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高中的化學(xué)理論在環(huán)境方面的解釋
環(huán)境污染 :有害物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統的數量超過(guò)了生態(tài)系統的自?xún)裟芰,因而打破了生態(tài)平衡,使人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境發(fā)生惡化 ,環(huán)境中發(fā)生有害物質(zhì)積聚的狀態(tài)。當前,主要有三大環(huán)境問(wèn)題:大氣污染、水污染、土壤污染。那么面對目前日益惡化的環(huán)境問(wèn)題,作為當今高中生、明日國家的建設者,對高中化學(xué)理論和環(huán)境污染認識,將對祖國未來(lái)建設產(chǎn)生影響。而環(huán)境教育要從現在抓起、從娃娃抓起。那么高中化學(xué)理論在環(huán)境污染方面作何解釋?zhuān)?/p>
一、高中化學(xué)理論下大氣污染:溫室效應、酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧空洞、鉛污染。
1、CO2 與溫室效應:(此知識已在初中化學(xué)學(xué)習)
我們知道燃燒礦物燃料燃燒后,產(chǎn)生CO2、CH4、CFCl3、N2O…,允許陽(yáng)光進(jìn)入地面,對紅外線(xiàn)有強烈吸收作用,使大氣溫度上升。 它的危害將非常深遠:近百年地球氣候年均升溫0.6℃;夏季降水量將減少,臺風(fēng)頻繁發(fā)生;森林減少,荒漠擴大,昆蟲(chóng)北移;預計到2100年全球氣溫上升3.5℃;兩極冰山融化,海平面上升15-95cm;中緯度氣候帶北移150-550km。
2、SO2與硫酸酸霧:(此知識在高一化學(xué)氧族元素)
SO2來(lái)自含S的煤 石油的燃燒,H2SO4廠(chǎng),礦物煅燒:2SO2 + O2 = 2SO3、SO3 + H2O = H2SO4 。在SO2 、NO2和水作用下形成酸雨,它將使祖國土壤、江河湖泊酸化,導致魚(yú)類(lèi)不能繁育,腐蝕建筑和古跡,影響人體健康,使農作物枯死。而且酸雨可以漂移,造成大范圍公害。有季節性,夏季pH高。我國酸雨屬硫酸型。
3、NOx與光化學(xué)煙霧(此知識在高二化學(xué)氮族元素)
氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是對人體有害的氣體。氮氧化物和碳氫化合物(HC)在大氣環(huán)境中受強烈的太陽(yáng)紫外線(xiàn)照射后產(chǎn)生一種新的二次污染物----光化學(xué)煙霧,在這種復雜的光化學(xué)反應過(guò)程中,主要生成光化學(xué)氧化劑(主要是O3)及其他多種復雜的化合物,統稱(chēng)光化學(xué)煙霧。CxHy化物、NO2在日光下:NO2 → NO + O、O + O2 → O3、O3 + CxHy → RCHO、RCHO + NO2 + NO → CH3(CO)OONO2 (PAN)、PAN+O3 + RCHO → 光化學(xué)煙霧(強氧化劑)。
1943年,美國洛杉磯市發(fā)生了世界上最早的光化學(xué)煙霧事件,此后,在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區也先后出現這種煙霧。經(jīng)過(guò)反復的調查研究,直到1958年才發(fā)現,這一事件是由于洛杉磯市擁有的250萬(wàn)輛汽車(chē)排氣污染造成的,這些汽車(chē)每天消耗約1600 t汽油,向大氣排放1000多噸碳氫化合物和400多噸氮氧化物,這些氣體受陽(yáng)光作用,釀成了危害人類(lèi)的光化學(xué)煙霧事件。目前,由于我國內地汽車(chē)油耗量高,污染控制水平低,已造成汽車(chē)污染日益嚴重。部分大城市交通干道的NOx和CO嚴重超過(guò)國家標準,汽車(chē)污染已成為主要的空氣污染物;一些城市臭氧濃度嚴重超標,已具有發(fā)生光化學(xué)煙霧污染的潛在危險。
4、氣臭氧層及其破壞(此知識在高一化學(xué)氧族元素)
大氣臭氧層分布于平流層,是地球的天然屏障,可以吸收99%的紫外線(xiàn)。氟里昂即氯氟烴,包括 F-11(CFCl3)F-12(CF2Cl2)哈龍1301(CF3Br)等。當氟里昂進(jìn)入同溫層受紫外線(xiàn)照射并與O3 反應:CF2Cl2 → CF2Cl · + Cl ·、Cl ·+ O3→ClO ·+ O2 、ClO ·+ O→Cl ·+ O2。每一Cl·(氯自由基)消耗10萬(wàn)O3。O3減少10%,紫外線(xiàn)輻射增加19-22%,皮膚癌增加15-25%。危害角膜、免疫系統。
5、鉛污染
