《化学与环境》PPT课件.ppt
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1、化学与环境1972年,联合国在瑞典的斯德哥尔摩召开了有113个国家参加的联合国人类环境会议。会议讨论了保护全球环境的行动计划,通过了人类环境宣言。会议建议联合国大会将这次会议开幕的6月5日定为“世界环境保护日世界环境保护日”。1661年,英国人伊夫林给英国政府(英王查理二世)写了一个关于伦敦污染的报告 Fumifugium(驱逐烟气)(驱逐烟气)The Inconveniencie of the Aer and Smoak of London Dissipated John Evelyn 1620-1706环境问题环境问题 由来已久,于今为烈由来已久,于今为烈 十七世纪十七世纪十八世纪中叶(工
2、业革命)十八世纪中叶(工业革命)英国伦敦“雾都”美国匹兹堡“烟城”足尾铜矿污染事件(日本)煤烟污染煤烟污染Smog=Smoke+Fog1895年 制铜精炼过程中会产生的烟,矿毒气(主成分为亚硫酸气)和矿毒(金属离子),给周边环境带来严重威害。矿山周围24 平方千米的土地成为不毛之地。严重流失的土地被河流堆到渡良濑川下游,造成河面比平地高的天井河地势。总受害面积达400 平方千米。日本栃木县日光市足尾地区(Ashio)从江户时代起产铜。十九世纪末,它成为日本最大的矿山年生产量达数千吨,成为东亚第一铜产地。矿道之长达1200KM。1973年,铜矿关闭。年,铜矿关闭。2005年3月 二十世纪二十年代
3、以来二十世纪二十年代以来 石油污染石油污染 洛杉矶市洛杉矶市(Los Angeles)(Los Angeles)从1943年开始,在洛杉矶上空出现了浅蓝色的烟雾。这种烟雾刺激人的眼睛、咽喉,威胁居民健康,同时也影响农牧业生产,特别是多叶蔬菜受到严重损害。洛杉矶市在1947年,通过法令,禁止所有户外的燃烧行为,并且规定市内每一个焚化炉,都必须装设静电沉积器,以减少焚化炉废气中的固体微粒,排放到大气中。随后几年,空气中的灰烟和微粒,果然大量减少;但奇怪的是,洛杉矶市的居民,依然饱受烟雾之苦。N2+O2+热 2NO 2NO+O2 2NO2NO2+紫外线 NO+OO+O2+M O3+M*其中M可以是氮
4、气分子、氧气分子或是固体微粒。它的作用是吸收在臭氧分子的生成过程中,所释放出来的热量。海格史密特Arie Jan Haagen-Smit1900-1977 the father of air pollution control 1948年年 汽油挥发或燃烧所排放出的碳氢化合物,可以和臭氧或原子态汽油挥发或燃烧所排放出的碳氢化合物,可以和臭氧或原子态的氧起反应,产生醛类化合物。例如的氧起反应,产生醛类化合物。例如:HC+O HCOHC+O3 HCO3HCO+O2 HCO3HCO3+HC RCHO 或 RCOR其中HC是碳氢化合物,R代表烷基,RCHO是醛类化合物,RCOR是酮类化合物。另外,在氮
5、氧化合物及臭氧的存在下,碳氢化合物也可以进行另外,在氮氧化合物及臭氧的存在下,碳氢化合物也可以进行各种反应,而产生过氧酰硝酸盐各种反应,而产生过氧酰硝酸盐(peroxyacyl nitrates PANs):HCO3+NO HCO2+NO2HCO3+O2 O3+HCO2HCO3+NO2 RCO3NO2(即PANs)+其它产物2NO2+H2O HNO3+HNO2光化学烟雾光化学烟雾 Photochemical smog由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在阳光的作用下发生化学反应,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,参
6、与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。二十世纪五十年代二十世纪五十年代 LondonLondon,英国,英国,英国,英国 1952 1952年年年年1212月月月月 造成了造成了造成了造成了40004000人死亡,人死亡,人死亡,人死亡,后来陆续死亡的人数超过后来陆续死亡的人数超过后来陆续死亡的人数超过后来陆续死亡的人数超过1200012000人。人。人。人。四日市气喘病四日市气喘病1955年,日本四日市,空气污染造成的气喘病年,日本四日市,空气污染造成的气喘病熊本水俣病熊本水俣病1950年,日本熊本县水俣镇,汞中毒年,日本熊本县水俣镇,汞中毒新潟水俣病新潟水俣
7、病1963 年,日本新澙县,汞中毒年,日本新澙县,汞中毒痛痛病痛痛病1955年,神通川地区年,神通川地区,镉中毒,镉中毒日本四大公害病世界六大污染事故意大利塞维索化学污染事故意大利塞维索化学污染事故 1976年7月意大利塞维索一家化工厂爆炸,剧毒化学品二恶英(Dioxin)扩散,使许多人中毒。事隔多年后,当地居民的畸形儿出生率大为增加。美国三里岛核电站泄漏事故美国三里岛核电站泄漏事故1979年3月,美国宾夕法尼亚州三里岛核电站反应堆元件受损,放射性裂变物质泄漏,使周围50英里以内约200万人口处在极度不安之中,人们停工停课,纷纷撤离,一片混乱。墨西哥液化气爆炸事件墨西哥液化气爆炸事件1984年
8、11月,墨西哥城郊石油公司液化气站54座气储罐几乎全部爆炸起火,对周围环境造成严重危害,死亡上千人,50万居民逃难。印度博帕尔毒气泄漏事故印度博帕尔毒气泄漏事故1984年12月,美国联合碳化物公司设在印度博帕尔市的农药厂剧毒气体外泄,至1984年底,该地区有2万多人死亡,20万人受到波及,附近的3000头牲畜也未能幸免于难。在侥幸逃生的受害者中,孕妇大多流产或产下死婴,有5万人可能永久失明或终生残疾。前苏联切尔诺贝利核电站事故前苏联切尔诺贝利核电站事故1986年4月,前苏联基铺地区切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸起火,放射性物质外泄,上万人受到伤害,也造成了其他国家遭受放射性尘埃的污染,中国的北
9、京上空也检测到这样的尘埃。德国莱茵河污染事故德国莱茵河污染事故1986年11月,瑞士巴塞尔桑多兹化学公司的仓库起火,大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河,使靠近事故地段河流生物绝迹,成为死河。100英里处鳗鱼和大多数鱼类死亡,300英里处的井水不能饮用,德国和荷兰居民被迫定量供水,使几十年德国为治理莱茵河投资的210亿美元付诸东流。保护臭氧层保护臭氧层The Nobel Prize in Chemistry 1995“for their work in atmospheric chemistry,particularly concerning the formation and decompos
10、ition of ozone”克鲁森Paul J.Crutzen1933-罗兰F.Sherwood Rowland 1927-莫利纳Mario J.Molina1943-查普曼(Sydney Chapman)在1930年就揭示了平流层中臭氧层的形成的物理和化学过程。短波长的紫外线可以把氧气变成氧原子,氧原子和其他氧气结合形成臭氧当氧原子和臭氧再次结合的时候又会形成两个氧分子。上世纪50年代,贝茨(David Bates)和 尼科尔(Marcel Nicolet)证明不同的自由基,尤其是hydroxyl(OH)和 nitric oxide(NO),可以催化这个再次结合的反应,减低臭氧总量。197
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