Химия и экология
методическая разработка на тему

ГБП ОУ «Савеловский колледж»

Учебное пособие

Естествознание

Раздел «Химия и экология»

Преподаватель Хорькова Г.В.

2018 год

 Учебное пособие по дисциплине «Естествознание» раздел «Химия и экология» предназначено для студентов 1 курса экономический специальности.  

Дисциплина «Естествознание» является интегрированной, состоят из 3-х частей: физика, химия и экология, биология.

Раздел «Химия и экология состоит из 3-х тем:

1.   Вода, растворы                                                        

2. Химические процессы в атмосфере. Взаимодействие человека и природы.

3. Химия и организм человека.

По каждой теме подобран теоретический материал, расчетные задачи, задания для контроля, кроссворд. В учебном пособии мспользуется краеведческий материал.

1. Вода, растворы

Вода вокруг нас. Физические и химические свойства воды. Растворение твердых веществ и газов. Массовая доля вещества в растворе как способ выражения состава раствора.

На Земле на каждые 9 л соленой воды приходится 1 л пресной. Самые богатые водой страны: Канада, Бразилия, Россия. Привозную воду используют: Голландия, Алжир, Гонконг. 82 % сточных вод подвергают очистке. Процесс очистки состоит из 3-х стадий: механической (очистка от примесей), биологической (микроорганизмы порлощают  органические примеси), химической (хлорирование или озонирование). Современнный уровень потребления энергии, сырья, воды настолько высок, что поблема ограниченности ресурсов биосферы приобретает первостепенное значение.

Вода с большим содержанием солей называется жёсткой, с малым содержанием — мягкой. Термин «жёсткая» по отношению к воде исторически сложился из-за свойств тканей после их стирки с использованием мыла на основе жирных кислот — ткань, постиранная в жёсткой воде, более жёсткая на ощупь. Этот феномен объясняется, с одной стороны, сорбцией тканью кальциевых и магниевых солей жирных кислот, образующихся в процессе стирки на макроуровне. С другой стороны, волокна ткани обладают ионообменными свойствами, и, как следствие, свойством сорбировать многовалентные катионы — на молекулярном уровне. Различают временную (карбонатную) жёсткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния Са(НСО3)2; Mg(НСО3)2, и постоянную (некарбонатную) жёсткость, вызванную присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов Са и Mg (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2).

Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. В то же время, использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб, так как, в этом случае отсутствует кислотно-щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная (временная) жёсткость. Потребление жёсткой или мягкой воды обычно не является опасным для здоровья, есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию мочевых камней, а низкая — незначительно увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Вкус природной питьевой воды, например, воды родников, обусловлен именно присутствием солей жёсткости.

Жёсткость природных вод может варьироваться в довольно широких пределах и в течение года непостоянна. Увеличивается жёсткость из-за испарения воды, уменьшается в сезон дождей, а также в период таяния снега и льда.

Задачи на определение массовой доли вещества

1. Определить массовую долю (в %) КОН в растворе, если КОН массой 40 г растворен в воде массой 160 г.
2. Определить массовую долю (в %) хлорида натрия, полученного при  смешении двух растворов хлорида натрия: массой 120 г с массовой долей 40% и массой 200 г с массовой долей хлорида натрия 15%.
3. Какой объем воды необходимо добавить к 50 г уксусной эссенции, массовая доля в которой равна 70%, чтобы приготовить 3-% уксус?

2. Химические процессы в атмосфере. Взаимодействие человека и природы.

Химический состав воздуха. Атмосфера и климат. Озоновые дыры. Загрязнение атмосферы и его источники. Озоновые дыры.

Кислотные дожди. Кислоты и щелочи. Показатель кислотности растворов рН. 

