化学与社会生活(环境1)

化学是
双刃剑!
前车之覆，后车之鉴。人类，需要的是一个人与自然
和谐共处的美好家园；人类文明，需要的是一个可持续 发展的绿色文明。面对着环境问题这一当今国际社会最 严峻的挑战，人们如果仍然继续对竭泽而渔的短期行为 乐此不疲；如果仍然在环境保护方面裹足不前，缺乏真 正行动，那么，最终的结局只能是人类文明如流星般陨 落。保护地球资源和环境，已成为人类迫在眉睫的共同 任务。
在我国，1982年发现有 20多个省市有酸雨，其中 ｐＨ 值低于 ４ 的城市有重庆、南昌、贵阳、广州、苏州等。在著名的长江三峡边上， 曾经有一个美丽的林场，漫山遍野长满了华山松。可是有一年，松树的 针叶突然枯萎、脱落。几年后，全林场几万亩松林几乎全部死亡。到底 谁是杀害树林的凶手呢？科学家们经过仔细的调查研究，终于使真相大 白。原来这里有一座土法炼硫厂，每天有许多烟囱向大气中喷吐着含硫 量很高的有害气体，形成酸雨降下来，把一个每年能创造300多万元财 富的林场，变成了一片荒山秃岭。
可怕的杀手——酸雨
何谓酸雨？ 形成酸雨的气体有哪些？ 酸雨是如何形成的？ 酸雨的危害？
我国酸雨污染情况
50多年前，一股祸水悄悄地潜入欧洲斯堪的纳维亚半 岛，造成江河湖泊里的鱼虾大量死亡，庄稼枯萎，鲜花凋 零。人们一时不知所措，忧虑忡忡…… 事情惊动了欧洲大气化学监测网的专家。他们纷纷赶 到现场，分析测试。结果发现，此处从天上降落下来的雨 或雪，都有强烈的酸性。正常的雨水 ｐＨ值约为5.6，而 瑞典等国的雨雪的pH值为3～4。酸度如此之大，鱼虾当然 要死亡，鲜花肯定要凋零,庄稼也要枯萎了。
注意
地球的“棉被”
大气中某些痕量气体含量增加，它们对 太阳辐射不吸收或很少吸收，而对地面长 波辐射却强烈吸收，大气中某些痕量气体 含量增加，而引起的地球平均气温上升的 情况，则称温室效应。这类痕量气体，即 叫温室气体，主要包括CO2、CH4、O3、 氧化亚氮和氯氟烃(氟里昂)等，其中尤以 CO2的温室作用最明显。
如甲基汞比汞或汞的无机化合物对人体健康的危害要大得多，
光化学氧化剂对人体也有较大危害。
大气污染源（主要指人为污染源）
工业污染源 交通污染源
污染源
生活污染 源
3、了解空气污染造成的环境危机
据统计，全 世界每年排 入大气的烟 尘有 ５ 亿多 吨；二氧化 硫 １ 亿多吨； 一氧化碳 ２ 亿多吨。
雷切尔· 卡森的《寂静的春天》 中的描绘让人触目惊心 ！
中间层50～80千米
平流层16-50千米臭氧层
对流层8-16千米
2、了解大气污染源及主要污染物 天然 （火山喷发、森林火灾、雷电）
人为 （燃料燃烧、工厂及交通运输废气、生活污染源）
CO、CO2、SOX、NOX、CH、氧化剂、卤素极其化合物、颗粒 物 一次污染物 二次污染物 颗粒物、CO、NO、SO2、CH NO2、SO3、H2SO4雾、硫酸盐气溶胶、 HNO3及盐、光化学烟雾
臭氧层的破坏是一个全球性的问题。这个问题带来的灾难性 后果是没有国界的。因此必须全球协作，才能解决臭氧层破坏 这一难题。1990年2月，欧洲共同体国家一致同意公元2000年 起全部停止使用氟里昂。日本工业技术院已研制出用较低费用 简单分解氟里昂使之无害化的技术。我国也加强了这方面的研 究，上海氟化学研究所亦已研制成功氟里昂的代用品作为制冷 剂。 然而解决臭氧层的破坏问题，不是一朝一夕就能够做到的。 面对今天我们所处的环境，我们还应注意自身的防护，不要长 时间在日光下暴晒，必须在强阳光下工作时，一定要戴草帽， 穿防护衣，防止阳光中的紫外线对身体的摧残。
