中学化学与环境污染(精)

1、中学化学与环境污染海南中学化学组 随着社会经济的不断发展人们对化学的重视程度、应用程度越来越高。社会的发展离不开化学，然而，化学在给人类带来巨额的社会财富的同时，由化学引起的环境污染，也已经成为全社会关注的重大问题。环境污染已经越来越严重地威胁到人类的健康和生存，因此保护环境、保护地球已成为全人类文明发展的共同呼声。重视环境问题，不但是我国的一项基本国策，也是全人类共同关注的焦点问题。化学教学中，很容易接触到有害有毒物质，因此，必须将环境意识教育、环境保护教育纳入化学教学目标，指导学生认识环境污染的危害性，建立可持续发展思想、培养环境保护意识、增强环保法制观念，为减少或避免环境污染，为营造优美环境与社会和谐发展作出积极的贡献。所谓的环境污染：指有害物质进入生态系统的数量超过了生态系统的自净能力，因而打破了生态平衡，使人类赖以生存的环境发生恶化 ，环境中发生有害物质积聚的状态。当前，主要有三大环境问题：大气污染、水污染、土壤污染。那么面对目前日益恶化的环境问题，作为当今高中生、明日国家的建设者，对高中化学理论和环境污染认识，将对祖国未来建设产生影响。而环境教育要从现在抓起、从娃娃抓起。那

2、么高中化学理论在环境污染方面作何解释：一、大气污染：温室效应、酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、铅污染。1、CO2 与温室效应： 我们知道矿物燃料燃烧后，产生CO2、CH4、CFCl3、N2O，允许阳光进入地面，对红外线有强烈吸收作用，使大气温度上升。 它的危害将非常深远：预计近百年地球气候年均升温0.6；夏季降水量将减少，台风频繁发生；森林减少，荒漠扩大，昆虫北移；预计到2100年全球气温上升3.5；两极冰山融化，海平面上升15-95cm；中纬度气候带北移150-550km。 尤其这几年已经开始有所表现，在全球不同的地方都出现了不同程度的水灾、干旱、高温等现象，对于这些我们尽早采取措施阻止，应该大面积的植树造林来缓解温室效应。2、SO2与硫酸酸雾形成酸雨： SO2来自含硫的煤、 石油等化石燃料的燃烧，H2SO4工厂，矿物煅烧： 2SO2 + O2 = 2SO3、SO3 + H2O = H2SO4 。 酸雨中的酸度主要是由硫酸和硝酸造成的，它们占总酸度的90以上，其余为一些弱酸。二氧化硫和氮氧化合物是污染大气的主要有害物质。它们对人体的直接危害是引起呼吸道疾病，严重时还会使人死亡。空气中的二

3、氧化硫、氮氧化合物在氧气和水的共同作用下，会形酸雾，随着雨水降下就成为酸雨。 从我国的情况来看，酸雨中含硫酸一般比硝酸多，主要是硫酸型酸雨。酸雨是由于人为排放的二氧化硫等酸性气体进入大气后，造成局部地区大气中的SO2富集，在水凝结过程中溶解于水形成亚硫酸，然后在某些污染物的催化作用和氧化剂氧化作用下生成硫酸，随雨水降下，这就是酸雨。酸雨也称酸沉降，是指pH值小于5.6的雨、雪、霜、雹等大气降水，正常雨水的pH值约为5.6（由于溶解了CO2的缘故）。它落到地面，能直接毁坏农作物使农作物枯死、森林和草原，使土壤酸性增强，使湖泊酸化，造成鱼类等死亡，加速建筑物、桥梁、工业设备以及电信电缆等的腐蚀，它的危害极大影响人体健康，而且酸雨可以漂移，造成大范围公害。1952年震惊世界的“伦敦烟雾事件”就属此例。我国酸雨属硫酸型。减少酸雨的形成可以进行燃煤脱硫或者钙基固硫等方法。3、碳氢化物和NOx与光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物(烃)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物-光化学烟雾,在这种复杂的光化学反应过程中,主要生成光化学氧化剂(主要是O3)其他多种复杂的化合物,统称光化学

4、烟雾。 它的形成是由于往空气中大量排放氮的氧化物和碳氢化合物，它们在低空大气中经太阳的紫外线照射后，发生复杂的反应而形成的一种成分复杂的烟雾。它主要含有甲醛、丙烯醛、硝酸酯以及未反应完的氮的氧化物和碳氢化合物，还有悬浮颗粒等等。NO和NO2是大气的污染物。空气中的NO和NO2主要来自石油产品和煤燃烧的产物，汽车尾气以及制硝酸工厂的废气等。NO2、NO和烃类在紫外线照射下，会发生一系列光化学反应，产生有毒、有刺激性的浅蓝色烟雾光化学烟雾，刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官，发生眼红、气喘咳嗽等症状，使人生病，严重的甚至使人死亡。光化学烟雾首次发生在1943年的美国洛杉矶市。目前，随着汽车的增多，每天排放到大气中的废气(包括NO2)越来越多，汽车尾气污染问题已日益严重，在世界的某些大城市，已经出现光化学烟雾。我国的一些城市也已有了这种危险。目前，许多城市都已严格规定了汽车尾气排放标准，并加强了检查力度，一些城市的新闻机构还按时报告空气质量状况或发布空气质量日报，以使人们能清楚地了解生活环境状况，增强环境保护意识。4、大气臭氧层及其破坏： 大气臭氧层分布于平流层，是地球的天然屏障，可以吸收99%