Как и в глубокой древности, современному человеку для поддержания жизнедеятельности требуется физиологическая норма – 2500 ккал в сутки. Биологическая сущность человека за многие тысячелетия не изменилась. В эпоху собирательства на 500 га мог прокормиться только 1 человек, он затрачивал на сбор пищи только собственную мускульную энергию. При появлении примитивного земледелия на 500 га могли прокормиться 100-200 человек, но затраты на обработку почвы, посев и сбор урожая возросли за счет мускульной энергии людей и домашних животных. История развития земледелия связана с уничтожением лесов. Самая древняя система подсечно-огневая. Она велась после выжигания леса  “ляд” , кустарника  “сыросек” , или дерна  “кубыш”. Выжженный участок засевался, а полученная зола равномерно распределялась по полю. Поле засевалось несколько лет подряд, но через 3-4 года забрасывалось. С увеличением народонаселения, появлением права собственности на землю перешли на переложную систему земледелия. Поле обрабатывалось несколько лет, а затем пускалось в перелог (использовалось для сенокоса и пастьбы). После реформы 1861 года появилась трехпольная система земледелия: озимые-яровые-пар. При современном высокомеханизированном сельском хозяйстве 500 га могут прокормить 2-5 тыс. человек, а энергетические траты за счет машин и транспорта, применения удобрений и использования механизмов по переработке первичной сельскохозяйственной продукции возросли в 20-50 тыс.раз.

В древние времена человек добывал 19 элементов периодической системы, к началу18 века –25, в 19 веке – 50, сейчас в производство вовлечено около 100 элементов. Количество ежегодно добываемых полезных ископаемых  превышает 100 млрд. т нефти,50 млрд.т каменного и бурого угля. Громадный объем потребления природных ресурсов без осуществления достаточных мер более рационального природопользования приводит к истощению природных ресурсов, особенно невозобновимых. По разным оценкам невозобновимые ресурсы истощатся через 50-100 лет. В среднем на 1 человека из недр извлекается более 20 т сырья, в процессе производственной деятельности человек перемещает не менее 20 трлн. т вещества. Естественным путем перемещается (ветром, реками, вулканами) перемещается только 8 трлн.т.

В атмосферу, воду и почву поступает огромное количество химических соединений, вызывающих загрязнение биосферы. Основные пути загрязнения;

• Воздействие на воду, почву и атмосферу продуктов сжигания топлива,
• Заражение радиоактивными отходами  материалами, используемыми в атомной энергетике,
• Отравление воды,  почвы ядовитыми химическими веществами, их отходами и пестицидами,

• Повышение концентрации биогенных элементов в водоемах из-за канализационных сбросов, стоков с полей удобрений, вызывающих бурное зарастание водоемов, заболачивание,
• Загрязнение болезнетворными микроорганизмами.
• Загрязнение – это поступление любого вещества или материала в неположенное место. В естественных условиях отходы жизнедеятельности одних организмов становятся пищей или сырьем для других. Американский ученый Барри Коммонер сформулировал 4 закона экологии:

1. Все связано со всем,             3. Все должно куда-то деваться
2. Природа “знает” лучше.       4. Ничто не дается даром.                              

Резкий рост народонаселения, увеличение потребностей, бурное развитие промышленности, появление новых материалов привели к поступлению в окружающую среду огромных количеств отходов и отбросов. Огромные количества веществ, например нефти и руды, извлечены из земли, преобразованы в новые соединения и рассеяны в окружающей среде.  

Человек не может жить, не оставляя после себя твердые бытовые отходы. В среднем принято считать, что на 1 жителя в год накапливается 250 кг мусора.  Ежегодно в России образуется около 7 млрд.т отходов, из которых используется 29%.На территории страны накоплено 80 млрд.т твердых отходов, среди них 1,6 млрд.т токсичные вещества. Сложившаяся ситуация представляет реальную угрозу здоровью людей.

В 1996 году правительство РФ приняло федеральную программу   “Отходы” на 1996-2000 гг. В процессе реализации программы в год будет перерабатываться более 55 млн.т отходов и на основе их переработки производится более 40 видов товарной продукции различного назначения.

В настоящее время все твердые отходы вывозятся специализированным транспортом в специально отведенные места для обезвреживания и утилизации не реже 3-х раз в неделю, а в крупных городах ежедневно. Однако вывоз мусора на свалки экологически невыгоден, после свалки земля восстанавливается через 50-60 лет. В России действует лишь 7 заводов по промышленной переработке отходов в органическое удобрение – компост.

В Кирово-Чепецке из твердых отходов производят стеновые блоки, в  Рязани из отходов получены строительные материалы, минеральные волокна, наполнители дорожных покрытий.

Активная деятельность  человечества в конце 20 столетия привела к глобальным изменениям в биосфере, которые ведут к возникновению парникового эффекта, выпадению кислотных дождей, нарушению озонового слоя.

