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文檔簡(jiǎn)介
1、.合成化學(xué)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)合成化學(xué)為人類的生存發(fā)揮了不可替代的作用。19世紀(jì)以前,農(nóng)業(yè)上所需氮肥的來(lái)源主要是有機(jī)物的副產(chǎn)品,如糞類、種子餅及綠肥等,這顯然不能滿足當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)的需求。由于大氣中4/5都是氮?dú)?,因此如何將大氣中極其穩(wěn)定的氮?dú)廪D(zhuǎn)化成可以被植物利用的物質(zhì)形式即所謂的“固氮,一直是科學(xué)家關(guān)注的重大課題。利用氮、氫為原料合成氨的工業(yè)化消費(fèi)曾是一個(gè)挑戰(zhàn)性課題,從第一次實(shí)驗(yàn)室研制到工業(yè)化投產(chǎn),經(jīng)歷了150多年的時(shí)間。1909年哈勃FHaber在600、200個(gè)大氣壓下,用金屬鋨作催化劑,以6%的收率成功地在實(shí)驗(yàn)室中獲得合成氨,開(kāi)啟了合成氨的新紀(jì)元。后來(lái)博施CBosch進(jìn)一步改進(jìn)了這一技術(shù)以鐵為催化劑,
2、成為著名的“哈伯-博施法合成氨過(guò)程。合成氨的原料來(lái)自空氣、煤和水,是最經(jīng)濟(jì)的人工固氮方法。今天,合成氨已經(jīng)成為最為重要的化工產(chǎn)品之一,世界上每年合成氨產(chǎn)量超過(guò)2億噸,以合成氨為原料的尿素產(chǎn)量到達(dá)15億噸,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開(kāi)展中占有重要地位。合成氨的工業(yè)技術(shù)完畢了人類完全依靠天然氮肥的歷史,農(nóng)業(yè)上使用的其它氮肥,例如硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復(fù)合肥,都是以合成氨為原料,大大促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的開(kāi)展。由于這項(xiàng)革命性的合成技術(shù),哈勃和博施分別獲得1918年和1931年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。合成氨技術(shù)作為20世紀(jì)最重要的創(chuàng)造,顯然是當(dāng)之無(wú)愧的。合成氨和合成尿素的開(kāi)展為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)料,而合成化學(xué)
3、對(duì)農(nóng)業(yè)的奉獻(xiàn)遠(yuǎn)不止于此。大量事實(shí)說(shuō)明,合成材料如農(nóng)用薄膜、滴灌管材、合成農(nóng)藥等同樣為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)做出了宏大奉獻(xiàn)。假如不施用農(nóng)藥,世界糧食產(chǎn)量將因受病、蟲(chóng)、草害的影響而損失1/3。舉例來(lái)說(shuō),在美國(guó),假如不使用農(nóng)藥,農(nóng)作物和畜產(chǎn)品將減產(chǎn)30%,而農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格將增長(zhǎng)50%70%;由于美國(guó)是最大的糧食出口國(guó),這個(gè)幅度的下降,會(huì)造成世界性的饑荒。不止如此,假如要彌補(bǔ)單產(chǎn)下降引起的糧食供給就必須開(kāi)墾大量的土地,這必然會(huì)造成自然環(huán)境的破壞,更多的天然雨林或者森林植被要被用來(lái)進(jìn)展農(nóng)業(yè)消費(fèi)。假如不用除草劑,人工除草不僅會(huì)大大增加農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)本錢,土壤流失的風(fēng)險(xiǎn)也將急劇增加;假如不用殺菌劑,不僅花生的產(chǎn)量將下降60%
4、多,由病菌產(chǎn)生的天然毒素毒性可能強(qiáng)于某些農(nóng)藥的量也可能會(huì)急劇增加,對(duì)人類的安康產(chǎn)生威脅;隨著世界越來(lái)越開(kāi)放,外來(lái)生物的入侵愈演愈烈,假如一個(gè)外來(lái)生物入侵,不用化學(xué)農(nóng)藥應(yīng)急處理,而使用生物方法那么很難在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全控制。除了依靠改進(jìn)品種、進(jìn)步栽培技術(shù)、應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)以及使用農(nóng)機(jī)、化肥等措施以外,使用農(nóng)藥這一不可或缺的消費(fèi)資料來(lái)防治病蟲(chóng)草害對(duì)農(nóng)作物的肆虐,是進(jìn)步農(nóng)作物單產(chǎn)的一個(gè)非常重要的手段。我國(guó)糧食作物由于使用化學(xué)農(nóng)藥,每年挽回的糧食損失達(dá)5800萬(wàn)噸。對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)人口眾多、耕地緊張的大國(guó),農(nóng)藥在緩解人口與糧食的矛盾中發(fā)揮了極其重要的作用。但不可否認(rèn)的是,農(nóng)藥的長(zhǎng)期大量使用,對(duì)環(huán)境、生物平
5、安和人體安康都可能產(chǎn)生較大的不利影響。上世紀(jì)曾一度廣泛使用的農(nóng)藥滴滴涕DDT就是一個(gè)典型的例子,這給科學(xué)家們提出了一個(gè)不容回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題:在充分肯定農(nóng)藥的有利作用的同時(shí),如何充分認(rèn)識(shí)農(nóng)藥對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體安康產(chǎn)生的危害以及如何防治農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染危害。這既是一個(gè)挑戰(zhàn),但同時(shí)也為合成化學(xué)提供了一個(gè)更為重要的舞臺(tái)??v觀農(nóng)藥的開(kāi)展歷史,從所謂的第一代農(nóng)藥到第五代農(nóng)藥,特別是第三代的昆蟲(chóng)生長(zhǎng)控制劑、第四代的昆蟲(chóng)行為控制劑和第五代的昆蟲(chóng)心理控制劑,由過(guò)去的殺生、高度、廣譜到如今的控制、低毒、選擇性農(nóng)藥,這是合成化學(xué)與其它科學(xué)共同互相協(xié)作、互相促進(jìn)的結(jié)果。同時(shí)我們也應(yīng)該看到,近些年來(lái)提倡的“回歸天然、“有機(jī)食品等概念已經(jīng)深化人心,使得農(nóng)藥似乎成了一個(gè)公眾敏感的詞匯,尤其是在當(dāng)今食品平安堪憂的語(yǔ)境下,兼以不斷涌如今公眾面前的晦澀的化學(xué)名詞,如“三聚氰胺、“化學(xué)火鍋等等,更是將化學(xué)推向了“妖魔化的境地。于是有人建議:人們不要食用任何一種連它的化學(xué)名字都讀不出來(lái)的東西。假設(shè)真的遵循這樣的規(guī)那么,恐怕沒(méi)有一個(gè)人能存活下去,因?yàn)榫瓦B我們平日食用的白砂糖都不是所有
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