Страница 217 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. Что является причиной загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы?

Причины загрязнения геосфер Земли — атмосферы, гидросферы и литосферы — можно разделить на две большие группы: естественные (природные) и антропогенные (связанные с деятельностью человека). В современном мире именно антропогенные факторы являются доминирующими и вызывают наибольшую озабоченность, так как они нарушают сложившееся природное равновесие.

Причины загрязнения атмосферы

Основными антропогенными источниками загрязнения воздушной оболочки являются промышленные предприятия, особенно металлургические и химические заводы, а также теплоэлектростанции, работающие на ископаемом топливе. Они выбрасывают в воздух оксиды серы ($SO_2$), оксиды азота ($NO_x$), угарный газ ($CO$), твердые частицы (сажа, пыль) и тяжелые металлы. Огромный вклад вносит транспорт, выхлопные газы которого содержат токсичные соединения. Сельское хозяйство также является источником загрязнения из-за выбросов аммиака (от удобрений) и метана (от животноводства). Сжигание мусора и процессы гниения на свалках дополняют эту картину. К естественным причинам относятся извержения вулканов, лесные пожары и пыльные бури.

Ответ: Основной причиной загрязнения атмосферы является антропогенная деятельность, в частности сжигание ископаемого топлива промышленностью и транспортом, а также сельскохозяйственная деятельность и неправильное управление отходами. Природные факторы, такие как вулканизм и лесные пожары, также вносят свой вклад.

Причины загрязнения гидросферы

Загрязнение водной оболочки планеты происходит в первую очередь из-за сброса неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Промышленные стоки содержат тяжелые металлы, нефтепродукты и другие токсичные вещества. Коммунально-бытовые стоки несут органические отходы, моющие средства и патогенные микроорганизмы. Важной причиной является смыв с сельскохозяйственных полей пестицидов, гербицидов и избытка удобрений, что вызывает эвтрофикацию водоемов (бурное «цветение» воды). Крупный ущерб наносят аварийные разливы нефти с танкеров и буровых платформ. Кроме того, в водоемы попадает огромное количество твердых отходов, особенно пластика. Кислотные дожди, являющиеся следствием загрязнения атмосферы, также загрязняют гидросферу.

Ответ: Главными причинами загрязнения гидросферы являются сброс неочищенных промышленных и коммунальных сточных вод, стоки с сельскохозяйственных угодий, содержащие химикаты и удобрения, а также разливы нефти и попадание твердых отходов, в первую очередь пластика.

Причины загрязнения литосферы

Загрязнение твердой оболочки Земли, то есть почв и грунтов, связано в основном с накоплением отходов. Это и организация огромных свалок для бытового мусора, и полигоны для токсичных промышленных отходов, ядовитые вещества из которых просачиваются в почву и грунтовые воды. Интенсивное сельское хозяйство приводит к загрязнению почв пестицидами и избытком минеральных удобрений. Добыча полезных ископаемых нарушает целостность почвенного покрова и оставляет после себя отвалы пустой породы, часто содержащие токсичные элементы. Выбросы транспорта и промышленности, оседая из атмосферы, также загрязняют землю тяжелыми металлами. Отдельную угрозу представляет радиоактивное загрязнение в результате аварий на АЭС и неправильного захоронения радиоактивных отходов.

Ответ: Загрязнение литосферы в основном происходит из-за складирования промышленных и бытовых отходов, интенсивного использования химикатов в сельском хозяйстве, добычи полезных ископаемых и выпадения загрязняющих веществ из атмосферы.

2. С какой целью осуществляют экологический мониторинг?

Экологический мониторинг — это комплексная система регулярных наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под влиянием природных и антропогенных факторов. Его осуществляют для решения ряда взаимосвязанных задач, направленных на сохранение и улучшение качества окружающей среды.

