Приложение № 7 а
ПРИМЕРЫ ВОПРОСОВ
ХИМИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОДЕРЖАНИЯ
1. Каким образом выбросы оксида серы(IV) металлургических заводов могут повлиять на численность глухарей, обитающих в лесах?
2. На заводе по производству азотных минеральных удобрений, расположенном вблизи реки Днепр, произошла крупная авария, в результате которой в окружающую среду попало большое количество оксида азота(IV). К каким последствиям для обитателей водоема это может привести и как их можно предотвратить?
3. Почему при подкислении среды водоемов фосфаты, стимулирующие бурное развитие фитопланктона, становятся менее доступными?
4. Биоаккумуляцию каких веществ в водных организмах вызывает закисление водоемов? Каковы последствия этого процесса для водной экосистемы?
5. Приведите примеры современных способов очистки веществ в промышленности и быту.
6. Дайте понятия фреонам. Какова их роль в воздействии на атмосферу?
7. Что вызывает эвтрофикацию в водоемах?
8. Что происходит с веществами, составляющими бытовой мусор? Проследите «экологический путь» батарейки.
9. Дайте пояснения термину «безотходный процесс».
10. Перечислите парниковые газы.
11. Для ликвидации нефтяных разливов в океане предлагают поджигать нефть. Предскажите возможные экологические последствия применения такого способа ликвидации нефтяного загрязнения?
Приложение № 7 б
ПРИМЕРЫ ВОПРОСОВ
ХИМИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОДЕРЖАНИЯ
1. Каким образом выбросы оксида серы(IV) металлургических заводов могут повлиять на численность глухарей, обитающих в лесах?
Ответ. В результате работы металлургического завода в окружающую среду выбрасывается большое количество оксида серы(IV), который претерпевает в атмосфере следующие превращения:
а) взаимодействуя с влагой воздуха, превращается в сернистую кислоту:
SO2 + Н2O = Н2SO3;
б) окисляясь кислородом атмосферы, превращается в оксид серы(VI):
2SO2 + О2 = 2SO3;
в) оксид серы(VI) в атмосфере превращается в серную кислоту:
SO3 + Н2O = Н2SO4;
г) сернистая кислота окисляется в атмосфере до серной кислоты:
2Н2SO3 + О2 = 2Н2SO4.
Эти кислоты выпадают в виде осадков на поверхность земли.
Глухари, обитающие в лесах, – гнездовые птицы, откладывающие яйца под открытым небом, поэтому их потомство будет подвержено воздействию кислотных осадков. При попадании агрессивных дождевых капель на кладку птиц скорлупа яиц будет разрушаться. Это можно описать уравнением химической реакции:
Таким образом потомство глухарей будет наиболее подвержено изменению погодных условий, а также воздействию различных болезнетворных микроорганизмов, что приведет к их гибели, а следовательно, и сокращению численности глухарей.
2. На заводе по производству азотных минеральных удобрений, расположенном вблизи реки Днепр, произошла крупная авария, в результате которой в окружающую среду попало большое количество оксида азота(IV). К каким последствиям для обитателей водоема это может привести и как их можно предотвратить?
Ответ. Оксид азота(IV), попавший в атмосферу в результате аварии на очистных сооружениях завода по производству минеральных удобрений, будет растворяться во влаге воздуха, образуя кислоты:
Осадки, попадая в водоем, могут привести к гибели фито- и зоопланктона, моллюсков, ракообразных, различных видов рыб. Массовая гибель организмов, населяющих пострадавший водоем, будет причиной бурного роста и развития различных микроорганизмов, а также нарушит устоявшиеся пищевые цепи и повлияет на жизнедеятельность прибрежных птиц и млекопитающих. При значениях водородного показателя pH
3. Почему при подкислении среды водоемов фосфаты, стимулирующие бурное развитие фитопланктона, становятся менее доступными?
Ответ. Чтобы фосфаты были доступны для фитопланктона, они должны находиться в водоеме в растворенном состоянии. При возрастании кислотности среды в водоеме ионы тяжелых металлов и алюминия, легче реагируют с фосфатами, переводя их в нерастворимое состояние. Таким образом, фосфаты становятся недоступны для фитопланктона и водных растений:
Фитопланктоном питаются рыбы, моллюски, ракообразные, следовательно, его гибель приводит к сокращению их пищевой базы и снижению численностей их популяций.
4. Биоаккумуляцию каких веществ в водных организмах вызывает закисление водоемов? Каковы последствия этого процесса для водной экосистемы?
Ответ. Биоаккумуляция – прогрессирующее накопление загрязняющих веществ в тканях организмов, являющихся высшими звеньями пищевых цепей.
Закисление водоемов вызывает накопление в водных организмах ионов тяжелых металлов и алюминия, которые появляются в водоемах:
Это приводит к отравлению рыбы, моллюсков, ракообразных, фито- и зоопланктона и их гибели.
5. Приведите примеры современных способов очистки веществ в промышленности и быту.
Ответ. Современные методы очистки веществ: фильтрация, пыле- и газоулавливание, обезвреживание (нейтрализация, окисление, восстановление, поглощение газов жидкими и твердыми поглотителями), биологическая очистка (с помощью микроорганизмов), обеззараживание сточных вод, осаждение, перевод веществ в малорастворимое или нерастворимое соединение, перекристаллизация, использование ионообменных колонок и т.д.
