化学与环境
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化学与环境分析化学与环境分析是一门研究化学与环境之间相互关系的学科,通过对环境中化学物质的分析和评估,帮助我们了解环境污染的状况,为环境保护和人类健康提供科学依据。
本文将从化学与环境分析的概念、方法以及应用等方面进行探讨。
一、概述化学与环境分析是一个综合性学科,涉及到化学、环境科学、分析化学等多个学科的知识和技术。
其主要研究内容包括环境污染物的来源、分布、转化和归宿等方面,以及分析方法的选择、样品的采集和处理、数据的处理与解释等方面。
二、分析方法化学与环境分析中使用的主要方法包括物理分析法、化学分析法和仪器分析法等。
物理分析法主要利用物理性质对样品进行分析,如色谱法、光谱法等;化学分析法则通过化学反应对样品进行分析,如滴定法、比色法等;仪器分析法则利用现代化学仪器设备对样品进行分析,如质谱法、核磁共振法等。
各种方法常常结合使用,以提高准确度和可靠性。
三、应用领域化学与环境分析在环境保护、资源开发利用、食品安全等方面有着广泛的应用。
在环境保护方面,通过对大气、水体、土壤等环境介质中污染物的监测和分析,可以评估环境的质量,制定相应的环境保护措施;在资源开发利用方面,可以通过分析地下水、矿石等资源的化学成分,了解其储量和质量,为资源的开发和利用提供科学依据;在食品安全方面,可以对食品中的有害物质进行快速检测,保障公众的食品安全。
四、面临的挑战和发展方向随着环境污染和资源短缺的日益严重,化学与环境分析面临着一系列的挑战。
首先,大气、水体、土壤等环境介质中的污染物种类繁多,需要不断开发新的分析方法来满足对各类污染物的监测需求。
其次,现代化学仪器设备的发展为环境分析提供了更多的手段,但同时也对分析人员的技术水平提出了更高的要求。
此外,环境样品的复杂性和分析过程中可能出现的误差等也是需要解决的问题。
为了应对这些挑战,化学与环境分析需要不断发展和创新。
一方面,需要加强国际合作,建立起全球化学与环境分析的交流平台,共同研究和解决全球性的环境问题。
化学与环境保护的紧密关系在当今社会,环境保护已经成为世界各国政府和人民共同关注的重要问题。
而化学作为一门学科,与环境保护有着紧密的联系。
本文将从化学在环境污染控制、资源回收利用以及可再生能源开发等方面展开论述,旨在揭示化学与环境保护之间紧密的关系。
一、化学在环境污染控制方面的作用环境污染是当今社会普遍存在的问题,直接威胁到人类的生存环境和健康。
而化学作为研究物质性质及其变化规律的科学,可以通过控制和治理污染物的排放来保护环境。
比如,通过研发和应用环境友好型的清洁能源替代传统的化石能源,减少了大气污染物的排放,改善了空气质量。
此外,化学还可研发新型的环境净化技术,如光催化、吸附等,用于处理水体和土壤中的污染物,达到净化环境的目的。
二、化学在资源回收利用方面的贡献资源的有限性成为全球关注的焦点,而化学技术可以在资源回收利用方面发挥重要作用。
一方面,化学合成技术可以将废物转化为有用的物质。
例如,通过化学反应将废旧塑料重新加工,得到再生塑料产品,实现废物的循环利用。
另一方面,化学可以提取废弃物中的有价值成分,如金属离子等,进行回收再利用。
这样不仅减少了资源的浪费,还降低了新资源的开采压力。
三、化学在可再生能源开发方面的推动力能源问题是全球关注的热点,传统能源资源逐渐枯竭,所以研发可再生能源成为当前的发展方向。
而化学技术在可再生能源开发方面发挥着关键作用。
例如,化学催化技术可以提高太阳能电池的效率,降低生产成本;化学反应技术可以促进生物质能的利用,提高生物质能源的产率和品质;化学工程技术可以推动风能和潮汐能等可再生能源的规模化应用。
正是由于化学在此领域的不断创新与突破,才有了现如今可再生能源的快速发展,为环境保护和可持续发展贡献了重要力量。
综上所述,化学与环境保护有着紧密的关系。
化学在环境污染控制方面通过开发环境友好型清洁能源和净化技术,保护了大气、水体和土壤的环境质量;在资源回收利用方面,通过化学技术实现废物的再利用,降低资源的耗竭;在可再生能源开发方面,化学的进步促进了可再生能源的研发和利用。
