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第三节
化学与环境保护
学习目标
1.知道知道水、大气污染的主要原因、主要污染物及其危害。
2.了解防治水、大气污染的一般原则和方法。
3.确立绿色化学观念,树立保护环境、与自然和谐相处的意识。
一、保护生命之源
水是生命之源,但大自然赐予我们的水资源却十分有限。同时由于人类的生产、生活活动使水质不断恶化,又进一步加剧了水资源危机。
1.水污染的三个来源
工业:废水、废气、废渣
农业:化肥、农药随水流入河中
生活:污水任意排放
(1)工业上,通过应用新技术、新工艺减少污染物的产生,同时对污染的水体利用化学方法(如中和法、氧化法)处理使之符合排放标准。
(2)农业上提倡使用农家肥,合理使用化肥和农药。
(3)生活污水也应逐步实现集中处理和排放。
2.防治水污染的措施
(4)综合防治措施:
①依据不同的水质标准对水资源进行分类管理②加强水质监测
③禁止污水的任意排放④加强对新技术、新工艺的研究与应用,力争实现无污染生产
多识一点
赤潮,别称红潮,是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的有害生态现象。
赤潮是海洋生态系统中的异常现象,它并不一定都是红色,根据引发赤潮的生物的数量、种类,使得海洋水体呈红、黄、绿和褐色等。
水华指淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象,是水体富营养化的一种特征。主要由于含有大量氮、磷的废污水进入水体后,蓝藻、绿藻、硅藻等大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的一种现象。
二、还人类洁净的空气
随着工业的迅速发展和化石燃料的大量使用导致空气
质量下降的污染物很多,排放到空气中的有害气体和烟尘
大大增加,导致空气质量下降,影响生态环境和人类健康。
导致空气质量下降的污染物很多。
空气主要污
染物及来源
二氧化硫(SO2)
氮氧化物(NOx)
一氧化碳(CO)
可吸入颗粒物
煤、石油等燃料的燃烧,生产硫酸等工厂排放的尾气
化石燃料等不完全燃烧
机动车辆等排放的废气
地面扬尘、燃煤排放的粉尘等
酸雨是一个严重的世界性问题,全世界酸雨污染的范围日渐扩大。随着经济的发展,我国酸雨地区的面积逐年增加,现已成为世界三大酸雨区之一。
酸雨(pH<5.6)
酸雨的形成
工业生产排放出来的二氧化硫和氮氧化合物等被烟尘中的金属离子催化氧化后,与大气中的水蒸气结合成为雾状的酸,随雨水降下,就形成了酸雨。
SO2+H2O====H2SO3 2H2SO3+O2 ====2H2SO4
2NO + O2 ==== 2NO2 3NO2+H2O====2HNO3+NO
酸雨的危害
1.酸化土壤,使土壤养分流失并失去活性。
2.污染水体,使鱼类减少甚至灭绝。渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍。
3.侵蚀建筑物、桥梁及文物古迹,加速金属制品的锈蚀等。
Fe + H2SO4 ==== FeSO4 + H2↑
CaCO3+H2SO4==== CaSO4+H2O+CO2↑
控制酸雨常用的方法
1.最简单的预防措施是使用清洁能源——即产生较少的二氧化硫和氮氧化合物的燃料。可向原煤中加入固硫剂如石灰石和生石灰,制成型煤代替散煤。
2.对产生的有毒气体通过安装除尘净化装置、排烟脱硫或脱氮,使废气中的有毒气体变成无毒物质,如工厂中将含有二氧化硫的尾气通入脱硫吸收塔,用含有碳酸钙的洗液洗去二氧化硫等。
4.汽车尾气也是导致酸雨的重要原因,为减少汽车尾气的排放,可在汽车排气管上安装“催化转化器”,使尾气中的一氧化碳和氮氧化物(NOx)转化为氮气和二氧化碳。
3.合理开发、利用新能源;保护森林,保护植被,利用森林涵养水源、调节气温等。
三、与自然和谐相处
化学产品极大地丰富了人类的物质生活,提高了生活质量,但在生产和使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物,污染了环境,从根本上解决污染问题已成为21世纪人类所面临的重点课题。
环境污染的过程:
一是由污染源产生污染物;
二是污染物经过各种转化或转移,有害物质进入环境,产生危害。
污染的防治:
一是消除污染源;
二是禁止向环境中排放污染物;
三是等污染物进入环境、产生危害后再治理。
哪一种方法更好呢?
