Rolul chimiei în poluarea mediului. Chimie și mediu. Protecția împotriva dezastrelor climatice: efectul de seră

Originile chimiei. Alchimie

Chimia în Evul Mediu

Dezvoltarea modernă a chimiei

Chimie și protecția mediului

Concluzie

Chimia este una dintre cele mai vechi stiinte.Omul a observat mereu schimbari in jurul lui, cand unele substante dau viata altora sau isi schimba brusc forma, culoarea, mirosul.

Cu mult înainte de apariția unei noi ere, oamenii știau deja să extragă metale din minereuri, să vopsească țesăturile și să ardă argila; legat de chimie...

Originile chimiei. Alchimie

Primii chimiști au fost preoții egipteni. Ei dețineau multe secrete chimice nerezolvate până acum. Acestea, de exemplu, includ tehnici de îmbălsămare a trupurilor faraonilor morți și ale egiptenilor nobili, precum și metode de obținere a unor vopsele. Astfel, culorile albastru și albastru ale vaselor găsite în timpul săpăturilor, realizate de meșteșugarii egipteni antici, continuă să fie strălucitoare, deși au trecut câteva mii de ani de când au fost realizate.

Unele industrii chimice au existat în antichitate în Grecia, Mesopotamia, India și China.

În secolul III î.Hr., material semnificativ a fost deja adunat și descris. De exemplu, în celebra Bibliotecă din Alexandria, care era considerată una dintre cele șapte minuni ale lumii și era formată din 700 de mii de cărți scrise de mână, au fost stocate și multe lucrări despre chimie. Ei au descris procese precum calcinarea, sublimarea, distilarea, filtrarea etc. Informațiile chimice individuale acumulate de-a lungul multor secole au făcut posibilă efectuarea unor generalizări despre natura substanțelor și fenomenelor.

De exemplu, filozoful grec Democrit, care a trăit în secolul al V-lea î.Hr., a exprimat pentru prima dată ideea că toate corpurile constau din cele mai mici, invizibile, indivizibile și veșnic mișcare particule solide de materie, pe care le-a numit atomi. Aristotel în secolul al IV-lea î.Hr. credea că baza naturii înconjurătoare este materia primară eternă, care se caracterizează prin patru calități principale: căldură și frig, uscăciunea și umiditatea. Aceste patru calități, în opinia sa, ar putea fi separate de prima materie sau adăugate la ea în orice cantitate.

Învățătura lui Aristotel a fost baza ideologică pentru dezvoltarea unei ere separate în istoria chimiei, epoca așa-numitei alchimie.

Alchimia (latina târzie Alchemia, alchimia, alchimia), o direcție pre-științifică în chimie, își are originea în secolele III-IV î.Hr. Numele său merge înapoi din arabă până la greacă shemeia de la cheo - turn, turn, ceea ce indică legătura dintre alchimie și arta topirii și turnării metalelor. O altă interpretare este din hieroglifa egipteană hmi, adică pământ negru (fertil), spre deosebire de nisipurile sterpe. Această hieroglifă denota Egiptul, locul de unde alchimia, care era adesea numită „artă egipteană”, poate să fi luat naștere. Arabii au oferit acestui cuvânt prefixul lor arab „al” și astfel s-a format cuvântul alchimie. Pentru prima dată termenul „alchimie” se găsește în manuscrisul lui Julius Firmicus, un astrolog al secolului al IV-lea.

Alchimiștii considerau ca sarcina cea mai importantă să fie transformarea (transmutarea) metalelor comune în metale nobile (valoroase), care, de fapt, a fost sarcina principală a chimiei până în secolul al XVI-lea. Această idee s-a bazat pe ideile filozofiei grecești că lumea materială este formată din unul sau mai multe „elemente primare” care, în anumite condiții, se pot transforma unele în altele. Răspândirea alchimiei cade în secolele IV-XVI, vremea dezvoltării nu numai a alchimiei „speculative”, ci și a chimiei practice. Nu există nicio îndoială că aceste două ramuri ale cunoașterii s-au influențat reciproc. Nu e de mirare că celebrul chimist german Liebig a scris despre alchimie că „niciodată nu a fost altceva decât chimie”.

Astfel, alchimia este pentru chimia modernă ceea ce astrologia este pentru astronomie. Sarcina alchimiștilor medievali era să pregătească două substanțe misterioase cu ajutorul cărora se putea obține rafinamentul dorit al metalelor. Cel mai important dintre aceste două medicamente, care trebuia să aibă proprietatea de a se transforma în aur nu numai argint, ci și metale precum plumbul, mercurul etc., a fost numit piatra filosofală, leul roșu, marele elixir. A mai fost numit oul filozofic, tinctura roșie, panaceul și elixirul vieții. Acest remediu trebuia nu numai să înnobileze metalele, ci și să servească drept medicament universal, soluția sa, așa-numita băutură de aur, trebuia să vindece toate bolile, să întinerească corpul vechi și să prelungească viața.

Un alt remediu misterios, deja secundar ca proprietăți, numit leul alb, tinctură albă, s-a limitat la capacitatea de a transforma toate metalele de bază în argint.

Egiptul antic este considerat locul de naștere al alchimiei. Alchimiștii înșiși și-au început știința de la Hermes Trismegistus (alias zeul egiptean Thoth), și de aceea arta de a face aur a fost numită ermetică. Alchimiștii și-au sigilat vasele cu un sigiliu cu imaginea lui Hermes - de unde și expresia „închis ermetic”.

A existat o legendă că îngerii au predat arta de a transforma metalele „simple” în aur femeilor pământești cu care s-au căsătorit, așa cum este descris în Cartea Genezei și în Cartea profetului Enoh din Biblie. Această artă a fost expusă într-o carte numită Hema. Savantul arab al-Nadim (secolul al X-lea) credea că întemeietorul alchimiei a fost Hermes cel Mare, originar din Babilon, care s-a stabilit în Egipt după pandemoniul babilonian.

Existau școli de alchimie greco-egiptene, arabe și vest-europene. Împăratul roman Dioclețian a ordonat în 296 să fie arse toate manuscrisele egiptene referitoare la arta de a face aur (probabil, era vorba despre aurire și arta de a face bijuterii false). În secolul al IV-lea d.Hr., sarcina de a transforma metalele în aur a fost explorată de școala de oameni de știință din Alexandria. Scriitorul, care vorbea sub pseudonimul de democrat, aparținea oamenilor de știință alexandrini, cu lucrarea sa „Fizică și mistică” a pus bazele unei lungi serii de manuale alchimice. Pentru a asigura succesul, astfel de lucrări au apărut sub numele unor filosofi celebri (Platon, Pitagora etc.), dar din cauza obscurității generale a stilului, ele sunt puțin înțelese, întrucât alchimiștii și-au ținut în secret majoritatea realizărilor, descrieri criptate ale substanțelor obținute și experimente efectuate.

Cea mai mare colecție de manuscrise alchimice este păstrată în Biblioteca Sfântul Marcu din Veneția.

Grecii au fost profesorii arabilor, care i-au dat numele alchimiei. Occidentul a adoptat alchimia de la arabi în secolul al X-lea. În perioada dintre secolul al X-lea până în secolul al XVI-lea, oameni de știință cunoscuți care și-au lăsat amprenta asupra științei europene s-au angajat în alchimie. De exemplu, Albert cel Mare, creatorul lucrării „Despre metale și minerale”, și Roger Bacon, care a lăsat posterității lucrările „Puterea alchimiei” și „Oglinda alchimiei”, au fost și cei mai cunoscuți alchimiști ai timpul lor. Arnoldo de Villanova, un eminent medic care a murit în 1314, a publicat peste 20 de lucrări alchimice.

Raymond Lull, cel mai faimos om de știință al secolelor al XIII-lea și al XIV-lea, a fost autorul a 500 de lucrări cu conținut alchimic, a căror principală se numește „Testament, care prezintă în două cărți arta chimică universală”. (Mulți experți cred, totuși, că Lull, cunoscut pentru evlavia sa, nu a scris aceste lucrări și i se atribuie doar lui.)

În secolele XV-XVII, multe persoane încoronate erau implicate cu zel în alchimie. Așa este, de exemplu, regele englez Henric al VI-lea, în timpul căruia țara a fost inundată de aur și monede contrafăcute. Metalul care a jucat rolul aurului în acest caz a fost, probabil, un amalgam de cupru. Carol al VII-lea al Franței a acționat într-un mod similar, alături de cunoscutul escroc Jacques le Coeur.

Împăratul Rudolf al II-lea a fost patronul alchimiștilor ambulanți, iar reședința sa reprezenta centrul științei alchimice a vremii. Împăratul a fost numit germanul Hermes Trismegistus.

Electorul August de Saxonia și soția sa Anna a Danemarcei au făcut experimente: primul - în „Palatul de Aur” din Dresda și soția sa - într-un laborator amenajat luxos din casa ei „Grădina Fazanilor”. Dresda a rămas multă vreme capitala suveranilor care patronau alchimia, mai ales într-o perioadă în care rivalitatea pentru coroana poloneză necesita cheltuieli financiare semnificative. La curtea sasilor, alchimistul I. Betger, care nu a reusit sa produca aur, a descoperit portelanul pentru prima data in Europa.

Unul dintre ultimii adepți ai alchimiei a fost Caetan, numit contele Ruggiero, napolitan prin naștere, fiu de țăran. A acționat la curțile din München, Viena și Berlin, până când și-a încheiat zilele în 1709 la Berlin pe o spânzurătoare decorată cu beteală de aur.

Dar chiar și după răspândirea chimiei în sine, alchimia a stârnit interesul multora, în special I.V. Goethe a petrecut câțiva ani studiind lucrările alchimiștilor.

Din textele alchimice care au ajuns până la noi, se poate observa că alchimiștii au descoperit sau îmbunătățit metode de obținere a compușilor și amestecurilor valoroase, precum vopselele minerale și vegetale, paharele, emailurile, sărurile, acizii, alcaliile, aliajele și medicamentele. Au folosit metode de lucru de laborator precum distilare, sublimare, filtrare. Alchimiștii au inventat cuptoare pentru încălzire pe termen lung, alambicuri.

Realizările alchimiștilor din China și India au rămas necunoscute în Europa. În Rusia, alchimia nu era larg răspândită, deși tratatele alchimiștilor erau cunoscute, iar unele au fost chiar traduse în slavona bisericească. Mai mult decât atât, alchimistul german Van Heyden și-a oferit curții din Moscova serviciile sale în pregătirea pietrei filosofale, dar țarul Mihail Fedorovich, după ce a „interogat”, a respins aceste propuneri.

Faptul că alchimia nu a devenit larg răspândită în Rusia se explică prin faptul că banii și aurul în Rusia au început să fie utilizate pe scară largă mai târziu în comparație cu țările occidentale, deoarece aici a avut loc o tranziție de la quitrent la chiria în numerar mai târziu. În plus, misticismul, neclaritatea scopurilor și irealitatea metodelor de alchimie erau contrare bunului simț și eficienței poporului rus. Aproape toți alchimiștii ruși (cel mai faimos dintre ei, J. Bruce) sunt de origine străină.

