垃圾资源化
【学习目标】
1、掌握垃圾处理的原则和方法,了解各种处理方法的利弊;
2、了解垃圾的分类方法和开展垃圾分类回收利用的意义;
3、掌握白色污染产生的原因,了解其危害和治理方法。【要点梳理】
要点一、垃圾处理
1、垃圾的种类
(1)食品垃圾:指人们在买卖、储藏、加工、食用各种食品的过程中所产生的垃圾。这类垃圾腐蚀性极强、分解速度快,并会散发恶臭。
(2)普通垃圾:包括废弃纸制品、废塑料、破布及各种纺织品、废橡胶、破皮革制品、废木材及木制品、碎玻璃、废金属制品和尘土等。
(3)建筑垃圾:包括泥土、石块、混凝土块、碎砖、废木材、废管道及电器废料等。
(4)清扫垃圾:包括公共垃圾箱中的废弃物、公共场所的清扫物、路面损坏后的废物等。
(5)危险垃圾:包括干电池、日光灯管、温度计等各种化学和生物危险品,易燃易爆物品以及含放射性物的废物。
2、垃圾处理的基本原则
垃圾处理要遵循的基本原则是“三化”:无害化、减量化、资源化。
3、垃圾处理的主要方法
(1)卫生填埋法
优点:卫生填埋是目前世界上处理垃圾量最大的方法之一,也是垃圾处理的最终手段。因为对垃圾不管采用哪种处理方法,最终都将产生不可回收和处理的物质,这些废物只能通过填埋的方法进行处理。
弊端:垃圾填埋不仅会浪费大量的土地资源,填埋场使用时间短、造价高,垃圾中可回收利用的资料浪费了,而且填埋场的渗出液容易污染其周围的土壤、水体和大气并危害人体健康。
注意事项:垃圾填埋要防止对土壤、地下水和空气造成污染,因此要对填埋场设置各种衬层、导流管、导气管等设施,并在填埋场封场后进行表层绿化。
(2)堆肥法
优点:堆肥法处理垃圾是利用自然界的微生物对垃圾中的有机物进行分解,使之形成肥料,作为农作物的营养,从而达到处理垃圾、净化城市环境,又提高土地生产力的目的。
弊端:堆肥中的重金属有可能对土壤造成污染,并且这种方法需要人们将有机垃圾与其它垃圾分开才行。
注意事项:应用堆肥法处理垃圾必须以垃圾分类为前提。因为从垃圾处理和利用角度看,未经分类的垃圾成分相当复杂,有些成分会随着堆肥进入土壤,造成二次污染。经过分类以后,将不适合用堆肥法处理的垃圾改用其他方法处理。
(3)焚烧法
优点:焚烧法是在高温下将垃圾燃烧成灰渣,再运到填埋场填埋。焚烧法有许多优点,如占地少,能大大减少排放量;焚烧温度高,能彻底消灭病原体;垃圾燃烧过程中所产生的热量可用于城市供暖、发电等。
弊端:投资大,而且在焚烧过程中产生大量的空气污染物(如重金属、CO、HCl、SO2和NO2等)和某些致癌物质,尤其是二噁英;并产生有毒有害炉渣和灰尘。这些都使该方法的应用受到限制。
注意事项:焚烧垃圾时,要防止燃烧过程中产生的烟气再次对环境造成污染。
要点二、垃圾的分类与回收
1、垃圾分类回收的意义
垃圾只是放错了地方的资源,将垃圾分类并回收利用,既节约自然资源,又防止污染,符合可持续发展的要求,正成为垃圾处理的发展方向。
2、垃圾分类的方法及其类型
为了提高垃圾处理的效益,实现垃圾资源化的目的,必须对垃圾进行分类。不同国家垃圾的分类方法不同。我国国家标准《城市生活垃圾分类标志》中有六个粗分的一级类别和八个细分的二级类别(如下图所示),各地可以根据实际情况选择使用。
我国制订的城市生活垃圾分类标志
3、特殊垃圾的特殊处理
(1)电池垃圾的危害与治理 作用:普通干电池添加少量Hg或Hg的化合物作为缓蚀剂,以提高电池的使用寿命和防止电池漏液。 危害:废电池中的Hg会对地下水和土壤造成污染,危害人体健康和生态环境。 治理:推行干电池的低汞化和无汞化。
(2)医疗垃圾的危害与治理 危害:医疗垃圾含有多种致病微生物,属于高危险性、高污染性废物,处理不当,极易造成传染病的急性流行、对环境造成二次污染。 治理:主要采取焚烧法进行处理,但焚烧极易产生二噁英等有害物质。