生活中人们用可降解塑料、纸制品或其他易分解的物质取代聚乙烯塑料制品,解决“白色污染”问题。
人们研制出了绿色环保电池,如太阳能电池、氢氧燃料电池和海洋电池等。
消除污染源
绿色化学
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个 “新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
绿色化学的核心及原则
绿色化学的原则:提高原子的利用率,使所有作为原料的原子百分之百转化为期望的最终产物,实现“零排放”,即原子利用率为100%。
绿色化学的核心:利用化学原理从源头上消除污染。
2020年1月,绿色化学之父,耶鲁大学教授Paul T. Anastas 和原《绿色化学》期刊主编,亚琛工大教授Walter Leitner等人提出了未来化学领域必须做出的十二项改变,也可以说是新版绿色化学十二原则:
从线性过程到环形过程
从化石能源到可再生能源
从高活性、难降解、剧毒的化学试剂和产品到环境友好型的化学试剂和产品
从使用稀有金属催化剂到使用储量丰富的金属催化剂,或者酶催化、光电催化体系
从设计合成稳定难降解的共价键分子体系到易于降解的非共价键分子体系
从使用传统溶剂到使用低毒、可回收、惰性、储量丰富、易于分离的绿色溶剂或者无溶剂体系
从损失与耗能严重的分离提纯体系到自分离体系
从产生大量废弃物的体系到原子经济性、步骤较少以及溶剂耗费较少的体系
从废物处理到废物综合利用
从环境依赖型的单一功能分子设计到统筹全生命周期的分子设计
从传统的评价模式,即功能最大化到新型的评价模式,功能最优的同时毒性最小
利润最大化为目的的化学品生产到利润增长的同时尽量减少原材料的使用
1.下列物质中不属于空气污染物的是( )
A.氧气 B.二氧化硫
C.火山灰 D.一氧化碳
A
2.下列做法与节约用水无关的是( )
A.用淘米水浇花
B.开发利用地下水
C.使用节水龙头
D.用喷灌、滴灌方法给农作物浇水
B
挑战自我
4.环境问题已成为制约社会发展和进步的严重问题,
下列说法不正确的是( )
A.大量使用农药、化肥以提高农作物产量
B.CO2的过量排放将产生温室效应
C.SO2、NO2 排入大气中,会形成酸雨
D.随意丢弃塑料垃圾会造成“白色污染”
A
3.下列措施不是为了防止环境污染的是( )
A.食盐加碘 B.禁止使用含铅汽油
C.禁止使用含磷洗衣粉 D.禁止燃放鞭炮
A
D
5.上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”,其根本目的就
是要营造一个环境优美、人与人和谐、人与自然和谐的新型城市,
而最重要的是要推崇“绿色生活的理念”。下列做法不符合这一
主题的是( )
A.使用新型的“零排放”无污染交通工具,如氢氧燃料
电池车
B.对城市生活和生产污水进行净化处理,分级使用
C.使用光降解或生物降解塑料,防止白色污染
D.注意个人卫生,全部使用一次性木筷和餐盒
6.随着科学技术的进步,我们的生活水平大大提高,同时也产生了
一些新的问题。下列做法中错误的是( )
A.为减少大气污染,火力发电厂应采取加高烟囱的办法
B.回收废旧电池,既可节约金属资源又可减少环境污染
C.为减少水污染,工业废水和生活污水一定要处理达标后再排放
D.使用可降解塑料代替传统塑料,有利于减轻“白色污染”
A
7.为改善空气质量,有如下建议:①植树造林,增加绿
化面积 ②禁止尾气排放不达标的汽车行驶 ③将污染
重的工厂烟囱加高 ④加速燃气化建设,改烧煤为烧煤气
或天然气。你认为以上建议合理的是:_____________。
① 、② 、④
结合本节课所学相关知识,就我们在日常生活中如何践行绿色化学,与自然和谐相处写一篇小论文。
家庭作业