淺談化學(xué)對(duì)環(huán)境的影響

1、淺談化學(xué)對(duì)環(huán)境的影響化學(xué)是自然科學(xué)的一種,在分子、原子層次上研究物質(zhì)的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律,創(chuàng)造新物質(zhì)的科學(xué)。世界由物質(zhì)組成,化學(xué)則是人類用以認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一。它是一門(mén)歷史悠久而又富有活力的學(xué)科,它的成就是社會(huì)文明的重要標(biāo)志,當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)完全離不開(kāi)化學(xué)。自有人類以來(lái)就開(kāi)始了對(duì)化學(xué)的探索,因?yàn)橛辛巳祟惥陀辛藢?duì)化學(xué)的需求。它與我們的生活息息相關(guān),在我們的日常生活中無(wú)處不在。我國(guó)著名化學(xué)前輩楊石先生說(shuō):“農(nóng)、輕、重、吃、穿、用,樣樣都離不開(kāi)化學(xué)?！睕](méi)有化學(xué)創(chuàng)造的物質(zhì)文明就沒(méi)有人類的現(xiàn)代生活。但是人類正面臨有史以來(lái)最嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī),由于人口急劇的增加,資源的消耗日益擴(kuò)大,人

2、均耕地、淡水和礦產(chǎn)等資源占有量逐漸減少,人口與資源的矛盾越來(lái)越尖銳;作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的化學(xué)工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè),在為創(chuàng)造人類的物質(zhì)文明作出重要貢獻(xiàn)的同時(shí),在生產(chǎn)活動(dòng)中也不斷排放出大量有毒物質(zhì),為環(huán)境和人類的健康帶來(lái)一定的危害。例如,溫室效應(yīng)、酸雨、和臭氧層破壞就是由大氣污染衍生出的環(huán)境效應(yīng)。環(huán)境會(huì)影響到人們的生活質(zhì)量、身體健康和生產(chǎn)活動(dòng),使人們的生活環(huán)境質(zhì)量下降。嚴(yán)重的污染事件不僅帶來(lái)健康問(wèn)題,也造成社會(huì)問(wèn)題。目前在全球范圍內(nèi)都不同程度地出現(xiàn)了環(huán)境污染問(wèn)題,具有全球影響的方面有大氣環(huán)境污染、海洋污染、城市環(huán)境問(wèn)題等。就大氣的環(huán)境問(wèn)題而言,主要有酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧層空洞,光化學(xué)煙霧等。一、酸

3、雨人類發(fā)展離不開(kāi)各種能源的利用,但是人們所利用的能源大多都是通過(guò)幾萬(wàn)年的演變所生成的,是不可再生的能源,除此之外,這些能源對(duì)我們的生活環(huán)境是有很大的污染的。造成雨水酸化的污染物很多,其污染來(lái)源大致分為兩類:其一為自然物質(zhì),火山爆發(fā)噴出大量的硫化物及懸浮固體物,自然水域表面釋放的硫化氫、二甲基硫及氮化物等，都會(huì)使得雨水的pH值降至5.0左右，就是我們俗稱的酸雨；二是人為物質(zhì),工業(yè)化后,燃料的大量使用,燃燒過(guò)程中產(chǎn)生一氧化碳、氯化氫、二氧化硫、氮氧化物及有機(jī)酸及懸浮固體物,排放至大氣環(huán)境中,經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)生成硫酸、硝酸等酸性物質(zhì)使得雨水之pH值降低,形成酸雨。由于酸雨具有跨區(qū)污染的特性且屬于二次污染

4、物,以致影響層面相當(dāng)廣,局部的污染防治對(duì)于酸雨的防治助益不大,必須削減硫、氮氧化物的總量才能真正有效遏止酸雨的危害。二、溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)是指透射陽(yáng)光的密閉空間由于與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應(yīng),就是太陽(yáng)短波輻射可以透過(guò)大氣射入地面,而地面增暖后放出的長(zhǎng)波輻射卻被大氣中的溫室氣體吸收,從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。地球大氣中起溫室作用的氣體稱為溫室氣體，主要有二氧化碳（CO2）、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以及水汽等。它們幾乎吸收地面發(fā)出的所有的長(zhǎng)波輻射,其中只有一個(gè)很窄的區(qū)段吸收很少,因此稱為"窗區(qū)"。地球主要正是通過(guò)這個(gè)窗區(qū)把從太陽(yáng)獲得的熱量中的70%又以長(zhǎng)波輻射形式返還宇

