debe en parte al hecho de que la mayoría de los terrícolas no tienen información sobre el estado de nuestro planeta en su conjunto y pocas personas piensan en cómo afecta personalmente a todo el sistema ecológico.
Para proteger la naturaleza a escala global, se propone crear leyes ambientales internacionales que sean obligatorias para todos los países. Esto significa que será necesario crear un órgano legislativo internacional. Para la interacción de las personas con la naturaleza, es necesario desarrollar todo un sistema de impuestos y multas. Y, por supuesto, crear un sistema de control operativo. Actualmente, la búsqueda de formas de solucionar estos problemas se realiza a nivel estatal e internacional.
Conclusión
La conclusión más ruidosa es que es difícil evaluar el grado de riesgo. Paracelso argumentó que todo es venenoso y que el veneno está determinado solo por la dosis. Pero determinar la dosis es extremadamente difícil. Los experimentos en humanos no son posibles y la aplicabilidad de los resultados obtenidos en experimentos con animales siempre está en duda. La epidemiología apunta a la concomitancia, pero no revela relaciones causales.
También hay muchos factores subjetivos. El riesgo de que alguien más se descuide ya es inaceptable para alguien. Es aún peor cuando un grupo de personas está en riesgo y otro grupo se beneficia. Finalmente, todos somos muy sensibles al riesgo que tenemos que correr en contra de nuestra voluntad.
A pesar de estas dificultades a veces abrumadoras, las comparaciones de riesgo-beneficio se han convertido en un lugar común en las innumerables decisiones que afectan nuestras vidas. Algunos de ellos son aceptados sin nuestra participación por nuestro gobierno electo. Otros los elegimos nosotros mismos en las urnas. Pero en todo caso, estas decisiones deben basarse en los principios del bien común y de la voluntad común. Para lograr este objetivo, es necesario aumentar la alfabetización científica de la población. Está claro que es necesario empezar temprano, desde la edad escolar; se debe prestar más atención a la enseñanza de las ciencias.
Bibliografía
1. J. Pimentel, J. Kunrod: “Oportunidades químicas hoy y mañana”, Editorial Mir, 1999.
2. Khoroshavina S.G. Conceptos de las ciencias naturales modernas. Rostov del Don, Phoenix, 2005
3. Gorelov A.A. Conceptos de las ciencias naturales modernas: Proc. subsidio para universidades (buitre) - M.: VLADOS, 2000
4. Petrosova R.A. Las ciencias naturales y los fundamentos de la ecología: Proc. subsidio - M .: Academia, 2000
5. Taller sobre ciencias naturales y conceptos básicos de ecología / R.A. Petrosova .- M .: Academy, 2000
6. Gorelov A.A. Conceptos de las ciencias naturales modernas: Libro de texto para universidades (buitre) - M.: AST: Astrel, 2002.
7. Lozovski V.N. Conceptos de las ciencias naturales modernas: Libro de texto para universidades (buitre) - San Petersburgo: Lan, 2006
8. http://ihtik.lib.ru/
9. http://ru.wkpedia.org
10. http://commons.wikimedia.org.
11. http://slovari.yandex.ru
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4)Plomo y otros metales pesados
Cambios en las propiedades de la atmósfera como resultado de la contaminación.
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Para minimizar la contaminación del aire, es necesario:
- limpiar la atmósfera de contaminantes sólidos y gaseosos utilizando precipitadores electrostáticos, absorbentes líquidos y sólidos, ciclones;
- utilizar tipos de energía respetuosos con el medio ambiente;
- aplicar tecnologías de bajo desperdicio y sin desperdicios
- para reducir la toxicidad de los gases de escape de los automóviles mejorando el diseño de los motores y el uso de catalizadores, así como para mejorar los vehículos eléctricos existentes y crear nuevos motores de combustible de hidrógeno
Protección de los recursos hídricos
Contaminación:
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Protección de los recursos de la tierra
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