Химия окружающей среды (стр. 1 )

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Иркутская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра неорганической, органической и биологической химии

ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Методические указания по изучению дисциплины

и задания для контрольных работ

для студентов заочной формы обучения специальности 080101 Экономическая безопасность

Иркутск

2014

УДК

Печатается по решению методического совета агрономического фак-та ИрГСХА, протокол № 1 от 21 октября 2014 года

Составитель: к. с-х. н.

Химия окружающей среды: Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольных работ студентов заочной формы обучения специальности 080101 Экономическая безопасность. – 41с.

Рецензент: к. б.н., доцент кафедры земледелия и растениеводств

© Иркутская государственная

сельскохозяйственная академия, 2014

© , 2014

Содержание

Введение	5
Глава 1. Предмет и задачи химии окружающей среды, ее связь с другими дисциплинами	7
Контрольные вопросы по теме	8
Глава 2. Основные физико-химические процессы в атмосфере	8
2.1. Строение и состав атмосферы	9
2.1.1. Термосфера	9
2.1.2. Мезосфера. Цикл озона	10
2.1.3. Стратосфера. Цикл серы. Кислотные дожди	11
2.1.4. Тропосфера. Цикл перекисного радикала	12
2.1.5. Тропосфера. Цикл гидроперекисного радикала. Смог	12
2.2. Загрязнение атмосферы	14
2.2.1. Парниковые газы	14
2.2.2. Тяжелые металлы	15
2.3. Защита атмосферы	16
Контрольные вопросы по теме	16
Глава 3. Физико-химические процессы в гидросфере	17
3.1. Компоненты природной воды	18
3.2. Важнейшие химические элементы в природных водах	18
3.3. Основное равновесие в водоеме. Трофические цепи	20
3.4. Донные отложения. Эвтрофирование водоема	21
3.5. Загрязнение водоемов и их охрана	22
Контрольные вопросы по теме	24
Глава 4. Физико-химические процессы в литосфере	24
4.1. Строение литосферы и структура земной коры	24
4.2. Химический состав земной коры	25
4.3. Педосфера	26
4.3.1. Физико-химические основы плодородия	26
4.3.2. Биокомпоненты почвы	27
4.4. Загрязнение почвы	28
4.4.1. Удобрения. Тяжелые металлы	28
4.4.2. Ядохимикаты	30
4.5. Сохранение почвы	31
Контрольные вопросы по теме	31
Глава 5. Происхождение биосферы. Экохимические проблемы биосферы	32
5.1. Биогенные элементы	33
5.2. Действие химических факторов на организмы	34
5.2.1. Хемомедиаторы	34
5.2.2. Виды токсического действия поллютантов	35
5.3. Защита биосферы	36
Контрольные вопросы по теме	37
Рекомендации по выполнению и оформлению контрольной работы и таблица заданий для контрольных работ	37
Задания для контрольных работ	38
Рекомендуемая литература	41

Введение

Химия окружающей среды – наука, занимающаяся химическими аспектами окружающей среды. С одной стороны она – часть химии, такая же, как органическая химия, физическая химия или биохимия, с другой стороны – она изучает окружающую человека среду.

В основе процессов, обусловливающих современное состояние биосферы, лежат химические превращения веществ. Химические ас­пекты проблемы охраны окружающей среды формируют новый раз­дел современной химии, названный химией окружающей среды. Это направление рассматривает химические процессы, протекающие в биосфере, процессы миграции и трансформации химических соеди­нений природного и антропогенного происхождения в атмосфере, литосфере и гидросфере, дает характеристику основных химических загрязнителей и способов определения уровня загрязнения, разраба­тывает физико-химические методы борьбы с загрязнением окру­жающей среды и др.

Цели изучения дисциплины

Целями изучения дисциплины «Химия окружающей среды» являются ознакомление студентов с главными химическими процессами протекающими в окружающей среде и определяющими современный химический облик Земли.