Chimia în Evul Mediu

Încă din Renaștere, cercetarea chimică a fost folosită din ce în ce mai mult în scopuri practice (metalurgie, sticlă, ceramică, vopsele). La începutul secolului VI, alchimiștii au început să folosească cunoștințele dobândite pentru nevoile industriei și medicinei. Reformatorul în domeniul mineritului și al metalurgiei a fost Agricola, iar în domeniul medicinei - Paracelsus, care a subliniat că „scopul chimiei nu este de a face aur și argint, ci de a face medicamente”. În secolele 16-18, a apărut și o direcție medicală specială a alchimiei - iatrochimia (iatrochimia), ai cărei reprezentanți au considerat procesele care au loc în organism ca fenomene chimice, boli - ca urmare a dezechilibrului chimic și au stabilit sarcina de a găsi mijloace chimice. a tratamentului lor.

Dorința cercetătorilor de a înțelege adevăratele cauze ale proceselor inexplicabile, de a dezvălui secretele marilor, dar întâmplătoare, realizări ale practicii, a devenit din ce în ce mai insistentă. Numărul de experimente s-a înmulțit, au apărut primele ipoteze științifice. În Evul Mediu, omul a început să concureze activ și conștient cu Natura în obținerea de substanțe și materiale utile. Treptat, a fost creată știința chimică și deja în Evul Mediu a apărut producția chimică.

În Rusia, chimia s-a dezvoltat în principal în felul ei. În Rusia Kievană s-au topit metale, s-au produs sticlă, săruri, vopsele, țesături. Sub Ivan cel Groaznic, la Moscova a fost deschisă o farmacie în 1581. Sub Petru I au fost construite fabrici de vitriol și alaun, primele fabrici de produse chimice, iar la Moscova existau deja opt farmacii. Dezvoltarea ulterioară a chimiei în Rusia este asociată cu lucrările lui M.V. Lomonosov.

În urmă cu peste două sute de ani, celebrul nostru compatriot Mihail Vasilevici Lomonosov a vorbit la o ședință publică a Academiei de Științe din Sankt Petersburg. Într-un raport care s-a păstrat în istoria științei sub titlul elocvent „A Word on the Benefits of Chemistry”, citim rândurile profetice: „Chimia își întinde larg mâinile în treburile umane... Oriunde ne uităm, oriunde am privi. uite, oriunde ne îndreptăm privirea către succesele diligenței sale”.

Cercetările profunde și originale ale lui Mihail Vasilyevich au contribuit la dezvoltarea nu numai a teoriei chimiei, ci și a practicii chimice. A reușit să dezvolte o tehnologie simplă pentru vitraliu, a realizat plăci de mozaic artificial strălucitoare care au depășit pietrele colorate naturale prin bogăție și varietate de nuanțe, plăci din care timp de multe secole au fost folosite pentru realizarea mozaicurilor care împodobeau clădirile. M.V. Lomonosov a stabilit, în termeni moderni, producția lor industrială. Aceasta a fost una dintre primele victorii din istoria chimiei a unui nou material sintetizat de om asupra unei substanțe create de Natură. Noroc totuși a venit prea rar. Cei mai perspicaci oameni de știință ai secolului al XVIII-lea, printre care și M.N. Lomonosov a înțeles că bazele științifice ale chimiei tocmai erau puse. Nu se poate urma întotdeauna calea nesfârșită a nenumăratelor experimente și se repetă aceleași greșeli. Pentru progresul în continuare al chimiei, noile teorii au fost vitale pentru a explica datele experimentale și pentru a prezice cum se vor comporta materialele și substanțele atunci când condițiile în care se află se schimbă.

În a doua jumătate a secolului al XVII-lea, R. Boyle a dat prima definiție științifică a conceptului de „element chimic”. Perioada de transformare a chimiei într-o știință autentică s-a încheiat în a 2-a jumătate a secolului al XVIII-lea, când a fost descoperit M.V.Lomonosov (1748) și A. Lavoisier (1789) a formulat în termeni generali legea conservării masei în reacțiile chimice. În prezent, această lege este formulată astfel: suma masei substanței sistemului și a masei echivalente cu energia primită sau dată de același sistem este constantă. În reacțiile nucleare, legea conservării masei ar trebui aplicată în formularea sa modernă.

La începutul secolului al XIX-lea, J. Dalton a pus bazele atomismului chimic, A. Avogadro a introdus conceptul de „moleculă” (Noua moleculă latină, diminutiv de la mole latină - masă). În sensul modern, este o microparticulă formată din atomi și capabilă de existență independentă. Are o compoziție constantă a nucleelor ​​atomice constitutive și un număr fix de electroni și are un set de proprietăți care fac posibilă distingerea moleculelor de un tip de moleculele de altul. Numărul de atomi dintr-o moleculă poate fi diferit: de la două la sute de mii (de exemplu, într-o moleculă de proteină); compoziția și aranjarea atomilor într-o moleculă este transmisă prin formula chimică. Structura moleculară a unei substanțe este stabilită prin analiza de difracție cu raze X, difracția electronilor, spectrometria de masă, rezonanța paramagnetică electronică (EPR), rezonanța magnetică nucleară (RMN) și alte metode.

Aceste idei atomice și moleculare au fost stabilite abia în anii 60 ai secolului al XIX-lea. Apoi A.M. Butlerov a creat teoria structurii compușilor chimici, iar D.I. Mendeleev (1869) a descoperit legea periodică, care este un sistem natural de elemente chimice. Formularea modernă a acestei legi sună astfel: proprietățile elementelor sunt într-o dependență periodică de sarcina nucleelor ​​lor atomice. Sarcina nucleară Z este egală cu numărul atomic (de serie) al elementului din sistem. Elementele dispuse în Z crescător (H, He, Li, Be...) formează 7 perioade. În 1-a - 2 elemente, în a 2-a și a 3-a - 8 fiecare, în a 4-a și a 5-a - 18 fiecare, în a 6-a - 32. În a 7-a perioadă (în 1990) se cunosc 23 de elemente. În perioade, proprietățile elementelor se schimbă în mod natural în timpul tranziției de la metale alcaline la gaze nobile. Coloanele verticale sunt grupuri de elemente cu proprietăți similare. În cadrul grupelor, proprietățile elementelor se modifică și ele în mod regulat (de exemplu, în metalele alcaline, când se trece de la Li la Fr, activitatea chimică crește). Elementele cu Z = 58-71, precum și cu Z = 90-103, care sunt deosebit de asemănătoare ca proprietăți, formează 2 familii - lantanide și, respectiv, actinide. Periodicitatea proprietăților elementelor se datorează repetării periodice a configurației învelișurilor electronice exterioare ale atomilor. Poziția unui element într-un sistem este asociată cu proprietățile sale chimice și fizice. Nucleele grele sunt instabile, prin urmare, de exemplu, americiul (Z = 95) și elementele ulterioare nu se găsesc în natură; sunt obținute artificial în reacții nucleare.

Legea și sistemul lui Mendeleev stau la baza teoriei moderne a structurii materiei, joacă un rol primordial în studiul întregii varietăți de substanțe chimice și în sinteza de noi elemente.

Sistemul periodic de elemente al lui Mendeleev a primit o explicație științifică completă pe baza mecanicii cuantice. Mecanica cuantică a făcut pentru prima dată posibilă descrierea structurii atomilor și înțelegerea spectrelor acestora, stabilirea naturii legăturii chimice, explicarea sistemului periodic de elemente etc. Deoarece proprietățile corpurilor macroscopice sunt determinate de mișcare și interacțiune. dintre particulele care le formează, legile mecanicii cuantice stau la baza înțelegerii majorității fenomenelor macroscopice. Astfel, mecanica cuantică a făcut posibilă înțelegerea multor proprietăți ale solidelor, explicarea fenomenelor de supraconductivitate, feromagnetism, superfluiditate și multe altele; legile mecanicii cuantice stau la baza energiei nucleare, electronicii cuantice etc. Spre deosebire de teoria clasică, toate particulele acționează în mecanica cuantică ca purtători atât a proprietăților corpusculare, cât și ai undelor, care nu se exclud, ci se completează reciproc.

De la sfârșitul secolului al XIX-lea până la începutul secolului al XX-lea, studiul regularităților proceselor chimice a devenit cea mai importantă direcție în chimie.

Dezvoltarea modernă a chimiei

Din ce sunt alcătuiți compușii chimici? Cum sunt dispuse cele mai mici particule de materie? Cum sunt situate în spațiu? Ce unește aceste particule? De ce unele substanțe reacționează între ele, în timp ce altele nu? Pot fi accelerate reacțiile chimice? Probabil mai mult decât orice altă știință, chimia a necesitat o înțelegere a fundamentelor, o cunoaștere a cauzelor fundamentale. Iar chimiștii au aplicat cu succes în raționamentul lor prevederile de bază ale teoriei atomo-moleculare cu mult înainte de apariția unor dovezi experimentale exacte ale existenței reale a atomilor și moleculelor. Istoria științei chimice a inclus generalizările teoretice ale lui A.L. Lavoisier, D.W. Gibbs, D.I. Mendeleev și alți oameni de știință de seamă. Legea periodică și sistemul periodic de elemente, legile echilibrului chimic și teoria structurii chimice sunt acum inseparabile de noile idei despre chimie.

O contribuție semnificativă la dezvoltarea chimiei a fost adusă de remarcabilul om de știință rus A.M. Butlerov. În 1861, el a creat o teorie a structurii compușilor organici, care a făcut posibilă aducerea în sistem a unui număr imens de substanțe organice și fără de care succesele moderne în crearea de noi materiale polimerice nu ar fi de imaginat.

Teoriile legăturii chimice, create în secolul al XX-lea, fac posibilă descrierea tuturor subtilităților relației dintre particulele care alcătuiesc o substanță. Au fost descoperite legile care guvernează cursul proceselor chimice. Acum, experimentatorii și tehnologii au posibilitatea de a alege cea mai simplă și mai eficientă modalitate de a efectua orice reacție chimică. Chimia a avut o bază solidă, născută în combinație cu matematica și fizica. Chimia a devenit o știință exactă. Succese neobișnuite în chimia practică, bazate pe o înțelegere teoretică profundă a fenomenelor chimice, au fost obținute într-un timp relativ scurt, despărțindu-ne de epoca Lomonosov. De exemplu, au fost dezvăluite diverse etape ale procesului chimic care au permis naturii să transforme substanțele organice în petrol și gaze utile pentru noi astăzi. Această reacție, importantă pentru industria modernă, a avut loc cu participarea microorganismelor și a durat multe sute și mii de ani. A fost posibil nu numai să înțelegem, ci și să recream acest proces. Oamenii de știință de la Universitatea din Moscova au dezvoltat o instalație în care, sub influența benefică a luminii lămpii într-un bazin de mică adâncime, cu o soluție nutritivă care conține substanțe organice și microorganisme, uleiul și gazele artificiale sunt produse într-un ritm accelerat - pe parcursul mai multor zile și luni.