Основные цели экологического мониторинга:

• Оценка фактического состояния окружающей среды и ее компонентов. Это включает сбор данных о качестве атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв, а также о состоянии растительного и животного мира. Определяются уровни загрязнения различными веществами, измеряются физические параметры (температура, радиационный фон) и биологические показатели.
• Выявление источников и факторов воздействия. Мониторинг помогает установить конкретные источники загрязнения (промышленные предприятия, транспорт, сельское хозяйство) и оценить интенсивность их влияния на экосистемы.
• Прогнозирование экологической обстановки. На основе собранных данных и анализа тенденций строятся прогнозы возможных изменений состояния окружающей среды в будущем. Это позволяет предвидеть негативные последствия и заблаговременно принимать меры по их предотвращению.
• Информационное обеспечение управления. Данные мониторинга являются научной основой для принятия управленческих решений в области природопользования и охраны окружающей среды. Они используются при разработке экологического законодательства, нормативов, планировании природоохранных мероприятий и оценке их эффективности.
• Контроль за соблюдением экологических норм. Мониторинг позволяет контролировать, как предприятия и организации соблюдают установленные предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, нормативы выбросов и сбросов.
• Предупреждение о чрезвычайных ситуациях. Система мониторинга позволяет своевременно обнаруживать резкие негативные изменения в состоянии окружающей среды (например, аварийные выбросы), что дает возможность оперативно реагировать и минимизировать ущерб для здоровья людей и природы.

Ответ: Экологический мониторинг осуществляют с главной целью получения, анализа и предоставления объективной информации о состоянии окружающей среды для оценки, прогнозирования и управления ее качеством, а также для своевременного реагирования на негативные изменения и обеспечения экологической безопасности населения и экосистем.

3. Приведите примеры химического загрязнения окружающей среды.

Решение

Химическое загрязнение окружающей среды — это поступление в неё химических веществ в количествах, превышающих естественные фоновые концентрации, что приводит к негативным последствиям для живых организмов и экосистем в целом. Основными источниками такого загрязнения являются промышленная деятельность, сельское хозяйство, транспорт и бытовая деятельность человека. Рассмотрим примеры по основным компонентам биосферы.

Загрязнение атмосферы

Это привнесение в атмосферный воздух новых, нехарактерных для него химических веществ или изменение их естественной концентрации. Основными примерами являются: выбросы от промышленных предприятий и ТЭЦ, где при сжигании ископаемого топлива (угля, мазута) в атмосферу попадают оксиды серы ($SO_2$, $SO_3$) и оксиды азота ($NO_x$). Взаимодействуя с атмосферной влагой, они образуют кислоты ($H_2SO_4$, $HNO_3$) и выпадают в виде кислотных дождей. Другой важный источник — выхлопные газы автотранспорта, содержащие угарный газ ($CO$), оксиды азота, углеводороды и соединения свинца. Также к химическому загрязнению атмосферы относится выброс фреонов (хлорфторуглеродов), разрушающих озоновый слой, и попадание в воздух токсичных тяжелых металлов (ртуть $Hg$, кадмий $Cd$, свинец $Pb$) от металлургических производств и при сжигании мусора.

Ответ: Примерами химического загрязнения атмосферы являются выбросы оксидов серы ($SO_2$) и азота ($NO_x$), приводящие к кислотным дождям; угарного газа ($CO$); тяжелых металлов (свинец, ртуть); фреонов, разрушающих озоновый слой; а также парниковых газов, таких как углекислый газ ($CO_2$) и метан ($CH_4$).

Загрязнение гидросферы

Это попадание в водные объекты (реки, озера, моря, грунтовые воды) загрязняющих веществ, ухудшающих качество воды. Примерами служат: сброс неочищенных или недостаточно очищенных промышленных сточных вод, содержащих тяжелые металлы, фенолы, цианиды и другие токсичные соединения; поступление в водоемы сельскохозяйственных стоков, несущих с полей остатки пестицидов, гербицидов и избыток минеральных удобрений (нитратов и фосфатов), что вызывает эвтрофикацию (бурное цветение водорослей); сброс коммунально-бытовых стоков, содержащих фосфаты от моющих средств и органические вещества; разливы нефти и нефтепродуктов в результате аварий на танкерах, буровых платформах или трубопроводах, создающие на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену и губит гидробионтов.

