保护生存环境

选修1第四章保护生存环境20世纪以来，随着科学技术的迅猛发展，人类创造了空前丰富的物质财富。而与此同时，自然资源的过度开发和消耗，污染物的大量排放，也导致了全球性的资源短缺、环境污染和生态恶化。温室效应臭氧层破坏酸雨蔓延大气污染水体污染固体废弃物污染森林锐减土地荒漠化海洋污染生物多样性减少干燥、清洁空气的组成：氮气78%氧气21%其他1%（体积分数）一、改善大气质量由于近代工业和交通运输的迅速发展，人类向大气中排放大量烟尘和有害气体，对大气造成污染。大气污染物包括颗粒物（灰尘）硫的氧化物（SO2、SO3）氮的氧化物（NO、NO2）CO、碳氢化合物、氟氯代烷（一）大气污染酸雨、臭氧层破坏、温室效应与全球变暖问题是目前大气质量所面临的三大问题。改善大气质量，应首先弄清楚大气污染的成因，才能对症下药，并以积极的防治。思考：1．酸雨有什么危害？怎样的降水称之为酸雨？可用哪些化学方程式来简单表示酸雨的形成？2．臭氧层破坏的“罪魁祸首”是哪些物质？它们在破坏臭氧的过程中充当了什么角色？3．温室效应可能给我们的未来带来怎样的影响？常见的“温室气体”是什么？温室效应的不良影响温室效应（全球变暖）将可能导致两极冰川融化，使海平面升高，淹没部分沿海城市，以及使土壤沙漠化、农业减产等温室气体及其来源①二氧化碳：化石燃料燃烧，火山喷发、森林、草原燃烧、植物秸秆燃烧以及动物呼吸②甲烷：天然气开采和使用、石油的开采和炼制，都会不同程度地向大气中排放甲烷③一氧化二氮：可燃物质在空气中高温燃烧，喷气式飞机在飞行中排出的气体④氟氯代烷：氟氯代烷的生产和使用1、减少煤等化石燃料的燃烧产生的污染从煤的组成分析可能造成的污染COSO2NONO2CSN（二）改善大气质量目前采用的主要措施：(1)改善煤的质量选洗加工—降低含硫量和含灰量调节燃烧时的空燃比、采用新型的煤粉燃烧器向煤中加入适量的石灰石，反应如下：2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2(2)改进燃烧的装置和燃烧的技术、改进排烟的设备等(3)发展洁净煤技术，综合利用煤煤的气化：煤的液化降低燃煤使用，加快开发新型能源太阳能、风能、地热能、核能、氢能(4)调整和优化能源结构水煤气、干馏煤气等C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)高温2、减少汽车等机动车尾气污染汽车尾气中含有哪些大气污染物？CO、氮氧化物和碳氢化合物，含铅化合物等。在相应的大气污染物排出总量中可达到40％－50％减少汽车尾气污染的主要措施推广使用无铅汽油在汽车尾气系统中装置催化转化器减少汽车尾气污染的主要措施在催化转化器的前半部：2CO+2NO====2CO2+N2催化剂在催化转化器的后半部：2CO+O2====2CO2C7H16+11O2====7CO2+8H2O催化剂催化剂将液化石油气(LPG)作为汽车燃料减少汽车尾气污染的主要措施用锂离子电池为汽车提供动力减少汽车尾气污染的主要措施3、减少室内污染造成室内污染的主要原因：（1）来自家用燃料燃烧、烹调和吸烟等产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2和尼古丁；（2）建筑材料和装饰材料带来的危险：它们有的含有挥发性有机物，如甲苯、苯、二甲苯、甲醛等；还有放射性元素，如氡。CO的危害：Hb＋O2HbO2血红蛋白氧合血红蛋白Hb＋COHbCO血红蛋白碳氧血红蛋白甲醛主要危害：室内含量为0.1mg/m3时就有异味和不适感；0.5mg/m3可刺激眼睛，引起流泪；0.6mg/m3可引起咽喉不适或疼痛；浓度高时可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘，甚至肺水肿。长期接触低剂量甲醛可引起呼吸道疾病甚至引起鼻咽癌。①氡是无色无味放射性气体，来自地下岩石或土壤，以及含有放射性元素的天然石材。②长期吸入氡，超标量的氡会增加肺癌的发病率。