Chimia zilelor noastre este capabilă de transformări mai neașteptate. A fost dezvoltat un aparat chimic industrial - un cilindru înalt, în partea superioară a căruia este alimentată masă ierboasă verde zdrobită. În interiorul coloanei, compuși biologici speciali - enzime care accelerează reacțiile chimice, conform programului stabilit de oamenii de știință, transformă masa care vine în mod continuu în... lapte. Ne-am obișnuit cu aceste „miracole” la fel de repede ca și cu zborurile în spațiu. Probabil că nu există o sferă a activității umane în care să nu fie folosite produse din materiale care s-au născut datorită talentului și muncii migăloase a mai multor generații de chimiști. În proprietățile lor, ele depășesc adesea creațiile chimice ale Naturii. Aceste materiale au intrat imperceptibil și ferm în viața noastră de zi cu zi, dar surpriza oamenilor care le-au văzut pentru prima dată este destul de de înțeles. La începutul anilor șaptezeci ai secolului nostru, turiști iscoditori și omniprezenti au descoperit într-un colț îndepărtat al nesfârșitelor păduri siberiene o familie care locuia de câteva decenii departe de orașe și sate. Ce i-a frapat cel mai mult pe pustnici dintre lucrurile aduse de turiști? Film de plastic transparent! „Sticlă, dar mototolită”, a spus cu admirație șeful familiei cu barbă cenușie, simțind și privind lumina foliei de polietilenă - unul dintre multele materiale sintetice inventate de chimiști pentru a ne ușura și îmbunătăți gospodăria și viața. Materiale care au devenit o parte utilă și discretă a vieții de zi cu zi a oamenilor. Chimia este acum capabilă să obțină substanțe cu proprietăți prestabilite: rezistente la îngheț și la căldură, dure și moi, rigide și elastice, iubitoare și rezistente la umiditate, solide și poroase, sensibile la cele mai mici urme de impurități străine sau inerte la cele mai puternice influențe chimice.

Apariția în interiorul semiconductorului a unui atom de impuritate străină la un milion de atomi ai substanței principale își schimbă proprietățile dincolo de recunoaștere: semiconductorul începe să simtă lumina și să conducă curentul electric. Chimiștii au dezvoltat metode pentru purificarea completă a semiconductorilor din impurități, au creat metode pentru introducerea unei cantități mici de impurități în compoziția lor și au inventat dispozitive care semnalează apariția atomilor „străini” într-o substanță. Oamenii de știință sunt capabili să sintetizeze materiale care sunt stabile și neschimbate chiar și cu expunerea prelungită la lumina soarelui și căldură, frig și umiditate.

Descoperirile chimice au loc în laboratoare din întreaga lume, unde se nasc noi compuși complecși. Celebrul chimist francez M. Berthelot a subliniat cu mândrie comunitatea interioară a chimiei și artei, care este înrădăcinată în natura lor creativă. Chimia, ca și arta, ea însăși creează obiecte pentru studiu și cercetarea ei ulterioară. Și această trăsătură, potrivit lui M. Berthelot, deosebește chimia de alte științe naturale și umane. Fără o înțelegere profundă a legilor chimice, este imposibil să se explice complet și cuprinzător fenomenele studiate de biologi și fizicieni, arheologi și botaniști, geologi și zoologi.

În chimia modernă, domeniile sale individuale - chimia anorganică, chimia organică, chimia fizică, chimia analitică, chimia polimerilor - au devenit în mare măsură științe independente. La intersecția chimiei și a altor domenii de cunoaștere, astfel de științe subsidiare, conexe au apărut ca:

§ biochimie - o știință care studiază substanțele chimice care alcătuiesc organismele, structura, distribuția, transformările și funcțiile acestora. Primele informații despre biochimie sunt asociate cu activitatea economică umană (prelucrarea materiilor prime vegetale și animale, utilizarea diferitelor tipuri de fermentație etc.) și cu medicina. De o importanță fundamentală pentru dezvoltarea biochimiei a fost prima sinteza a unei substanțe naturale - ureea (F. Wöhler, 1828), care a subminat ideea „forței vitale” presupus implicată în sinteza diferitelor substanțe de către corpul. Folosind realizările chimiei generale, analitice și organice, biochimia în secolul al XIX-lea a fost transformată într-o știință independentă. Introducerea ideilor și metodelor de fizică și chimie în biologie și dorința de a explica fenomene biologice precum ereditatea, variabilitatea, contracția musculară etc., prin structura și proprietățile biopolimerilor au condus la mijlocul secolului al XX-lea la separare. de biologie moleculară din biochimie. Nevoile economiei nationale in obtinerea, depozitarea si prelucrarea diverselor tipuri de materii prime au condus la dezvoltarea biochimiei tehnice. Alături de biologia moleculară, biofizica, chimia bioorganică, biochimia este inclusă în complexul de științe - biologie fizică și chimică;

§ agrochimie - știința proceselor chimice din sol și plante, nutriția minerală a plantelor, utilizarea îngrășămintelor și mijloacelor de refacere chimică a solului; baza chimizării agriculturii. Format în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Formarea agrochimiei este asociată cu numele lui A. Thayer, Yu. Liebig, D. I. Mendeleev, D. N. Pryanishnikov și alții.Se dezvoltă pe baza realizărilor agronomiei și chimiei;

§ geochimie - o știință care studiază compoziția chimică a Pământului, abundența elementelor chimice și izotopii lor stabili în acesta, modelele de distribuție a elementelor chimice în diverse geosfere, legile comportamentului, combinației și migrației (concentrație și dispersie) a elementelor din procesele naturale. Termenul „geochimie” a fost introdus de K. F. Shenbein în 1838. Fondatorii geochimiei sunt V. I. Vernadsky, V. M. Goldshmidt, A. E. Fersman; primul rezumat major de geochimie (1908) îi aparține lui F. W. Clark (SUA). Geochimia include: geochimia analitică, geochimia fizică, geochimia litosferei, geochimia proceselor, geochimia regională, hidrogeochimia, radiogeochimia, geochimia izotopilor, radiogeocronologia, biogeochimia, geochimia organică, geochimia peisajului, geochimia litogenezei. Geochimia este unul dintre fundamentele teoretice ale căutării mineralelor; alte. Asemenea științe tehnice precum tehnologia chimică și metalurgia se bazează pe legile chimiei.

Înconjurată de științe surori și științe fiice, chimia continuă să evolueze. Ne ajută să ne înțelegem pe noi înșine, ne permite să înțelegem multe procese complexe care au loc în lume.

Xchimie și protecția mediului

Din ce în ce mai mult, apare o problemă complet diferită: dizolvarea sau dezasamblarea rapidă și fără urmă în elemente simple separate materiale care au devenit deja inutile pentru o persoană. Unele substanțe chimice persistente, în special polimerii artificiali formați din molecule foarte mari, rămân în pământ decenii sau sute de ani fără să se descompună. Chimiștii dezvoltă acum țesături sintetice, filme, fibre și materiale plastice din polimeri creați în laborator, cum ar fi amidonul sau fibrele găsite în plante. La sfârșitul duratei de viață utilă, acești polimeri se vor degrada rapid și ușor, fără a polua mediul. Chimia în fiecare zi folosește mai deplin și mai divers bogăția Pământului, deși este timpul să începem să le salvezi. Oamenii de știință trebuie să-și amintească tot timpul de avertismentul filosofului roman antic Seneca: „Așa cum credeau strămoșii noștri, este prea târziu pentru a fi economisi când sunt lăsați pe fund. Și în plus, nu doar puțin, ci și cel mai rău rămâne acolo. Trebuie să ne protejăm Pământul, îi datorăm atât de mult...

Oamenii de știință au început să acorde mai multă atenție purității aerului pe care o respiră toată viața de pe Pământ. Atmosfera Pământului nu este doar un amestec mecanic de gaze. Reacții chimice rapide au loc în învelișul de gaz care înconjoară Pământul, iar unele emisii industriale în atmosferă pot duce la modificări ireversibile și nedorite ale echilibrului delicat al componentelor aerului eterogene, dar foarte importante pentru noi. Omul de știință sovietic V. L. Talroze a remarcat pe bună dreptate cândva cât de neglijabile sunt masele de substanțe care formează învelișul gazos al Pământului vitale pentru plante, animale și oameni: „Un strat de materie care creează o presiune de doar un kilogram pe centimetru pătrat este acel mediu care trăim și muncim, care transmite sunete la urechile noastre, transmite lumina Soarelui. Zece miligrame de dioxid de carbon din fiecare kilogram din această substanță, interacționând cu lumina soarelui, susțin continuu viața pe Pământ, 300 de micrograme de ozon protejează această viață de radiațiile ultraviolete dăunătoare, un milion de microgram de electroni creează oportunitatea de a comunica prin radio. Acest mediu, care ne permite să zburăm unul la altul, pe care îl respirăm, în cele din urmă, trăiește și trăiește fizic: nu este doar un ocean de aer furtunos, ci și un reactor chimic gazos.” Chimiștii au învățat cum să creeze noi substanțe și chiar au reușit să depășească Natura, primind materiale în care incompatibilul a fost combinat. Acum, oamenii de știință investighează capacitatea și capacitatea Naturii de a menține un echilibru înțelept între procesele opuse: luându-i bogăția minerală de pe Pământ, ei încearcă să păstreze puritatea râurilor, lacurilor, mărilor, transparența aerului și mirosul parfumat. de ierburi.

Concluzie

Chimia a fost în centrul unor procese fizice importante și complexe. Reacțiile chimice apar nu numai în lumea din jurul nostru, ci și în țesuturi, celule, vase ale corpului uman. Oamenii de știință din secolul al XX-lea au descoperit că chimia este cea care ajută o persoană să facă distincția între mirosuri și culori, vă permite să răspundeți rapid la schimbările subtile care au loc în natură. Pigmentul vizual rodopsina captează razele de lumină și vedem o varietate de culori în jur. Ierburile și plantele parfumate trimit molecule organice volatile în toate direcțiile, căzând pe centrii sensibili din organele mirosului ființelor vii, transmițând cele mai subtile mirosuri ale Naturii. Ca răspuns la orice iritație externă, creierul uman trimite un semnal de alarmă sau bucurie, acțiune sau calm prin fibrele nervoase. În corpul uman, fibrele nervoase care ne ghidează mișcarea și mușchii care o desfășoară sunt despărțiți de un spațiu de cel mult 50 de nanometri lățime. Această distanță este de 1000 de ori mai mică decât grosimea unui păr uman. Terminațiile fibrelor nervoase eliberează o substanță organică - acetilcolina, care transmite un semnal chimic mușchilor oricărui organ, făcând un salt prin spațiul care separă fibrele de mușchi.

Procesele chimice violente au loc în interiorul stelelor îndepărtate și în reactoare de fuziune create de oameni de știință. Interacțiunea chimică a atomilor și moleculelor se desfășoară continuu în plante și în adâncurile Pământului, la suprafața întinderilor de apă și în grosimea lanțurilor muntoase. Natura a încredințat mult chimiei și nu s-a înșelat: chimia s-a dovedit a fi aliatul ei fidel și asistentul harnic.

Niciuna dintre domeniile științelor naturale moderne nu poate exista și nu se poate dezvolta fără chimie.

Înaintea chimiei stau atât bucuriile realizărilor, cât și dificultățile de depășire.

Chimia este gata pentru ei. Ea pornește în această campanie îndepărtată și interesantă împreună cu cea mai bună prietenă a ei - o gândire umană neobosit, neliniştită, cercetătoare.

Bibliografie

1. Gabrielyan O. S. Chimie. Nota 8: Proc. pentru invatamantul general Proc. Instituţiile. - Ed. a IV-a, stereotip. - M.: Butarda, 2000. - 208 p.: ill.

