环境与化学研究优秀PPT.ppt

化学 与 环境一、环境的概念n人类环境自然环境+社会环境；n自然环境地质环境（矿藏、自然遗址等）、土壤、大气、水体（海洋、湖泊、河流等）；生物环境（森林、草原、野生动物、野生植物等）；n社会环境生产环境；交通环境；商业环境；聚落环境；文教环境；卫生环境；旅游环境等。环境的概念稳定性与变异性：环境结构具有：相对的稳定性；永久的变异性；有限的调整实力。拥有文明存在的我们的地球只有一个（行星、生物圈、适当的体积和重量、适当的运转条件、磁场强度、丰富的元素）爱护我们的环境！保持其有限的调整实力！保持环境的可持续发展！自然界的报复：20世纪上叶半发生的著名的世界八大公害事务：1932年12月比利时发生的马斯河谷烟雾事务（SO2，氟化物，微粒）；1943年5月到10月美国落杉矶的光化学烟雾事务（SO2：1.34ppm，CO，Nox，O3，醛类）；1948年10月发生在美国的多诺拉烟雾事务（SO2）；1952年12月英国伦敦的烟雾事务（微粒：4500微克/米3）；自然界的报复：n1955年日本四日市的哮喘事务（重金属微粒，SO2）；n1953年日本的水俣病事务；n1955年日本的土壤重金属污染痛痛病事务；n1968年日本的农药污染米糠油事务；n大气污染 水污染 土壤污染当前面临的十大环境问题：全球气候变暖*；臭氧层破坏*；酸雨扩散；大气污染严峻；淡水资源枯竭和恶化*；固体废物弃置*；生物多样性削减；森林面积锐减；土壤退化和沙漠化；资源匮乏。二、大气环境化学二、大气环境化学 Atmospheric Environmental ChemistryGasesn常量气体:N2 78.1%;O2 21.0%;Ar2 0.9%;CO2 0.03%;H2 O 1-3%;n微量气体 :自然水的组成及水质特征n有机物质：水生植物光合作用的产物+水生动物在不同阶段分解产物，通常分为非腐殖质和腐殖质；n溶解气体：O2、CO2、H2S、N2等。来自大气中各种气体的溶解，水生动植物的活动，化学反应，还可能来自于海底火山的爆发。水质和水质指标npH，自然水体pH一般在69之间。自然水体中含有各种碳酸化合物，所以一般具有确定的缓冲实力；n悬浮固体（SS）：指水体中呈固体状的不溶解物质；n化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）及总有机碳（TOC）n细菌含量；关于COD、BODnCOD：用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量：nK2Cr2O7法、KMnO4法：nBOD：表示水中有机污染物经微生物分解所需的氧量；nTOC：总有机碳或总耗氧量。水体污染及其危害n水体的自净作用及限度；n水体污染：当人类排放的污染物大量进入水体而超过了水体的自净实力时造成；n水体污染物来源：n（1）自然过程产生：大气着陆物、岩石风化、有机物的自然降解；n（2）生产活动产生：工业废水、生产废液等；n（3）生活活动产生：日常生活排放的废水水体污染及其危害n水污染物及其分类：n（1）耗氧污染物：主要来自生活污水和工农业排污，会导致水体溶氧削减，水质恶化；n（2）致病污染物：来自医院、屠宰场等，会导致人类和动物的疾病的传染；n（3）合成有机物：来自工业有机品及其降解产物，由于很难再降解，对水生物有明显的毒性；水体污染及其危害n水体污染的危害：（1）危害人体健康：如水俣病（汞中毒）；骨痛病（镉中毒）；氟骨病（氟积累）。全世界重大水污染事务全世界重大水污染事务n 英国1848年和1854年夏天伦敦霍乱大流行，每次死亡10000余人；n 1925年日本水俣病爆发，剧毒物质甲基汞，使海水严峻污染，鱼虾体内蓄积大量甲基汞，受害人数发展到10000余人；n日本的痛痛病事务，用含镉废水浇灌稻田，生产出含镉稻米；n日本米糠油事务，1968年，日本的九州、爱知县等23个县，在米糠油生产过程中运用了剧毒物质多氯联苯(PCBs)，使油遭到严峻污染；n孟加拉国的砷危机：孟加拉大约有7千万人口正在饮用砷污染的井水，其中20万人被诊断患砷中毒症。n中国上海甲型肝炎大流行：1988年1-3月，上海甲肝大流行，临床患者达31万人，死亡47人；n欧洲莱茵河污染事务：1986年11月，瑞士巴塞尔的山都兹化学公司仓库失火，导致有毒化学物质泄漏入莱茵河，使河水严峻污染；n印度德里市传染性肝炎大流行，19551956年，印度德里市爆发传染性肝炎，100万人口中患黄疽型肝炎者达29300人，加上无黄疽肝炎者共约97000人；水体污染及其危害n影响工农业生产：n（1）工业生产由于水质下降可引起产品质量下降、生产成本增加、设备损坏严峻等；n（2）农业生产可导致食物链中毒、渔产品锐减等。n海洋污染：最主要的是石油污染，通过海洋鱼贝类的污染转入人体。