Загрязнители окружающей природной среды (ОПС). Их классификация
Окружающая природная среда (ОПС) - это вся земная природа, окружающая человека, где естественные факторы функционируют в органическом единстве с продуктами человеческого труда. Загрязнители (загрязняющие вещества - ЗВ, поллютанты, токсичные, опасные или вредные вещества) - это неутилизированные материальные и энергетические отходы производства, а также естественные компоненты, нехарактерные для данной среды, оказывающие нежелательное действие на человека и ценные для него ресурсы живой (биотической) и неживой (абиотической) природы. К основным ЗВ обычно относят: взвешенные частицы, диоксид серы, оксид углерода, диоксид углерода, углеводороды и др. Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это экологический норматив, максимальная концентрация 3В в элементах ландшафта, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных воздействий на организм человека или другого рецептора (определенный вид животных, растениЗагрязнение - неблагоприятное изменение окружения, являющегося побочным результатом деятельности человека. Привнесение в среду новых, не характерных для нее физических, химических или биологических компонентов или превышение естественного многолетнего содержания этих компонентов. Воздух, вода, почва - объекты загрязнения. Растения, животные микроорганизмы, человек. Классификация загрязнений: 1. Индигриентное (химическое) ? неорганические и органические вещества. 2. Параметрическое (физическое) ? тепловое, световое ЭМ, шумовое, радиационное. 3. Биотическое (на популяции). 4. Стационарное деструкционное изменение ландшафта. Главные загрязнители биосферы: 1. CO2 - парниковый эффект. 2. CO - баланс верхних слоев. 3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) - смог, респираторные заболевания. 4. SO2. 5. Фосфаты (гидросфера). 6. Тяжелые металлы Hg, Pb. 7. Нефть и нефтепродукты. 8. Пестициды. 9. Радиация. Технологические причины глобального загрязнения: 1. Осваивание невозобновимых и возобновимых природных ресурсов. 2. Строительные и горные работы. 3. Сжигание топлива. 4. Производство минеральных удобрений. 5. Развитие химической промышленности. 6. Несовершенство технологий. Загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, количество и/или концентрация которых - превышают нормативы, установленные для химических и иных веществ, а также для микроорганизмов; - оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на: - Физические (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное) - Химические (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества) - тяжелые металлы, пестициды, нефть и нефтепродукты; - Биологические (биогенное, микробиологическое, генетическое) - Информационные (информационный шум, ложная информация, факторы беспокой-ства) По происхождению загрязняющие вещества делятся на: - загрязняющие вещества природного происхождения - попадающие в природную среду в результате естественных, обычно катастрофических процессов (пример - загрязнение прилегающих территорий пеплом при извержении вулкана) - загрязняющие вещества антропогенного происхождения. По характеру загрязняющие вещества делятся на: - первичные (поступившие в окружающую среду непосредственно из источников за-грязнения) - вторичные, образующиеся из первичных в объектах окружающей среды в результа-те биогенных и абиогенных трансформаций. Наиболее распространёнными антропогенными загрязняющими веществами являются: - в атмосфере - кислые газы (диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота), взвешен-ные частицы (сажа, аэрозоли кислот и соединений тяжёлых металлов), органические соединения, в том числе формирующие фотохимический смог и разрушающие озоно-вый слой атмосферы, пары нефтепродуктов. - в гидросфере - растворимые соли тяжёлых металлов, органические соединения, неф-тепродукты.
Алюминий – химически активный металл, но прочная оксидная пленка определяет его стойкость при обычных условиях. Практически во всех химических реакциях алюминий проявляет восстановительные свойства.
Взаимодействие с неметаллами
С кислородом взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при высокой температуре:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
реакция сопровождается большим выделением тепла.
Выше 200°С реагирует с серой с образованием сульфида алюминия:
2Al + 3S = Al2S3.
При 500°С – с фосфором, образуя фосфид алюминия:
Al + P = AlP.
При 800°С реагирует с азотом, а при 2000°С – с углеродом, образуя нитрид и карбид:
2Al + N2 = 2AlN,
4Al + 3C = Al4C3.
С хлором и бромом взаимодействует при обычных условиях, а с йодом при нагревании, в присутствии воды в качестве катализатора:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
С водородом непосредственно не взаимодействует.
С металлами образует сплавы, которые содержат интерметаллические соединения – алюминиды, например, CuAl2, CrAl7, FeAl3 и др.
Взаимодействие с водой Взаимодействие алюминия с водой
Очищенный от оксидной пленки алюминий энергично взаимодействует с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
в результате реакции образуется малорастворимый гидроксид алюминия и выделяется водород.
Взаимодействие с кислотами
Легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя соли:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2;
8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (в качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония).
С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:
2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.
Взаимодействие со щелочами
Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:
в растворе с образованием натрия:
2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2
при сплавлении с образованием алюминатов:
2Al + 6KOH = 2KAlO2 + 2K2O + 3H2.