2. Koltun M. M. Lumea chimiei: Literatură științifică și artistică / Format. B. Chuprygin. - M.: Det. lit., 1988.- 303 p.: ill., fotoil.

3. Concepte ale științelor naturale moderne: Ser. „Manuale și materiale didactice” / Ed. S. I. Samygina. - Rostov n/a: „Phoenix”, 1997. - 448 p.

4. Enciclopedie multimedia modernă „Big Encyclopedia of Cyril and Methodius 2004” / © „Cyril and Methodius” 2002, 2003, cu modificări și completări, © „MultiTrade”, 2004.

La sfârșitul secolului al XX-lea, omenirea s-a confruntat cu o problemă serioasă a efectelor nocive ale industriei, transporturilor și energiei asupra mediului. Mediul uman este poluat cu deșeuri nocive de producție, excesul de energie este eliberat și resursele naturale sunt epuizate. Consecințele negative ale acestor procese sunt poluarea apei și a atmosferei, schimbările climatice, dispariția multor specii de animale și plante și deteriorarea sănătății umane. Știința care studiază relația omenirii cu mediul înconjurător se numește ecologie. Ecologia are o relație strânsă cu chimia. Pe de o parte, impactul chimic asupra mediului îi dăunează foarte mult, dar, pe de altă parte, degradarea naturii poate fi prevenită prin utilizarea metodelor chimice. Chimia și industria chimică sunt printre cele mai importante surse de poluare a mediului. Dintre celelalte industrii, metalurgia feroasă și neferoasă, transportul cu motor și energia (centrale termice) sunt nefavorabile pentru mediu. Principalele surse de poluare a mediului uman pot fi gazoase, lichide și solide. Deșeurile gazoase conțin oxizi de carbon (I și IV), oxid de sulf (IV), oxizi de azot și alte substanțe nocive. O altă sursă de poluare a mediului sunt apele uzate industriale și menajere. Apele uzate pot conține mulți compuși anorganici, inclusiv ioni de metale precum mercur, zinc, cadmiu, cupru, nichel, crom etc. Prezența diferiților compuși organici în apele uzate nu este mai puțin periculoasă. Substanțele chimice conținute în apă pătrund în râuri, lacuri și mări, pătrund în apele subterane. Ca urmare, substanțele nocive apar în apa de băut, alimente și pot provoca modificări genetice profunde la oameni și animale. În cele din urmă, a treia sursă de poluare sunt deșeurile solide. Acestea includ diverse deșeuri din industria minieră, deșeuri din construcții și menajere etc. Cele mai importante domenii de lucru care se desfășoară pentru a reduce impactul negativ al activităților de producție sunt următoarele: (T) Dezvoltarea și crearea de deșeuri reduse și complet tehnologii fără deșeuri. Dezvoltarea tehnologiilor care consumă cel mai economic materii prime, combustibil, resurse energetice. Dezvoltarea tehnologiilor de prelucrare a deșeurilor solide. Protecția mediului este o problemă care acoperă întreaga noastră planetă. În acest sens, în prezent se dezvoltă cooperarea internațională în domeniul ecologiei, multe probleme fiind soluționate prin acțiuni comune ale diverselor state.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Foloseste formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

• Introducere
• Sisteme chimice
• De la detectare la protecție
• Protecția împotriva dezastrelor climatice: efectul de seră
• Evaluare a riscurilor
• Concluzie
• Referințe
• Introducere

În fiecare an, oamenii aruncă milioane de tone de plastic în mediu, o parte semnificativă din aceste deșeuri cad direct în ocean. Într-adevăr, peste 9 milioane de tone de deșeuri solide industriale merg direct în mare în fiecare an. Numai navele comerciale aruncă peste bord 6,6 milioane de tone de apă. tone de gunoi pe an. Acest gunoi ar putea umple 440.000 de săli de clasă.

Contrar credinței populare, deșeurile de plastic se descompun în cele din urmă, dar acest lucru se întâmplă lent - uneori durează până la 50 de ani. În acest timp, se poate acumula o mulțime de gunoi. Ecosistemele marine sunt deosebit de sensibile la gunoiul din plastic: nu se scufundă, iar locuitorii mărilor îl iau din greșeală pentru meduze, ouă și alte delicatese sau se încurcă în el, pentru că 150.000 de tone. deșeurile sunt articole de pescuit aruncate în ocean. Lucrurile iau o întorsătură deosebit de neplăcută în regiunile arctice, unde resturile doar se acumulează, dar nu se prăbușesc - acest lucru este împiedicat de temperaturile foarte scăzute.

Chimiștii au făcut un pas semnificativ în rezolvarea acestei probleme grave. Calea de ieșire din situație dificilă a fost găsită în crearea materialelor plastice cu o structură specială. Materialele plastice sunt materiale polimerice obținute din produse petroliere. Ele constau din lanțuri lungi construite din grupuri moleculare repetate. Chimiștii au găsit o modalitate de a modifica moleculele de polimer, astfel încât proprietățile lor să fie mai prietenoase cu mediul. Una dintre ele este atașarea chimică a grupurilor moleculare fotosensibile la lanțurile macromoleculare la intervale regulate. Când un plastic fabricat dintr-un astfel de polimer este expus la lumina soarelui, grupurile fotosensibile absorb radiația, determinând degradarea polimerului în punctele lor de atașare. Restul este o chestiune de natură. Fragmentele mici rezultate sunt ușor biodegradabile. O altă modalitate de a subordona proprietățile plasticului cerințelor de igienă naturală este introducerea în ele a grupurilor moleculare, care sunt considerate o delicatesă de către unele microorganisme. Lăcomii microscopici își asumă apoi sarcina de a împărți moleculele lungi în bucăți scurte. Descoperirile de acest gen vor duce, sperăm, la faptul că problema deșeurilor de plastic se va retrage treptat și, în cele din urmă, va deveni un lucru a trecutului.

Orice societate încearcă să-și asigure suficientă hrană, locuințe și un mediu sănătos. Când aceste cerințe elementare sunt îndeplinite, te poți gândi la confort. Astăzi, dorința noastră pentru mai multe bunuri, mai multă energie și o mobilitate mai mare intră în conflict cu dorința de a menține un mediu sănătos. Principala noastră preocupare a fost protecția mediului în fața creșterii populației, a continuării concentrării (urbanizării) a acestuia și a creșterii nivelului de trai.

Deteriorarea stării mediului și, ca urmare, amenințarea pentru sănătatea și starea ecosistemului, nu este un fenomen nou. Încălcările mediului cauzate de activitățile umane pot fi urmărite încă din cele mai vechi timpuri. Problema apelor uzate a apărut concomitent cu apariția orașelor. Cu mult înainte de secolul al XX-lea, aerul Londrei era poluat de fumul vetrelor și al coșurilor de fum. O manifestare timpurie a problemelor de igienă industrială a fost speranța scurtă de viață a coșurilor de fum din cauza susceptibilității lor la cancer, pe care acum o putem explica prin expunerea pe termen lung la funingine care conține urme de substanțe cancerigene (hidrocarburi aromatice polinucleare).

Cu toate acestea, faptul că poluarea mediului nu este cea mai recentă invenție este puțin consolator. Problemele de poluare devin din ce în ce mai vizibile și am învățat să recunoaștem interacțiunile subtile din lumea din jurul nostru și să detectăm efecte secundare care au trecut neobservate anterior. Unele tulburări de mediu capătă un caracter global. Tragedia de la Bhopal evidențiază dilema existentă în cel mai viu mod. Această tragedie a avut loc într-o țară care suferă de foame. Substanțele toxice au fost folosite pentru a produce alimente, salvând multe mii de oameni de la foame în fiecare an.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că omenirea este cu adevărat preocupată de importanța menținerii unui mediu sănătos, iar acest lucru este încurajator. Marea majoritate a cetățenilor de toate convingerile politice spun că sunt dispuși să plătească prețuri mai mari pentru produse (cum ar fi benzina fără plumb) și impozite mai mari pe venit pentru a îmbunătăți mediul.

Dezvoltarea unei strategii eficiente de protecție a mediului necesită conștientizare și cunoștințe. Trebuie să fim capabili să răspundem la următoarele întrebări:

Ce substanțe potențial periculoase se găsesc în aer, apă, sol și alimente?

Ce a cauzat apariția lor?

Cum poate fi rezolvată problema - complet sau cel puțin parțial (utilizarea de produse alternative, procese)?

Cum depinde gradul de pericol de durata expunerii la o anumită substanță? Cum ar trebui să abordăm alegerea uneia dintre opțiunile care promit un efect pozitiv?

Este clar că chimiștii poartă responsabilitatea principală pentru răspunsurile corecte la primele trei întrebări decisive. Pentru a determina ce substanțe sunt prezente în mediu, analiștii trebuie să dezvolte metode din ce în ce mai sensibile și selective. Găsirea surselor poate necesita o perspectivă asupra proceselor care duc de la contaminarea inițială la produsele finale dăunătoare sau toxice. Dacă nevoile de energie trebuie să se mulțumească cu combustibili de calitate inferioară, ce catalizatori și ce procese noi ar trebui dezvoltate pentru a evita exacerbarea problemelor ploilor acide și a emisiilor cancerigene de la centralele pe cărbune.

A patra întrebare - despre durata permisă de expunere la o substanță nocivă - aparține competenței medicinei, toxicologiei și epidemiologiei. Acum că societatea și-a dat seama că există o relație inversă între gradul de reducere a riscului și costul realizării acestuia, aceste discipline se confruntă cu probleme serioase. Medicii ar trebui să clarifice datele privind gradul de risc din cauza prezenței, de exemplu, a plumbului în aer, a cloroformului în apa potabilă, a stronțiului radioactiv în lapte, a benzenului în atmosfera spațiilor industriale și a formaldehidei în clădirile rezidențiale. Trebuie să învățăm să cântărim riscurile și costurile asociate cu prezența acestor compuși, punând de cealaltă parte a balanței beneficiile pe care le pierdem prin limitarea utilizării lor. Și, mai important, nu ne permitem luxul de a încerca să eliminăm cu orice preț posibilitatea riscului, deoarece pe măsură ce nivelul riscului se apropie de zero, prețul tinde spre infinit.

În cele din urmă, alegerea opțiunilor pentru rezolvarea problemei ar trebui să aparțină societății. Chimiștii și specialiștii din alte domenii legate de ecologie poartă o responsabilitate deosebită și foarte serioasă de a fi informați de cea mai calificată și obiectivă expertiză științifică. Datoria oamenilor de știință este de a familiariza publicul, mass-media și guvernul cu imaginea reală și într-un limbaj lipsit de jargonul profesional. Oamenii de știință trebuie să ofere o justificare științifică pentru soluția propusă și să indice ce ne urmează.

Chimicsisteme

Forme de mișcare a materiei

Lumea din jurul nostru este bogată în formele ei și varietatea de fenomene care au loc în ea. Tot ceea ce există este diferite tipuri de materie în mișcare, care se află într-o stare de mișcare și dezvoltare continuă. Mișcarea ca schimbare constantă este inerentă materiei ca întreg și în fiecare dintre cele mai mici particule ale sale. Se pot distinge următoarele forme de mișcare a materiei:

corpuri de incalzire si racire;

emisie de lumină;

electricitate;

transformări chimice;

procesele vieții etc.

