С помощью природных сорбентов — КиберПедия 

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

С помощью природных сорбентов

2017-12-10 215
С помощью природных сорбентов 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Медь встречается в сточных водах рудообогатительных фабрик, заводов, производящих электролитную медь, в сточных водах гальванических цехов различных предприятий, фабрик искусственного волокна и т.п. Много меди попадает в почву и водоемы с сельскохозяйственными и альгицидными (уничтожающими водоросли) препаратами. Концентрация меди в сточных водах может быть различной от 1-2 мг/л до 5 г/л.

Металлотоксичность зависит от химического вида иона, формы, в которой присутствует металл. Изменение формы нахождения элементов существенного меняет их токсичность. Металлы, адсорбированные на частицах глины или частицах Fe2O3, покрытых гуминовыми кислотами не проявляют токсичности. Высокие адсорбционные, ионообменные, фильтрационные свойства, дешевизна и широкая распространенность природных дисперсных минералов делают перспективными их применение для защиты окружающей среды.

По структуре выделяют 3 большие группы природных адсорбентов:

1. дисперсные кремнеземы, состоящие из аморфного диоксида кремния

2. слоистые и слоисто-ленточные минералы (глины, тальк)

3. каркасные силикаты (цеолиты)

 

Ход работы:

Приготовьте 1 л раствора сульфата меди, содержащего 40 мг/л ионов меди. Для этого взвесьте 0,16 г CuSO4.2О и растворите в дистиллированной воде, доводя до метки в мерной колбе, емкостью 1 л. Предельно допустимая концентрация ионов меди в растворе составляет 1 мг/л.

Возьмите 3 химических стакана на 50 и 100 мл, пронумеруйте их и в каждый внесите по 10 мл раствора сульфата меди, содержащего 40 мг/л ионов меди, приготовленного ранее. В первый стакан внесите взвешенные на технических весах 0,5 г глины (предварительно растертой в ступке в порошок). Во второй стакан добавьте такую же навеску талька. В третий внесите 0,5 г растертого в ступке мела (или активированного угля по выбору). Энергично перемешивайте растворы в течение 1 минуты. Затем слейте получившиеся взвеси в пробирки и поместите их в центрифугу. После центрифугирования полученные растворы профильтруйте каждый в отдельную. Колбу, объемом 25 мл.

С помощью универсального индикатора или рН-метра измерьте значение рН растворов во всех колбочках. Какое значение имеет рН исходного раствора сульфата меди и почему? Отметьте те пробирки, в которых обнаружено изменение рН раствора. С чем это связано?

Результаты занесите в сводную таблицу:

 

адсорбент рН
   

 

Для качественной оценки содержания ионов меди в растворе после адсорбции возьмите колбочки, в которые вы поместили профильтрованные растворы, и в еще одну пустую колбочку поместите 10 мл исходного раствора сульфата меди, добавьте в каждую колбочку пипеткой по 5 капель концентрированного раствора аммиака. Сравните окраску раствора в первых трех колбочках с четвертой и сделайте соответствующие выводы о возможности использования взятых вами адсорбентов в очистке от ионов меди.

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ

 

Атмосфера и климат

Солнечное излучение вместе с земной поверхностью поддерживают на нашей планете климат, пригодный для жизни. Солнце нагревает поверхность. Нагретая поверхность Земли в свою очередь нагревает воздух над ней. Так как нагретый воздух расширяется, его плотность понижается и он поднимается вверх. Более холодный и плотный воздух опускается. Это движение создает непрерывный поток воздуха. Управляющий погодой.

Представьте себе место, где в полдень солнце нагревает камни настолько. Что можно жарить яичницу, а ночи настолько холодные, что диоксид углерода превращается в сухой лед; где солнечные ультрафиолетовые лучи так сильны, что открытая кожа загорает за минуту. Это место - Луна. Такие суровые климатические условия на ней обусловлены отсутствием атмосферы.

Как расходуется солнечная энергия, попадающая в земную атмосферу? 30% падающего излучения никогда не достигает земной поверхности. Оно отражается в космическое пространство облаками и частицами в атмосфере. Небольшая часть излучения отражается также снегом, песком, бетоном. Такой отражаемый свет позволяет видеть освещенную поверхность Земли из космоса.

Около 23% солнечной энергии идет на гидрологический цикл, который представляет собой непрерывный круговорот воды, входящей в атмосферу и выходящей из нее, испаряющейся и конденсирующейся.

Около 47% солнечной энергии поглощается, нагревая атмосферу, океаны и континенты. Земная поверхность переизлучает большую часть поглощенной энергии, но не на исходной, а на меньшей частоте - в ИК-области спектра. Это возвращаемое излучение играет исключительно важную роль в поддержании баланса энергии на Земле. Его фотоны, обладающие более низкой энергией, чем исходные, легче поглощаются атмосферой и таким образом ее нагревают.