5、宙空間,從而維持地面溫度不變,溫室效應(yīng)主要是因?yàn)槿祟惢顒?dòng)增加了溫室氣體的數(shù)量和品種,使這個(gè)70%的數(shù)值下降,留下的余熱使地球變暖的?？諝庵泻卸趸?而且在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期中,含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于增長(zhǎng)和消耗持平的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。大氣中的二氧化碳有80%來(lái)自人和動(dòng)、植物的呼吸,20%來(lái)自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。還有5%的二氧化碳通過(guò)植物光合作用,轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)貯藏起來(lái)。但是近幾十年來(lái),由于人口急劇增加,工業(yè)迅猛發(fā)展,呼吸產(chǎn)生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了過(guò)去的水平

6、,二氧化碳的產(chǎn)量巨幅增加。而另一方面,由于對(duì)森林亂伐,大量的農(nóng)田建成城市和工廠,破壞了植被,減少了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的條件。再加上地表水域逐漸縮小,降水量大大降低,減少了吸收溶解二氧化碳的條件,破壞了二氧化碳生成與轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡,就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。空氣中二氧化碳含量的增長(zhǎng),就使地球氣溫發(fā)生了改變。二氧化碳可以防止地表熱量輻射到太空中,具有調(diào)節(jié)的球氣溫的功能,如果沒(méi)有二氧化碳,地球的年平均氣溫會(huì)比目前降低23。但是,二氧化碳含量過(guò)高,就會(huì)使地球仿佛捂在一口鍋里。氣溫逐漸升高,就形成“溫室效應(yīng)”。三、臭氧層空洞大氣中的臭氧含氧量?jī)H一億分之一,但是離地面20至25公里的平流層中,

7、存在著臭氧層,其中臭氧的含量占這一高度氣體總量的十萬(wàn)分之一。臭氧層的臭氧含量極其微少,卻具有非常強(qiáng)烈的吸收紫外線的功能,可以吸收太陽(yáng)光紫外線中對(duì)生物有害的部分(UV-B)。由于臭氧層有效地?fù)踝×藖?lái)自太陽(yáng)紫外線的侵襲,才使得人類和地球上各種生命能夠存在。繁衍和發(fā)展。2008年形成的南極臭氧空洞的面積到9月第二個(gè)星期就已達(dá)2700萬(wàn)平方公里,而2007年的臭氧空洞面積只有2500萬(wàn)平方公里。2000年,南極上空的臭氧空洞面積達(dá)創(chuàng)記錄的2800萬(wàn)平方公里,相當(dāng)于4個(gè)澳大利亞。臭氧層為什么會(huì)出現(xiàn)“空洞”?許多科學(xué)家認(rèn)為,是使用氟利昂作制冷劑及在其他方面使用的結(jié)果。氟利昂由碳、氯、氟組成,其中的氯離子釋

8、放出來(lái)進(jìn)入大氣后,能反復(fù)破壞臭氧分子,自己仍保持原狀,因此盡管其量甚微,也能使臭氧分子減少到形成“空洞”。我國(guó)科學(xué)家新近提出,僅僅是氟利昂的作用還不夠,太陽(yáng)風(fēng)射來(lái)的粒子流在地磁場(chǎng)的作用下向地磁兩極集中,并破壞了那里的臭氧分子,這才是主要原因。(楊學(xué)祥,1999)而無(wú)論如何,人為地將氯離子送進(jìn)大氣,終是一種有害行為。在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中,氟利昂等物質(zhì)應(yīng)用非常廣泛,要全面淘汰,必須首先找到氟利昂等的替代物質(zhì)和替代技術(shù)。在特殊情況下需要使用,也應(yīng)該努力回收,盡可能重新利用。目前,世界上一些氟利昂的主要生產(chǎn)廠家參與開(kāi)發(fā)研究了替代氟利昂的含氟替代物（含氫氯氟燒：HCFG口含氫氟烷姓：HC曲）及其合成方法，有可能勇做發(fā)泡劑、制冷劑和清潔劑等,但這類替代物也損害臭氧層或產(chǎn)生溫室效應(yīng)。同時(shí),也在開(kāi)發(fā)研究非氟利昂類型的替代物質(zhì)和方法,如水清洗技術(shù)、氟制冷技術(shù)等。綠色化學(xué)又稱綠色技術(shù)、環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。綠色化學(xué)即是用化學(xué)及其它技術(shù)和去減少或消除那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染,將反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,因此綠色化學(xué)既可以充分利用資源,又不產(chǎn)生污染。傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變可以看作是化學(xué)從“粗放型”向“集約型”的轉(zhuǎn)變。綠色化學(xué)可以變廢為寶,可使經(jīng)