大學化學教程第5章 化 學 與 環(huán) 境 保 護

1、 生產(chǎn)者分解者消費者環(huán)境胎兒性水俁病發(fā)笑癥（3歲開始）汞污染引起的胎兒性水俁病患者 h v在干凈的空氣中，在干凈的空氣中，SO2 氧化成氧化成SO3是是的的。 2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4 2H2SO3 + O2 2H2SO4 大氣中的煙塵經(jīng)常含有大氣中的煙塵經(jīng)常含有FeCl3、MgCl2、Fe2(SO4)3、MgSO4等，等，這些物質(zhì)都是這些物質(zhì)都是SO2氧化成氧化成SO3的催化劑。的催化劑。大氣中的煙塵大氣中的煙塵 h農(nóng)作物減產(chǎn)農(nóng)作物減產(chǎn)文物腐蝕文物腐蝕 工廠可以采取的措施有工廠可以采取的措施有 a) 安裝煙氣脫硫裝置；安裝煙氣脫硫裝置；b) 提高煤碳燃燒利用率；提高煤碳

2、燃燒利用率；c) 選擇低硫煤；選擇低硫煤；d) 使用天然氣；使用天然氣；e) 增加使用綠色能源的比例增加使用綠色能源的比例 。社會和公民可以采取的措施有：社會和公民可以采取的措施有：a) 用煤氣或天然氣代替燒煤，因為前兩者燃燒后不產(chǎn)生酸性氣體；用煤氣或天然氣代替燒煤，因為前兩者燃燒后不產(chǎn)生酸性氣體；b) 使用省電的電器，因為中國的大部分電力仍來自燃煤發(fā)電；使用省電的電器，因為中國的大部分電力仍來自燃煤發(fā)電；c) 乘坐公共交通，因為減少車輛數(shù)目就可以減少汽車尾氣的排放乘坐公共交通，因為減少車輛數(shù)目就可以減少汽車尾氣的排放量；量； d) 選擇包裝簡單的商品，因為生產(chǎn)過度包裝要多消耗電力；選擇包裝簡

3、單的商品，因為生產(chǎn)過度包裝要多消耗電力；e) 參與廢物回收，因為使用回收的資源制造產(chǎn)品可以節(jié)省電力。參與廢物回收，因為使用回收的資源制造產(chǎn)品可以節(jié)省電力。 v現(xiàn)代人正進入“室內(nèi)空氣污染”時期在世界衛(wèi)生組織公布的2002年世界衛(wèi)生報告中，室內(nèi)煙塵與高血壓、膽固醇過高癥及肥胖癥等被共同列為人類健康的10大威脅。報告指出，盡管空氣污染物主要存在于室外，但是人們長期生活在室內(nèi)，因此人們受到的空氣污染主要來源于室內(nèi)空氣污染。v專家認為，繼“煤煙型”、“光化學煙霧型”污染后，現(xiàn)代人正進入以“室內(nèi)空氣污染”為標志的第三污染時期。 v據(jù)統(tǒng)計，全球近一半的人處于室內(nèi)空氣污染中，室內(nèi)環(huán)境污染已經(jīng)引起35.7%的呼

4、吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的氣管炎、支氣管炎和肺癌。目前中國每年由室內(nèi)空氣污染引起的超額死亡數(shù)已經(jīng)達到11.1萬人，超額急診數(shù)達430萬人次，直接和間接經(jīng)濟損失高達107億美元。v調(diào)查表明，現(xiàn)代人平均有90%的時間生活和工作在室內(nèi)，65%的時間在家里。而現(xiàn)代城市中室內(nèi)空氣污染的程度則比室外高出數(shù)倍更令人擔憂的是，兒童比成年人更容易受到室內(nèi)空氣污染的危害。一份來自北京兒童醫(yī)院的調(diào)查在該院接診的白血病患兒中有九成患兒家庭在半年內(nèi)曾經(jīng)裝修。專家據(jù)此推測，室內(nèi)裝修材料中的有害物質(zhì)可能是小兒白血病的一個重要誘因。世界衛(wèi)生組織宣布全世界每年有10萬人因為室內(nèi)空氣污染而死于哮喘病，而其中35%為兒童