化学与环境工程在现代工业社会中,化学与环境工程扮演着至关重要的角色。
化学与环境工程领域的研究和应用对于保护环境、减少污染以及可持续发展都起到了至关重要的作用。
本文将探讨化学与环境工程领域的重要性、应用和挑战。
1. 化学与环境工程的重要性:化学与环境工程是一门综合性学科,涵盖了化学、环境科学、材料学和工程技术等领域的知识。
它的目标是通过应用化学原理和工程技术,改善环境质量,保护和恢复生态系统。
化学与环境工程在以下几个方面非常重要:1.1 污染物的控制和治理:化学与环境工程的一个重要任务是减少和控制污染物的排放。
通过研究和开发高效的污染治理技术,如废水处理、大气污染控制和土壤修复等,可以降低污染物对环境和人类健康的影响。
1.2 资源的可持续利用:在化学与环境工程领域,研究人员致力于开发可持续利用资源的方法和技术。
例如,通过研究可再生能源和可再生材料,可以减少对有限资源的依赖,促进经济可持续发展。
1.3 环境风险评估:化学与环境工程帮助评估和预测人类活动对环境的潜在风险。
研究人员通过分析和模拟环境中的化学物质的行为和迁移,发现潜在的环境风险,并提出相应的治理措施。
2. 化学与环境工程的应用:2.1 废水处理:废水处理是化学与环境工程的核心应用之一。
通过物理、化学和生物技术,可以将废水中的有害物质去除或转化为无害物质,从而减少对水资源的污染,保护水环境的可持续发展。
2.2 大气污染控制:化学与环境工程在大气污染控制方面也发挥着重要作用。
研究人员通过开发和应用各种技术,如燃烧优化、焚烧和脱硝等,减少大气污染物的排放,并保护大气环境的质量。
2.3 土壤修复:化学与环境工程也致力于研究和开发土壤修复技术。
通过物理、化学和生物方法,可以去除土壤中的有害物质,提高土壤质量,恢复受污染的土壤生态系统。
3. 化学与环境工程面临的挑战:3.1 新型污染物的应对:随着科技的进步和工业的发展,新型污染物的出现给化学与环境工程带来了新的挑战。
环境与化学的关系
环境与化学有着密切的关系。
化学是研究物质的组成、性质、结构、变化和相互关系的科学,而环境则是指周围的自然和人为条件,包括大气、水、土壤、生物等因素。
一方面,环境中的化学物质对生态系统和人类健康产生重要影响。
例如,空气中的污染物质如二氧化硫、氮氧化物、臭氧等会导致空气污染,对人类健康和大气环境造成危害;水体中的重金属、有机污染物等也会污染水资源,影响水生生物和人类的用水安全;土壤中的农药、化肥等会对农作物生长和土壤质量产生影响。
通过化学分析和研究,可以了解这些化学物质的来源、迁移和转化过程,从而指导环境保护和治理工作。
另一方面,环境因素也会影响化学反应和化学物质的性质。
例如,温度、压力、光照、湿度等环境条件都会对化学反应速率、平衡位置和产物选择产生影响。
此外,环境中的其他物质也可能与化学物质发生相互作用,改变其性质和行为。
因此,在开展化学研究和工程应用时,必须考虑和控制环境因素,以实现预期的化学反应和性能。
环境与化学之间相互影响,化学研究和应用也需要考虑环境因素,以实现可持续发展和环境保护的目标。
化学在环境中的应用
化学在环境中的应用主要体现在以下几个方面:
•大气污染治理。
绿色化学技术关注大气、水和固体废弃物的污染问题,例如对煤燃烧产生的二氧化硫进行脱硫处理,或者在燃烧过程以及燃烧之后
分别进行固硫和烟气脱硫处理。
这样可以实现污染前的防控治理,并有效
消除二氧化硫引发的污染。
•环境保护和资源利用。
化学吸附材料可以有效地去除污染物,化学循环利用技术可以实现资源的高效利用。
•其他领域。
化学在能源、地球科学、化工、电子技术等领域中也有广泛的应用。
此外,化学在土壤污染修复、水体污染控制与治理、固体废物处理与处置、异味物质处理以及环境友好材料的研发等方面也有着重要的应用。
同时,随着科学技术的不断发展,化学在环境监测和环境友好化学品研发方面也取得了很大的进展。
总的来说,化学在环境保护和资源利用方面发挥着非常重要的作用,可以帮助我们解决环境问题和资源问题,推动社会进步和发展。
