Профессиональных (ПК)

- способность и готовность к принятию управленческих решений, направленных на сохранение здоровья населения в связи с неблагоприятным воздействием факторов среды обитания человека (ПК-28);

- способность и готовность к проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий, защите населения в очагах особо опасных инфекций, при стихийных бедствиях и различных чрезвычайных ситуациях (ПК-29);

- способность и готовность к анализу результатов собственной деятельности и деятельности органов, осуществляющих функции по контролю и надзору в сфере обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, защиты прав потребителей и потребительского рынка, учреждений, осуществляющих свою деятельность в целях обеспечения государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Российской Федерации, иных учреждений здравоохранения с учетом требований официальных законодательных, нормативных и правовых документов (ПК-30);

- способность и готовность к разработке, рекомендациям к использованию и оценке эффективности профилактических стратегий, отдельно или в сотрудничестве с другими специалистами для обеспечения эффективного контроля (ПК-31);

- способность и готовность к осуществлению санитарно-эпидемиологической экспертизы проектной документации и материалов по отводу земельных участков под строительство различных объектов (ПК-32);

 

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………..1

Раздел 1. Основные понятия экологической химии……………………...6

Раздел 2. Антропогенный круговорот веществ. Ресурсный цикл………10

Раздел 3. Состав атмосферы. Химические реакции, протекающие

в атмосфере ………………………………………………………………..14

Раздел 4. Характеристика гидросферы. Химические загрязнения

гидросферы…………………………………………………………………25

Раздел 5. Состав почв и характер их загрязнений……………………….34

Раздел 6. Нормирование содержания загрязняющих веществ в

окружающей среде…………………………………………………………54

Список литературы…………………………………………………………62

Приложение…………………………………………………………………64

 

 

Раздел 1. Основные понятия экологической химии.

Экологическая химия – это наука, изучающая процессы, которые определяют состав, структуру и химические свойства окружающей среды, адекватные биологической ценности среды обитания. К задачам, которые решает экологическая химия, относится составление уравнений химических реакций, определяющих термодинамические возможности протекания данного процесса, установление кинетических условий реакции, наличия конкурирующих процессов и других характеристик.

Понятие биосфера как среда обитания живых организмов или сферы сформулировано австрийским ученым Э.Зюссом в 1878 году. Позже академик В.И.Вернадский определил биосферу как планетную среду, в которой распределено живое вещество. Биосфера – это не только наружная оболочка Земли, охваченная жизнью, но и организованные ею структуры. Живое вещество способно глубоко менять первоначальную природу планеты, жизнь приспосабливает среду обитания.

Длительное время экологическое развитие было гармоничным, но за последние десятилетия многократно увеличились объемы загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, воду, почву. Как известно, в атмосфере протекают фотохимические процессы, с помощью которых происходит переработка загрязняющих веществ и восстановление нарушенного баланса. Но усиление антропогенной нагрузки способно нарушить природные процессы восстановления баланса в атмосфере. Эти и другие причины послужили необходимостью создания новой отрасли химии, занимающейся негативными последствиями загрязнения окружающей среды.

Экосистемы как совокупность сообществ, взаимодействующих с химическими и физическими факторами, создающими окружающую среду, классифицируют в общем виде на естественные (луг, лес, озеро, пустыня, степь и так далее) и искусственные (город, аквариум, теплица, космический корабль и другие). Классификация по структурным признакам:

а) наземные (степь, тундра и т.д.);

б) пресноводные (река, озеро и т.д.);

в) морские (океан, пролив и т.д.) и другие.

Классификация экосистем по источникам энергии:

а) природные, движимые солнцем и не субсидируемые (леса, океаны и т.д.);

б) природные, движимые солнцем и субсидируемые другими естественными источниками (континентальные воды, некоторые дождевые леса и т.д.);

в) движимые солнцем и субсидируемые человеком (агроэкосистема, аквариум и т.д.);

г) движимые топливом (город, пригород и т.д.), находятся в зависимости от первых трех систем.

Окружающая среда - это природные тела и явления, с которыми живые организмы находятся в прямых или косвенных отношениях.

Экологические факторы – это условия среды, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы. Экологические факторы классифицируют по разным признакам, по одному из них различают:

а) абиотические (факторы неживой природы): свет, температура, влага, давление и др. – это климатические факторы; плотность, влагоемкость, механический состав и др. – это почвенные факторы; рельеф, высота склона и др. – орографические и так далее;

б) биотические (факторы живой природы): фитогенные – растительные организмы; зоогенные – животные организмы; микробиогенные – бактерии, вирусы и др.; антропогенные – деятельность человека.

