Контрольная работа по «Экологическому мониторингу»

   Пары  и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы  вещества дисперсные системы, то есть аэрозоли, которые делятся на пыль, дым и туман. Пары выделяются в результате применения различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути, а газы при сварке, литье, термической обработке металлов.

   В целом автотранспорт выбрасывает  в воздух более 40 химических веществ. К основным ингредиентам относятся  окись углерода (до 70%) и такие  канцерогенные полициклические  ароматические углеводороды, как  бензопирен (около 19%) и окислы азота (около 9%). Сжигание 1 т топлива бензиновым двигателем автомобиля приводит к образованию в среднем 600 кг окиси углерода. В отличие от бензиновых двигателей, дизельные двигатели выбрасывают значительно больше дыма, состоящего в основном из несгоревшего углерода. Кроме того, работа двигателей внутреннего сгорания сопровождается выбросами в атмосферу соединений тяжелых металлов, в первую очередь это свинец, образующийся при использовании этилированного бензина. Каждое из этих веществ оказывает вредное воздействие на организм человека.

   Наиболее  распространенные загрязнители атмосферы  поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц, либо в виде газов.  
Углекислый газ. В результате сжигания топлива, а также производства цемента в атмосферу поступает огромное количество этого газа. Сам этот газ не ядовит. Угарный газ. Сжигание топлива, которое создает большую часть газообразных, да и аэрозольных загрязнений атмосферы, служит источником другого углеродного соединения угарного газа. Он ядовит, причем его опасность усугубляется тем, что он не имеет ни цвета, ни запаха, и отравление им может произойти совершенно незаметно.

   В настоящее время в результате деятельности человека в атмосферу  поступает около 300 миллионов тонн угарного газа. Углеводороды, поступающие в атмосферу в результате деятельности человека, составляют небольшую долю от углеводородов естественного происхождения, но загрязнение ими имеет весьма важное значение. Их поступление в атмосферу может происходить на любой стадии производства, обработки, хранения, перевозки и использования веществ и материалов, содержащих углеводород. Более половины углеводородов, производимых человеком, поступает в воздух в результате неполного сгорания бензина и дизельного топлива при эксплуатации автомобилей и других средств транспорта.

   Сернистый газ. Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет важные экологические  последствия. Главные источники  сернистого газа вулканическая деятельность, а также процессы окисления сероводорода и других соединений серы. Сернистые  источники сернистого газа по интенсивности  давно превзошли вулканы и  сейчас сравнялись с суммарной интенсивностью всех естественных источников. Аэрозолевые частицы, поступают в атмосферу из естественных источников.

7. Радиационное  загрязнение окружающей среды

   Особое  место в загрязнении окружающей среды занимает радиоактивное загрязнение. В наше время радиация стала вездесущей, всепроникающей и в каком-то смысле бесконечной. Поражающим действием  обладают не только высокие дозы радиации, но, как показали независимые исследования профессора Гофмана (1994), малые дозы (до 20 Гр) также способны вызывать различные  заболевания у человека, в том  числе и рак. Источников радиоактивного загрязнения много, но главные из них добыча и обогащение урана.

   Действие  загрязнителей на живые организмы  ощущается на разных уровнях. Повышенные фоны загрязнения могут действовать  на отдельные организмы, их органы и  ткани, на клетки и отдельные внутриклеточные  структуры, а также на более высокие  уровни организации живых систем – популяции и сообщества.

   Общебиологическое действие радиации в зависимости  от дозы облучения может выражаться в стимуляции, угнетении и летальном  эффекте. Ионизирующие излучения могут  вызывать различные уродства на ранних стадиях развития организма. В стадии гаметогенеза – нарушения этого  процесса, ведущие к стерильности. Радиация также действует на метаболизм растений и животных, затрагивая самые  различные функции организмов. Так, например, при изучении реакции растений житняка гребенчатого (Agropyron cristatum) на различные дозы облучения нами установлено более высокое, чем в контрольных растениях, содержание сахаров, аскорбиновой кислоты, хлорофиллов “а” и “в”. Действуя на физическую и химическую структуру хромосом, радиация вызывает наследственные изменения – мутации. Многочисленные исследования показали, что эффекты радиоактивного облучения в значительной степени зависят от радио чувствительности организмов, от вида радиации и от режима облучения, т.е. от распределения дозы во времени или от ее мощности. Е.И.Преображенская (1971) изучила радио чувствительность у 700 видов и сортов растений и разделила их по этому свойству на три больших группы: радиочувствительные, выдерживающие дозы облучения от 150 до 250 Гр, средне чувствительные – 250–1000 Гр и радиоустойчивые – более 1000 Гр. По современным представлениям радио устойчивость - радио чувствительность определяется следующими основными факторами: а) объем и структурная организация генома; б) активность природных защитных и сенсибилизирующих систем; в) уровень активности ферментов репарации; г) гетерогенность клеток и возможность репопуляции.

   Наиболее  важной особенностью всех загрязнителей  окружающей среды является их способность  вызывать наследственные изменения  – мутации.

