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8.1环境污染与化学8.2室内环境与化学思考与练习题第八章环境与化学8.3室外环境与化学现代文明的四大支柱：环境、材料、能源、信息；人类面临的四大挑战：环境、人口、粮食、资源。环境问题是和平与发展的重要内容。8.1环境污染与化学一、环境概念《中华人民共和国环境保护法》中所称环境，是指影响人类社会生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然古迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。1、自然环境包括大气、水、土壤、岩石以及存在于其交界处的生物圈和阳光，它们组成环境的结构单元进而构成环境整体。2、人类活动环境①大环境与人类生存直接有关的大气层（高20公里）、水层和土层（深10公里）范围内人人共享的环境物质之总和。②小环境任何个人活动的空间如工厂车间、办公室、农村田野、实验室、课堂、宿舍、居室等，亦称工作和生活环境。③外环境大环境和小环境的总称。④区域环境指地区、行业的特有环境问题的概括，如城市环境、旅游环境等。五四广场青岛栈桥3、环境问题环境问题是指因自然变化或人类活动而引起的环境破坏和环境质量变化，以及由此给人类的生存和发展带来不利影响的各种现象。环境问题的产生有自然原因，也有人为原因。自然原因所造成的环境问题为原生环境问题，也称第一环境问题，如火山喷发、地震、台风、海啸、洪涝、干旱、滑坡、虫灾、流行性疾病等自然界本身的变化而引起环境污染和破坏，这类环境问题在人类社会出现以前就存在于自然界中，人类目前还无法对其施加控制和改造，只能通过监视、预测、预报进行防范，或者迁离可能发生巨大灾变的地区，以减少损失。人为原因所造成的环境问题为次生环境问题，也称为第二环境问题。它是由于人类活动作用于周围环境引起环境质量变化，这种变化又对人类的生产、生活和健康造成影响。平时，我们所讲的环境问题就是指人为原因引起的环境污染和破坏，这类环境问题人类通过对其活动的调整，其危害后果不仅能为人们所估量，而且人们还可以通过正确、有效的手段使其减轻和避免。人为原因造成的环境问题按其表现方式又可分为生态破坏、环境污染和资源浪费等。生态破坏是指人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著改变，从而引起的环境问题，如过度放牧引起草原退化，滥采滥捕使珍惜物种灭绝和生态系统生产力下降，植被破坏引起水土流失等等。环境污染则指人类活动的副产品和废弃物进入物理环境后，对生态系统产生的一系列扰乱和侵害，特别是当由此引起的环境质量的恶化反过来又影响人类自己的生活质量时。环境污染不仅包括物质造成的直接污染，如工业三废和生活三废，也包括由物质的物理性质和运动性质引起的污染，如热污染、噪声污染、电磁污染和放射性污染。由环境污染还会衍生出许多环境效应，例如二氧化硫造成的大气污染，除了使大气环境质量下降，还会造成酸雨。二、环境污染主要包括大气污染、水污染、铅污染和“白色污染”等。1、大气污染除了常规污染问题如颗粒物、氧化剂、氮氧化合物、二氧化硫、一氧化碳、多环芳烃、光化学烟雾等的影响外，还有臭氧层破坏（涉及冰箱的更新）、酸雨以及污染的指示等问题。（1）臭氧层破坏在离地面20～25公里的太空，覆盖着一层臭氧含量高达0.1%的稀薄大气，称为臭氧层。这个臭氧层能吸收太阳发射到地球的大量紫外线，保护人类和整个地球的生态系统免受过量紫外线的危害。据研究，如果该层臭氧减少1%，则抵达地球表面的紫外线将增加2%，人类的皮肤癌患者也将增加2%。导致臭氧层破坏的原因，在于排进大气中的许多化学物质能与臭氧发生反应而消耗臭氧，其中主要是氟里昂。吉林石化爆炸形成的烟雾吉林石化烟囱冒出的黑烟重度污染的城市（2）酸雨所谓酸雨是指气态染污物、飘尘和大气雨云结合形成的pH＜5.6的雨雪或其它形式的大气降雨。通常认为由于石化燃料燃烧放出的二氧化硫及氮氧化物，是酸雨形成的主因，即酸雨的主要成分为硫酸和硝酸。