5、。據(jù)統(tǒng)計，我國兒童哮喘患病率為2%5%，其中1至5歲兒童患病率高達85%。 綜合調(diào)查顯示,建筑及裝飾材料、通風空調(diào)系統(tǒng)、辦公設備和家用電器等是室內(nèi)空氣質(zhì)量最重要的“隱性殺手”。隨著高分子化學的發(fā)展，現(xiàn)在的建筑材料已由以往的磚木結構逐漸為高性能的塑料及鋼鐵所取代。絕緣材料、室內(nèi)裝飾材料、涂料及各種家具、墻壁、地板表面用油料，也多使用美觀大方、經(jīng)濟實用的化學用品。 國家衛(wèi)生、建設和環(huán)保部門曾經(jīng)進行過一次室內(nèi)裝飾材料抽查，結果發(fā)現(xiàn)具有毒氣污染的材料占68%，這些裝飾材料會揮發(fā)出300多種揮發(fā)性的有機化合物，如甲醛、三氯乙烯、苯、二甲苯等，一旦進入家庭，將會引發(fā)各種疾病，其中包括呼吸道、消化道、神經(jīng)內(nèi)

6、科、視覺、高血壓等30幾種疾病，其中甲醛、苯、三氯乙烯等是已知的致癌物質(zhì)。 建筑物自身也可能成為室內(nèi)空氣的污染源。一種是建筑施工中加入了化學物質(zhì)，例如北方冬季施工時加入的防凍劑，滲出有毒氣體氨。另一種是由地下土壤和建筑物中石材、地磚、瓷磚中的放射性物質(zhì)形成的氡，這是一種無色無味的天然放射性氣體，對人體危害極大。 隨著越來越多的現(xiàn)代化辦公設備和家用電器進入室內(nèi)，由此產(chǎn)生的空氣污染、噪聲污染、電磁波及靜電干擾、紫外線輻射等給人們的身體健康帶來不可忽視的影響?？照{(diào)在現(xiàn)代生活中日益普及,造成人體、房間和空調(diào)機最后在室內(nèi)形成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)，極容易使細菌、病毒、霉菌等微生物大量繁衍。 另外，做飯和吸煙

7、等室內(nèi)燃燒和人體自身的新陳代謝及各種生活廢棄物的揮發(fā)也是室內(nèi)空氣污染的來源。廚房中的油煙和香煙中的煙霧成分極其復雜，目前已經(jīng)分析出3800多種物質(zhì)。它們在空氣中以氣態(tài)、氣溶膠態(tài)存在，其中氣態(tài)物質(zhì)占90%，其中許多物質(zhì)具有致癌性。 人在室內(nèi)活動，除人體本身通過呼吸道、皮膚、汗腺可排出大量污染物外，其他日常生活，如化妝、滅蟲等也會造成空氣污染，因此房間內(nèi)人數(shù)過多時，會使人疲倦、頭昏，甚至休克。 主要的環(huán)境污染主要的環(huán)境污染-水體污染水體污染 v為防止環(huán)境污染，保障人們健康，各國都制定了符合各自國情的水質(zhì)標準。我國地面水水質(zhì)衛(wèi)生要求見表52。v表52 中國地面水水質(zhì)衛(wèi)生要求 指標 衛(wèi)生要求 懸浮物質(zhì)

8、色、嗅、味漂浮物質(zhì)pH值生化需氧量（五天，20 C）溶解氧有害物質(zhì)病原體 含有大量懸浮物質(zhì)的工業(yè)廢水，不得直接排入地面水不得呈現(xiàn)工業(yè)廢水和生活污水所特有的顏色、異臭或異味水面上不得出現(xiàn)較明顯的油膜和浮沫6.58.5不超過34mg/L不低于4mg/L（東北地區(qū)漁業(yè)水體應不低于5mg/L）不超過表53規(guī)定的最高容許濃度含有病原體的工業(yè)廢水和醫(yī)院污水，必須經(jīng)過處理和嚴格消毒，徹底消滅病原體后方準排入地面水 v生化法生化法是利用微生物的生物化學作用處理廢水中的有機物染物。例是利用微生物的生物化學作用處理廢水中的有機物染物。例如，用火星污泥處理生活廢水或有機化工廠的生產(chǎn)廢水，使有機物如，用火星污泥處理生

9、活廢水或有機化工廠的生產(chǎn)廢水，使有機物轉化降解為無毒的無機物而得到凈化。轉化降解為無毒的無機物而得到凈化。v各種處理方法都有其特點和適用條件，往往需要配合使用。綜合處各種處理方法都有其特點和適用條件，往往需要配合使用。綜合處理廢水一般可劃分為一級、二級和三級處理。一級處理常用物理法。理廢水一般可劃分為一級、二級和三級處理。一級處理常用物理法。二級處理常用生化法和絮凝法。生化法的目的主要是除去一級處理二級處理常用生化法和絮凝法。生化法的目的主要是除去一級處理后的有機物。絮凝法主要是出去一級處理后廢水中無機的懸浮物和后的有機物。絮凝法主要是出去一級處理后廢水中無機的懸浮物和膠體微粒或低濃度的有機物