6. Дайте понятия фреонам. Какова их роль в воздействии на атмосферу?
Ответ. Фреоны – это фтор- или полифторуглеводороды, часто содержащие атомы хлора, реже – атомы брома. Эти газы или легкокипящие жидкости обладают уникальным набором свойств: химически инертны, негорючи, взрывобезопасны, нетоксичны, не растворяются в воде и растворяются в органических растворителях. Применение фреонов открыло новые возможности для хранения продуктов питания в промышленных и бытовых холодильниках, для хранения и дозирования жидкостей (в виде аэрозолей). Их используют также в системах автоматического пожаротушения и как растворители. Они оказывают влияние на озоновый слой.
7. Что вызывает эвтрофикацию в водоемах?
Ответ. Минеральные удобрения, в результате попадания в водоем вызывают эвтрофикацию. То есть неумеренное разрастание водной растительности (водоем со зловонной зеленой жидкостью).
8. Что происходит с веществами, составляющими бытовой мусор? Проследите «экологический путь» батарейки.
Ответ. Сухая батарейка, содержащая ртуть, покупается, используется по назначению и «выбрасывается». Но что происходит с нею дальше? Сначала она попадает в мусорный контейнер. Затем контейнер отвозят на мусоросжигательную станцию. Здесь ртуть нагревается, она образует ртутные пары, которые выбрасываются через трубу. Ртутные пары токсичны. Ветер подхватывает их, и, в конце концов, они осаждаются на землю с дождем или снегом. Попав, скажем, в реку или озеро, ртуть конденсируется и опускается на дно. Здесь ее перерабатывают бактерии, превращая в метилированную ртуть. Она растворяется в воде и поглощается рыбой; поскольку ртуть не участвует в метаболизме, она накапливается в органах и в мясе рыбы. Рыба вылавливается и съедается человеком, и ядовитая ртуть откладывается в его органах. И так далее.
Вещи, ставшие бесполезными, просто «исчезают», когда их выбрасывают. Ничто не «исчезает», то или иное вещество просто перемещается с места на место, происходит превращение одних веществ в другие, оказывая влияние на жизненные процессы любого организма, частью которого оно становится на некоторое время.
9. Дайте пояснения термину «безотходный процесс».
Ответ. Наиболее радикальный способ рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды от выбросов промышленных предприятий — coздание технологических процессов. Сегодня многие предприятия, прежде чем выбросить промышленные стоки и газы, пропускают их сквозь мощные отстойники, аэраторы, фильтры, циклоны и множество других устройств. Сегодня выделяют основные направления развития безотходных процессов: бессточные системы, системы переработки отходов, принципиально новые физико-химические процессы, устраняющие причины образования отходов, безотходные территориально-промышленные комплексы.
Например:
В настоящее время разработана технология переработки сернистых нефтей, позволяющих получать весь ассортимент топлива, масел и других продуктов, не уступающих по качеству продуктам из несернистых нефтей. В результате каталитической гидроочистки сернистые соединения извлекают в виде товарного продукта — серы, более чистой и дешевой, чем природная сера. Возможно также получение серной кислоты. Реализация этих продуктов удешевляет переработку нефти. Прекратилось выделение сероводорода в атмосферу.
Вторичное использование металлов. Металл, выплавляемый из металлолома, помогает решить проблему отходов и оказывается дешевле выплавляемого из руды. Каждая тонна металла, полученная из металлолома, экономит до 3/4 электроэнергии, загрязнение воздуха уменьшается на 86%, расход пресной воды снижается на 25 т, сокращается количество производственных отходов на 2,7 т.
В доменных газах и колошниковой пыли содержатся железо, свинец, кальций, магний, марганец, ртуть, медь, мышьяк.
Основной вид переработки доменных шлаков — превращение их в гранулы с последующим использованием в промышленности стройматериалов. Важное экономическое значение имеет применение шлаков в дорожном строительстве. Во многих случаях сталеплавильные шлаки превосходят по своим качествам гранитные материалы.
10. Перечислите парниковые газы.
Ответ. Водяной пар — основной естественный парниковый газ, ответственный более, чем за 60 % эффекта.
Углекислый газ (CO2)- источниками углекислого газа в атмосфере Земли являются вулканические выбросы, жизнедеятельность организмов, деятельность человека.
Метан (CH4)- основными антропогенными источниками метана являются пищеварительная ферментация у скота, рисоводство.
Озон (О3)
Оксид углерода (СО)
Фреоны
11. Для ликвидации нефтяных разливов в океане предлагают поджигать нефть. Предскажите возможные экологические последствия применения такого способа ликвидации нефтяного загрязнения?
Ответ. Нефть - это природная горючая маслянистая жидкость, которая состоит из смеси углеводородов самого разнообразного строения. Их молекулы представляют собой и короткие цепи атомов углерода, и длинные, и нормальные, и разветвленные, и замкнутые в кольца, и многокольчатые. Кроме углеводородов нефть содержит небольшие количества кислородных и сернистых соединений и совсем немного азотистых. Нефть включает в себя большую и сложную группу жидких, газообразных и твердых углеводородов, т.е. соединения углерода и водорода, а также иных примесей (азот, кислород и серу). При горении нефти в атмосферу будет выделяться большое количество различных газов. Что непременно скажется на экологической обстановке района катастрофы.
4