自1923年美國實(shí)際使用四乙基鉛作為汽油的抗爆性能(即汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒能力,用辛烷值表示)起,到70年代初,世界各國大都采用含鉛汽油。在當時(shí)的技術(shù)水平和歷史條件下,汽油加鉛對改造汽油性能起到了重要作用。但是,四乙基鉛是一種無(wú)色油狀、易溶于汽油的劇毒物質(zhì)。使用含鉛汽油的車(chē)輛,所排放的廢氣中鉛主要是以氧化鋁形式存在,它損害人的造血機能,使腸胃中毒,嚴重時(shí)可使神經(jīng)中樞中毒,還能損害心臟和腎臟功能。它對孕婦和嬰兒的影響尤為重要,血鉛含量過(guò)高影響兒童的身體發(fā)育和智力;兒童血鉛含量每公斤體重增加 10微克,智商水平下降2-4個(gè)智商數,而鉛在人體中蓄積,不易排出,衰期為12年,一旦嬰兒體內血鉛增高,將產(chǎn)生長(cháng)期的危害。鉛不僅使人體健康遭到嚴重損害,也可使汽車(chē)凈化裝置中的催化劑“中毒”而失去凈化效果,使機動(dòng)車(chē)輛排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。據分析,城市中80%的空氣污染物源于含鉛汽油,全世界有17億人的健康因此受到威脅。
二、高中化學(xué)理論下水污染:水體富營(yíng)養化與赤潮與海洋污染、重金屬污染。
水污染的種類(lèi)有:1.無(wú)機污染物、2.有機污染物、3. 水體富營(yíng)養化、4. 水體熱污染、5. 赤潮與海洋污染等。其中水體富營(yíng)養化與赤潮與海洋污染是高中化學(xué)經(jīng)常接觸的。(此知識在高二化學(xué)氮族元素)
1、水體富營(yíng)養化與赤潮與海洋污染
赤潮是在特定的環(huán)境條件下,海水中某些浮游植物、原生動(dòng)物或細菌爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現象。赤潮是一個(gè)歷史沿用名,它并不一定都是紅色,實(shí)際上是許多赤潮的統稱(chēng)。
由于城市工業(yè)廢水和生活污水大量排入海中,使營(yíng)養物質(zhì)在水體中副集,造成海域富營(yíng)養化。此時(shí),水域中氮、磷等營(yíng)養鹽類(lèi);鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加,促進(jìn)赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明,赤潮發(fā)生海域的水體均已遭到嚴重污染,富營(yíng)養化。氮磷等營(yíng)養鹽物質(zhì)大大超標。據研究表明,工業(yè)廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的鐵螯合劑和小于2 mg/dm3 的錳螯合劑,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率,相反,在沒(méi)有鐵、錳元素的海水中,即使在最適合的溫度、鹽度、PH和基本的營(yíng)養條件下也不會(huì )增加種群的密度。
2、重金屬污染。
1)水俁病事件:1953~1956年日本熊本縣水俁市 含甲基汞的工業(yè)廢水污染水體,使水俁灣和不知火海的魚(yú)中毒,人食用毒魚(yú)后受害。1972年日本環(huán)境廳公布:水俁灣和新縣阿賀野川下游有汞中毒者283,其中60人死亡。2)痛痛病事件:1955~1972年日本富山縣神通川流域 鋅、鉛冶煉廠(chǎng)等排放的含廢水污染了神通川水體,兩岸居民利用河水灌溉農田,使稻米和飲用水含鎘而中毒,1963年至1979年3 月共有患者130人,其中死亡81人。
三、高中化學(xué)理論下土壤污染:無(wú)機污染物、有機污染物
無(wú)機污染物:Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等;有機污染物:酚、氰、農藥等。(此知識在高二化學(xué)氮族元素)
染污的土壤,影響作物的生長(cháng) 如Mn、Cu和磷酸影響植物對Fe的吸收;無(wú)機砷影響水稻的生長(cháng);磷肥中的三氯乙醛影響小麥的生長(cháng)等。影響人體的健康,土壤污染可以進(jìn)而造成大氣污染、水污染,吸入人體或通過(guò)飲水和食物鏈進(jìn)入人體,影響健康。
此外。城市的噪聲污染、噪光污染也越來(lái)越嚴重,已經(jīng)引起人們的關(guān)注。
作為新世紀的一代,不但要有能力去發(fā)展新的、對環(huán)境更友好的化學(xué),以防止化學(xué)污染;而且要讓年輕的一代了解綠色化學(xué)、接受綠色化學(xué)、為綠色化學(xué)作出應有的貢獻。為環(huán)境作出應有的貢獻。
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