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1、化学与环境,环境问题,1、人口膨胀导致过度开发。现今世界人口每年净增近1亿人，为了供养如此大量的人口，已出现冲破自然规律，掠夺性地开发自然资源的问题，从而导致资源耗竭、植被减少、土地沙化、水土流失，出现生态环境恶化现象。 2、能耗过大，导致大气污染。本世纪初消耗15108吨，70年代70108吨，而今已超过100108吨。燃烧产生废气造成的大气污染日益严重。 3、淡水匮乏和水质变坏。地球上的淡水占总量的3，可供人类使用占淡水总量的0.35%。近半个世纪以来，全球淡水使用量已增加4倍以上，且水资源的严重。人类发展受淡水资源的制约日益严重。 4、垃圾成灾、污染环境。全球排放的生活垃圾每年达2010
2、8吨,人类生存的环境,1、大气圈：由于地心引力而随地球旋转的大气层。厚度大约10000Km，总质量约为6000万亿吨。 大气圈结构：（1）对流层：平均厚度为12Km。其特点是：A、气温随高度增加而降低；B、气体密度大， 整个大气质量的34和几乎所有的水汽都在这一层；C、气体强烈上下对流（有利于扩散污染气体），若出现下冷上热，污染物难以扩散，极易造成污染。该层是天气现象，污染物活动区。 （2）平流层：位于对流层以上，气温随高度增加而上升，并且经常保持稳定，厚度1252Km。原因是在25Km左右处存在厚度约为20Km，浓度为0.2ppm的臭氧层，能强烈吸收200300nm的紫外线。,2、水圈：指连
3、续包围地球表面的水层。既有液态水，也包括固态水和气态水，海洋、湖泊、河流、冰川、和雪山中的水、地下水、大气水等。,全球13.86亿Km3，占地壳总重量50，地球表面积71，人均41010Kg。其中海洋13.38亿Km3 96.5，大气1.29万Km3 0.001，陆地0.48亿Km3 3.5，陆地淡水0.35亿Km3 （70冰川等，30地下深层水，仅0.007河流、湖泊水可利用）。 3、岩石圈：地球内部分为地壳、地幔和地核三个同心圈层，其中地壳及地幔顶部是由坚硬的岩石所组成的，又称岩石圈（厚度约70150 Km ） 。 4、生物圈：指地球表生物有机体及其生存环境的总称。,环境与生态平衡,1、生
4、态系统及其组成 （1）生态系统：生物郡落和其生存环境之间以及生物郡落内部不同种郡之间不停地进行物质和能量交换，构成了多种多样的生态系统。 （2）生态系统组成 ： 生物环境（生物成分）包括A、生产者：绿色植物、光合细菌等其它自养生物；B、消费者：初级消费者（草食动物）、次级消费者（肉食动物）、三级消费者（大型肉食动物）；C、分解者：微生物、小型动物。自然环境（非生物成分）包括温度、阳光；土壤；水、二氧化碳、氧气；有机物等。 （3）生态系统中能量流动的渠道是食物链和食物网。 （4）破坏生态平衡的因素有：自然因素也有人为因素。,环境污染,人为因素使环境质量不断恶化，从而干扰了人类的正常生活，对人体健
5、康产生直接或间接，甚至是潜在的不利影响，这就称为环境污染。 一 人类活动对环境的影响 1、对大气的影响， （1）重大的大气污染事件 伦敦烟雾事件： 1952年12月5日9日伦敦烟雾弥漫笼罩全城，伦敦许多市民因呼吸这种污浊空气而中毒，病患者咳嗽、喉痛、呕吐，一时伦敦医院住满了中毒病患者，死亡4703人；后来在1956、1957、1962年又发生了同类事件，死亡2千余人。主要原因：煤燃烧产生烟尘和二氧化硫的协同作用，其中烟尘起主导作用。,洛杉矶光化学烟雾事件,洛杉矶每年8月12月由烟雾笼罩全城，主要症状是红眼、喉部疼痛伴头昏头痛，首次发生在1940年，1944年年4000人死亡，1955年400人
