Введение в специальность

ХИМИЗАЦИЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Человек очень рано понял, что химические природные процессы можно подчинить себе, научиться не только управлять ими, но и создавать новые, т. е. поставить химию себе на службу, сделать ее основой своего благосостояния. Современное человечество просто не могло бы существовать без химизации — широкого и планомер­ного внедрения и развития химических процессов в народное хозяйство, в различные отрасли науки и техники с целыо подъ­ема производительных сил и повышения материального и культур­ного уровня советского народа.

Если оглянуться вокруг, то не обнаружишь ни одного пред­мета, в создании которого так или иначе не принимала бы участие химия. Она обеспечивает человека строительными и тек­стильными материалами. Химические процессы лежат в основе металлургического, целлюлозно-бумажного, полимерного и многих других производств. Мощным средством защиты здоровья чело­века являются химические вещества-антибиотики. Синтез галоге - низированных углеводородов (фреонов) обеспечил создание рефрижераторной техники. Производство пластмасс произвело революцию в тяжелой, легкой промышленности, в автомобиле­строении н судостроении.

Продовольственная программа КПСС в решающей степени основана на химизации сельского хозяйства. Без применения удобрений и химических средств борьбы с сорняками (арборици - ды, гербициды, дефолианты, хемостериллянты), вредителями (ин­сектициды, акарициды, родентициды) и болезнями (бактерициды, фунгициды) растений невозможно получить высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

Человек синтезирует множество химических соединений, ко­торых ранее вообще не было в природе.

Химическое производство характеризуется следующей общей закономерностью: одни вещества (требуемые, заданные) создают­ся из других — природных, представляющих собой химическое сырье. В процессе использования сырья в химико-технологиче - ских, топливно-энергетических процессах происходит его транс­формация, причем в силу закона сохранения вещества кроме интересующих человека веществ образуются и побочные продукты (отходы), т. е. химические вещества, которые не используются и в той или иной мере рассеиваются в окружающей среде в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Эволюция биосферы, в частности входящих в нее живых организмов, проходила в отсутствие таких веществ: или их не было, или они были в крайне незначительных количествах в свободном состоянии. Они, как правило, не «вписываются» в ес­тественные процессы биогенного круговорота веществ и вступают в противоречие с «отработанными» эволюцией химическими пре­образованиями вещества в живых организмах. Поэтому они оказываются опасными для здоровья человека, сопутствующих ему животных и растений. Их называют ксенобиотиками (греч. xenos — чужой, bios — жизнь).

Бензин, израсходованный на приведение в действие двигателя внутреннего сгорания, никуда не исчезает. Отдавая заключенную в нем энергию химических связей, он разлагается на более простые вещества — углеводороды, диоксид углерода, сажу и др. Целлюлозно-бумажная промышленность характеризуется выбросами в атмосферу соединений серы (оксиды серы, метилмеркаптан, диметил - сульфид, сероводород), хлора н др. В водную среду поступают сточные воды, содержащие щелока, метанол, органические вещества и др.

Углеводороды в составе нефти и газа практически безвредны, но, выделяясь при использовании ископаемого топлива, они накапливаются в атмосфере, воде, почве и оказываются возбудителями опасных заболеваний. Производство и мас­совый выброс фреонов в атмосферу способны разрушить защитный озоновый экран.

Ядохимикаты, используемые для защиты сельского хозяйства, токсичны не только для вредителей, но и для теплокровных животных и самого человека. Известный всем дихлорднфенилтрихлорэтан (ДДТ) многие годы помогал чело­веку спасать урожай, но из-за высокой стойкости и накопления в природных системах и тканях организма появились случаи отравления людей н животных. В итоге он был запрещен к применению. Оксиды азота и тяжелых металлов токсичны для растений, и в зонах их влияния наблюдается снижение урожайности и даже гибель растительности.

Если в атмосферный воздух лесного массива поступают соединения серы, фтора или хлора, то фотосинтез в зеленом листе нормально протекать не может. Результат будет тот же самый, что и при нарушении любой промышленной технологии: вместо требуемой качественной продукции пойдет брак. Только в дан­ном случае нарушение проявится в ослаблении роста деревьев, разрушении хлоропластов и ассимилляционного аппарата в целом и и конечном счете — в гибели деревьев.

Аналогичным образом могут воздействовать некоторые отходы, содержа­щиеся в промышленных стоках, на флору и фауну водных объектов. Даже в тех случаях, когда чуждые вещества не приводят непосредственно к гибели водных обитателей, они могут представлять серьезную опасность для человече­ского организма.

С поступлением в окружающую среду различных ксенобиотиков учащаются случаи аномалий и уродств у человека: например, в США число их возросло с 12,4 тыс. в 1937 г. до 20 тыс. в 1953 г. Аналогичные последствия связаны с ростом ионизации среды. Интенсивный вывод в окружающую среду углеводородов ведет к повышению заболеваемости, в частности, раком легких. Есть данные, что в Уэльсе (Великобритания), например, от этого заболевания погибало в 1911 — 1919 гг. 250 человек в год, а в 1952 г.— свыше 14 тыс.

Особенно опасно широко практикуемое ныне в ряде капиталистических стран захоронение ядовитых отходов на свалках без специальной обработки. Газеты всего мира постоянно публикуют печальные отчеты о последствиях такого за­хоронения.

Природные процессы, в свою очередь, оказывают воздействие на химические вещества, поступающие в биосферу. Наиболее характерный пример — преобразование оксидов азота и углеводо­родов в воздухе под воздействием ультрафиолетовых лучей (фото­химическое окисление). В результате образуются токсичные и опасные вещества пероксиацетилнитрат и пероксипропионилпи - трат, являющиеся основными компонентами фотохимического смога.

Понятно, что, если человек не можег прекратить производство и природопользование и в то же время не имеет права беско­нечно выводить в биосферу химически активные и опасные для жизни вещества, ему необходимо совершенствовать производство так, чтобы сделать его безвредным, снижать количество отходов и обезвреживать их, а также использовать их в качестве сырья для вторичной переработки. Именно это и является задачей инже­неров химиков-технологов.