Файл: Химия окружающей среды или экологическая химия раздел химии, изучающий химические и биохимические превращения, происходящие в окружающей природной среде, или экосфере.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 303
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1 БИЛЕТХимия окружающей среды или экологическая химия — раздел химии, изучающий химические и биохимические превращения, происходящие в окружающей природной среде, или экосфере. Её можно определить как изучение источников, реакций, транспорта, эффектов и путей химических соединений в воздухе, почве и водной среде; влияние на них деятельности человека и биосферы. Химия окружающей среды — междисциплинарная наука, включающая химию атмосферы , воды и почвы, в значительной степени полагающаяся на аналитическую химию и связанная с окружающей средой и другими областями науки. Рассмотрена роль экологической химии в решении природоохранных задач. Обсуждаются химические аспекты загрязнения окружающей среды, закономерности трансформации загрязняющих веществ в атмосфере и гидро-сфере, механизмы химико-биологических процессов самоочищения и форми-рования биологической полноценности природной водной среды. Химия окружающей среды включает в себя прежде всего понимание того, как работает незагрязненная среда, какие химические вещества в каких концентрациях присутствуют в природе и с какими эффектами. Без этого было бы невозможно точно изучить влияние человека на окружающую среду в результате выброса химических веществ. Наука использует более узкие разделы химии, такие, как геохимия, химия почв, гидрохимия, химия атмосферы, химия природных соединений органического происхождения и др. Химия окружающей среды изучает химические процессы во всех оболочках Земли, в том числе в биосфере, изучает миграции и превращения всех химических соединений, в том числе природных и антропогенных загрязнителей.2 БИЛЕТ Химия, физика, биология только на первый взгляд могут показаться далекими друг от друга науками. Хотя лаборатории физика, химика и биолога очень непохожи, все эти исследователи имеют дело с природными (естественными) объектами. Это отличает естественные науки от математики, истории, экономики и многих других наук, изучающих то, что создано не природой, а прежде всего самим человеком. Близко к естественным наукам примыкает экология. Не следует думать, будто экология – это «хорошая» химия, в отличие от классической «плохой» химии, которая загрязняет окружающую среду. Нет «плохой» химии или «плохой» ядерной физики – есть научный и технический прогресс или его недостаток в какой-нибудь области деятельности. Задача эколога – использовать новые достижения естественных наук для того, чтобы при максимальной выгоде свести к минимуму риск нарушения среды обитания живых существ. Баланс «риск-выгода» является предметом изучения экологов. Между естественными науками нет строгих границ. Например, мы уже познакомились с атомами нескольких видов. Открытие и изучение свойств новых видов атомов когда-то было принято считать задачей химиков. Однако получилось так, что из известных на сегодняшний день видов атомов часть открыта химиками, а часть – физиками. Это лишь один из многих примеров «открытых границ» между физикой и химией. Жизнь является сложной цепью химических превращений. Все живые организмы поглощают из окружающей среды одни вещества и выделяют другие. Значит, серьезному биологу, врачу, ботанику, агроному, зоологу не обойтись без знания химии.
Экологическая геология — научная дисциплина, изучающая экологические функции литосферы, закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под влиянием природных и техногенных причин в связи с жизнью и деятельностью биоты и, прежде всего, — человека.Экологическая фармакология – учебная дисциплина, содержащая систематизированные научные знания по обеспечению экологической безопасности. Разработки, создания, обращения и использования лекарственных средств, лекарственного растительного сырья.Экологическая токсикология (экотоксикология) — раздел токсикологии, изучающий эффекты воздействия токсичных веществ на экосистемы и их круговорот в биосфере, в особенности в пищевых цепях.3 БИЛЕТХимические взаимодействия осуществляются при передаче закодированных сообщений при помощи специфических молекул, а также используются для защиты или нападения на всех уровнях эволюционного развития.Сложность взаимоотношений между организмами выражается в характере действия данного организма на среду (межвидовое или внутривидовое) – являются ли они благоприятными или вредными для оказывающего их вида. Ниже приведена классификация различных типов химических воздействий организма на среду.Классификация типов химических воздействий организма на среду (по М. Барбье, 1978).