要点三、白色污染 1、白色污染的含义
所谓白色污染,是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置称为固体废物,由于随意乱丢乱扔并且难于降解处理,造成环境严重污染的现象。
2、白色污染的危害
(1)大部分塑料在自然环境中不能被微生物分解,埋在土里经久不烂,长此下去会破坏土壤结构,降低土壤肥效,污染地下水。
(2)焚烧废弃塑料会产生有毒气体,对大气造成污染。例如,焚烧废弃的聚氯乙烯塑料会产生HCl等。
(3)制备发泡塑料时,常常加入氟氯代烷作为发泡剂。当发泡塑料被扔掉后,释放出的氟氯代烷会破坏臭氧层和加剧温室效应。
(4)废弃塑料会危害动物。每年都会有许多动物因吞食塑料而死亡,海洋中的塑料垃圾不仅危及海洋生物的生存,而且还因缠绕在海轮的螺旋桨上,造成海难事故等。
3、白色污染的治理
(1)治理白色污染的基本思路 ①改进塑料的配方和生产工艺,研制一些易分解的新型塑料,如淀粉塑料、水溶塑料、光解塑料等。这些塑料在一定条件下,经过一定时间会降解为小分子或被微生物分解。 ②近年来一些国家为治理白色污染提出3R运动:即减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)。
(2)白色污染物的回收利用
①直接用作材料。把各种废塑料按化学成分进行分类。对于热塑性塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等可加入适当添加剂,加热软化重新制成塑料桶、塑料鞋底、管材及塑料包装袋等,还可以用于生产塑木复合材料。热固性塑料经粉碎,可用作复合材料的填料。
②循环再生。塑料、合成橡胶、合成纤维等合成高分子材料都是用小分子物质经过聚合反应制成的。在一定条件下,这些高分子材料又能解聚成小分子物质,这样就能使这些材料得到循环利用。
③制成燃油和燃气。将塑料催化裂解可以制得柴油、煤油、汽油及可燃性气体等,也可将废塑料热解制取氢气和分子中含1~4个碳原子的烃,所得气体可用作气体燃料。
我国制定的城市塑料包装制品回收标志
【典型例题】
类型一:垃圾处理的原则与方法
例1、下列有关垃圾处理的方法不正确的是( )。
A.垃圾处理常用的方法是卫生填埋、堆肥和焚烧
B.将垃圾分类并回收利用是垃圾处理的发展方向
C.填埋垃圾不需要处理,只要深埋即可
D.焚烧垃圾会产生大量污染空气的物质,故不宜采用此法
【思路点拨】本题考查垃圾处理的方法,需要了解各种方法的利弊。
【答案】CD
【解析】A、B两项都是正确的。填埋垃圾不仅占用土地、损伤地表,而且会污染土壤、地下水和大气,并严重危害人体健康。因此,如何提高垃圾填埋的水平,实现卫生填埋,是我国垃圾处理中需要解决的最迫切的问题,故C项错误。焚烧垃圾有许多优点,如占地少,能大大减少排放量,焚烧温度高,能彻底消灭病原体;为城市供暖、发电提供热量等,故D项错误。
【总结升华】垃圾处理要遵循无害化、减量化和资源化的原则,每一种垃圾处理方法都有它的优缺点。
举一反三:
【变式1】(2019 吉林一中模拟考)下列有关说法中正确的是( )。
A.垃圾是污染物,一定条件下还可能产生二次污染
B.堆肥法处理垃圾是最理想的垃圾处理方法
C.废旧金属、玻璃等不属于垃圾
D.没有绝对的“垃圾”,垃圾也可以回收利用
【答案】AD
【解析】堆肥法处理垃圾的过程中,其中的重金属有可能对土壤和水体造成污染,B项错误。废旧金属、玻璃等是固体废弃物,能污染环境,故属于垃圾,C项错误。A、D项的说法正确。
【变式2】有些垃圾可以用卫生填埋、焚烧、堆肥等方法处理。下列垃圾中,不适合用这样的方法处理的是( )。
A.农用塑料薄膜 B.电池 C. 卫生纸 D. 纯棉纺织品