Увеличение содержания в атмосфере углекислого газа привело к потеплению климатата, так как углекислый газ поглощает тепловую энергию. При этом он нагревается и нагревает всю атмосферу. До известного предела этот парниковый эффект является благоприятным явлением природы, сохраняющим тепло на Земле и делающим ее обитаемой.

Климат к котррому мы привыкли, обеспечивается концентрацией углекислого газа на уровне  0,03%. При такой концентрации поддерживается среднегодовая температура +14 градусов. При отсутствии углекислого газа среднегодовая температура понизилась бы до –20 градусов.  За последние 20 лет наблюдается резкое увеличение углекислого газа в атмосфере, которое может привести к глобальному потеплению. Планету можно сравнить с автомобилем с закрытыми окнами, стоящим на солнце. Основными причинами увеличения является сжигание топлива, загрязнение выхлопами автомобилей, поглощение его уменьшено в связи с вырубкой лесов.

Если температура тела человека увеличится на несколько десятых градуса, то это способствует развитию заболевания. При сохранении существующих тенденций к 2050 г. концентрация углекислого газа удвоится, что повлечет за собой повсеместное потепление в среднем на 1,5-4,5 градуса. Оно может оказаться катастрофическим для человека. Потепление вызовет таяние горных ледников и полярных льдов, что в свою очередь может привести к поднятию уровня мирового океана на 1,5 метра. Пути решения проблемы: увеличение КПД использования горючего и введение новых видов топлива (экспериментальная модель автомобиля Ауди с расходом бензина 3 л на 100 км пути, перевод машин на газовое топливо), прекращение сведения лесов, организация и поддержка кампаний по посадке деревьев.

Международный банк реконструкции и развития предлагает ввести международную программу выплаты владельцам машин средств, обеспечившим снижение содержания углекислоты в выхлопах, по 10 долларов за каждую сэкономленную тонну двуокиси углерода. Москва, другие российские города получат возможность снизить выбросы углекислого газа без собственных  финансовых вливаний.

Экологи предлагают ввести налог на выделяемый углекислый газ. Страна, независимо от уровня развития получит определенную квоту на  безналоговое выделение углекислого газа. Богатые страны смогут покупать квоты на выбросы углекислоты у более бедных. Такие рыночные взаимоотношения помогут, например,  Бразилии получить средства на борьбу с уничтожением тропического леса.

Первой налог на производство углекислоты ввела Швеция в 1990 году. Введен налог на сжигание угля, нефти и природного газа.

В России разработаны новейшие технологии превращения углекислого газа в метиловый спирт и диметиловый эфир.Озоновый экран, который сформировался в верхних слоях атмосферы в результате эволюции планеты, защищает все живое от губительного действия ультрафиолетовых лучей, которые разрушают белок и ДНК. Он расположен на высоте 15-25 км, толщина слоя 4-6 мм. Солнце производит в 1 секунду 5-6 т озона, но процесс его разрушения идет бысрее.

В 1985 году над южным полюсом была обнаружена озоновая дыра, ее размер был равен площади США, а концентрация озона в ней была на 50% ниже нормы. Если бы эта дыра возникла в месте, более насыщенном жизнью, это привело бы к катастрофическим последствиям. Разрушение озона происходит 2-мя путями:

Хлорный цикл (хлорфторуглеводороды – ХФУ, вещества, находящиеся в баллончиках с аэрозолями, охлаждающие жидкости в холодильниках являются разрушителями озона). 1 атом хлора разрушает десятки тысяч молекул озона, т.к. реакция имеет цепной характер и проходит при низких температурах (красталлы льда служат катализаторами). Основные озоновые вредители-25 стран ( в том числе и Россия), бесспорный приоритет принадлежит США, Японии и Англии. В 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР , подписали Монреальский протокол, по которому с 1996 г. полностью прекратили производство фреонов. Развивающие страны сделают это к 2010 году, Россия к 2000 г. Отказываются присоединиться к соглашению Китай и Индия, ссылаясь на тяжелое экономическое положение.

Азотный цикл (при запуске мощных ракет,полетах реактивных самолетов, испытаниях ядерного оружия, лесных пожарах выделяются соединения азота  разрушители озона)  В 1963 году подписан договор о запрете ядерных испытаний в атмосфере, в космосе, под водой.

