ь об использовании катализа для этой цели.

В I главе рассматриваются проблемы, связанные с возникшими экологическими трудностями, с влиянием отдельных факторов на изменение равновесия в окружающей среде. Здесь же анализируются химические пути воздействия на экологию, проводится примерная экономическая оценка последствий антропогенных воздействий, рассматриваются основные источники антропогенных загрязнений, способы очистки и утилизации отходов промышленности и транспорта, роль катализа в решении некоторых проблем охраны окружающей среды, в частности роль окислительно-восстановительных реакций с участием 02 и Н202.

В главах II—IV приводятся теоретические основы активации кислорода и перекиси водорода ионами и комплексами переходных металлов (главным образом железа и меди). Здесь излагаются представления авторов о возможности установления механизма химических реакций, приводятся примеры как из собственных работ, так и из работ других исследователей. Отдельные положения рассматриваются весьма подробно, с целью возбудить у читателя интерес к проблеме активации малых молекул и показать методические пути ее решения.

Опираясь на теоретическую основу, в V главе авторы показывают, как это может быть использовано для выяснения механизмов конкретных химических реакций, имеющих отношение к решению проблем экологии. Удобнее всего было привести примеры, взятые из гомогенного катализа ионами и комплексами переходных металлов, — эта область освещена наиболее детально.

В VI и VII главах рассмотрены общие принципы и конкретные примеры технологического использования кислорода и перекиси водорода как экологически чистых окислителей, вопросы химической и фотохимической трансформации загрязняющих веществ в природных водах под действием солнечного света и в процессе спонтанного разложения перекиси водорода на примесях ионов переходных металлов, а также излагаются вопросы прогнозирования поведения загрязняющих веществ в окружающей среде.

Авторы далеки от мысли, что рассмотренные в этой книге примеры исчерпывают все возможности и все области применения катализа при решении «химических» вопросов экологии. Основная цель работы — показать в принципе возможность использования кинетического подхода для решения проблемы устранения загрязнений и прогнозирования их поведения в окружающей среде. Мы хотели бы также привлечь внимание химиков к возможности замены широко распространенных, но не безвредных окислителей, на экологически «чистые» (в первую очередь — 02 и Н202) путем использования каталитических реакций.

Авторы преследуют и еще одну цель — на примере проблемы «чистой воды» определить круг вопросов, которые может и должна разрабатывать химия при решении основной экологической проблемы — снижения уровня химических антропогенных воздействий и уменьшения отрицательных последствий этих воздействий на природную среду. По-видимому, назрела необходимость выделения раздела химии, рассматривающего химические, технологические процессы и процессы, протекающие в природных средах, с точки зрения возможных экологических последствий в самостоятельную дисциплину, стоящую на стыке физической химии, агрохимии, химической технологии, экономики, биологии и экологии, — экологическую химию. Специалисты в области экологической химии нужны всюду: в отраслевых институтах, разрабатывающих новые технологические схемы и методы очистки сточных вод и водоподготовки; непосредственно на предприятиях и в заводских лабораториях; в отделениях сельхозхимии и сельхозтехники; в транспортных объединениях и других областях народного хозяйства, развитие которых может привести к повышению уровня антропогенных химических загрязнений природной среды.

«Главной задачей химика... является умение предвидеть и управлять ходом реакции». Эти слова Л. П. Гаммета 1[1] служили нам руководством при написании работы. Всюду, где только это возможно, мы старались развивать дедуктивный подход к решению поставленных проблем с широким привлечением современных квантовохимических представлений о кинетике окислительно-восстановительных реакций. А там, где это нам не удавалось, мы вспоминали другое изречение Л. П. Гаммета: «Химики дошли до эффективных рабочих принципов задолго до открытия уравнения Шредингера».

В заключение хотелось бы выразить особую благодарность профессору А. П. Пурмалю (Ордена Ленина институт химической физики АН СССР, Москва) за неизменный интерес к проблеме, обсуждаемой в данной книге, за его советы и весьма ценные замечания. Профессор А. П. Пурмаль внес большой вклад в разработку методологии исследования механизмов гомогенных окислительно-восстановительных реакций.

Глава I

ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

§ 1. Химия и экология

За последние годы резко возросло число публикаций, посвященных проблемам взаимоотношений человека и окружающей среды. Показательно, что лет двадцать назад в научно-популярной литературе почти не встречались такие слова, как «экология» и «биосфера». А уже в 1972 году П. Л. Капица 12] придает проблеме загрязнения окружающей среды