CC BY
51
Педагогические науки / Pedagogical Science Оригинальная статья / Original Article УДК 378
DOI: 10.31161/1995-0659-2019-13-4-11-16
Роль экологических дисциплин и проблем в изучении и развитии химии
Азизова Л. Р. 1, Гусейнов Р. М. 2, Гусейнова Т. Р. 3
1 Дагестанский государственный университет, Юридический колледж, 2 Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected], [email protected]
3 Школа № 417, Москва, Россия; e-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ. Целью настоящей работы является демонстрация роли и значимости экологических явлений и дисциплин в развитии и изучении химии. Методы. Изучение, анализ и выводы из экологических явлений, решение которых лежит в области химической науки. Результаты. На конкретных экологических примерах и явлениях показана близость и родство этих явлений с решением этих проблем методами и приемами, применяемыми в химической науке. Выполняя задачи экологического характера, химия и сама развивается и совершенствуется как в прикладном, так и в теоретическом аспектах. Вывод. Исследование межпредметных связей химии и экологии, с одной стороны, способствует решению экологических проблем с помощью химических методов и приемов, а с другой стороны, способствует более глубокому изучению и дальнейшему развитию самой химии.
Ключевые слова: интеграция химии и экологии, популяционный гомеостаз, принцип подвижного равновесия Ле Шателье, закон минимума Либиха.
Формат цитирования: Азизова Л. Р., Гусейнов Р. М., Гусейнова Т. Р. Роль экологических дисциплин и проблем в изучении и развитии химии // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Психолого-педагогические науки. 2019. Т. 13. № 4. С. 11-16. DOI: 10.31161/1995-06592019-13-4-11-16_
The Role of the Ecological Disciplines and Problems in the Study and Development of Chemistry
Luiza R. Azizova 1, Rizvan M. Guseynov 2, Tamila R. Guseynova 3
1 Dagestan State University, Low College,
2 Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected],
[email protected] 3 School No. 417, Moscow, Russia; e-mail: [email protected]
ABSTRACT. The aim of this article is the demonstration of the role and fullness of the ecological phenomenon and disciplines in the development and study of chemistry. Methods. Study, analysis and conclusions from the ecological phenomenon the decision of which is found in the field of chemical science. Results. On the concrete ecological examples and phenomenon, it is showed the closeness and relationship of these phenomenon with the decision of this problems by the methods and receptions, which are used in the chemical science. Carrying out the tasks of ecological character, the chemistry simultaneously is developing itself and improving both in applicative and in theoretical aspects. Conclusion. The investigation of intrasubject connections of the chemistry and ecology, on one side, is promotive of the decision the ecolog-
••• Известия ДГПУ. Т. 13. № 4. 2019
••• DSPU JOURNAL. Vol. 13. No. 4. 2019
ical problems by means of chemical methods and techniques, on the second part, is promotive of further studying and development of the chemistry.
Keywords: integration of the chemistry and ecology, population homeostasis, Le Chatelier principle of
the mobile equilibrium, low of minimum._
For citiation: Azizova L. R., Guseynov R. M., Guseynova T. R. The role of Ecological Disciplines and Problems in the Study and Development of Chemistry. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Psychological and Pedagogical Sciences. 2019. Vol. 13. No. 4. Pp. 11-16. DOI: 10.31161/1995-0659-2019-13-411-16 (In Russian)
Введение
Более глубокое и всестороннее изучение любого явления или процесса предполагает рассмотрение его связей с другими явлениями, и поэтому неизбежно приводит к раскрытию точек соприкосновения данной научной дисциплины с другими, смежными с ней науками. Таким образом, установление межпредметных связей есть необходимое условие глубокого изучения любой научной дисциплины, и экология в этом плане не является исключением. Как справедливо отметил А. С. Степановских [6], «взаимодействие - это первая особенность при рассмотрении научных фактов в совокупности» [6]. Эта мысль вполне созвучна утверждению Н. Ф. Реймерса о том, что «экология - это вершина естествознания (мегаэкология), вокруг которой концентрируются другие научные дисциплины, которые откликаются на актуальные проблемы человечества и угрозу экологического кризиса» [4; 6].
