Реферат: Роль химии в решении сырьевой, энергетической и экологической проблемах - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Роль химии в решении сырьевой, энергетической и экологической проблемах

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 174 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Тема: Роль химии в решении сырьевой, продовольственной, энерге тической и экологической проблем 1. Введение. В наши дни, когда человеческое развитие достигло вы сот, такие проблемы, как экология, продовольствие, энергия заставляют за думаться о будующем. Как мне кажется, эта тема наиболее актуальна сейчас и поэтому я выбрал её . Энергия - "двигатель" развития человечества. Поэтому проблема сырья, как основного источника энергии должна решаться в первую очередь. В основе её решения лежит рациональное использование природных ископаемых, вто ричная переработка,использование побочных продуктов производства, так их как углеводороды, CO, SO 2 , NO x ,... Эти же мероприятия, на мо й взгляд, будут способствовать улучшению экологической обстановки на нашей планете. Для решения этих проблем химия объединяется с биологией, геологией, физ икой, кибернетикой, и другими науками.С помощью этого объединения, во гла ве с химией, можно решить, на мой взгляд, практически все эти проблемы. Нач ну, как я уже говорил, с самой важной проблемы - проблемы сырья. 2.Химия в решении сырь евой проблемы. С начала XVI в. из недр Земли было извлечено 50 млрд.т углерода, 2 млрд.т железа, 20 млн т меди, 20 тыс. т золота.За последние 30 лет цветных и редких металлов добы то больше,чем за всю предыдущую историю. Превращение сырья в более ценные химические вещества,создание из них ма териалов, нужных человеку, является главной целью любого химического пр оизводства. Потребность в них удваивается каждые 11 лет.Переработка сырь я химическими способами требует от 10 до 20 млрд. т в год основного окислител я - кислорода, кроме того, 2.5 млрд. т угля как топлива и столько же нефти. Из эт их примеров видно, каких масштабов достигло потребление сырья промышле нными предприятиями. Сегодня понятно всем, что кладовая Земли не бездонна.И если необходимые ( необходимое используется, а остальное идёт в отходы !) и легко доступные (д оступное сегодня !) полезные ископаемые извлекать так же, как и это делало сь и в начале века, то они быстро иссякнут. Конечно, мы знаем, что ничто из ни чего не возникает и не исчезает бесследно, т. е. использованные вещества, м атериалы, отслужив свой век, разлагаются, распадаются, но ведь химически е элементы, из которых они состоят,рассеиваются в биосфере. Задача состо ят в том, чтобы устранить эти потери. Какие же пути решения сырьевой проблемы намечены на данном этапе научн о-технического прогресса и в перспективе? Для сохранения природных ресурсов у человечества в будущем есть только один выход: замкнуть цикл обмена веществ, перейдя от технологии геохими чески открытой системы к технологии геохимически замкнутого цикла. Жив ая природа - это "безотходное производство". Отходы какого-то вида жизнеде ятельности в природе экосистеме утилизируется либо в ней самой,либо в св язанных с ней системах. Лишь какое-то количество веществ (главным образо м, минерализированных), для которых в данный момент нет потребления, "скла дируются" в виде известняка, торфа, угля, растворённых в природных водах с олей и т. д., участвуя лишь в геологическом круговороте веществ. Химизация производства по технологии замкнутого цикла позволяет испо льзовать все вещества, изымаемые из природы, по различным направлениям.И ллюстрацией может служить один из самых старых примеров - коксохимическ ое производство, при котором из каменного угля получают кокс, горючий га з и другие продукты сухой перегонки. В настоящие время такая же задача ст авится в отношении переработки других видов сырья, например леса. Нефть из Северного моря давно является сырьём для промышленности европ ейских стран.Ведутся разработки шельфов Северной Америки. Сейчас начат а добыча серы со дна Мексиканского залива.В России работают старейшие ше льфовые месторождения нефти и газа на Каспии. В рамках общей задачи освоения и рационального использования Мирового океана химики ведут поиски путей извлечения из морской воды ценных элем ентов.Общие запасы некоторых из них в океане оцениваются следующими зна чениями (в т): фтора - 2*10 12 ,иода -93*10 9 , цинка - 16*10 9 , олова,свинца,рт ути - 50*10 6 ,золота - 6*10 6 . Поверхностные залежи полезных ископаемых стремительно вырабатываютс я, угольные комбайны всё глубже и глубже вгрызаются в пласты, бурение в по исках нефти и газа ведётся уже на отметке 15 км. Современные шахты Донбасса имеют глубину 800 - 1500 м. В содружестве с химией и другими науками развивается новая отрасль зна ний о методах и средствах бесшахтной добычи сырья и о создании искусстве нных месторождений - геотехнология.