化学在环境保护中的作用化学作为一门自然科学,对环境保护起着重要的作用。
通过化学的研究和应用,我们可以开发出各种环境友好型的材料和技术,减少污染物的排放,提高资源利用效率,保护生态系统的稳定性。
本文将从以下几个方面介绍化学在环境保护中的作用。
1. 环境监测与分析化学分析技术是环境监测的重要手段之一。
通过对大气、水体、土壤等环境样品中污染物的定量和定性分析,可以及时了解环境质量状况,为环境保护决策提供科学依据。
例如,通过气相色谱-质谱联用技术可以检测大气中的有机污染物,通过高效液相色谱技术可以检测水体中的重金属离子等。
2. 污染物处理与修复化学技术在污染物处理与修复方面发挥着重要作用。
例如,通过化学吸附、沉淀、氧化还原等反应,可以将废水中的有机物、重金属等污染物转化为无害物质或固体沉淀,从而达到净化水体的目的。
此外,化学修复技术还可以用于修复受到土壤重金属污染的农田和工业用地。
3. 绿色化学与可持续发展绿色化学是一种以最小化对环境和人类健康的影响为目标的化学原则和方法。
通过绿色化学的研究和应用,可以开发出环境友好型的材料和技术,减少对环境的污染。
例如,绿色溶剂的研发可以替代传统有机溶剂,减少有机溶剂对大气臭氧层的破坏;绿色催化剂的设计可以提高反应效率,减少废弃物产生。
4. 资源循环利用化学技术在资源循环利用方面发挥着重要作用。
通过化学反应和工艺,可以将废弃物转化为有价值的产品或能源。
例如,通过催化裂化技术可以将废塑料转化为石油产品;通过生物质能源转化技术可以将农作物秸秆转化为生物燃料。
5. 环境教育与公众意识提升化学在环境保护中的作用不仅体现在技术层面,还体现在环境教育和公众意识提升方面。
通过化学知识的普及和环境问题的宣传,可以增强公众对环境保护的认识和意识,促进环境友好型行为的形成。
例如,通过开展环境科普活动、举办环保讲座等方式,可以提高公众对环境问题的关注度和理解度。
结论化学在环境保护中发挥着重要作用,通过化学技术的研究和应用,可以实现环境监测与分析、污染物处理与修复、绿色化学与可持续发展、资源循环利用以及环境教育与公众意识提升等目标。
化学与环境保护化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础自然科学。
环境保护是指人类为解决现实的或潜在的环境问题,协调人类与环境的关系,保障经济社会的持续发展而采取的各种行动的总称。
化学与环境保护密切相关,因为化学知识可以应用于解决环境问题,同时化学工业也可能会对环境造成一定的污染。
二、环境问题的产生环境问题主要源于人类活动对自然环境的破坏,包括工业污染、农业污染、生活污染等方面。
例如,工业生产中排放的废气、废水和固体废弃物,农业生产中使用的化肥和农药,以及生活中产生的垃圾等,都会对环境造成影响。
三、化学在环境保护中的应用化学在环境保护中发挥着重要作用,主要体现在以下几个方面:1.治理污染:利用化学原理和技术治理工业、农业和生活污染,如脱硫、脱氮、水处理等。
2.开发清洁能源:研究和开发太阳能、风能、生物质能等清洁能源,减少化石能源的依赖。
3.环保材料:研发环保材料,如生物降解材料、可回收材料等,减少对环境的负担。
4.环境监测:利用化学分析方法监测环境质量,如空气质量、水质等。
四、环境保护的重要性环境保护对于人类的生存和发展具有重要意义。
良好的环境可以提供清洁的空气、水和土壤,保障人类的身体健康和生活质量。
同时,环境保护也有利于生物多样性的维护,促进生态系统的稳定。
此外,环境保护还是实现可持续发展的重要条件,有助于促进经济、社会和自然的和谐发展。
五、中学生如何参与环境保护1.学习环保知识:了解环境问题的产生、危害及解决方法,提高环保意识。
2.践行绿色生活:节约用水、用电,减少垃圾产生,分类回收,使用环保产品等。
3.参与环保活动:加入环保社团,参与植树造林、清洁河流等活动。
4.倡导环保理念:向身边的人宣传环保知识,倡导绿色出行、低碳生活等。
5.创新环保科技:关注环保科技的发展,尝试发明或改进环保设备,为环境保护贡献力量。
化学与环境保护是中学生应关注的重要知识点。
通过学习化学知识,我们可以更好地理解环境问题的产生,找到解决环境问题的方法。