   Краткий экскурс в проблему загрязнителей окружающей среды приводит нас к убеждению в том, что они являются не только факторами, ингибирующими жизнеспособность живых организмов, но и мощными факторами процесса формообразования. Они могут изменять направление и темпы формирования естественных популяций и культигенов, вплоть до биоценозов. К настоящему времени накопилось достаточно данных, свидетельствующих о том, что виды и популяции включают в свою структуру как устойчивые особи, так и восприимчивые к различным загрязняющим факторам. При этом наблюдается значительное варьирование по этому признаку.

   На  сегодняшний день становится актуальной задача изучения генетики признаков  устойчивости к загрязняющим факторам среды, поиска и сохранения геноисточников устойчивости и создания сортов, резистентных к высоким концентрациям “загрязнителей”, а также сортов, способных абсорбировать в больших количествах токсические вещества.

8. Химические  методы мониторинга

   Гравиметрические. Измерения масс. (Gravitas с лат. – тяжесть) — метод количественного анализа в аналитической химии, который основан на изменении массы определяемого компонента, выделенном в виде веществ определённого состава.

   При выполнении весовых определений  определяемый компонент смеси, или  составную часть (элемент, ион) вещества количественно связывают в такое  химическое соединение, в виде которого она может быть выделена и взвешена (так называемая гравиметрическая форма, ранее она именовалась «весовая форма»). Состав этого соединения должен быть строго определённым, то есть точно выражаться химической формулой, и оно не должно содержать каких-либо посторонних примесей.

   В гравиметрии используются различные  неорганические и органические химические соединения. Так, например, 1,2,3-Бензотриазол применяется в для гравиметрического определения металлов: меди, серебра, цинка и др.

   Вершины своего развития весовой анализ достиг в 1950-е годы, когда ещё не было широкого применения спектральных и  хроматографических методов. В настоящее время он остаётся своеобразным эталоном, методической базой при разработке и аттестации других методов.

   В гравиметрии есть три метода: отгонка, осаждение и выделение.

   Гравиметрические  методы применяют редко. Основное их достоинство - исключается построение калибровочных графиков (построение графика при анализе многокомпонентных  смесей затруднительно, из-за невозможности  приготовления стандартной смеси, точно моделирующей пробу, не зная заранее  состава пробы). Гравиметрические методы применяют в качестве арбитражных  при определении магния, натрия, кремнекислоты, сульфат-ионов, суммарного содержания нефтепродуктов, жиров. 

   Титриметрические. Измерение объемов. (Титр – массовая концентрация раствора в г/см³ или в г/мл) - это постепенное прибавление титрованного раствора реагента (титранта) к анализируемому раствору для определения точки эквивалентности.

   Титриметрический метод анализа основан на измерении объема реагента точно известной концентрации, затраченного на реакцию взаимодействия с определяемым веществом.

   Точка эквивалентности – момент титрования, когда достигнуто эквивалентное соотношение реагирующих веществ.

   Достигнув точки эквивалентности, титрование заканчивают и отмечают

объем раствора, пошедший на данную реакцию. Следовательно, в титриметрическом методе анализа первостепенное значение имеет точное определение точки эквивалентности. Точку эквивалентности (т.э.) определяют по изменению окраски индикатора (химического индикатора) или с помощью инструментальных индикаторов, приборов фиксирующих измене какого-то свойства среды в процессе титрования.

Индикаторы  – это вещества, которые изменяют свое строение и физические свойства при изменении среды. В области  точки эквивалентности индикатор изменяет свой цвет, образует осадок или вызывает какой-то другой наблюдаемый эффект. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9. Химическое  загрязнение окружающей среды

   Химическое  загрязнение – загрязнение химическими веществами (соединениями), за исключением радиоактивных веществ.

   Химиками  синтезировано более 5 млн. соединений. Ежегодно список химических соединений увеличивается на 10%.

   По  данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) человек в повседневной деятельности контактирует с 60-70 тыс. химических соединений.

   Загрязнение на глобальном уровне непосредственно  на человека оказывает небольшое  воздействие, но может привести к  экологическим катастрофам в  будущем.

   Какие глобальные катастрофы угрожают Земле? Вот некоторые примеры:

1. загрязнение фреонами и окислами азота приводит к разрушению озонового слоя → гибель всего живого.
2. загрязнение углекислым газом  и др. парниковыми газами→ потепление → таяние ледников → исчезновение части суши, изменение климата, ураганы и т.п.

   Загрязнение на локальном уровне представляет собой непосредственную угрозу, как человеку, так и живой природе.

   В  процессе  своей  хозяйственной  деятельности  человек   производит

различные  вещества.  Все  производимые  вещества   с   использованием   как

возобновимых, так и невозобновимых ресурсов можно разделить на четыре типа:

• исходные вещества (сырье);
• промежуточные   вещества   (возникающие   или   используемые   в    процессе производства);
• конечный продукт;
• побочный продукт (отход).

   Отходы  возникают на всех  стадиях  получения  конечного  продукта,  а

любой  конечный  продукт  после  потребления  или  использования  становится

отходам, поэтому конечный продукт  можно  назвать  отложенным  отходом.  Все

отходы  попадают  в  окружающую  среду  и  включаются   в   биогеохимический

круговорот  веществ  в  биосфере.  Многие  химические  продукты   включаются

человеком в биогеохимический круговорот в  масштабах  на  много  превышающих

естественный  круговорот.  Некоторые  вещества,  направляемые  человеком   в