- •Содержание
- •Токсичность 185
- •Химия гидросферы 193
- •Химия литосферы 210
- •Часть I. Основные вопросы химии окружающей среды
- •Глава 1. Введение
- •1.1. Что такое химия окружающей среды?
- •1.2.2. Образование звезд
- •1.2. Возникновение химических элементов1
- •1.2.1. Возникновение Вселенной
- •1.2.3. Возникновение Солнечной системы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. История области действия химии окружающей среды
- •2.1. Возникновение и история Земли
- •2.1.1. Образование Земли
- •2.1.2. Дифференциация мантии и образование геосфер
- •2.1.3. Эволюция атмосферы
- •2.1.4. Возникновение жизни и проблема хиральности
- •2.1.5. Критические уровни содержания кислорода в атмосфере
- •2.1.6. Этапы эволюции биосферы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Область действия химии окружающей среды
- •3.1. Земля
- •10 Самых распространенных химических элементов (% по массе)
- •3.2. Ядро и мантия
- •3.3. Земная кора
- •3.4. Гидросфера
- •3.5. Атмосфера
- •3.6. Биосфера
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Природные циклы
- •4.1. Эндогенный и экзогенный циклы
- •Гидрологический цикл
- •4.3.Циклы биогенных элементов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Миграция веществ
- •5.1. Механическая
- •5.2. Физико-химическая
- •5.3. Биогенная
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Загрязнение окружающей среды
- •6.1. Понятие о загрязнении
- •6.2. Виды загрязняющих веществ
- •6.3. Токсикология
- •6.4. Токсичность
- •6.5. Типы токсического воздействия загрязняющих веществ
- •2.6. Определение пдк
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Химия атмосферы
- •7.1. Состав и строение атмосферы
- •7.2. Примеси тропосферы
- •7.3. Городской смог
- •7.4. Стратосферный озон
- •7.5. «Парниковый эффект»
- •7.6. Радиоактивное загрязнение атмосферы
- •7.6.1. Радон
- •7.6.2. Изотопы в окружающей среде
- •7.6.3. «Искусственная» радиоактивность
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8. Химия гидросферы
- •8.1. Составляющие гидросферы
- •Мировые запасы воды (Крупнова, 2005)
- •8.2. Аномальные свойства воды и состав природных вод
- •8.3. Водопроводная вода
- •8.4. Химическое загрязнение гидросферы
- •8.4.1. Очистка сточных вод
- •8. Сооружения по обработке осадков сточных вод24
- •О рганические
- •Осадок сточных вод
- •8.4.2. Последствия загрязнения бытовыми сточными водами. Эвтрофикация.
- •8.4.3 Загрязнение углеводородами
- •8.4.4. Загрязнение вод металлами
- •8.4.5. Загрязнение вод синтетическими органическими веществами
- •8.4.6. Пестициды
- •8.4.8. Cинтетические поверхностно-активные вещества
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Химия литосферы
- •9.1. Состав и строение литосферы
- •9.2. Процессы выветривания
- •9.3. Добыча, переработка и использование природных ресурсов (минеральных)
- •9.4. Почвы. Химический состав, свойства, загрязнение
- •9.4.1. Общие для большинства почв реакции
- •9.4.2. Химическое загрязнение почв
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10. Экологический мониторинг
- •Контрольные вопросы
- •Часть II. Практикум по химии окружающей среды
- •I. Техника безопасности и правила поведения в лаборатории
- •1. Общие правила работы в лаборатории
- •2. Техника безопасности и меры предосторожности
- •II. Токсичность Лабораторная работа №1 Воздействие табачного дыма на организм человека
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Задание
- •Лабораторная работа №2 Определение влияния ионов металлов на активность каталазы
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Определение растворенного в воде кислорода
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •2.1. Определение содержания свободной углекислоты
- •2.2. Определение содержания карбонат-ионов.
- •2.3. Определение содержания гидрокарбонат-ионов.
- •Контрольные вопросы
- •IV. Химия гидросферы Лабораторная работа №1 Определение остаточного хлора
- •Теоретическая часть.
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Определение железа
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •2.1. Качественное определение с приближенной количественной оценкой.