化学与环境的关系是什么化学与环境的关系是一个非常实用和深刻的主题。
化学是研究物质变化及其性质的一门学科,而环境是指我们生存和发展的自然界和社会环境。
两者之间有着密不可分的联系,我们在日常生活中接触到的许多化学物质都对环境产生影响,而环境也会对化学反应和物质转化产生影响。
下面我们将从多个方面探讨化学与环境的关系。
一、化学对环境的影响1. 污染现代社会发展到一定程度,化学品的使用越来越广泛,而这些化学品很大程度上会对环境产生毒害和污染。
例如,工业生产中排放出的废气、废水以及含有重金属等有毒物质的垃圾都会对环境造成破坏。
汽车尾气中的一氧化碳、硝化物等物质也会对空气质量和健康产生影响。
2. 全球变暖全球变暖是指地球表面温度逐年上升的趋势,很大程度上是由人为活动引起的,其中包括大量的化学反应。
例如,工厂、汽车、船舶等的排放,以及化石燃料的燃烧都会产生大量的二氧化碳等温室气体,从而导致地球温度升高,引起的全球气候变化给环境带来极大的影响。
3. 土壤污染随着城市化的加剧和工业化的进程,土壤也逐渐受到了污染。
大量的工业废弃物和农业化肥等物质被排放到土壤中,导致土壤质量下降。
这不仅影响了植物的生长,也对人体健康产生了不良影响。
二、环境对化学的影响1. 化学反应的速率环境中的温度、湿度、压力等因素都会影响化学反应的速率。
例如,在高温和高湿的环境下,反应速率会加快。
因此,我们需要根据环境因素来设计和调节化学反应过程。
2. 化学分析环境中存在大量的不同物质,这些物质的成分和浓度对于地球环境的评估和污染的控制至关重要。
化学可以通过对环境中发生的化学反应和物质分析,获得数据来分析环境中的物质组成,从而可以确定环境中的变化情况,以便制定相应的管理和保护措施。
3. 环保技术的发展随着环境问题越来越受到重视,环保技术也得到了快速发展。
许多新的环保材料、环保技术和环保设施不断涌现,可以有效地减少化学对环境的影响。
例如,尾气处理器、净水器、废弃物处理设施等都是现代环保技术的代表,这些技术的使用可以有效地减少化学对环境的负面影响。
初中化学与环境教案
课程名称:化学与环境
教学内容:化学的基本概念与环境保护
教学目标:通过学习,使学生了解化学基本概念与环境保护的重要性,树立环保意识,培养环保意识。
教学时间:2周
教学资源:教科书、多媒体课件、实验器材等
教学内容安排:
第一天:化学基本概念
1. 介绍化学的定义及重要性
2. 讲解化学元素、化学式、化学反应等基本概念
3. 展示一些化学实验,加深学生对化学的了解
第二天:环境保护重要性
1. 介绍环境保护的重要性
2. 讲解环境污染对人类健康和生态环境的影响
3. 分析环境保护的现状和挑战
第三至五天:化学与环境的关系
1. 讲解化学在环境保护中的应用
2. 分析生活中的化学物质对环境的影响
3. 进行有关化学物质的环境友好实验
第六至七天:环保意识培养
1. 进一步强调环保的重要性
2. 组织学生开展环保宣传活动
3. 设计环保实践项目,并让学生实操
教学方式:讲授、探究式学习、实验等
教学评估:课堂表现、小测验、实验报告、综合考核等
课后延伸:鼓励学生参加环保志愿活动,关注环保新闻,积极参与环境保护工作备注:本教案仅供参考,具体实施时可根据学生实际情况做出调整。
化学与环境问题的解决随着工业化和城市化的快速发展,环境问题日益突出。
大气污染、水体污染、土壤污染等问题给人类的生存环境带来了巨大的威胁。
而化学作为一门科学,可以为解决环境问题提供有效的方法和技术。
本文将探讨化学在环境问题解决中的应用。
一、大气污染的解决大气污染是当前环境问题中最为严重的之一。
化学在大气污染的解决中发挥着重要作用。
首先,化学可以通过净化空气中的有害气体来改善大气质量。
例如,利用化学反应将二氧化硫转化为硫酸,从而减少酸雨的形成。
其次,化学还可以研发新型的清洁能源,如太阳能电池和燃料电池,以减少化石燃料的使用,从而降低大气污染的排放。
二、水体污染的解决水体污染是另一个严重的环境问题。
化学在水体污染的解决中发挥着重要作用。
首先,化学可以通过水处理技术来净化污水。