30 метеостанций в России проводят измерения конценирации озона. Существует оригинальный проект искуственного получения озона в стратосфере. На земную орбиту выводятся 20 спутников, оснащенных лазерами, которые расщепляют кислород, и с помощью Солнца пойдет процес выработки озона. Идея состоит в том, чтобы произвести 20 млн.т озона – столько, сколько уничтожает техногенная цивилизация. Таким путем можно обеспечить нормальное существование планеты в течение 20 лет - срока, достаточного для того, чтобы возникла цивилизация природоохранительного типа.

О кислотных дождях люди говорят более100 лет. Кислотными называют любые осадки – дожди, туманы, снег – кислотность которых выше нормальной. Они образуются при взаимодействии с водой оксидов серы и азота. Вред кислотных дождей:

• Сворачивают белок, приводят к гибели икры (в Швеции рыба погибла в 6500 озерах и 7 реках)
• Кислота вызывает подвижность а почвах алюминия, который токсичен для мелких корней, это приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей.
• Снижается продуктивность почв, меняется состав почвенных микроорганизмов, приходится проводить известкование почв.
• Разрушаются памятники архитектуры ( Акрополь за 20 лет пострадал больше,  чем за 2,5 тыс.лет)

Наблюдения за химическим составом и кислотностью осадков в России ведут 131станция, система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществляется на 625 пунктах, обследующих площадь 15 млн. км 2 .

Задания для контроля

Тест. Домашняя контрольная работа

1. Пояснить термины: парниковый эффект,озоновая дыра, кислотные дожди, ХФУ?
2. Перечислить причины экологического кризиса
3. Каковы пути выхода из кризисного состояния
4. Почему молюски и ракообразные , имеющие известковый скелет гибнут в кислой воде быстрее, чем насекомые, имеющие хитиновый покров ?  
5. Почему на Земле происходит чередование климата (потепление чередуется с похолоданием)?
6. В 2-х км от сернокислотного завода находилось озеро. Завод  загрязнял атмосферу оксидом серы. Через 10 лет озеро превратилось в болото. Не стало рыбы и многих растений . Почему ? Как предотвратить этот процесс ?

  Природные ресурсы и рациональное природользование.

Классификация природных ресурсов

1. Неисчерпаемые (солнечная энергия, приливы и отливы, энергия ветра  и т. д.)
2. Исчерпаемые ( уголь, нефть, газ, руда, глина, песок). Уголь и нефть потребляются быстрее, чем происходит их восполнение, медь и алюминий вовсе не восполняется.Невозобновимые ресурсы считаютс экономически истощенными, когда выработаны 80% оцененных запасов. В дальнейшем их добыча становится невыгодной. Иногда удается найти замену невозобновимым ресурсампутем использования полимеров.

 Возобновляемые (деревья, травы,  дикие животные,плодородные почвы, пресная вода). Они могут быть  истощены и загрязнены, но в нормальных условиях восстанавливаются в результате естественных процессов, если скорость использования не превышает темпы естественного возрождения. Восстанавливаются ресурсы с различной скоростью: животные – несколько лет, леса – 60-80 лет, а почвы, потерявшие плодородие – в течение нескольких тысячелетий.

 Особенно остро стоят проблемы обеспечения энергией, которая образуется за счет ископаемых видов топлива. Потребление энергии идет быстрее, чем рост численности населения. За последние   30 лет использовано столько неисчерпаемых природных ресурсов, сколько за всю предыдущую историю.

Больших затрат энергии и пресной воды требует и производство сельскохозяйственной продукции.

Загрязнение окружающей среды токсичными и радиоактивными веществами . 

Загрязнение – это появление в природной среде новых компонентов. Различают природное и естественное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин – извержения вулканов,землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенное загрязнение – результат деятельности человека. В настоящее время мощность источников антропогенного загрязнения превосходит мощность естественных. Ни одно вещество не остается там, где произошел его выброс в биосферу. Восходящие потоки воздуха и ветры переносят загрязняющие вещества на различные высоты и широты и обеспечивают их циркуляцию. Существуют потоки, переносящие загрязнения со скоростью 35 м в сек вокруг земного шара за 12 дней. Кроме того, соединения,загрязняющие природную среду поглощаются живыми организмами. Морские водоросли –ламинарии накапливают иод, дождевые черви – ДДТ. Известен случай, когда в Японии многие сотни людей погибли или стали инвалидами из-за отравления ртутью, содержащейся в тканях рыбы, которой питались рыбаки. Причем ртути в рыбе было в 500 тысяч раз больше, чем в воде, где она была выловлена.