氡的危害国际通用的放射性标志二爱护水资源巴西印尼美国世界日本印度中国05000100001500020000250003000035000400004500050000人均水量/立方米世界人均水量和一些国家的人均水量四分之一水上垃圾随处可见城市水污染缺水造成土地沙漠化我们的将来，，，水中的重金属污染物主要包括：汞、镉、铅和铬，其主要来自化工、冶金、电子、电镀等行业排放的工业废水。它们能在生物体内积累，不易排出体外，当超过一定量后直接对机体造成毒害，因此危害很大。1、重金属污染如：0.1mg/L的汞可在数分钟毒死95%以上对虾受精卵（一）水体污染的危害水中的重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐级加大案例1－20世纪30年代，日本1931年日本富山县出现了一种怪病，患者大多是妇女，病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，就连咳嗽都能引起骨折。患者不能进食，疼痛无比，常常大叫“痛死了！”“痛死了！”有的人因无法忍受痛苦而自杀。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病”（Itai－ItaiDisease）。经过调查，造成这种骨痛病的原因是富山县神通川上游的炼锌厂长年累月排放含镉的废水，当地农民长期饮用受到镉污染的河水，并且食用此水灌溉生长的稻米，于是镉便通过食物链进入人体，在体内逐渐积聚，引起镉中毒，造成“痛痛病”。更可怕的是，水中的某些重金属污染物又可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物：甲基氯化汞的毒性比氯化汞的更大！案例2－20世纪50年代，日本日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名为“水俣病”。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。这是汞化合物（氯化甲基汞（CH3HgCl））引起的著名环境公害病，两眼斜视、吞咽困难、阵发性抽搐、口腔张开而不能说话，有的小孩眯着眼睛发出狂笑，不能自已。症状严重的，可出现痉挛、麻痹、意识障碍等急性发作，并很快死亡。2、植物营养物质污染大量有机物或无机营养盐进入大海或海湾引起海域水体富营养化，诱发赤潮。含N或含P的化合物（蛋白质、磷肥）蛋白质在水中的分解过程：蛋白质→氨基酸→氨最终以硝酸盐的形式成为水生植物的养料，而使藻类和其它浮游生物大量繁殖。赤潮：是由于水体严重富营养化，浮游生物异常繁殖使海水变色的现象。发生赤潮时，大量浮游生物浮在水面，减少或隔绝水中溶解氧的来源，使大量鱼类等水生生物缺氧而死。赤潮对人类健康的危害有些赤潮生物分泌赤潮毒素，当鱼、贝类处于有毒赤潮区域内，摄食这些有毒生物，虽不能被毒死，但生物毒素可在体内积累，其含量大大超过食用时人体可接受的水平。这些鱼虾、贝类如果不慎被人食用，就引起人体中毒，严重时可导致死亡。由赤潮引发的赤潮毒素统称贝毒，目前确定有10余种贝毒其毒素比眼镜蛇毒素高80倍，比一般的麻醉剂，如普鲁卡因、可卡因还强10万多倍。贝毒中毒症状为：初期唇舌麻木，发展到四肢麻木，并伴有头晕、恶心、胸闷、站立不稳、腹痛、呕吐等，严重者出现昏迷，呼吸困难。赤潮毒素引起人体中毒事件在世界沿海地区时有发生。据统计，全世界因赤潮毒素的贝类中毒事件约300多起，死亡300多人。这种现象出现在江河湖泊则称为“水华”3、石油、高危化工品泄漏、农药的广泛使用带来的污染a.分解耗氧引起溶解氧下降；b.水表覆盖油污，使溶解氧下降；c.油污附在动物呼吸器官，引起窒息死亡。91年海湾战争，中东国家油库被损，原油泄漏至海湾，酿成了世界上最大的原油泄漏事件，不计其数的海洋生物死于这场非难。05年11月13日13时40分左右，地处吉林省吉林市的中石油吉林石化公司101厂一化工车间连续发生爆炸航拍受污染的松花江超市供不应求，饮用水和饮料顷刻间被抢购一空哈尔滨市政府发布公告05年11月22日中午起全市停水4天1、措施：控制工业废水和生活废水的排放。