- •Федеральное агентство по образованию
- •Экологическая химия
- •Введение: предмет экологической химии, задачи экологической химии
- •1Основные понятия и определения
- •1.1 Загрязнение окружающей среды. Химическое загрязнение. Вредные вещества.
- •1.2 Предельно допустимые концентрации вредных веществ
- •2.1.1. Пдк вредных веществ в атмосфере
- •1.2.2 Пдк вредных веществ в водной среде
- •1.2.3Пдк вредных веществ в почве
- •1.3.2 Распространение в ос
- •1.3.3 Время жизни (устойчивость) загрязнителя
- •1.3.4 Склонность загрязнителя к деградации (биоразложению)
- •1.4 Термодинамический и кинетический подходы к изучению поведения загрязнителей в ос
- •1) Определять возможность самопроизвольного протекания химических реакций в том или ином направлении;
- •2) Определять условия, при которых устанавливается химическое равновесие.
- •При низких давлениях газы можно считать идеальными, и Ka ≈ Kp.
- •1) Рассчитать время достижения заданной степени превращения веществ (или опре- делить степень превращения вещества в заданный момент времени),
- •2) Найти условия, при которых время достижения заданной степени превращения ве- щества будет минимальным.
- •2. Физико-химические процессы в атмосфере
- •2.1 Состав и строение атмосферы
- •Qисточник и Qсток – скорости поступления и стока веществ соответственно для произвольного резервуара, атмосферы в целом или ее части;
- •2.1.1 Основные зоны атмосферы
- •2.1.2 Атмосферное давление
- •2.1.3 Солнечная радиация и вертикальная структура атмосферы
- •2.1.4 Тепловой баланс атмосферы и подстилающей ее поверхности
- •Процессы окисления примесей в тропосфере могут протекать:
- •1.3.4. Фотохимический смог в городской атмосфере
- •1.3.6Метан
- •В присутствии no общий результат окисления метана:
- •1.3.7.1 Номенклатура и особенности тропосферного аэрозоля
- •1.3.7.2 Время жизни (устойчивость) аэрозоля
- •Водородный цикл
- •Азотный цикл
- •Хлорный цикл
- •Физико-химические процессы в гидросфере
- •3. Биогенные вещества – главным образом соединения азота и фосфора. К биогенным элементам относят также соединения кремния и железа.
- •2.2. Классификация природных вод
- •1) Физико-географические (рельеф, климат…);
- •2.3.2 Процессы растворения твердых веществ в природныхводах
- •2.4 Кислотно-основное равновесие в природных водоемах
- •2.4.2 Растворимость карбонатов и рН подземных и поверхностных природных вод
- •2.5.1 Окислительно_восстановительное равновесие
- •2.5.2 Взаимосвязь между окислительно-восстановительны-ми и кислотно-основными характеристиками природных вод
- •2.6 Процессы самоочищения водных экосистем
- •2.6.1 Виды загрязнений и каналы самоочищения водной среды
- •2.6.3 Физико-химические процессы на границе разделафаз
- •1) В качестве окислителя участвуют ионы металлов в окисленной форме;
- •2) В окислении зв участвуют свободные радикалы и другие реакционноспособные частицы.
- •1) Рекомбинация и диспропорционирование
- •3) Присоединение по кратной связи
- •3 Физико-химические процессы в почвах
- •3.1 Гипергенез и почвообразование
- •3.3 Элементный и фазовый состав почв
- •3.4 Оганические вещества почвы
- •3.4.1 Классификация органических веществ почвы
- •3.5.2 Обменные катионы почв
- •3.7 Соединения азота в почве
- •3.6 Проблемы загрязнения почвенных экосистем
- •3.6.1 Проблема применения минеральных удобрений
- •3.6.2 Проблемы применения химическх средств защиты растений
- •3.6.3 Поведение пестицидов в ос
1.3.2 Распространение в ос
Распространение в ОС определяется физико-химическими свойствами вещества, физическими, химическими и биологическими процессами, связанными с его переносом.
Причиной неконтролируемого поступления химических продуктов в ОС является их тенденция к распространению, т.е. свойство выходить за пределы района их применения. Это приводит к их непреднамеренному и, как правило, нежелательному накоплению. Физические, химические и биологические механизмы процессов распространения сложны и многообразны.
Скорость первой стадии распространения, а именно выход за пределы района применения, зависит от того:
– в закрытой или открытой системе происходит применение;
– какие физико-химические процессы происходят на месте применения;
– каковы естественные процессы обмена между районом применения и прилегающей территорией;
После того, как химические материалы вышли за пределы района их применения, происходит их дальнейшее распространение, которое можно представить как негомогенное распределение. При открытом применении этот процесс зависит, в основном, от объема производства и устойчивости химических продуктов.
Важными стадиями, определяющими подвижность и распределение посторонних в окружающей среде веществ, являются перенос (транспорт) между различными природными средами (водой, почвой и воздухом), их потребление и накопление в организмах, а также перенос веществ в этих средах, в частности, живыми организмами.
Перенос между различными средами. На рис. 3 представлена схема процессов переноса веществ в экосфере.
Распределение химических соединений между воздухом, водой и почвой происходит в соответствии с их физико-химическими свойствами, причем факторы окружающей среды играют здесь решающую роль. Переносы веществ на границах раздела воздух–вода, почва–вода, почва–воздух будут рассмотрены при описании физико-химических процессов в каждой из сред.
Географический и биотический перенос. После того, как произошло распределение поступивших в окружающую среду химических веществ между воздухом, водой и почвой, необходимо проследить их дальнейший перенос на более или менее далекие расстояния в результате действия различных физических факторов. Наряду с ним имеется также биотический перенос живыми организмами, в которых произошло биологическое накопление вредных веществ.В большинстве случаев географический перенос преобладает над биотическим и осуществляется, главным образом, через атмосферу и воду.
Рис. 3 – Схема процессов переноса
веществ в экосфере
Атмосферный перенос – важнейший путь перемещения химических веществ в окружающей среде.Процессы перемешивания и переноса в тропосфере происходят быстро; обмен между тропосферой и стратосферой длится в течение нескольких лет. Атмосферный перенос локального масштаба происходит в течение минут, регионального – от часов до нескольких суток, а для глобального переноса необходимо время от нескольких суток до нескольких недель.
Нормальная океаническая циркуляция имеет определенное значение для глобального переноса, который осуществляется в течение нескольких лет. Водный перенос реками имеет существенное значение для регионального распределения; поверхностные стоки и подпочвенные воды необходимо учитывать при оценке локального распределения химических веществ в окружающей среде.
Перенос химических веществ в почве, по сравнению с переносом в воздухе и воде, происходит очень медленно. Он осуществляется, в основном, почвенным раствором.