Виды загрязнений:

Тепловое загрязнение. Заводы и электростанции, имеющие охлаждающие системы, сбрасывают в реки горячую воду. Повышение температуры приводит к уменьшению растворимости кислорода и увеличению скорости размножения болезнетворных микроорганизмов, поэтому гибнут ценные виды рыб. Форель, треска обитают в воде, содержащей 8-10 см3 на литр кислорода, это возможно, если температура воды равна 0 градусов.

Электромагнитное  загрязнение. Вокруг Земли существует геомагнитное поле (ГМП). В нем вращаются электрические частицы, движущиеся вокруг Земли. Если на солнце происходит вспышка, то в сторону Земли посылается поток солнечной плазмы, на Земле возникают магнитные бури , свечения (северное сияние). Естественное ГМП действует на  все живое, в том числе и на человека. В период магнитных бурь увеличивается число сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонических кризов. В Курской и Белогородской областях России величина ГМП в три раза больше нормы, заболеваемость людей выше.

Искусственные поля могут быть в сотни раз выше естественного поля. Их источниками являются радиопередающие устройства (радиостанции, телецентры), электрофицированные линии транспорта, линии электропередач. При облучении живых организмов значительная часть электромагнитной энергии поглощается и превращается в тепловую, приводя к нагреву тканей и жидкостей организма. В результате изменяется структура клеток, возникает омертвение тканей, кровоизлияния, катаракта хрусталика глаза и другие заболевания. Наиболее чуствителен организм человека к многократным воздействиям электромагнитного поля особенно в период роста и развития. Для защиты населения  от действия электромагнитной энергии устанавливаются санитарно- защитные зоны между передатчиком и жильем. Технические территории передатчиков ограждают,а антены радиолокационных станций устанавливают на возвышениях.   Слуховой аппарат человека воспринимает звук  с частотой от 16 до 20 000 колебаний в секунду. Колебания большей частоты называют ультразвуком, меньшей – инфразвуком. Шум – громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание. Уровень шума  измеряется в децибеллах. Один децибел (дБ) –означает самый низкий уровень шума, который может уловить человеческое ухо. Средний уровень шума в 50-ти тысячном городе составляет 55 дБ. Шелест листвы – 20 дБ, громкая речь – 60-70, шум транспорта 80-100, самолета –140. При 130 дБу человека появляются болевае ощущения, при 150 – потеря слуха. В средние века существовала казнь под колокол. Гул колокольного звона мучил и медленно убивал осужденного. Шум не только отрицательно влияет на слух, но и вызывает головокружение, головную боль, усталость, вызывает расстройства сердечно-сосудистой и нервной системы. Неслышимые звуки (инфразвук и ультразвук)также опасны, в особенности, если они носят длительный характер. Механизмы их действия на человека многообразны. По мнению ученых, они неслышно проникают сквозь самые толстые стены., вызывают многие нервные болезни жителей крупных городов.  

Радиоактивное загрязнение.В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности (космического происхождения), и человеквсегда подвергался естественному облучению. В результате облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,1 бер и  следовательно за всю жизнь около 7 бер. Есть такие места, где ежегодная дозавыше средней, в Бразилии есть возвышенность, где годовая доза 25 бер, она необитаема.  Искусственное радиоактивное заражение биосферы связано с испытанием ядерного оружия (в атмосфере находится 170 мегатонн продуктов распада), с эксплуатацией атомных электростанций.

Наиболее опасны для человека:

1. Альфа-частицы (задерживаются  кожей)
2. Бетта-частицы (проникают в ткани на несколько сантиметров)
3. Гамма-частицы (проходят сквозь тело человека, меняют свойства клеток)
4. Изотопы стронция (заменяет кальций в костях), цезия (заменяет калий в мышцах),  йода (накапливается в щитовидной железе)

Человек легче переносит небольшие дозы облучения, полученные за несколько раз, чем однократную суммарную дозу. Сильнее всего радиация влияет на делящиеся клетки.