2、方法：物理法、生物法和化学法。3、污水处理程度：一级、二级和三级化学处理法(1)化学混凝沉淀法：如Al(OH)3胶体凝聚水中的悬浮颗粒(2)中和法(3)化学沉淀法(4)氧化还原法（二）改善水质占地450多亩的北京污水处理厂北京市现处理一吨垃圾花103.49元,一年的处理费用就是5亿多元。这还不包括建设垃圾处理场的费用,建一座大型垃圾填埋厂就得花1～2亿元,建一座大型垃圾焚烧厂就得花20多亿元,这又是一笔很大的支出。当前大量未经分类就填埋或焚烧垃圾,既是对资源的巨大浪费,又会产生二次污染。三、垃圾资源化垃圾处理的原则无害化、减量化、资源化垃圾处理的常用方法（1）卫生填埋法避免了露天堆放产生的问题,其缺点是建填埋场占地面积大,使用时间短(一般十年左右),造价高,垃圾中可回收利用的资源浪费了;而且填埋场的渗出液容易污染其周围的土壤和水体1.垃圾处理（3）焚烧法（2）堆肥法这种方法是利用自然界的微生物对垃圾中的有机物进行分解,使之形成肥料,作为农作物的营养,从而达到垃圾处理,净化城市环境,又提高土壤肥力的目的,但堆肥中的重金属有可能对土壤造成污染.并且这种方法需要人们将有机垃圾与其它垃圾分开才行,它具有很好的发展前景。优点:占地少,能大大减少排放量，使垃圾体积缩小50%～95%;焚烧温度高,能彻底消灭病原体;焚烧过程中产生的热量可用于城市供暖、发电等。缺点：投资大，烧掉了可回收的资源,释放出有毒气体,如二恶英、电池中的汞蒸汽等,并产生有毒有害炉渣和灰尘。二恶英的结构简式，能溶于人体脂肪内并长期积累，即使是微量，长期摄入也会引起癌症。垃圾的合理利用和回收1、建立垃圾发电厂2．垃圾回收（2）垃圾分类的方法及其类型（1）垃圾回收的重要意义垃圾只是放错了地方的资源六个粗分的一级类别八个细分的二级类别回收标志如电池垃圾和医疗垃圾处理个别垃圾个别处理白色污染的危害与治理治理的基本思路（1）改进塑料的配方和生产工艺，研制一些易分解的新型塑料，在一定条件下，经过一定时间会降解为简单物质或被生物分解。（2）3R运动：即减量化（Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)2.白色污染微生物讲解塑料在土壤中易被分解白色塑料的回收处理我国制订的塑料包装制品回收标志（3）废热固性塑料的利用对废热固性塑料再利用的途径主要是它粉碎后加入黏合剂作为加热成型产品的填料。（4）废热塑性塑料的利用a.再加热熔融,使其重新成为制品b.在无氧条件下,高温裂制成燃料油或重新制造塑料的原料c.和其他垃圾一起焚烧生产热能.酸雨的危害1、破坏农作物、森林、草原2、使水、土酸性化3、加速建筑物、工业设备、电缆等腐蚀1、酸雨正常雨水PH≈5.6酸雨5.6SO2+H2O=H2SO32H2SO3+O2=2H2SO43NO2+H2O=2HNO3+NO在瑞典，CaCO3粉末被喷洒到受酸雨影响的湖泊中，其中涉及了哪个化学反应？2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2臭氧空洞形成的主要原因——人类活动排入大气的某些化学物质（如氟氯代烷、溴的卤代烃等）与臭氧发生作用，使臭氧层受到破坏。Cl+O3→ClO+O2ClO+O→Cl+O2总式O3+O→2O2氟氯代烷、溴的卤代烃等：催化剂2、臭氧层破坏煤的组成（部分）一级处理二级处理三级处理混凝法各种混凝剂及其净水原理明矾（十二水硫酸铝钾－KAl(SO4)2·12H2O）Al2(SO4)3、聚合铝、FeSO4、Fe2(SO4)3——广泛使用的净水混凝剂KAl(SO4)2K+＋Al3+＋2SO42－Al3+＋3H2OAl(OH)3＋3H+天然水中的杂质多以悬浮物和胶体存在，且胶体一般带负电Al(OH)3胶体粒子带正电Al(OH)3胶体为絮状，本身疏松多孔中和法沉淀法对于高浓度的酸、碱废水，应优先考虑回收利用，如采用浓缩的方法回收酸、碱等主要用于处理废水中的重金