Ответ: Примеры химического загрязнения гидросферы включают сброс промышленных стоков с тяжелыми металлами и ядохимикатами; попадание в водоемы пестицидов и избыточных удобрений (нитратов и фосфатов) с полей; разливы нефти и нефтепродуктов; а также поступление бытовых стоков, содержащих синтетические моющие средства.

Загрязнение почвы (литосферы)

Это привнесение и накопление в почвенном покрове химических веществ в концентрациях, оказывающих токсическое воздействие на почвенную биоту, растения и здоровье человека. К примерам можно отнести: нерациональное использование в сельском хозяйстве минеральных удобрений и ядохимикатов (пестицидов), которые накапливаются в почве и могут попадать в сельскохозяйственную продукцию; организация несанкционированных свалок промышленных и бытовых отходов, из которых токсичные вещества (тяжелые металлы, пластмассы) проникают в почву и грунтовые воды; выпадение кислотных дождей, которые вымывают из почвы питательные элементы и повышают концентрацию токсичного для растений алюминия; загрязнение нефтепродуктами в результате утечек на объектах их добычи, транспортировки и переработки.

Ответ: Примерами химического загрязнения почвы являются внесение избыточного количества пестицидов и минеральных удобрений; организация свалок промышленных и бытовых отходов, из которых в почву просачиваются токсичные вещества; выпадение кислотных дождей; а также утечки нефтепродуктов и загрязнение тяжелыми металлами от промышленных предприятий.

4. В рамках экологического мониторинга ознакомьтесь с мерами по охране окружающей среды, предпринимаемыми в вашем регионе, и выполните проект на эту тему.

Данное задание представляет собой творческий проект, который требует исследования экологической ситуации в конкретном регионе. Ниже представлен примерный план и содержание такого проекта на примере Московской области. Вы можете использовать эту структуру, подставив данные, актуальные для вашего региона.

Проект: "Меры по охране окружающей среды в Московской области"

1. Введение

Цель проекта: изучить и систематизировать информацию об основных экологических проблемах Московской области и мерах, предпринимаемых для их решения на региональном уровне.

Задачи проекта:

• Выявить ключевые экологические проблемы, характерные для Московской области.
• Проанализировать деятельность органов власти и общественности в сфере охраны природы.
• Рассмотреть конкретные государственные программы и проекты, направленные на улучшение экологической обстановки.
• Сделать выводы об эффективности предпринимаемых мер и предложить возможные пути дальнейшего развития.

2. Основные экологические проблемы Московской области

Московская область, являясь одним из самых густонаселенных и промышленно развитых регионов России, испытывает значительную антропогенную нагрузку. К основным экологическим проблемам относятся:

• Загрязнение атмосферного воздуха. Главными источниками выбросов являются автомобильный транспорт (более 60% от общего объема), предприятия энергетики (ТЭЦ), а также промышленные объекты в городах Электросталь, Воскресенск, Клин, Подольск. Фиксируется превышение ПДК по таким веществам, как диоксид азота, формальдегид и взвешенные частицы.
• Проблема обращения с отходами. Регион ежегодно генерирует более 11 млн тонн твердых коммунальных отходов (ТКО), что составляет около 20% от общероссийского объема. Это приводит к переполнению полигонов, возникновению несанкционированных свалок и загрязнению почв и грунтовых вод фильтратом.
• Загрязнение водных объектов. Качество воды в большинстве рек региона (Москва, Ока, Клязьма) оценивается как "загрязненное" или "грязное". Основная причина – сброс недостаточно очищенных промышленных и коммунально-бытовых сточных вод, а также поверхностный сток с загрязненных территорий.
• Сокращение биоразнообразия и деградация экосистем. Активная застройка, развитие транспортной инфраструктуры и загрязнение окружающей среды ведут к сокращению площади лесов, осушению болот и уничтожению естественных мест обитания многих видов животных и растений, занесенных в Красную книгу Московской области.