Диоксид углерода и вода хорошо поглощают инфракрасное излучение. Энергия, поглощаемая этими молекулами, еще раз переизлучается. Атмосфера - это ловушка для энергии, которая помогает сохранить тепло на Земле

Поглощение и излучение энергии диоксидом углерода и другими веществами вызывает так называемый парниковый эффект, поскольку он напоминает метод сохранения тепла в теплицах в солнечный день.

Парниковый эффект приблизительно одинаков, если концентрация воды и углекислого газа в атмосфере не меняется и нет существенных добавок других газов с таким же действием. Однако необходимо учесть и деятельность человека. В случае воды не возникает существенных проблем. В атмосфере содержится примерно 12 млрд. тонн водяных паров - количество столь огромное, что изменить его мы практически не можем. Но диоксида углерода намного меньше. Человеческая деятельность уже увеличила содержание углекислого газа, за последние 15 лет в атмосфере количество СО2 выросло на 15% и средние глобальные температуры повысились на 0,5 градуса.

Естественные источники поступления углекислого газа это:

· Процессы дыхания

· Извержение вулканов

· Разложение органических веществ

· Самопроизвольно возникающие пожары

· Реакции окисления органических веществ

С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О

В настоящее время наибольший вклад в увеличение концентрации в атмосфере углекислого газа вносят антропогенные источники:

· Сокращение лесных площадей

· Сжигание древесины

Использование природных горючих ископаемых (угля, нефти, природного газа) ежегодно около 15 млрд. тонн.

Природный газ содержит около 90% метана:

СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О

Нефть содержит предельные и непредельные углеводороды:

С2Н4 + 3О2 = 2СО2 + 2Н2О

При горении угля происходит следующая реакция:

С + О2 = СО2

Если произойдет глобальное потепление климата на 2-5 градусов, то возможны следующие последствия:

· уменьшение количества зимних осадков в степной и лесостепной зонах, увеличение их количества в субтропиках, т.е. произойдет смещение географических зон в северном направлении;

· растают покровные ледники Западной Антарктиды, льды Северного Ледовитого океана будут исчезать в летнее время и восстанавливаться зимой. Следовательно, уровень океана повысится на 5-7 м, конфигурация Африканского континента изменится (под водой окажутся Ливия, Египет, Кения, Мозамбик, Нигерия, Берег Слоновой Кости и др.);

· некоторые страны потеряют все культурные земли, в других странах лучшие сельскохозяйственные регионы изменят расположение;

· изменятся границы распространения многих животных и растений;

· на север продвигаются болезни, свойственные южной полосе, растет водопотребление.

Определение объемной доли СО2

Часть 1: Определение СО2 в воздухе рабочих помещений

Воздух, которым мы дышим, содержит очень мало углекислого газа. Однако концентрация его может сильно вырасти в отдельных районах из-за сжигания угля или бензина, разложения органических веществ или накопления выдыхаемого людьми или животными воздуха.

В этой работе вы сравните содержание углекислого газа в нескольких образцах воздуха.

Принцип метода:

Предлагаемая методика является достаточно точной, чувствительной и в то же время доступной для выполнения даже в условиях школьного химического кружка, факультатива и т.п. Анализ основан на взаимодействии СО2 с гидроксидом кальция.

Ход работы:

1. Приготовить насыщенный раствор гидроксида кальция. При 20оС в насыщенном растворе массовая доля Са(ОН)2 составляет 0,1647%. Плотность этого раствора 1,001 г/мл.

2. Определить производительность компрессора II (л/мин). Для этого следует измерить путем вытеснения воды объем воздуха, прокачанный за 1 мин. в перевернутый цилиндр с водой.

3. Выполнить анализ воздуха в практикуме и еще в одном помещении кафедры (по указанию преподавателя). Для этого в цилиндр налить 200 мл дистиллированной воды. Отмерить пипеткой и внести туда 2 мл насыщенного раствора гидроксида кальция. Добавить 10 капель 1%-ного раствора фенолфталеина. Газоотводную трубку компрессора поместить в цилиндр таким образом, чтобы распылитель достигал дна цилиндра. Включить компрессор в сеть и определить по секундомеру время, необходимое для полного обесцвечивания раствора.

4. Записать уравнения реакций протекающих процессов. Рассчитать объемную долю СО2 в воздухе. V(СО2)

Y = --------------- х 100%

V(воздухa)

Сравнить с предельно допустимым содержанием СО2 (нормой считается Y < 0,1 %).

Для сдачи работы необходимо представить запись хода расчетов и результат расчетов.

Письменно ответьте на вопросы:

1. Какие процессы являются источниками СО2 в воздухе?

2. Какие меры можно предложить для снижения содержания СО2 в воздухе обследованных вами помещений?

Влияние человека на атмосферу

Загрязнение атмосферы настолько распространено, что прогноз погоды в некоторых крупных городах включает содержание некоторых веществ, загрязняющих воздух. Основными загрязнителями являются автомобили, электростанции или заводы. Однако загрязнение воздуха - это проблема не только атмосферного, но и внутреннего воздуха помещений, который может быть сильно загрязнен из-за курения или испарения некоторых веществ, например полимерных материалов.

