第四章 第一节 改善大气质量

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名称 第四章 第一节 改善大气质量
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2009-09-27 07:08:00

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课件61张PPT。第四章 保护生存环境
第一节 改善大气质量 学习目的:①知道大气主要污染物及其危害,能说出
减少大气污染物的原理和方法。
②知道主要的室内空气污染物及其危害,
了解减少室内空气污染物的方法。
③认识化学科学的发展对于环境保护的重要作用,树立可持续发展的观念。 20世纪以来,随着科学技术的迅猛发展,人类创造了空前丰富的物质财富。而与此同时,自然资源的过度开发和消耗,污染物的大量排放,也导致了全球性的资源短缺、环境污染和生态恶化。温室效应
臭氧层破坏
酸雨蔓延
大气污染
水体污染
固体废弃物污染森林锐减
土地荒漠化
海洋污染
生物多样性减少
干燥、清洁空气的组成:
一、大气污染的危害由于近代工业和交通运输的迅速发展,人类向大气中排放大量烟尘和有害气体,对大气造成污染。大气污染物包括 颗粒物(粉尘、烟、雾等)
硫的氧化物(SO2、SO3)
氮的氧化物(NO、NO2)
CO、碳氢化合物、氟氯代烷空气质量报告中的主要污染物: SO2、NO2、可吸入颗粒物幻灯片 51、主要的大气污染物2、大气污染物的主要来源3、大气污染的危害P73(1)危害人体的健康(2)影响动植物的生长(3)严重时影响地球的气候 酸雨、臭氧层破坏、温室效应与全球变暖问题是目前大气质量所面临的三大问题。改善大气质量,应首先弄清楚大气污染的成因,才能对症下药,并以积极的防治。“雨”中垂钓A、 酸雨(pH<5.6的降水)二、几种典型的大气污染现象A、酸雨—— PH小于5.6的降水。(1)成因: 人为排放的硫、氮氧化物等酸性气体转化而成(2)形成机理:①SO2和水反应生成H2SO3,H2SO3与溶与水中的氧气反应生成硫酸 a.硫酸型酸雨形成的途径:
②SO2在尘埃中金属化合物的催化作用下与空气中的氧气发生反应生成SO3,SO3和水反应生成硫酸*我国主要以硫酸型酸雨为主,这是由我国以煤炭为主的能源结构造成的。在这充当催化剂的是:大气中的烟尘、O3等。b.硝酸型酸雨形成的途径: 3NO2 + H2O ==== 2HNO3 + NO学与问:酸雨有什么危害?
如何防治酸雨?
N2 + O2 → NO → NO2 → HNO3酸雨的危害酸雨对农作物的影响用大理石(石灰石)制造的雕像受到酸雨的腐蚀1998年,仅西南地区由于酸雨造成
森林生产力下降,共减少木材630万
立方米,相当于损失30亿元。在广东,
酸雨每年造成的损失达40亿元。 酸雨对人类的影响,我们最直接的反应就是会〝禿头〞。此外,酸雨对人类最严重的副作用就是呼吸道方面的问題,例如会引起哮喘、干咳、头痛和眼睛、鼻子、喉咙的过敏。一、人类 酸雨的危害 酸雨造成最严重的影响之一是在森林和土壤。酸雨号称“毁林杀手”,它能使森林在短期内枯死,这是因为树木维持生命所必須的钙和镁大量流失而枯死。同时连续的酸雨会使土壤酸化而不适宜作物的生长。在酸雨区域内, 湖泊酸化, 渔业减产, 森林衰退, 土壤贫脊, 粮菜减产, 建筑物腐蚀, 文物面目皆非。 ... 二、树木和土壤酸雨的防治①采用原煤脱硫技术,降低燃煤的含硫量。②改进燃烧装置和燃烧技术,使煤充分燃烧,提高燃烧效率,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。
③对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。(多用石灰石作脱硫剂)
