životní prostředí vše, co vytváří přirozené podmínky pro existenci a vývoj organismů včetně člověka

Chemie a životní prostředí - maturitní otázka z chemie www.studijni-svet.cz / Otázky z biologie a chemie - http://biologie-chemie.cz

Otázka: Chemie a životní prostředí Předmět: Chemie Přidal(a): Dee

– ekologie – studuje vztahy mezi životním prostředím a organismy – životní prostředí – vše, co vytváří přirozené podmínky pro existenci a vývoj organismů včetně člověka – biosféra = životní prostředí + organismy na planetě – 3 části – atmosféra (~100 km) – hydrosféra (~11km) – pedosféra (~m)

– reakce organismů v závislosti na koncentraci látek v životním prostředí: – vodorovná část – organismus neprojevuje reakci, tzn. je ve stavu homeostázy – klesající část – karence = dané látky je nedostatek, reakce př. chorobou (hranice karence pro každý organismus jiná) – rostoucí část – intoxikace = příliš vysoká koncentrace látky, reakce otravou organismu – reakce organismu dobře patrné na stopových prvcích

Toxikologie

1/9


– z řec. taxon – šíp, toxikon – jed – zabývá se účinkem jedů na organismy – jed = látka, která po vstupu do organismu v minimální koncentraci vyvolá poškození organismu nebo až smrt (řádově μg – g) – o tom, jestli bude daná látka jedem (zda dojde k otravě organismu), rozhodují tyto faktory: – chemický charakter dané látky: – př. PCB toxická

málo toxická

– rozpustnost látky: – př. BaSO4 – velmi málo rozpustný, nefunguje jako jed – proto jej lze použít jako kontrastní látku při RTG (těžký kov, pohlcuje záření)

– dávka jedu: – pro každou látku je určena hodnota LD (dosis lethalis – smrtelná dávka) a LD50 – střední smrtelná dávka – LD50 udává koncentraci dané látky, při které uhyne 50% laboratorních zvířat (pro každou látku je určeno, na kterém pokusném zvířeti se látka testovala, tj.krysy, morčata, psi, králíci → převést údaje na člověka je obtížné – látka toxická pro 1 organismus nemusí být toxická pro jiný, př. rulík zlomocný – není toxický pro ptáky; nebo strychnin – dávka smrtelná pro člověka není smrtelná pro žábu, ale ne už třeba pro hlemýždě – návyk na danou látku – vzniká při přijímání látky pravidelně, př. arsenik As2O3 při pravidelném podávání mnohem menších dávek zvyšují LD z 0,15g na 0,4g!

– škodliviny v ovzduší – na většinu látek stanoveny hygienické limity NPK – nejvyšší přípustná koncentrace, vyhlašuje je republikový hygienik; pokud jsou překročeny → hygienická opatření

2/9


– NPK pro: prach – krátkodobá (do 30 min) 500 μg/m3, dlouhodobá (24 hod) 150μg/m3 SO2 – krátkodobá 500 μg/m3, dlouhodobá 150 μg/m3 CO – krátkodobá 6000 μg/m3, dlouhodobá 1000 μg/m3 oxidy dusíku – krátkodobá 300 μg/m3, dlouhodobá 100 μg/m3

– působení toxických látek: – způsoby podání – perorálně: ústy, intravenozně: do žíly, intramuskulárně: do svalu, subkutánně: pod kůži, parentálně: mimo TS

– korozivní látky – rozrušují živé látky, tkáně – okamžitě! – kyseliny (sírová, chlorovodíková, dusičná), zásady (hydroxid sodný, draselný), peroxid vodíku, ozon, oxid dusičný

– metabolické jedy – nerozrušují tkáně – těžké kovy – sloučeniny Hg, Pb: působí destruktivně na enzymy, zabudují se do aktivních center – organismus vyloučí až 2g Pb za den; více – kumulace a ukládání v kostní dřeni – anemické důsledky – Hg nedokáže org. vyplavit, kumulací vznik chronických onemocnění, podání DS, TS, difunduje i kůží!

