化学与环境保护总结年

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学与环境保护,自然环境中的物质循环,(,主要掌握,C,、,N,循环）,保护大气环境,(,光化学烟雾、酸雨、温室效应、臭氧层破坏）,保护水资源,（水资源污染、水的纯化、净化、软化）,绿色化学,1,碳是构成生物体最基本元素之一,构成地壳岩石和矿物燃料的主要元素,碳循环主要通过,CO,2,进行,碳循环,2,碳的循环过程,3,1,、植物光合作用和呼吸作用中循环：,光合作用将大气中的,CO,2,+ H,2,O,化合成碳水化合物（糖类），在植物呼吸作用中以,CO,2,形式返回大气，被植物再度利用；,2,、经动物的呼吸释放回到大气,植物被动物采食后，被吸收的糖类在动物体内氧化成,CO,2,，,并通过呼吸作用释放回大气，被植物利用；动植物遗体与排泄物经过多年沉积，转化成矿物燃料。,3,、煤、石油、天然气等矿物燃料的燃烧，生成,CO,2,，,CO,2,返回大气后重新进入循环。,碳的循环主要是通过,CO,2,来进行的。它可分为三种形式：,4,氮循环,氮的固定主要途径：,非生物固氮：,如：闪电高能固氮，闪电等产生的电离作用将大气中的氮氧化成硝酸盐随降雨进入土壤。火山喷发出的岩浆所固定的氮。工业固氮等。,生物固氮：,通过生物固氮形成硝酸盐，如豆科植物根部根瘤菌可使氮气转变为硝酸盐。,5,大气中的,N,2,生物固氮,工业固氮,高能固氮,(,闪电固氮,),豆科植物,非豆科植物,动物,动植物遗体、残体、排泄物中的有机氮,NH,3,NO,3,NH,3,NO,3,氮肥,氨化细菌,硝化细菌,反硝化细菌,反硝化作用,食物链,氨化作用,硝化作用,氮循环的主要环节有：固氮作用生物体内有机氮的合成氨化作用硝化作用反硝化作用,氮循环,6,保护大气环境,一次污染物与二次污染物,光化学烟雾（,什么是光化学烟雾、光化学烟雾的形成、危害）,酸雨的形成,、危害、日常降水,温室效应,（什么是温室效应、作用。温室气体）,臭氧层空洞,（臭氧层形成、臭氧作用、臭氧层破坏的原因、臭氧层破坏对人类健康的影响）,7,一次污染物、二次污染物,直接从各类污染源排出的物质称为一次污染物。,二次污染物是指不稳定的一次污染物与大气中原有成分发生反应，或者污染物之间相互反应而生成一系列新的污染物质。,如,H,2,S,，,SO,2,和,NO,等被氧化而生成新的污染物，,NO,2,和,HNO,3,就是由,NO,被氧化而生成的。,8,洛杉矶烟雾形成,洛杉矶烟雾是由汽车的尾气所引起的，而日光在其中起了重要作用：,O,3,是一种强氧化剂，,O,3,与烃类发生一系列复杂的化学反应，其产物中的烟雾含有醛类、酮类等刺激眼睛的物质。,在此过程中，,NO,和,NO,2,还会形成另一类刺激性强烈的物质如,PAN,（具有强烈的刺激性,是一种极强的催泪剂,）,。,烃类中一些挥发性小的氧化物会凝结成气溶胶滴而降低能见度,。,9,酸雨的形成,降雨的酸化程度表示？,通常用,pH,值表示。,正常雨水偏酸性，,pH,值约为,6,7,，为什么？,这是由于大气中的,CO,2,溶于雨水中，形成部分电离的碳酸：,CO,2,(g)+H,2,O,H,2,CO,3,H,+,+HCO,-,3,水的弱酸性可使土壤养分溶解，供生物吸收。,酸雨,酸雨通常是指,pH,小于,5.6,的降水,10,酸雨的形成是一个复杂的大气化学和大气物理过程，主要是由废气中的,SO,x,和,NO,x,造成的。,1 So,x,形成酸雨,汽油柴油都含有硫化物，燃烧后生成,SO,2,金属硫化物矿在冶炼过程中也要释放大量,SO,2,。,酸雨形成的过程,大气中的烟尘、,O,3,等都是反应的催化剂。,11,2,NO,x,形成酸雨,汽车尾气的排放以及工业废气的排放产生氮氧化物。,其反应过程可表示为,：,12,酸雨对环境有多方面的危害：,1.,使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业生产,(pH,值小于,4.8,时，鱼类就会消失,),；,2.,腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹也危害人类健康。