6、死亡，1970年光雾日子达128天，75市民患红眼病。主要原因是石油废气（汽车排气引起）产生的洛杉矶烟雾(O3NOxSO2CO醛类）。 四日市哮喘事件：1961年日本四日市由烟雾引起哮喘病增多（支气管25，支气管哮喘30，哮喘支气管炎10，肺气肿5），患者超过500人，死亡10人；1964年连续三天开始死亡，1967年患者自杀数人，1972年患817人，死亡10多人。主要原因是重油烟雾和二氧化硫。,历史上一些较大的大气污染事件,2、对土地的影响,土地退化：19451990年，人为造成土壤退化面积达19 .6公顷，占全球有植被土地面积的17，相当于中国、印度两国土地面积总和。每年有600万公顷土
7、地变成荒漠；2000万公顷土地严重侵蚀，不能耕种、放牧；每年损失表土230260亿吨。 3、对水资源的影响 （1）人口增强了对用水的压力：1900年人均取水量242m3，1970年年人均取水量700m3；全球取水量每年递增48，1995年淡水取水量3240Km3；据调查全世界有100多个国家缺水，1997年专家指出，目前全球每年有1200万人死于缺水，有13亿人缺少安全可靠的饮用水，在未来25年中将有30亿人面临严重缺水局面。我国位于40个缺水大国的前列，特别是华北平原，缺水6，北京每天缺水55万m3。,（2）毁林与土壤退化减少了稳定的径流量，保水能力下降。,（3）温室效应影响水资源的分配，加
8、剧地区季节性缺水。 （4）水的污染降低了水资源的质量，加剧了水资源的短缺。估计全球可供利用的水中将有14的水因被污染而不能安全利用。 重大的水污染事件： 1956年日本水俣湾的有机汞中毒，受害居万余人； 1955年日本富山县矿山引起的镉污染的骨痛病事件； 1968年日本生产米糠油时，含有多氯联苯引起的中毒事件。,4、现代工农业生产带来的环境污染,有毒物质进入生态系统的物质循环，有的在食物链中转移和富集，产生十分严重的生态后果。污染物对生态的破坏影响妥为近期效应和远期效应（遗传） 当大气中DDT浓度0.000003ppm，进入水体被游浮生物吸收达0.04ppm，小鱼吞食游浮生物后达0.5ppm，
9、大鱼吃小鱼后2.0ppm，达水鸟吃鱼后达2.5ppm。,酸雨 水问题,酸雨 天灾“酸雨”发现,1852年，英国化学家史密斯报导了该地区的雨水呈酸性，并发现在工业化城市曼彻斯特上空的烟尘污染与雨水的酸性有一定关系，在1872年他编著的著作空气和降雨：化学气候学的开端中首先提出“酸雨”这一专有名词。,正常雨水与酸雨,一般地说，天然降水都偏酸性，pH约在67。这是由于大气中的CO2溶解在雨水中而形成碳酸的缘故。降水的微弱酸性可以促进土壤里养分的溶解,便于植物吸收,因此是有益的。 在雨、雪、雾、雹等形式的降水过程,若pH小于5.6,则雨水称为酸雨，而从大气污染物沉降形式的角度看，酸雨又称“酸性降水”。
10、,酸雨的形成,自从工业革命开始后，随着火力电厂星罗棋布地发展，燃煤数量日益猛增。但煤含约1%的硫，在燃烧中势必排放出酸性SO2和NOx气体，它们在高空中被雨雪冲刷、溶解，雨成为了酸雨。,酸雨的形成,气相反应： SO2+ O2 2SO3 SO3+ H2O2 H2SO4 液相反应： SO2+ H2O H2SO3 H2SO3 + O2 H2SO4大气中的烟尘、 O3等是反应的催化剂, O3还是氧化剂。NO + O32NO2 NO2 + H2O HNO3 + NO HNO3 + M M(NO3)n HNO3 + NH3 NH4NO3,酸雨的危害,2、危害。（1）破坏土壤结构 A、淋洗Ca、Mg、K、N
11、a等营养元素；B、土壤酸性增强，影响细菌、酵母菌的活性，造成落叶层和土壤有机质分解缓慢。C、土壤中的有害金属如Al、Cd、Hg等溶出水体，使水体污染。结果：沃土变不毛之地，庄稼不长，树木枯死。 （2）对水体的影响 已酸化的湖泊和河流中金属离子浓度高；已酸化的湖泊会使微生物分解有机物的活性降低，造成有机物的蓄积；动物性浮游生物种类减少，贝壳类和甲壳类死亡，这样食物链破坏，鱼类减少，甚至死亡或种类灭绝。 据报道，瑞典8500个大中湖泊中，1800个已酸化，900个湖泊中的生态平衡已失调。挪威有2840个湖泊中有1711个鱼类基本灭绝。,（3）对植物的影响。,A、当PH3时叶面产生斑点坏死；B、使阳
