Введение, Химия в решении сырьевой проблемы - Роль химии в решении сырьевой экологической и пищевой проблем

Химический экологический продовольственный корм

В наши дни, когда человеческое развитие достигло высот, такие проблемы, как экология, продовольствие, энергия заставляют задуматься о будущем. Как мне кажется, эта тема наиболее актуальна сейчас и поэтому я выбрала ее.

Для решения этих проблем химия объединяется с биологией, геологией, физикой, кибернетикой, и другими науками.

Химия в решении сырьевой проблемы

С начала XVI в. из недр Земли было извлечено 50 млрд. т углерода, 2 млрд. т железа, 20 млн т меди, 20 тыс. т золота. За последние 30 лет цветных и редких металлов добыто больше, чем за всю предыдущую историю.

Превращение сырья в более ценные химические вещества, создание из них материалов, нужных человеку, является главной целью любого химического производства. Потребность в них удваивается каждые 11 лет. Переработка сырья химическими способами требует от 10 до 20 млрд. т в год основного окислителя - кислорода, кроме того, 2.5 млрд. т угля как топлива и столько же нефти. Из этих примеров видно, каких масштабов достигло потребление сырья промышленными предприятиями.

Сегодня понятно всем, что кладовая Земли не бездонна. И если Необходимые и легко доступные полезные ископаемые извлекать так же, как и это делалось и в начале века, то они быстро иссякнут. Конечно, мы знаем, что ничто из ничего не возникает и не исчезает бесследно, т. е. использованные вещества, материалы, отслужив свой век, разлагаются, распадаются, но ведь химические элементы, из которых они состоят, рассеиваются в биосфере. Задача состоит в том, чтобы устранить эти потери.

Какие же пути решения сырьевой проблемы намечены на данном этапе научно - технического прогресса и в перспективе?

Для сохранения природных ресурсов у человечества в будущем есть только один выход: замкнуть цикл обмена веществ, перейдя от технологии геохимически открытой системы к технологии геохимически замкнутого цикла.

Живая природа - это "безотходное производство". Отходы какого-то вида жизнедеятельности в природе экосистеме утилизируется либо в ней самой, либо в связанных с ней системах. Лишь какое-то количество веществ для которых в данный момент нет потребления, "складируются" в виде известняка, торфа, угля, растворенных в природных водах солей и т. д., участвуя лишь в геологическом круговороте веществ.

Химизация производства по технологии замкнутого цикла позволяет использовать все вещества, изымаемые из природы, по различным направлениям. Иллюстрацией может служить один из самых старых примеров - коксохимическое производство, при котором из каменного угля получают кокс, горючий газ и другие продукты сухой перегонки. В настоящие время такая же задача ставится в отношении переработки других видов сырья, например, леса.

В содружестве с химией и другими науками развивается новая отрасль знаний о методах и средствах бесшахтной добычи сырья и о создании искусственных месторождений - геотехнология. В чем же ее новизна? К подземному пласту, содержащему, например, уран, цинк, или другие металлы, через пробуренную скважину подводится химический растворитель или окислитель. Под землей происходит химико-физический процесс растворения, и насыщенная ценными компонентами жидкость выкачивается на поверхность, где и перерабатывается химическими методами. Такой способ подземного выщелачивания позволяет резко увеличить эффективность э ксплуатации минеральных ресурсов.

Современная наука считает весьма перспективным применение микроорганизмов. Новая отрасль - биометаллургия - базируется на закономерностях биохимических процессов. При этом не требуется сложное оборудование, столь необходимое для пирометаллургии, расходуется меньше энергии. Метод использования микроорганизмов давно уже применяется в России, США, Канаде, Австралии для восстановления серебра, меди, никеля, свинца, урана и цинка.

Химики создают новые материал, основываясь на знаниях физико-химических свойств природных веществ и геохимических закономерностей их образования и строения.

Нарастает дефицит углеводородного сырья, а поэтому проблема использования нефти, угля и газа в качестве сырья, а не топлива имеет сегодня первостепенную задачу. Современному человеку трудно представить, что почти 200 лет тому назад нефть использовали лишь как смазку для колес повозок, как лекарство и горючие для светильников.

Нефтеперерабатывающие предприятия производят непредельные и ароматические углеводороды (этилен, толуол, ксилол) и газовые смеси оксида углерода (II) с водородом. Из них синтезируют десятки тысяч других полезных материалов.

Из природного газа получают ацетилен, муравьиный альдегид, метанол, сажу, сероуглерод, водород, синильную кислоту и др. Уголь служит источником органических веществ. Возможно, что в дальнейшем все углеводородное сырье пойдет на синтез разнообразных материалов. Топливом же будет служить ядерное горючее или какой-либо другой вид топлива. Это одно из решений сырьевой и энергетической проблем.

Похожие статьи




Введение, Химия в решении сырьевой проблемы - Роль химии в решении сырьевой экологической и пищевой проблем

Предыдущая | Следующая