4 БИЛЕТ Биотический круговорот. Круговорот биогенных элементов, обусловленный синтезом и распадом органических веществ в экосистеме, называет биотическим круговоротом веществ. Кроме биогенных элементов в биотический круговорот вовлечены важнейшие для биоты минеральные элементы и множество различных соединений. Поэтому весь циклический процесс химических превращений, обусловленных биотой, особенно когда речь идет о всей биосфере, называют еще биогеахимическим круговоротом.[ …]Биотический круговорот — круговорот биогенных элементов и вовлекаемых им других веществ в экосистемах, в биосфере между их биотическими и абиотическими компонентами. Важнейшей чертой биосферного биотического круговорота является высокая степень замкнутости.С жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов связаны многие протекающие в почве процессы — круговороты биогенных элементов, минерализация животных и растительных остатков, обогащение почвы доступными для растений формами азота. С деятельностью микроорганизмов связано плодородие почвы. Следовательно, почвенные микроорганизмы влияют непосредственно на жизнь растений, а через них — на животных и человека, являясь одной из главных частей наземных экосистем.Пруды и озера особенно удобны для исследований, поскольку на протяжении короткого периода времени круговороты биогенных элементов в них могут рассматриваться как незавуровнях5 БИЛЕТВ химические элементы биосферы земные – это углерод, азот, кислород, фосфор и сера. 95% биосферы состоит из них.Химический состав живых организмов можно выразить в двух видах — атомном и молекулярном.Атомный (элементный) состав характеризует соотношение атомов элементов, входящих в живые организмы.Молекулярный (вещественный) состав отражает соотношение молекул веществ.Химические элементы в живых организмах образуют два класса соединений: органические и неорганическиеМакроэлементы, присутствующие в больших количествах в пище (до нескольких процентов сухой массы) и необходимые организму в конкретных весовых количествах для правильного его функционирования. • Микроэлементы, необходимые организму в следовых количествах (порядка от 10-2 до 10-11% живой массы организма). Они очень важны для метаболических процессов и выработки гормонов и энзимов.
6 БИЛЕТКруговорот веществ – многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере в том числе и в тех их частях, которые входят в состав биосферы. Основных круговоротов веществ в природе 2: большой (геологический) и малый (биохимический).Большой (геологический) круговорот веществ в природе обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами ЗемлиК большому круговороту относится и круговорот воды между сушей и океаном, через атмосферу.Малый (биохимический) круговорот веществ в природе, в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения..Данный круговорот для жизни биосферы главный. Он является порождением жизни и поддерживается живым веществом. Главным источником энергии круговорота является солнечный свет, который обеспечивает фотосинтез. Эта энергия неравномерно распределяется по поверхности земного шараВ зависимости от типа переноса вещества и энергии в экосистемах выделяют 2 вида малого круговорота. Биологический и биогеохимический.Биологический предполагает замкнутый цикл веществ, многократно используемых трофической цепью и имеет место в водных экосистемах, особенно в планктоне с его активным метаболизмом. Но в наземных экосистемах он невозможен, за исключением дождевых тропических лесов, где может быть обеспечена передача питательных веществ от растения к растению.А биогеохимический круговорот отдельных веществ В.И. Вернадский назвал биогеохимическими циклами. Суть цикла в том, что химические элементы, поглощенные организмом, впоследствии его покидают, уходят в абиотическую среду, затем, через какое-то время, снова попадают в живой организм и т.д. Элементы, необходимые организмам в больших количествах носят название макробиогенные элементы. Это основные – С, N, O, H, и не основные – Ca, Mg, Na, Cl, K. Остальные элементы называются микробиогенными. Это Fe, Co, I, F, CU, Br, Se, Si, B и др. Соединения биогенных элементов, необходимых организму называются питательными веществами. Это:
1.органические вещества (белки, жиры, углеводы, витамины);2.неорганические вещества (вода, минеральные соли, СО2).Наибольшее значение имеют круговороты воды, углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора и серы.Антропогенный круговорот (обмен) — круговорот (обмен) веществ, движущей силой которого является деятельность человека. В нём можно выделить две составляющие: биологическую, связанную с функционированием человека как живого организма, и техническую, связанную с хозяйственной деятельностью людей (техногенный круговорот (обмен)).В отличие от геологического и биологического круговоротов веществ, антропогенный круговорот веществ в большинстве случаев является незамкнутым. Поэтому часто говорят не об антропогенном круговороте, а об антропогенном обмене веществ. Незамкнутость антропогенного круговорота веществ приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению природной среды. Именно они и являются основной причиной всех экологических проблем человечества.7 БИЛЕТОбщая характеристика загрязняющих веществЗагрязняющие вещества – это вещества, которые оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду либо непосредственно, либо после химических изменений в атмосфере, либо в сочетании с другими веществами и загрязняющими воздействиями. Загрязняющее воздух вещество — это примесь в атмосфере, оказывающая неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье населения. Поскольку примеси в атмосфере могут претерпевать различные превращения, их можно условно разделить на первичные и вторичные. По воздействию на организм человека загрязнение атмосферы подразделяют на физическое и химическое.К физическому относят: радиоактивное излучение, тепловое воздействие, шум, низкочастотные вибрации, электромагнитные поля.К химическому — наличие химических веществ и их соединений.Основными загрязняющими веществами атмосферного воздуха являются диоксид серы; диоксид азота; оксиды углерода, твердых веществ и углеводородов – они составляют 1749,9 тыс. т, или 98,8 % от общей массы зарегистрированных выбросов8 БИЛЕТПДК. Характеристика s-элементов, p-элементов, d-элементов и f-элементовПредельно допустимая концентрация (или ПДК) – величина, характеризующая максимальное количество вещества, которое может находиться в объекте измерений в момент времени без вреда для живых организмов, и являющаяся основной величиной экологического нормирования содержания токсических веществ в природной среде.