В чём же её новизна? К подземному плас ту, содержащему, например, уран, цинк, или другие металлы, через пробуренну ю скважину подводится химический растворитель или окислитель. Под земл ёй происходит химико-физический процесс растворения, и насыщенная ценн ыми компонентами жидкость выкачивается на поверхность, где и перерабат ывается химическими методами.Такой способ подземного выщелачивания по зволяет резко увеличить эффективность эксплуатации минеральных ресур сов. Современная наука считает весьма перспективным применение микроорга низмов.Новая отрасль - биометаллургия - базируется на закономерностях би охимических процессов. При этом не требуется сложное оборудование, стол ь необходимое для пирометаллургии, расходуется меньше энергии. Метод ис пользования микроорганизмов давно уже применяется в России, США, Канаде , Австралии для восстановления серебра, меди, никеля,свинца, урана и цинка. Микроорганизмы с немалым успехом трудятся и в горнодобывающей промышл енности, косвенно помогая ускорить и обезопасить подземные выработки у гля. Накапливающийся газ метан в угольных шахтах, смешиваясь с воздухом, образует взрывоопасную смесь. На вентиляцию забоев расходуется огромн ое количество электроэнергии. Но не всегда даже мощные установки успева ют удалить опасные скопления метана. Теперь на некоторых шахтах через пр обуренные скважины в забои к пластам угля подводят метаноокисляющие ба ктерии в виде заранее приготовленной суспензии. Бактерии поглощают до 60% метана, освобождают от него пласт ещё до начала его разработки. Химики создают новые материал, основываясь на знаниях физико-химическ их свойств природных вещесттв и геохимических закономерностей их обра зования и строения. Нарастает дефицит углеводородного сырья, а поэтому проблема использов ания нефти, угля и газаа в качестве сырья ,а не топлива имеет сегодня перво степенную задачу. Современному человеку трудно представить, что почти 200 лет тому назад нефть использовали лишь как смазку для колёс повозок, как лекарство и горючие для светильников. Потребление нефти сегодня состав ляет более 4 млрд.т, а в 2000г. будет потреблятся 6-7 млрд. т. Нефтеперерабатывающ ие предприятия производят непредельные и ароматические углеводороды ( этилен, толуол, ксилол) и газовые смеси оксида углерода (II) с водородом. Из н их синтезируют десятки тысяч других полезных материалов. Из природного газа получают ацетилен, муравьиный альдегид, метанол, сажу, сероуглерод, водород, синильную кислоту и др. Уголь служит источником органических ве ществ. Возможно,что в дальнейшем все углеводородное сырьё пойдёт на синт ез разнообразных материалов. Топливом же будет служить ядерное горючее или какой-либо другой вид топлива.Это одно из решений сырьевой и энергет ической проблем. 3.Продовольственная проблема и химия. Население нашей планеты растёт. По прогнозам ООН к 2000г. оно составит окол о 6,5 млрд. человек и будет, естественно, увеличиваться в последующие десят илетия. Это значит, что уже сейчас необходимо задуматься над тем, как обес печить население Земли питанием в предвидимом будущем.Расчёты учёных п риводят к выводу, что проблема будет решена, если за ближайшие 40 - 50 лет миро вое производство продуктов питания возрастёт в 3 - 4 раза.Подобный прирост может быть осуществлён только в том случае, если произойдёт "зелёная рев олюция" - резкий подъём сельского хозяйства, прежде всего в развивающихс я странах, на базе внедрения всех достижений современной науки, в том чис ле химии. Есть ли основания верить в возможность такой "зелёной революции"? Учёные отвечают на этот вопрос определённо: да,можно. Модернизированное сельск ое хозяйство с помощью своих могучих союзниц - химии и биологии - без труда может прокормить более 6,5 млрд. человек. В решении продовольственной проблемы в глобальном масштабе основной а кцент делается на увеличение производства растительной и животной пищ и естественного происхождения. Увеличение же объёма производства пищи естественного производства, по мнению специалистов, будет в ближайшем б удующем достигаться за счёт создания благоприятных условий для размно жения и роста растений и животных. Сюда относится в первую очередь приме нение удобрений, а затем стимуляторов роста, искусственных кормов для се льскохозяйственных животных, средств защиты растений и животных, введе ние в практику питания новых продуктов, добытых в океане, и т. д. Начнём с удобрений.Без них немыслимо современное сельское хозяйство. О дин из главных элементов вводимых в почву в составе минеральных удобрен ий, - азот. Если водород, кислород, углерод доставляются растениям с водой и углекислым газам, то азот, без которого невозможен синтез аминокислот и, следовательно, белка, поступает в растения через корневую сиёстему в в иде нитратов и иона аммония, которых обычно в почве не хватает. Поэтому пр оизводство азотных удобрений - это одна из мощнейших отраслей химическо й промышленности сегодняшнего дня.