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绿色化学与化工导论欢迎你翟翠萍绿色化学陈秀丽欢迎你绿色化学是当今国际化学学科研究的前沿，它吸收了当代化学、化工、物理、生物、材料、环境、和信息等学科的最新理论成果和技术，是具有重大社会需求和明确科学目标的新兴交叉学科。近十年来，绿色化学和技术已成为各国政府、学术界及企业关注的热点。通过本课程的学习，掌握绿色化学与化工的基本概念、基本原理，了解化学、化工生产中的资源与能源合理利用及生态环境可持续性发展间的关系。达到开阔视野，拓宽知识面，便于从整体上认识化学学科，树立既保护环境又推动工业生产发展的新观念。同时及时了解最新最热门的科学技术成果的研究进展以及国内外发展状况，为成为知识渊博、研究方向明确的高素质人才打下基础。开设本课程的目的教材及参考书1、沈玉龙、魏利滨、曹文华.绿色化学.北京：中国环境科学出版社,20192、闵恩泽、吴巍编著.绿色化学与化工.北京：化学工业出版社,2000．3、仲崇立.绿色化学导论.北京：化学工业出版社,20004、汪志勇、王官武、王中夏等.绿色化学导论.中国石化出版社,20065、贡长生、张龙.绿色化学化学.华中科技大学出版社,2019本课程为考查课，总学时数为36学时。考核形式：平时成绩70%，期终考查30%。期终考查以论文或问答题的形式考试。课程性质及要求lvsehuaxue2014126密码：20192019教学内容第一章绪论第二章绿色化学原理第三章无机合成反应的绿色化技术第四章绿色有机合成第五章高分子材料的绿色合成化学第六章精细化工的绿色化第七章化学工艺的绿色化教学内容第八章能源工业的绿色化第九章绿色化学中的过程强化技术集成第十章绿色化学化工过程的评估第十一章循环经济与生态工业园第一章绪论1.1绿色化学的兴起与发展1.2绿色化学研究的内容和特点1.3绿色化学的国内外发展概况1.4绿色化学是我国化学工业可持续发展的必由之路1.1绿色化学的兴起与发展1.1.1生态环境的危机呼唤绿色化学随着世界人口的急剧增加、各国工业化进程的加快、资源和能源的大量消耗与日渐枯竭、工农业污染物和生活废弃物等的大量排放，人类生存的生态环境迅速恶化，主要表现为大气被污染、酸雨成灾、全球气候变暖、臭氧层被破坏、淡水资源紧张和被污染、海洋被污染、土地资源退化和沙漠化、森林锐减、生物多样性减少、固体废弃物造成污染等。化学带来的污染Ø在巴西，曾用此种药治疗麻疯病，导致数十个生育畸形。NNHOOOOthalidomideØ1961年欧洲的对药物“反应停”（Thalidomide）的恐慌：在1950年代后期到1962年曾用作减轻孕妇恶心和呕吐的药剂，然而后来发现在46个国家中有1.2万名儿童具有出生缺陷其中德国就有5000人。最严重的情况，会产生缺胳膊少腿或严重畸形。Ø1962年女海洋生物学家RachaelCarson《寂静的春天》详细地叙述了DDT和其它杀虫剂对各种鸟类所产蛋的影响：它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰和鹗等。CCl3ClClDDTØ1972年禁止使用DDT，目前仍有一些国家生产和使用。700多户迁移，3300万美元清洁土壤1971年美国纽约州的尼亚加拉瀑布的loveCanal的运河床层中，发现了82种化学污染物。如苯、氯化物、氮化物、二恶英等致癌物质。同时在这一地区也发现了很高的生育缺陷和婴儿流产，以及肝癌和小儿诱导性神经疾病的高发作率。1000户居民搬迁，1000万美元购置居民搬迁用房，1000万美元止住渗漏1982年美国密苏里州首府附近小镇TimeBeaches化学剧毒事件:二恶英含量高达300~740×10-9（标准是1×10-9）Ø美国加利福尼亚州洛杉矶地区的大雾；在20世纪70年代：Ø美国俄亥俄州的Cuyahoga河，由于严重的化学污染而引起河面着火；Ø1984年印度波帕尔的化工厂，发生甲基异氰酸的大量泄漏，致死约4000人，伤者无数。Ø进入20世纪80年代，探明氟氯烃对大气臭氧层的破坏。