酸雨使土壤、湖泊、河流酸化，它抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤粒结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠。酸雨与大气中的烟雾结合形成酸雾，其酸性和腐蚀能力大增，使建筑物和各种露天材料受损。目前，全球已形成三大酸雨区。我国覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区，面积达200多万平方公里，是世界三大酸雨区之一。我国酸雨区面积扩大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕见的。世界上另两个酸雨区是以德、法、英等国为中心，波及大半个欧洲的北欧酸雨区和包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积大约1000多万平方公里，有时降水的pH值小于0.5，有的甚至小于0.4。国家环保总局2005年6月2日公布的《2004年中国环境状况公报》显示，2004年我国酸雨污染略呈加重趋势。统计显示，2004年我国出现酸雨的城市有298个，占全国527个统计市（县）的56.5％。降水年均pH值小于5.6（酸雨）的城市达218个，占统计城市的41.4％。与上年相比，出现酸雨的城市比例增加了2.1％，酸雨城市比例上升了4％，其中pH值小于4.5的城市比例增加了2％；酸雨频率超过80％的城市比例上升了1.6％。南京历史上酸雨的极值出现在1997年3月份，其PH值为3.06，达到了重度酸雨的标准，这场酸雨的酸性比醋还强（醋酸Ph=4.76）。2、水污染人体组织内约有65%是水分，每人每天至少需饮用1.5～2.5升水。（1）水的卫生和保健意义水是生命物质的溶剂，也是生命的营养物质。水是消化过程中水解反应的主要反应物和食物润滑剂，也是体温调节剂。①卫生要求饮用水应是无臭、无味、透明的液体，水中的细菌数应不超过国际标准，应含有多种营养物质，如矿泉水就含有多种人体需要的常量元素和微量元素等。②保健作用活化水——将水放在粉碎机内加速运转而得到的水。脱氧水——将水烧开后立即冷却或超声脱氧而得到的水。低重水——指重氢（氘）含量少的天然水。③科学饮水第一，饮水数量要适量。尤其是对肾脏或心脏病患者，由于排泄困难或血液循环障碍，宜限制饮水，否则造成水肿和体温降低，会导致水中毒。但并不排除特定情况下某些人可多量饮水。如人体发热、腹泻、呕吐、多尿或昏迷以及炎热出汗时，都会失去大量水分，这就要补充水量；早晨，人的血液凝固度比晚上大20倍，早晨锻炼者应多喝水，这样能把血液中可能产生的活化因子加以稀释，并经血液的冲刷作用把局部的凝血物冲散。同时也能补充运动和夜晚丢失的水分。还有，吃大量肉或鸡蛋的人，也必须多喝水，因为肉含脂肪多，脂肪的代谢给人体提供的能量也多，会产生酸和丙酮，血液中这两种物质多了，人就会患病；鸡蛋含蛋白质高，它的消化产物为尿素等，将逐渐聚集在血液中，引起尿毒症。多喝水可增加尿量，以消除血中的毒性物质。在吃饭时适当增加些汤羹食品有利于消化。第二，饮水方式要与生理要求相协调。老年人的结肠、直肠肌肉易于萎缩，排便能力较差，加上肠道中粘液分泌减少，大便容易秘结。因此老年人应多饮水，但又不能太多（因心肾处于衰竭期，太多饮水会加重心肾负担）。一般饮水量控制在每日2升左右。2岁以下婴儿各系统还处在发育中，宜多次少量给水。第三，饮水品种要与工作要求相一致。如运动员喝保健饮料，稍加点盐和糖；高血压病人，一般应少盐少水；老年人和小孩最好是饮用温开水。温开水对人刺激小而且有利于提高酶的活性。饮水方式要与生理要求相协调。饮水品种要与工作要求相一致。（2）水污染对健康的影响据调查，世界上80%的疾病与水或水源污染有关。例如，洪水灾难时，人们往往容易患腹泻病。原因是喝了被霍乱孤菌等物质污染的水（据历史记载，霍乱共有7次大流行。第一次始于1817年，当时霍乱起于印度，传到阿拉伯地区，然后到了非洲和地中海沿岸；在1826年的第二次大流行中，它抵达阿富汗和俄罗斯，然后扩散到整个欧洲；第三次大流行，它漂洋过海，1832年抵达北美。