无机化学论文
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如何改进大学无机化学的教学论文无机化学是化学学科中古老的分支学科之一,同时又是发展迅速、充满活力的科学[1].从发展历史来看,化学一开始实际上就是无机化学,化学中一些最重要的基本概念和规律(如元素、分子、化合、分解等),大多数是在无机化学早期的发展过程中形成和发现的[2].近年来,无机化学出现许多新的理论、新的研究方法。
并与其他学科相互交叉融合、发展出一系列边缘学科,有了大量的新成果和性能优异的无机材料,而当前的无机化学课程很少涉及到这些新的进展,教学方式和内容显得陈旧。
即不利于激发学生的学习兴趣,又不利于学生开阔化学视野和了解科学前沿。
随着社会对高素质、创新型人才的迫切需求,要求学生不仅要掌握无机化学的基本理论和元素化学等内容,还要具备创新意识、团队意识、发现问题、解决问题和语言表达等能力。
无机化学作为化学、化工、冶金、制药、材料、生物、医学等多学科多专业高等教育的第一门化学课程,又是大一学生的必修课,可以认为是其本科阶段学习的基础课程,其重要性毋庸置疑。
目前各个高校都在进行教学改革,提高教学质量。
由于高考压力,高中阶段教师往往重视传授化学知识,忽视培养学生的其他素质。
教学改革在使新生能够尽快的适应由高中教学模式到大学教学方式的转变,以及引导培养学生自我学习能力等方面起着重要的作用。
因此,关于无机化学教学改革一直是国内外很多教育工作者讨论的热点。
早在上世纪五六十年代,俄亥俄州立大学Harry H. Sisler教授探讨了无机化学是一门尚未开发的课堂资源[3],随后德国L. F.Audrieth 和 R. J. A. Ono 教授分析探讨了德国大学中的无机化学教学问题[4].近年来国内不少专家学者在教学改革理论方面做了大量工作,如 2014 年山西师大高昆提出可视化教改的新举措,即学生通过云存储、微信及 QQ 群等方式分享教师课件资源的一种新型教学形式[5].2015 年广西大学周艳玲教授在“无机化学课堂教学艺术”中提到教师必须提高课堂教学艺术,使得学生在接受艺术美的环境中获得知识[6].然而,近些年高校教学的改革增加了许多新兴的学科,却也使得大部分学校的基础主干课程的课时量明显减少。
无机化学实验论文山西大同大学课程:无机化学实验题目:十种未知固体钠盐的鉴定学院:化学与环境工程学院班级:13级化学三班姓名:**十种未知固体钠盐的鉴定摘要运用所学的元素及化合物的基本性质,进行常见物质的鉴定或鉴别,进一步巩固常见阳离子和阴离子重要反应的基本知识。
本实验鉴别NaNO3、Na2S、Na2S2O3、Na3PO4、NaCl、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、NaBr、Na2SO3十种物质。
Apply what they have learned the basic properties of elements and compounds, to identify the common material or identify, to further consolidate the basic knowledge of common cationic and anionic important reaction. This experiment to identify sodium nitrate, sodium sulfide, sodium thiosulfate and sodium phosphate, sodium chloride, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium sulfate, sodium bromide, sodium sulfite ten kinds of material.关键词NaCl;Na2CO3;NaHCO3;Na2SO4;NaBr;Na2SO3;NaNO3;Na2S;Na2S2O3;Na3PO4;引言鉴别或鉴定一组未知物时,常用以下方法:1.物态(1)观察试样在常温时的状态,如果是固体观察它的晶形。
(2)观察试样的颜色。
溶液试样可根据离子的颜色,固体试样可根据化合物的颜色以及配成溶液后离子的颜色。
关于无机化学方面的论文无机化学是化学领域的一个重要组成部分,是以研究无机物为主的化学分支,由于无机化学的研究和学习的方式主要通过实验进行,而化学实验往往伴随着一些不利于环境保护的废弃物的产生。
下面是店铺为大家整理的关于无机化学方面的论文,供大家参考。
关于无机化学方面的论文范文一:无机化学探究式实验教学改革摘要:现代社会需要创新型人才,以探究式进行无机化学实验教学改革,有利于提高学生的自主学习能力,培养学生的创新思维能力和提高学生的综合能力,以满足社会上的人才需求。