例如,利用化学药剂可以去除水中的悬浮物和有机物,从而提高水质。
其次,化学还可以研发新型的水处理技术,如光催化和电化学氧化等,以提高水处理的效率和效果。
三、土壤污染的解决土壤污染是环境问题中的另一个重要方面。
化学在土壤污染的解决中也发挥着重要作用。
首先,化学可以通过土壤修复技术来恢复受污染的土壤。
例如,利用化学吸附剂可以吸附土壤中的有害物质,从而减少其对环境的影响。
其次,化学还可以研发新型的土壤修复技术,如生物修复和化学修复的结合,以提高土壤修复的效果。
四、可持续发展的推动化学不仅可以解决环境问题,还可以推动可持续发展。
首先,化学可以研发新型的环保材料,如可降解塑料和环保涂料,以减少对环境的影响。
其次,化学可以研发新型的节能技术,如高效催化剂和能源储存技术,以提高能源利用效率。
此外,化学还可以研发新型的环境监测技术,如传感器和检测仪器,以监测和评估环境质量。
综上所述,化学在环境问题的解决中发挥着重要作用。
通过化学的应用,可以净化大气、净化水体、修复土壤,从而改善环境质量。
同时,化学还可以推动可持续发展,为人类提供更加清洁和可持续的生存环境。
化学在环境保护中的作用化学作为一门科学,对环境保护起着重要的作用。
它通过研究物质的性质和变化规律,为环境保护提供了理论基础和技术手段。
本文将从净化大气、水资源保护、废物处理和可持续发展等方面探讨化学在环境保护中的作用。
一、净化大气大气污染是当前全球面临的严重问题之一。
化学在净化大气方面发挥着重要作用。
首先,化学反应可以帮助我们理解大气污染的形成机制。
例如,臭氧层破坏是由于氯氟烃等化学物质的释放导致的,通过研究这些化学物质的反应机制,我们可以找到减少臭氧层破坏的方法。
其次,化学技术可以用于净化大气中的有害气体。
例如,脱硫技术可以将燃煤和燃油中的二氧化硫去除,减少酸雨的形成。
此外,化学还可以用于监测大气中的污染物浓度,通过分析和检测,及时采取措施减少大气污染。
二、水资源保护水资源是人类生存和发展的基础,而水污染是当前面临的严重问题之一。
化学在水资源保护中发挥着重要作用。
首先,化学技术可以用于水的净化和处理。
例如,化学药剂可以用于去除水中的悬浮物、有机物和重金属等污染物,使水质得到改善。
其次,化学分析技术可以用于监测水质,及时发现和解决水污染问题。
此外,化学还可以用于水资源的循环利用。
例如,通过化学反应将废水中的有用物质提取出来,实现废水的资源化利用。
三、废物处理废物处理是环境保护的重要环节,而化学在废物处理中发挥着重要作用。
首先,化学技术可以用于废物的分类和分离。
例如,通过化学反应将废物中的有害物质与无害物质分离,实现废物的有效处理。
其次,化学技术可以用于废物的转化和降解。
例如,通过化学反应将废物转化为可再利用的物质,减少废物对环境的影响。
此外,化学还可以用于废物的无害化处理。
例如,通过化学反应将有毒废物转化为无毒物质,减少对环境和人体的危害。
四、可持续发展可持续发展是当前全球面临的重要任务,而化学在可持续发展中发挥着重要作用。
首先,化学技术可以用于开发和利用可再生能源。
例如,通过化学反应将太阳能和风能转化为电能,实现能源的可持续利用。
化学对环境的影响化学作为一门科学,不可否认其对环境产生了广泛的影响。
在现代社会,化学技术的广泛应用和工业化进程的推进,使得许多化学物质直接或间接地进入到环境中,对自然环境、生态系统和人类健康造成了一定程度的影响。
本文将以空气污染、水体污染和土壤污染三个方面来探讨化学对环境的影响。
一、空气污染在工业化进程中,化学过程是不可避免的。
许多工业生产过程中产生的烟尘、废气和有害物质会被释放到大气中,导致空气质量下降。
例如,汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物和挥发性有机物,以及工厂烟囱中的二氧化硫、氮氧化物等,都对大气造成了污染。
这些污染物进一步与自然界中的其他物质相互作用,形成二次污染物,如臭氧和酸雨,对空气质量和生态系统产生了重要影响。
空气污染对环境和人类健康带来了严重威胁。
它不仅导致大气能见度下降、呼吸道疾病增多,还破坏植物叶片,削弱植物光合作用和农作物产量。
