ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

РЕФЕРАТ

на тему:

«Наноструктурные материалы для контроля окружающей среды»

Выполнил студент

гр. 4281-32:

Яруллин А.З.

Проверила:

Григорьева И.О.

Казань, 2012

Содержание

Введение…………………………………………………………………….…3

1.Воздействие наноматериалов на окружающую среду…………………………..6

1.1.Влияние наноматериалов на окружающую среду………………………6

1.2.Связь нанотехнологий с проблемами окружающей среды……………..8

2.Охрана окружающей среды……………………………………………………....16

2.1. Вред наноматериалов для окружающей среды……………………...16

2.2.Контроль окружающей среды………………………………………...18

2.3.Наноструктурные материалы и нанотехнологии для контроля окружающей среды……………………………………………………………….21

2.4. Наноструктурный материал МСМ-41……………………………….23

2.5. Нанопористые полимеры и их применение для очистки воды…….24

2.6. Фотокаталитическая очистка жидкостей ……………………………..25

2.7. Наноструктуры с иерархической самосборкой для адсорбции атомов тяжелых металлов………………………………………………………………....27

2.8. Уникальный лазер для зондирования окружающей среды……….…28

Заключение…………………………………………………………..………36

Список использованной литературы………………………………………..38

Введение

В перспективе нанотехнология может сыграть значительную роль в решении многих проблем, связанных с охраной окружающей среды. Речь идет, в первую очередь, об использовании наноустройств в системах исследования и контроля продуктов и отходов различных химических производств, о создании новых «чистых» технологий с минимальным выходом вредных отходов производства, а также о переработке мусора на свалках и очистке загрязненных водоемов. В дальнейшем предполагается осуществление непрерывного контроля и обработки обширных участков окружающей среды с целью их очистки от очень мелких частиц загрязняющих веществ, содержащихся в воде (размер < 300 нм) и в воздухе (< 20 нм).

Необходимо также учитывать, что наноструктурные материалы могут сами вызывать загрязнение окружающей среды, угрожающее здоровью человека. Загрязнение может быть связано как с существующей техникой (например, наночастицы в выхлопных газах дизельных двигателей), так и с новыми веществами или технологическими процессами. Во многих случаях нанотехнологии представляют собой новые производственные процессы, и их потенциальная опасность для окружающей среды должна быть тщательно оценена.

Для выяснения проблем охраны окружающей среды, связанных с производством и распространением наноструктурных материалов, необходимо провести междисциплинарные исследования молекулярных и наноразмерных процессов в природных системах, причем особое внимание следует уделять изучению взаимодействий органических и неорганических структур в специфических маломасштабных процессах.

В настоящее время наблюдается широкая коммерциализации нанотехнологий и наноматериалов. Сотни потребительских товаров либо содержат наноматериалы в готовых изделиях, либо производятся с использованием нанотехнологий. В то же время появляется все больше свидетельств того, что наноматериалы представляют значительную потенциальную угрозу для здоровья и безопасности человека и окружающей среды. Поэтому до начала коммерциализации нанотехнологий необходимо оценить воздействие полного жизненного цикла наноматериалов на окружающую среду, здоровье и безопасность людей. Жизненный цикл включает их производство, транспортировку, использование изделий, переработку и удаление в поток отходов. Потенциальный вред, наносимый окружающей среде может быть связан с необычными свойствами искусственных наноматериалов, включая их мобильность и персистентность в почве, воде и воздухе, бионакопление и непредвиденные взаимодействия с химическими и биологическими материалами. Уже проведенные исследования дают определенный повод для беспокойства. Например, доказано, что наноразмерный алюминий в большом количестве останавливает рост корней пяти товарных сельскохозяйственных культур, побочные продукты производства одностенных углеродных нанотрубок вызывают рост смертности и задержку развития небольших ракообразных, обитающих в эстуариях, а наносеребро наносит вред ряду полезных микроорганизмов.

В настоящее время для адекватной оценки реакций природных экосистем на совокупное воздействие антропогенных факторов используют экотоксикологические эксперименты. В их основе лежит исследование реакций отдельных организмов на эти факторы, и биотестирование. Только биотестирование позволяет получить интегральную оценк токсичности объектов окружающей среды для живых организмов. Этот универсальный метод в последние годы широко используется во всем мире для оценки качества объектов окружающей среды. Биологические системы, применение которых возможно для выявления вредных антропогенных веществ, весьма разнообразны.

В настоящее время их подразделяют на шесть подгрупп:

• суммируют все биологические данные об окружающей среде и отражают ее

состояние в целом, так как воздействие токсических веществ вызывает разнообразные изменения внутри экосистемы, компоненты которой тесно связаны между собой;

• отражают скорость изменений, происходящих в природной среде;

• позволяют судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы

и человека;

• помогают нормировать допустимую нагрузку на экосистемы;

• являются источником дополнительной информации при оценке здоровья населения, так как существует определенная корреляция между физиологическими реакциями живых организмов и человека.

Таким образом, к настоящему времени разработан довольно широкий круг биологических тестов, используемых для анализа окружающей среды.