关键词:无机化学实验;探究式教学;改革无机化学是高校一年级化学相关专业学生所接触到的第一门专业课,无机化学实验是学习无机化学基本内容和基本理论知识的基础,甚至是学习有机化学、分析化学、物理化学等专业课的进门砖。
化学是一门以实验为基础的学科。
对于学生来说,通过无机化学实验可以激发学生的学习兴趣,实现学习方式由被动学习向主动学习的转变;通过无机化学实验可以培养学生的创新思维能力,实现感知能力和思维能力的结合;通过无机化学实验可以提高学生的综合操作能力,实现理论与实践的结合,具备解决实际生产生活中所遇到问题的能力;通过无机化学实验使学生的全面发展,为以后从事化学及相关领域的工作打下坚实的基础。
近年来,有多名高校工作者提出了关于无机化学实验教学改革的方式方法,李慧泉等提出了研究型无机化学实验教学模式,通过引入问题培养学生的学习兴趣、培养学生的基本实验技能、培养学生的科研实验技能等七个方面构建“科学研究依托无机化学实验教学-无机化学实验教学支持科学研究-科学研究反哺无机化学实验教学”模式以提高无机化学实验教学质量。
陈田将绿色化教学引入到无机化学实验的教学中,从改革实验内容、推广微型化实验、重视三废处理、采用多媒体教学等多个方面探讨了对于无机化学实验改革的途径和建议。
魏少红以无机化学实验教学中存在的实验教材部分内容陈旧、实验教学方式存在的问题为出发点,提出增加设计行实验、倡导绿色化学提倡微实验、适当调整实验顺序、注重对实验中异常显现的分析等无机化学实验教学中的改革建议。
无机化学论文摘要通过学习由海盐制试剂级氯化钠及其纯度的检验方法,加深对反应操作的认识以及理解溶解、过滤、蒸发、结晶和气体的发生和净化等基本操作。
实验过程中应用到的方法如:目视比色法等。
实验的精制过程可以应用到实际生活中,是人们日常生活必不可少的重要调味剂。
关键字:氯化钠、目视比色法、调味剂。
1【正文】一、实验目的:1、学习由海盐制试剂级NaCl及其纯度检验的方法。
2、学习溶解、过滤、蒸发、结晶和气体的发生和净化等基本操作。
3、了解用目视比色和比浊进行限量分析的原理和方法。
二、实验原理:粗食盐中,含有不溶性杂质和可溶性杂质。
不溶性杂质可通过过滤法除去,可溶性杂质可采用化学法除去。
产生的沉淀用过滤的方法除去,过量的NaOH和NaCO 溶液可用盐酸中和除去。
氯化钠(NaCl)3试剂由粗食盐提纯而得.一般食盐中含有泥沙等SO42-,Ca2+,Mg2+和K+等可溶性杂质.氯化钠的溶解度随温度的变化很小,不能用重结晶的方法纯化,而需用化学法处理,使可溶性杂质都转化成难溶物,过滤除去.此方法的原理是,利用稍过量的氯化钡与氯化钠中的SO42-反应转化为难溶的硫酸钡;再加碳酸钠与Ca2+, Mg2+及没有转变为硫酸钡的Ba2+,生成碳酸盐沉淀,过量的碳酸钠会使产品呈碱性,将沉淀过滤后加盐酸除去过量的CO32-,有关化学反应式如下: 在溶液中加入稍过量的BaCl 溶液;则 22+2- Ba+SO=BaSO? 442+ 2- Ca+ CO= CaCO? 332+ - Mg+ 2OH= Mg(OH)? ,2+ 2 ,Mg+,CO+ HO = Mg(OH)3 Mg CO?+ CO? 32,?323+ 2 2 Fe+ 3CO+ 3HO = 2 Fe (OH)?+ 3CO? 323223+-Fe+ 3OH = Fe (OH)?32+2- Ba+ CO=Ba CO? 33Ba2++SO42-==BaSO4?Ca2++CO32-==CaCO3?2Mg2++2OH-+CO32-==Mg2(OH)2CO3?CO32-+2H+==CO2?+H2O至于用沉淀剂不能除去的其它可溶性杂质,如K+,在最后的浓缩结晶过程中,绝大部分仍留在母液内,而与氯化钠晶体分开,少量多余的盐酸,在干燥氯化钠时,以氯化氢形式逸出.三、实验试剂:盐酸(2.0mol/L),氢氧化钠(2.0mol/L),碳酸钠(1.0mol/L),(NH4)2C2O4(0.50mol/L),氯化钡(1.0mol/L),粗食盐,镁试剂, PH试纸,滤纸四、实验仪器:烧杯(100ml)、量筒(100ml)、吸滤瓶、布氏漏斗、三角架、石棉网、台秤、分析天平、表面皿、水泵、滴液漏斗、蒸馏烧瓶、广口瓶、比色管、离心试管3五、实验步骤:一、氯化钠的精制1、在台称上称取10g粗食盐,放入100ml 小烧杯,加入50ml蒸馏水,加热并搅动,促其溶解。
无机化学应用及探讨论文(共2篇)第1篇:多媒体技术在无机化学教学中的应用及探讨无机化学应用作为重要的高等化学基础课程,良好的教学质量对学生而言具有极其重要的意义。
得益于越来越多科学技术应用于教育,当前多样化教学模式和技术已经在众多高校普及,特别是多媒体技术的应用,以其综合处理文字、图像、声音与动画的能力,不仅能让较为抽象的无机化学知识变得生动形象,易于学生理解与学习,同时能够在节约知识板书时间的前提下,有效地提高课堂的教学内容。
如此一来借助于多媒体技术,不但极大程度地提升了无机化学教学效率,同时在创新传统教学模式的前提下有力地推动了教学质量的提升。