Formele de mișcare se caracterizează prin faptul că una poate trece în altele, de exemplu, mișcarea mecanică se poate transforma în termică, termică - în chimică, chimică - în electrică etc. Aceste tranziții mărturisesc unitatea și legătura continuă a formelor de materie calitativ diferite. Dar cu toate diferitele tranziții ale unei forme de mișcare la alta, legea de bază a naturii este respectată - legea eternității materiei și a mișcării ei, care se aplică tuturor tipurilor de materie și tuturor formelor de mișcare a acesteia: niciunul dintre tipurile de mișcare ale materiei și niciuna dintre formele mișcării ei nu pot fi obținute din nimic și transformate în nimic.

Substanțele și lorproprietăți

O substanță este un tip separat de materie, care în anumite condiții are anumite proprietăți fizice. Exemple de substanțe: oxigen, apă, fier.

Pentru a stabili proprietățile unei substanțe, este necesar să o avem în formă pură, dar substanțele în natură nu apar în formă pură. Substanțele naturale sunt amestecuri, uneori formate dintr-un număr foarte mare de substanțe diferite. De exemplu, apa naturală conține întotdeauna săruri și gaze dizolvate în ea. Uneori, un conținut foarte mic de impurități poate duce la o schimbare foarte puternică a unor proprietăți ale unei substanțe. De exemplu, conținutul în zinc de numai sutimi de fier sau cupru accelerează interacțiunea acestuia cu acidul clorhidric de sute de ori. Când una dintre substanțe se află în amestec într-o cantitate predominantă, întregul amestec poartă de obicei numele său.

O substanță pură este întotdeauna omogenă, în timp ce amestecurile pot fi omogene sau neomogene. Se numesc amestecuri omogene în care particulele acestor substanțe nu pot fi detectate nici direct, nici cu ajutorul microscopului din cauza dimensiunii lor neglijabile. Astfel de amestecuri sunt amestecuri de gaze, multe lichide, unele aliaje. În amestecurile eterogene, eterogenitatea poate fi detectată cu un microscop sau chiar cu ochiul liber. Exemple de amestecuri eterogene sunt diverse roci, solul, aerul prăfuit, apa noroioasă. Sângele, de exemplu, aparține și amestecurilor eterogene și, văzut la microscop, se poate observa că este format dintr-un lichid incolor în care plutesc corpuri roșii și albe.

Industria chimică produce produse chimice care conțin și o anumită cantitate de impurități. Pentru a indica gradul de puritate, există denumiri speciale sau calificări:

tehnic (tehnic);

curat (h.);

pur pentru analiză (pur analitic);

chimic pur (chimic pur);

extra pur (o.ch.).

Un produs cu calificarea „tehnic” conține de obicei o cantitate semnificativă de impurități, „pure” -- mai puțin, "ch.d.a." -- cu atât mai puțin, „pur chimic” -- mai putin de toate. Cu marca "o.ch." sunt produse doar câteva produse. Conținutul admis de impurități într-un produs chimic cu o anumită calificare este stabilit de standardele de stat.

Chimia are un impact negativ asupra mediului, pe de o parte, și unul pozitiv, pe de altă parte. Impact negativ: chimia a afectat direct sau indirect aproape toate componentele mediului - pământ, atmosferă, apa Oceanului Mondial, a fost introdusă în ciclurile naturale ale substanțelor. Ca urmare, echilibrul proceselor naturale de pe planetă, care s-a dezvoltat de-a lungul a milioane de ani, a fost perturbat, chimizarea a început să afecteze în mod semnificativ sănătatea persoanei însuși.

Pozitiv: Succesele omului în rezolvarea problemelor mari și mici de supraviețuire au fost în mare măsură atinse datorită dezvoltării chimiei, dezvoltării diverselor tehnologii chimice.

Chimia este de mare importanță pentru funcționarea cu succes a producției agricole, a industriei farmaceutice și a asigurării vieții umane.

Din cele de mai sus rezultă că locul și rolul chimiei în civilizația modernă trebuie considerate sistemic, adică în toată varietatea de relații care există între societate și mediul natural în cadrul criteriului siguranței mediului.

În fiecare zi putem vedea cum substanțele suferă diferite modificări, de exemplu, un glonț de plumb, lovind o piatră, se încălzește atât de mult încât plumbul se topește într-un lichid; un obiect din oțel expus la umiditate devine ruginit; lemnul de foc din sobă se ard, lăsând un morman de cenușă, frunzele căzute ale copacilor se descompun treptat, transformându-se în humus etc.

Când un glonț de plumb se topește, mișcarea sa mecanică se schimbă în mișcare termică, dar această tranziție nu este însoțită de o schimbare chimică a plumbului, deoarece plumbul solid și cel lichid sunt aceeași substanță. Dar dacă același plumb, ca urmare a încălzirii prelungite în aer, se transformă în oxid de plumb, atunci se obține o nouă substanță cu proprietăți complet diferite. În același mod, odată cu descompunerea frunzelor, apariția ruginii pe oțel, arderea lemnului de foc, se formează substanțe complet noi.

Fenomenele se numesc chimice , în care din unele substanțe se formează alte substanțe noi, iar știința care studiază transformarea unei substanțe se numește chimie. Studiază compoziția și structura substanțelor, dependența proprietăților lor de compoziția și structura substanțelor, condițiile și modalitățile de transformare a unei substanțe în alta.

Modificările chimice sunt întotdeauna însoțite de modificări fizice, așa că chimia și fizica sunt strâns legate. Chimia este, de asemenea, strâns legată de biologie, deoarece procesele biologice sunt însoțite de transformări chimice continue. Cu toate acestea, fiecare formă de mișcare are propriile sale caracteristici, iar fenomenele chimice nu pot fi reduse la procese fizice, iar fenomenele biologice la cele chimice și fizice.

De la detectare la protecție

Toate strategiile de protecție a mediului trebuie să se bazeze pe cunoașterea valorilor prag efective pentru concentrațiile periculoase și pe capacitatea noastră de a detecta o componentă nedorită cu mult înainte ca concentrația sa să atingă o astfel de valoare. În unele cazuri, detectarea poate fi echivalentă cu protecție.

Din păcate, mass-media, societatea și agențiile guvernamentale echivalează prea des detectarea cu pericolul. Această reacție se bazează pe concepția greșită comună că o substanță care este foarte toxică la o anumită concentrație este întotdeauna toxică. Există multe exemple care arată că nu este cazul. Luați în considerare monoxidul de carbon. Această componentă comună a atmosferei devine periculoasă la concentrații care depășesc 1000 ppm. Expunerea prelungită la concentrații de monoxid de carbon care depășesc 10 ppm este considerată a fi dăunătoare sănătății. Totuși, nu insistăm asupra eliminării complete a CO2 din atmosferă! Acest lucru ar fi stupid (și imposibil!), întrucât trăim – și nu rău – într-un mediu care conține întotdeauna cantități ușor de detectat de CO, de ordinul a 1 ppm.

Un alt exemplu interesant este seleniul. Unele plante care cresc în soluri relativ bogate în seleniu tind să acumuleze acest element în cantități care duc la otrăvirea rumegătoarelor. Aceste plante includ astragalus (Astragalus). De asemenea, grâul poate acumula seleniu și, deși acest lucru nu afectează oamenii într-un mod vizibil, puii hrăniți cu acesta produc descendenți anormali. În același timp, seleniul este acum cunoscut a fi o componentă vitală în dieta șobolanilor, găinilor și porcilor. Mai mult, seleniul în anumite concentrații este un anticancerigen natural; face parte din glutation peroxidază, o enzimă care descompune hidroperoxizii nocivi. În China, la populațiile cu seleniu din sânge se observă următoarele anomalii: copiii suferă adesea de miocardită multiplă (boala Kishan), mortalitatea adulților prin cancer este mare și cancerul hepatic este deosebit de frecvent. Este evident că seleniul este un element esențial pentru oameni și animale în anumite concentrații și toxic în altele. Doza zilnică recomandată de seleniu pentru adulți de către Consiliul Național de Sănătate este de 50-100 micrograme. Exemplul de mai sus arată clar că prezența în mediu a urmelor unei substanțe care poate fi toxică la concentrații mari nu indică încă un pericol.

Unii oameni fac eforturi pentru o abordare cu risc zero pentru protejarea mediului. Risc zero înseamnă obținerea unei garanții absolute și complete împotriva oricărui pericol posibil. În exemplul de mai sus cu monoxid de carbon, aceasta este eliminarea completă, până la ultima moleculă, a acestuia din atmosferă. Acum, acest obiectiv nerealist al riscului zero este treptat înlocuit de o filozofie mai puțin primitivă care face ca acțiunile asociate prezenței riscului să depindă de evaluarea nivelului acestuia. În ceea ce privește viitorul, cea mai bună investiție ar fi organizarea de cercetări pe termen lung în domeniul științei fundamentale a mediului și munca de îmbunătățire a metodelor de diagnosticare. Acest lucru ar evita nevoia de a recurge la programe costisitoare de urgență.

Creșterea eficienței măsurătorilor de mediu necesită instrumente mai bune. Problema este de a determina urme ale compusului dorit într-un amestec complex care conține multe substanțe inofensive. Un exemplu de succes obținut în creșterea selectivității metodelor analitice este dezvoltarea metodelor de separare și cuantificare a fiecăruia dintre cei 22 de izomeri ai tetraclorodioxinei la concentrații de ordinul părților per trilion (adică 1:10 12)!

Compușii ușor reactivi prezenți în atmosferă nu pot fi livrați la laborator pentru analiză. Acest lucru dă naștere la dificultăți specifice asociate cu necesitatea detectării și determinării de la distanță a conținutului unor astfel de compuși în locurile de formare a acestora. Un exemplu de succes obținut în acest domeniu de cercetare este măsurarea concentrațiilor de formaldehidă și acid azotic din smogul de peste Los Angeles cu ajutorul spectroscopiei în infraroșu, care a făcut posibilă înregistrarea absorbției radiațiilor la o distanță de un kilometru. Datorită acestor experimente s-a putut stabili conținutul de formaldehidă, acizi formic și azotic, azotat de peroxiacetil și ozon cu prezența lor simultană în aer la nivelul părților pe miliard.

Devine din ce în ce mai important să înțelegem starea chimică a componentelor mediului, deoarece, așa cum se știe acum, atât toxicitatea, cât și ușurința de mișcare depind în mod semnificativ de forma chimică a unui anumit poluant. Testele pe animale au arătat că unul dintre cei 22 de izomeri structurali ai tetraclordioxinei este de o mie de ori mai toxic decât cel mai toxic dintre toți ceilalți. Aceste exemple arată importanța metodelor analitice care permit nu numai determinarea concentrației unui potențial contaminant, ci și identificarea formei chimice în care este prezent. Instrumentele puternice folosite pentru a rezolva această problemă includ electrochimia, cromatografia și spectrometria de masă.

Combaterea ploii acide

Ploaia acidă este una dintre cele mai evidente probleme de poluare a aerului cu care ne confruntăm. Substanțele și compușii acizi care le servesc drept sursă se formează în timpul arderii combustibililor minerali în centrale electrice și în transport. Aceștia sunt în principal acizi - derivați de sulf și oxizi de azot. Există o serie de surse naturale de astfel de compuși: se formează în timpul unei furtuni sau erupții vulcanice, ca urmare a activității vitale a bacteriilor, cu toate acestea, excluzând erupțiile rare, contribuția acestor surse este mică. Principalii „furnizori” de oxizi de carbon și azot sunt transportul rutier, centralele electrice și tot felul de cuptoare de topire.