Поэтому мы считаем правомерным рассмотреть связи экологических явлений с другими научными дисциплинами, как педагогика, математика, химия, физика, биология, философия, право, этика и мораль и т. д., так как экология интенсивно проникает почти во все области человеческих знаний, включая даже нашу речь или язык, и во все сферы производственной и иной деятельности.
Другими словами, в конце 20-го столетия происходит интенсивно «экологизация» науки. Экологизация всех ипостасей бытия является объективной предпосылкой гармонизации взаимоотношений между человеком, обществом и биосферой.
Экология и экологические взгляды в конце 20-го века прочно вошли в нашу жизнь и наше сознание. Наша речь насыщена такими оборотами, как «экологически чистые продукты», «экологически чистый воздух», «экологически чистая вода», «экологические катастрофы» или «экологический кризис», «экологические последствия» и т. д.
А такие термины, как «экологическое воспитание», «экологическое мышление», «экологическое образование», «экологическая нравственность или этика», «экологическое право», «экологическая экспертиза», также прочно вошли в наш лексикон или разговорную практику. Даже можно говорить и уже говорят об экологии нашей речи и наших отношений («экология семейных отношений»).
А экологии отношений человека и природы посвящены целые учебно-научные дисциплины, такие как «экология человека» и «социальная экология». А что экологическая оценка в наши дни должна присутствовать во всех сферах человеческой деятельности, свидетельствует появление таких новых научных дисциплин, как экология промышленности и сельского хозяйства, медицинская экология, агроэкология, инженерная экология, химическая экология, геоэкология, региональная экология и, наконец, глобальная экология.
Цель исследования - демонстрация роли и значимости экологических явлений и дисциплин в развитии и изучении химии.
Методы - изучение, анализ и выводы из экологических явлений, решение которых лежит в области химической науки.
Результаты и обсуждение
Экологическая оценка или экспертиза в наше время стала обязательной частью любого проекта, любого вновь открываемого производства. Экология внедряется во все формы взаимоотношений с природой и поэтому смыкается с широким фронтом других наук. Ю. А. Косыгин [3; 4] отмечает, что для экологии слово «наука» или даже «науки» не подходит, а подходит скорее всего «разумение», включающее в себя все науки и все сферы деятельности. «Поэтому экология - не только система наук, а нечто необозримо большее - это мировоззрение» [4]. Ученые всех специальностей могут и должны вносить свой вклад в формирование экологического мировоззрения.
Словом, вся наша жизнь с многочисленными ее проявлениями пронизана эко-
логическими проблемами локального, регионального и глобального характера. Это свидетельствует, с одной стороны, об уникальном характере экологических явлений и, как следствие этого - нелегких путях разрешения экологических проблем.
С другой стороны, это позволяет использовать потенциальные возможности всех смежных с экологией наук (как социальных, так и естественных) для решения экологических проблем различного масштаба, характера и степени сложности путем совместного объединения коллективных усилий специалистов различных областей, знаний, благодаря чему повышается вероятность их положительного разрешения.
Острота экологических проблем, их характер и масштабы по мере развития цивилизации и степени индустриализации человеческого общества растут, так как растет степень загрязнения окружающей среды (Мирового океана, атмосферы и почвы), увеличивается степень глобализации мировой экономики и связанные с ней проблемы поляризации мирового общества (проблема 15 % на 85 %, т. е. обогащения 15 % населения и обнищания 85 % населения Земли), осложняется проблема ограничения выбросов парниковых газов в атмосферу (из-за отказа ратифицировать решения международных протоколов руководством США), уменьшается толщина озонового экрана Земли в результате выбросов фреонов и закиси азота с рисовых чеков, растет также народонаселение Земли и т. д.
Поэтому необходимы совместные, согласованные, коллективные и разумные действия мирового сообщества ученых, специалистов, производственников, и наконец, политическая воля правительств и глав государств различных стран и народов, независимо от их социально-экономической ориентации и форм хозяйствования, а также форм религиозного вероисповедания.
Говоря о неотвратимом и закономерном характере перехода биосферы в ноосферу -сферу разума, В. И. Вернадский ведущую роль при этом отводил науке. Науку В. И. Вернадский считал «той великой силой, которой удастся сделать то, что не удалось философии, религии, политике», а именно - объединить человечество [5].
Говоря об объединении человечества, имеется в виду, прежде всего, для решения глобальных экологических проблем.