④发展洁净煤技术,开展煤的综合利用,如煤的气化和液化等。 上述的做法都是针对化石燃料含硫高,采取排放前的预防措施为主。那么对于已经出现的污染又如何治理呢?⑤调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,加快开发和利用太阳能、风能、地热能、核能和氢能的新能源。
CaCO3 + 2H+ ==== Ca2+ + H2O + CO2↑(1)臭氧层及其作用: 吸收来自太阳的大部分紫外线,使地球上的生物免遭伤害,是人类和生物的保护伞。(2)臭氧层受损的原因:Cl + O3 → ClO + O2 ClO + O → Cl + O2 人类活动排入大气的某些化学物质,如:氟氯代烃(致冷剂,商品名为氟利昂)和含溴的卤代烷烃(灭火剂,商品名为哈龙)等与臭氧发生反应,使臭氧层受损。此外,CCl4、CH4、NOx等也会破坏臭氧层(3)反应机理B. 臭氧层受损(4)臭氧层破坏的危害(一)对人类健康影响 ????1.增加皮肤癌:臭氧减少1%,皮肤癌患者增加4%-6%,主要是黑色素癌。 ????2.损害眼睛,增加白内障患者。 ????3.削弱免疫力,增加传染病患者。  (二)对生态影响 : ???1.农产品减产及其品质下降。对200种作物进行紫外线辐射敏感性测试,结果2/3有影响,尤其是大米、小麦、棉花、大豆、水果等人类经常食用的作物影响大。 ????2.减少渔业产量。紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物 。实验表明,臭氧减少10%,紫外线辐射增加20%,将会在15天内杀死所有生活在10米水深内的鳗鱼幼鱼。 ????3.破坏森林。紫外线辐射的增加会破坏核糖核酸
(DNA),以改变遗传信息及破坏蛋白质,从而影响植物(特别是森林)的生长。
4、对工业生产的影响,如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。 每年的9月16日被联合国定为“国际保护臭氧层日”
《保护臭氧层维也纳公约》(1985)
《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》
(1987)(5)防治: 减少并逐步停止氟氯代烷等的生产和使用如冰箱,雪柜,空调机,摩丝,空气清新剂,灭火剂,喷雾杀虫剂,清洗剂,漂白剂等。 另一方面,人类正努力开发无害的制冷剂、发泡剂等。
  
读图思考:
1、“地球出汗”的原因是什么?
2、温室气体有哪些?
3、你知道温室效应的原理吗?自然原因:
太阳活动、大气环流、火山活动、地壳运动等
人为原因:C. 温室效应与全球气候变暖资料卡片大气中温室气体的现有浓度、增长率以及对增温的作用主要的温室气体:
地球的大气中重要的温室气体包括下列数种:二氧化碳( CO2)、甲烷( CH4)、一氧化二氮(N2O)、臭氧(O3)、氟氯代烷等。对全球升温的贡献百分比来说,二氧化碳由于含量较多,所占的比例最大,约为55%。
温室气体主要来源有:化石燃料大量使用(产生CO2);森林面积减少(减少吸收CO2);致冷剂和喷雾剂的广泛生产、使用(产生氟氯代烷) ;航空业迅速发展(飞机高空飞行会产生大量的CO2和N2O等);化肥的大量使用(导致土壤产生N2O)等等。 大气中的二氧化碳、甲烷等温室气体允许部分太阳辐射(短波辐射)透过并到达地面,使地球表面温度升高;同时,这些温室气体又能吸收从地球表面发出的长波辐射,使热量留在大气层中,仅使很少的一部分热量散失到宇宙空间,从而使地球表面的温度进一步升高,这种现象称为温室效应。 温室效应加剧对全球气候、生态环境和人类健康等会产生什么影响? 温室效应本来就存在,但其加剧会引起全球气候变暖,可能导致:两极的冰川融化,海平面升高,淹没许多城市; 气候反常,海洋风暴增多; 土地干旱,沙漠化面积增大;地球上的病虫害增加; 增加传染病的传播几率,危害人类健康等等。材料一:
海平面上升
由于温室效应造成海平面上升,大洋洲岛国图瓦卢50年后将消失,居民将被迫于2002年起举国搬迁(新西兰)。设在华盛顿的地球政策研究所所长指出:“图瓦卢的领导人承认由于抵挡不了日渐上升的海水,他们将迫不得已舍弃家园。”  材料二