12、离子从叶面析出，破坏了表皮组织，影响植物生长；C、降低叶片的光合作用的速率，影响了正常的成熟速率，降低产量。 我国重庆几场酸雨便农作物出现大面积枯死，一场PH为3.9的酸雨，使一个张乡损失稻谷40万公斤。统计我国有260万公顷农田受害，损失20亿年。欧洲，森林每年损失300亿美元，法国740万公顷有34枯死病。 （4）对建筑材料的腐蚀。酸雨是超级腐蚀剂，对建筑物、文物古迹、织物及金属材料造成腐蚀。重庆比南京路灯等更换频率快15倍，嘉陵江大桥钢梁每年锈蚀0.16mm。,酸雨腐蚀建筑材料、文物,酸雨腐蚀文物像,（5）对人体健康的影响。,酸雨导致呼吸道疾病增加；酸雨溶解重金属离子，通过饮水进入人体，
13、这是一种潜在的威胁。 因酸雨而死亡：法国20004000人年，英国15005000人年，美国1980年有5万人，占死亡总数5。 3、对策。控制SO2和NO在大气中的排放量。 控制SO2的排放量：（1）燃料脱硫；（2）烟气脱硫。 控制NO的排放量：改变燃料燃烧的条件如降低燃烧温度，减少空气燃料比、缩短烟气在炉膛中的滞留时间等。配用排烟脱NO的技术和装置。 对于已经酸化的河流、湖泊等，目前国内采取投加石灰或石灰石的办法来中和水体的酸度。,世界酸雨情况,世界酸雨主要集中在北美、北欧和中国西南地区,中国酸雨控制区规划图,生命之源水,（节约用水 珍爱生命）(*_*),生命与水,水是生命之源，同时也是万病
14、之因。 人体内7080为水，如： 血液中的水：83 肌肉中的水：76 肺与心脏中的水:80 大脑中的水：75 骨头中的水 22,生命与水,人体中的水有一半是存在于细胞中,但并非是永久停留，而是在不断地交换;其余的水则称为血液、淋巴液、组织间液及细胞外液等。 生命从生长、发育到死亡，时时刻刻都离不开水。成年人每天需要2.53.0Kg的水,才能满足正常生理过程的基本需求.,生命与水,人体对水的摄入有两种渠道：一是从食物中摄取，其余则通过饮水来补充。生物体内的大部分生化反应都是在水溶液中进行的。水是人体细胞内物质新陈代谢的主要媒体，水把营养物质送到各器官,同时也把代谢的废物溶解在水中而排出体外。,生
15、命与水,凡是有生命的有机体都离不开水。医学实验表明，人不吃饭可以活30天,但若不喝水则只能存活7天。所以，水才被称为万物生命之源。人若失去相当于体重5的水分,就会面临危险,若失去相当于体重10的水分时就有生命危险。,水危机,水短缺(特别是淡水) 已是世界性的难题，而水污染也成为人类应共同关注的问题。据资料报道，全国有79的人饮用次生污染水, 7亿人饮用大肠杆菌含量超标的水, 1.7亿人饮用有机物污染的水，3000万人饮用高硝酸盐水，1000万人饮用高氟水。,水危机,WHO认为, 人类80的疾病与饮用水有关，污染水导致多种疾病发生。国内外所有长寿地区的共同特点之一，是饮用没有受到污染的含有锶、锌
16、、锂、锰及硒等多种微量元素的矿泉水。保护水资源,特别是淡水资源,是每一个地球公民义不容辞的责任。,1、水的软化和净化,天然水可分为降水、地表水和地下水三大类，天然水体又是江、河、湖、海等水体的总称。大多数水体的PH值为39，其中河水为47，海水为7.3-8.3。天然水体含有三大类物质：悬浮物质、胶体物质、溶解物质。悬浮物质：细菌、病毒、藻类及原生动物，泥沙、粘土等；胶体物质：硅、铝、铁的水合氧化物、粘土矿物，腐殖质等有机高分子化合物； （1）水的软化和净化 硬水软化：含有较多钙、镁离子的水为硬水，不能作为工业锅炉用水；不宜用来洗涤；不能长期饮用。软化方法：离子交换法（磺化煤）；药剂法（石灰纯碱法） 水的净化：饮用水：A、消除悬浮物（明矾、绿矾）；B、消毒（氯气、漂白粉、臭氧更好）；C、除味（活性炭吸附）。（附生活用水水质标准） 蒸馏水 去离子水：离子交换法，电渗析法。,
