Химические основы экологии (606,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.349

Стр.350

Стр.351

ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Учебное пособие 2-e издание, электронное Лаборатория знаний 2022 Москва

Стр.2

УДК 574 ББК 28.080.1я73 Х46 В. Ю. Орлов, А. Д. Котов, А. И. Русаков, И. В. Волкова С е р и я о с н о в а н а в 2009 г. А в т о р с к и й к о л л е к т и в: Х46 Химические основы экологии : учебное пособие / В. Ю. Орлов, А. Д. Котов, А. И. Русаков, И. В. Волкова. — 2-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2022. — 353 с. — (Учебник для высшей школы). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный. ISBN 978-5-00101-983-1 В учебном пособии обобщены сведения о химических процессах, происходящих при взаимодействии организмов и окружающей среды, в том числе о воздействии человека на биосферу. Рассмотрены методы организации систем мониторинга загрязнений. Для студентов и аспирантов химических факультетов, а также для студентов, обучающихся по направлениям «Экология» и «Биология». УДК 574 ББК 28.080.1я73 Деривативное издание на основе печатного аналога: Химические основы экологии : учебное пособие / В. Ю. Орлов, А. Д. Котов, А. И. Русаков, И. В. Волкова. — М. : Лаборатория знаний, 2018. — 350 с. : ил. — (Учебник для высшей школы). — ISBN 978-5-906828-22-4. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-00101-983-1 © Лаборатория знаний, 2018

Стр.3

Содержание Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Химические основы взаимодействий в биосфере . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Факторы окружающей среды и их воздействие на живые организмы . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Химический состав биосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Биогеохимические циклы элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1. Общая схема биогеохимических циклов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.2. Биогеохимические циклы основных компонентов биосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Химический аспект антропогенного воздействия на окружающую среду . . . . . . . . . . . . 1.5. Химические аспекты взаимодействия живых организмов с окружающей средой . . . . . . . 1.6. Принципы транспорта и превращения химических соединений в живых клетках . . . . . . . 1.6.1. Механизмы действия химических соединений на внутриклеточные процессы . . . . . . . . . 1.6.2. Воздействие химических соединений на живой организм с учетом биотрансформации . . . 1.6.3. Влияние структуры химических соединений на их биологическую активность . . . . . . . . . 1.7. Химические экорегуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Химические соединения антропогенного происхождения в окружающей среде и их воздействие на биосферу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Загрязнение окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Кислотные дожди и проблема повышения кислотности вод как последствия нарушения биогеохимических циклов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Наиболее опасные ксенобиотики в окружающей среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Общие закономерности поведения металлов в окружающей среде . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1.1. Ртуть в окружающей среде 2.3.1.2. Свинец в окружающей среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1.3. Кадмий в окружающей среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1.4. Прочие металлы и металлоиды в окружающей среде Соединения бериллия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения ванадия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения хрома Соединения марганца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения железа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения кобальта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения никеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения меди . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения цинка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения мышьяка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения селена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения серебра Соединения олова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения сурьмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соединения таллия 3 5 7 7 9 23 23 25 32 37 40 40 46 53 58 67 67 69 74 74 81 84 86 87 87 88 88 88 88 89 89 89 90 90 91 91 91 91 92

Стр.349

Содержание 349 2.3.2. Органические соединения антропогенного происхождения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.1. Нефть и продукты ее переработки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.2. Синтетические высокомолекулярные соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Линейные полимеры с углеродной цепью . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Поликонденсационные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Синтетические каучуки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Синтетические смолы Полимеры с цепью СО и SiO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.3. Синтетические красители и пигменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.4. Синтетические детергенты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.5. Синтетические органические вещества, применяемые в сельском хозяйстве 2.3.2.6. Органические вещества в пищевой промышленности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.7. Высокотоксичные примеси и отходы производств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Превращения искусственных химических соединений в окружающей среде . . . . . . . . . . 2.4.1. Превращения неорганических токсикантов в окружающей среде . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2. Превращения органических соединений в окружающей среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2.1. Абиотические превращения органических соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2.2. Биотические превращения органических ксенобиотиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 92 98 98 . . . . . . . . . 100 100 100 101 101 103 104 107 108 125 125 127 127 136 3 Химия основных компонентов окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Атмосфера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Строение и состав атмосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Роль различных компонентов атмосферы 3.1.2. Химические процессы в атмосфере . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3. Загрязнение атмосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.4. Радиационное загрязнение атмосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Гидросфера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1. Структура и свойства воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2. Состав и классификация природных вод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.3. Основные загрязнители гидросферы 3.2.4. Основные показатели качества воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Литосфера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1. Состав и строение литосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2. Круговорот вещества и энергии в литосфере . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3. Процесс выветривания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.4. Почвы. Химический состав, свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5. Техногенное воздействие на литосферу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5.1. Литосфера как объект природопользования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5.2. Загрязнение литосферы бытовыми и промышленными отходами . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5.3. Антропогенное воздействие на почву . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5.4. Химическое и радиационное загрязнение почв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5.5. Нормирование содержания вредных веществ в почве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4. Химическое взаимодействие между природными средами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 145 145 148 150 156 165 168 168 170 179 182 192 192 197 199 202 216 216 218 220 223 243 245

Стр.350

350 Содержание 4 Методы контроля состояния и защиты окружающей среды . . . . . . . . . . . . . 4.1. Мониторинг и оценка состояния окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1. Определение экологического мониторинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2. Классификация типов экологического мониторинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.3. Разработка программ мониторинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.4. Методы химического экологического мониторинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.4.1. Роль пробоотбора и пробоподготовки в анализе объектов окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Особенности отбора проб воды Особенности пробоотбора для твердых форм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Особенности отбора проб воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.4.2. Хроматографические методы в аналитическом контроле состояния окружающей среды . . 4.1.4.3. Спектральные методы в аналитическом контроле состояния окружающей среды 4.1.4.4. Электрохимические методы в аналитическом контроле состояния окружающей среды . . . 4.1.4.5. Гибридные методы в аналитическом контроле состояния окружающей среды . . . . . . . . . 4.1.4.6. Тест-методы анализа состояния окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Методы защиты окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1. Защита от выбросов в атмосферу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Очистка выбросов от механических примесей (пыль и капли жид кости) . . . . . . . . . . . . Очистка выбросов от газовых загрязнений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.2. Методы очистки сточных вод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.3. Защита литосферы и утилизация отходов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.4. Современные подходы к охране окружающей среды и «зеленая химия» . . . . . . . . . . . . Приложение 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Приложение 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Государственный экологический мониторинг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Приложение 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Нормирование качества окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Список использованной и рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 247 247 250 253 254 256 256 257 258 261 278 292 298 300 302 302 305 306 309 319 327 332 334 334 338 338 341 344

Стр.351