Степени облучения человека: 0,5 мбер за год облучение от просмотра телепередач, 3 бер – при рентгенографии зубов, 10 -  бер допустимое аварийное облучение населения (разовое), 100 бер – лучевая болезнь. Серьезной проблемой является захоронение радиоактивных ядерных отходов. В Челябинске есть предприятие “Маяк” где произвадится захоронение в скальном грунте и в каменной соли. В Тверской области радиоактивная обстановка характеризуется наличием КАЭС, НПО Радон в пос. Мигалово г.Твери. Радиационный контроль производят 14 станций.

Для контроля качества окружающей среды существуют экологические (ПДК,ПДУ) и производственно-хозяйственные стандарты (ПДВ).

ПДК – предельно – допустимая концентрация вещества, не вызывающая в организме человека патологических отклонений при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени.

ПДУ –предельно-допустимый уровень, им измеряется шумовое и радиоционное загрязнение.

ПДВ –предельно-допустимый сброс, максимальный выброс загрязняющего вещества, который может произвести предприятие, получив на это разрешение санэпидемстанции(СЭС). СЭС осуществляяют мониторинг (наблюдение) и контроль за соблюдением установленных нормативов ПДК и ПДВ. Во многих городах России ПДК загрязняющих веществ превышаетв 10 раз и более (Магнитогорск –45 раз, Новокузнецк –39, Красноярск-38).

Выбросы и улавливание загрязняющих веществ по Тверской области (2016 год)

В области 12 городов районного значения.

Город         число загрязн.предпр.       кол-во в-ва(в т.)         кол-во уловлен.в-ва         место по обл.

Тверь               45                                       47558                             27996                                   9

Кимры              7                                        10477                              7490                                    8

Конаково          5                                         20071                                453                                   1

Кашин               6                                            526                                 363                                 12

Для улучшения качества окружающей среды необходим перевод предприятий на малоотходные и безотходные технологии, архитектурно-планировочные мероприятия (зонирование территории города на промышленную и жилую, озеленение населенных мест, постройка дорожных развязок), правовые, воспитательные методы.

Задание для контроля:

1. В каких единицах измеряется радиоактивное , шумовое загрязнение?
2. Какие радиоактивные частицы вы знаете ? Как они влияют на человека ?
3. Какие изотопы  наиболее опасны, в чем их вред ?
4.  Где и как утилизируются радиоактивные отходы ?
5. Пояснить термины: ПДК,  ПДВ,  ПДУ ?
6. Почему больше всего от радиации страдает костный мозг ?
7. Что опаснее одноразовая доза 3 бер или эта же доза, полученная за 3 раза?  
8. Почему в теплых тропических морях улов рыбы меньше, чем в северных ?
9. Объясните факт отравления людей съедобными молюсками, выловленными из зоны моря, загр рязненной нефтепродуктами ?
10. Фенол и ацетон опасные вещества, обладающие раздражающим действием, ПДК фенола равно 0.01 мг / м3, ПДК  ацетона 0,035 мг / м3, концентрация фенола равна 0,009 мг/м, ацетона 0,0345мг/м. Превышает ли концентрация данных веществ предельно-допустимую ?
11. Почему загрязнение атмосферы пылью насет вредные последствия для здоровья человека ?

Тема2 Химия и организм человека

Химические элементы в организме человека. Органические и неорганические вещества. Основные жизненно необходимые соединения: белки, углеводы, жиры, витамины. Строение белковых молекул. Углеводы – главный источник энергии организма. Роль жиров в организме, холестерин.

Минеральные вещества в продуктах питания, пищевые добавки. Сбалансированное питание.

Население нашей планеты увеличивается ежегодно примерно на 70 млн. человек. Уже сейчас голодают полмилиарда человек в странах Африки. Продукты питания тогда становятся пищей, когда способны удовлетворить строительные и энергетические нужды организма. Главное в пище -  белок. Белковое голодание самое тяжелое и опасное, особенно для детского организма. Мировой дефицит белка составляет сейчас более 15 млн.т в год. В поисках новых источников пищевых ресурсов следует ориентироваться на такие, которые бы обеспечивали человечество в первую очередь белком.

