第10章 环境污染和环境化学

无机化学“十二五”职业教育国家规划教材主编黄晓英郭小仪化学工业出版社目录第一章物质结构第二章溶液和胶体溶液第三章化学反应速率和化学平衡第四章电解质溶液第五章氧化还原和电极电势第六章缓冲溶液第七章配位化合物第八章常见非金属元素及其化合物第九章常见金属元素及其化合物2017年6月2第十章环境污染和环境化学•第一节环境污染•第二节环境化学2017年6月3学习目标1．熟悉环境污染的概念、主要类型及其危害2．熟悉环境化学的主要研究领域和内容3．掌握绿色化学的特点4．了解绿色化学的原则2017年6月4第一节环境污染•一、概述•二、主要环境污染与人体健康2017年6月5一、概述(一)环境污染的定义环境污染指自然的或人为的向环境中添加某种物质而超过环境的自净能力而产生危害的行为。主要对环境自然生态系统和人的健康产生危害，即使当时不造成危害，但后续效应有害也算是污染行为，如氮氧化物的排放，本身并不有害，但在阳光催化下与自由基等物质作用会转化成光化学烟雾，对生物造成危害，对建筑物等造成腐蚀污水排放污染。2017年6月6(二)环境污染的分类按环境要素可分为大气污染、水体污染和土壤污染等；按污染的性质可分为生物污染、化学污染和物理污染；按污染物的形态可分为废气污染、废水污染、固体废物污染以及噪声污染、辐射污染等；按污染产生的来源可分为工业污染、农业污染、交通运输污染和生活污染等；按污染物的分布范围分，又可分为全球性污染、区域性污染、局部性污染等。2017年6月7(三)环境污染的危害1.致癌作用污染物中能够诱发人或哺乳动物患癌症的物质叫做致癌物。致癌物可以分为化学性致癌物(如亚硝酸盐、石棉和生产蚊香用的双氯甲醚)、物理性致癌物(如镭的核聚变物)和生物性致癌物(如黄曲霉毒素)三类。2.致突变作用（常见的致突变物有亚硝胺类、甲醛、苯和敌敌畏等）3.致畸作用（作用于妊娠母体，干扰胚胎的正常发育，导致新生儿或幼小哺乳动物先天性畸形的作用）2017年6月8•(一)大气污染与人体健康•大气的化学性污染对人体健康的危害很大。这种危害可以分为慢性中毒、急性中毒和致癌作用三种。•（1）慢性中毒科学研究表明，城市大气的化学性污染是慢性支气管炎、肺气肿和支气管哮喘等疾病的重要诱因。•（2）急性中毒在工厂大量排放有害气体并且无风、多雾时，大气中的化学污染物不易散开，就会使人急性中毒。•（3）致癌作用二、主要环境污染与人体健康2017年6月9[知识拓展]PM2.5PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，也称细颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。二、主要环境污染与人体健康2017年6月10(二)水污染与人体健康河流、湖泊等水体被污染后，对人体健康会造成严重的危害，这主要表现在以下三个方面。第一，饮用污染的水和食用污水中的生物，能使人中毒，甚至死亡。第二，被人畜粪便和生活垃圾污染了的水体，能够引起病毒性肝炎、细菌性痢疾等传染病，以及血吸虫病等寄生虫疾病。第三，一些具有致癌作用的化学物质，如砷(As)、铬(Cr)、苯胺等污染水体后，可以在水体中的悬浮物、底泥和水生生物体内蓄积。长期饮用这样的污水，容易诱发癌症。2017年6月11(三)固体废弃物污染与人体健康固体废弃物是指人类在生产和生活中丢弃的固体物质，如采矿业的废石，工业的废渣，废弃的塑料制品，以及生活垃圾。应当认识到，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，固体废弃物又叫“放在错误地点的原料”。但是，这些“放在错误地点的原料”，往往含有多种对人体健康有害的物质，如果不及时加以利用，长期堆放，越积越多，就会污染生态环境，对人体健康造成危害。2017年6月12(四)噪声污染与人体健康噪声对人的危害是多方面的：第一，损伤听力。长期在强噪声中工作，听力就会下降，甚至造成噪声性耳聋。第二，干扰睡眠。当人的睡眠受到噪声的干扰时，就不能消除疲劳、恢复体力。第三，诱发多种疾病。噪声会使人处在紧张状态，致使心率加快、血压升高，甚至诱发胃肠溃疡和内分泌系统功能紊乱等疾病。第四，影响心理健康。噪声会使人心情烦躁，不能集中精力学习和工作，并且容易引发工伤和交通事故。2017年6月13第二节环境化学•一、概述•二、绿色化学2017年6月14一、环境化学概述环境化学（environmentalchemistry）是研究化学物质，特别是化学污染物在环境中的各种存在形态及特性、迁移转化规律、污染物对生态环境和人类影响的科学，主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法，是环境科学研究和环境科学的基础内容之一。2017年6月15(一)主要研究领域和内容1.研究污染物(主要是化学污染物)在环境(包括大气圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈)中的迁移、转化的基本规律，形成环境污染化学这一介于环境科学与化学之间的一门新兴的边缘分支学科。2.研究环境中污染物的种类和成分及其定量分析方法，形成环境分析化学(常简称环境分析)。它是环境化学的分支学科。3.研究环境中天然的和人为释放的化学性质的迁移、转化规律及其与环境质量和人类健康的关系，形成环境地球化学。它是介于环境与地球化学之间的一门新兴的边缘分支学科。2017年6月16(二)环境化学的特点1.对象复杂环境化学研究对象是一个组成繁杂、形态多变，机制复杂的体系。2.“低水平”化学污染物质在环境中的浓度水平很低，一般仅为ppm级（百万分率）或ppb（十亿分率）级，有时甚至可达ppt级（万亿分率）。3.综合性研究化学污染物质在环境生态系中的分布，迁移、转化和归宿，尤其是它们在环境介质中的积累、相互作用和生物效应等问题2017年6月17二、绿色化学(一)绿色化学概述“绿色化学”由美国化学会（ACS）提出，目前得到世界广泛的响应。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物。绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。2017年6月18(二)绿色化学的原则绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。1.防止污染优于污染形成后处理。2.设计合成方法时应最大限度地使所用的全部材料均转化到最终产品中。3.尽可能使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小。4.设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性。5.尽量不用辅助剂，需要使用时应采用无毒物质。6.能量使用应最小，并应考虑其对环境和经济的影响，合成方法应在常温、常压下操作。2017年6月19(二)绿色化学的原则7.最大限度地使用可更新原料。8.尽量避免不必要的衍生步骤。9.催化试剂优于化学计量试剂。10.化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型。11.分析方法应能真正实现在线监测，在有害物质形成前加以控制。12.化工生产过程中各种物质的选择与使用，应使化学事故的隐患最小。2017年6月20(二)绿色化学的原则为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求，人们又提出了5R理论：1.减量——Reduction2.重复使用——Reuse3.回收——Recycling4.再生——Regeneration5.拒用——Rejection2017年6月21目标测试1、主要的环境污染有哪些？各有哪些危害？2、环境化学的主要研究领域和内容有哪些？3、绿色化学的主要特点有哪些？4、什么是绿色化学的“5R”原则？2017年6月22