此外,空气中的有害化学物质还可通过呼吸道进入人体,对身体健康产生负面影响,例如导致哮喘、癌症和心血管疾病等。
二、水体污染化学物质的排放也对水体环境造成了污染。
工业生产和农业活动中使用的化学物质、农药和化肥,经由雨水沉降和水流的冲刷作用,会进入河流、湖泊和海洋中。
此外,废水中的有害物质和污水处理厂未处理干净的废水排放,也是水体污染的重要来源。
水体污染对生态系统产生了重大影响。
它破坏了水生生物的栖息地,导致水生生物死亡和生物多样性下降。
同时,有毒化学物质被生物吸收后,进入了食物链,最终影响人类的健康。
例如,重金属汞、铅以及农药残留等有害物质的摄入,对人体的神经系统和身体健康造成潜在威胁。
三、土壤污染化学物质的施用和排放也会导致土壤污染。
除了农业活动中使用的农药和化肥外,工业废物的不恰当处置也可能导致土壤受到有害物质的污染。
这些有害物质会逐渐积累并在土壤中残留,对土壤质量和农作物生长产生负面影响。
土壤污染的后果是严重的。
它会破坏土壤的肥力,降低农作物产量,甚至导致土壤退化。
化学与环境姓名:丁梦瑶班级:11国贸1 学号:20111401106人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。
作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。
化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。
传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。
环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏、也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。
例如,温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。
这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。
当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。
例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等;水污染使水环境质量恶化,饮用水源的质量普遍下降,威胁人的身体健康,引起胎儿早产或畸形等等。
严重的污染事件不仅带来健康问题,也造成社会问题。
随着污染的加剧和人们环境意识的提高,由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。
造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三方面,而其中化学物质引起的污染约占80%-90%。
环境化学即是从化学的角度出发,探讨由于人类活动而引起的环境质量的变化规律及其保护和治理环境的方法原理。
就其主要内容而言,环境化学除了研究环境污染物的检测方法和原理(属于环境分析化学的范围)及探讨环境污染和治理技术中的化学、化工原理和化学过程等问题外,需进一步在原子及分子水平上,用物理化学等方法研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互反应、转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。
目前在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题,具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。
就大气的环境问题而言,主要有酸雨、温室效应、臭氧层空洞等。
就酸雨来说,造成雨水酸化之污染物很多,其污染来源大致可分为两类:其一为自然物质,其二为人为物质。