Загрязнения зачастую ощутимы по дурному запаху в воздухе, по дымной завесе. Но и помимо этих неприятностей они причиняют ежегодного много ущерба - на миллиарды долларов. Они химически агрессивны: разъедают дома и машины, останавливают рост сельскохозяйственных растений и ослабляют скот. Они вызывают или отягчают такие болезни, как бронхит, астма, эмфизема, рак легких, угрожая таким образом здоровью людей и увеличивая расходы на лечение.

В таблице перечисляются основные вещества, загрязняющие воздух, и их количество, ежегодно выбрасываемое природными и искусственными источниками. Эти вещества являются первичными загрязнителями воздуха; они испускаются в атмосферу в той форме, как они приведены в таблице.

Кислотные дожди - это результат самоочищения атмосферы. Крошечные капли воды, из которых состоят дождевые облака, непрерывно захватывают взвешенные частицы и растворимые газообразные загрязняющие вещества. Дождевая вода вымывает из атмосферы содержащиеся в ней примеси, в частности, оксид серы (IV) и оксиды азота, которые при окислении и соединении с водой образуют серную и азотную кислоты.

 

Годовые мировые выбросы загрязнителей воздуха (106 т/год)

 

Загряз-нитель Искусственный источник Количество Природный источник Коли-чество
СО2 Сгорание дерева и природного топлива   Биологический распад; выделение из океана, лесные пожары, дыхание  
СО Неполное сгорание (особенно в автомобилях)   Лесные пожары, фотохимические реакции  
2 Сгорание угля и нефти, плавка руд   Вулканические и биологические процессы  
СН4 Сгорание; утечка природного газа   Анаэробный и биологический распад и деятельность термитов  
х Высокотемпературное сгорание (Ох = О + О2)   Грозовые разряды; деятельностьбактерий почвы  

 

При образовании кислот происходят в тропосфере следующие химические реакции: О3 ----- О2 + О.

Н2О + О ----- 2ОН

SO2 + 2OH ----- H2SO4

NO2 + OH ----- HNO3

Каждый гидроксильный радикал может окислять тысячи молекул. Таким образом, количество кислоты, образующейся в воздухе, зависит только от концентрации содержащихся в нем загрязняющих веществ.

Естественные источники, поступления оксидов серы и азота в атмосферу:

· Извержение вулканов

· Эрозия почвы

· Испарение воды океанов

· Грозовые разряды

· Разложение живой материи

· Биологическая фиксация азота различными микроорганизмами (связывание атмосферного азота в азотистые соединения).

Но особый вклад в образование кислотных дождей вносит деятельность человека. Это:

· Производство удобрений

· Металлургические предприятия

· Химическая промышленность

· Энергетические установки, использующие органическое топливо

· Теплоэнергетика и транспорт (сжигание угля, мазута, нефти с высоким содержанием серы; сжигание топлива автотранспортом; сжигание реактивного топлива турбовинтовыми самолетами; отсутствие очистных сооружений)

Сейчас эта проблема существует во всем мире. Рыба исчезла из многих озер. Поверхность каменных и бетонных домов, мраморных статуй разъедена. Сельскохозяйственные культуры замедляются в росте, а леса умирают. Природные вещества, например СО2, делают воду слабокислой - обычно рН дождевой воды = 5,6; СО2 реагирует с водой с образованием слабой угольной кислоты: СО2 (г) + Н2О (ж) Н2 СО3 (вод.)

Оксиды серы и азота, выбрасываемые электростанциями, заводами и автомобилями, образуют кислоты, понижающие рН дождевой воды до 4-4,5.

Н2О(ж) + SО2 (г) Н23 (вод.)

Н2О(ж) + NО2 (г) Н2 3 (вод.) + HNO2 (вод.)

Иногда уровень этих газов в воздухе повышается так, что рН воды достигает 3.

Чем больше кислотных дождей, тем ниже рН озер, тем выше смертностъ водных организмов. Статуй и монументы, которые веками простояли без повреждений сейчас стали разрушаться под действием кислотных дождей. Кислота разрушает известняк, бетон и мрамор

Н2SO4(вод.)+СаСО3(г.) СаSО4(т)+Н2О(ж)+СО2 (г)

Растворимость СаSО4 выше, чем карбоната. Таким образом, каменные строения разрушаются, т.к. СаSО4 смывается и новый слой СаСО3 может подвергаться действию кислотных дождей.

Контроль загрязнения воздуха очень сложен, ведь загрязнения не знают государственных границ. Кислотные дожди часто распространяются на многие сотни километров от источников загрязнения. Максимальная концентрация серной кислоты достигается на расстоянии 250-300 км от места выброса SО2. Поэтому зоны кислотных дождей продолжают расширяться.


Поделиться с друзьями:

Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.05 с.