Основные проблемы в современной химии

В крупных  городах - Лондоне, Лос-Анжелесе, Чикаго, Токио, Милане и других - бывает густой туман, смог, токсичный от наличия  в нём ядовитых выхлопных автомобильных  газов. Смог появляется в следствие фотохимических реакций оксидов азота, несгоревших углеводородов с озоном.

В загрязнение  атмосферы вносит немалый вклад  воздушный транспорт.

Двигатели самолётов выбрасывают альдегиды, 3,4-бензпирен, бензол и его гомологи.

Вредное воздействие на гидросферу оказывают  продукты нефтихимических предприятий, сырая нефть, перевозимая танкерами. Исследования

Атлантического  океана и шельфовых вод Европы и Северной Америки показывают, что  уровень загрязнения в открытом океане в 2 - 3 раза меньше, чем в прибрежных водах, где плёнка из нефти держится более продолжительное время.

1 т нефти  способна покрыть тонкой плёнкой  поверхность водного массива  площадью 1200га.

Кроме того, в различных отраслях промышленности используется громадное количество новых соединений, отсутствующих  в природе. Ежегодно их синтезируется  в мире более 250 тыс.,из них около 300 находят промышленное применение и могут попасть в окружающую среду. По данным Всемирной организации здравоохранения, среди химических соединений, используемых в промышленном масштабе, примерно 40 тыс. вредны для человека. Процесс загрязнения окружающей среды несвойственной ей веществами, раньше носивший локальный характер, в последнее время принял глобальные масштабы. Особенно загрязнение среды такими несвойственными биосфере элементами, как свинец, ртуть, кадмий. Мощность техногенного воздействия на живую природу достигла такой величины, что возникла опасность необратимых изменений за счёт нарушения слагавшихся в течение миллионов лет природных динамических равновесий. Даже загрязнение среды такими характерными для природных круговоротов веществами, как нитраты, соли аммония, фосфаты, достигло на значительных участках земной поверхности концентраций, при которых природные механизмы оказываются недостаточными для плавного включения этих веществ в круговорот. В результате, например, во многих крупных водоёмах земного шара произошло резкое изменение в экосистемах, что привело к большому обеднению видами живых организмов.

Какой же выход видит наука, в частности  химия, из создавшегося экологического кризиса? Ведь химизация промышленного  и сельского хозяйства не означает разрушения всего живого, а, наоборот, предлагает пути решения проблем  современности.Прежде всего это создание технологий, по которым большая часть природных ресурсов, вовлекаемых в хозяйственный оборот, должна будет преобразовываться в полезную продукцию. Ту часть, которую на современном уровне развития науки и техники нельзя использовать, необходимо обезвредить. Уже сегодня промышленные объекты имеют очистные сооружения для сточных вод, газо- и пылеулавливающие устройства, внедряются замкнутые системы водоснабжения, малоотходные технологические системы.

Cульфат кальция находит применение в сернокислотном производстве и строительстве.

Известняк, а вернее, раствор карбоната кальция  для улавливания оксида серы (IV) применяется  на ТЭС. К сожалению, это не решает экологической проблемы полностью, так как образуются отходы в виде сульфита кальция, идущего просто в  отвал. Кроме того, затраты на строительство  сероулавливающих установок ныне действующих  ТЭС составляют 50% стоимости всей станции.

Большое внимание химики-технологи уделяют  производству таких новых химических средств защиты растений, которые  полностью разлагаются в течение  нескольких недель, а то и часов  после их внесения на поля. Синтетические  моющие средства, производимые в нашей  стране, в сточных водах разрушаются  биологическим путём до безвредных продуктов.

Экологической химией разрабатываются отдельные  промышленные производства по схеме  биоценозов, в которых виды живых  организмов связаны между собой  так, что не происходит "выпадения" из круговорота химических элементов  или веществ: отходы одного предприятия  служат сырьём для другого. Создаются  системы комплексного производства путём территориального и функционального объединения производств, использующих разные стороны используемого сырья.

В решении  экологической проблемы химики работают в тесном сотрудничестве с биологами, физиками, географами, применяя математическое моделирование и кибернетику.