Efectele ploii acide sunt cel mai resimțite și cunoscute publicului larg din Europa și nord-estul Statelor Unite, dar zonele de risc includ și Canada și, posibil, Sierra din California, Munții Stâncoși și China. Pe alocuri s-au observat precipitații, apropiindu-se de aciditatea oțetului de masă. Amploarea daunelor cauzate de ploaia acide continuă să fie o chestiune de dezbatere. Inițial, atenția s-a concentrat asupra daunelor aduse ecosistemelor lacustre și fluviale, dar au fost luate în considerare și consecințele costisitoare, cum ar fi deteriorarea clădirilor, podurilor și echipamentelor. Cel mai dificil lucru este de a cuantifica impactul poluării aerului asupra sănătății umane.

Cele mai mari pagube se produc lacurilor în care apa are proprietăți de tamponare slabe. În prezența tampoanelor alcaline naturale, compușii acizi aduși de ploaie (în mare parte acizi sulfuric și azotic, acizi organici în cantități mai mici) sunt neutralizați. Cu toate acestea, lacurile situate pe roci granitice (acide) sunt foarte susceptibile la acțiunea acizilor care intră în ele, capabile să transforme ionii metalelor precum aluminiul și manganul în soluție, ceea ce poate duce la suprimarea creșterii plantelor și algelor și în unele lacuri – o reducere sau chiar dispariție a populațiilor de pești. Daunele semnificative sunt cauzate de ploile acide și vegetație, iar manifestarea influenței lor poate fi foarte diferită - de la desfoliere până la distrugerea unui sistem radicular subțire.

Într-o zonă precum nord-estul Statelor Unite, principalele surse de astfel de poluare sunt centralele pe cărbune cu un conținut ridicat de sulf. Un posibil mijloc de prevenire a eliberării de poluanți este instalarea de scrubere chimice - dispozitive în care impuritățile nedorite conținute în gazele industriale sunt dizolvate, precipitate sau absorbite. Catalizatorii care reduc emisiile de oxid de azot de la dispozitivele staționare și mobile sunt un alt exemplu care ilustrează rolul important al chimiei în lupta pentru calitatea aerului.

Diverse moduri de a face față ploilor acide necesită miliarde de dolari anual. Când mizele sunt atât de mari, este important ca procesele atmosferice care implică transportul, transformările chimice și „soarta” finală a poluanților să fie bine înțelese.

Acizii cad fie împreună cu ploaia și zăpada (precipitații „umede”), fie sub formă de aerosoli de compuși acizi gazoși depuși pe sol, frunzele plantelor etc. precipitații („uscate”). Ceea ce se termină ca precipitații intră de obicei în atmosferă într-o formă complet diferită. De exemplu, sulful conținut de cărbune este oxidat în dioxid gazos și în această formă este aruncat din coșuri. Pe măsură ce călătorește prin atmosferă, dioxidul se oxidează încet și reacționează cu apa pentru a forma acid sulfuric, care se poate întoarce pe pământ la sute de mile în aval de vânt.

De asemenea, sunt extrem de complexe modalitățile de formare a oxizilor de azot, transformările chimice și îndepărtarea lor din atmosferă. Azotul și oxigenul încălzite la temperaturi ridicate în centralele electrice, furnalele și motoarele de automobile formează monoxid de azot, NO, care reacționează cu oxidanții pentru a forma dioxid, NO2 și uneori acid azotic, HNO3, ca produs final. Estimările cantitative ale bilanţului mondial al oxizilor de azot - sursele aportului lor şi locurile de excreţie - conţin încă multe neclare.

Până când cunoștințele noastre despre ciclurile biogeochimice ale diferitelor forme chimice de azot, sulf și carbon, despre sursele și transformările acestora la scară globală nu sunt exhaustive, alegerea unei strategii de control al poluării atmosferice este dificilă. Chimia atmosferică și a mediului este esențială pentru crearea unui habitat mai sănătos și mai curat. Dezvoltarea unor metode fiabile de determinare a urmelor de impurități în aer, studiul cineticii reacțiilor atmosferice importante și descoperirea unor procese chimice noi, mai eficiente, care reduc emisiile de poluanți sunt obiectivele care ar trebui incluse în programul național. de acţiune pentru următorul deceniu.

Protecția împotriva dezastrelor climatice: efectul de seră

În căutarea alimentelor, a bunurilor de larg consum, a căldurii pentru locuințe și a energiei pentru industrie, am crescut cantitatea de multe micro-componente gazoase din atmosferă. Unele dintre ele absorb energia solară și o transformă în căldură, ceea ce ar putea duce în cele din urmă la schimbări climatice cu consecințe dezastruoase. Dacă eliberarea în atmosferă a acestor gaze cauzată de om are ca rezultat o încălzire globală măsurabilă, rezultatul ar putea fi inundații cauzate de topirea gheții polare, deșertificarea terenurilor agricole productive și, ca o consecință, foametea. Cel mai adesea, în legătură cu astfel de prognoze, se vorbește despre dioxidul de carbon care captează energia solară. Cu toate acestea, efectul general de creștere a conținutului de oxid de dinazot, metan etc. este comparabil cu efectul acumulării de dioxid de carbon.

Metodele folosite pentru reducerea emisiilor de alți poluanți sunt insuficiente când vine vorba de dioxid de carbon, care este produs la o scară gigantică la arderea combustibililor minerali și a biomasei. Ciclul biogeochimic al carbonului este de mare importanță. Care vor fi consecințele defrișărilor și defrișărilor în țările în curs de dezvoltare? Care este rolul metanului produs de termite și alte microorganisme? Ar putea particulele în suspensie și picăturile de lichid eliberate în atmosferă de activitățile umane să reducă accesul la lumina soarelui și astfel să anuleze efectul creșterii dioxidului de carbon, metanului și oxidului de dinazot? concentrații mari de funingine și alți aerosoli au fost găsite în regiunile arctice. Sursele, compoziția, proprietățile radiative, soarta finală și efectele acestor aerosoli cunoscuți sub numele de „ceață arctică” trebuie să fie studiate și înțelese.

Comportamentul funinginei în atmosferă devine și mai important în legătură cu posibilele consecințe atmosferice ale utilizării armelor nucleare. Ipoteza răcirii globale cauzată de formarea funinginei în timpul unui război nuclear a fost prezentată chiar în 1982. De atunci, acest efect a fost numit „iarnă nucleară”. Se prevede că chiar și războiul nuclear limitat va produce suficientă funingine pentru a întuneca soarele și pentru a provoca moartea recoltelor vara. Există multe incertitudini cu privire la durata existenței aerosolilor în aer și efectul funinginei asupra balanței radiațiilor.

Spre deosebire de poluarea locală, problemele poluante globale creează impas deoarece necesită acțiuni la scară globală, iar cetățenii diferitelor țări le acordă prioritate diferită. În trecut, preferința acordată combustibililor fosili sau nucleari era dictată în primul rând de factori economici, precum prezența unor rezerve bogate de cărbune. Cu toate acestea, amenințarea globală tot mai mare la adresa mediului, în special ca urmare a acumulării de dioxid de carbon în atmosferă, care este accelerată de arderea cărbunelui, ne poate obliga să reconsiderăm avantajele și dezavantajele energiei nucleare. Este nevoie de ani pentru a dobândi cunoștințele fundamentale necesare pentru a face alegeri inteligente. Trebuie să construim această fundație pentru a putea cântări amenințarea reală a acumulării de dioxid de carbon în atmosferă în lumina alternativelor disponibile. Această evaluare ar trebui să ia în considerare problemele protecției mediului și problema deșeurilor din energia nucleară.

Evaluare a riscurilor

Există două tipuri de toxicitate. O substanță chimică care poate provoca boală la scurt timp după expunere este toxicitatea acută. Un alt medicament poate avea un efect nedorit mult mai târziu, după utilizarea prelungită - aceasta este toxicitatea cronică. De exemplu, gazul fosgen toxic acut, Cl2CO, poate fi produs accidental atunci când un incendiu din rețea electrică este stins cu un stingător cu tetraclorură de carbon. La o concentrație de 5 ppm, fosgenul provoacă iritații oculare după câteva minute, iar concentrațiile de peste 50 ppm pot fi fatale. În schimb, benzenul, C6H6, este toxic cronic. Inhalarea vaporilor de benzen de aceeași concentrație, 50 ppm, nu dă un efect imediat, dar cu expunerea zilnică prelungită (multe luni sau ani) la benzen, poate determina scăderea numărului de globule roșii (hemoglobina) și leucocite în sânge.

Din păcate, nu este ușor să obțineți informații detaliate despre toxicitate. Cea mai exactă modalitate - cea dură - este de a expune suficienti oameni la medicament pentru a demonstra siguranța acestuia sau de a stabili doza la care începe să apară toxicitatea. Este clar că datele privind toxicitatea cronică sunt cele mai dificil de obținut. Pentru a putea extrage din observații informațiile statistice necesare, un grup foarte mare de persoane trebuie să fie expus la substanța investigată pentru o perioadă suficient de lungă. Problemele de acest fel țin de competența epidemiologiei.

Ce este epidemiologia

Din punct de vedere istoric, epidemiologia s-a dezvoltat ca o știință a epidemiilor, adică. boli cu răspândire rapidă. Astăzi, însă, epidemiologia este folosită și ca instrument statistic pentru detectarea toxicității acute sau cronice, chiar și cu efecte foarte scăzute asupra sănătății. De exemplu, clorura de vinil, CH2CHCl, este cunoscută a fi cancerigen. Baza acestei concluzii a fost că, conform statisticilor, o formă foarte rară de cancer la ficat, angiosarcomul, apare în principal la un număr mic de lucrători care au fost expuși la concentrații mari (sute de milioane de acțiuni) ale acestui compus pentru o perioadă lungă de timp. timp. În acest caz, a fost posibil să se obțină o concluzie epidemiologică sigură cu privire la toxicitatea acestui compus și pericolul său foarte scăzut pentru publicul larg.

Ce cauzează ce?

Din păcate, rezultatele observațiilor pot fi interpretate greșit chiar dacă există o cantitate suficientă de date statistice. De exemplu, statisticile arată că cancerul de colon este mult mai frecvent în SUA decât în ​​India și că americanii consumă mai multe produse lactate decât indienii. Înainte de a concluziona că produsele lactate provoacă cancer, trebuie totuși amintit că cancerul de colon este frecvent la vârstnici și că speranța medie de viață a americanilor este mult mai mare decât cea a indienilor. Astfel, se poate trage concluzia inversă: consumul de produse lactate vă permite să trăiți suficient pentru ca cancerul de colon să înceapă să apară (din alte cauze). Epidemiologia poate stabili că unul îl însoțește pe celălalt, dar asta nu înseamnă neapărat o relație cauzală între cele două fenomene. Epidemiologii glumesc că scăderea ratei de creștere a populației în Europa de Vest în secolul al XX-lea corespunde aproximativ cu ritmul de scădere a populației de berze din această regiune, doar câțiva vor concluziona de aici că natalitatea a scăzut deoarece există nu sunt suficiente berze pentru a naște copii.

