Презентация по химии на тему "Химическая экология"

• 1 слайд

  Химическая экология.
  В биосфере миграция
  химических элементов
  происходит при обязательном
  непосредственном или
  опосредственном участии
  живых организмов.
  В.И. Вернадский
  Можно, пожалуй, сказать,
  что назначение человека
  заключается в том, чтобы
  уничтожить свой род,
  предварительно сделав земной шар
  непригодным для обитания.
  Жан Батист Ламарк
  Загрязнители окружающей среды оказывают вредное воздействие на человеческий организм, но наиболее коварными из них являются вещества, которые при проникновении в человеческий организм вызывают изменения в клетках мозга, и, как следствие этого – в поведении.
  Дж. О. М. Бокрис
  

• 2 слайд

  Химическая экология – раздел экологии, науки об основах рационального природопользования и охраны окружающей среды.
  Она изучает разнообразные химические процессы в окружающей среде, естественные кругообороты веществ и влияние на них деятельности человека, химические методы и средства защиты окружающей среды.
  
  

• 3 слайд

  Атмосфера: озоновые дыры, кислотные дожди, смоги и парниковые газы.
  
  Вода: загрязнение водных бассейнов и потеря многих источников пресной воды, эвтрофикация, т. е. старение и гибель водоемов плюс создание условий для развития патогенной микрофлоры.
  
  Почва: бездумные агрономические мероприятия плюс активная химизация народного хозяйства, в результате — болота, солончаки, пустыни, эрозии разных типов.
  
  Здесь же литосфера: только за последние 30 лет планета потеряла 30% своих естественных ресурсов.
  
  Организмы: нарушение естественных функций, подавление иммунитета как созданием новых пород, сохранением ослабленных форм, так и лекарствами, отходами, «большой химией» — от удобрений до ядохимикатов — и просто ядами — химическим оружием.
  

• 4 слайд

• 5 слайд

• 6 слайд

  Роль химической экологии в общей системе экологических знаний и природоохранной деятельности возрастает по нескольким причинам:
  1. Среди факторов, нарушающих природные равновесия, химические вещества различного происхождения имеют первостепенное значение.
  
  2. Химические факторы более заметны и легче поддаются анализу, чем, например, изменения биологического или географического фактора.
  
  3. Химическим методам и средствам (химической технологии) принадлежит ведущая роль в охране окружающей среды.
  

• 7 слайд

  Поэтому роль химии в решении экологических проблем значительна, в особенности на современном этапе:
  изучая состав, строение и свойства веществ, химия должна объяснить, как ведёт себя то, или иное вещество в атмосфере, почве, водной среде, какие воздействия оказывают оно и продукты его превращений на биологические системы;
  
  раскрывая механизмы биогеохимических процессов в природном круговороте элементов, химия способствует решению задачи наиболее естественного «безболезненного» вхождения промышленного производства в природные циклы, делая его частью какой-либо экосистемы;
  
  используя разнообразные методики химико-аналитического контроля состояния объектов окружающей среды или качества готовой продукции ряда отраслей промышленности (пищевой, нефтехимической, микробиологической, фармацевтической и т.д.), химия позволяет получить информацию, необходимую для последующего принятия решений о предотвращении поступления вредных веществ в контролируемые объекты, очистке этих объектов, способах их защиты и т.д.
  

• 8 слайд

  Задачи химической экологии как науки:
  Изучение естественных круговоротов веществ в природе и влияние на них антропогенного фактора.
  
  2. Исследование закономерностей накопления, пространственно временного распределения и физико-химических превращений загрязнителей окружающей среды под действием различных природных факторов и антропогенного воздействия.
  
  3. Разработка методов и средств анализа, мониторинга
  и защиты окружающей среды.
  
  4. Создание научных основ для изменения старых и создания новых экологически чистых и ресурсосберегающих технологий.
  
  5. Предсказание и предотвращение экологических кризисов на основе анализа человеческой деятельности в конкретном регионе или биосфере в целом.
  

• 9 слайд

  Методы:
  
  Специфическими для данной науки являются методы, сочетающие высокоэффективное разделение (например, хроматография, мембранные процессы) и количественное определение с одновременной идентификацией
  (масс-спектрометрия, спектроскопия в инфракрасной области, атомно-абсорбционная и т. п.).
  Для выявления механизмов превращения отдельных загрязнителей окружающей среды или групп соединений под действием антропогенных факторов в рамках экологической химии широко применяются методы лабораторного и численного моделирования химических процессов в геосферах.
  Сегодня химические экологи также используют генетические и геномные методы, чтобы понять пути биосинтеза и передачи сигналов, лежащие в основе химически опосредованных взаимодействий.
  

• 10 слайд

  В 1984 году вышла книга «Химия защищает природу»
  Фадеев Г.Н.
  До недавнего времени экологическая химия представляла собой, по существу, химию окружающей среды, основными направлениями которой было: уничтожать загрязнители, поступившие в окружающую среду, локализовать их распространение или ограничивать их появление.
  
