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第八章
化学与可持续发展
第二节
化学品的合理使用
农民的庄稼需要施肥,生病了需要吃药,我们洗头发需要用到洗发水,美容需要化妆品、食品添加防腐剂才能保存,那么,他们都是随便使用的吗?这节课,我们就来学习这些物品的使用知识吧。
化学品的分类
化学品可以分为大宗化学品和精细化学品两大类。
乙烯、硫酸、纯碱和化肥等属于大宗化学品;
医药、农药日用化学品、食品添加剂等属于精细化学品。
生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一。科学安全、有效和合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的要求和责任。
注意事项:
使用后再次进入房间时要注意充分通风。切勿向人畜、食物餐具直接暗射。切勿将罐体戳破,切勿撞击。切勿倒置喷射。切勿再次充装回收。过敏者禁用,使用中有任何不良反应请及时就医。用后请洗手。对鱼、家蚕有害,蚕室及其附近禁用。
图8-9
某种含拟除虫菊酷的杀虫气雾剂及包装上的部分说明文字
中毒急救:
若不慎溅入眼睛,请立即用大量清水冲洗并及时就医。药液不可吞服,若发生误服或吸入不适请立即就医。若不慎触及皮肤,请用肥皂水清洗,并用清水冲洗干净。
储存和运输:
请放在儿童触及不到的地方。储于阴凉、干燥处。勿与食品、种子、饮料、粮食饲料及易燃易爆品同储同运本品属压力容器,内含易燃物,切勿受太阳直射,切勿接近火源和电源。切勿放置在温度超过50℃或潮湿的地方,如阳台、厨房、浴室、汽车驾使室。轻装轻卸,避免暴晒、雨淋。如遇火险,使用二氧化碳、干粉或泡沫灭火器。
一
化肥、农药的合理施用
化肥的合理使用
益处和使用注意事项:
① 保障农作物增产、减少农作物损失
②化肥使用必须考虑土壤酸碱性,作物的营养状况
③还必须根据化肥本身的性质,进行科学施用,如硝酸铵。
硝酸铵是一种高效氮肥,但受热或经撞击易发生爆炸,因此必须作改性处理后才能施用。
化肥的危害:
化肥和农药施用不当也会给人类和环境带来危害。
由于很多化肥易溶于水,过量施用不仅会造成浪费,部分化肥会随着雨水流入河流和湖泊,造成水体富营养化,产生水华等污染现象。
不合理施用化肥还会影响土壤的酸碱性和土壤结构。
农药的合理使用
农药在农作物病虫害的综合防治中占有重要地位人类早期使用的农药有除虫菊、烟草等植物和波尔多液石灰硫黄合剂等无机物。后来,人们研制出了有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等有机合成农药,使农药向着高效、低毒和低残留的方向发展。农药对生态系统和自然环境的影响是广泛而复杂的。
例如,农药可能会破坏害虫与天敌之间的生态平衡,些害虫还会产生抗药性;蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感大田用药如不注意就会引起这些昆虫的大量死亡;农药施用方法、用量和时机不当,会造成土壤和作物的农药残留超标,以及大气、地表水和地下水的污染。
危害:农药对生态系统和自然环境的影响广泛而复杂
①破坏生态平衡
③可能造成土壤和作物残留超标
②可能引起昆虫的大量死亡
④可能对大气、地表水、地下水污染
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滴滴涕的功与过
历史上,滴滴涕(DDT) 和六六六等有机氯杀虫剂揭开了人类施用有机合成农药的新篇章。它们有较高和较宽广的杀虫活性对人体的急性毒性较低,还有容易生产、价格低廉等优点。
在第二次世界大战期间和战后,DDT的施用使疟蚊、跳蚤和苍蝇等得到有效的防治,控制了疟疾、伤寒、鼠疫、霍乱等传染病的流行,挽救了数千万人的生命,为人类的卫生防疫事业作出了巨大的贡献。
但由于DDT对光、空气、酸、碱等表现出很稳定的化学性质,难溶于水,易溶于脂肪,大量施用后会长期存在于自然界中而难以降解,并通过食物链富集在动物的脂肪中,从而对鸟类等昆虫的天敌产生慢性毒害。
另外,长期施用DDT。一些害中体内的酶会使DDT发生催化反应脱去HCI变成DDE。结构的改变使DDE的毒性较低,害虫就具有了对DDT的抗药性。
20世纪中期后,像DDT这样的杀虫剂对环境所产生的负面作用逐渐受到公众的广泛关注。一些国家从20世纪70年代开始禁止生产和施用DDT。
DDT等有机物在2001年被
首批列入《关于持久性有
机污染物的斯德哥尔摩公
约》受控名单。
思考与讨论
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以“农业生产中是否应该继续施用化肥和农药”为题进行小组辩论。可以参考下列正方和反方的一些观点。正方观点举例;
(1) 解决全球快速增长人口的吃饭问题。
(2) 与有机肥料和天然农药相比,化肥和有机合成农药用量少见效快。
(3) 降低生产成本,促进农业机械化发展。
反方观点举例:
(1)滥用农药会破坏当地的生态族环境。
(2)研制和施用杀虫剂等农药已经进入了恶性循环(如图8-12).