– kyanidy – HCN a její soli CN– (cyankáli KCN) – HCN – plyn, malá molekula proniká i do malých otvorů, př. vajíček hmyzu – použití k odhmyzování – LD50 – 1 mg/kg váhy

– oxid uhelnatý CO – váže se na hemoglobin, vznik při nedokonalém spalování uhlíku – obsah 2% v cigaretovém kouři

3/9


– při koncentraci v ovzduší 0,003% již bolesti hlavy, 0,06% smrtelná dávka – neurotoxiny – účinek na NS; alkaloidy, drogy – atropin, morfin, kokain, kofein; sarin – organofosfát pro voj. účely

– alkoholy – methanol, ethanol

– mykotoxiny – na člověku parazituje 100 druhů hub (napadají vlasy, nehty, močové cesty) – normálně houby hostitele nenapadají – v přemnožení ad. vznik mykoz – až smrtelné – plísně bují např. v silech nebo při dopravě (navlhnutí olejnin a oříšků + zahřátí) – př. Aspergillus flavus – aflatoxiny (v obilninách, luštěninách, mléčných výrobcích – plíseň není vidět, ale produkce velká → prudký jed

– mutageny – látky narušující genetický kód, výsledkem jsou potraty, abnornální vývoj plodu v těhotenství, vředová onemocnění, cukrovka, hypertenze, dispozice k nádorovým onemocněním – př. kyselina dusitá HNO2, toluen, aceton, pesticidy (DDT)

– teratogeny – láty způsobující vývojové a funkční vady plodu, největší vliv mají v prvních 3 měsících těhotenství – př. acylpyrin, aspirin, penicilin; kontergan (thalidomid) – konterganová aféra 1961 (analgetika, proti úzkostem → znetvořené plody bez končetin ad.)

– karcinogeny – látky způsobující nádorové bujení, fungují jako „startéry“, není dáno určité množství – benzín, asfalt, benzen; sloučeniny berylia, chromu, kadmia

Vstup škodlivin do organismu

4/9


– dýchacím ústrojím – plyny a aerosoly, prachové látky, rychle pronikají do plicních sklípků a do krve – silikoza plic – částečky SiO2 v plicích; částečky Be, At, Al → fibroza – trávicím ústrojím – xenobiotika, konzervanty ad. – kůží – kapalné látky – fenol a rtuť – ochotně pronikají kůží + žíraviny (korozivní látky) – rostliny při kontaktu s kůží – bolševník (vyrážky a puchýře, dermatitidy)

Znečišťování atmosféry – atmosféra do 100 km výšky – složení troposféry – N, O, vzácné plyny, vodní pára, složení se mění prouděním vzduchu – obsahuje ještě částečky NaCl, pylová zrna, částečky mrtvých živočichů – přirozené znečištění – antropogenní znečištění – vyvolané lidskou činností:

– emise – vypouštění, emisní koncentrace je určena předpisy – př. oxidy dusíku, oxid siřičitý – oxid siřičitý vzniká spalováním hnědého uhlí → emise – ten v ovzduší reaguje s kyslíkem na oxid sírový, zaprší a s vodou vznikne roztok kyseliny sírové: SO3 + H2O → H2SO4 – imise – spad, kocentrace obou se liší – emise se fyzikálně transportuje globálně (x tisíc km), prochází chemickou změnou – vznik imise

Globální znečišťování atmosféry – kyselá atmosferická depozice – kyselý déšť: – z 50 % roztok kyseliny sírové viz výše, z 50% kyselina dusičná – oxid dusnatý a dusičitý NOx vznikají za vysoké teploty ve spalovacím motoru, po dešti vznikne HNO3

5/9


– průměrné pH deště v PHA – 3–4 – vliv na rostliny (př. jedle), při pronikání do půdy se uvolňuje hliník (→ alzheimer)

– odsiřovací technologie: – reakcí vápenného mléka a oxidu siřičitého vzniká sádrovec: Ca(OH)2 + SO2 → CaSO4 . 2H2O – vyžíháním sádra CaSO4 . ½ H2O – použití: výroba sádrokartonu

– zbavování atmosféry oxidů dusíku: – oxidy dusíku se převádí pomocí amoniaku na dusík a vodu: NOx + NH3 + O2 → N2 + H2O

– smog – losangeleského typu – před 40 lety popsán v LA – vznik při teplotě 25–30 °C, vysoké C výfukových plynů, slabé proudění vzduchu, int. slunečním záření – účinkem zejm. slunečního záření se rozkládají oxidy dusíku na atomární kyslík, který se slučuje s kyslíkem na troposferický ozon (žlutohnědá barva): NOx → O O + O2 → O3

– londýnského typu – popsán 1952 v Londýně (dnes částo např. Ostravsko) – vznik v zimě při dlouhotrvající inverzi, mnoho lokálních topenišť (tzn. mnoho SO2 v ovzduší), nízká teplota do 5°C, brzké ranní hodiny (největší koncentrace), bílá mlha – úbytek ozonu v atmosféře – ozonosféra 20–24 km – 1968 Antarktida – množství ozonu bylo naměřeno nižší, než se předpokládalo – ozonová vrstva kolísá, nejnižší C je v říjnu–listopadu, snižuje se o 50–70%