Бо'льшую их часть получают из аммиака , который в свою очередь синтезируют из водорода и азота в присутствии ка тализаторов при температуре от 400 до 500 о С и высоком давлении - от 20 до 30 МПа: 3Н 2 +N 2 у 2NH 3 -112 кД ж. Пока, однако, сельскому хозяйству требуются огромные количества азотн ых удобрений: аммиака и производимых из него сульфата, карбоната и нитра та аммония, а также мочевины.Аммиак - это самое концентрированное азотно е удобрение (содержит более 80% азота). В настоящие время он является одним и з главных продуктов большой химии. В 1980 г.во всём мире было полученно 100 млн. т азота в виде аммиака. По содержанию азота следующим за аммиаком удобрением является мочеви на (NH 2 ) 2 CO.Исходными веществами для её синтез а являются аммиак и углекислый газ.Последний представляет собой побочн ый продукт при конверсии метана из водяного газа.Поэтому современное пр оизводство аммиака и мочевины комплексное, на "входе" которого - метан, азо т и кослород атмосферы, а так же вода, а на "выходе" - аммиак и мочевина.В наст оящие время 85 - 90% всей получаемой в мире мочевины идёт на производство удо брений. В ближайшие десятилетия должен произойти не только резкий количествен ный рост, но и качественные изменения в характере производимых удобрени й. Большие потери урожая связанны с вредителями и болезнями сельскохозяй ственных растений. Гибнет примерно одна треть урожая. Если отказаться от применения химических средств защиты растений, то эта доля удвоится.Для 3 тыс. видов культурных растений известно около 30 тыс. возбудителей болез ней! Из них более 25 тыс. - грибы,около 600 - нематоды (черви),более 200 - бактерии, око ло 300 - вирусы. В результате заболеваний растений люди теряют 10 - 15% урожая ещё до того, как он собран. Совместное же воздействие болезней, вредителей и сорняков от нимают от урожая от 25 до 40%. Цифра не малая, но и это ещё не всё. От 5 до 25% продукц ии сельского хозяйства теряется пр перевозке и хранении. В результате су ммарные потери урожая, до того как он попадёт к потребителю, составляют в разных странах около 40 до 50%.Есть над чем призадуматься специалистам по бо рьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. С 1947 по 1980 г. потребление пестицидов 1 в разных странах возросло в 10 - 20 раз. Отказаться от пестицидов сейчас невозможно. Более того их применение п остоянно растёт. Но использовать пестициды, как и другие токсичные вещес тва, да ещё столь распространённые, следует очень осторожно: с водой и пищ ей они могут попасть в организм человека и о том, что некоторые из них нака пливаются в организме, а это увеличивает их токсическое действие. Их рас сеивание в природе может оказывать отрицательное действие на природны е экосистемы. И это ставит перед химиками сложные задачи. Первая из них - р азработка методов контроля содержания пестицидов в пище. Вторая задача - усовершенствование пестицидов. Практика требует от химиков создания т аких пестицидов, которые не вымывались бы с полей в реки и другие природн ые экосистемы, вообще не оказывали бы вредного воздействия на окружающу ю среду. Кроме насекомых, значительную часть урожая уничтожают или портя т бактерии, вирусы, грибы. Работа по созданию современных химических сре дств защиты от них ещё только развёртывается, это дело будущего.Здесь пр едоставляют прекрасные возможности для творческой деятельности химик ов. Так, сейчас во многих лабораториях мира получают системные фунгициды , т.е. средства борьбы с грибковыми заболеваниями растений. 1 пестициды (от лат."пестис" - зараза,чума и "цидос" - убивать) - средства борьбы с вредными организмами, насекомыми (инсектициды), грибами (фунгициды), растениями (гербициды) и др. Одной из главных составных частей общей проблемы обеспечения пищей рас тущего населения земного шара является проблема полноценного белка в п ище.Растительный белок, как правило, содержит лишь очень небольшое коли чество аминокислот, в том чмсле так называемых незаменимых (аргинин, вал ин, лизин и др.), т.