(3) 绿色食品的口味更好。很多食品味道不好可能与化肥和农药的施用有关。
二
合理用药
药物的分类
药物的种类很多,按照来源可以分为天然药物与合成药物。现有药物中的大部分属于合成药物。
药物在人体内有着不同的作用方式,有的是①通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效,如抗酸药能中和胃里过多的胃酸,缓解胃部不适。②更多的药物是通过药物分子与机体生物大分子的功能基团结合而发挥药效其分子结构与生物活性密切相关。
药物的作用机理
具有相同生物活性的药物分子常包含相同的结构成分:某些药物分子的结构稍加改变则可能失去生物活性。
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处方药与非处方药
处方药需要凭医生处方才能从药房或药店获得,并要在医生的指导下使用。非处方药则不需要凭医生处方,消费者可自行购买和使用,
其包装上有“OTC”标识。
阿司匹林
阿司匹林是一种重要的合成药物,化学名称为乙酰水杨酸,具有解热镇痛作用。
阿司匹林的发现源于柳树皮中含有的一种物质——水杨酸,阿司匹林就是以水杨酸为原料生产的。
思考与讨论
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选择一种抗酸药,仔细查阅药品包装和说明书中的信息,如药品名称、成分、性状、功能主治、规格、用法用量、不良反应、禁忌、注意事项、储藏方法、生产日期和有效期等,了解其中有关安全性和有效性的信息并设计实验方案验证这种抗酸药的有效成分。
药物的合理使用
药物在促进人类健康的同时,可能对机体产生与用药目的无关的有害作用。以阿司匹林为例,它在人体内产生的水杨酸会刺激胃黏膜,长期大量服用可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。我国和世界卫生组织(WHO) 都建立了有关药品不良反应的报告、监测制度和相关法规。
合理用药必须在医生、药师指导下,遵循安全、有效经济和适当等原则,主要考虑药物和机体两个方面。药物方面要考虑剂量、剂型、给药途径和时间等因素,如为了发挥药物的最佳疗效,减少毒副作用,有的药物宜使用片剂,有的宜使用注射剂。
机体方面要考虑患者年龄、性别症状、心理和遗传等因素,如在用药时儿童是必须与成年人区别对待的特殊群体。
滥用药物危害巨大。例如,没有医生处方长期服用安眠药或镇静剂;滥用抗生素;运动员服用兴奋剂;等等吸毒对个人和社会的危害极大。
每一个人,尤其是青少年定要远离毒品。
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化学与药物设计、合成
药物的分子结构、用量和用时的定性定量研究是药物设计、合成、筛选和合理用药的基础。分子结构及其修饰往往是决定药效的关键,药物的用量和用时也是影响药效的重要因素。
(1) 青蒿素
20世纪70年代,我国科学家受中医古籍启发,从传统中药中成功分离提取出抗疟疾有效成分青蒿素。他们对青蒿素分子进行结构修饰和改造,得到了一系列抗疟疾新药,挽救了成千上万人的生命,为治疗这种严重影响人类健康的疾病作出了重大贡献。
(2) 长效缓释药物
缓释药物可以减少每天吃药的次数,方便了人们的药物使用。制造缓释药物的方法很多,常用的有改变药物的剂型,如用高分子同药物混合,制成黏结性很强的片剂或微胶囊,使药物中的有效成分缓慢释放;或者将生物活性基团嫁接到高分子的基体上制成高分子药物。例如,将阿司匹林与聚甲基丙烯酸连接起来,得到的缓释阿司匹林可作为抗血栓长效药。
三
安全使用食品添加剂
如果你留意过食品标签上的配料表,常会看到其中标注的食品添加剂。
食品添加剂是指为改善食品品质和色香、味,以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。
思考与讨论
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结合图8-16,举例说明食品中含有的食品添加剂。作为一名消费者,你如何看待食品广告中“零添加”“绝不含防腐剂”这样的说法
在现代食品工业中,食品添加剂的使用满足了人们对食品多样化的需求,保证了市场供应。目前我国使用的食品添加剂有上千个品种,按照来源可以分为天然的和人工合成的两大类:按照主要功能可以分为二十多类,以下是几种常见的类别。
1、着色剂、增味剂