前者如:火山爆发喷出大量之硫化物及悬浮固体物,自然水域表面释放之硫化氢,动植物分解产生有机酸,土壤微生物及海藻释放之硫化氢、二甲基硫及氮化物等,都会使雨水之pH值降至5.0左右;后者则为工业化后,燃料之大量使用,燃烧过程中产生一氧化碳、氯化氢、二氧化硫、氮氧化物及有机酸及悬浮固体物,排放至大气环境中,经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质使得雨水之pH值降低,形成酸雨。
由于酸雨为二次污染物且具有跨区污染的特性,以致影响层面相当广,故局部空气污染的改善,空气品质标准的达成,对于酸雨的防制助益不大,必须削减SO2、NOx的总量方能遏止酸雨的危害。
温室效应是由于大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的。
空气中含有二氧化碳,而且在过去很长一段时期中,含量基本上保持恒定。
这是由于大气中的二氧化碳始终处于"边增长、边消耗" 的动态平衡状态。
大气中的二氧化碳有80%来自人和动、植物的呼吸,20%来自燃料的燃烧。
散布在大气中的二氧化碳有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。
还有5%的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来。
这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%(体积分数)始终保持不变的原因。
但是近几十年来,由于人口急剧增加,工业迅猛发展,呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳,远远超过了过去的水平。
而另一方面,由于对森林乱砍乱伐,大量农田建成城市和工厂,破坏了植被,减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。
再加上地表水域逐渐缩小,降水量大大降低,减少了吸收溶解二氧化碳的条件,破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡,就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。
空气中二氧化碳含量的增长,就使地球气温发生了改变。
二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能。
如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20 ℃。
但是,二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成"温室效应"。
还有,英国科学家在最新一期《科学》杂志上发表的报告指出,他们在大气层中发现一种学名为"五氟化硫三氟化碳"(化学分子式为SF5CF3)的稀有气体。
虽然这种气体目前的浓度仍相当低,但是它稳定热的能力远超过其他任何已知的温室气体,而且正在快速积累,长此以往,将会使"温室效应"形势更趋恶化。
大气中的臭氧含量仅一亿分之一,但在离地面20至30公里的平流层中,存在着臭氧层,其中臭氧的含量占这一高度空气总量的十万分之一。
臭氧层的臭氧含量虽然极其微少,却具有非常强烈的吸收紫外线的功能,可以吸收太阳光紫外线中对生物有害的部分(UV-B)。
由于臭氧层有效地挡住了来自太阳紫外线的侵袭,才使得人类和地球上各种生命能够存在、繁衍和发展。
1985年,英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞,并证实其同氟利昂(CFCs)分解产生的氯原子有直接关系。
这一消息震惊了全世界。
到“1994年,南极上空的臭氧层破坏面积已达2400万平方公里,北半球上空的臭氧层比以往任何时候都薄,欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了10%-15%,西伯利亚上空甚至减少了35%。