е. таких, которые не синтезируюся в организме человека или синтезируются со скоростью, недостаточной для потребностей жизнидеят ельности организма. Значит, они должны поступать в достаточном количест ве с пищей, содержащей все нужные аминокислоты. Такой пищей может быть жи вотный белок. В животноводстве приобретают всё большее значение искусственные, прои зводимые на специальных заводах корма. Для увеличения массы домашний ск от должен в достаточном количестве снабжаться сырьём. Это может быть рас тительный белок,рыбная мука и т. д. Однако при расширении масштабов живот новодства и увеличении спроса на его продукцию этих источников белка мо жет не хватать, поэтому химики совместно с биологами давно уже начали ис кать пути замены таких кормов. Одним из хороших заменителей оказалась мо чевина (NH 2 ) 2 CO. Другой путь обеспечения сельскохозяйственных животных полноценными б елками основан на его мокробиологическом синтезе с использованием дро жжей и бактерий. Получение биомассы путём миккробиологического синтеза - это основа ин дустриального производства пищи в будущем. Сырьём могут служить самые р азнообразные вещества , в том числе растительные отходы. Так как микроби ологический синтез осуществляется на заводах, производство белка таки м способом не требует ни больших пахотных площадей замли, ни благоприят ных погодных условий. Оно идёт равномерно и непрерывно, поддаётся механи зации и автоматизации. Пока получаемая биомасса применяется лишь как корм для животных. Чтобы использовать её в качестве пищи для людей, необходимо решить ряд проблем . Главная из них - тщательная проверка такого продукта на безвредность, от сутствие побочных последствий длительного употребления. Необходимо ис следовать усвояемость разных видов "одноклеточных" белков, так как соде ржание в них аминокислот ещё не говорит о свойстве хорошо перевариватьс я в пищеварительном тракте человека. Известно, например, что белок высши х грибов (а дрожжи - их родственники) плохо усваивается человеком, а свобо дные аминокислоты в значительной мере "перехватываютя" в пищеварительн ом тракте живущими там бактериями. Кроме микробиологического синтеза белков, методами биотехнологии в на стоящее время получают витамины, антибиотики, гормональные препараты, э нзимы, некоторые биополимеры, инсектициды, красители для пищевых продук тов и т.д. 4. Химия в решении проблемы обеспечения энерги ей. Вся история развития цивилизации - поиск источников энергии. Это весьма актуально и сегодня. Ведь энергия - это возможность дальнейшего развития индустрии, получение устойчивых урожаев, благоустройство городов и ока зание помощи природе в залечивании ран, нанесённых ей цивилизацией. Поэ тому решение энергетической проблемы требует глобальных усилий. Свой н емалый вклад делает химия как связующее звено между современным естест вознанием и современной техникой . Но в ближайшие десятилетие энергетики ещё не сбросят со счетов ни дерев о, ни уголь, ни нефть, ни газ.И в то же время они должны усиленно разрабатыва ть новые способы производства энергии. В течение 80 лет одни основные источники энергии сменялись другими: дерев о заменили на уголь, уголь - на нефть,нефть - на газ, углеводородное топливо - на ядерное. К началу 80-х годов в мире около 70% потребности в энергии удволе творялось за счёт нефти и природного газа, 25% - каменного и бурого угля и лиш ь около 5% - других источников энергии. Сейчас наиболее крупными потребителями органического топлива являют ся промышленность и тепловые электростанции. Из всего используемого то плива около 20% идёт на производство электроэнергии, 30% - на получение так на зываемой низкопотенциальной теплоты (отопление помещений, горячая вод а и т.д.), 30% - на автономный транспорт (авиация, морской и автотранспорт). Окол о 20% топлива потребляет химическая и металлургическая промышленность. В век научно-технического прогресса проблема нехватки энергетических ресурсов особенно обострилась, так как растущая техника требует всё бол ьше и больше "питания" в виде электроэнергии, органического топлива и пр. Н о кому же решать эту проблему как не самому НТП. И для этого есть все данны е сегодня и в перспективе. Поскольку среди видов горючего наиболее дефицитным является жидкое, во многих странах выделены крупные средства для создания рентабельной те хнологии переработки угля в жидкое (а также газообразное) топливо. В этой области сотрудничают учёные России и Германии. Суть современного проце сса переработки угля в синтез-газ заключается в следующем. В плазменный генератор подаётся смесь водяного пара и кислорода, которая разогревае тся до 3000 о С. А затем в раска лённый газовый факел поступает угольная пыль, и в результате химической реакции образуется смесь оксида углерода (II) и водорода, т.е. синтез-газ. Из него получают метанол: CO+2H 2 р СH 3 OH. Метанол может заменить бензин в двигателях внутреннего сгорания. В пла не решения экологической проблемы он выгодно отличается от нефти, газа, угля, но, к сожалению, теплота его скорания в 2 раза ниже, чем у бензина, и, кро ме того, он агрессивен по отношению к некоторым металлам, пластическим м ассам. История развития нефтяной индустрии короче, чем угольной. Хотя нефть ис пользовалась с античных времён для освещения и как топливо, неудержимые темпы роста её добычи и использования тесно связаны с созданием авто- и а виатранспорта. Начиная с 1854 г. простой перегонкой нефти стали получать ке росин. Низкокипящие фракции не использовалисяь. В 1913 г. американец У. Барто н разработал термический крекинг-процесс, который дал возможность не т олько производить до 50% бензина из нефти, но и осуществлять гидрогенизаци ю ненасыщенных углеводородов, образующихся во время крекинга. Например, в 1928 г. по крекинг-процессу из 195 млн. м 3 нефти было полученно 62 млн. м 3 бензина,18 млн. м 3 керосина, 7 млн .