有些食品在加工过程中,其中含有的色素有可能减少消失或者改变颜色,有些食品营养丰富但色泽较差,添加着色剂可以改善这些状况。
天然色素可以从植物或微生物中得到,常见的有红曲红、β─胡萝卜素、姜黄、叶绿素铜钠盐、焦糖色等。
合成色素的着色力强,稳定性好,成本较低,常见的有范菜红、柠檬黄、靛蓝等。
味精能增加食品的鲜味,是一种常用的增味剂,其化学名称为谷氨酸钠。通常状况下它是一种无色晶体,易溶于水。味精最早是从海带中发现和提取出来的,现在主要以淀粉为原料通过发酵法生产。
2、膨松剂、凝固剂
加工馒头、面包和饼干等产品时,加入的一些膨松剂(如碳酸氢、碳酸氢钠等)可中和酸并受热分解,产生大量气体,使面团疏松、多孔,生产的食品松软或酥脆,易于消化吸收。实际生产中还会使用由碳酸盐和酸性物质等混合而成的复合膨松剂。
为了改善食品的形态,食品加工中还会使用凝固剂等物质。例如,豆腐是我国具有悠久历史的传统美食,它是利用盐卤等物质能使豆浆中的蛋白质聚沉的原理制成的。盐卤中含有的氯化镁、硫酸,另外还有葡萄糖酸-δ-内酷等都是制作豆腐常用的凝固剂。
3、防腐剂、抗氧化剂
防止食品腐败变质需要杀灭微生物或者控制其滋生条件,如采用加入食盐、干燥、加热、冷冻、抽真空等方法有的方法可能会改变食品原有的味道,有的需要一定的设备才能进行。
添加少量防腐剂可以克服上述缺点,又便于食品的工业化生产。
常见的防腐剂有苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等。
亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂,可用于一些肉制品如腊肉、香肠等的生产。
它不但使肉制品较长时间地保持鲜红色,而且具有防止变质的作用。
但是亚硝酸钠具有一定毒性,还会与食物作用生成致癌物。
因此,食品中亚硝酸钠的最大使用量和残留量都有严格规定同时,亚硝酸钠的外观与食盐相似,应防止误食中毒。
有些食品会因在空气中被氧化而变质,需要加入抗氧化剂。例如,抗坏血酸(即维生素C)能被氧化为脱氢抗坏血酸而发挥抗氧化作用,是水果罐头中常用的抗氧化剂。
4、营养强化剂
由于人们的年龄阶段(如婴幼儿时期、中老年时期等 )、工作环境及地方性营养状况等的特殊要求,需要在食品中加入营养强化剂,以补充必要的营养成分。例如,在食盐中添加碘酸钾,在奶粉中添加维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等。是否需要含有营养强化剂的食品,应根据个人不同情况和医生、营养师的建议而作出选择。
随着食品工业的发展,食品添加剂已成为人类生活中不可缺少的物质,其安全使用问题越来越受到人们的关注什么物质可以用作食品添加剂,以及食品添加剂的使用量和残留量,相关管理部门都有严格的规定。在规定范围内合理使用食品添加剂,对人体健康不会产生不良影响。但是违反规定,将一些不能作为食品添加剂的物质当作食品添加剂,或者超量使用食品添加剂,都会损害人体健康。
信息搜索~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
有人认为“食品添加剂是现代食品工业的灵魂”;有人对此不以为然,还举出近年来发生的一些“食品安全事件作为证据进行反驳。请分别按照上述观点提到的两个主题搜索信息,并对安全使用食品添加剂的注意事项进行归纳和总结。
表8-2 部分防腐剂和抗氧化剂的使用规定
(摘自 GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》)
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食品添加剂的使用
食品添加剂使用时应符合以下基本要求:
①不应对人体产生任何健康危害;
② 不应掩盖食品腐败变质;
③ 不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷,或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂;
④不应降低食品本身的营养价值;
⑤在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量。
在下列情况下可使用:
① 保持或提高食品本身的营养价值;
② 作为某些特殊膳食用食品的必要配料或成分;
③ 提高食品的质量和稳定性,改进其感官特征;
