Безопасность с развитием современной химии

Новые технологии по своим параметрам должны приближаться к природным  процессам, отличаться от промышленных своей безотходностью или малоотходностью. В безотходном производстве технологический  цикл «сырье — производство — использование  готовое продукта — вторичное  сырье» вписывается в окружающую среду, не нарушая экономического развития. В настоящее время наметились следующие пути решения сложных  экологических проблем: комплексная  переработка сырья; пересмотр традиционных процессов и схем получения известных продуктов; внедрение бессточных и замкнутых схем водопотребления; очистка выбрасываемых газов; использование промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных и энергетических потоков.

 

2. ПРОБЛЕМА БЕЗОПАСНОСТИ С РАЗВИТИЕМ СОВРЕМЕННОЙ ХИМИИ

 

 

1. Проблемы безопасности

 

 

С постоянно увеличивающейся потребностью химических продуктов пришло сознание того, что «обломки» - побочные продукты, которые не имеют очевидного применения, связанные со многими промышленными  химическими процессами, приводят к  проблемам в окружающей среде, создающим  одну из ветвей проблем безопасности для всей современной цивилизации. Таким образом, химическая промышленность все больше создает проблем для  безопасности в окружающей среде. В  прошлом химия находила решения  общественных проблем, и сейчас решение  проблем окружающей среды так  же будет найдено с помощью  химических знаний. В прошлом химики и химическая промышленность занимались решением непосредственных, очевидных  общественных задач, таких как снижение бедности, лечение заболеваний, быстрое  передвижение – в целом старались  сделать жизнь человека более  удобной. Окружающая среда было источником природных ресурсов, которые эксплуатировались  для удовлетворения нужд общественного  развития. Химия была и остается инструментом, который может использовать эти ресурсы, но, к сожалению, это  ведет ко все более сложным  общественным проблемам и к проблемам  безопасности.

Производство, переработка и использование  химикатов в современном обществе сопровождаются глобальным загрязнением окружающей среды, истощением природных  ресурсов и вредным влиянием на здоровье людей. Влияние на здоровье часто  скрывалось за неглубоким, поверхностным  пониманием этого явления и неспособностью измерить то воздействие, которое оказывали  на окружающую среду выбрасываемые  химикаты, измерить уровень их токсичности. И дело не в том, что отсутствовала повседневная озабоченность уровнем токсичности вещества, а в том, что общество и ученые не в полной мере осознавали долгосрочное влияние химикатов на окружающую среду и здоровье людей.

Уменьшение (якобы) озонового слоя стратосферы под воздействием фторуглеродов  и бионакоплений хлорированных  органических веществ пищевой промышленности – вот один из псевдо примеров безопасности о воздействии на окружающую среду, обусловленный обычным невежеством  людей, не знающих истинной природы  возникновения «озоновых дыр» на планете. Но эта проблема сейчас решается в комплексе с развитием целостного естествознания, учитывающего законы геологии и геофизики. Интересна  все история возникновения ложной тревоги, связанной с химической промышленностью вокруг озонового  слоя. История началась еще в 1974 году, когда два химика Молина и Роуланд  опубликовали данные о том, что хлорфторуглероды играют важную роль в уменьшении озонового  слоя. Это были профессиональные химики, не знавшие и не имевшие никакого представления о том, что такое  озоновый слой и с чем связаны его проблемы. Первоначально слова этих ученых были подвергнуты значительной критике со стороны коллег, членов правительства, всей общественности и ученых других специальностей. Однако в 1987 году участие хлорфторуглеродов в разрушении озона было подтверждено тем, что была найдена связь между хлорным составляющим хлорфторуглеродов и исчезновением молекул озона – якобы из стратосферы. Эксперименты проводились в лаборатории, а обобщение на стратосферу было совершенно не обосновано. Параллельно с этим открытием химики пытались создать замену хлорфторуглероду другими химическими веществами с лучшими свойствами. Огромное внимание также уделялось изучению деталей механизма «разрушения озонового слоя».

Вторым примером крупномасштабных экологических проблем является хлорированные углеводородные пестициды, такие как дихлорэтан, который был создан еще в 1940-х годах для уничтожения комаров, передающих такие заболевания как малярия, тиф, желтая лихорадка. Использование ДДТ во время второй мировой войны привело к тому, что впервые в истории от ранений погибло большее количество солдат, чем от различных эпидемий. Так что с этой точки зрения ДДТ сделал войну менее разрушительной для человечества. В 1962 году наука начала задумываться о результате попадания хлорированных органических химикатов в пищевую цепочку. Как и в случае с хорфторуглеродами, ученые и промышленность вначале подвергли гипотезу критике, но длительные и систематические исследования показали, что ДДТ и другие хлорированные органические вещества аккумулируются в жировой ткани тех биологических видов, которые находятся в самом начале экологической пищевой цепочки. Разработка хлорфторуглеродов и ДДТ для удовлетворения нужд общества и пагубное влияние их использования демонстрируют основные противоречия, которые возникают, когда нет полного объяснения расчетных параметров потенциально полезных химических веществ и когда использует тесная взаимосвязь в работе ученых разных специальностей. Как говорили древние мудрецы, отсутствует взаимопонимание между отдельными слепыми мудрецами, изучающими «целостного слона». То есть весь мир.