Другая классификация основана на том, что приспособительные реакции организмов к факторам среды определяются степенью постоянства этих факторов:

а) первичные факторы (температура, свет и др.), зависящие от периодичности вращения Земли;

б) вторичные (влажность, осадки, внутривидовые взаимодействия и др.), зависящие от первичных;

в) непериодические факторы (взаимодействие между видами, антропогенное воздействие и др.), не имеют периодичности.

Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые организмы выражается в существовании верхних и нижних границ амплитуды его колебаний. Чем шире пределы фактора, тем выше устойчивость (толерантность) данного организма. Например, лимитирующим фактором развития растений является элемент, концентрация которого находится в минимуме. Это так называемый закон минимума Ю. Либиха (1840 г), применимый для стационарных состояний.

Экологические факторы могут оказывать на живые организмы различное воздействие,в зависимости от типа воздействия различают:

1) раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций (например, с повышением температуры усиливается потоотделение);

2) ограничители, определяющие невозможность существования в данных условиях (например, недостаток влаги);

3) модификаторы, вызывающие морфологические и анатомические изменения организмов (например, в запыленных городах меняется окраска крыльев определенных видов бабочек);

4) сигналы, свидетельствующие об изменении других факторов среды.

Характер воздействия факторов на организм подчиняется ряду закономерностей:

- Закон оптимума – положительное или отрицательное влияние фактора на организм, зависит от силы его воздействия.

- Неоднозначность действия фактора на разные функции.

- Взаимодействие факторов (например, жара легче переносится в сухом воздухе).

- Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые организмы (например, вода и ее состав).

- Влияние рН на выживаемость организмов-гидробионтов.

- Аэробные и анаэробные организмы (аэробные существуют только при наличии кислорода, анаэробные могут жить без свободного кислорода).

- Зависимость от концентрации минералов в среде, а также ряд других закономерностей.

Химические экорегуляторы, посредством которых живые организмы оказывают влияние на окружающую среду путем взаимно перекрещивающегося действия различных молекул. Классификация типов химического воздействия организма на среду составлена М. Барбье в 1978 г, далее приведены некоторые примеры:

а) вещества, участвующие в межвидовых (аллелохимических) взаимодействиях – противоядия, отпугивающие и предупреждающие вещества и т.д.;

б) вещества, участвующие во внутривидовых взаимодействиях – феромоны, аутотоксины и т.д.

 

Раздел 2. Антропогенный круговорот веществ. Ресурсный цикл.

 

Деятельность человека активно влияет на процессы круговорота всех химических элементов не только локально, но и на уровне биосферы. Процессы антропогенной трансформации вещества осуществляются в рамках глобальных биогеохимических циклов, которые человек не может изменить глобально, но может нарушить баланс на определенной территории или на определенных этапах.

Человек добывает ресурсы, перерабатывает, производит из них энергию и предметы, таким образом происходит вовлечение ресурсов в ресурсный цикл. Ресурсный цикл – это совокупность превращений и перемещений определенного вещества или их групп на всех этапах использования его человеком. Этот цикл не замкнут, поскольку используемые вещества не возвращаются на места их изъятия.

На каждом этапе цикла неизбежны потери, образуются побочные продукты, наносится вред окружающей среде, то есть природные ресурсы загрязняют окружающую среду. Например, при производстве удобрений масса отходов в разы превышает массу самих удобрений. Большое количество отходов производства образуется при выплавке металлов. Образующиеся отходы поступают в атмосферу, водоемы, почву.

Живые организмы формируют так называемые биогенные элементы – C, N, H, O, P, S. Кроме того, необходимо присутствие многих других элементов, часть из которых – металлы. Такие элементы по массовой доле в организме делят на макро (K, Ca, Mg, Na) и микро (Fe, B, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Cl и другие). (Более полная классификация биогенных элементов представлена в приложении).

Главный источник биогенных элементов на суше – почва, образующаяся при разрушении материнских пород. Растения извлекают элементы из почвы и аккумулируют, дальше по пищевым цепям они поступают в животные организмы. Минерализация погибших организмов возвращает элементы в почву, часть из них переносится в атмосферу и водоемы. При выщелачивании деградируют почвенные коллоиды, при вырубке лесов в почве быстро уменьшается запас минералов. Круговорот минеральных катионов сопровождается циклами азота и углерода.

Круговорот химических элементов (или веществ) из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии или энергии химических реакций носит название биогеохимического цикла.

К главным циклам относят биогеохимические циклы углерода, воды, азота, фосфора, серы, биогенных катионов. Рассмотрим круговорот таких важнейших элементов, как углерод и азот.