Основные взаимосвязанные направления в развитии химической

технологии следующие:

1. комплексное использование природных ресурсов;

2. улучшение технологических процессов

а) увеличение масштабов аппаратов

б) Интенсификация работы аппаратов – повышение их производительности без увеличения размеров за счет улучшения режима работы. Увеличению интенсивности способствует повышение температуры, давления и концентрации реагентов, увеличение поверхности соприкосновения, применение катализаторов.

в) механизация технологических процессов. В большинстве производств основные операции уже механизированы. Остались загрузка, выгрузка, транспортирование.

г) Комплексная автоматизация и дистанционное управление процессами. Но в некоторых случаях нерационально применять полную автоматизацию. Тогда используют дистанционное управление.

д) Замена периодических процессов непрерывными.

3. Создание крупномасштабных производств новых видов химических продуктов и сырья многоцелевого назначения. Такими продуктами являются H₂, NH₃, CH₃OH и др.

4. Использование теплоты реакции и снижение энергозатрат.

5. Создание безотходных производств.

6. Внедрение атомной техники, плазменной и лазерной технологии, использование фотохимических, радиационно-химических и биохимических процессов.

Все указанные тенденции в развитии химической технологии целесообразно использовать комплексно, таким образом повышать эффективность производства.

Экологические проблемы химических производств

Химические производства являются одним из основных источников загрязнения биосферы. Неуклонный рост выработки различных химических веществ сопровождается, как правило, соответствующим увеличением количества вредных отходов. В результате в ряде центров химической и нефтехимической промышленности наблюдается катастрофическое загрязнение водоемов, почвы, атмосферы.

Наиболее существенными источниками загрязнения окружающей среды являются отходы, образующиеся при химико-технологических процессах. К ним относятся: продукты побочных реакций, не находящие применения; продукты  неполного и чрезмерно глубокого превращения и полимеризации, а также фильтры; промышленные воды и воды из абсорбционных установок очистки отходящих газов; отработанный воздух окислительных процессов; газы, не вступившие в реакцию (хлор, аммиак и др.) и т. д..

Окружающую среду загрязняют вспомогательные вещества и материалы, применяемые в химико-технологических процессах: отработанные катализаторы; адсорбенты, абсорбенты и растворители; осушающие агенты; воздух после регенерации катализатора и пневмотранспорта продуктов; газы, отсасываемые из аппаратов при создании разрежения; тара и фильтровальные материалы, непригодные для повторного использования и пр.

Кроме того, в химических производствах источниками загрязнения окружающей среды являются механические потери сырья, промежуточных и готовых продуктов вследствие негерметичности оборудования и коммуникаций.

Вредным воздействием обладают сточные воды химических производств. Основные химические производства потребляют большое количество воды – на производство 1 т: серной кислоты расходуется 70 м³; кальцинированной соды – 115; аммиака – 800; акриланитрила – 1960; ацетилена – 2800.

Сточные воды химических производств содержат значительноеколичество минеральных и органических примесей. В настоящее время в промышленности используют различные эффективные методы очистки сточных вод. Однако следует иметь в виду, что очистка сточных вод не предот-вращает загрязнения водоемов, так как при сбросе даже очищенных вод требуется многократно разбавлять их свежей водой. В противном случае естественные водоемы будут заполняться водами, обедненными кислородом и непригодными для жизни рыб. Необходимая кратность разбавления очиненных  сточных вод составляет: для нефтеперерабатывающей промышленности до 60 раз; целлюлозно-бумажной – 20–40; для производства синтетического волокна –10–15; синтетического каучука – до 2000; для минеральных удобрений и азотной промышленности – 10 раз.

Последнее обстоятельство осложняется нарастающим дефицитом природных ресурсов пресной воды. Следовательно, одним из основных направлений в снижении воздействия химических производств на окружающую среду является перевод предприятий на замкнутое водоснабжение, когда очищенные сточные воды используются для технических целей на этом же или другом предприятии промышленного региона.

Для правильного и полного понимания воздействия отходов на биосферу необходимо знать механизм превращения соединений, первоначальносодержащихся в отходах; механизм миграции вредных и токсичных соединений из мест складирования отходов в окружающую среду и пути попадания этих загрязнителей непосредственно в организм человека и животных.

Для определения степени токсичности того или иного химического

отхода используют общие критерии оценки:

-   токсичность по отношению к человеку, т. е. эффект непосредственного воздействия на здоровье людей;

-      токсичность по отношению к животным (домашним и диким);

- свойства продуктов разложения (токсичность, устойчивость, биоаккумулятивность);

-  синергетический эффект.

 

ЗАДАНИЕ 3. (практическая часть – самостоятельная работа студентов) – 2 часа

1. Задания для самостоятельного решения, используя теоретический материал.

Ответить на вопросы:

1. Что такое химизация?

2. Перечислите основные направления химизации сельского хозяйства?

3. Перечислите отрицательные эффекты от неправильного и чрезмерного использования удобрений?

4. Как классифицируют пестициды по химическому составу?

5. Дайте определения следующим понятиям:

a) инсектициды;

b) фунгициды;

c) гербициды;

d) бактерициды;

e) зооциды;

f) половые аттрактанты;

g) репелленты;

h) хемостерилянты;

i) феромоны;

j) дефолианты;

k) ретарданты.

 

ЗАДАНИЕ 4. Изучить теоретический материал.

Лекция № 2 – 2 часа

План.

1. Химия в сельском хозяйстве. Химизация сельского хозяйства и ее направления. Растения и почва, почвенный поглощающий комплекс.

2. Удобрения и их классификация. Химические средства защиты растений. Отрицательные последствия применения пестицидов и борьба с ними.

3.  Химизация животноводства.

4. Химия и экология. Химическое загрязнение окружающей среды.

5. Охрана гидросферы от химического загрязнения. Охрана почвы от химического загрязнения. Охрана атмосферы от химического загрязнения. Охрана флоры и фауны от химического загрязнения. Биотехнология и генная инженерия.

1. Химизация — это одно из направлений научно-технического прогресса, основанное на широком применении химических веществ, процессов и методов в различных отраслях, на-пример в сельском хозяйстве

Основные направления химизации сельского хозяйства:

1. Производство минеральных макро- и микроудобрений, а также кормовых фосфатов.

2. Внесение извести, гипса и других веществ для улучшения структуры почв.

3. Применение химических средств защиты растений: гербицидов, зооцидов и инсектицидов и т. д.

4. Использование в растениеводстве стимуляторов роста и плодоношения растений.

5. Разработка способов выращивания экологически чистой сельскохозяйственной продукции.

6. Повышение продуктивности животных с помощью стимуляторов роста, специальных кормовых добавок.

7. Производство и применение полимерных материалов для сельского хозяйства.

8. Производство материалов для средств малой механизации, использующихся в сельском хозяйстве.

Около половины всех элементов Периодической системы Д. И. Менделеева применяется в сельском хозяйстве. Влияние многих из них еще неизвестно, и тем из вас, кто станет в будущем специалистами сельского хозяйства, предстоит выяснить это.

Основная цель химизации сельского хозяйства — обеспечение роста производства, улучшение качества и продление сроков сохранности сельскохозяйственной продукции, повышение эффективности земледелия и животноводства.

Важным направлением химизации сельского хозяйства является использование методов биотехнологии и генной инженерии для решения продовольственных проблем.