Главная >> Химия 10 класс. Базовый уровень. Кузнецова

Дополнительный материал к главе 14

Защита окружающей среды от загрязнения и воздействия вредных органических веществ (окончание)

Запуск ракет и высотные полёты реактивных самолётов разрушают озоновый слой. Так, например, при общей массе орбитального корабля «Спейс Шаттл» 114 т и массе полезного груза 29,5 т (челнок) в процессе подъёма до высоты 50 км твёрдотопливная ракетная система выбрасывает 187 т углерода и его соединений, 7 т оксидов азота и уничтожает за полёт 10 млн т озона.

Другой причиной истощения озонового слоя предположительно являются фреоны (фторхлоруглеводороды, в частности CF₂Cl₂, CFCl₃). Они широко применяются в холодильных установках как хладагенты, а также как вещества, создающие повышенное давление в аэрозольных баллончиках. Существует мнение, что фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, вызывают разрушение озонового слоя Земли. В процессе фотохимического разложения фреонов образуется атомарный хлор, который активно реагирует с озоном:

Процессы взаимодействия оксидов азота и атомарного хлора с молекулами озона постоянно возрождаются (т. е. являются цепными радикальными процессами). Каждая из радикальных частиц вызывает разрушение большого количества озона, вызывая истощение озонового слоя, что способствует увеличению числа раковых заболеваний. Это явилось причиной принятия Международной конвенции по запрещению производства и применения фторхлоралканов в качестве хладагентов и аэрозольных веществ.

Поливинилхлоридные материалы (ПВХ) широко используются в изготовлении линолеума, искусственной кожи, изоляции для проводов, пропиток для тканей и других материалов. Они применяются не только для производственных нужд. Мы используем их и в повседневной жизни. Массовое применение поливинилхлоридных изделий остро ставит вопрос об их утилизации. Наиболее простым, дешёвым, но экологически и химически безграмотным способом утилизации отработанных материалов является сжигание. При этом образуются чрезвычайно токсичные продукты — диоксины. Даже в чрезвычайно малых концентрациях диоксин вызывает тяжёлые заболевания. Попадая с дождём в почву и воду, диоксины заражают и их.

Примером масштабного губительного действия диоксинов на растения и человека является применение американской армией во время войны с Вьетнамом дефолиантов (от лат. folium — «лист»), веществ, способствующих удалению листвы с деревьев, загрязнённых диоксидами. Следовательно, важной эколого-химической проблемой является разработка методов безопасного уничтожения использованных изделий из ПВХ.

Пестициды (от лат. pestis — «зараза» и caedere — «убивать») — ядохимикаты, используемые для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений. Их массовое применение также порождает серьёзнейшие экологические проблемы. Из галогенопроизводных углеводородов, относящихся к пестицидам, наибольшую популярность и распространение получили ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан) и 1,2,3,4,5,6-гексахлорцикло- гексан, который называют гексахлораном. В настоящее время в большинстве стран, в том числе в России, запрещено использование ДДТ, но другие ядохимикаты продолжают применяться. На смену галогенопроизводным пришло новое поколение пестицидов (например, на основе фосфорсодержащих органических веществ). Но они также небезвредны. Например, дихлофос, который используют в быту для борьбы с мухами и другими насекомыми, обладает нервно-паралитическим действием.

Пестициды ядовиты для животных и человека. Они накапливаются в почве и сохраняются в ней, не разлагаясь, десятилетиями. С пищей пестициды попадают в организм животных, концентрируясь в пищевой цепи. Широко известны случаи обнаружения ДДТ у пингвинов в Антарктиде, у грудных детей, получивших его с молоком матери. Даже незначительные дозы ДДТ и гексахлорана в водоёмах подавляют развитие планктона, жизнедеятельность рыб, губительно действуют и на птиц, у которых нарушается обмен веществ, не образуется скорлупа, а также угрожает вымиранием целых видов животных.

В настоящее время ведётся интенсивная разработка нового поколения пестицидов — веществ избирательного действия, опасных только для насекомых определённого вида.

Кислородсодержащие органические соединения. Загрязняют окружающую среду такие кислородсодержащие органические соединения, как спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, а также их производства. Из спиртов наибольшую экологическую опасность представляет токсичный метиловый спирт. Он чрезвычайно ядовит, а при попадании в организм метанол очень быстро окисляется до чрезвычайно токсичного формальдегида. Особенную тревогу вызывают возрастающие объёмы производства метилового спирта и применение его в качестве растворителя и сырья для промышленного синтеза многих органических соединений. В перспективе производство метилового спирта будет расширяться, так как намечается его широкое использование в качестве топлива или добавок к топливу транспортных средств. Экологические проблемы, связанные с фенолами и альдегидами, отражены в дополнительном материале к главе «Кислородсодержащие органические соединения».

Азотсодержащие органические соединения. В производствах, связанных с получением и применением аминов, часто используют высокотоксичные соединения (фосген, цианиды, сероуглерод и др.). Также происходит выброс токсичных веществ в атмосферу и выброс содержащих их сточных вод в водоёмы. Внедрение новых, более безопасных технологий уменьшит опасные выбросы в атмосферу.

Многие нитросоединения, ароматические амины и почти все азокрасители обладают канцерогенными (вызывающими раковые заболевания) свойствами. Поэтому запрещено применять в пищевых продуктах, например, n-диметиламиноазобензол, который до 70-х гг. XX в. использовался для подкрашивания сливочного масла, и амарант, употреблявшийся для подкрашивания некоторых пищевых продуктов, косметических средств, лекарственных препаратов. Содержание вредных веществ в такой продукции не должно превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК) вредных веществ, устанавливаемую в процессе медицинских исследований и выражаемую обычно в г/м^З, мг/м^З.

Меры предотвращения экологических последствий заключаются в переходе производств на новые экологически безопасные технологии (сухой способ тушения кокса инертным газом, использование систем полного замкнутого водооборота и др.), улавливании и полном использовании коксового газа и каменноугольной смолы, применении эффективных методов очистки и обезвреживании отходов и стоков, жёстких методах контроля технологических процессов, размещение химических производств на территориях, отдалённых от жилых комплексов.

<<< К началу параграфа