  «Химия защищает природу!»
  
  Сегодня набирает силу качественно новый поход – химия для сохранения окружающей среды.
  
  Основа предлагаемого подхода – подбор исходных материалов и создание таких технологий, которые позволяют вообще исключить использование вредных веществ и появление выброса отходов, небезопасных для окружающей среды. 
  «Помогая – не навреди!».
  
  

• 11 слайд

  Прежде всего, это касается основ химического производства, в которых происходят существенные изменения.
  Во-первых, замена традиционных углеводородных источников энергии экологически приемлемыми – «зелеными»: водородная технология; топливные элементы; биодизель; энергосберегающие технологии.
  
  Во-вторых, использование возобновляемых ресурсов: крахмал, целлюлоза, сахар; новые поверхностно-активные вещества; использование биомассы.
  
  В-третьих, «мягкие» химические технологии: микрореакторная техника; микроволновая технология; химия высоких энергий; новые регулирующие устройства; устройства для топливных элементов.
  
  В-четвертых, «мягкие» методы химико-технологического синтеза: микрогетерогенный катализ; гомогенный катализ; ферментативный катализ; альтернативные растворители; новые реагенты; новые принципы технологии очистки стоков.
  

• 12 слайд

  Как научное направление, зеленая химия возникла в 90-е годы прошлого века.
  
  Официально датой её «рождения» можно считать 1998 год, когда в Нью-Йорке издательством Оксфордского университета была выпущена книга «Зеленая химия: теория и практика».
  Её написали Уорнер – президент и главный технолог Института зеленой химии Уорнера Бэбкока и Анастас – глава Института зеленой химии американского химического общества (Йельский университет).
  
  Объединив свои усилия сформулировали 12 принципов, которыми должны руководствоваться исследователи, работающие в области зеленой химии.
  

• 13 слайд

  Если группировать эти принципов, то можно выделить три основных направления, по которым призывает двигаться зеленая химия.
  Замена традиционных органических растворителей (которые, как правило, получены из нефти).
  Возобновляемые экологически безопасные исходные реагенты (как правило, получающиеся не из нефти).
  Новые методы синтеза с использованием высоко селективных катализаторов.
  

• 14 слайд

  Уже применяется углекислый газ CO2 в сверхкритическом состоянии для извлечения кофеина из кофейных зерен, эфирных масел из растений – процессов, в которых раньше использовались небезопасные для человека органические растворители.
  
  Сверхкритический CO2 всё шире используется в качестве растворителя для целого ряда химических реакций. Так со 100% выходом идет процесс синтеза уксусной кислоты из метанола и CO, растворенного в CO2, в присутствии катализатора на основе металла родия Rh.
  
  Кроме того используют другие растворители в сверхкритичесом состоянии – вода, аммиак, этан, пропана и другие, которые могут быть использованы в оборотной безотходной технологии.
  

• 15 слайд

  Сегодня в США биотехнологическим путем получают около 10 000 000 тонн топлива из кукурузы.
  
  В России такого рода бионефтехимический комплекс создается в Омской области, и будет способен выдавать более 100 000 тонн биоэтанола в год.
  Кроме этого, он сможет выпускать экологически чистые добавки к моторному топливу, полученные из растительного сырья, а также биополимеры, аминокислоты, органические кислоты и другие продукты, имеющие стратегическое значение для развития экономики России.
  

• 16 слайд

  Валерий Васильевич Лунин представлял Россию на Учредительном съезде «Международной зеленой ассоциации», который состоялся в Венеции (Италия) в декабре 2005 г. Вскоре после этого в 2006 г. на химическом факультете МГУ им. возник Научно-образовательный центр «Химия в интересах устойчивого развития – зеленая химия». В 2008 году в России под эгидой ЮПАК была проведена Международная конференция.
  Участниками Конференции бы сформулирован общий методологический подход, «позволяющий химикам всех направлений учитывать в своей работе вопросы экологической приемлемости, энергетической и химической эффективности новых методов получения веществ и новых химических технологий»
  
  

• 17 слайд

  В некоторых ведущих региональных университетах России уже несколько лет ведется подготовка специалистов по проблемам зеленой химии.
  В Таганрогском университете на кафедре «Химия и экология» создан Экоцентр. Научно-исследовательская и учебно-методическая работа в нем ведется в двух основных направлениях: «Инженерная экология» и «Общая и химическая экология».
  Работает воскресная химико-экологическая школа «Зеленая химия» для учащихся с 8-го по 11-й классы. Цель занятий в этой воскресной школе – углубление знаний в области химии, экологии и смежных с ними наук.
  

• 18 слайд

  Михаилом Васильевичем Ломоносовым, была высказана мысль: «широко распростирает химия руки свои в дела человеческие».
  
  Сегодня эта мысль отражает всеобщность влияния химии на ход развития цивилизации. В современных необычайно возросших масштабах антропогенного химического преобразования веществ, необходим учет даже далеких возможных последствий проникновения химии «в дела человеческие».