大 气 成 分 的 演 化
大气层的结构
一般认为从地球表面到高空1000-1400km，可看作 是大气层的厚度。超出1400km，气体非常稀薄，就是宇 宙空间了。 温度随高度的变化是地球大气最显著的特征，根据 温度垂直分布的特点，可把大气结构分为五层，自下而 上分别是：
散逸层500-1000千米
热层80-500千米
居室污Байду номын сангаас的防治
一、大气污染及其治理 1、了解大气
原始大气：CO、CO2、 CH4、NH3、H2O
地表温度下降，水蒸汽凝结， 形成海洋，消耗二氧化碳
现代大气：N2、O2、 绿色植物出现， O2量增加CO氧化 CO2、H O、稀有气体 2 为 CO2，CH4氧化为H2O和CO2， NH3氧化为H2O和N2
美国于20世纪60年代初就制定了一个“ORD 研究计划”。经过几 十年来的努力，终于揭开了酸雨的秘密。
造成酸雨或酸雪的有害气体还会到处飘移，甚至引起国际纠纷。十 几年前，加拿大科学家就发现，在加拿大和美国交界处的五大湖地区， 水质污染严重，附近一带森林也大面积死亡。他们认为这是美国境内工 业基地产生的有害气体飘移到加拿大境内所造成的。为此，加拿大政府 向美国政府提出抗议，要求赔偿损失。但美国政府态度很强硬，认为酸 雨互相跑，谈不上谁赔偿谁。至今这场官司也没有结果。美国和加拿大 都成了酸雨污染严重的国家。
（3）洛山矶光化学烟雾事件 该事件于20世纪40年代初期发生在美国洛 山矶市。洛山矶市三面环山，市内高速公路纵横交错，占全市面积的30%， 全市有250多万辆汽车，每天消耗汽油约1600万升，向城市上空排放近4吨 石油烃的废气、一氧化碳、氮氧化物和铅烟（由于汽油里加入抗震添加剂 四乙基铅）。这些废气在阳光照射下生成淡蓝色光化学烟雾，其中含有臭 氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂滞留市区。这些毒物刺激人的眼、鼻、喉。
全球的生态环境恶化被 喻为第三次世界大战！
耕地：每分钟损失耕地40公顷，每年损失2100万公顷。 森林：每分钟有21公顷森林消失，每年消失1100万公顷。 沙漠化：每分钟有11公顷土地沙漠化，每年沙漠化土地600万公 顷。 污水：每分钟有85万吨污水排入江河大海，每年污水排放量为 4200 亿吨。 泥沙：每分钟有4.8万吨泥沙流入大海，每年流入大海的泥沙为 250 亿吨。 人：每分钟有28人死于环境污染，每年有1500万人因此丧命。
破坏臭氧层主要杀手有两个，一个是氮的氧化物，一个是氟里昂。 当大批超音速飞机在同温层中飞行，通过它的引擎尾气会留下氮氧化 物；核爆炸也会产生大量的氮氧化物，随热火球浮升带入同温层。氮 的氧化物在同温层使臭氧减少，可通过以下反应实现： Ｎ２Ｏ＋hr→Ｎ＋ＮＯ Ｏ3＋ＮＯ→ＮＯ２＋Ｏ２ Ｏ＋ＮＯ２→ＮＯ＋Ｏ２ Ｏ＋Ｏ３→Ｏ２＋Ｏ２ 氟里昂类物质已广泛用于空调器、电冰箱等电器的制冷剂和作为喷 雾剂的载体。一旦泄漏，这些氟里昂类物质就会上升到臭氧层，在臭 氧层被紫外线照射后，就会产生各种原子，其中氯原子能大量破坏臭 氧，具体反应可描述如下：。 ＣＦ２Ｃl２＋hr→Ｃl＋CＦ２Ｃl Ｏ３＋Ｃl→ＣlＯ＋Ｏ２ Ｏ＋ＣlＯ→Ｃl＋Ｏ２ Ｏ＋ Ｏ３→Ｏ２＋Ｏ２
可进行光化学反应或被O、O3氧化而生成
