3761
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.А. Забелин
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТЕХНОСФЕРЕ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям
для обучающихся по дисциплине Физико-химические процессы в техносфере по направлению 20.03.01 Техносферная безопасность
профиль: Безопасность технологических процессов и производств
Нижний Новгород
2022
2
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.А. Забелин
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТЕХНОСФЕРЕ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям
для обучающихся по дисциплине Физико-химические процессы в техносфере по направлению 20.03.01 Техносферная безопасность
профиль: Безопасность технологических процессов и производств
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
3
УДК 331.45(075.8)
Забелин, В.А./ Физико-химические процессы в техносфере [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие / В.А., Забелин; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2022. – 16с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW)
Приводится перечень основных тем дисциплины, акцентировано внимание на важнейших разделах. Изложены примерные темы заданий на практические занятия и написания реферата.
Предназначены для студентов дневной формы обучения, в соответствии с современными требованиями направлены на обеспечение глубокого изучения теоретического материала по охране труда, качественной самостоятельной подготовки.
Методическое |
пособие |
составлено |
в |
соответствии |
с |
требованиями |
общегосударственных |
стандартов |
по образованию, |
нормативных документов и учебных |
|||
программ для вузов строительных специальностей.
© В.А., Забелин, 2022
© ННГАСУ, 2022
|
4 |
|
|
Содержание |
|
Введение ....................................................................................................................... |
5 |
|
1. |
Программы и методические указания по изучению разделов............................ |
6 |
2. |
Подготовка к практическим занятиям ................................................................ |
10 |
Заключение................................................................................................................. |
14 |
|
5
Введение
Использование законов физической химии при решении профессиональных задач является обязательной частью грамотной подготовки студентов для работы в сфере специальной оценки условий труда,
промышленной экологии.
Основная цель данного методического пособия ‒ способствовать приобретению студентами специальности 20.03.01 Техносферная безопасность качественных знаний по защите работников от воздействия на них вредных и опасных производственных факторов, воспитанию высоконравственных гражданских и патриотических чувств у студентов.
6
1. Программы и методические указания по изучению разделов
Учебные |
программы по названным дисциплинам |
подготовлены в |
||
соответствии |
с |
требованиями |
Федерального |
государственного |
образовательного стандарта высшего образования.
Содержание разделов учебной дисциплины «Физико-химические процессы в техносфере».
Учитывая ряд особенностей обучения, необходимость самостоятельной работы с определённым количеством литературных источников, рекомендуется обучающимся акцентировать внимание на отдельных вопросах, которые более подробно излагаются ниже.
№ |
Наименование раздела |
|
Содержание раздела |
|
|
|||
п/п |
дисциплины |
|
|
дисциплины |
|
|
||
1 |
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
Характеристика дисциплины |
Введение. |
Характеристика дисциплины. |
|||||
|
и основные задачи курса |
Основные |
понятия, |
термины |
и |
|||
|
|
определения. Основные цели и задачи |
||||||
|
|
курса. |
Устойчивое |
|
развитие |
|||
|
|
экологических |