冰川消退
全球气候的小幅度波动虽然并不为人明显发觉,但对于冰川来说则有显著影响了。长期观察表明,气温的轻微上升都会使高山冰川的雪线上移,海洋冰川范围缩小。 ??? 根据海温和山地冰川的观测分析,估计由于近百年海温变暖造成海平面上升量约为2~6厘米。其中格陵兰冰盖融化已经使全球海平面上升了约2.5厘米。全球冰川体积平衡的变化,对地球液态水量变化起着决定性作用。如果南极及其他地区冰盖全部融化,地球上绝大部分人类将失去立足之地。(海面将升高60米材料三:
荒漠化
??? 荒漠化是全球变暖的又一不利影响。研究表明在全球变暖的背景下,世界上某些地区的降水将减少,而蒸发将增大,致使径流减少。地表径流减少导致一系列的缺水问题。 ??? 世界上本来就存在一些水资源短缺的地区,在此背景下将变得更加困难,荒漠化是必然结果。目前,世界沙漠化的速率是每年6万平方千米,这对于70%的干旱地区(全球陆地面积的25%)是一种潜在威胁,值得引起足够重视。材料四:
 
对生态系统的影响
??? 全球变暖引起的气候变化将在几十年里发生,而大多生态系统不可能如此快地响应或迁移,因此自然生态系统将愈来愈不能与变化了的环境相适应。而由于人类社会对土地的占用,生态系统根本无法进行自然的迁移,致使原生态系统内物种的重大损失。 ??? 海洋生态系统受全球变暖的影响更大。海水温度变化以及某些洋流型的潜在变化,可能引起涌升流发生区和鱼类聚集地的变化。某些渔场可能会消失,而另一些渔场则可能扩大材料五:
  对农业生产的影响
??? 全球变暖引起的气候变化给农业生产带来较大影响,迫使人们进行作物改造,使之与新的气候条件相适应,这方面的技术基本上可以通过基因技术和遗传控制达到。可利用水量的变化是影响农业的最重要因素。水分供给对气候变化的脆弱性转变成作物种植和粮食生产中的脆弱性,使干旱或半干旱地区的农业生产风险增大。人们需要研究世界农业将如何适应可能发生的极端条件,如长期干旱。 . 为防止温室效应进一步加剧,人类应该采取哪些措施?就目前而言,哪些措施是切实可行的?哪些措施是不容易实行的?为什么? (1)减少温室气体。例如:减少使用煤、石油和天然气等化石燃料,更多开发和利用太阳能、风能、地热能、核能和氢能等;大面积植树造林,严禁乱砍滥伐森林;限制并逐步停止氟氯代烷的生产和使用;控制煤矿、稻田和垃圾填埋场等场所破坏的CH4;控制人口增长,等等。这些措施目前都是切实可行的。 (2)除去或回收温室气体。这种方法由于受到成本和技术等的限制,目前不太容易实行,但也是人类努力的方向。根据你学过的知识,设想一下如何减少大气中的CO2的量。 例如:有科学家们正在研究将CO2液化后埋入地下或海底 · · · · · ·D、光化学烟雾(1)引发物:NOx、碳氢化合物 氮氧化物和碳氢化合物受到太阳紫外线的照射,会发生一系列由光引发的复杂的化学变化即光化学反应,产生大量的臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(PAN)等有毒物质。这些有毒物质混合在一起形成的一种浅蓝色烟雾,称为光化学烟雾。(2)成因:(3)治理:控制汽车尾气造成的污染。 飘尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物,颗粒很小,不易沉降,它与空气中的SO2和O2接触时,SO2会部分转化为SO3,使空气的酸度增加,飘尘所起的作用可能是(  )
A.氧化剂  B.还原剂  
C.催化剂  D.载体C学以致用二. 改善大气质量 除了火山爆发、森林火灾等自然原因,人类活动是造成大气污染的主要原因。因此,要有效地减少大气污染,改善大气质量是人们日益关注的问题。1. 减少煤等化石燃料燃烧产生的污染化石燃料燃烧时:从煤的组成分析可能造成的污染 目前采用的主要措施:(1)改善燃煤的质量洗选加工—降低含硫量和含灰量2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2(2)改进燃烧的装置和燃烧技术、改进排烟的设备等a.提高燃烧时的空燃比(增大空气的比率);