【答案】AB
【解析】农用塑料薄膜属于热塑性塑料,适合于直接用作材料或循环再生的处理方法。电池属于特殊垃圾,应做单独回收,特殊处理。
例2、下列说法中正确的是( )。
A.对垃圾进行分类要严格执行国际统一的标准
B.对垃圾进行分类的主要目的是便于垃圾的存放
C.凡是废纸都可归为纸类垃圾进行回收
D.学生在课堂上用过的废纸可以积攒起来供回收利用
【思路点拨】本题考查垃圾的分类和回收利用,运用相关知识即可作答。
【答案】D
【解析】垃圾的分类没有国家统一的标准,对垃圾进行分类,应该根据垃圾的成分组成、产量,结合本地垃圾的资源利用和处理方式来进行,A项错误。对垃圾进行分类的主要目的是为垃圾的综合利用、垃圾的无害化处理等提供依据,而不是为垃圾的存放而分类,B项错误。卫生纸不能归为可回收垃圾,C项错误。学生在课堂上用过的废纸可再用作造纸,D项正确。
【总结升华】垃圾的再生利用是垃圾资源化的最佳途径,主要包括以下几个方面:直接回收利用,如利用废纸为原料造纸、利用废塑料为原料制造塑料制品或其他产品等;综合利用,如利用垃圾中的有机物进行垃圾堆肥;利用垃圾中的可燃性物质燃烧产生热能实现供热、发电等。
举一反三:
【变式1】生活垃圾的处理方法很多,下列处理方法属于生物分解的是( )。
①卫生填埋 ②堆肥 ③焚烧 ④热解
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【答案】A
【解析】卫生填埋、堆肥法处理垃圾是利用自然界的微生物对垃圾中的有机物进行分解,使之形成肥料,作为农作物的营养物质,从而达到处理垃圾、净化环境的目的。
【变式2】在投放垃圾时,下列四种垃圾中应单独投到一处的一种是( )。
A.金属啤酒瓶 B.玻璃酱油瓶 C.塑料食用油桶 D.陶瓷白酒瓶
【答案】D
【解析】陶瓷制品的垃圾属于可回收物和有害垃圾以外的垃圾。
【变式3】将农作物秸秆、垃圾、粪便等“废物”在隔绝空气的条件下发酵,会产生大量的可燃性气体,这项措施既减少了“废物”对环境的污染,又开发了一种能作生活燃料的能源,这种可燃性气体的主要成分是( )。
A.CH4 B.CO2 C.CO D.H2
【答案】A
类型二:白色污染的危害及处理
例3、(2019 广州三中模拟考)“白色污染”的危害是( )。
①破坏土壤结构 ②降低土壤肥效 ③污染地下水 ④危及海洋生物的生存
A.①② B.②③ C.①②③④ D.②④
【思路点拨】白色污染存在占地过多、污染空气、污染水体、火灾隐患、有害生物的巢穴等危害。
【答案】C
【解析】所谓“白色污染”是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物,由于随意乱丢乱扔,难于降解处理,以致造成城市环境严重污染的现象。目前人们常用的处理方法是掩埋,会破坏土壤结构、降低土壤肥效,污染地下水以及危害海洋生物的生存等。
【总结升华】白色污染的治理方法:开发可降解塑料、减少使用、回收再利用。
举一反三:
【变式1】下列说法不正确的是( )。
A.白色污染主要是由合成材料的废弃物,特别是一些塑料制品废弃物造成的
B.白色污染仅影响环境卫生,没有其他危害
C.治理白色污染主要应从减少使用、加强回收和再利用开始
D.使用降解塑料是治理白色污染的最理想的方法
【答案】B
【解析】A、C、D项均正确,白色污染的危害是多方面的,如埋在地下会破坏土壤结构,焚烧会产生有毒气体等,故B项错误。
【变式2】综合治理白色污染的各种措施中,最有前景的是( )。
A.填埋或向海里倾倒处理
B.热分解或熔融再生利用
C.积极寻找纸等纤维类制品代替塑料
D.开发研制降解塑料
【答案】D
【解析】塑料制品难以降解,开发研制降解塑料是治理白色污染最有前景的途径。