Экологическая геология — научная дисциплина, изучающая экологические функции литосферы, закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под влиянием природных и техногенных причин в связи с жизнью и деятельностью биоты и, прежде всего, — человека.Экологическая фармакология – учебная дисциплина, содержащая систематизированные научные знания по обеспечению экологической безопасности. Разработки, создания, обращения и использования лекарственных средств, лекарственного растительного сырья.Экологическая токсикология (экотоксикология) — раздел токсикологии, изучающий эффекты воздействия токсичных веществ на экосистемы и их круговорот в биосфере, в особенности в пищевых цепях.3 БИЛЕТХимические взаимодействия осуществляются при передаче закодированных сообщений при помощи специфических молекул, а также используются для защиты или нападения на всех уровнях эволюционного развития.Сложность взаимоотношений между организмами выражается в характере действия данного организма на среду (межвидовое или внутривидовое) – являются ли они благоприятными или вредными для оказывающего их вида. Ниже приведена классификация различных типов химических воздействий организма на среду.Классификация типов химических воздействий организма на среду (по М. Барбье, 1978).
-
Вещества, участвующие в межвидовых (аллелохимических) взаимодействиях:
-
Отпугивающие вещества.
-
Вещества, прикрывающие бегство (чернильная жидкость у головоногих моллюсков).
-
Супрессоры (антибиотики).
-
Яды.
-
Индукторы (вызывают образование галлусов, узелков и т.п.).
-
Противоядия.
-
Приманки (привлекают добычу к организму-хищнику).
-
Вещества, привлекающие к пище.
-
Индукторы, стимулирующие адаптацию (например, фактор, вызывающий образование шипов у коловраток).
-
Сигналы, предупреждающие реципиента об опасности или токсичности.
-
Стимуляторы (факторы роста).
4 БИЛЕТ Биотический круговорот. Круговорот биогенных элементов, обусловленный синтезом и распадом органических веществ в экосистеме, называет биотическим круговоротом веществ. Кроме биогенных элементов в биотический круговорот вовлечены важнейшие для биоты минеральные элементы и множество различных соединений. Поэтому весь циклический процесс химических превращений, обусловленных биотой, особенно когда речь идет о всей биосфере, называют еще биогеахимическим круговоротом.[ …]Биотический круговорот — круговорот биогенных элементов и вовлекаемых им других веществ в экосистемах, в биосфере между их биотическими и абиотическими компонентами. Важнейшей чертой биосферного биотического круговорота является высокая степень замкнутости.С жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов связаны многие протекающие в почве процессы — круговороты биогенных элементов, минерализация животных и растительных остатков, обогащение почвы доступными для растений формами азота. С деятельностью микроорганизмов связано плодородие почвы. Следовательно, почвенные микроорганизмы влияют непосредственно на жизнь растений, а через них — на животных и человека, являясь одной из главных частей наземных экосистем.Пруды и озера особенно удобны для исследований, поскольку на протяжении короткого периода времени круговороты биогенных элементов в них могут рассматриваться как незавуровнях5 БИЛЕТВ химические элементы биосферы земные – это углерод, азот, кислород, фосфор и сера. 95% биосферы состоит из них.Химический состав живых организмов можно выразить в двух видах — атомном и молекулярном.Атомный (элементный) состав характеризует соотношение атомов элементов, входящих в живые организмы.Молекулярный (вещественный) состав отражает соотношение молекул веществ.Химические элементы в живых организмах образуют два класса соединений: органические и неорганическиеМакроэлементы, присутствующие в больших количествах в пище (до нескольких процентов сухой массы) и необходимые организму в конкретных весовых количествах для правильного его функционирования. • Микроэлементы, необходимые организму в следовых количествах (порядка от 10-2 до 10-11% живой массы организма). Они очень важны для метаболических процессов и выработки гормонов и энзимов.