|
систем |
и |
системы |
||
|
|
человека. Структурная схема дисциплины |
||||||
|
|
и межпредметные связи. Дисциплина в |
||||||
|
|
решении |
комплексных |
задач |
защиты |
|||
|
|
окружающей |
|
среды. |
Экологическая |
|||
|
|
направленность |
|
дисциплины, |
||||
|
|
энциклопедический характер, социальная |
||||||
|
|
направленность |
дисциплины.Роль |
|||||
|
|
физико-химических знаний в обеспечении |
||||||
|
|
безопасности |
|
жизнедеятельности |
||||
|
|
общества. |
|
Влияние |
загрязняющих |
|||
|
|
веществ |
на |
|
природные |
химико- |
||
|
|
биологические |
|
процессы.Экологическая |
||||
|
|
ситуация в России. Качество природной |
||||||
|
|
среды в различных регионах России. |
||||||
|
|
Основные |
|
|
причины |
кризисной |
||
|
|
экологической |
|
ситуации. |
Оздоровление |
|||
|
|
экологической |
|
обстановки, |
|
как |
||
|
|
важнейшая задача устойчивого развития |
||||||
|
|
общества. |
|
|
Основные |
|
решения |
|
|
|
международных форумов по устойчивому |
||||||
|
|
развитию. Демографические проблемы в |
||||||
|
|
России.Актуальные |
проблемы |
|||||
7
|
|
|
|
|
|
промышленной экологии. |
|
|
|
|
||||
2 |
Строение атмосферы. Фото - |
Экохимические процессы |
в |
атмосфере. |
||||||||||
|
химические |
|
реакции |
в |
Строение |
атмосферы. |
Влияние |
|||||||
|
стратосфере |
и |
|
тропосфере. |
содержания |
различных |
|
химических |
||||||
|
Реакция |
образования |
и |
веществ |
на |
свойства |
|
атмосферы. |
||||||
|
разрушения озона. |
|
Формирование |
|
|
вертикального |
||||||||
|
|
|
|
|
|
температурного |
градиента. |
Парниковые |
||||||
|
|
|
|
|
|
газы |
и |
формирование |
климата. |
|||||
|
|
|
|
|
|
Фотохимические |
|
реакции. |
Физико- |
|||||
|
|
|
|
|
|
химические процессы в верхних слоях |
||||||||
|
|
|
|
|
|
атмосферы. Химическое действие полей |
||||||||
|
|
|
|
|
|
высоких энергий.Реакции протекающие |
||||||||
|
|
|
|
|
|
под воздействием |
света |
Механизм |
||||||
|
|
|
|
|
|
протекания |
|
реакций. |
|
|
Закон |
|||
|
|
|
|
|
|
фотохимических |
эквивалентности |
(закон |
||||||
|
|
|
|
|
|
сохранения энергии для фотохимических |
||||||||
|
|
|
|
|
|
реакций) |
|
Работы |
А.Эйнштейна. |
|||||
|
|
|
|
|
|
Квантовый выход реакций. Реакции |
||||||||
|
|
|
|
|
|
фотосинтеза |
в |
|
различных |
частях |
||||
|
|
|
|
|
|
биосферы.Озон |
в |
верхних |
|
слоях |
||||
|
|
|
|
|
|
атмосферы. Цикл Чэмпена. Механизм |
||||||||
|
|
|
|
|
|
разрушения озонового слоя. Разрушение |
||||||||
|
|
|
|
|
|
озонового слоя под воздействием оксидов |
||||||||
|
|
|
|
|
|
азота, атомов хлора, гидроксильных |
||||||||
|
|
|
|
|
|
радикалов. |
Происхождение |
химических |
||||||
|
|
|
|
|
|
соединений |
разрушающих |
озоновый |
||||||
|
|
|
|
|
|
слой.Озон в приземных слоях атмосферы. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
Цикл химических реакций приводящих к |
||||||||
|
|
|
|
|
|
накоплению озона в нижних слоях |
||||||||
|
|
|
|
|
|
тропосферы. Фотооксиданты и перокси- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ацилнитраты. |
Условия |
|
образования |
|||||
|
|
|
|
|
|
городского смога. |
|
|
|
|
|
|||
3 |
Воздействие |
|
озона |
на |
Воздействие |
озона |
на |
экологические |
||||||
|
экологические системы. |
|
системы, |
|
растительные |
|
и |
живые |
||||||
|
|
|
|
|
|
организмы. Озон в городской зоне. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
Источники |
выделения |
|
озона |
в |
||||
|
|
|
|
|
|
техносфере. |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Химические |
процессы |
в |
Соединения серы как главные химические |
||||||||||
|
тропосфере |
|
с |
участием |
загрязнители. |
|
|
|
Наиболее |
|||||
|
свободных радикалов. |
|
распространенные |
соединения |
|
серы. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