会引起紫外光透过大气层，增加照射导致皮癌等。Ø宾夕法尼亚州匹兹堡市的黄烟。Ø1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核反应堆爆炸，使放射性物质传播远至瑞典。死亡45人，并使500公里外的儿童甲状腺癌患者明显增加。Ø90年代由于城市生活垃圾造成的白色污染Ø2019年4-6月间，英国利物浦附近的一家化工厂溢出了704磅二氯乙烯和331，000磅的三氯甲烷。全球十大环境问题大气污染臭氧层破坏全球变暖海洋污染淡水资源紧张和污染土地退化和沙漠化森林锐减生物多样性减少酸雨蔓延有毒的化学品和危险废物大气污染中国是世界上大气污染最为严重的国家，2019年大气污染造成的经济损失占总损失的16.1%。2019年，世界卫生组织曾对53个国家的272个大城市空气中的三种污染物（总悬浮颗粒物、二氧化硫、氮氧化物）指标作过统计调查，从而确定了世界十大污染城市名单。它们依次是：太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥城、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。臭氧层破坏意味着大量紫外线将直接辐射到地面，导致人类皮肤癌、白内障发病率增高，并抑制人体免疫系统功能；农作物受害而减产；破坏海洋生态系统的食物链，导致生态平衡的破坏。研究表明，臭氧层破坏与氟利昂分解时产生的氯原子有直接关系。臭氧层破坏全球变暖2019年7月10日，冰岛杰古沙龙湖，漂浮的冰川。冰岛约10万平方公里的国土面积中约有11%被冰川覆盖。专家称，未来200年间，冰岛的冰川将受全球变暖的影响而消失。气温上升的原因：人类燃烧煤、石油和天然气，排放大量CO2等温室气体由于全球气候变暖，将会对全球产生各种不同的影响，较高的温度可使极地冰川融化，海平面每10年将升高6厘米，因而将使一些海岸地区被淹没。影响农业和自然生态系统，威胁人类生存海洋污染目前，世界海洋污染状况最严重的是波罗的海、地中海、日本的濑户内海、东京湾、美国的纽约湾等。目前，我国大部分海域的水质基本保持良好状态。但近岸海域已受到不同程度的污染和生态破坏。特别是与大中城市毗连的海域、海湾、入海河口处的污染比较严重。在这些海域里，海洋生物大量减少，鱼、贝类濒于绝迹，有些已变成没有生命的“死海”。淡水资源紧张和污染目前约有100多个国家被列为缺水国家。中国也是淡水资源缺泛的国家。七大河流的污染顺序是：辽河海河淮河黄河松花江珠江长江。全球约有14亿人喝不到安全的饮用水，有23亿人没有起码的卫生条件，每天有6000名儿童死于卫生不良引起的疾病。中东14个国家中的9个已面临缺水困境，是世界上缺水国家最集中的地区。联合国环境规划署发布的《全球环境展望四》综合报告指出，从全球范围而言，污染的水源是人类致病、致死的最大单一原因。世界卫生组织（WHO）的一项调查显示:全世界80％的疾病是由饮用被污染的水而造成。全世界平均每年有4260亿吨工业废水和生活废水排入水体，多数河流和湖泊都受到不同程度的污染，其中约有40%的河流受到较为严重的污染。全世界50％儿童的死亡是由于饮用水被污染造成。土地沙化人类文明的摇篮底格里斯河、幼发拉底河流域，由沃土变成荒漠。中国的黄河，水土流失亦十分严重全球陆地面积占60%，其中沙漠和沙漠化面积29%。全世界每年有600万公顷土地沙漠化，其中320万公顷是牧场，250万公顷是依靠降雨的耕地，12.5万公顷是灌溉耕地。土地沙漠化使近1/6的人口生存环境受到影响。经济损失每年423亿美元。中国的土地沙漠化问题之严重更是令人触目惊心!近20年来我国土地沙化面积，平均以每年2460平方公里的速度扩展，这相当于每年损失一个中等县的区域面积。我国荒漠化的土地面积高达280多万平方公里，占我国国土面积的近1/3。每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。