Ни для кого не является секретом то, что для охраны окружающей природной среды необходимо знать законы экологии и постараться соблюдать и выполнять их. Тогда есть хоть какая-то гарантия того, что окружающая природная среда сохранится в более или менее подходящем состоянии для того, чтобы и будущие поколения человечества воспользовались природными ресурсами для своего не безбедного существования.
На помощь экологии в деле защиты окружающей природной среды неминуемо приходит химическая наука, потому что теоретической базой и основой охраны окружающей природной среды является именно химия с ее многочисленными методами, приемами и разделами.
О тесной связи химии с экологией свидетельствуют такие научные дисциплины, как экологическая химия, химическая экология, экологическая токсикология, химия окружающей среды и др.
Основной же задачей «Экологической химии» является описание важнейших проблем, научной стратегии и концепций экологической оценки химических веществ преимущественно на примере промышленных продуктов.
Основной же задачей настоящей работы является демонстрация многочисленных межпредметных связей химии и экологии и роли каждой из этих дисциплин для развития другой.
Для того, чтобы сохранить качество окружающей природной среды, а также необходимое качество продуктов питания, человеку необходимо изучать подробно все те превращения, которые происходят в природе и в человеческом организме с выбросами вредных веществ, попадающих в природную среду в результате антропогенной деятельности, то есть с ксенобиотиками, веществами чужеродными для человека. Все это заставляет нас изучать химию всесторонне, то есть осознанно, целенаправленно и глубоко.
Таким образом, именно поиски разрешения экологических проблем ставят перед химиками и химической наукой новые задачи, и тем самым развивает химическую науку дальше в направлении решения более прикладных и практических задач. Именно химия призвана решать в положительном направлении задачи экологии в плане защиты среды обитания от загрязнений.
••• Известия ДГПУ. Т. 13. № 4. 2019
••• йБРи JOURNAL. Уо!. 13. N0. 4. 2019
Другим важным примером межпредметных связей экологии и химии являются химические реакции в тропосфере и стратосфере, в результате которых происходит образование и накопление аэрозолей серной кислоты. В данном случае перед химиками встает задача по нейтрализации кислотных дождей с применением, например, частиц щелочного характера, нейтрализующих кислотные аэрозоли. Эти процессы в настоящее время не получили своего должного решения и химикам еще предстоит решить подобные задачи.
Другой не менее важной проблемой экологии является выброс в окружающую среду несгоревшего до конца тетраэтил-свинца вместе с выхлопными газами из двигателей автомашин, использующих его в качестве антидетонационных добавок к моторному топливу.
Кроме того, различного рода загрязнения (особенно кислотного характера) играют негативную роль в процессах коррозии и разрушения силикатных покрытий зданий и памятников, представляющих архитектурную ценность.
Даже токсичная пыль вызывает целый комплекс заболеваний легких человека. Среди таких заболеваний можно назвать: силикоз и асбестоз, которые помимо отравления организма вызывают также аллергические заболевания. Так что перед химиками и в этом плане стоят много нерешенных задач и проблем. Их эффективное решение в то же самое время способствует дальнейшему развитию и самой химии, и химических проблем. А сколько вреда приносит даже обыкновенная пыль (которая не содержит токсичных химических соединений) в атмосфере зеленым растениям, лишая их процесса дыхания и фотосинтеза. А зеленые растения, как известно, играют много функций в природе: поставщика кислорода, регулятора влажности воздуха и т. д.
На основании перечисленных выше проблем происходит сближение экологии и химии, а заодно и решение экологических проблем с помощью химии.
Раньше ошибочно считали, что природа обладает бесконечным запасом прочности, или так называемой буферной емкостью, способной нейтрализовать вредное воздействие на природу со стороны человека, т. е негативное антропогенное воздействие. Совсем недавно к человеку пришло осознание того, что природу можно не только
эксплуатировать, получая из нее все ее несметные богатства. Природу, оказывается, нужно и беречь, и охранять, иначе в ней начнутся совсем необратимые процессы. Поэтому, человек как существо разумное, должен жить в гармонии с природой и в полном согласии с ней. Не нужно забывать простую истину о том, что природа может обходиться без человека (так как природа гораздо старше человека), а человек без природы обходиться никак не может. Например, вырубка лесов на африканском континенте привела к его опустыниванию и эрозии почв в гигантских масштабах.
