化学与粮食、食品安全
49页1、化学与粮食、食品安全,周志强 中国农业大学理学院E-mail:Tel/Fax: 010-62733547,(一) 化学与化肥(二) 化学与农药(三) 化学与食品添加剂(四) 化学与食品安全,内容概要,,农作物需要的元素: N、P、 K、C、H、O、Ca、Mg、S、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Fe、Cl及稀土元素。,一、化学与化肥,,1828年,德国化学家维勒(Friedrich Whler)首次用氰酸钾与硫酸铵意外地合成了尿素,50年后才作为化肥投放市场。1838年,英国人劳斯(L.B.Ross)用硫酸处理磷矿石制成磷肥,成为世界上第一种化学肥料。,,一、化学与化肥,1840年,德国化学家李比希(J.von Liebig)出版了化学在农业及生理学上的应用一书,指出植物生长必须有可溶解的氮磷钾等元素,这些元素不可替代。,一、化学与化肥,,1850年李比希发明了钾肥。当时碳酸钾是容易获得的钾盐,但易随水流失造成浪费。李比希把粉碎的碳酸钾与碳酸钠混合后熔融,获得了很好的钾肥。骨粉中的磷酸钙无法被植物吸收,李比希用硫酸处理后获得了可溶性的酸式磷酸钙。,一、化学与化肥,,天然肥料远远不能满足农作
2、物对氮的需要。空气中含有78%的氮气却不能被植物吸收。利用氮、氢为原料合成氨是非常困难的,从实验室研制到工业化投产,经历了150年的时间。19世纪下半叶,物理化学的进展使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的,增加压力将使反应推向生成氨的方向:提高温度会将反应移向相反的方向,然而温度过低又使反应速度过小;催化剂对反应有重要影响。,,一、化学与化肥,1909年,德国化学家哈伯(Haber, Fritz)成功地设计了合成氨工艺,这就是在600的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下,能得到产率约为8的合成氨。循环工艺可大大提高产能。,,一、化学与化肥,1918年诺贝尔化学奖授予哈伯。 授奖引起了很大的非议。,2010年,我国化肥产量超过6400万吨,化肥使用量为5460万吨。 主要品种:复合肥、生物肥、有机肥、控释肥、营养肥等。FAO统计,化肥在对农作物增产的总份额中约占40%-60%。,,一、化学与化肥,二、化学与农药,农药(Pesticides):防治农、林、牧业生产中有害生物和调节植物生长的化学及生物制品。注册的农药化合物大约2800种,商业化1300种,常用大约500种。,,,农
3、药分类: 杀虫剂:有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等。 杀菌剂:有机硫、唑类、取代苯、抗菌素类等。 除草剂:苯氧羧酸、磺酰脲、酰胺、二苯醚等。 杀鼠剂 植物生长调节剂,二、化学与农药,20世纪40年代以前,人类主要利用天然植物及无机化合物杀灭害虫,效果很差。上世纪40年代初,以DDT、六六六为代表的有机氯杀虫剂的应用,开创了化学农药使用的先河。,,二、化学与农药,1874年,德国人蔡德勒(Zeidler)首次合成了DDT。,,滴滴涕(DichloroDiphenylTrichloroethane) ,DDT。,二、化学与农药,1939年,瑞士化学家米勒(Paul Hermann Muller)发现了DDT的杀虫功效 ,并于1942年推出了两种以DDT为有效成分的杀虫剂 。,,二、化学与农药,一次世界大战中,斑疹伤寒造成了数百万人的死亡。1944年,二次大战将要结束时,盟军中也出现了斑疹伤寒。,,1812年,斑疹伤寒使进攻沙俄的拿破仑60万大军剩下3万人。,二、化学与农药,为了应对斑疹伤寒,人们开始使用刚刚上市不久的杀虫剂DDT 。,,二、化学与农药,蚊虫叮咬导致的疟疾、登革热、脑
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