6 БИЛЕТКруговорот веществ – многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере в том числе и в тех их частях, которые входят в состав биосферы. Основных круговоротов веществ в природе 2: большой (геологический) и малый (биохимический).Большой (геологический) круговорот веществ в природе обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами ЗемлиК большому круговороту относится и круговорот воды между сушей и океаном, через атмосферу.Малый (биохимический) круговорот веществ в природе, в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения..Данный круговорот для жизни биосферы главный. Он является порождением жизни и поддерживается живым веществом. Главным источником энергии круговорота является солнечный свет, который обеспечивает фотосинтез. Эта энергия неравномерно распределяется по поверхности земного шараВ зависимости от типа переноса вещества и энергии в экосистемах выделяют 2 вида малого круговорота. Биологический и биогеохимический.Биологический предполагает замкнутый цикл веществ, многократно используемых трофической цепью и имеет место в водных экосистемах, особенно в планктоне с его активным метаболизмом. Но в наземных экосистемах он невозможен, за исключением дождевых тропических лесов, где может быть обеспечена передача питательных веществ от растения к растению.А биогеохимический круговорот отдельных веществ В.И. Вернадский назвал биогеохимическими циклами. Суть цикла в том, что химические элементы, поглощенные организмом, впоследствии его покидают, уходят в абиотическую среду, затем, через какое-то время, снова попадают в живой организм и т.д. Элементы, необходимые организмам в больших количествах носят название макробиогенные элементы. Это основные – С, N, O, H, и не основные – Ca, Mg, Na, Cl, K. Остальные элементы называются микробиогенными. Это Fe, Co, I, F, CU, Br, Se, Si, B и др. Соединения биогенных элементов, необходимых организму называются питательными веществами. Это:
1.органические вещества (белки, жиры, углеводы, витамины);2.неорганические вещества (вода, минеральные соли, СО2).Наибольшее значение имеют круговороты воды, углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора и серы.Антропогенный круговорот (обмен) — круговорот (обмен) веществ, движущей силой которого является деятельность человека. В нём можно выделить две составляющие: биологическую, связанную с функционированием человека как живого организма, и техническую, связанную с хозяйственной деятельностью людей (техногенный круговорот (обмен)).В отличие от геологического и биологического круговоротов веществ, антропогенный круговорот веществ в большинстве случаев является незамкнутым. Поэтому часто говорят не об антропогенном круговороте, а об антропогенном обмене веществ. Незамкнутость антропогенного круговорота веществ приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению природной среды. Именно они и являются основной причиной всех экологических проблем человечества.7 БИЛЕТОбщая характеристика загрязняющих веществЗагрязняющие вещества – это вещества, которые оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду либо непосредственно, либо после химических изменений в атмосфере, либо в сочетании с другими веществами и загрязняющими воздействиями. Загрязняющее воздух вещество — это примесь в атмосфере, оказывающая неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье населения. Поскольку примеси в атмосфере могут претерпевать различные превращения, их можно условно разделить на первичные и вторичные. По воздействию на организм человека загрязнение атмосферы подразделяют на физическое и химическое.К физическому относят: радиоактивное излучение, тепловое воздействие, шум, низкочастотные вибрации, электромагнитные поля.К химическому — наличие химических веществ и их соединений.Основными загрязняющими веществами атмосферного воздуха являются диоксид серы; диоксид азота; оксиды углерода, твердых веществ и углеводородов – они составляют 1749,9 тыс. т, или 98,8 % от общей массы зарегистрированных выбросов8 БИЛЕТПДК. Характеристика s-элементов, p-элементов, d-элементов и f-элементовПредельно допустимая концентрация (или ПДК) – величина, характеризующая максимальное количество вещества, которое может находиться в объекте измерений в момент времени без вреда для живых организмов, и являющаяся основной величиной экологического нормирования содержания токсических веществ в природной среде.