Кислородные соединения серы и их |
||||||||
|
|
|
|
|
|
физико-химические свойства. Природные |
||||||||
|
|
|
|
|
|
и антропогенные источники выбросов |
||||||||
|
|
|
|
|
|
сернистого |
и |
серного |
ангидрида. |
|||||
|
|
|
|
|
|
Загрязнение |
атмосферы |
предприятиями |
||||||
8
|
|
|
энергетической |
и |
металлургической |
|||||||
|
|
|
промышленности. Трансконтинентальный |
|||||||||
|
|
|
характер |
распространения |
соединений |
|||||||
|
|
|
серы. Образование аэрозолей и туманов |
|||||||||
|
|
|
под |
воздействием |
соединений серы |
|||||||
|
|
|
Кислотные дожди. Механизм образования |
|||||||||
|
|
|
кислотных дождей. Основные химические |
|||||||||
|
|
|
реакции. |
Жидкофазное |
каталитическое |
|||||||
|
|
|
окисление |
|
сернистого |
ангидрида |
в |
|||||
|
|
|
атмосфереВоздействие |
оксидов |
серы |
на |
||||||
|
|
|
организм |
|
человека. |
|
Синергический |
|||||
|
|
|
эффект с участием оксидов серы. |
|||||||||
|
|
|
Токсические особенности оксидов серы. |
|||||||||
|
|
|
Корреляция |
частоты |
бронхиальных |
|||||||
|
|
|
заболеваний |
и |
концентрации |
оксидов |
||||||
|
|
|
серы. Процессы закисления водоемов и |
|||||||||
|
|
|
изменения водородного показателя воды. |
|||||||||
|
|
|
Гибельное |
|
воздействие |
на |
живые |
|||||
|
|
|
организмы. Буферная емкость водоема. |
|||||||||
|
|
|
Технические |
методы |
предотвращения |
|||||||
|
|
|
закисления |
|
|
водоемов.Кинетика |
||||||
|
|
|
разрушения металлических конструкций в |
|||||||||
|
|
|
зависимости |
от |
величины |
водородного |
||||||
|
|
|
показателя |
|
. Особенности |
разрушения |
||||||
|
|
|
металлических конструкций из черных и |
|||||||||
|
|
|
цветных |
|
|
металлов.Процессы |
||||||
|
|
|
выщелачивания почвы под воздействием |
|||||||||
|
|
|
кислотных дождей. Механизм разрушения |
|||||||||
|
|
|
памятников |
архитектуры |
кислотными |
|||||||
|
|
|
дождями |
|
Основные |
|
химические |
|||||
|
|
|
реакции.Сульфатная коррозия бетонных и |
|||||||||
|
|
|
железобетонных |
|
|
|
конструкций. |
|||||
|
|
|
Биологическая |
коррозия |
|
бетонных |
||||||
|
|
|
конструкций как проявление сульфатной |
|||||||||
|
|
|
коррозии.Основные методы очистки |
|||||||||
|
|
|
отходящих газов от оксидов серы. |
|||||||||
|
|
|
Методы борьбы с сульфатной коррозией и |
|||||||||
|
|
|
обеспечение |
безопасной |
эксплуатации |
|||||||
|
|
|
каменных и металлических конструкций в |
|||||||||
|
|
|
условиях воздействия на них соединений |
|||||||||
|
|
|
серы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Основные |
химические |
Органические вещества как загрязнители |
|||||||||
|
загрязнители атмосферы. |
атмосферы. |
|
|
|
Ароматические |
||||||
|
|
|
углеводороды. Автомобильный транспорт |
|||||||||
|
|
|
и |
промышленные |
предприятия |
как |
||||||
9
|
|
|
|
источники |
выбросов |
|
органических |
|||||||
|
|
|
|
соединений. Проблема бенз(а)пирена, |
||||||||||
|
|
|
|
диоксинов |
органических |
растворителей, |
||||||||
|
|
|
|
моющих |
|
|
средств, |
|
|
красящих |
||||
|
|
|
|
веществ.Изомеры диоксинового ряда, |
||||||||||
|
|
|
|
свойства и получение. Токсические |
||||||||||
|
|
|
|
особенности диоксинов и фуранов. |
||||||||||
|
|
|
|
Диоксин |
|
как |
|
абсолютный |
яд |
|||||
|
|
|
|
представитель |
|
|
|
ксенобиотиков. |
||||||
|
|
|
|
Куммулятивные |
свойства |
диоксинов |
и |
|||||||
|
|
|
|
фуранов. Источники выбросов и миграция |
||||||||||
|
|
|
|
в биосфере. Инженерно-технические |
||||||||||
|
|
|
|
методы |
обеспечения |
безопасности |
на |
|||||||
|
|
|
|
предприятиях, где возможно образование |
||||||||||
|
|
|
|
и эмиссия диоксина в окружающую среду. |
||||||||||
6 |
Массоперенос |
и |
Скорость |
метаболических |
разрушений |
|||||||||
|
трансформация |
|