化学法 用石灰处理废水中的铅离子和汞离子nPb2+Ca(OH)2=Pb(OH)2+Ca2+nHg2+Ca(OH)2=Hg(OH)2+Ca2+也可以用硫化氢、硫化钠来处理nPb2+S2-=PbSnHg2+S2-=HgS 硬水中含有钙、镁、铁、锰等离子，用清石灰（主要成分是Ca(HCO3)）和纯碱（主要成分是）Na2CO3)处理，nCa(HCO3)2=H2O+CO2+CaCO3nCaHCO3+OH-=CO32-+H2OnCa2+CO32-=CaCO3nMg2+2OH-=Mg(OH)2氧化还原法：n氯：Cl2+H2O=HOCl+HCl HOCl=HCl+O O是一种很强的氧化剂和杀菌剂；n漂白粉：漂白粉的杀菌原理同氯气；n含氰废水的处理：n CN-+2OH-+Cl2=CNO-+2Cl-+2H2On氰酸盐的毒性仅是氰化物的毒性的千分之一，进一步氧化得：n2CNO-+4OH-+3Cl2=2CO2+N2+6Cl-+2H2On二氧化氯（ClO2）：n Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2n HCl+NaClO+2NaClO2=3NaCl+2ClO2+H2On 二氧化氯的杀菌实力比氯强，可以杀死孢子和病毒；n杀菌性质与水的无关；n可在水中存在杂质时产生杀菌作用；n臭氧：n O3+H2O=O+O2混凝法：n效果：去除水中的胶体杂质；n原理：在水中投入具有凝合实力的药剂，使水中的胶体凝合而沉降；n 常用的几种混凝剂：n 铝盐：Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3+3Na2SO4;n 聚合铝：Al2(OH)nCl6-nm 又称无机高分子n 镁盐：MgCO3+CaO+H2O=Mg(OH)2+CaCO3n 有机絮凝剂：高分子物质，具有吸附大量活性基及水中杂质粒子，使颗粒相互黏附形成絮凝的特性。水体的富养分化n缘由:水体中氮、磷等养分元素的大量积累，导致水质恶化，水生植物和藻类大量繁殖，水生动物因缺氧而死亡。n水体富养分化的特征：n a.富含氮、磷等养分元素的物质在水体中富集；n b.富养分化水体中绿色植物特殊是藻类的产生速率远远大于消耗其的鱼类等动物的需求；n c.养分物质不断地向水底富集，形成富含养分物质的沉积层。水体富养分化的危害n产生剧毒的藻毒素，严峻影响水质和人类健康；n造成水体中溶解氧大量削减，使水生动、物死亡，造成经济损失；n导致生态的严峻失衡，导致湖泊与河流走向死亡（沼泽化）；四、土壤环境化学 及 固体废气物的治理土壤及其基本结构与特性n土壤的组成：矿物质、有机质（主要是有机腐殖质）、水分和空气；n土壤的结构：由腐殖质表层、淀积层和母质层构成，从垂直方向看是非匀整的物质体系；n土壤的自净实力：具有同化和代谢外界输入物质的实力，但土壤的净化速率较缓慢，对不同物质的净化实力也不同。土壤的污染及其危害n何谓土壤污染？n 指人类活动产生的污染物通过不同途径输入土壤环境中，数量和速度超过了土壤的自净化实力，使土壤的生态平衡遭破坏，正常的功能失调。n土壤污染的特点：n 隐藏性和潜藏性；n 不行逆性和长期性。土壤污染的类型n水质污染型：工业废水、城市生活污水和受污染的地表水经浇灌而造成（80%）；n大气污染型：大气污染通过干、湿沉降过程形成，如重金属气溶胶、放射性元素、酸雨等；n固体废物污染型：由工矿业废气物、城市生活垃圾、污泥等造成，并可通过大气的迁移、扩散、沉降或水淋溶、地表径流污染周边的其他地区；n农业污染型：由于农业生产过程中运用的化肥、农药、垃圾堆肥、污泥长期运用所造成。主要污染物为化学农药、重金属、以及N、P富养分化污染物；n综合污染型：多污染源、多污染途径同时造成。土壤污染的危害 n对植物生长产生不利影响，重金属对土壤微生物产生破坏作用；n对人体健康产生影响及途径：n 土壤污物可通过挥发进入大气；n 受水的淋溶作用进入地下水和地表水；n 污物被作物吸取入人体，对环境造成二次污染。n工业废物和有毒有害化学品是造成土壤污染的一个主要来源：n世界上曾发生了一系列土壤污染及危害农作物以至震惊全球的重大污染事故：n 美国Love河谷事务；欧洲莱茵河污染事务；英国威尔士南部由于含铅、锌、铜等硫化物金属废渣造成严峻重金属污染；中国东北某铁合金厂的镉渣污染；前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站核扩散事故等，造成了居民死亡、牲畜污染、土壤污染、草地污染危害等。固体废物和有毒有害化学品污染固体废物和有毒有害化学品污染垃圾焚烧产生的恶果n向大气排放二噁暎这种致癌性特强的气体废物，产生了严峻的二次污染；n在废物燃烧过程中造成的空气污染物还包括：呋喃、多氯联苯、二氧化硫、氯苯酚、氯苯及诸如砷、铬、铅、汞等污染物；n上述污染物通过降水而进入水体，对鱼及水生生物产生危害，并可能进入食物链而危害人类固体废弃物的治理n掩埋；n分类处理；n焚烧（高温或催化燃烧）；n填海。n寻求一种有效的治理固体废弃物的途径？人有了学问，就会具备各种分析实力，明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。