Типы пищевого белка

1. Растительный белок
2. Животный белок
3. Микробиологический белок (бактерии, дрожжи, плесневые грибки, низшие водорсли)

Для производства растительного белка требуются большие площади земельных угодий, удобрения, рост растений зависит от погодных условий. Для получения 1 кг растительного белка требуется до 10 кг растительного. Наиболее перспективен микробиологический белок, т.к. он быстрее удваивает свою массу. На 500 кг массы за 1 сутки корова производит 0,5 кг (масса вороны) нового белка, растение соя – 5 кг (масса кошки), дрожжи – 50 000 кг (масса 10 слонов). Таким образом, пищу можно синтезировать с помощью живых реакторов -  микроорганизмов. Питание самих микроорганизмов включает углекислый газ, аммиак,водород и воду.  

Правовые вопросы экологической безопасности

 Государственные и общественные мероприятия по предотвращению разрушающих воздействий па природу. Природоохранный надзор .

История российского природоохранного законодательства началась с Указов царя Алексея Михайловича (1557 год). Он издал Соборное уложение в котором запретил лов рыбы в нерестовый период отлов стерляди размером меньше 35 см. В1703 году Петр 1 подписывает серию Указов: “О бережении сосновых и дубовых лесов вдоль главных рек России” (в нем говорится о запрете вырубки лесов на расстоянии 20 км вдоль малых , 50 км вдоль крупных рек),  о борьбе с браконьерством, о разведении  лесов в степях, об укреплении берегов Невы, об очистке Поганых (Чистых)  прудов. Россия – одно из первых государств, которое стояло у истоков природоохранного законодательства и первая страна, где были созданы заповедники (Баргузинский). Эти традиции были продолжены и в первыые годы после революции. Приняты: “Декрет о Земле” (1917), “О лесах”,  “Об охране памятников природы,садов и парков” и др.            после распада СССР пересиотрено законодательство Российской Федерации, в том числе и экологическое.

 Приняты:

1. Закон об охране окружающей среды (1991г.), которым предусмотрен экологический контроль, нормы возмещения вреда, гражданско-правовая и административная ответственность,
2. Закон о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения (направлен на охрану здорвья граждан в неблагополучных районах регулирует санитарные отношения, связанные с производством),
3. Земельный кодекс, предусматривающий частную, государственную и муниципальную формы  собственности на землю. В рамках Земельного кодекса действует кадастр - свод показателей о количестве, качестве, распределении, стоимости земель.
4. Закон РФ о недрах (1992 г.)  Роскомнедра ведет кадастр месторождений. Введена система лицензирования и плата за использование недр.
5. Основы лесного законодательства (1993 г.) Произведена экономическая оценка лесов. Выделены 3 группы

• Заповедные леса (18 %) Клетинский, Мыльцевский, Абрамовский, Белогородский, Кревской боры, Покровская аллея, сосна Баноса в Кимрском районе.
• Ресурсовые леса (в районах с высокой плотностью нааселения) В ных допускается заготовка древесины, но в пределак расчетной лесосеки.(годовая норма вырубки деревьев, соответствующая приросту)
• Хозяйственные-леса многолесных районов, имеющие эксплуатационное значение.

6. Водный кодекс. Предусматривает охрану поверхностых и подземных вод от загрязнения.

Природа Земли едина. Она не знает государственных и общественных границ. Чтобы успешно решить задачи охраны океана, лесов, космоса,  сохранить озоновый слой Земли необходимы усилия многих государств. Первая международная конференция по вопросам охраны природы состоялась в 1913 году в Швейцарии. Участники –17 государств, включая Россию. На ней были намечены меры по сохранению природы, однако  первая мировая война помешала их осуществить. Главная мировая природоохранная организация – ООН. Первая конференция ООН по проблемам окружающей среды состоялась в 1972 году в Швеции (г. Стокгольм), в ее работе принимали участие 113 государств. Приняты 2 важнейших документа: Декларация принципов и План мероприятий по охране природы, в которых зафиксировано право человека на благоприятную окружающую среду, рекомендации по сохранению природных ресурсов,по предотвращению различных загрязнений. Вторая конференция проведена в 1992 году в Рио-де-Жанейро (Бразилия). Был принят всемирный план действий – Повестка дня на 21 век, в котором изложены основные задачи человечества. Международными органами по надзору и охране природы являются:

• Организация по вопросам просвещения, науки и культуры (ЮНЕСКО)
• Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО)
• Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)

• Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ)
• ГРИНПИС, представительства которой находятся в 28 странах и др.  

