Главная >> Химия 10 класс. Профильный уровень. Кузнецова

Глава 17. Защита окружающей среды от воздействия вредных органических веществ

§ 66. Влияние на окружающую среду производных углеводородов

Какие соединения углеводородов относят к галогеноуглеводородам? Приведите примеры этих соединений и дайте их краткое описание.
Какие вещества относят к кислородсодержащим органическим соединениям?
Назовите основные классы азотсодержащих органических соединений и дайте им определения. Какие из представителей этих классов веществ являются токсичными и опасными для окружающей среды?

Рассмотрим экологические проблемы, связанные с галогенопроизводными, кислородпроизводными и азотпроизводными углеводородов, с их промышленными производствами и их отходами, а также способы устранения или снижения опасности загрязнения ими окружающей среды.

Загрязнение окружающей среды галогеноуглеводородами

Какие соединения называются галогенопроизводными углеводородов? Как классифицируются эти вещества? Приведите примеры.

Применение некоторых алифатических, ароматических, особенно полигалогенопроизводных в народном хозяйстве и в быту сопряжено с экологической опасностью. Это обусловлено тем, что большинство их представителей довольно устойчивы, токсичны, медленно разлагаются в природных условиях, способны накапливаться в живых организмах.

Химическая активность и токсичность этих соединений губительны для человека и животных, могут приводить к тяжелым заболеваниям, иногда с летальным исходом. Остановимся на наиболее серьезных и распространенных экологических проблемах, связанных с галогеноуглеводородами: разрушение озонового слоя, загрязнение окружающей среды (пестицидами и др.).

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой в стратосфере играет жизненно важную роль в предохранении всего живого на Земле от губительного воздействия радиации. Разложение озона вызывают не только ультрафиолетовая радиация, но и взаимодействие его со свободными радикалами. Они образуются в процессе взаимодействия озона с оксидами азота, молекулы которых имеют неспаренные электроны (см. учебник химии для 9 класса, § 32), а следовательно, их можно рассматривать как свободные радикальные частицы.

Проблема. Что происходит с озоном в процессе его взаимодействия с оксидами азота (II) и азота (IV)? Как в стратосферу поступают оксиды азота? Дайте обоснованный ответ и запишите уравнения предполагаемых реакций.

Поступление оксидов азота в атмосферу является одним из источников разрушения озонового слоя:

Запуск ракет и высотные полеты реактивных самолетов разрушают озоновый слой. Так, например, при общей массе орбитального корабля «Спейс Шаттл» 114 тонн и массе полезного груза 29,5 тонны (челнок) в процессе подъема до высоты 50 км твердотопливная ракетная система выбрасывает 187 тонн углерода и его соединений, 7 тонн оксидов азота и уничтожает за полет 10 миллионов тонн O₃.

Другой причиной истощения озонового слоя предположительно являются фреоны (фторхлоруглеводороды, в частности CF₂Cl₂, CFCl₃). Они широко применяются в холодильных установках как хладоагенты, а также как вещества, создающие повышенное давление в аэрозольных баллончиках. Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, вызывают разрушение озонового слоя Земли. В процессе фотохимического разложения фреонов образуется атомарный хлор, который активно реагирует с озоном:

Cl + О₃ → О2 + СlO
СlO + О → O₂ + Сl

Процессы взаимодействия оксидов азота и атомарного хлора с молекулами озона постоянно возрождаются (т. е. являются цепными радикальными процессами). Каждая из радикальных частиц вызывает разрушение большого количества озона, вызывая истощение озонового слоя, что способствует увеличению числа раковых заболеваний. Это явилось причиной принятия Международной конвенции по запрещению производства и применения фторхлор- алканов в качестве хладо- и аэрозольных веществ. В соответствии с этой конвенцией в настоящее время их применение все больше ограничивается и в качестве распылительных агентов в баллончиках используются менее опасные вещества, например пропан-бутановая смесь и др.

Поливинилхлоридные материалы (ПВХ) и экологические последствия, связанные с ними

ПВХ широко используются в изготовлении линолеума, искусственной кожи, изоляции для проводов, пропиток для тканей и других материалов. Они применяются не только для производственных нужд. Мы используем их и в повседневной жизни. Массовое применение поливинилхлоридных изделий остро ставит вопрос об их утилизации. Наиболее простым, дешевым, экологически и химически безграмотным способом их утилизации является сжигание. При этом образуются чрезвычайно токсичные продукты — диоксины. Даже в чрезвычайно малых концентрациях диоксин вызывает тяжелые заболевания.

Попадая с дождем в почву и воду, диоксины заражают и их. Примером масштабного губительного действия на растения и человека является применение американской армией во время войны с Вьетнамом дефолиантов (лат. folium — «лист»), веществ, способствующих удалению листвы с деревьев, загрязненных диоксидами. Следовательно, важной эколого-химической проблемой является разработка методов безопасного уничтожения использованных изделий из ПВХ.

Продолжение >>>