При производстве полезных химических продуктов часто учитывается  краткосрочное соображение безопасности и не учитывается долгосрочное. Однако, долгосрочное соображение безопасности, которое обычно включает в себя воздействие  на окружающую среду и некоторые  виды живых организмов, до некоторых  пор вообще не считались важными. Таким образом хлорфторуглероды считались нетоксичными и неактивными  с химической точки зрения, что  делало их идеальным веществом. Потребовались  огромные усилия, чтобы показать, что  эти молекулы производят атомы хлора  посредством фотолиза в атмосфере, что, якобы, ведет к разрушению озонового  соя. Механизм разрушения – это цепная реакция, в которой один атом хлора  может разрушить тысячу молекул  озона. Все эти детали были не известны людям, которые создавали хлорфтроуглероды для удовлетворения нужд общества. Возможно, что в то время не было химических инструментов, необходимых для понимания механизма по которому хлорфторуглероды разрушают молекулы озона. Другими словами, химики, которые применяют достижения химии, привыкли решать проблемы. А разрушение озонового слоя хлорфторуглерода не считалось проблемой. Хотя задним числом мы могли бы сказать, что решение социальных проблем должно происходить в более широком контексте, но не всегда представляется возможным определить элементы этого контекста.

Следует сказать, что истинной причиной разрушения озонового слоя является воздействие солнечного ветра в  районах ярко выраженных отрицательных  магнитных аномалий. В этих зонах  на Землю попадают потоки положительно заряженных ионов водорода, взаимодействующих  с кислородом воздуха, уничтожая  и кислород, и озон, что приводит к формированию «озоновых дыр». Мощность солнечного излучения превышает  все возможности химической промышленности в миллионы раз, поэтому химическая теория происхождения «озоновых  дыр» сегодня представляется заблуждением.

Ситуация с ДДТ привела к  тому, что был разработан ряд сценариев  для предотвращения загрязнения  окружающей среды. Эти сценарии включают в себя предварительный химический расчет для предотвращения образования загрязняющих отходов, которое чаще является более совершенным техническим и менее дорогим, чем срочное решение, принимаемое в результате кризиса или административного постановления. Более подробно эти сценарии рассмотрены в предыдущем разделе. Такое предварительное обдумывание и продукта, и процесса может увеличить эффективность использования ресурсов, уменьшить воздействие на окружающую среду и увеличить конкурентоспособность продукта и производителя в глобальной экономике.

2.2 Химия на службе предотвращения загрязнения окружающей среды

 

 

Направление развития современной химии получило название «зеленой химии», которая развивалась из академических исследований и является в настоящее время практическим направлением, поддерживаемым научным сообществом, промышленностью и правительствами разных стран. Основными предметами «зеленой химии» являются: предотвращение появления отходов производства (как противовес существующей программе по очистке окружающей среды после выбросов отходов), разработка и создание синтетических методов для максимального перевода всех исходных материалов, использованных в процессе, в конечный продукт (например, процесс Сольвея); применение синтетических методов, рассчитанных для использования и производства веществ, которые обладают малой степенью токсичности или вообще не являются токсичными для человека и окружающей среды; создание химических продуктов с усиленными основными свойствами и с меньшей токсичностью; использование более безопасных растворителей; разработка энергетически-экономичных процессов; использование возобновляемых источников сырья; сокращение применения производных материалов, которые часто создают ненужные отходы; использование силиктивных катализаторов, а не стихиометрических реагентов, которые потребляют больше исходных материалов; разработка химических веществ, которые легко и быстро распадаются естественным путем; развитие аналитических методов в режиме реального времени для наблюдения за загрязнением окружающей среды и управлениями процессами; развитие в целом более безопасной химии для предотвращения несчастных случаев. Все эти принципы «зеленой химии» включены в академические курсы для химиков и других ученых, связанных с химией и должны внедряться в промышленность для совершенствования современных химических процессов, удовлетворяющих требованиям безопасной жизнедеятельности человека и биосферы на нашей планете.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

Производство, переработка и использование  химикатов в современном обществе сопровождаются глобальным загрязнением окружающей среды, истощением природных  ресурсов и вредным влиянием на здоровье людей. Влияние на здоровье часто  скрывалось за неглубоким, поверхностным  пониманием этого явления и неспособностью измерить то воздействие, которое оказывали  на окружающую среду выбрасываемые  химикаты, измерить уровень их токсичности. И дело не в том, что отсутствовала  повседневная озабоченность уровнем  токсичности вещества, а в том, что общество и ученые не в полной мере осознавали долгосрочное влияние  химикатов на окружающую среду и  здоровье людей.

В настоящее время появилось  новое направление, называемое «Зеленая химия» которое занимается решение  проблем возникших из-за последствий  использования продуктов химии. Основными предметами «Зеленой химии» являются: предотвращение появления отходов производства (как противовес существующей программе по очистке окружающей среды после выбросов отходов), разработка и создание синтетических методов для максимального перевода всех исходных материалов, использованных в процессе и т.д.

Задачи данной работы были выполнены, цель достигнута.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

 

1. Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. – М.: Мир, 1983. 
2. Бембель Р. М. ОБЖ Курс лекций.
3. Джуа М. История химии. – М.: Мир, 1996. 
4. Соловьев Ю.И. История химии. Развитие химии с древнейших времён до конца XIX века. – М.: Просвещение, 1983. 
5. Становление химии как науки. Всеобщая история химии. – М.: Наука, 1983. 
6. Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. – М.: Наука, 1969. 
7. Фигуровский Н.А. История химии. – М.: Просвещение, 1979.
8. Штрубе В. Пути развития химии: в 2-х томах. – М.: Мир, 1984.