Задание для контроля

1)Разгадать кроссворд

1) наблюдение за состоянием окружающей среды  

   2)радиоактивный элемент

   3)кустарник, активно поглощающий пыль        

  4)химические вещества, применяемые для борьбы с вредителями и сорняками

5)изменения в генотипе, происходящие под влиянием загрязняющих веществ                                      

6)один из видов подсечно-огневого земледелия

7)свод показателей природного объекта

8) тяжелый металл, денатурирующий белок      

 9)газ, разрушающий озон

2) Вопросы для контроля:

• Кадастр природных ресурсов –это …Какие виды кадастров существуют ?
• Какие охраняемые боры в Кимрском районе вы знаете, какие водоемы   района охраняются ?
• В газете появилась статья “Пусть Арал красиво умирает ?”  В чем причина кризиса Арала  ?
• Почему наши предки предпочитали строить дома из 120-150 летних сосен и лиственниц ?
• На месте вырубленных еловых лесов чаще всего появляется молодая поросль березы и осины. Почему ?
• На бульварах города в суровую зиму вымерзла часть тополей . Больше всего пострадали деревья, растущие возле уличных фонарей. Почему ?    

 Юридическая и экономическая ответственность предприятий, загрязняющих окружающую среду .

Хозяйственная деятельность неизбежно приводит к потерям в природной среде. Они могут быть нормативными и превышающими установленные пределы. Правительством РФ в 1992 годут утверждены экологические нормативы сбросов загрязняющив веществ в кружающую среду, любой вред оплачивается, однако оплата диференцирована. В законодательстве закреплены следующие виды ответственности: экономическая  (обязательные платежи предприятий за нормативные и сверхнормативные выбросы и сбросы загрязняющих веществ в водоемы, за захоронение вредных отходов, взимание платы за использование вод в промышленности, возмещение потерь сельскохозяйственного  и лесохозяйственного производства при изятии земель для промышленных нужд), юридическая. При определении меры ответственности определяют экологический и экономический ущерб. Ответственность предприятий   регулируется административно-правовыми методами. Существует административная (за экологические правонарушения) и уголовная (за экологические преступления) ответственность. Административное законодательство (регулируется к кодексе административных правонарушений)   предусматривает следующие меры воздействия: штраф, изъятие орудий и средств совершения правонарушения, конфискацию продукции, лишение права на занятие определенной деятельностью. Размер штрафа определяется исходя из минимального размера оплаты труда. Уголовная ответственность наступает за реализацию проектов, ведущих к разрушению природной среды, за ввоз и захоронение радиоактивных отходов, умышленный поджог,  за разрушение заповедной природы и др.тяжкие преступления.

Задание для контроля

• Компьютерное тестирование.
• Определить экономический и экологический ущерб в следующих случаях:

1. В результате загрязнения отходами химического комбината гибнет (усыхает) лес на площади 10 000 га ?
2. Вдоль Ильинского шоссе подожжена лесозащитная полоса.
3. В результате прорыва дамбы отстойников  предприятия  “Химволокно” аммиачной водой затоплены поля совхоза, уничтожен на корню урожай, отходы проникли в реку Тобол.
4. Совхоз Марьинский обрабатывал инсектицидами сады. У жителей совхоза погибли пчелы.
5. Чтобы ликвидировать заболачиваемость лугов, расширить посевы кормовых культур, русло реки Икорец было выплямлено путем прокладки 6 искусственных каналов. Река потекла от этого быстрее, полностью обмелела и высохла. Из-за недостатка влаги заболоченные луга покрылись плешинами, исчез животный мир.

Литература

1. Рувинский А.В. Общая биология. М. Просвещение,1993
2. Андреева А.Е.,Тюрюканов А.Н.,Гурова Т.Ф. Беседы по экологии. М.. ;1997.
3. Воронцов А.И. Охрана природы М. Агропромиздат, 1989
4. 4.  Миркин   Б.М. Наумова Л.Г. Экология России    М.АО МДС 1995