,3.,酸雨可随风飘移而降落到几千里外，导致大范围的公害。,因此，酸雨已被公认为全球性的重大环境问题之一。,13,温室效应,温室效应,，是大气保温效应的俗称,。,大气能使,太阳短波辐射,到达地面，但地表向外放出的,长波热辐射线,却被大气的温室气体吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名,温室效应,。,温室效应影响,好的方面,如果大气不存在这种效应，那么地表温度将会下降约,33,0,C,或更多。,坏的方面,若温室效应不断加强，全球温度也必将逐年持续升高。,14,温室气体：,有,CO,2,，甲烷,CH,4,，氯氟烃,（,CFCs,，即氟氯昂）一氧化二氮（,N,2,O,）和氢氧根,OH,-,。,在温室效应中，,浓度最大的为,CO,2,。,15,温室效应的危害,温室效应的加剧导致全球变暖，会对气候、生态环境及人类健康等多方面带来影响。,1.,地球表面温度升高会使更多的冰雪融化，极地变暖，海平面慢慢上升，降雨量也会增加。,2.,降水量的增加会使草原以及对水敏感的物种出现变化。很多植物,将会在与以往不同时期内播种、开花与结果；植物的生长周期会缩短，甚至使植物品种打乱；,3.,变暖、变湿的气候条件会促进病菌、霉菌和有毒物质的生长，导致食物受污染或变质。因此，气候变暖将引起全球疾病的流行，严重威胁人类健康。,16,臭氧层空洞之迷,0,3,层如何形成？,0,3,在高空以及地面的作用？,0,3,层破坏的原因是什么？,0,3,层破坏对人类健康有何影响？,17,臭氧层空洞之迷,1,、,0,3,层如何形成？,厚度：,20Km,在高层大气中,(,高度范围约离地面,15,24km),18,臭氧层空洞之迷,2,、,O,3,在地面和高空的作用,O,3,是,O,2,的同素异形体，,强氧化性,。,地面,高空,有害，形成光化学烟雾。,能吸收太阳光中的高能量紫外线。,19,4,、臭氧层破坏的原因,（,1,）,氯氟烃,CFCs,(Chloro-fluoron-carbon,）,CFCs,性质,化学性质很稳定，在很低的温度下会蒸发。,进入大气平流层，在受紫外线的照射下会分解 生成一种氯原子，导致臭氧分解。,臭氧层空洞之迷,20,Cl+ O,3,ClO,+,O,2,ClO,+,O,Cl +,O,2,总反应,O,3,+ O,2O,2,反应结果：,O,3,变成了,O,2,。,Cl,的作用？,催化剂,21,（,2,）其他，如氮的氧化物，如,NO,等。,O,3,+ NO,NO,2,+ O,2,O + NO,2,NO + O,2,O,3,+ O,2O,2,臭氧层空洞之迷,22,增加皮肤癌，主要是黑色素癌；,损害眼睛，增加白内障患者；,削弱免疫力，增加传染病患者；,臭氧层空洞之迷,5,、,0,3,层破坏对人类健康有何影响,？,23,水资源污染（重金属、耗氧有机物）,水的净化、纯化和软化,（净水原理、消毒原理、水软化方法）,保护水资源,24,重金属污染,主要包括,:,汞,(Hg),、镉,(Cd),、铅,(Pd),等重金属的化合物。,来源： 化工、冶金、电子、电镀等行业排放的工业废水。,重金属污染的特点：,（,1,）重金属进入人体中不易排泄，将会在人体内积蓄，引起慢性中毒。,（,2,）,水中的某些重金属污染物又可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物：,例如：水俣病就是由所食鱼中含有氯化甲基汞引起的，骨痛病则是镉污染引起的,25,耗氧有机物污染,耗氧有机物有哪些？其本身有无毒性？污染程度如何判定？,耗氧有机物,:,碳氢化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等,特点：本身无毒性，但在分解时需消耗水中的溶解氧,对水污染程度：生物化学需氧量,(BOD),间接地用单位体积水中，耗氧有机物微生物分解过程所消耗的氧量,(,以,mg,L,-1,为单位,),，即生物化学需氧量,(BOD),来表示。