例4、下列说法中错误的是( )。
A.热固性塑料和热塑性塑料再利用的途径一样
B.热裂解的优点是无需对废弃塑料进行严格分选
C.废弃塑料的利用可以分为物理方法和化学方法
D.废弃塑料要尽量按材料种类的标志进行回收 【思路点拨】本题考查废弃塑料的处理。
【答案】A
【解析】热塑性塑料,可以分类、清洗后再加热熔融,使其重新制成制品。热固性塑料,可以把它粉碎后加入黏合剂作为加热成型产品的填料,再利用的途径不同,故选A。
【总结升华】塑料垃圾的利用主要有:①直接用作塑料;②循环再生;③制成燃料油和燃料气。
举一反三:
【变式1】有关垃圾资源综合运用的说法中,不正确的是( )。 A.利用碎玻璃生产啤酒瓶,利用废纸造纸 B.将热固性塑料加热后重新制成塑料桶 C.将某些塑料催化裂解制得汽油 D.可将废有机玻璃热解成甲基丙烯酸甲酯,再合成有机玻璃
【答案】B
【解析】热固性塑料成型后,受热不再熔化,不能重新制成塑料桶。
【变式2】下列对于废弃塑料制品的处理方法中,最为恰当的是( )。
A.将废弃物切成碎片,混在垃圾中填埋于土壤中
B.将废弃物焚烧
C.将废弃物倾倒在海洋中
D.将废弃物应用化学方法加工成防水涂料或汽油 【答案】D
【解析】对垃圾的处理,应首先考虑利用,如直接回收利用、循环利用、综合利用等。对没有回收利用价值或一时不能回收的垃圾再进行无害化处理,如卫生填埋、焚烧和堆肥等。处理废弃塑料制品较为理想的方法是将它们用化学方法转化为有用的物质进行回收利用。
【巩固练习】
一、选择题(每题有1-2个选项符合题意)
1.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到国际议事日程,其首要原因是( )。
A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水体的污染
C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中的石墨电极
2.上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用,近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的方法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于( )
A.无机物 B.有机物 C.盐类 D.非金属单质
3.(2019 甘肃省高台一中期中考)有些垃圾可以用卫生填埋、焚烧、堆肥等方法处理。下列垃圾中,不适宜用上述方法处理的是( )。
A.果核 B.电池 C.卫生纸 D.纯棉纺织品
4.当前,传统的塑料包装正日益被纸包装所取代,下述几种观点是对其原因的说明,其中正确的是( )。
A.纸包装比塑料包装便宜
B.纸包装比塑料包装美观
C.纸包装比塑料包装更方便
D.纸的主要成分是天然植物纤维素,容易被土壤微生物分解
5.(2019 湖南省长沙市雨花区模拟考)“人类只有一个地球!”为了保护人类赖以生存的环境,下列做法中不正确的是( )。
A.回收处理垃圾,变废为宝
B.废旧电池中含有汞(Hg2+)等,会污染地下水与土壤,必须回收处理
C.为了谋取利益,捕杀、贩卖野生动物
D.开发新能源,逐步减少使用化石燃料
6.下列说法正确的是( )。
A.废旧电池应集中回收,并填埋处理
B.充电电池放电时,电能转变为化学能
C.放在冰箱中的食品保质期较长,这与温度对反应速率的影响有关
D.所有燃烧反应都是放热反应,所以不需吸收能量就可以进行
7.(2019 广东省惠州市期末考)自然环境与人们的生活环境息息相关。下列有关环境的说法不正确的是( )。