загрязняющих |
веществ |
в |
атмосфере. |
||||||||
|
загрязняющих |
веществ в |
Рассеивание и миграция.Особенности |
|||||||||||
|
атмосфере. |
|
|
переноса загрязнителей в городской зоне, |
||||||||||
|
|
|
|
остров |
|
|
тепла, |
|
вертикальный |
|||||
|
|
|
|
температурный |
|
градиент. |
Влияние |
|||||||
|
|
|
|
метеоусловий. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
7 |
Химия и экология природных |
Физико-химические |
|
|
особенности |
|||||||||
|
и сточных вод. |
|
Мирового океана. Факторы формирования |
|||||||||||
|
|
|
|
кислотно-основных свойств природных |
||||||||||
|
|
|
|
вод. |
Кислотно-основная |
буферность |
||||||||
|
|
|
|
природных |
вод |
|
и |
окислительно- |
||||||
|
|
|
|
востановительные |
|
процессы |
в |
|||||||
|
|
|
|
гидросфере. Загрязнители гидросферы и |
||||||||||
|
|
|
|
их |
трансформация. |
Эвтрофикация |
||||||||
|
|
|
|
водоемов. |
|
|
Редокс-каталитические |
|||||||
|
|
|
|
процессы с участием кислорода и |
||||||||||
|
|
|
|
пероксида водорода. |
|
|
|
|
|
|||||
8 |
Физико-химические |
Строение литосферы. |
Физикохимические |
|||||||||||
|
процессы |
в |
почвенных |
процессы в литосфере. Почва. Строение и |
||||||||||
|
системах. |
|
|
характеристики |
|
почвы. |
|
Почвенный |
||||||
|
|
|
|
раствор |
|
|
и |
|
|
окислительно- |
||||
|
|
|
|
востановительные процессы в почве. |
||||||||||
|
|
|
|
Коллоиды почв. Загрязнение почв |
||||||||||
|
|
|
|
химическими веществами. |
|
|
|
|
||||||
9 |
Физико-химические |
Значение вторичной переработки отходов. |
||||||||||||
|
процессы |
при |
переработке |
Технологии |
вторичной |
|
переработки |
|||||||
|
твердых отходов. |
|
отходов |
и |
факторы |
влияющие |
на |
|||||||
|
|
|
|
эффективность |
и |
безопасность |
процесса |
|||||||
|
|
|
|
утилизации |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10
СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ В БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
1. Характеристика дисциплины и основные задачи курса
Методические указания: необходимо знать характеристику дисциплины. Основные понятия, термины и определения. Основные цели и задачи курса. Устойчивое развитие экологических систем и системы человека.
Структурная схема дисциплины и межпредметные связи. Дисциплина в решении комплексных задач защиты окружающей среды. Экологическая направленность дисциплины, энциклопедический характер, социальная направленность дисциплины. Роль физико-химических знаний в обеспечении безопасности жизнедеятельности общества. Влияние загрязняющих веществ на природные химико-биологические процессы. Экологическая ситуация в России.
Качество природной среды в различных регионах России. Основные причины кризисной экологической ситуации. Оздоровление экологической обстановки,
как важнейшая задача устойчивого развития общества. Основные решения международных форумов по устойчивому развитию. Демографические проблемы в России. Актуальные проблемы промышленной экологии.
2. Строение атмосферы. Фото - химические реакции в стратосфере и тропосфере. Реакция образования и разрушения озона.
Методические указания: необходимо знать экохимические процессы в атмосфере. Строение атмосферы. Влияние содержания различных химических веществ на свойства атмосферы. Формирование вертикального температурного градиента. Парниковые газы и формирование климата. Фотохимические реакции. Физико-химические процессы в верхних слоях атмосферы.
Химическое действие полей высоких энергий. Реакции протекающие под воздействием света Механизм протекания реакций. Закон фотохимических эквивалентности (закон сохранения энергии для фотохимических реакций)
Работы А.Эйнштейна. Квантовый выход реакций. Реакции фотосинтеза в различных частях биосферы. Озон в верхних слоях атмосферы. Цикл Чэмпена.