Восстановление металлов из оксидов и солей
Алюминий – активный металл вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:
Окружающая природная среда (ОПС) - это вся земная природа, окружающая человека, где естественные факторы функционируют в органическом единстве с продуктами человеческого труда.
Загрязнители (загрязняющие вещества - ЗВ, поллютанты, токсичные, опасные или вредные вещества) - это неутилизированные материальные и энергетические отходы производства, а также естественные компоненты, нехарактерные для данной среды, оказывающие нежелательное действие на человека и ценные для него ресурсы живой (биотической) и неживой (абиотической) природы. К основным ЗВ обычно относят: взвешенные частицы, диоксид серы, оксид углерода, диоксид углерода, углеводороды и др.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это экологический норматив, максимальная концентрация 3В в элементах ландшафта, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных воздействий на организм человека или другого рецептора (определенный вид животных, растениЗагрязнение - неблагоприятное изменение окружения, являющегося побочным результатом деятельности человека. Привнесение в среду новых, не характерных для нее физических, химических или биологических компонентов или превышение естественного многолетнего содержания этих компонентов. Воздух, вода, почва - объекты загрязнения. Растения, животные микроорганизмы, человек.
Классификация загрязнений:
1. Индигриентное (химическое) ? неорганические и органические вещества.
2. Параметрическое (физическое) ? тепловое, световое ЭМ, шумовое, радиационное.
3. Биотическое (на популяции).
4. Стационарное деструкционное изменение ландшафта.
Главные загрязнители биосферы:
1. CO2 - парниковый эффект.
2. CO - баланс верхних слоев.
3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) - смог, респираторные заболевания.
4. SO2.
5. Фосфаты (гидросфера).
6. Тяжелые металлы Hg, Pb.
7. Нефть и нефтепродукты.
8. Пестициды.
9. Радиация.
Технологические причины глобального загрязнения:
1. Осваивание невозобновимых и возобновимых природных ресурсов.
2. Строительные и горные работы.
3. Сжигание топлива.
4. Производство минеральных удобрений.
5. Развитие химической промышленности.
6. Несовершенство технологий.
Загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, количество и/или концентрация которых
- превышают нормативы, установленные для химических и иных веществ, а также для микроорганизмов;
- оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на:
- Физические (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное)
- Химические (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества) - тяжелые металлы, пестициды, нефть и нефтепродукты;
- Биологические (биогенное, микробиологическое, генетическое)
- Информационные (информационный шум, ложная информация, факторы беспокой-ства)
По происхождению загрязняющие вещества делятся на:
- загрязняющие вещества природного происхождения - попадающие в природную среду в результате естественных, обычно катастрофических процессов (пример - загрязнение прилегающих территорий пеплом при извержении вулкана)
- загрязняющие вещества антропогенного происхождения.
По характеру загрязняющие вещества делятся на:
- первичные (поступившие в окружающую среду непосредственно из источников за-грязнения)
- вторичные, образующиеся из первичных в объектах окружающей среды в результа-те биогенных и абиогенных трансформаций.
Наиболее распространёнными антропогенными загрязняющими веществами являются:
- в атмосфере - кислые газы (диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота), взвешен-ные частицы (сажа, аэрозоли кислот и соединений тяжёлых металлов), органические соединения, в том числе формирующие фотохимический смог и разрушающие озоно-вый слой атмосферы, пары нефтепродуктов.
- в гидросфере - растворимые соли тяжёлых металлов, органические соединения, неф-тепродукты.
Алюминий – химически активный металл, но прочная оксидная пленка определяет его стойкость при обычных условиях. Практически во всех химических реакциях алюминий проявляет восстановительные свойства.
Взаимодействие с неметаллами
С кислородом взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при высокой температуре:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
реакция сопровождается большим выделением тепла.
Выше 200°С реагирует с серой с образованием сульфида алюминия:
2Al + 3S = Al2S3.
При 500°С – с фосфором, образуя фосфид алюминия:
Al + P = AlP.
При 800°С реагирует с азотом, а при 2000°С – с углеродом, образуя нитрид и карбид:
2Al + N2 = 2AlN,
4Al + 3C = Al4C3.
С хлором и бромом взаимодействует при обычных условиях, а с йодом при нагревании, в присутствии воды в качестве катализатора:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
С водородом непосредственно не взаимодействует.
С металлами образует сплавы, которые содержат интерметаллические соединения – алюминиды, например, CuAl2, CrAl7, FeAl3 и др.
Взаимодействие с водой Взаимодействие алюминия с водой
Очищенный от оксидной пленки алюминий энергично взаимодействует с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
в результате реакции образуется малорастворимый гидроксид алюминия и выделяется водород.
Взаимодействие с кислотами
Легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя соли:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2;
8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (в качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония).
С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:
2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.
Взаимодействие со щелочами
Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:
в растворе с образованием натрия:
2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2
при сплавлении с образованием алюминатов:
2Al + 6KOH = 2KAlO2 + 2K2O + 3H2.
Восстановление металлов из оксидов и солей
Алюминий – активный металл вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3