第三節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展

人類和其他生物生存的生物圈與大氣圈、水圈和巖石圈不斷地進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換，共同構(gòu)成了地球生態(tài)系統(tǒng)。通常所說的環(huán)境問題，主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。

隨著人類活動的不斷擴(kuò)展,環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,已對人類可持續(xù)發(fā)展造成很大影響,如何減少和避免環(huán)境污染是一個很重要的課題。【任務(wù)驅(qū)動】1、環(huán)境保護(hù)（1）環(huán)境問題學(xué)習(xí)任務(wù)一

化學(xué)與環(huán)境保護(hù)

主要是指由于_____________________________而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。（2）環(huán)境保護(hù)的任務(wù)①環(huán)境監(jiān)測：對污染物的存在形態(tài)、含量等進(jìn)行分析和測定，為控制和消除污染提供可靠的數(shù)據(jù)。1、環(huán)境保護(hù)學(xué)習(xí)任務(wù)一

化學(xué)與環(huán)境保護(hù)（2）環(huán)境保護(hù)的任務(wù)①環(huán)境監(jiān)測②治理工業(yè)三廢(____、____、____)。③尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝：杜絕污染物的排放，從根本上解決環(huán)境問題。（1）環(huán)境問題廢氣（化學(xué)燃料燃燒及工廠廢氣）廢水（工業(yè)廢水、生活廢水等）廢渣（工業(yè)垃圾、生活垃圾等）2、大氣污染（1）污染物主要來源學(xué)習(xí)任務(wù)一

化學(xué)與環(huán)境保護(hù)

除了自然因素外，大氣污染物主要來自______________和工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物。化石燃料的燃燒（2）次生污染物的形成3、污水的處理方法（1）常用的污水處理方法學(xué)習(xí)任務(wù)一

化學(xué)與環(huán)境保護(hù)

物理法、化學(xué)法和生物法。（2）污水處理常用的化學(xué)方法

中和法、氧化還原法和沉淀法。3、污水的處理方法學(xué)習(xí)任務(wù)一

化學(xué)與環(huán)境保護(hù)（3）污水處理的流程3、污水的處理方法學(xué)習(xí)任務(wù)一

化學(xué)與環(huán)境保護(hù)（3）污水處理的流程①一級處理：通常采用____方法，即用格柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。經(jīng)一級處理后的水一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，所以通常將一級處理作為預(yù)處理。②二級處理：采用____方法(又稱______法)及某些化學(xué)方法，除去水中的可降解有機(jī)物等污染物。經(jīng)二級處理后的水一般可以達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。③三級處理：主要采用__________、__________、__________和________等，對污水進(jìn)行深度處理和凈化。經(jīng)過三級處理后的水可用于綠化和景觀用水等。物理生物微生物化學(xué)沉淀法氧化還原法離子交換法反滲透法學(xué)習(xí)任務(wù)二

綠色化學(xué)未經(jīng)處理的污水格柵間：除去污水中的大塊物體曝氣沉砂池：使沙、水初步分離初次沉淀池：使泥、水分離曝氣池：通過微生物的代謝作用，將污水中各種復(fù)雜的有機(jī)污染物降解為簡單的、無害的物質(zhì)二次沉淀池：經(jīng)過曝氣池出來的水在此進(jìn)行二次沉淀深度處理達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的可排放的水4、固體廢棄物的處理學(xué)習(xí)任務(wù)一

化學(xué)與環(huán)境保護(hù)

工業(yè)廢渣和生活垃圾等固體廢物的處理應(yīng)遵循______、______和______的原則，達(dá)到____________和____________這兩個重要目的。無害化減量化資源化減少環(huán)境污染資源回收利用思考與討論

（1）含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)。工業(yè)上常利用它們與一些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除和回收利用。請舉例說明這些方法所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)類型。CaO(s)＋SO2(g)CaSO3(s)800℃2CasO3(s)＋O2(g)2CaSO4(s)800℃SO2＋2NH3＋H2O(NH4)2SO32NO＋2CON2＋2CO2催化劑思考與討論

2）含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，會出現(xiàn)水華、赤潮等水體污染問題。你認(rèn)為在城市和農(nóng)村出現(xiàn)的這種水體污染各有什么特點？請查閱資料，了解有關(guān)的污染及治理情況，并與同學(xué)交流。水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營養(yǎng)化引起藻類（如藍(lán)藻、綠藻、硅藻等）的迅猛生長，水一般呈藍(lán)色或綠色。淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動物或細(xì)菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色。思考與討論學(xué)習(xí)評價一

CO2能引起溫室效應(yīng)，故CO2屬于大氣污染物之一，所以應(yīng)最大限度地杜絕CO2的排放。這種觀點對嗎?觀點錯誤。CO2不屬于大氣污染物，大氣污染物是指大氣中危害人類和環(huán)境的人為污染物和天然污染物。CO2參與光合作用，所以CO2還是有一定作用的。當(dāng)然,為減少溫室效應(yīng)，可以適當(dāng)減少CO2的排放。

什么是“綠色化學(xué)”?在全球工業(yè)化迅猛發(fā)展的今天，“綠色化學(xué)”有何意義?【任務(wù)驅(qū)動】綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭減少和消除污染。1、綠色化學(xué)與“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”學(xué)習(xí)任務(wù)二