b.采用新型煤粉燃烧器;
c.在煤中加入固硫剂(如石灰石)后再燃烧。(3)发展洁净煤技术,开展煤的综合利用煤的气化:煤的液化C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)降低燃煤使用,加快开发新型能源太阳能、风能、地热能、核能、氢能(4)调整和优化能源结构水煤气、干馏煤气等2、减少汽车等机动车尾气污染汽车尾气中含有哪些大气污染物?CO、氮氧化物和碳氢化合物,含铅化合物等。在相应的大气污染物排出总量中可达到40%-50%(1)推广使用无铅汽油 铅污染主要是
使用含铅抗爆震剂:
四乙基铅[Pb(C2H5)4] 现在广泛采用的无铅汽油抗爆震剂是甲基叔丁基醚等:(MTBE);甲基叔丁基醚是否会对人体造成危害还有争议,但迄今尚未找到更合适的替代物。减少汽车尾气污染的主要措施(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器 注意:含铅的化合物会使催化剂中毒,使用装有催化转换器的汽车必需使用无铅汽油。其他减少汽车尾气污染的措施:3. 减少室内空气污染(1)厨房污染源:燃烧产生的CO、CO2、SO2、NOx等造成的污染;厨房油烟含有丙烯醛、苯并芘等致癌物。 厨房油烟对鼻、眼、咽喉黏膜有较强的刺激作用,可引起鼻炎、咽喉炎、气管炎等呼吸系统疾病,严重的可致癌。危害:CO的危害: a.血液的正常生理活动:b.CO与血红蛋白的结合能力大约是O2的200~300倍: 所以,当室内CO达到一定浓度时,人就会中毒,甚至死亡。 预防方法:注意室内通风、安装烟囱和抽气、排气设备等,有
条件的场所还应当安装CO警报器。注意:CO气体无色、无味,不易被察觉!(2)建筑材料和装饰材料①苯来源:涂料、填料、胶黏剂、防水材料等危害:对皮肤、眼睛和上呼吸道的刺激作用②甲醛(HCHO):⑤氡:③甲苯④二甲苯甲醛(HCHO)的危害: 甲醛是一种无色,有强烈刺激性气味的气体,主要来源于:各种制造人造板材、家具以及装修时使用的黏合剂。 主要危害:可刺激人的眼、呼吸道黏膜,引起流泪、气喘和胸闷等;长期接触低剂量的甲醛可引起过敏性皮炎、造成免疫功能异常、一些中枢神经系统,甚至还可能引发癌症。 预防措施:选用达标的装修材料;注意室内的温度和通风。氡污染: 氡是一种无色、无味的放射性气体,是一种主要的室内放射性污染物。 氡主要来源于:地下岩石和土壤,以及含有放射性元素的天然石材。所以,建筑材料(石子、水泥等)和室内装修用的瓷砖、石材等都有可能产生氡气。 氡的危害:长期吸入氡会引起肺癌,氡常被称为“隐形杀手”。 预防措施:选用达标的装修材料,注意室内通风。(3)吸烟烟碱CO醛类苯并芘1、在入住装修过的新房之前,下列做法中错
误的是( )
A、紧闭门窗,防止装修面干裂、变质
B、适度开窗通气,充分地进行内外空气对流
C、用高浓度的甲醛溶液对室内环境消毒
D、在各个房间内均匀地放置适量的吊兰、
芦荟等鲜花AC学以致用2、城市大气中铅污染的主要来源是(  )
A.铅笔的随意丢弃       
B.使用含铅汽油的汽车尾气
C.蓄电池的使用         
D.化妆品的大量使用B 学以致用3.在一定温度和压强下,1L气体X和1L气体Y反应后可得到1LSO3 (g)和1LNO,且Y是形成光化学烟雾的物质之一。则X、Y两种气体是(  )
A.SO2  N2O4       B.SO2   NO2
C.H2S  N2O3       D.SO2   N2OB学以致用煤的组成(部分)2、某雨水样品刚采集时测得PH为4.82,放
在烧杯中2小时后,再次测得PH为4.68。
以下叙述正确的是( )
A、雨水样品酸度逐渐减小
B、雨水样品酸度没有变化
C、雨水样品继续吸收空气中的CO2
D、雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的
氧气氧化成H2SO4D