A.氟利昂(CCl2 F2)因破坏大气臭氧层,会导致温室效应
B.生活污水中所含的氮、磷化合物是植物营养素,但会导致水体污染
C.废旧电池的回收,其主要目的是为了保护环境
D.淀粉餐具被认为是最有发展前景的一次性餐具,可有利于保护环境
8.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消灭污染,它是能彻底阻止污染产生的科学。它包括“绿色生产”和“绿色销毁”等内容。桂林市在整顿音像市场的活动中,查获了一批盗版光盘,并进行了“绿色销毁”。以下做法属于“绿色销毁”的是( )。
A.泼上汽油焚烧 B.倾倒入漓江
C.深埋于土中 D.碾压粉碎后再回收利用
9.保护和治理环境是“十五”规划中的一项重要内容,下列各项措施中,无助于改善环境质量的是( )。
A.推行垃圾无害化与危险废弃物集中处理
B.大力推行洁净煤技术或改善能源结构
C.研制与提倡使用化学农药以减少病虫害
D.积极推广使用无磷洗涤剂10.回收利用垃圾,首先要对垃圾进行分类。一批环保志愿者在某社区推广垃圾分类,他们放置了一些有分类标志的垃圾回收箱,结果却发现仍然有许多居民并没有分类放置。造成这种现象可以排除的原因是( )。
A.居民嫌麻烦,没有垃圾分类的习惯
B.居民每天产生的生活垃圾量多
C.居民的环境意识不强
D.居民不清楚垃圾分类的标准
11.据报道,中国科学院用CO2合成了可降解的塑料——聚二氧化碳,下列相关说法中合理的是( )。
A.二氧化碳塑料是通过聚合反应得到的
B.二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体
C.二氧化碳塑料与干冰都是纯净物
D.使用二氧化碳塑料会产生“白色污染”
12.下面四个标志中,属于“可回收利用标志”的是( )。
13.为了增强市民环保意识,变废为宝,某市在全市范围内实行垃圾分类回收。市区街道的垃圾箱中,绿色箱用来装可回收再利用垃圾,黄色箱用来装不可回收垃圾。以下物质能扔进绿色垃圾箱的是( )。
①废旧报纸 ②废铜线 ③一次性塑料饭盒 ④口香糖 ⑤果皮 ⑥空矿泉水瓶 ⑦废铁锅
A.①③⑤⑦ B.③④⑤⑥ C.①②⑤⑦ D.①②⑥⑦
二、填空题
1.(1)小明在整理房间时,清理出如下物品,它们应分别放入哪个垃圾箱(请填序号):A.废作业本;B.汽水易拉罐;C.生锈铁钉;D.矿泉水瓶;E.烂苹果;F.涂改液瓶。
应放入“可回收垃圾箱”的是:________;
应放入“不可回收垃圾箱”的是:________;
应放入“有害垃圾箱”的是:________。
(2)小明用盐酸除去铁钉上的锈(主要成分为氧化铁),以重新使用它,请写出除锈的化学方程式:______。
(3)废铜有两种回收方法:
方法一:Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2X↑+2H2O(X是一种大气污染物)
方法二:铜在空气中加热生成氧化铜,氧化铜再与盐酸反应生成氯化铜和水。
①方法一中,X的化学式为:________;方法二的优点是:________。
②请写出从氯化铜溶液中提取铜的化学方程式:________;该反应属于化学反应基本类型中的________。
(4)请从上述可回收垃圾的类别中,举出一例说说化学的研究成果给社会进步带来的贡献:________。
(5)化学电池给人们生活带来许多便利,但任意丢弃的一节电池将严重污染一平方米土壤。一些化学成就在给人们带来方便的同时,也给人类带来危害。对此,你认为在进行化学科学研究或发明时要注意的是:______。
2.有人设想在住宅小区附近建立小型生活垃圾焚烧厂,其流程如下图。请将图中①②③所要表达的内容填在下面的横线上。①________,②________,③________。