Оптимальным решением было бы изучение всех химических продуктов в отдельности, определение их содержания и поведения в окружающей среде, исследование биологических последствий их воздействия. А когда речь идет о наличии в окружающей среде не одного, а целой смеси отравляющих веществ, то только лишь грамотный химик может определить и оценить суммарный эффект коллективного действия нескольких отравляющих веществ, так как существуют такие известные только химикам эффекты - синергические или же антогонистического действия смеси отравляющих веществ. Так что экология, а тем более экотоксикология и химия снова должны помогать друг другу.
Немало экологических проблем возникает при попадании в грунтовые, морские и речные воды нефтяных выбросов, образуемых в результате аварий танкеров или неосмотрительного бурения нефтяных скважин. Нефтяные пленки, как известно, закрывают воду от поступления в нее кислорода, в результате гидробионты задыхаются и погибают. Это явление называют в экологии замором и оно ставит перед химиками много новых проблем, решение которых требует разработки новых технологий и методик для очищения поверхности воды от нефтяного загрязнения. В результате загрязнения вод большое количество рыбы вымерло в реках и озерах. В связи с массовыми заморами перед специалистами, в том числе и перед химиками возникли проблемы оценки качества воды, не прибегая при этом к дополнительному химическому загрязнению. В таких случаях ученые - химики прибегают к биологическим методам оценки качества воды, основанным на анализе видов рыб и других гид-робионтов, обитаемых в водах с разной степенью загрязнения. Этот метод называется
сапробностью (сапробность - это физиоло-го-биохимические свойства организма (са-пробионта), обусловливающие его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ. Олиго-, ме-зо - и полисапробы - соответственно организмы, обитающие в водах малой, средней и высокой загрязненности.
Более того, химики предложили еще один метод оценки уровня загрязненности, определяя химическое потребление кислорода (ХПК) для пробы сточных вод. Данный метод позволяет даже быстрее определить степень загрязненности, чем известный метод БПК-5 (биологическое потребление кислорода в течение 5 суток).
Сказанное позволяет утверждать, что, выполняя заказы и потребности экологии и экотоксикологии, химия одновременно и сама непременно развивается как в глубь, так и в плане прикладных исследований.
Наряду с содержанием в воде органических загрязнителей интерес представляют также соединения ионного характера, также являющиеся загрязнителями воды (например, нитраты, сульфаты и т. д.). Их содержание в водах определяют химическими, а вернее, электрохимическими методами, основанными на измерениях электропроводности растворов (эти методы имеют общее название кондуктометриче-ских методов). Для установления же природы присутствующих в сточных водах ионов необходимо применять химические (аналитические) методы определения.
Таким образом, видно, что экология и экотоксикология тесно связаны с химией, а вернее, электрохимией, биохимией, аналитической химией и другими химическими дисциплинами. В то же самое время экология и другие экологические дисциплины способствуют дальнейшему развитию почти всех химических дисциплин.
В работе [1] подчеркивается очень разумная и оригинальная мысль об экологизации естестественно-научных дисциплин, например, химии, физики, биологии, так как этот процесс имеет конечной целью формирование у студентов, как будущих
нов М. С. Экологизация науки как объективная предпосылка оптимального природопользования. Махачкала: Мавел, 2005.160 с.
управленцев, экологического мировоззрения, благодаря чему у значительной части интеллигенции и руководителей российских предприятий сформируется экологическое мышление. В противном случае мы из выпускников вузов получим известных технократов с их технократическим мышлением.
Необходимо подчеркнуть, что самые злободневные экологические проблемы нашей современности, такие как загрязнение окружающей природной среды (водной среды, воздушной среды и почвенной среды) [7-9], закисление природной среды (вызванное кислотными дождями), а также разрушение стратосферного озона хлорсо-держащими соединениями (как, например, хлорфторуглеводородами и соединениями азота [4]) в конечном итоге могут быть разрешены на основе рассмотрения химических аспектов этих проблем. Более того, при этом должно быть большое человеческое желание, сила воли и знание глубины и последствий этих проблем. Если мы хотим сохранить качество окружающей природной среды и для будущих поколений человечества в надлежащем состоянии, то у нас в приоритете должна быть природоохранная стратегия, а финансовая сторона вопроса разрешения экологических проблем должна уступить место здравому смыслу, потому что важнее здоровья нет на свете ничего.