м 3 смазочных масел, остальное - газойль, мазут, парафин, асфальт и д р. А нельзя ли бензин заменить газом?Впервые исседования по применению сж атого природного газа в транспорте велись в 30-х годах, а в 50-х на дорогах тол ько нашей страны было 20000 автомобилей, работающих на таком горючем. Появив шийся дешёвый бензин оказался вне конкуренции. Но в связи с повышение це н на нефтипродукты учёные снова обратились к стаым проектам: бензин можн о заменить сжиженой пропан-бутановой смесью, которую хранят при обычной температуре. Она дешевле бензина, менее токсична, продлевает срок служб ы двигателя. Но вся беда в том, что природные запасы газа также небезграни чны, как и нефти. В "Таинственном острове", опубликованном в 1874 г., Жюль Верн говорит о том, чт о уголь и другие ископаемые будут заменены новым топливом - водой, состоя щей из водорода и кислорода, которые и станут неиссякаемыми источниками теплоты и света. Обнаружил горючесть водорода Я.ван Гельмонт. Это свойст во делает водород основным претендентом на звание топлива будущего. При его сгорании в чистом кислороде достигается температура до 2800 о С. Такое пламя легко плавит квар ц и большинство металлов. Теплота сгорания водорода в кислороде равна 142650 кДж/кг. Химическое производство сейчас основной поставщик водорода, но беспер спективный, так как цена сырья, а им чаще всего являются углеводороды, неу молимо растёт. Электролиз наиболее прямой метод получения чистого водо рода. Конкурентоспособность электролиза определяется наличием дешёво й электроэнергии. Существует ещё множество разработанных технических предложений получения водорода, но наибольшие надежды возлагаются на э нергию ядерных электростанций. Если сравнить энергию, полученную химическим путём, с энергией, получен ной от эквивалентниго количества вещества в ходе цепных реакций делени я тяжёлых элементов (плутония, урана). Энергия сгорания 1 г древесины доста точна для того, чтобы электрическая лампочка в 100 Вт горела 1 мин,а энергии с горания 1 г угля хватит для двух таких лампочек. Для освещения в течение ч аса города с 60 000 жителей хватит энергии 1г урана-235. Энергия, заключается в 1 г тяжелого водорода - компонента топлива реакции термоядерного синтеза, в 7,5 раза больше, чем в 1 г урана-235. На год работы АЭС мощностью 1 млн.кВт необход имо 30 - 50 т уранового топлива, а для теплоэлектростанции такой же мощности требуется 1,6 млн.т мазута или 2,5 млн.т угля. Сейчас ядерная энергетика развивается по пути широкого внедрения реак торов на быстрых нейтронах. В таких реакторах используется уран, обогащё нный изотопом 235 U ( не менее чем на 20%), а замедлителя нейтронов не требуется. Ядерная реакция - деление 235 U - высвобождает нейтроны, которые вступают в реакцию с 238 U : 238 U+ 1 n р 239 U+ g 92 0 92 Изотоп урана, являющийся продуктом этой реакции, быстро распадается (Т 1/2 = 23 с), превращаясь в изотоп нептуния (Т 1/2 = 50 ч), а тот, в сво ю очередь, в изотоп плутония: 239 239 0 - 92 U р 93 Np + 1 e 239 239 0 - 93 Np р 94 Pu + 1 e 239 Pu гораздо более стабиль ный изотоп, чем два его предшественника. Его, как и некоторые другие изото пы плутония, образующиеся в реакторе, можно использовать в качестве ядер ного горючего, в том числе в реакторах на быстрых нейтронах. В настоящее время ядерная энергетика и реакторостроение - это мощная ин дустрия с большим объёмом капиталовложений. Для многих стран она важная статья экспорта. Для реакторов и вспомогательного оборудования требую тся особые материалы, в том числе высокой частоты. Задача химиков, металл ургов и других специалистов - создание таких материалов. Над обогащением урана тоже работают химики и представители других смежных профессий. Сейчас перед атомной энергетикой стоит задача вытеснить органическое топливо не только из сферы производства электроэнергии, но так же из теп лоснабжения и в какой-то мере из металлургической и химической промышле нности путём создания реакторов энерготехнологического значения. АЭС в перспективе найдут ещё одно применение - для производства водород а. Часть полученного водорода будут потреблятся химической промышленн остью, другая часть послужит для питания газотурбинных установок, включ аемых при пиковых нагрузках. Важнейший воспроизводимый