10、。三級處理可根據(jù)需要選擇合適的方法膠體微?；虻蜐舛鹊挠袡C物。三級處理可根據(jù)需要選擇合適的方法進行進行“深度處理深度處理”。 。 土壤污染造成有害物質(zhì)在農(nóng)作物中積累，并通過食物鏈進入人體，引發(fā)各種疾病，最終危害人體健康。土壤污染直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，最終將對生態(tài)安全構成威脅。例如：長期飲用受鎘污染的自來水或地表水，食用受鎘污染的水進行灌溉的農(nóng)物作（特別是稻谷），會致使鎘在體內(nèi)蓄積，造成腎損傷，進而導致骨軟化癥，周身疼痛，稱為“痛痛病”。此外，慢性鎘中毒對人體生育能力也有所影響，它會嚴重損傷Y因子，使出生的嬰兒多為女性。成年人鉛中毒后經(jīng)常會出現(xiàn)：疲勞、情緒消沉、心臟衰竭、腹部疼痛、腎虛

11、、高血壓、關節(jié)疼痛、生殖障礙、貧血等癥狀。孕婦鉛中毒后會出現(xiàn)流產(chǎn)、新生兒體重過輕、死嬰、嬰兒發(fā)育不良等嚴重后果。而兒童經(jīng)常會出現(xiàn)：食欲不振、兒童經(jīng)常會出現(xiàn)：食欲不振、胃疼、失眠、學習障礙、便秘、惡心、腹瀉、疲勞、智商胃疼、失眠、學習障礙、便秘、惡心、腹瀉、疲勞、智商低下、貧血等癥狀低下、貧血等癥狀。污染物進入土壤的途徑 主要有：污水灌溉污水灌溉。用未經(jīng)處理或未達到排放標準的工業(yè)污水灌溉農(nóng)田是污染物進入土壤的主要途徑，其后果是在灌溉渠系兩側形成污染帶。屬封閉式局限性污染。酸雨和降酸雨和降塵塵。工業(yè)排放的 SO2、NO等有害氣體在大氣中發(fā)生反應而形成酸雨，以自然降水形式進入土壤，引起土壤酸化。冶金

12、工業(yè)煙囪排放的金屬氧化物粉塵（鉻、鉛、銅、鎘等重金屬 )，則在重力作用下以降塵形式進入土壤，形成以排污工廠為中心、半徑為2至3公里范圍的點狀污染。汽車排氣汽車排氣。汽油中添加的防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出污染土壤，行車頻率高的公路兩側常形成明顯的鉛污染帶。向土壤傾倒固體廢棄物向土壤傾倒固體廢棄物。工業(yè)廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如，各種農(nóng)用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用，如果管理、回收不善，大量殘膜碎片散落田間，會造成農(nóng)田“白色污染”。這樣的固體污染物既不易蒸發(fā)、揮發(fā)，也不易被土壤微生物分解，是一種長期滯留土壤的污染物。過量施用農(nóng)藥、化過量施用農(nóng)藥、化肥肥。屬農(nóng)業(yè)區(qū)開放性的。污水灌

13、溉對土壤的污染污水灌溉對土壤的污染生活污水和工業(yè)廢水中，含有氮、磷、鉀等許多植物所需要的養(yǎng)分，所以合理地使用污水灌溉農(nóng)田，一般有增產(chǎn)效果。但污水中還含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質(zhì)，如果污水沒有經(jīng)過必要的處理而直接用于農(nóng)田灌溉，會將污水中有毒有害的物質(zhì)帶至農(nóng)田，污染土壤。例如冶煉、電鍍、燃料、汞化物等工業(yè)廢水能引起鎘、汞、鉻、銅等重金屬污染；石油化工、肥料、農(nóng)藥等工業(yè)廢水會引起酚、三氯乙醛、農(nóng)藥等有機物的污染。 化肥對土壤的污染化肥對土壤的污染施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施，但不合理的使用，也會引起土壤污染。長期大量使用氮肥，會破壞土壤結構，造成土壤板結，生物學性質(zhì)惡化，影響農(nóng)作物的產(chǎn)