森林锐减全球森林面积的减少主要发生在20世纪50年代以后，其中1980年至1990年期间全球平均每年损失森林995万公顷，约等于一个韩国的面积，森林正以平均每年4000平方公里的速度消失。近100年来，中国的森林面积已经减少了50%，木材蓄积量减少了33%；森林覆盖率为13.92%，不到全世界森林覆盖率30%的一半，居世界第100位左右。目前地球上大约有1000万～3000万种生物物种。然而由于生态环境的破坏，地球上生物物种灭绝的速度比历史上任何时候都快:生物多样性减少每年大约有5万个物种灭绝，平均每天灭绝的物种达140个。估计到21世纪初，全世界野生生物的损失可达其总数的15%~30%。在中国，由于人口增长和经济发展的压力，对生物资源的不合理利用和破坏，生物多样性所遭受的损失也非常严重，大约已有200个物种已经灭绝；估计约有5000种植物在近年内已处于濒危状态，这些约占中国高等植物总数的20%；大约还有398种脊椎动物也处在濒危状态，约占中国脊椎动物总数的7.7%左右。酸雨降落到河流、湖泊中，会妨碍水中鱼、虾的成长（pH＜4.8，鱼类就会死亡），以致鱼虾减少或绝迹；酸雨成灾未受酸雨伤害的水稻受酸雨伤害的水稻酸雨还导致土壤酸化，破坏土壤的营养，使土壤贫脊化，危害植物的生长，造成作物减产，危害森林的生长。此外，酸雨还腐蚀建筑材料，有关资料说明，近十几年来，酸雨地区的一些古迹特别是石刻、石雕或铜塑像的损坏超过以往百年以上，甚至千年以上。我国重庆、贵州、长江三角洲、珠江三角洲雨水的pH值经常在4左右。全国每年由于酸雨污染造成的经济损失达200亿元左右。全球三大酸雨区美国和加拿大地区、北欧地区、中国南方地区。有毒的化学品和危险废物全世界每年排放的各种工业废弃物和城市生活垃圾约有100亿吨，其中5%-10%属于危险废物。我国2019年生活垃圾年产量约为1.36亿吨，工业固体废物9.5亿吨，其中化学品等危险废物约1000万吨。由于缺乏有效处理，我国历年的垃圾存量已超过60亿吨，全国660多个城市中有2/3处于垃圾包围之中.地球要做到出淤泥而不染太难了！！！1/3哺乳动物面临灭绝20％淡水鱼濒临灭绝9％树种面临灭绝50％珊瑚退化80％原始森林遭到破坏20％人口难以获得安全饮用水2/3人口面临供水困难和大气污染环境污染带来的后果江苏省的癌症发病率更为严重，在全国癌症死亡率最高的前30个县中，江苏占了9个。全省每年有12万人死于癌症，占全国癌症死亡人数的1/10。环境污染对人体的危害环境污染导致生活环境中的致癌物质越来越多。1991年至2000年，我国城市居民中的癌症死亡率上升了18.31％，农村居民中死亡率上升了11.03％。随着人类社会的发展，随意抛弃的垃圾已成为人们的眼中之钉，因此人们则将垃圾深埋或到遥远的荒郊野岭去抛弃。这就是所谓的“眼不见为净法”。人类对待污染的对策人类社会的早期，人口密度小，生活水平低下，精神文明程度低下，垃圾少且易分解。因此当时的人类对垃圾的采取随意抛弃的方式。（1）随意抛弃法：（2）深埋或遥远抛弃法:即生产的过程或生产出的产品出现污染了，马上进行处理。如：大气被污染了，马上进行大气污染治理；水被污染了，又进行水治理。这是一种消极被动的处理方法。（3）异国他乡抛弃法目前这已成为严重的国际问题，许多发展中国家都大力抵制这种“侵略”。因此异国他乡抛弃法是一种“侵略法”。（4）末端处理法1.1.2环境保护的宣传和法规推动绿色化学蕾切尔.卡逊（RachelCarson）（1907—1964），海洋学家v环境保护的警世之作——《寂静的春天》1962年，美国女科学家RachelCarson所著《SilentSpring》出版，书中详细地叙述了DDT等杀虫剂对各种鸟蛋的影响，使鸟类数量急剧减少，使原来花红叶绿、百鸟歌唱的春天变得“一片寂静”。在后来的30年间，千百万吨滴滴涕在全世界被使用。在非洲，它可能拯救了几百万人的性命。消灭了虫害，农民的收成剧增。《寂静的春天》这本书第一次对人类长期流行于全世界的口号——“向大自然宣战”、“征服大自然”的绝对正确性提出了质疑。她指出，化学杀虫剂的生产和应用，会殃及很多有益生物，连人类自己也不能幸免。尽管当时的工业界特别是化学工