3. Меры по охране окружающей среды, реализуемые в регионе

Для решения указанных проблем в Московской области реализуется комплекс мер в рамках государственной программы "Экология и окружающая среда Подмосковья".

• В сфере обращения с отходами:
  • Внедрение раздельного сбора отходов. С 2019 года в регионе действует двухконтейнерная система: синий бак для "чистых" перерабатываемых отходов (бумага, пластик, стекло, металл) и серый бак для смешанных отходов.
  • Строительство комплексов по переработке отходов (КПО). Создана сеть современных предприятий, которые осуществляют сортировку, переработку и утилизацию отходов, что позволяет сократить объем захоронения на полигонах.
  • Рекультивация старых полигонов. Ведутся масштабные работы по закрытию и рекультивации выведенных из эксплуатации полигонов ТКО (например, "Кучино", "Ядрово", "Царево"), что снижает их негативное воздействие на окружающую среду.
• В сфере охраны водных объектов:
  • Реконструкция очистных сооружений. Проводится модернизация и строительство новых канализационных очистных сооружений в крупных городах (Подольск, Сергиев Посад, Щелково), что повышает качество очистки сточных вод.
  • Программа "100 прудов и озер". Ежегодно проводится расчистка и благоустройство водных объектов, популярных у жителей.
  • Экологическая реабилитация рек. Реализуются проекты по расчистке русел малых рек, таких как Пехорка и Яуза, для восстановления их экосистем.
• В сфере охраны атмосферного воздуха и сохранения биоразнообразия:
  • Экологический мониторинг. Действует сеть стационарных и передвижных постов "Мосэкомониторинга", которые отслеживают качество воздуха в режиме реального времени.
  • Лесовосстановление. Ежегодно проводятся акции по посадке деревьев ("Наш лес. Посади свое дерево"), в рамках которых высаживаются миллионы сеянцев для восстановления лесного фонда.
  • Развитие особо охраняемых природных территорий (ООПТ). В Московской области существует более 200 ООПТ регионального значения (заказники, памятники природы), на территории которых действует особый режим охраны для сохранения уникальных ландшафтов и редких видов.

4. Заключение и предложения

Проведенный анализ показывает, что в Московской области предпринимаются системные и масштабные меры по снижению негативного воздействия на окружающую среду. Наибольший прогресс достигнут в реформировании системы обращения с отходами. Однако экологическая ситуация в регионе остается напряженной из-за высокой плотности населения и концентрации промышленности.

Для дальнейшего улучшения экологической обстановки можно предложить:

1. Усилить контроль за промышленными выбросами и сбросами, внедряя автоматизированные системы мониторинга на предприятиях.
2. Стимулировать переход населения на экологичные виды транспорта и развивать инфраструктуру для электромобилей и велосипедов.
3. Повышать уровень экологической культуры и грамотности населения через образовательные программы, социальную рекламу и вовлечение в экологические акции.
4. Поддерживать проекты по созданию производств замкнутого цикла и глубокой переработке вторичного сырья.

Ответ: В рамках проекта было проведено исследование мер по охране окружающей среды на примере Московской области. Установлено, что ключевыми проблемами региона являются накопление отходов, загрязнение воздуха и воды, а также сокращение биоразнообразия. Для их решения реализуются комплексные государственные программы, включающие внедрение раздельного сбора и переработки отходов, модернизацию очистных сооружений, лесовосстановление и создание особо охраняемых природных территорий. Эффективность этих мер зависит не только от действий властей, но и от активного участия бизнеса и каждого жителя региона в природоохранной деятельности.