14、量和質(zhì)量。過量地使用硝態(tài)氮肥，會使飼料作物含有過多的硝酸鹽，妨礙牲畜體內(nèi)氧的輸送，使其患病，嚴重的導致死亡。農(nóng)藥對土壤的影響農(nóng)藥對土壤的影響農(nóng)藥能防治病、蟲、草害，如果使用得當，可保證作物的增產(chǎn)，但它是一類危害性很大的土壤污染物，施用不當，會引起土壤污染。噴施于作物體上的農(nóng)藥（粉劑、水劑、乳液等），除部分被植物吸收或逸入大氣外，約有一半左右散落于農(nóng)田，這一部分農(nóng)藥與直接施用于田間的農(nóng)藥（如拌種消毒劑、地下害蟲熏蒸劑和殺蟲劑等）構成農(nóng)田土壤中農(nóng)藥的基本來源。農(nóng)作物從土壤中吸收農(nóng)藥，在根、莖、葉、果實和種子中積累，通過食物、飼料危害人體和牲畜的健康。此外，農(nóng)藥在殺蟲、防病的同時，也使有益于農(nóng)業(yè)的微

15、生物、昆蟲、鳥類遭到傷害，破壞了生態(tài)系統(tǒng)，使農(nóng)作物遭受間接損失。 一）科學地進行污水灌溉工業(yè)廢水種類繁多，成分復雜，有些工廠排出的廢水可能是無害的，但與其他工廠排出的廢水混合后，就變成有毒的廢水。因此在利用廢水灌溉農(nóng)田之前，應按照農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準規(guī)定的標準進行凈化處理，這樣既利用了污水，又避免了對土壤的污染。（二）合理使用農(nóng)藥 重視開發(fā)高效低毒低殘留農(nóng)藥合理使用農(nóng)藥，這不僅可以減少對土壤的污染，還能經(jīng)濟有效地消滅病、蟲、草害，發(fā)揮農(nóng)藥的積極效能。在生產(chǎn)中，不僅要控制化學農(nóng)藥的用量、使用范圍、噴施次數(shù)和噴施時間，提高噴灑技術，還要改進農(nóng)藥劑型，嚴格限制劇毒、高殘留農(nóng)藥的使用，重視低毒、低殘留農(nóng)藥

16、的開發(fā)與生產(chǎn)。（三）合理施用化肥，增施有機肥根據(jù)土壤的特性、氣候狀況和農(nóng)作物生長發(fā)育特點，配方施肥，嚴格控制有毒化肥的使用范圍和用量。增施有機肥，提高土壤有機質(zhì)含量，可增強土壤膠體對重金屬和農(nóng)藥的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯雜苯除草劑及某些農(nóng)藥，腐殖質(zhì)能促進鎘的沉淀等。同時，增加有機肥還可以改善土壤微生物的流動條件，加速生物降解過程。土壤污染的防治土壤污染的防治（四）施用化學改良劑，采取生物改良措施在受重金屬輕度污染的土壤中施用抑制劑，可將重金屬轉化成為難溶的化合物，減少農(nóng)作物的吸收。常用的抑制劑有石灰、堿性磷酸鹽、碳酸鹽和硫化物等。例如，在受鎘污染的酸性、微酸性土壤中施用石灰或堿性爐灰

17、等，可以使活性鎘轉化為碳酸鹽或氫氧化物等難溶物，改良效果顯著。因為重金屬大部分為親硫元素，所以在水田中施用綠肥、稻草等，在旱地上施用適量的硫化鈉、石硫合劑等有利于重金屬生成難溶的硫化物。對于砷污染土壤，可施加Fe和MgCl等生成、等難溶物減少砷的危害。另外，可以種植抗性作物或對某些重金屬元素有富集能力的低等植物，用于小面積受污染土壤的凈化。如玉米抗鎘能力強，馬鈴薯、甜菜等抗鎳能力強等。有些蕨類植物對鋅、鎘的富集濃度可達數(shù)百甚至數(shù)千，例如，在被砷污染的土壤上谷類作物無法生存，但在其上生長的苔蘚砷富集量可達125010?？傊凑铡邦A防為主”的環(huán)保方針，防治土壤污染的首要任務是控制和消除土壤污染源，對已污染的土壤，要采取一切有效措施，清除土壤中的污染物，控制土壤污染物的遷移轉化，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，為廣大人民群眾提供優(yōu)質(zhì)、安全的農(nóng)產(chǎn)品。 中國土壤污染的特點中國土壤污染的特點土壤污染具有隱蔽性和滯后性。大氣污染、水污染和廢棄物污染等問題一般都比較直觀，通過感官就能發(fā)現(xiàn)。而土壤污染則不同，它往往要通過對土壤樣品進行分析化驗和農(nóng)作物的殘留檢測，甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。因此，土壤污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問題通常會滯后較長的時間。如日本的“痛痛病”經(jīng)過了1020年之后才被人們所認識。土壤污染