【答案与解析】
一、选择题
1.B
【解析】市场上的电池主要是用汞、镉、铅及其化合物作电极材料,故这些废弃电池若不回收处理则会造成重金属对土壤及水体的污染,故本题选B。
2.B
【解析】塑料袋属于合成有机高分子化合物,废纸主要成分是纤维素,属于多糖类有机物,橡胶分为天然橡胶和合成橡胶,二者都属于有机高分子化合物。
3.B
【解析】电池中含汞,填埋汞污染地下水和土壤,必须回收处理,果核、卫生纸、纯棉纺织品可以卫生填埋或者焚烧或者堆肥的方法处理。
4.D
【解析】易降解材料代替传统塑料作包装材料是一种趋势,可减轻“白色污染”。
5.C
【解析】A项,回收处理垃圾,变废为宝,保护环境,节约资源,故A正确;B项,废电池含有汞、铬、铅等金属离子,随意丢弃导致土壤、水源的污染,必须回收处理,保护环境,故B正确;C项,为了牟取暴利,捕杀、贩卖野生动物,会破坏生态平衡,加快一些物种的灭绝速度,故C错误;D项,开发新能源,逐步减少使用化石燃料,能减少环境污染,故D正确。
6.C
【解析】废旧电池应集中回收但不能填埋处理,因为电池中的重金属离子能污染土壤和地下水,A项错误;充电电池在放电时化学能转变为电能,B项错误;D项中很多燃烧反应需要使可燃物温度达到着火点才能发生,如木炭在常温下不与氧气反应,D项错误。只有C项正确。
7.A
【解析】A项,氟利昂主要是破坏大气臭氧层,导致臭氧空洞,而温室效应则主要是由CO2、CH4等引起的,故A错误;B项,生活污水所含的氮、磷化合物是植物营养素,引起水体的富营养化,故B正确;废旧电池中含有重金属离子,随意丢弃会造成环境污染,废旧电池的回收,可以保护环境,故C正确;D项,淀粉一次性餐具是生物降解制品,以淀粉为主要原料,经高科技生产工艺加工而成,自然条件下才可以降解,避免了环境的污染,故D正确。
8.D
【解析】“绿色销毁”的核心是将所毁物质分类回收并重新进行利用。直接焚烧会有新的污染气体生成。
9.C
【解析】大量使用化学农药能污染大气、土壤与水源,破坏生态环境。含磷洗涤剂的使用,使水中磷元素含量增大而使水体富营养化。
10.B
11.A
【解析】本题从二氧化碳的聚合物出发考查对同素异形体、纯净物、混合物等高考要求内容的了解,同时在了解化学知识的同时,开阔视野。塑料是高分子化合物,是由小分子通过聚合反应得到的,A项正确;同素异形体是对同一元素形成的单质而言的,而二氧化碳塑料和干冰都不是单质,B项错误;高分子化合物有一定的聚合度,由于二氧化碳塑料的聚合度不同,所以二氧化碳塑料是混合物,而干冰是纯净物,C项错误;题干中已说明二氧化碳塑料可降解,故不会造成“白色污染”,D项错误。
12.A
13.D
二、填空题
1.(1)A、B、C、D E F
(2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(3)①NO2 没有污染物生成 ②Fe+CuCl2==Cu+FeCl2 置换反应
(4)(任意选答一项)①三大合成材料的制造、应用、防止污染物;②金属的制造、开采、应用、保护、回收;③纸张的发展、特种纸的开发、纸的制造和回收
(5)要注意研究成果的应用可能给人类环境、资源、安全、健康等方面产生影响,并加以克服和预见
【解析】垃圾种类多,有的可回收再利用,不仅减少了污染,而且增加经济效益,降低成本。有的不可再利用,可采取填埋、堆肥等方法处理。一些有毒有害垃圾应集中进行处理。废铜可制取胆矾、硝酸铜等盐类,但制取时要根据制取原理,注意防止空气污染。
2.①垃圾分类收集点 ②热能 ③再利用(制砖、制肥料、作建筑填料)
【解析】垃圾处理是一个复杂的问题,不能再引起二次污染,应随时监控。焚烧是一种常用的方法,但必须对废气进行严格处理。