Istorie cu DDT

Totul a început în 1939, când chimistul elvețian Paul Müller a sintetizat diclorodifeniltricloretanul (DDT) în cursul unei căutări sistematice de noi insecticide. Inițial, DDT-ul a fost privit ca un miracol: a fost excepțional de eficient împotriva unei game largi de dăunători și, spre deosebire de compușii de plumb și arsenic folosiți pe scară largă la acea vreme, nu prezenta toxicitate acută pentru oameni.

Beneficii. Statele Unite au folosit pentru prima dată DDT pe scară largă în 1944. în timpul celui de-al Doilea Război Mondial în lupta împotriva răspândirii epidemiei de tifos în unitățile militare și în rândul populației civile din Italia. Tifusul este purtat de păduchii corpului, iar pentru a distruge aceste insecte, mii de oameni au fost împodobiți cu generozitate din cap până în picioare cu DDT. Epidemia a fost oprită, ceea ce a prevenit pierderea de vieți omenești, care ar putea deveni devastatoare.

După un succes atât de impresionant, s-a decis să se recurgă la DDT în lupta împotriva Anopheles, un țânțar care răspândește malaria. Înainte de utilizarea DDT-ului, malaria aducea 2 până la 3 milioane de vieți anual, iar numărul persoanelor care sufereau de această boală gravă era și mai mare. Ca urmare a utilizării a 10 ani a DDDT în mai multe țări, malaria a încetat să mai fie un flagel atât de teribil. În India, numărul bolilor a scăzut de la 75 de milioane în 1952 la până la 100 de mii în 1964, în URSS de la 35 de milioane în 1956 până la 13 mii în 1966 În același timp, în Sri Lanka, „tributul” malariei a scăzut de la 12.000 de vieți la zero! Organizația Mondială a Sănătății și Națiunile Unite creditează acest medicament miraculos pentru că a salvat aproximativ 50 de milioane de vieți numai din malarie. Pentru munca sa, Dr. Paul Müller a fost premiat în 1948. Premiul Nobel pentru Medicină.

Risc. Din păcate, istoria DDT-ului nu se termină aici. În 1972 Agenția pentru Protecția Mediului a interzis utilizarea DDT-ului în SUA. Cum au reușit să facă acest lucru este o altă poveste și, de asemenea, o poveste de succes, dar de data aceasta în lupta pentru nevoia de a monitoriza mediul în așteptarea apariției efectelor secundare ale medicamentelor utilizate pe scară largă.

Deja în 1946. oamenii de știință au descoperit că DDT-ul se acumulează în țesuturile adipoase și rămâne acolo pentru o perioadă extrem de lungă de timp. Animalele și peștii, ca și oamenii, sunt sisteme predominant acvatice. Transportul și îndepărtarea substanțelor din organism se realizează în mediul acvatic al acestora. Dar hidrocarburile care conțin clor precum DDT-ul sunt foarte puțin solubile în apă (aproximativ 2 milioane de acțiuni): se dizolvă mult timp și se concentrează în țesuturile adipoase. De exemplu, DDT trece cu ușurință în grăsimea din laptele matern. Agenția a răspuns în mod corespunzător la aceste informații alarmante prin stabilirea de concentrații maxime sigure pentru DDT în laptele de vacă și alte alimente. Din prudență, inițial a fost adoptată securitatea zero. Cu toate acestea, „abordarea zero” are propriile sale probleme. O probă de lapte poate fi considerată sigură dacă DDT-ul nu este detectat în ea prin cele mai sensibile măsurători. Prin urmare, îmbunătățirile metodelor analitice conduc la o schimbare a sensului conceptului de concentrare sigură. Limita zero raportează întotdeauna nivelul de siguranță la metoda de detectare, nu la cea mai bună estimare a gradului de pericol. Din acest motiv și din alte motive, limita zero s-a dovedit nefericită și Agenția a înlocuit-o cu un „nivel acceptabil de siguranță” de 0,05 milioane. acțiuni.

De-a lungul timpului, a devenit clar că atunci când DDT-ul intră în mediu, acesta se descompune acolo cu mare dificultate. Metodele de detecție îmbunătățite au făcut posibil să se stabilească că după 10 ani doar aproximativ 50% din pesticid dispare - din cauza descompunerii sau a transportului în altă zonă.

În cele din urmă, s-au acumulat date privind concentrația de DDT pe măsură ce cineva urcă pe scara consumului de alimente. După tratarea ulmilor, concentrația de DDT în sol a ajuns la 100 ppm, la râme a fost de 140 ppm, iar la păsările care au mâncat acești viermi a depășit 400 ppm. Această concentrație de DDT a fost în mod clar dăunătoare păsărilor, în special păsărilor de pradă mai mari. Aparent, DDT interferează cu reproducerea lor, provocând subțierea periculoasă a cojii de ou. Unele specii de păsări, cum ar fi vulturii și șoimii peregrini, au început să dispară rapid de îndată ce această pacoste a fost adăugată altor pătrunderi umane asupra habitatului lor.

Nivelul maxim al producției de DDT numai în SUA a atins 156 milioane de lire sterline (în 1959). De la începuturile sale, DDT-ul a fost folosit atât de larg în întreaga lume încât nici măcar o bucată de pământ nu a fost lăsată neatinsă. Se găsește în țesuturile adipoase ale locuitorilor din zonele îndepărtate din Alaska, pinguini și foci din Antarctica. În plus, unele insecte și dăunători au dobândit rezistență la DDT pe o perioadă lungă de utilizare, iar unele insecte benefice din unele zone au fost distruse de acest medicament.

Ecuația risc/recompensă. Povestea DDT-ului este un exemplu clar de combinație de risc și beneficiu.Este clar că la început domină beneficiul direct așteptat (în cazul nostru, salvarea de vieți umane) și nu există niciun preț care să-l depășească. Bunul așteptat este realizat, dar observația vigilentă relevă perturbări omniprezente în mediu care nu pot fi trecute cu vederea. Și, deși niciun caz uman nu ar putea fi atribuit DDT-ului, este clar că unele proprietăți ale medicamentului sunt în conflict cu dorința noastră de a proteja lumea din jurul nostru: stabilitatea extraordinară a DDT-ului, mobilitatea și afinitatea acestuia pentru organismele vii. Pe de o parte, problemele care au apărut au pus un obstacol în calea utilizării ulterioare a DDT-ului și, pe de altă parte, au sugerat și ce proprietăți ar trebui să aibă înlocuitorul său. Au fost deja găsite astfel de înlocuitori - acestea sunt insecticide, a căror acțiune biologică este mult mai specifică, care, ca și în DDT, nu sunt toxice pentru oameni, dar se descompun în mediul natural în câteva zile sau săptămâni. Nu numai că DDT a salvat milioane de vieți, ci a arătat și calea către cea mai bună soluție pentru ecuația risc/beneficiu.

Ce poate face fiecare persoană pentru a-și îmbunătăți relația cu mediul? Pentru a numi câteva dintre aceste zone:

1. Reduceți utilizarea detergenților, care sunt o sursă serioasă de poluare a apei datorită faptului că conțin o cantitate semnificativă de fosfor.

Aruncarea sticlelor de plastic și a conservelor de conserve, gândirea că nu se descompun în mod natural timp de multe sute de ani, iar problema reciclării sticlelor de plastic este una dintre problemele importante cu care se confruntă ecologiștii din întreaga lume.

Rămășițele de alimente grase, cafeaua, ceaiul, vata nu trebuie aruncate în canalizare, deoarece nu numai că înfundă țevile, ci și poluează în mod periculos apa.

Nu scurgeți apa în mod inutil. Robinetele trebuie să fie nu numai utile, ci și bine închise. Trebuie amintit întotdeauna că aprovizionarea cu apă potabilă nu este nelimitată, consumul acesteia crește zilnic.

Evită folosirea diverșilor aerosoli pentru a „împrospăta” localurile, corpul, întrucât sunt poluanți ai aerului.

Cel mai bine este să te lași de fumat. Fiecare fumător crește poluarea aerului, mai ales în interior, unde devine imposibil să respire.

Trebuie să vă păstrați mașina în stare bună.

Folosiți transportul public ori de câte ori este posibil. Din punct de vedere personal, este mai bine să nu călătoriți în orele de vârf.

Folosiți benzină fără plumb, deoarece poluează mult mai puțin aerul decât benzina cu un octan ridicat.

Nu folosiți claxonele în zonele construite.

Folosirea înțeleaptă a energiei electrice. Opriți iluminatul și alte aparate electrice care nu sunt necesare în prezent.

Mergeți zilnic și pe cât posibil. Acest lucru are un efect benefic asupra sănătății.

Plantați copaci și aveți grijă de ei. Ele îmbogățesc aerul cu oxigen, absorb dioxidul de carbon, neutralizează zgomotul.

Citiți etichetele produselor alimentare. Amintiți-vă în special despre data de expirare a produselor. Acordați atenție indicilor conservanților folosiți în aceste alimente. Conservanți care provoacă tumori maligne: E103, E105, E121, E123, E125, E126, E130, E131, E142, E152, E210, E211, E213-217, E240, E330, E477. Conservanți care provoacă boli ale tractului gastrointestinal: E221 - 226, E320 - 322, E338-341, E407, E450, E461-466. Conservanți alergici: E230-232, E239, E311-313. Conservanți care provoacă boli hepatice și renale: E171 - 173, E320 - 322. Cola și margarina produse în Olanda și Germania sunt conservate cu un emulgator de crustacee (conservant) marcat pe ambalajul E33O. Acum, când un flux puternic de produse ieftine în Occident, achiziționate de antreprenori care nu sunt întotdeauna competenți în acest domeniu, s-a repezit în țara noastră, trebuie să fim deosebit de atenți la sănătatea cuiva și să ne gândim la consecințe, deoarece ceea ce este produs pentru utilizarea în țările foarte dezvoltate conține conservanți complet diferiți.

Astăzi avem încă puterea de a găsi un compromis între aspirațiile noastre și posibilitățile naturii. Se iau multe măsuri pentru a reglementa relația dintre om și natură. S-au dezvoltat deja multe în această direcție. În țările dezvoltate, unde economia este supusă relațiilor de piață, tehnologiile de economisire a energiei sunt dezvoltate intens. Acest lucru vă permite să ardeți mai puțin combustibil, ceea ce înseamnă că este emis mai puțin carbon în atmosferă.

Se dezvoltă opțiuni pentru combatere « efect de sera ». Metodele tradiționale de prevenire a acesteia sunt utilizarea unor astfel de tipuri de energie care exclud arderea combustibililor minerali. Există alge care absorb cantități mari de dioxid de carbon, iar unii oameni de știință sugerează ca aceste alge să fie cultivate pentru a reduce „efectul de seră”.

Rațiunea sugerează că este necesar să se oprească distrugerea ulterioară a naturii cât mai curând posibil, pentru a începe restaurarea ei la scară planetară. Până acum, înțelegerea faptului că viața lor depinde de interacțiunea oamenilor cu natura nu a devenit universală. Acest lucru se datorează parțial faptului că majoritatea pământenilor nu au informații despre starea planetei noastre în ansamblu și puțini oameni se gândesc la modul în care afectează personal întregul sistem ecologic.