источник энергии на планете - энергия Солнца . Роль химиков в освоении этой энергии - это и создание материалов для солн ечных батарей и преобразователей, и разработка способов консервации эн ергии, в том числе термохимических способов её накопления в виде горючег о с высокой калорийностью, например водорода, а также разработка солевых систем - накопителей энергии. Ядерная и солнечная энергетика тесно смыкаются с водородной энергетик ой, под которой понимают использование водородного горючего, например н е транспорте. Наряду с гигантскими электростанциями существуют и автономные химиче ские источники тока, преобразующие энергию химических реакций непосре дственно в электрическую. В решении этого вопроса химии принадлежит гла вная роль. В 1780 г. итальянский врач Л. Гальвани, наблюдая сокращение отрезан ной лапки лягушки после прикосновения к ней проволочками из разных мета ллов, решил, что в мышцах имеется электричество, и назвал его " животным эл ектричестволм". А. Вольта,продолжая опыт своего соотечественника, предпо ложил, что источником электричества является не тело животного: электри ческий ток возникает от соприкосновения разных металлических проволоч ек."Предком" современных гальванических элементов можно считать "электр ический столб", созданный А.Вольтой в 1800 г. Это изобретение похоже на слоёны й пирог из нескольких пар металлических пластин: одна пластина из цинка, вторая - из меди, уложенные друг на друга, а между ними помещена войлочная прокладка, пропитанная разбавленной серной кислотой. До изобретения в Г ермании В. Сименсом в 1867г. динамо-машины гальванические элементы были еди нственным источником электрического тока. В наши дни, когда автономные и сточники энергии понадобились авиации, подводному флоту, ракетной техн ике, электронике, внимание учёных снова обращено к ним. Я рассказал далеко не о всех направлениях решения энергетической пробл емы учёными мира, а только об основных. В каждой стране она имеет свои особ енности: социально-экономические и географические условия, обеспеченн ость природными богатствами, уровень развития науки и техники. 5. Экологическая проблема и пути её решения. Научно-технический прогресс, дающий человеку мног о благ, одновременно оказывает и отрицательное влияние на окружающую пр ироду. В результате сжигания топлива и других промышленных процессов за последние 100 лет в атмосферу выделено около 400 млрд. т оксида углерода (IV); его концентрация в атмосфере возросла на 18%. За год в атмосферу выбрасывается более 200 млн.т оксида углерода (II), более 50 млн.т оксидов азота. Один лишь авиал айнер за 8 ч полёта потребляет 50 - 70 т кислорода, т.е. то количество, которое вы рабатывает за то же время 25 -50 тыс. га леса. Если содержание оксида углерода (IV) в атмосфере удвоится, то за счёт "парникового эффекта" средняя температ ура земной поверхности повысится на 4 о С. В промышленно развитых стран на одного жителя ежегодно в атмосферу поп адает до 150 -200 кг пыли, золы и других промышленных выбросов. За сутки промышл енность мира сбрасывает более 100 млн. м 3 сточных вод. Мощным источником загрязнения атмосферы являются все виды транспорта , работающие на тепловых двигателях. Выбрасываемые ими вещества в целом идентичны газообразным отходам промышленного происхождения. С выхлопн ыми газами автомобилей в воздух попадают оксиды углерода, азота, серы, ал ьдегиды, несгоревшие углеводороды, а также продукты, содержащие хлор, бо р, фосфор и свинец. Загрязняют атмосферу дизельные двигатели автомобиль ного, водного и железнодорожного транспорта. В крупных городах - Лондоне, Лос-Анжелесе, Чикаго, Токио, Милане и других - б ывает густой туман, смог, токсичный от наличия в нём ядовитых выхлопных а втомобильных газов. Смог появляется в следствие фотохимических реакци й оксидов азота, несгоревших углеводородов с озоном. h n NO 2 +O 2 у O 3 +NO. В загрязнение атмосферы вносит немалый вклад воздушный транспорт. Двиг атели самолётов выбрасывают альдегиды, 3,4-бензпирен, бензол и его гомолог и. Вредное воздействие на гидросферу оказывают продукты нефтихимически х предприятий, сырая нефть, перевозимая танкерами. Исследования Атланти ческого океана и шельфовых вод Европы и Северной Америки показывают, что уровень загрязнения в открытом океане в 2 - 3 раза меньше, чем в прибрежных в одах, где плёнка из нефти держится более продолжительное время. 