④ 便于食品的生产、加工、包装、运输或者储藏。
~~~~~~~~~~~~~~ 研究与实践 ~~~~~~~~~~~~~~
[ 研究目的 ]
豆制品营养丰富、味道鲜美,是大众喜爱的传统食物。通过制作豆腐,了解其中蕴含的化学原理,加深对胶体和蛋白质性质等知识的理解,培养热爱生活的态度及运用科学知识和方法的能力。
[ 研究任务]
(1) 收集资料
①以“豆腐”“豆腐制作”等为关键词检索资料,了解豆腐的制作原理、制作过程及营养特点,体会中华饮食文化的价值。
②了解国家标准中有关石膏、氯化镁等凝固剂的特点及使用规定。
(2) 制作豆腐
根据收集的资料制作豆腐 (注意点卤的适宜温度和凝固剂的用量 ),可参考下图。
① 泡豆,豆腐的原料是黄豆、绿豆、白豆、豌豆等豆类。先把豆去壳洗净,洗净后放入水中,浸泡适当时间;
②磨豆,再加一定比例的水,磨成生豆浆;
③过滤,接着用特制的布袋将磨出的浆液装好,收好袋口,用力挤压,将豆浆榨出布袋。一般榨浆可以榨两次,在榨完第一次后将袋口打开,放入清水,收好袋口后再榨一次;
④煮浆,生豆浆榨好后,放入锅内煮沸,边煮边撇去上面浮着的泡沫。煮的温度保持在90~100℃ 之间,并且需要注意煮的时间;
⑤点卤,煮好的豆浆需要进行点卤以凝固。点卤的方法可分为盐卤点卤和石膏点卤两种。盐卤的主要成分是氯化镁,石膏的主要成分是硫酸钙;
⑥成形,若要制豆腐干,则须将豆腐花舀进木托盆里,用布包好,盖上木板,在板上堆上石头。压尽水分,即成豆腐干。
——百度百科
[ 结果与讨论 ]
(1) 分享制作的豆腐并评判其品质。
(2) 撰写研究报告,与同学讨论。
随堂练习
1、下列有关化肥和农药的说法不合理的是 ( )
A.硝酸钾、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)都属于复合肥
B.铵态氮肥和草木灰混合施用,能提高农作物的产量
C.应根据农作物、病虫害和气候特点等,合理使用农药
D.钾肥能使植物茎秆粗壮,故追施K2SO4能防止农作物倒伏
D
2、合理用药是健康的生活习惯之一,下列有关用药的一些认识,正确的是 ( )
A.非处方药可随意服用,可多用些
B.服用的药物剂量越大疗效越好
C.进口的药物疗效一定比国产的好
D.俗话说“是药三分毒”
D
3、有关合理用药的下列说法中,错误的是 ( )
A.对症下药是合理用药的首要原则
B.能被充分、快速吸收而无刺激性的药物,可在饭前口服
C.一种药物的用量,是经过严格的科学实验和大量的临床研究确定的
D.因为青霉素能够杀菌,所以过期的青霉素仍然能够使用
D
4、下列有关食品添加剂的说法中错误的是 ( )
A.食品添加剂可改善食品的色、香、味
B.食品添加剂可补充食品的营养成分
C.食品添加剂可延长食品的储存时间
D.食品添加剂都是有益于人体健康的
D
5、下列有关食品添加剂的说法正确的是 ( )
A. 木糖醇(CH2OH(CHOH)3CH2OH)可作糖尿病人的甜味剂,属于糖类
B. 常见防腐剂丙酸(CH3CH2COOH)、苯甲酸(C6H5COOH)互为同系物
C. NaNO2能使肉类较长时间保持鲜红色,因此肉类添加的NaNO2越多越好
D. 维生素C具有还原性,食品中添加维生素C既作营养强化剂又作抗氧化剂
D
6、下列有关食品添加剂的说法正确的是 ( )
A.使用食品添加剂以后食物的营养更丰富
B.天然食品添加剂比化学合成品安全可靠
C.食品添加剂的作用是使食品更好看
D.在食品包装的标签配料表上应注明食品添加剂的名称
D
练习与应用
1. 下列物质不能用作食品添加剂的是 ( )
A. 氯化镁 B. 亚酸钠
C. 山梨酸钾 D. 三聚氰胺
D
2. 下列有关合理用药的说法中正确的是 ( )。
A.非处方药的包装上印有“OTC”标识
B.每日早、中、晚三次与每隔8小时一次,服药效果相同
C.一次忘记服药,下次可以增加一倍剂量服用
D.长期服用阿司匹林可预防某些疾病,没有副作用
A
3. 请将下列常见食品添加剂按照其主要功能进行分类(填序号 ):①谷氨酸钠 ②碳酸氢钠 ③硫酸钙 ④碘酸钾 ⑤苯甲酸钠 ⑥铁强化酱油中的乙二胺四乙酸铁钠 ⑦焦糖色 ⑧硫酸锌
(1) 着色剂_____________;(2) 增味剂_____________;
(3) 膨松剂_____________;(4)凝固剂______________;
(5) 防腐剂_____________;(6)营养强化剂__________.