Выводы
По большому счету, для решения почти всех глобальных экологических проблем (устранения загрязнения природной среды, устранения закисления природной среды, устранения озоновых дыр в атмосфере и других) необходима глубокая экологизация всех химических других естественнонаучных дисциплин. От этого в целом выиграют как экология, так и сама химическая наука.
Выполняя задачи экологического характера, химия, одновременно и сама развивается и совершенствуется как в прикладном, так и в теоретическом аспектах.
жающей среды. М. : Изд-во РУДН, 1992. 136 с.
3. Косыгин Ю. А. Человек, Земля, Вселенная. М., 1995. 335 с.
Литература
1. Исмаилов Ш. И., Гусейнов Р. М., Хасиха- 2. Касьяненко А. А. Контроль качества окру-
••• Известия ДГПУ. Т. 13. № 4. 2019
••• DSPU JOURNAL. Vol. 13. No. 4. 2019
4. Петров К. М. Общая экология. СПб. : Хим-издат, 2000. 350 с.
5. Реймерс Н. Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). М., 1994. 367 с.
6. Степановских А. С. Общая экология. М., 2000. 703 с.
1. Ismailov Sh. I., Guseynov R. M., Hasihanov M. S. Ekologizaciya nauki kak ob"ektivnaya predposylka optimal'nogo prirodopol'zovaniya [Ecologization of science as an objective prerequisite for optimal environmental management]. Makhachkala, Mavel Publ., 2005. 160 p. (In Russian)
2. Kasyanenko A. A. Kontrol' kachestva okru-zhayushchej sredy [Control of the quality of environment]. Moscow, 1992. 136 p. (In Russian)
3. Kosigin Y. A. Chelovek, Zemlya, Vselennaya [Person, Earth, Universe]. Moscow, 1995. 335 p. (In Russian)
4. Petrov K. M. Obshchaya ekologiya [General ecology]. Sankt-Petersburg, Khimizdat Publ., 2000. 350 p. (In Russian)
5. Reymers N. F. Ekologiya (teoriya, zakony, pravila, principy i gipotezy) [Ecology (theory, laws,
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации
Азизова Луиза Ризвановна, кандидат педагогических наук, старший преподаватель, Дагестанский государственный университет, Юридический колледж, Махачкала, Россия; е-mail: [email protected], [email protected] Гусейнов Ризван Меджидович, доктор химических наук, профессор, кафедра химии, Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Гусейнова Тамила Ризвановна, воспитатель высшей категории, Школа № 417, Москва, Россия; e-mail: [email protected]
Принята в печать 14.07.2019 г.
7. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию. М. : Мир, 1977. 271 с.
8. Химия окружающей среды / под ред. Т. И. Хаханиной. М. : Юрайт, 2013. 215 с.
9. Экологическая химия / под ред. Ф. Корте. М. : Мир, 1977. 395 с.
rules, principles, and hypotheses)]. Moscow, 1994. 367 p. (In Russian)
6. Stepanovskih A. S. Obshchaya ekologiya [General ecology]. Moscow, 2000. 703 p. (In Russian)
7. Fellenberg G. Zagryaznenie prirodnoj sredy. Vvedenie v ekologicheskuyu himiyu [Environmental pollution. Introduction to environmental chemistry]. Moscow, Mir Publ., 1977. 271 p. (In Russian)
8. Himiya okruzhayushchej sredy [Chemistry of environment]. Ed. by T. I. Khakhanina. Moscow, Yurait Publ., 2013. 215 p. (In Russian)
9. Ekologicheskaya himiya [Ecological Chemistry]. Ed. by F. Korte. Moscow, Mir Publ., 1977. 395 p. (In Russian)
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Affiliations
Luiza R. Azizova, Ph. D. (Pedagogy), senior lecturer, Dagestan State University, Low College, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected], [email protected] Rizvan M. Guseynov, Doctor of Chemistry, professor, the chair of Chemistry, Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Tamila R. Guseynova, schoolmaster of highest quality, School No. 417, Moscow, Russia; email: [email protected]
Received 14.07.2019.
References