1 т нефти с пособна покрыть тонкой плёнкой поверхность водного массива площадью 1200 га. Кроме того, в различных отраслях промышленности используется громадн ое количество новых соединений, отсутствующих в природе. Ежегодно их син тезируется в мире более 250 тыс.,из них около 300 находят промышленное примене ние и могут попасть в окружающую среду. По данным Всемирной организации здравоохранения, среди химических соединений, используемых в промышле нном масштабе, примерно 40 тыс. вредны для человека. Процесс загрязнения о кружающей среды несвойственной ей веществами, раньше носивший локальн ый характер, в последнее время принял глобальные масштабы. Особенно загр язнение среды такими несвойственными биосфере элементами, как свинец, р туть, кадмий. Мощность техногенного воздействия на живую природу достиг ла 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 к руговоротов веществами, как нитраты, соли аммония, фосфаты, достигло на з начительных участках земной поверхности концентраций, при которых при родные механизмы оказываются недостаточными для плавного включения эт их веществ в круговорот. В результате, например, во многих крупных водоём ах 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 экологиче ского кризиса? Ведь химизация промышленного и сельского хозяйства не оз начает разрушения всего живого, а, наоборот, предлагает пути решения про блем современности.Прежде всего это создание технологий, по которым бол ьшая часть природных ресурсов, вовлекаемых в хозяйственный оборот, долж на будет преобразовываться в полезную продукцию. Ту часть, которую на со временном уровне развития науки и техники нельзя использовать, необход имо обезвредить. Уже сегодня промышленные объекты имеют очистные соору жения для сточных вод, газо- и пылеулавливающие устройства, внедряются з амкнутые системы водоснабжения, малоотходные технологические системы . Для очистки воздуха и жидкостей от вредных примесей химики-технологи п рименяют абсорбционные, адсорбционные и каталитические методы.При абс орбации вредных веществ происходит их растворение во всём объёме погло тителя или химическое взаимодействие в абсорбационной жидкости ( чаще в сего в воде) с реагентом. Процесс адсорбации основан на способности неко торых мелкопористых веществ (уголь,силикагель) поглощать растворённые или газообразные вещества своей поверхностью.Например, если в камеру, г де образуется нежелательный оксид серы (IV), ввести известняк, негашёную из весть или доломит CaCO 3 s MgCO 3 , то прои зойдёт реакция: 2CaO+2SO 2 +O 2 =2CaSO 4 Cульфат кальция находит применение в сернокислотн ом производстве и строительстве. Известняк, а вернее, раствор карбоната кальция для улавливания оксида с еры (IV) применяется на ТЭС. К сожалению, это не решает экологической пробле мы полностью, так как образуются отходы в виде сульфита кальция, идущего просто в отвал. Кроме того, затраты на строительство сероулавливающих ус тановок ныне действующих ТЭС составляют 50% стоимости всей станции. Большое внимание химики-технологи уделяют производству таких новых хи мических средств защиты растений, которые полностью разлагаются в тече ние нескольких недель, а то и часов после их внесения на поля. Синтетическ ие моющие средства, производимые в нашей стране, в сточных водах разруша ются биологическим путём до безвредных продуктов. Экологической химией разрабатываются отдельные промышленные произво дства по схеме биоценозов, в которых виды живых организмов связаны между собой так, что не происходит "выпадения" из круговорота химических элеме нтов или веществ: отходы одного предприятия служат сырьём для другого. С оздаются системы комплексного производства путём территориального и ф ункционального объединения производств, использующих разные стороны и спользуемого сырья. В решении экологической проблемы химики работают в тесном сотрудниче стве с биологами, физиками, географами, применяя математическое моделир ование и кибернетику. 5.1. Экологическая обстановка Ростовской облас ти. Рассмотрим экологическую обстановку нашего города и области. По данным наблюдений за загрзнением атмосферного воздуха, проводимых ц ентром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Севкавгидр омета, в некоторых городах области уровень загрязнения атмосферного во здуха значителен и по многим веществам превышает предельно допустимые нормы. Из 87 воздухо-охранных мероприятий, предусмотренных к выполнению в 1996 г.,об ластной экологической программой выполнено в полном объёме 36 мероприят ий, в стадии выполнения 19, по 32 мероприятиям работы не проводились из-за отс утствия финансирования. На строительство и реконструкцию газопылеочистных установок (ГОУ), газ ификацию ТЭЦ, ГРЭС,котельных было израсходовано 20,7 млрд.руб. Выполненые мероприятия позволили сократить выбросы в атмосферу на 9,97 ты с. тонн. Спад производства на многих предприятиях привёл к уменьшению вы бросов на 48,7 тыс. тонн. Уровень загрязнения атмосферного воздуха оценивается как очень высок ий и формируется, в первую очередь, под влиянием больших концентраций фо рмальдегида, бенз(а)пирена, пыли и сажи. В городе основным загрязнителем а тмосферного воздуха является автотранспорт, выбросы которого составля ют 88,2% от общего объёма.