科学家警告说,地球上臭氧层被破坏的程度远比一般人想象的要严重得多。
氟利昂等消耗臭氧物质是臭氧层破坏的元凶,氟利昂是本世纪20年代合成的,其化学性质稳定,不具有可燃性和毒性,被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂,广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。
80年代后期,氟利昂的生产达到了高峰,产量达到了144万吨。
在对氟利昂实行控制之前,全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。
由于它们在大气中的平均寿命达数百年,所以排放的大部分仍留在大气层中,其中大部分仍然停留在对流层,一小部分升入平流层。
在对流层相当稳定的氟利昂,在上升进入平流层后,在一定的气象条件下,会在强烈紫外线的作用下被分解,分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应,不断破坏臭氧分子。
科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。
在现代经济中,氟利昂等物质应用非常广泛,要全面淘汰,必须首先找到氟利昂等的替代物质和替代技术。
在特殊情况下需要使用,也应努力回收,尽可能重新利用。
目前,世界上一些氟利昂的主要生产厂家参与开发研究了替代氟利昂的含氟替代物(含氢氯氟烃HCFC和含氢氟烷烃HCF等)及其合成方法,有可能用作发泡剂、制冷剂和清洗溶剂等,但这类替代物也损害臭氧层或产生温室效应。
同时,也在开发研究非氟利昂类型的替代物质和方法,如水清洗技术、氨制冷技术等。
随着环境化学研究的深化,为环境科学的发展奠定了坚实的基础,为治理环境污染提供了重要的科学依据。
我国于1979年已经颁布了《中华人民共和国环境保护法》,该法是我国有关环境保护的综合性法规,也是环境保护领域的基本法律,主要规定了国家的环境政策、环境保护的方针、原则和措施等;国务院还制定了《水污染防治法实施细则》、《大气污染防治法实施细则》和《固体废物污染环境防治法》等环境保护法律、国务院颁布了《化学危险物品安全管理条例》和《农药管理条例》等化学品管理行政法规。
国家还专门制定了环境保护标准、污染物排放标准、环保基础标准和环保方法标准。
如已颁布的环境质量标准有《环境空气质量标准》、《地面水环境质量》等;污染物排放准有《工业"三废"排放标准》、《污水综合排放标准》等等;同时地方性环境保护法规、环境保护部门规范性文件都作了明确规定等。
这些法律法规的颁布实施对加强有害化学品的安全管理,防止化学物质污染环境和保障人民群众身体健康发挥了重要作用。
但是,我国尚未建立起完整的化学物质环境管理法规体系,对化学物质的生产、储存、运输、销售、使用和进出口实行全过程有效管理。
我国现行化学品环境立法需要针对当前化学品管理法律法规中的薄弱环节加以补充完善,并与国际化学品管理体制接轨。
此外,当前迫切需要加强的是对化学品管理法律法规的执法力度。
对环境保护造成严重污染的企业,应依法给予追究,对人身由环境污染造成危害的应依据法律给予处罚和赔偿。
这在日本等工业发达国家早已实行了的法律管理制度。
我们还应通过宣传教育提高从事化学危险品生产、贮存、经营、运输和使用的单位和个人的遵法守法意识,加强对有害化学品的安全和环境管理。
特别是应按着我国环境保护法来严格管理有害化学品。
世界卫生组织(WHO)和美国、日本等许多国家已经把臭氧和光化学氧化剂的水平作为判断大气环境质量的指标之一,并据以发布光化学烟雾的警报。
城市空气污染与经济发展水平密切相关,我国正处快速发展时期,城市空气污染已经成为一个重要的环境问题。
为防止光化学烟雾的爆发,除了采取上述方法外,还必须采取行政命令干涉的手段才能有较好的效果。
化学与环境生活息息相关。
大气是人类和其他一切生命体时刻不可缺少的生成条件,大气污染对人类的影响,不仅时间长、范围广,而且大多是人为污染造成的,因此应当引起全人类的关注,采取有效措施,防治大气污染。