- •2.2 Количественное определение общего содержания железа.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Определение окисляемости природных и сточных вод
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •2.1. Определение перманганатной окисляемости
- •Определение бихроматной окисляемости
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Адсорбция меди в почве
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Определение содержания фосфатов в почве
- •Теоретическая часть
- •Экспериментальная часть
- •Ход работы: Построение градуировочного графика
- •Последовательность выполнения измерений на фотоколориметре
- •Определение содержания фосфатов в почве
- •Контрольные вопросы
- •Б иблиографический список
Токсичность 185
Лабораторная работа №1 Воздействие табачного дыма
на организм человека 185
Лабораторная работа №2 Определение влияния ионов
металлов на активность каталазы 188
Химия атмосферы 190
Лабораторная работа №1 Определение серы в топливе 190
Лабораторная работа №2 Определение растворенного
в воде кислорода 191
Лабораторная работа №3 Определение различных форм
углекислоты в природных водоёмах (свободной углекислоты,
карбонат-ионов, гидрокарбонат-ионов) 193
Химия гидросферы 193
Лабораторная работа №1 Определение остаточного хлора 197
Лабораторная работа №2 Определение железа
(качественное, количественное) 200
Лабораторная работа №3 Определение окисляемости
природных и сточных вод (перманганатной и бихроматной) 204
Химия литосферы 210
Лабораторная работа №1 Исследование содержания в
почве горюче-смазочных материалов (ГСМ) 210
Лабораторная работа №2 Адсорбция меди в почве 211
Лабораторная работа №3 Определение содержания
фосфатов в почве 215
Библиографический список 220
Часть I. Основные вопросы химии окружающей среды
Глава 1. Введение
1.1. Что такое химия окружающей среды?
«Вероятно, будет правильным сказать, что термин «химия окружающей среды» не имеет четкого определения. Ясно, что специалисты по химии окружающей среды принимают участие в решении важных вопросов по состоянию окружающей среды — истощению озонового (Оз) слоя стратосферы, глобальному потеплению и им подобных. Кроме того, установлена роль химии окружающей среды в проблемах регионального и локального масштабов — например, влиянии кислотных дождей и загрязнении водных ресурсов» (Андруз и др., 1999).
У студента, приступающего к изучению химии окружающей среды, вполне естественно желание знать – что же такое «химия окружающей среды»? Чтобы ответить на этот вопрос следует ответить и на другой – какое место в системе естественных наук и в системе наук, занимающихся окружающей средой, она занимает?
Экология, часто смешиваемая с наукой об окружающей среде, – наука об организации и функционировании надорганизменных живых систем. Ее предметом являются управляющие надорганизменными системами законы, а объектом – популяции, сообщества и экосистемы вплоть до биосферы.
Охрана окружающей среды изучает окружающую человека среду, ее живые и неживые компоненты и их взаимодействие. Теоретической основой ее является экология применительно к человеку. Не следует путать эту дисциплину с охраной природы. Если охрана окружающей среды ориентирована на охрану здоровья человека и его благополучия и обеспечивающей это благополучие среды обитания, то главной проблемой охраны природы является сохранение естественной природы, не затронутой человеком.
Энвайронменталогия - комплексная дисциплина об окружающей среде, взаимодействии человеческого общества с ней, особенно экономических, социальных, политических, философских и этических аспектах этого взаимодействия. Базируется на теоретических разработках науки об окружающей среде. Энвайронментализм – логичное и неизбежное порождение энвайронментологии – общественное движение за охрану окружающей среды.
В настоящее время в блоке наук об окружающей среде существует несколько химических дисциплин:
экологическая химия - исследует взаимодействия организмов и среды их обитания, опосредованные природными химическими веществами;
токсикологическая химия – химия ядовитых веществ, занимающаяся, главным образом, вопросами их взаимодействия с живыми тканями и организмами;
аналитическая химия окружающей среды – приложение аналитической химии для обнаружения различных веществ в окружающей среде (Зилов, 2006).
Химия окружающей среды, по одному из определений, занимается изучением источников, реакций, поведения химических веществ в водной, почвенной, воздушной среде и действии на них техносферы (Manahan, 2000).
Химия окружающей среды - наука, занимающаяся химическими аспектами окружающей среды. Это направление рассматривает химические процессы, протекающие в биосфере, процессы миграции и трансформации химических соединений природного и антропогенного происхождения в атмосфере, литосфере и гидросфере, дает характеристику основных химических загрязнителей и способов определения уровня загрязнения, разрабатывает физико-химические методы борьбы с загрязнением окружающей среды и др. (Гусакова, 2004).
Химия окружающей среды находится на стыке геохимии, экологии, учений об атмосфере и гидросфере. Комплексный характер дисциплины и ее молодость (химия окружающей среды возникла только с ростом интереса к проблемам окружающей среды в 1960-е - 70-е годы) порождают обширный круг вопросов, подлежащих рассмотрению в нем.
Существующие на сегодня программы, курсы лекций и учебники химии окружающей среды представляют собой довольно пестрое зрелище. В одних химия окружающей среды рассматривается как химия природных сред, и курс сводится к природной химии атмосферы, гидрохимии, химии почв, т. е. к части классической геохимии. Другие авторы рассматривают химию окружающей среды как часть биогеохимии и рассматривают природные биогеохимические циклы и воздействие на них техносферы. Часто в курс химии окружающей среды включаются вопросы промышленной и инженерной экологии, проблемы, связанные с очисткой сточных вод или атмосферных выбросов. Иногда пособия превращаются в справочники по содержанию вредных веществ в окружающей среде.
Авторы попытались рассмотреть становление современного химического состава окружающей среды, механизмы и результаты воздействия на окружающую среду главных классов антропогенных загрязняющих веществ и некоторые глобальные проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды.