⑦
①
②
③
⑤
④⑥⑧
4. 碳酸钠和碳酸氢钠在食品工业中均可用作食品添加剂,它们也是生活中常见的日用化学品。
(1)为了解碳酸钠和碳酸氢钠的性质,请根据以下提示设计实验并完成实验报告。
①观察二者的颜色和状态;
②观察其在冷水和热水中的溶解情况;
③测定其饱和溶液的pH ;
④向其溶液中分别逐滴加入盐酸,观察现象。
①观察二者的颜色和状态;
②观察其在冷水和热水中的溶解情况;
碳酸钠为白色粉末,碳酸氢钠为白色晶体
碳酸钠溶解度较大,在35.4 ℃时溶解度最大,碳酸氢钠溶解度较小,水温升高可稍增大其溶解度50℃左右便开始分解;
③测定其饱和溶液的pH ;
④向其溶液中分别逐滴加入盐酸,观察现象。
常温常压下饱和溶液时,碳酸钠的pH约为12.3,碳酸氢钠的pH约为8.3;
逐滴加入盐酸时,碳酸钠开始无现象,继续滴加盐酸有气泡生成;碳酸氢钠滴入盐酸后就有气泡生成;
(2)根据以上实验的结果和已学过的知识,列表比较碳酸钠和碳酸氢钠性质的异同。
物质 碳酸钠 碳酸氢钠
颜色和状态 白色粉末 白色晶体
冷水和热水 的溶解情况 碳酸钠溶解度较大,在35.4℃时溶解度最大 碳酸氢钠溶解度较小,水温升高可稍增大其溶解度,50℃左右便开始分解
物质 碳酸钠 碳酸氢钠
饱和溶液的pH 约为12.3 约为8.3
逐滴滴加盐酸 开始无现象继续滴加盐酸有气泡生成 滴入盐酸后
就有气泡生成
(3)举例说明碳酸钠和碳酸氢钠在日常生活或食品工业中的用途,根据二者的性质进行解释,并与同学讨论。
碳酸钠的水溶液能去除油污,碳酸气钠能作食品的膨松剂。
5. 农药残留问题经常会成为公众关心的话题。请查阅有关资料,回答下列问题。
(1)为了减少农药残留,选择和施用农药时应该注意什么问题
应选择高效、低毒、低残留农药
(2)日常生活中可以采取哪些措施来防止农药残留对人体的危害
① 对蔬菜要注意选购和贮藏保鲜,
② 蔬菜食用前一定要做到“一洗,二浸,三炒熟”,以保证安全。
6. 某抗酸药每片含有CaCO3 534 mg,Mg(OH)2 180 mg。
(1)写出该抗酸药发挥药效时的化学方程式。
CaCO3+2HCl ═══ CaCl2 +H2O+CO2↑;
Mg(OH)2+2HC1 ═══ MgCl2+2H2O.
(2) 服用抗酸药时,为什么一般要嚼碎后吞服
增大了反应物的接触面积,使药品更容易中和胃酸。
7. (1)为什么说毒品祸害之大,甚于洪水猛兽 请参考下列提示回答。
个人方面:毒品损害身体,对肝、肾和脑损害尤其大,使人无力工作;毒品会改变人的性格使人无心工作。
家庭方面;吸毒者除对毒品外,对家人及家事都不感兴趣;为了买毒品不停地搜刮金钱,使家庭贫困,甚至解体。
社会方面:贩毒者链而走险,危害社会;吸毒注射器共用,传播疾病。
说明:本题根据“请参考下列提示回答”的要求作答即可.
毒品无论是对个人身体健康、家庭和关系,还是对社会安全都存在着极大的不利影响,不仅个人健康损害,家庭支离破碎,更会对社会造成危险,违法犯罪,伤人害己
(2)请你设计一幅说明毒品危害的宣传画,并与同学交流。
你设计的宣传画可包含“危害”和“拒绝”两个元素。
本课结束
This lesson is over
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