多种自由基；引起NO向NO2的转化；NO、碳 氢化合物与自由基作用产生多种有毒物质。
人们常说的八起重大环境事件中有5件属于大气污染
（1）马斯河谷事件 1930年12月1日到5日发生在比利时马斯河谷工业区。 由于炼锌、炼钢、电子、玻璃、硫酸、化肥等工厂排出有害气体，积累在 狭窄的盆地工业区，特别是二氧化硫等多种有害气体与粉尘，对人体发生 综合毒害作用，造成一周内60多人和许多家畜死亡、几千人患呼吸道疾病 的惨剧。 （2）多诺拉事件 1948年10月26日到31日，发生在美国宾夕法尼亚州匹 兹堡市南边的多诺拉镇。该镇地处河谷，工厂很多，持续有雾，大气污染 物在近地层积累，估计其中二氧化硫的浓度高达0.5～2.0g/t，空气中明显 有尘粒。在这样的环境下，该镇在4天内有5911人发病，占全镇人口的43%， 其中轻度患者占15%、中度患者占17%、重度患者占11%、死亡17人，为 一般时期的8.5倍。
光化学污染原理 光化学烟雾烟雾是由大气污染物在日光照射和低温、
逆温条件下形成的，是一种具有强烈浅兰色烟雾，具有
氧化性，能使橡胶开裂，植物叶子变白枯萎，大气能见 度下降，使行人眼睛红肿流泪，刺激黏膜和呼吸道，损
害肺部功能，所含致癌物质更对人体健康带来威胁。其
有毒刺激物浓度高峰常出现在中午或午后，污染区域在 下风向往往可以弥漫扩展到几十到几百公里。
光化学污染形成的机理比较复杂，涉及的化学反 应非常多。
1、氮氧化物的光化学反应
光化学反应是指存在于大气中的原子、分子、离 子或自由基在吸收一个光子后相互作用而导致的化 学变化。 2NO+O2
NO2+hr O3+NO O（3P）+O2+M
2NO2
NO+O（3P） O3+M NO2+O2
2、碳氢化合物在形成光化学污染中的作用
因为大气环境问题，是一个全球性的问题，只有各
国共同努力，才有希望改善大气环境问题。 节约能源，开发新能源，尤其是要发展太阳能、核 能，因为太阳能、核能不会对气候产生有害影响。 千方百计减少向大气释放甲烷、氟里昂、二氧化碳 等气体，以使地球覆盖的“棉被”不致于太厚。 绿色植物是大自然的调节师，是制造有机物的“绿 色工厂”，它能吸收二氧化碳，吐出氧气，对保持生 态平衡有着重要作用。为此必须采取有力措施，大力 植树造林，美化、绿化环境，使大自然的调节师—— 绿色植物，有足够的能力调节大气的组成，减少二氧 化碳的增多。
排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物的作用下
发生变化，或与环境中的其他物质发生反应所形成的物理、化
学性状与一次污染物不同的新污染物,又称继发性污染物。如一 次污染物二氧化硫在环境中氧化成的硫酸盐气溶胶；汽车废气
中的氧化氮、碳氢化合物等在日光的照射下发生光化学反应，
生成的臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、甲醛和酮类等;无机汞化 合物通过微生物的作用转变成的甲基汞化合物；某些农药通过 微生物或光解作用生成的降解产物等。 二次污染物对环境和人体的危害通常比一次污染物严重，例
环境化学诞生了!
环境化学的主要任务是从化学角度来探索由于 人类活动而引起的环境质量的变化规律，以及保 护和改善环境的原理。 它的内容极为丰富，大体可分为三个方面： 环境污染的化学分析； 环境中造成化学污染的机理； 应用生物化学法；物理化学法防治污染。