Вследствие этого в районах где находятся магистра ли с интенсивным движением автотранспорта, отмечаются повышенное загр язнение воздуха оксидами азота, углерода, углеводородами. Выбросы от авт отранспорта увеличились по сравнению с 1995 годом на 16,573 тыс тонн в связи с ув еличением количества автомобилей почти на 30000 единиц. Наиболее загрязнён ными остаётся центральный район города на пересечении транспортных ав томагистралей (ул. Красноармейской и пр. Будённовского, пр. Театрального и ул. М. Горького). В 1996 году электростанциями Ростовской области выработано 20,506 млрд. кВтч, что на 13% меньше, чем в 1995 году, тепловой энергии 5645,9 тыс. Гкал. От всех предприя тий этой отрасли в атмосферный воздух поступило 230,421 тыс тонн различных за грязняющих веществ (зола,диоксид серы, оксиды азота и др.). Загрязнение атмосферного воздуха отраслями народного хозяйства. В 1996 году на обоих предприятиях чёрной металлургии: АО "Сулинский металлу ргический завод" и АО "Таганрогский металлургический завод" продолжаетс я спад производства под влиянием экономического кризиса. За истекший го д этими двумя объединениями выброшено в атмосферу 11,3 тыс тонн вредных вещ еств. Мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ, предусмот ренных областной экологической программой, выполняются медленно из-за тяжёлого финансового положения. В области одно предприятие цветной металлургии,АО "Новочеркасский эле ктродный завод". Общий выброс загрязняющих веществ в атмосферу в 1996 году с оставил 6,34 тыс. тонн, что на 1,87 тыс тонн больше, чем в 1994 году. Представителями химической и нефтехимической промышленности в облас ти являются шесть предприятий. Основные загрязнители: АО "Волгодонский х имический завод", АО "Эмпилс", Новочеркасский завод синтетических продук тов и Каменское АО "Химволокно". Общий выброс загрязняющих веществ в 1996 го ду составил 2,37 тыс. тонн. По сравнению с 1994 годом выбросы уменьшились на 2,7 ты с. тонн, в основном, за счёт сокращения производства. В 1996 году на территории области добыча угля составила 18 млн. тонн и в сравн ении с 1994 годом уменьшилась на 1,48 млн. тонн (8%). Основными загрязнителями атм осферного воздуха в угледобывающих районах: шахты, обогатительные фабр ики, заводы угольного машиностроения, а также обслуживающие автотрансп ортные предприятия АО "Ростовуголь". Основными источниками загрязнения атмосферы на машиностроительных п редприятиях являются: литейное производство, сварочные и окрасочные це ха, цеха механической и термической обработки. В 1996 году выбросы вредных в еществ от предприятий машиностроения составили 5,727 тыс. тонн, в сравнении с 1994 годом уменьшились на 2,544 тыс. тонн (44,4%). Наиболее распространённые загряз няющие вещества, характерные для машиностроительных заводов: твёрдые, о ксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, различные растворители. 6. Заключение. Химия в сотрудничестве с биологией внедряют в сельское хозяйство новы е технологии, позволяющие уничтожать, как сорные растения, так и получат ь повышенные урожаи. Это немаловажно, так как прирост населения Земли ст ремительно растёт, а следовательно проблема продовольствия и энергии з аймёт ведущее место. Использование атомной энергии позволяет отказать ся от природного угля и нефти. Вследствие этого снижаются выбросы продук тов их горения, которые возможно привели бы к "парниковому эффекту "на Зем ле. Казалось бы, то ничтожно малое (по сравнению с углем и нефтью) количест во топлива для АЭС должно быть безопасным, но дело далеко не так, ярким при мером может служит авария на ЧАЭС. Помоему, любой способ извлечения энергии ( в любом виде) из недр Земли пре дставляет собой совокупность положительных и отрицательных черт, и как мне кажется, преобладают далеко не положительные.На мой взгляд, существу ет только один практически безопасный способ добычи энергии: активное и спользование энергии Солнца и ветра, исключая использование энергии во д Мирового Океана. П Л А Н : 1. Введение. 2. Химия в решении сырьевой проблемы. 3. Продовольственная проблема и химия. 4. Химия в решении проблемы обеспечения энергией. 5. Экологическая проблема и пути её решения. 5.1.Экологическая обстановка Ростовской области. 6. Заключение. 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. Государственный доклад " О состоянии окружающей природной среды Ростовской области".
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Жизнь - зaбaвнaя штукa.
Одно слово, произнесенное перед aлтaрем - и ты женaт.
Одно слово, произнесенное во сне - и ты рaзведен.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Роль химии в решении сырьевой, энергетической и экологической проблемах", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru