Методичні рекомендації

  Науково-технічний прогрес, який дає людині багато благ, одночасно справляє і негативний вплив на навколишню природу. В результаті такого прогресу порушується біологічна рівновага.

 В результаті спалювання палива й інших промислових процесів за останні 100 років в атмосферу виділено близько 400 млрд. т оксиду вуглецю (IV); його концентрація в атмосфері зросла на 18%. За рік в атмосферу викидається більше 200 млн. т оксиду вуглецю (II), більше 50 млн. т оксидів азоту. Один лише авіалайнер за 8 год польоту споживає 50 - 70 т кисню, тобто та кількість, яка виробляє за той же час 25 -50 тис. га лісу. Якщо вміст оксиду вуглецю (IV) в атмосфері подвоїться, то за рахунок "парникового ефекту" середня температура земної поверхні підвищиться на 4^оС.    У промислово розвинених країн на одного жителя щорічно в атмосферу потрапляє до 150 -200 кг пилу, золи та інших промислових викидів. За добу промисловість світу скидає понад 100 млн. м³ стічних вод.

Потужним джерелом забруднення атмосфери є всі види транспорту, що працюють на теплових двигунах. Викидаються ними речовини в цілому ідентичні газоподібним відходам промислового походження. З вихлопними газами автомобілів у повітря потрапляють оксиди вуглецю, азоту, сірки, альдегіди, незгорілі вуглеводні, а також продукти, що містять хлор, бор, фосфор і свинець. Забруднюють атмосферу дизельні двигуни автомобільного, водного та залізничного транспорту.   У великих містах - Лондоні, Лос-Анжелесі, Чикаго, Токіо, Мілані та інших - буває густий туман, смог, токсичний від наявності в ньому отруйних вихлопних автомобільних газів. Смог з'являється в наслідок фотохімічних реакцій оксидів азоту, незгорілих вуглеводнів з озоном. 

  У забруднення атмосфери вносить чималий вклад повітряний транспорт. Двигуни літаків викидають альдегіди, 3,4-бензпірен, бензол і його гомологи.    Шкідливий вплив на гідросферу надають продукти нафтохімічних підприємств, сира нафта, яку перевозять танкерами. Дослідження Атлантичного океану і шельфових вод Європи і Північної Америки показують, що рівень забруднення у відкритому океані в 2 - 3 рази менше, ніж у прибережних водах, де плівка з нафти тримається більш тривалий час. 1 т нафти здатна покрити тонкою плівкою поверхню водного масиву площею 1200га.

Крім того, в різних галузях промисловості використовується величезна кількість нових сполук, відсутніх у природі. Щороку їх синтезується в світі більше 250 тис., з них близько 300 знаходять промислове застосування і можуть потрапити в навколишнє середовище. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, серед хімічних сполук, що використовуються у промисловому масштабі, приблизно 40 тис. шкідливі для людини. Процес забруднення навколишнього середовища невластивою їй речовинами, раніше носив локальний характер, останнім часом набула глобальних масштабів. Особливо забруднення середовища такими невластивими біосфері елементами, як свинець, ртуть, кадмій. Потужність техногенного впливу на живу природу досягла такої величини, що виникла небезпека незворотних змін за рахунок порушення складених протягом мільйонів років природних динамічних рівноваг. Навіть забруднення середовища такими характерними для природних кругообігів речовинами, як нітрати, солі амонію, фосфати, досягло на значних ділянках земної поверхні концентрацій, при яких природні механізми виявляються недостатніми для плавного включення цих речовин в круговорот. У результаті, наприклад, у багатьох великих водоймах земної кулі сталося різку зміну в екосистемах, що призвело до великого збідніння видами живих організмів.

Який же вихід бачить наука, зокрема хімія, із ситуації екологічної кризи? Адже хімізація промислового і сільського господарства не означає руйнації всього живого, а, навпаки, пропонує шляхи вирішення проблем сучасності. Перш за все це створення технологій, за якими більшість природних ресурсів, що втягуються в господарський оборот, повинна буде перетворюватися в корисну продукцію. Ту частину, яку на сучасному рівні розвитку науки і техніки не можна використовувати, необхідно знешкодити. Вже сьогодні промислові об'єкти мають очисні споруди для стічних вод, газо-та пилоуловлювальні пристрої, впроваджуються замкнуті системи водопостачання, маловідходні технологічні системи.

Для очищення повітря і рідин від шкідливих домішок хіміки-технологи застосовують абсорбційні, адсорбційні і каталітичні методи. При абсорбції шкідливих речовин відбувається їх розчинення в усьому обсязі поглинача або хімічну взаємодію в абсорбційної рідини (переважно у воді) з реагентом. Процес адсорбції заснований на здатності деяких дрібнопористі речовин (вугілля, силікагель) поглинати розчинені або газоподібні речовини своєю поверхнею. Наприклад, якщо в камеру, де утворюється небажаний оксид сірки (IV), ввести вапняк, негашене вапно або доломіт CaCO₃, MgCO₃, то відбудеться реакція :

2CaO +2SO₂ + O₂ = 2CaSO₄

  Cульфат кальцію знаходить застосування у сірчанокислотному виробництві та будівництві.    Вапняк, а вірніше, розчин карбонату кальцію для уловлювання оксиду сірки (IV) застосовується на ТЕС. На жаль, це не вирішує екологічної проблеми повністю, оскільки утворюються відходи у вигляді сульфат кальцію, йде просто у відвал. Крім того, витрати на будівництво сірковловлюючих установок нині діючих ТЕС складають 50% вартості всієї станції.

 Велику увагу хіміки-технологи приділяють виробництву таких нових хімічних засобів захисту рослин, які повністю розкладаються протягом кількох тижнів, а то й годин після їх внесення на поля. Синтетичні миючі засоби, вироблені в нашій країні, у стічних водах руйнуються біологічним шляхом до нешкідливих продуктів.   Екологічної хімією розробляються окремі промислові виробництва за схемою біоценозів, в яких види живих організмів пов'язані між собою так, що не відбувається "випадання" з круговороту хімічних елементів або речовин: відходи одного підприємства служать сировиною для іншого. Створюються системи комплексного виробництва шляхом територіального і функціонального об'єднання виробництв, що використовують різні боки використовуваного сировини.

У рішенні екологічної проблеми хіміки працюють у тісній співпраці з біологами, фізиками, географами, застосовуючи математичне моделювання і кібернетику.