綠色化學(xué)(1)綠色化學(xué)也稱_________________化學(xué)，其核心思想是改變“__________________”的觀念和做法，利用化學(xué)原理和技術(shù)手段，減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應(yīng)用中涉及的有害化學(xué)物質(zhì)，實現(xiàn)______________________環(huán)境污染。環(huán)境友好先污染后治理從源頭上減少或消除全部轉(zhuǎn)化100%

(2)最理想的“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”就是反應(yīng)物的原子________為期望的最終產(chǎn)物（即沒有副反應(yīng)，不生成副產(chǎn)物，更不能產(chǎn)生廢棄物），實現(xiàn)“零排放”，這時原子利用率為____________。1、綠色化學(xué)與“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”學(xué)習(xí)任務(wù)二

綠色化學(xué)(3)綠色化學(xué)對化學(xué)反應(yīng)的要求思考與討論

以乙烯為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，過去主要使用的是氯代乙醇法，包括以下兩步反應(yīng)：總的反應(yīng)可表示為：現(xiàn)代石油化工采用銀作催化劑，可以實現(xiàn)一步完成：試計算兩種生產(chǎn)工藝的原子利用率？（1）CH2CH2＋Cl2＋H2OClCH2CH2OH＋HCl（2）2ClCH2CH2OH＋Ca(OH)22H2C—CH2＋CaCl2＋2H2OOCH2CH2＋Ca(OH)2＋Cl2H2C—CH2＋CaCl2＋H2OOCH2CH2＋O22H2C—CH2OAg第二種的原子利用率=100%第一種的原子利用率=44/(44+111+18)=25.4%無機(jī)的四大基本反應(yīng)類型，哪種類型符合最理想的原子經(jīng)濟(jì)性？有機(jī)反應(yīng)呢？化合反應(yīng)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)你知道嗎?2、開發(fā)和利用自然資源遵循的原則學(xué)習(xí)任務(wù)二

綠色化學(xué)必須遵循________、________和________，踐行綠色發(fā)展理念，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。減量化再利用

再循環(huán)綠色化學(xué)小結(jié)：學(xué)習(xí)任務(wù)二

綠色化學(xué)綠色化學(xué)理念：防治優(yōu)于治理核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。從學(xué)科觀點看：是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)歷程）從環(huán)境觀點看：強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）從經(jīng)濟(jì)觀點看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）熱點：原子經(jīng)濟(jì)性——反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%學(xué)習(xí)評價二1、化合反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)符合綠色化學(xué)的思想，且原子利用率是100%，正確嗎？正確。化合反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)只有目標(biāo)產(chǎn)物，無副產(chǎn)物，故原子利用率是100%，符合綠色化學(xué)的思想。學(xué)習(xí)評價二2、最近，國際上提出的“綠色化學(xué)”是指化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的()A．對廢水、廢氣、廢渣進(jìn)行嚴(yán)格處理B．化學(xué)生產(chǎn)中不排放任何有害物質(zhì)C．在化工廠及周圍種草、種樹、種花，使工廠成為花園式工廠D．以綠色植物為原料，以生物催化劑實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程的化學(xué)B學(xué)習(xí)評價二3、綠色化學(xué)要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計可行的化學(xué)反應(yīng)，據(jù)此，由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列四個方案中，你認(rèn)為可行而且符合綠色化學(xué)要求的方案的是（）CA.MgMg(NO3)2HNO3B.MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2Cl2NaOH溶液稀硝酸C.MgMgOMg(NO3)2O2稀硝酸D.MgMgSO4Mg(NO3)2濃硫酸Ba(NO3)2溶液【科學(xué)·技術(shù)·社會】

人工光合作用

據(jù)估計，綠色植物等通過光合作用，每年可合成約2×1011t有機(jī)物，這種能力著實令人羨慕，也引發(fā)了人們模擬這一奇妙的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化過程的興趣。面對日漸枯竭的化石燃料，面對奧氧層被破壞、全球變暖、空氣污染、酸雨等全球性和區(qū)域性環(huán)境問題，人們設(shè)想利用人工光合作用固定二氧化碳，制造燃料和基本化工原料，利用陽光發(fā)電，光解水制氫氣，等等。人工光合作用研究的目標(biāo)并不只是簡單地模仿，而是希望“人工樹葉”能夠做得更好，以擺脫自然條件的限制，實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。目前，該領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些令人振奮的突破。盡管從實驗室走向工業(yè)化生產(chǎn)還有很長的路，很多問題有待研究，如深入研究光合作用的機(jī)理，開發(fā)新型催化劑，研制高效安全的儲氫材料，但人們探索和創(chuàng)新的腳步不會停歉。【化學(xué)與職業(yè)】

環(huán)境保護(hù)工程師

大氣、水和土壤與人們的生活息息相關(guān)，保護(hù)環(huán)境是我們的共同責(zé)任。環(huán)境保護(hù)工程師的主要工作是預(yù)防和治理環(huán)境污染，包括對環(huán)境問題的調(diào)查研究、分析監(jiān)測、管理監(jiān)督和對環(huán)境污染的控制與治理等。例如，應(yīng)用光譜分析、滴定分析等化學(xué)分析方法對環(huán)境中的污染物進(jìn)行分析和鑒定；研究大氣中PM10濃度、PM2.5濃度和奧氧濃度；測定土壤和水樣品的成分，檢測其中的農(nóng)藥殘留和廢棄物污染等。這些數(shù)據(jù)、分析和