Pentru a proteja natura la scară globală, se propune crearea unor legi internaționale de mediu care să fie obligatorii pentru toate țările. Aceasta înseamnă că va trebui creat un organism legislativ internațional. Pentru interacțiunea oamenilor cu natura, este necesar să se dezvolte un întreg sistem de taxe și amenzi. Și, bineînțeles, pentru a crea un sistem de control operațional. În prezent, căutarea modalităților de rezolvare a acestor probleme se desfășoară la nivel statal și internațional.

Concluzie

Cea mai tare concluzie este că este dificil de evaluat gradul de risc. Paracelsus a susținut că totul este otrăvitor și că otrava este determinată doar de doză. Dar determinarea dozei este extrem de dificilă. Experimentele pe oameni nu sunt posibile, iar aplicabilitatea rezultatelor obținute în experimente cu animale este întotdeauna îndoielnică. Epidemiologia indică concomitent, dar nu dezvăluie relații cauzale.

Există, de asemenea, mulți factori subiectivi. Riscul ca altcineva să neglijeze este deja inacceptabil pentru cineva. Este și mai rău atunci când un grup de oameni este expus riscului și un alt grup beneficiază. În cele din urmă, cu toții suntem foarte sensibili la riscul pe care trebuie să-l asumăm împotriva voinței noastre.

În ciuda acestor dificultăți uneori descurajante, comparațiile riscuri-beneficii au devenit obișnuite în nenumăratele decizii care ne afectează viața. Unele dintre ele sunt acceptate fără participarea noastră de către guvernul nostru ales. Pe alții îi alegem singuri în cabinele de vot. Dar în orice caz, aceste decizii trebuie să se bazeze pe principiile binelui comun și ale voinței comune. Pentru a atinge acest obiectiv, este necesară creșterea alfabetizării științifice a populației. Este clar că este necesar să se înceapă devreme, de la vârsta școlară; educației științifice ar trebui să li se acorde mai multă atenție.

Bibliografie

1. J. Pimentel, J. Kunrod: „Chemistry Opportunities Today and Tomorrow”, Editura Mir, 1999.

2. Khoroshavina S.G. Concepte ale științelor naturale moderne. Rostov-pe-Don, Phoenix, 2005

3. Gorelov A.A. Concepte ale științelor naturii moderne: Proc. indemnizație pentru universități (vultur) - M .: VLADOS, 2000

4. Petrosova R.A. Știința naturii și bazele ecologiei: Proc. indemnizație - M .: Academia, 2000

5. Atelier de științe naturale și bazele ecologiei / R.A.Petroșova .- M .: Academia, 2000

6. Gorelov A.A. Concepte de științe naturale moderne: Manual pentru universități (vultur) - M .: AST: Astrel, 2002.

7. Lozovsky V.N. Concepte de științe naturale moderne: manual pentru universități (vultur) - Sankt Petersburg: Lan, 2006

8. http://ihtik.lib.ru/

9. http://ru.wkpedia.org

10. http://commons.wikimedia.org.

11. http://slovari.yandex.ru

Documente similare

Caracteristici ale relației dintre populația animală, indivizi și factorii de mediu. Componente ale mediului care joacă un rol important pentru populație. Educație și tipuri de comunități, caracteristici ale efectului de grup, competiție și interferență.

rezumat, adăugat 20.07.2010


Caracterizarea proceselor de adaptare umană la condițiile de mediu. Studiul principalelor mecanisme de adaptare. Studiul măsurilor generale de creștere a rezistenței organismului. Legile și modelele de igienă. Descrieri ale principiilor de reglementare igienica.

prezentare, adaugat 03.11.2014


Natura și direcția proceselor care au loc în adâncurile Oceanului Mondial, schimbarea lor globală în mediu. Circulația carbonului datorită proceselor fizice și chimice, biologice. Modelul ciclului global al dioxidului de carbon din apă.

rezumat, adăugat 14.12.2014


Poluanții prioritari de mediu și impactul lor asupra biotei solului. Efectul pesticidelor asupra microorganismelor. Bioindicație: concept, metode și caracteristici. Determinarea umidității solului. Contabilizarea microorganismelor în diverse medii. Ashby și Hutchinson miercuri.

lucrare de termen, adăugată 11.12.2014


Generalizarea modalităților de conservare și îmbunătățire a sănătății populației în condiții moderne. Trecerea în revistă a principalelor abordări metodologice ale studiului influenței factorilor de mediu asupra sănătății populației: epidemiologice, prenosologice, sistemice.

rezumat, adăugat la 04.01.2015


Adaptarea unui organism la condițiile de mediu în termeni biologici generali, necesitatea acestuia pentru conservarea atât a individului, cât și a speciei. Metode de protecție împotriva condițiilor nefavorabile de mediu. Anabioză, stupoare, hibernare, migrare, activare enzimatică.

rezumat, adăugat 20.09.2009


Știința naturii ca formă specială de cunoaștere, subiectul metodelor sale de studiu, istoria formării și dezvoltării în cultura umană. Principiul relativității, relația dintre spațiu și timp. Principiile creșterii energiei. Locul chimiei în civilizația modernă.

manual de instruire, adăugat 16.01.2010


Legile conservării masei și energiei în procesele macroscopice. Autoorganizarea sistemelor chimice și energetica proceselor chimice. Caracteristici ale nivelului biologic al organizării materiei. Poluarea mediului: atmosferă, apă, sol, alimente.

lucrare de control, adaugat 11.11.2010


Studiul poziției subiectului de cunoaștere în contextul formării unui tablou științific post-non-clasic al lumii bazat pe ideile evoluționismului universal. Problema dualității poziției unei persoane ca subiect de cunoaștere și ca parte a mediului.

articol, adăugat 28.02.2010


Omul ca parte a biosferei, esența și rolul lui. Conceptul de biosfere, structura și funcțiile sale. Biogeocenoza ca structură elementară a unității nivelului biosferic de organizare a vieții pe Pământ. Consecințele activității economice umane asupra mediului.

Din ce în ce mai mult, apare o problemă complet diferită: dizolvarea sau dezasamblarea rapidă și fără urmă în elemente simple separate materiale care au devenit deja inutile pentru o persoană. Unele substanțe chimice persistente, în special polimerii artificiali formați din molecule foarte mari, rămân în pământ decenii sau sute de ani fără să se descompună. Chimiștii dezvoltă acum țesături sintetice, filme, fibre și materiale plastice din polimeri creați în laborator, cum ar fi amidonul sau fibrele găsite în plante. La sfârșitul duratei de viață utilă, acești polimeri se vor degrada rapid și ușor, fără a polua mediul. Chimia în fiecare zi folosește mai deplin și mai divers bogăția Pământului, deși este timpul să începem să le salvezi. Oamenii de știință trebuie să-și amintească tot timpul de avertismentul filosofului roman antic Seneca: „Așa cum credeau strămoșii noștri, este prea târziu pentru a fi economisi când sunt lăsați pe fund. Și în plus, nu doar puțin, ci și cel mai rău rămâne acolo. Trebuie să ne protejăm Pământul, îi datorăm atât de mult...

Oamenii de știință au început să acorde mai multă atenție purității aerului pe care o respiră toată viața de pe Pământ. Atmosfera Pământului nu este doar un amestec mecanic de gaze. Reacții chimice rapide au loc în învelișul de gaz care înconjoară Pământul, iar unele emisii industriale în atmosferă pot duce la modificări ireversibile și nedorite ale echilibrului delicat al componentelor aerului eterogene, dar foarte importante pentru noi. Omul de știință sovietic VL Talroze a remarcat odată pe bună dreptate cât de neglijabile sunt masele de substanțe care formează învelișul gazos al Pământului vitale pentru plante, animale și oameni: „Un strat de materie care creează o presiune de doar un kilogram pe centimetru pătrat este mediul în pe care o trăim și o muncim, care conduce sunetele către urechea noastră, transmite lumina Soarelui. Zece miligrame de dioxid de carbon din fiecare kilogram din această substanță, interacționând cu lumina soarelui, susțin continuu viața pe Pământ, 300 de micrograme de ozon protejează această viață de radiațiile ultraviolete dăunătoare, un milion de microgram de electroni creează oportunitatea de a comunica prin radio. Acest mediu, care ne permite să zburăm unul la altul, pe care îl respirăm, în cele din urmă, trăiește și trăiește fizic: nu este doar un ocean de aer furtunos, ci și un reactor chimic gazos.” Chimiștii au învățat cum să creeze noi substanțe și chiar au reușit să depășească Natura, primind materiale în care incompatibilul a fost combinat. Acum, oamenii de știință investighează capacitatea și capacitatea Naturii de a menține un echilibru înțelept între procesele opuse: luându-i bogăția minerală de pe Pământ, ei încearcă să păstreze puritatea râurilor, lacurilor, mărilor, transparența aerului și mirosul parfumat. de ierburi.

Protecția atmosferei împotriva poluării chimice

Atmosfera are nu doar un impact direct asupra organismelor vii, ci și unul indirect, deoarece de ea depind natura radiației solare care ajunge la suprafața Pământului, clima și alți factori care reglează existența biosferei.

Atmosfera este un mecanism obișnuit al biosferei

Poluarea naturala - factor care contribuie la funcția sa de reglementare. Gazele emise ca urmare a arderii pădurilor, erupțiilor vulcanice, reacțiilor biochimice intră în atmosferă.

Poluarea artificială poate fi legat de eliberarea în atmosferă:

1) particule în suspensie

2) substanțe gazoase

3)substanțe radioactive

4) Plumb și alte metale grele

Modificări ale proprietăților atmosferei ca urmare a poluării

Poluarea artificială are atât efecte directe, cât și indirecte asupra organismelor vii. De exemplu, oxizii de sulf și azot au un efect toxic direct asupra organismelor. Poluarea are și un efect indirect asupra atmosferei, modificându-i proprietățile. Ecranul de ozon este distrus de oxizii de azot, compușii de clor și fluor care intră în atmosferă ca urmare a descompunerii freonilor.

Pentru a minimiza poluarea aerului, este necesar:

• pentru a curăța atmosfera de poluanții solizi și gazoși folosind precipitatoare electrostatice, absorbanți de lichide și solide, cicloni;
• utilizați tipuri de energie ecologice;
• aplica tehnologii cu deșeuri reduse și fără deșeuri
• pentru a reduce toxicitatea gazelor de eșapament ale autovehiculelor prin îmbunătățirea designului motoarelor și a utilizării catalizatorilor, precum și pentru îmbunătățirea existente și crearea de noi vehicule electrice și motoare cu hidrogen

Protecția resurselor de apă

Poluare:

• particule solide
• substanțe minerale (compuși de metale, îngrășăminte minerale)
• substanţe organice de origine industrială
• petrolul și derivatele acestuia
• substanțe organice de origine biologică
• pesticide

Procesul de tratare a apelor uzate include:

• curățarea și dezinfecția efluenților menajeri și zootehnic;
• epurarea apelor uzate din consecințele întreținerii vehiculelor și mașinilor agricole;
• tratarea apelor uzate care conțin produse petroliere.

Protecția resurselor funciare

• un set de măsuri pentru combaterea eroziunii:
• împădurire
• practici agricole
• sistem de agricultura de conservare
• crearea și implementarea agriculturii de conservare
• prevenirea poluării solului
• aplicarea corectă a îngrășămintelor și pesticidelor