《浅谈化学与环境》

《化学与人类文明》课程论文浅谈化学与环境学院：机械工程学院专业：机械电子工程班级：机自103学号：1008030181学生姓名：王名洲电子信箱：[e-mail]2012年12月7日浅谈化学与环境摘要：当今，化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种，是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”，20世纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。化学的发展在不断促进人类进步的同时，在客观上使环境污染成为可能，但是起决定性的是人的因素，最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。关键词：化学；环境前言造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三方面，而其中化学物质引起的污染约占80%－90%。环境化学即是从化学的角度出发，探讨由于人类活动而引起的环境质量的变化规律及其保护和治理环境的方法原理。就其主要内容而言，环境化学除了研究环境污染物的检测方法和原理(属于环境分析化学的范围)及探讨环境污染和治理技术中的化学、化工原理和化学过程等问题外，需进一步在原子及分子水平上，用物理化学等方法研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互反应、转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。随着环境化学研究的深化，为环境科学的发展奠定了坚实的基础，为治理环境污染提供了重要的科学依据。从学科研究任务来说，环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象和变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。它所研究的环境本身是一个多因素的开放性体系，变量多、条件较复杂，许多化学原理和方法则不易直接运用。1化学正被各种各样的环境污染问题所困扰化学的发展在不断促进人类进步的同时，在客观上使环境污染成为可能，但是起决定性的是人的因素，最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关。诸如温室效应、酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、铅污染等大气污染。氮的氧化物及氟氯代烷分解产生的原子氯在臭氧的分解中起了催化剂的作用，加速了臭氧的分解，使臭氧层中臭氧减少，从而形成了臭氧层“空洞”。氮、硫的氧化物在人类生活的空气中当浓度达到一定程度，经过光化学反应，便形成光化学“烟雾”。事实及危害：1952年美国洛杉矶发生了世界上首次“光化学烟雾”，称为“洛杉矶烟雾”，有500余人在此事件中丧生。1995年6月2日，我国上海市也发生了“光化学烟雾”事件。光化学烟雾能严重地刺伤人的眼、鼻、喉，严重时可使人呛出眼泪，引起呼吸道感染而发玻这是自然向人类发出的警告。地球上空离地面25—50千米处存在着一层含臭氧90％左右的臭氧层，太阳辐射的光经过臭氧层时，其波长为200--300微米范围的，对地球上的生命有害的紫外线大部分被吸收，从而保护了地球上生命的存在和延续。臭氧层“空洞”的出现，使太阳辐射的紫外线穿过“空洞”直射到地球，从而祸及寰球生灵。近几年来人类癌症、眼科疾并皮肤病及一些无名病不断地发生，一些植物不明原因的枯死，其中一个重要的因素便是紫外线辐射；二氧化硫与硫酸酸雾二氧化硫来自含S的煤、石油的燃烧，硫酸厂，矿物煅烧。在二氧化硫、二氧化氮和水作用下形成酸雨，它将使祖国土壤、江河湖泊酸化，导致鱼类不能繁育，腐蚀建筑和古迹，影响人体健康，使农作物枯死。而且酸雨可以漂移，造成大范围公害。有季节性，夏季pH高。我国酸雨属硫酸型。诸如化学理论下水污染：水体富营养化与赤潮与海洋污染、重金属污染无机污染物，有机污染物，水体富营水体热污染等，其中水体富营养化与赤潮与海洋污染是我们化学经常接触的。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，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湖生物的增殖。化学理论下土壤污染：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。此外，城市的噪声污染、噪光污染也越来越严重，已经引起人们的关注。另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因，显然是不公平的，比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系，在最早的化学工艺流程里面，根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围，因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在，有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学，进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理，结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎，有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上，这些是对化学的偏见，监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。2绿色化学科学不但要认识世界和改造世界，还要保护世界。化学也如此，为了应对化学所面临的挑战，提倡绿色化学是刻不容缓。2.1绿色化学的概念绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护，绿色化学不是被动地治理环境污染，而是主动的防止化学污染，从而在根本上切断污染源，所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。2.2绿色化学的产生及其背景当今，可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展，既要发展经济，又要保护自然资源和环境，使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年，美国环保局(EPA)提出“废物最小化”，这是绿色化学的最初思想。1989年，美国环保局又提出了“污染预防”的概念。1990年，美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年，美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年，美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志，标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿，在1995年，中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。2.3绿色化学的核心内容原子经济性是绿色化学的核心内容，这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖）提出的，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性，认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是：原子利用率=（预期产物的式量/反应物质的式量之和）×100%如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法，即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成，2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%，体现了原子经济性，减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。3对污染防治的几点建议(1)加大宣传力度，增强公民的环境意识，自觉维护农村生态环境，尽量减少人为造成的环境污染。例如，在日常生活中我们应基本做到：生活垃圾进行分类处理，做到合理回收利用；减少农药、化肥的使用；坚决不用六六六、DDT等高毒性、高残留的有机氯农药；不使用未处理的污水灌溉；选用不含磷洗涤剂取代含磷洗涤剂；减少使用易产生白色污染的塑料制品等。（2）加强《环境保护法》、《水污染防治法》等法律法规的监督机制，制订环境质量评价标准，督促企业引进并运用各种防治污染的技术。常见工业污染气体的处理方法：SO2、Nq、H2S、Cl2、HCl用NaOH或浓氨水吸收。CO用燃烧的方法除去。铅、砷、铬及甲醛等有机物：利用污染处理设备回收利用或转变为无毒物质。（3）运用政策及经济方式调整能源结构，减少煤、石油产品的使用，鼓励更多的利用生洁净能源。如太阳能、地热能、风能、电能、沼气等。（4）固体废弃物的再利用。固体废弃物只是在某一过程或某一方面没有使用价值，实际上往往可以作为另一生产过程的原料被利用。因此，有人称固体废弃物为“放在错误地点的原料”，如能及时进行回收利用，既保护了环境又能节约大量能源。（5）政府加强对污染严重的中小企业治理。如石膏粉厂、小化工厂、小灰窑、小造纸厂、小电镀厂、小冶炼厂等，污染尤为严重且治理不当的应进行关停。（6）合理规划城镇工业发展和人口密集区的布局。如污染型工厂与生活居民区尽量分开；工厂不宜过分集中，以减少一个地区内污染物的排放量。另外，还应把有原料供应关系的化工厂放在一起，通过对废气的综合利用，减少废气排放量。（7）大力植树造林，保护生态环境，充分利用环境的自净能力。4结论重视环境保护，治理环境污染，实现社会、经济的可持续发展，已成为大家的共识，环境问题已成为世界性热点，社会各界对环境保护的呼声日趋高涨。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，对化学理论和环境污染认识，将对祖国未来建设产生影响。如果在化学环境中与时俱进，加强对人们环保教育，则能让我们养成保护环境的良好习惯，从而提高全民的环保意识，改善我国公民环境意识较差这一现状。要时刻关注生态系统的表现，尽早发现失调的信息，及时扭转不利的情况。积极提高生态系统的抗干扰能力，保护生态系统，预防生态失调。参考文献：[1]王秋丽．学好化学保护环境[J]．2012年第4期(总第172期)[2]汪安璞．大气污染化学研究概况[J]．中国科学院生态环境研究中心[3]孙增辉．化学与现代农村环境污染[4]王彦广，吕萍．化学与人类文明[M]．杭州：浙江大学出版社，2010[5]梁英豪．化学与环境M]．广西教育出版社