Задачи дисциплины:

·  изучение химических процессов, протекающих в атмосфере, гидросфере и литосфере;

·  изучение процессов миграции и трансформации химических соединений природного и антропогенного происхождения;

·  рассмотрение проблем, возникающих в процессе антропогенного воздействия на окружающую среду, связанных с загрязнением воздуха, почвы, воды; 

·  выработка навыков научно-обоснованной оценки состояния окружающей среды и изменения ее качества под воздействием техногенной деятельности человека. 

После изучения дисциплины студент должен:

знать

·  физико-химические процессы в атмосфере, гидросфере, биосфере;

·  виды загрязнений и причины их возникновения;

·  основы природоохранного законодательства;

·  принципы и организацию экологического и химического мониторинга;

уметь

·  пользоваться информационными материалами для решения практических задач по охране окружающей среды;

·  прогнозировать возможное негативное воздействие современных технологий на окружающую среду;

владеть

·  методами химического и экологического мониторинга объектов окружающей среды;

·  представлениями о принципах рационального природопользования и охраны окружающей среды.

Глава 1. Предмет и задачи химии окружающей среды, ее связь с другими дисциплинами

Все элементы природы представляют собой окружающую среду. В понятие «окружающая среда» не входят созданные человеком предметы. С другой стороны, участки природы, измененные человеком, например города, водохранилища, сельскохозяйственные угодья, входят в окружающую среду. В широком смысле в понятие «окружающая среда» могут быть включены также материальные и духовные условия существования и развития общества. Однако часто под термином «окружающая среда» понимается только окружающая природная среда, в таком значении он используется в международных соглашениях.

Окружающая природная среда представляет собой сложное сочетание и взаимодействие абиотических и биотических систем и компонентов литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы в целом. В природной среде действуют экзогенные, эндогенные и космические факторы и процессы, которые приводят к разнообразным физическим, химическим и биологическим реакциям.

Проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды химическими соединениями, вызывают все большее беспокойство ученых, общественных и государственных деятелей. К концу ХХ века в мире было синтезировано более 12 млн. новых химических соединений. Огромное количество химических продуктов в виде детергентов, пестицидов, удобрений и прочих соединений, так или иначе, попадает в окружающую среду, накапливаясь в водоемах, загрязняя обширные территории вблизи городов. Можно назвать целый ряд негативных явлений в окружающей среде, характерных для нашего времени: изменение химического и ионного состава воздуха, загрязнение тяжелыми металлами, техногенная радиоактивность, обширное использование аллопатических синтетических лекарств и т. д.

В повседневной жизни человечество незаметно для себя использует тысячи химических веществ, часто оказывающих опасное влияние на организм людей и окружающую среду. Следовательно, в основе многих современных экологических проблем лежат реальные химические процессы. Чтобы эффективно решить ту или иную проблему необходимо выявить химическую причину её возникновения.

Поэтому важно и необходимо осознавать единство неорганического и органического мира, влияние человека на окружающую среду, двойственную роль веществ и химических процессов в технике по отношению к природе; учитывать особенности научно-технического прогресса и общественного развития с позиции охраны природы.

Очевидно, что для адекватных действий, препятствующих дальнейшему загрязнению окружающей среды, необходимо понимание существа химических превращений в атмосфере, почвах и водных средах. Это предопределило появление во второй половине XX века нового научного направления «Химия окружающей среды». В настоящее время наблюдается его бурное развитие, связанное с безусловной актуальностью решаемых проблем.

Химия окружающей среды это наука, занимающаяся изучением состава, структуры и химических свойств окружающей среды. Она является соединением нескольких научных дисциплин – экологии, биохимии, аналитической химии, химии поверхности и сорбции, фотохимии, физики и др.

В России «Химия окружающей среды» как учебная дисциплина преподается с 1985г. Предметом курса являются основные физико-химические процессы, протекающие в литосфере, атмосфере, гидросфере с участием абиотических компонентов биосферы в естественных условиях, и изменения в этих процессах, связанные с влиянием антропогенных факторов. Химия окружающей среды базируется на основных законах и понятиях классической химии, однако объекты исследования находятся в окружающей среде.