20年不到，霍乱就成了“最令人害怕、最引人注目的19世纪世界病”。到1923年的百余年间，霍乱6次大流行，造成损失难以计算，仅印度死者就超过3800万。比较紧的一次是在1991年，秘鲁有336554人患霍乱，其中死亡3538人。瘟疫穿过拉丁美洲蔓延，最后于1994年平息。到了当年的9月，从中美洲和南美洲报到世界卫生组织（WHO）的感染人数为1041422人，死亡9643人，但WHO估计报告上所说数据大约是实际数据的2%。果真如此，那么便有5200万人染病，几乎占该大陆人口的12%，有超过48.2万人死亡。）。铅厂周围居民易腹痛，原因是喝了破铅污染的水而发生铅中毒。①食物链毒化。这是化学污染的恶果。如甲基汞（水俣病）、镉（痛痛病）、农药及氟、砷、铬、铅、钡等均可引起饮水或食物毒化；②传染病。以水为媒介的细菌性肠道传染如伤寒、痢疾、肠炎等，病毒传染如血吸虫、传染性肝炎等；③间接影响发生异臭、异味、异色，呈现泡沫和油膜等，使水生物毒化，有机物的分解和生物氧化受到抑制，从而妨碍水体的正常利用。3、铅污染铅(Pb)是一种蓝白色的重金属元素，是重要的工业原料，广泛运用于冶炼、印刷、焊接、陶瓷、橡胶和涂料、油漆、杀虫剂及机动车燃料中。铅是一种既有用又有毒的元素，它既为人类服务又毒害、摧残着人类。目前，全世界每年约消耗400万吨铅。汽车尾气已经成为人类健康的一大公害。汽油无铅化，是人类生存、环境保护的必然趋势，也是提高效率、节约能源的一大重要举措。70年代以后，世界各国尤其是工业化国家越来越严格地限制使用含铅汽油，而提倡使用被誉为汽车“绿色食品”的无铅汽油。无铅汽油一般是加入了甲基叔丁基醚[CH3OC(CH3)3]作为高辛烷值组份。这种组份沸点较低，可以改善汽油的蒸发、汽车的启动、加速等性能以及减少发动机活塞磨损和耗油量。美国1972年12月开始实施逐步淘汰含铅汽油战略，于1996年1月l日实现全面禁止含铅汽油。日本早在1985年就实现了普通汽油无铅化。整个欧州联盟无铅汽油市场占有率已达60％。新加坡、马来西亚等亚太国家和地区均已在2000年全部实现汽油无铅化。到2003年底中国汽车保有量已经达到2383万辆，其中家用汽车占31%。预计中国的汽车保有量在2030年将到达3.15亿辆，其中家用汽车的比例将从2003年的19%上升到2030年的78%。我国政府对无铅汽油的推广使用也很重视。从1993年起在部分机动车辆试用无铅汽油以来，至2000年底，全国已基本实现汽油无铅化。4、塑料污染及其危害塑料作为人工合成的高分子材料,由于它具有良好的成型、成膜、绝缘、耐酸碱、耐腐蚀、低透气、透水性能以及易于着色、外观鲜艳等特点，从50年代开始，随着石油化工的发展而得到迅速发展，成为一类与生活息息相关的材料，广泛用于家电、汽车、家具、包装用品、农用薄膜等许多方面。世界塑料原料(树脂)产量1991年首次突破1亿吨，1994年突破1.1亿吨，1995年突破1.5亿吨，2001年和2002年分别突破1.8亿吨和1.9亿吨，2003年突破2亿吨，达到2.06亿吨，2004年已突破2.1亿吨。目前全球塑料产量超过1000万吨的国家有5个，即中国、美国、德国、日本和韩国。我国塑料产量增长十分迅速，1991年产量仅为250万吨，2000年突破1000万吨，增至1080万吨，2002年和2003年增达1290万吨和1590万吨。从产量看，我国已经成为仅少于美国和德国的世界第3大塑料生产国。我国塑料消费量增长更快，包括PE、PP、PC、PS和ABS在内的5种主要树脂的消费量2000年为2200万吨，2002年增加为2530万吨，2003年为2680万吨，加上进口废塑料和添加剂后，消费量为3117万吨，是继美国之后的世界第2大塑料消费国。然而随着塑料产量增大和成本降低，大量的商品包装袋、液体容器以及农膜等，人们已经不再反复使用，而是用后即丢。即或是大型成型件，最后也会随着产品的损坏而被丢弃，使塑料成为一类用过即丢的产品代表。废弃塑料带来的“白色污染”已经成为一种不容忽视的社会公害。长江葛洲坝岸边堆积的“白色垃圾”8．2室内环境与化学一、环境舒适度所谓环境舒适度是指