,26,BOD,与水体污染的关系,一般在水温在,25,时，,5,天的单位体积水中，微生物氧化分解耗养有机物的需氧量,(BOD,5,),作为指标。,BOD,5,低于,3mg,L,-1,时，水质较好。,BOD,5,达到,7.5mg,L,-1,时，水质不好；,BOD,5,大于,10mg,L,-1,时，表明水质很差，鱼类已不能存活,。,27,水的净化、纯化和软化,自来水厂净化水的一般步骤,沉降池,固体杂质及悬浮物沉降,Al,2,(SO,4,),3,过 滤,曝气池,除去部分挥发物质，消除水中不良味道。,氯 气 消 毒,自来水,一、水的净化,28,硫酸铝,Al,2,(SO,4,),3,作为沉降剂？,水解反应：,Al,2,(SO,4,),3,+ 6H,2,O 2Al(OH),3,+ 3H,2,SO,4,Al(OH),3,为絮状沉淀物，具有较强吸附力，,自身沉降过程中把水中悬浮物吸附掉。,29,明矾净水？,明矾成分？,KAl,（,SO,4,),2,12H,2,O,明矾净水原理：,KAl(SO,4,),2,K,+,+ Al,3+,+ 2SO,4,2-,而,Al,3+,很容易水解，生成胶状的氢氧,化铝,Al(OH),3,：,Al,3+,+ 3H,2,O Al(OH),3,+ 3H,+,30,氯气消毒的原理,氯气消毒的原理是氯气在水中会生成次氯酸，次氯酸又会分解放出氧气,:,H,2,O+Cl,2,HClO+HCl,2HClO 2HCl+O,2,HClO,有强的氧化能力，能使有机体氧化以达到杀灭细菌的效果。,31,漂白粉消毒原理,？,漂白粉成分？,Ca(ClO),2,+CaCl,2,漂白粉如何制得？,2Ca(OH),2,+2Cl,2,Ca(ClO),2,+CaCl,2,+2H,2,O,Ca(ClO),2,+2H,2,O Ca(OH),2,+2HClO,2HClO 2HCl+O,2,32,二、水的纯化,硬水,易起浮渣,（泡沫少、浮渣多）,软水,有较多泡沫,（泡沫多、浮渣少）,硬水：,含较多可溶,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,、,Mn,2+,时的水,软水：不含或含较少可溶性,钙、镁化合物,的水,B,硬水和软水的检验方法：肥皂水,A,硬水和软水：,净化的水中还会有一些化学物质,。,33,C,硬水的危害,长期灌溉使用，溶解性盐类会在土壤中,沉积，导致土壤盐碱化程度加重。,浪费燃料，易出事故。,长期饮用硬水，易患结石。,浪费洗涤剂，洗不净且衣物变硬。,34,D.,硬水软化,水的纯化：,1,、加热煮沸法：,Ca(HCO,3,),2,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,Mg(HCO,3,),2,MgCO,3,+CO,2,+H,2,O,MgCO,3,+H,2,O Mg(OH),2,+CO,2,35,2,、石灰苏打软化法,水中加入消石灰和纯碱,H,CO,3,-,+,OH,-,CO,3,2-,+,H,2,O,Mg,2+,+,2,OH,-,Mg(OH),2 ,Ca,2+,+CO,3,2-,CaCO,3,36,3,、蒸馏法,：,普通蒸馏法。,水中不挥发的物质除去，如：钠、钙、镁、铁盐,溶解在水中的氨、二氧化碳或者其他气体和挥发性物质将随水蒸气一起挥发冷凝，溶入收集的蒸馏水中,。,37,重蒸馏,将普通蒸馏水中先加入高锰酸钾（,KMnO,4,）和碱性溶液，然后进行蒸馏,.,除去其中的有机物和挥发性的酸性气体（如二氧化碳）。,然后于所得的蒸馏水内加入非挥发性的酸（如硫酸或磷酸），最后再进行蒸馏,.,除去氨等挥发性碱。这样制得的蒸馏水又称重蒸水。,38,4.,离子交换法,离子交换树脂,高分子化合物,不溶于水，具有酸性或碱性。,酸性离子交换树脂,可以和阳离子交换，释放,H,+,碱性离子交换树脂,可以和阴离子发生交换，释放,OH,-,39,绿色化学,绿色化学又称环境无害化学,环境友好化学,清洁化学,.,绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学。,40,41,