5、的紫外线。氟里昂即氯氟代烃，包括 F-11（CFCl3）F-12（CF2Cl2）哈龙1301（CF3Br）等。 空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，加速血液循环，令人产生爽快和振奋的感觉。自然界中臭氧90集中在距地面20km30km的大气平流层中，这就是人们通常所说的臭氧层。臭氧层中臭氧含量虽然很少，却可以强烈的吸收来自太阳的大部分紫外线，使地球上的生物免受紫外线的伤害，因此臭氧层被称为人类和生物的保护伞。近几十年来，臭氧层逐渐受到人类生产和生活所排放出的一些污染物，如冰箱空调等设备制冷剂的氟氯代烃(商品名为氟里昂)类化合物以及其他用途的氟溴代烃类等化合物的破坏，臭氧迅速耗减，在南极、西伯利亚及我国青藏高原等地上空甚至出现了“臭氧层空洞”。O3减少10%,紫外线辐射增加19-22%,皮肤癌增加15-25%。危害角膜、免疫系统。5、铅污染 自1923年美国实际使用四乙基铅作为汽油的抗爆性能（即汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧能力，用辛烷值表示）起，到70年代初，世界各国大都采用含铅汽油。在当时的技术水平和历史条件下，汽油加铅对改造汽油性能起到了重要作用。但是，四乙基铅是一种无色油状、易溶于汽油

6、的剧毒物质。使用含铅汽油的车辆，所排放的废气中铅主要是以氧化铝形式存在，它损害人的造血机能，使肠胃中毒，严重时可使神经中枢中毒，还能损害心脏和肾脏功能。它对孕妇和婴儿的影响尤为重要，血铅含量过高影响儿童的身体发育和智力；儿童血铅含量每公斤体重增加 10微克，智商水平下降24个智商数，而铅在人体中蓄积，不易排出，衰期为12年，一旦婴儿体内血铅增高，将产生长期的危害。铅不仅使人体健康遭到严重损害，也可使汽车净化装置中的催化剂“中毒”而失去净化效果，使机动车辆排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。据分析，城市中80的空气污染物源于含铅汽油，全世界有17亿人的健康因此受到威胁。二、水污染：水体富营养化与赤潮与海洋污染、重金属污染。水污染的种类有：（1）.无机污染物、（2）.有机污染物、（3）. 水体富营养化、（4）、 水体热污染、（5）、 赤潮与海洋污染等。其中水体富营养化与赤潮与海洋污染是高中化学经常接触的。1、水体富营养化与赤潮与海洋污染 赤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一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，

7、也有绿色的通常称水华，实际上是许多赤潮的统称。 由于城市工业废水和生活污水大量排入海中，使营养物质在水体中副集，造成海域富营养化。此时，水域中氮、磷等营养盐类；铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明，赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染，富营养化。氮磷等营养盐物质大大超标。据研究表明，工业废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的铁螯合剂和小于2 mg/dm3 的锰螯合剂，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率，相反，在没有铁、锰元素的海水中，即使在最适合的温度、盐度、PH和基本的营养条件下也不会增加种群的密度。 2、重金属污染。 水俣病事件：19531956年日本熊本县水俣市 含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。2）痛痛病事件：19551972年日本富山县神通川流域 锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年

8、3 月共有患者130人，其中死亡81人。三、土壤污染：无机污染物、有机污染物无机污染物：Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等；有机污染物：酚、氰、农药等。 染污的土壤，影响作物的生长 如Mn、Cu和磷酸影响植物对Fe的吸收；无机砷影响水稻的生长；磷肥中的三氯乙醛影响小麦的生长等。影响人体的健康，土壤污染可以进而造成大气污染、水污染，吸入人体或通过饮水和食物链进入人体，影响健康。四、固体废物： 人类大量使用的聚乙烯等塑料制品形成的各种垃圾造成的污染统称为“白色污染”。人工合成高分子材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。从此，人类摆脱了只能依靠天然材料的历史。由于合成材料的原料丰富易得，制造加工简单，产品性能千变万化，所以，合成材料一经出现，便得到了广泛的应用，极大地方便了我们的生活。但是，合成材料废弃物的急剧增加却带来环境污染问题。一些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。我国农村广泛采用的的地膜覆盖技术对提高农作物产量起到了很大作用，但是由于缺乏有力的旧膜回收措施，造成旧膜在土壤中的残留，积累逐年增加，这些旧膜在自然环境中很难分解，对农业生产生成了一定的危害。填埋作业是目前处理城市垃圾的一个主要方法。但是垃圾中的难降解塑料制品不能被微生物分解，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，如果焚烧废弃塑料又会产生各种有毒气体，造成二次污染，尤其是含氧塑料会严重污染环境。根据坏境污染产生的原因，采取相应的方法和措施，环境污染是可以控制的。如可以采取以下措施：（1）节约能源，调节能源结构，发展清洁能源，优化能源质量，提高能源利用率，减少使用煤、石油、天然气等矿物燃料，更多地利用太阳能、风能、地热等。（2）加强环境管理，限制并逐步停止氟氯烃的生产和使用。（3）回收可利用的旧物品，制造对环境友好的材料，如可光解的或微生物降解的塑料。（4）寻找新材料，提高汽车尾气净化装置的催化效率等。（5）大力植树造林，严禁乱砍乱伐森林等。（6）强化环保执法，严格控制“三废”排放，做好“三废”的处理和综合利用。

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