Наблюдается быстрое расширение источников химического  сырья. В производственную сферу  вовлекается всё большее число  химических элементов (вплоть до трансурановых), достигается более полная комплексная  переработка природных веществ, разрабатываются планы использования  таких источников сырья, как Мировой  океан. Усиление искусственного химического  воздействия на природные процессы часто приводит к нарушению установившихся природных химических циклов, к их разрывам и деформациям. Это осложняет  т. н. экологическую проблему — задачу сохранения и научного регулирования  среды обитания. Существенным для  решения этой задачи является создание замкнутых, безотходных химических производств, формирование регулируемых химических циклов в системе природа  — общество как важная часть мероприятий  по охране природы и окружающей среды.

Основными источниками, загрязняющими окружающую среду, кроме собственно химической промышленности, являются металлургия, автомобильный транспорт, тепловые электростанции. Они дают большой  объем газообразных отходов, загрязняют водоемы рек и озер сточными водами, используемыми в технологических  целях. Газообразные отходы содержат оксиды углерода, серы, азота, соединения свинца, ртути, бензопирен, сероводород и другие вредные вещества. В связи со сжиганием топлива в больших объемах возникла проблема снижения концентрации кислорода и озона в атмосфере, получившая название «кислородного голодания».

К твердым  отходам относятся отходы горнодобывающей  промышленности, строительный и бытовой  мусор. Сточные воды содержат многие неорганические соединения — ионы ртути, цинка, кадмия, меди, никеля и  т. д. Пятая часть вод Мирового океана загрязнена нефтью и нефтепродуктами. Значительный ущерб водоемам вследствие вымывания удобрений из почвы  наносят загрязнения, связанные  с сельскохозяйственным производством. Вредные вещества из воздуха и  воды попадают в почву, в которой  накапливаются тяжелые металлы, радиоактивные элементы.

В организм человека вредные вещества попадают через воздух, воду и пищу. Таким  образом, человечество, пройдя ряд этапов развития — от огня костра до термоядерной бомбы, — в начале XXI века оказалось в условиях, когда в очередной раз встал вопрос о его выживании. Угроза экологической катастрофы требует решительного пересмотра отношений современной «химической» цивилизации и природы в сторону оптимизации этих отношений. Задача заключается в том, чтобы через новые технологии гармонизировать отношения «общество — природа» таким образом, чтобы компенсаторных возможностей окружающей среды было достаточно для нейтрализации антропогенных воздействий на нее[2].

Новые технологии по своим параметрам должны приближаться к природным процессам, отличаться от промышленных своей безотходностью или малоотходностью. В безотходном производстве технологический цикл «сырье — производство — использование готового продукта — вторичное сырье» вписывается в окружающую среду, не нарушая экономического развития. В настоящее время наметились следующие пути решения сложных экологических проблем: комплексная переработка сырья; пересмотр традиционных процессов и схем получения известных продуктов; внедрение бессточных и замкнутых схем водопотребления; очистка выбрасываемых газов; использование промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных и энергетических потоков. 
 
 

Заключение. 

Химия в сотрудничестве с биологией  внедряют в сельское хозяйство новые  технологии, позволяющие уничтожать, как сорные растения, так и получать повышенные урожаи. Это немаловажно, так как прирост населения  Земли стремительно растёт, а следовательно проблема продовольствия и энергии займёт ведущее место. Использование атомной энергии позволяет отказаться от природного угля и нефти. Вследствие этого снижаются выбросы продуктов их горения, которые возможно привели бы к "парниковому эффекту "на Земле.

Казалось  бы, то ничтожно малое (по сравнению  с углем и нефтью) количество топлива  для АЭС должно быть безопасным, но дело далеко не так, ярким примером может служит авария на ЧАЭС.

По-моему, любой способ извлечения энергии  ( в любом виде) из недр Земли представляет собой совокупность положительных и отрицательных черт, и как мне кажется, преобладают далеко не положительные. На мой взгляд, существует только один практически безопасный способ добычи энергии: активное использование энергии Солнца и ветра, исключая использование энергии вод Мирового Океана. 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы:

1."Химия  и научно-технический прогресс"  И.Н.Семёнов, А.С. Максимов

А.А.Макареня.

2."Природные    ресурсы     земли     и     охрана     окружающей     среды"

Н.С.Подобедов.

3. "Химия  вокруг нас" Ю.Н.Кукушин.

4.  Войтович  В.А., Мокеева Л.Н.  Биологическая коррозия.

5. Краткая  химическая энциклопедия под  редакцией И.А. Кнуянц и др