6/9


– ozonová sféra brání prostupujícímu UV záření – vznik ozonu: O2 → O + O O + O2 → O3 – freony (halogenované uhlovodíky s min. 2 různými halogeny) v atmosféře, př. CFCl3 trichlorfluormethan se vlivem UV záření rozkládá na radikály, chlorový radikál poté napadá molekulu ozonu; poslední dvě reakce se opakují a výsledkem je úbytek molekul ozonu, chlorový radikál setrvává cca 50–100 let CFCl3 → CFCl2∙ + Cl∙ Cl∙ + O3 → ClO + O2 ClO + O → O2 + Cl∙ – Montrealský protokol 1987 – snížení produkce freonů

– skleníkový efekt – tepelné záření ze Slunce dopadá na Zemi, odráží se, vrstva plynů brání úniku záření zpět do atmosféry (CH4, CO, H2O) – možným důsledkem je oteplování zemského povrchu

– aerosoly – aerodisperzní soustavy, ve vzduchu je rozptýlena určitá částice: – mlha – kapalina ve vzduchu (10–8 – 10–5 m) – dým – pevná částice ve vzduchu (10–9 – 10–5 m) – prach – pevné částice s průměrem větším než 10–5 m – ionty těžkých kovů – dýchací soustavou do organismu

Znečišťování ovzduší v uzavřených místnostech (mikroklimatech) – látky ze stavebních materiálů (rozpouštědla, lepidla, formaldehyd, plasty, rozprašovače, spreje) – kouření – uvolnění CO a nikotinu (LD 50–60 mg – tj. cca 1 cigareta, ale největší část nikotinu shoří

7/9


→ 1–2 mg z 1 cigarety – nekuřáci – pasivní kouření je horší, nekuřáci nejsou adaptováni na zplodiny – klimatizace – znečištění vzduchu patogenními organismy – 1976 v hotelu ve Philadelphii 29 hostů – tzv. legionářská bakterie namnožená v klimatizaci

Znečišťování vod – pitná voda – strategická surovina, nedostatková, zdroje jsou omezené, příprava i z tekoucích vod – BSK – biochemická spotřeba kyslíku – o kvalitě vody rozhoduje množství organických látek přítomných ve vodě – BSK = množství oxidačního činidla (nejčastěji chroman draselný), které je potřeba, aby se odstranily z vody organické látky, tzn. menší spotřeba → lepší voda – coli–index – množství bakterie E. coli, které může být v 1 litru vody (cca 80 000)

Znečišťování půdy – průmyslová hnojiva, splachem z půdy se dostanou do tekoucích vod → eutrofizace vod – přemnožení sinic a řas – havárie – nepohybuje se jako voda, půda se proto musí odtěžit a odvézt k sanaci

Zpracování odpadů – odpad = věc, které se chce majitel zbavit a jejíž odstranění je nutné z hlediska péče o životní prostředí – použití na další výrobu druhotné suroviny – nutnost třídění

– pyrolýza – tepelný rozklad za nepřístupu vzduchu za vysokých teplot, až 1000°C – zpracovávají se tak př. syntetické makromolekulární látky, produktem je HCl

8/9


– spalování – častější způsob, odpad se zmenší na 10–15%, musí být zajištěno zpracování spalných produktů – spalováním se uvolňuje mnoho tepla – spalovna funguje jako výtopna; může se využít na zahřívání páry – tepelná elektrárna – 11% odpadu obsahuje popel s těžkými kovy → na skládku

– skládkování – „černá skládka“ x otevřená skládka – v organickém odpadu se množí bakterie a viry (Salmonella – přežije 115 dní, Clostridium tetani – 1 rok) – řízená skládka – v bazénu, který zabraňuje stékání kapaliny kontaminující okolí, speciální likvidace, každá vrstva skládky se překrývá zeminou

– kompostování – mikroklima s vnitřní teplotou cca 60°C – organický materiál se mění na humus (nejlepší přírodní hnojivo), podmínkou je důsledně vytříděný odpad _______________________________________________ Více studijních materiálů na Studijni-svet.cz. Navštivte také náš e-Shop: Obchod.Studijni-svet.cz. _______________________________________________

9/9 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

životní prostředí vše, co vytváří přirozené podmínky pro existenci a vývoj organismů včetně člověka

Recommend Documents