虽然多媒体技术应用于无机化学教学具有如此重要的作用,然而一旦教师应用不当将会造成适得其反的效果,因而如何正确地在无机化学教学中应用多媒体技术将是本文探究的重点。
一、提高无机化学多媒体课件制作质量多媒体课件作为实施教学的重要载体,无机化学的教学质量很大程度上取决于其课件的制作质量,因而笔者认为提高无机化学多媒体课件制作质量是广大教师首要任务。
受单张课件篇幅所限,机械地堆砌各种信息到课件中不但会致使课堂教学变得沉闷乏味,同时更会造成无机化学的教学质量因学生找不准重点而降低。
因此,教师在制作多媒体课件过程中必须找准无机化学的教学重点,通过多媒体将抽象难懂的重点内容形象化、图示化,如此一来将会使得教学更具有针对性的情况下,达到最佳的教学效果。
例如在分子轨道多媒体教学中,教师可以在备课阶段利用PowerPoint、ChemOffice、ChemWin等软件,并辅以Flash软件将双原子分子轨道的形成过程以及各分子轨道能级的高低制作成多媒体课件,随后在教学中进行播放;再比如晶体场理论教学中,教师可以就晶体的四面体和八面体场中能级分裂利用上述软件制作成课件,通过这样直观形象的教学使得学生更准确地掌握晶体场的相关知识。
二、加强无机化学多媒体教学中师生互动多媒体教学并非简单的将课文知识通过多媒体设备进行播放,如何利用多媒体设备将课文的重点与难点内容展示出来,实现人机对话,以帮助学生记忆与掌握教学内容才是多媒体教学的重点。
无机化学学术论文(2)无机化学学术论文篇二无机化学实验废液的有效处理办法摘要:无机化学实验是无机化学的组成部分,而实验中产生的废液的妥善处理关系着环境的污染。
在介绍无机化学实验废液的处理上提出了更简捷有效的处理办法,为促进实验室的绿色化、环保化提供了有效的参考。
关键词:无机化学实验废液;废液处理;方法高校和中学的化学实验室,由于教学的需要不可避免地要产生实验废液,这些废液具有量少、质杂、毒性较强等特点。
但长期以来,师生们对废液的识别、分类以及处理方法等相关知识,缺乏全面而系统的了解,加上少数师生的环保意识和责任意识不强,使得这些实验废液基本处于放任自流的状态。
甚至,有些学校的实验室废液直接倒入下水道,而这些实验废液大多沿下水道进入城市污水管网或直接排入江河湖海或渗入地下,直接污染着环境,因此,找到一个妥善处理实验废液的有效途径是非常必要的。
在这里我具体谈谈。
一、无机化学实验的废液分类1.含酸废液2.含碱废液3.含铬化物的废液4.含银化合物的废液5.含汞、锌、铜、铅、锰等重金属化合物的废液6.含砷或氰化物(极毒)废液在处理废液时,应考虑对有用或价值很高的成分予以回收利用。
二、废液处理的方法1.分别处理法(1)含稀酸和稀碱废液可相互中和,溶液pH达6~8时即可排放。
(2)对含铬(VI)化合物废液的处理,可以在酸性条件下先用还原剂FeSO4或用硫酸加铁屑还原至Cr(Ⅲ)后,再转化为氢氧化物沉淀而分离。
(3)含银化合物的废液可在废液中加入氨水,使溶液逐渐变清,再加入适量的氨水和10%的葡萄糖液,进行水浴加热,使银以银镜的形式析出。
2Ag(NH3)2++C6H11O5CHO+2OH-=2Ag↓+C5H11O5COO-+NH4+3NH3+H2O↓(4)对含有锌、铬、汞、锰等重金属离子的废液,可以采取碱液沉淀法,使这些金属离子转变为氢氧化物或碳酸盐沉淀,再将沉淀与液体分离。
对铬、汞废液还有更便捷的处理方法:①含铬废液的处理:在废液中加入石灰或电石渣,使铬离子转变为难溶的Cd(OH)2沉淀除去。
无机化学与生活作文英文回答:Inorganic chemistry plays a crucial role in our daily lives, touching upon various aspects of our existence. From the air we breathe to the food we eat, inorganic compounds are essential for sustaining life.Air:Atmospheric gases, such as oxygen and nitrogen, are fundamental inorganic molecules that support life. Oxygenis inhaled by animals, providing the necessary fuel for metabolic processes. Nitrogen, on the other hand, composes approximately 78% of the atmosphere and is utilized by plants for protein synthesis.Water:Water (H2O) is a vital inorganic compound that sustainslife. It is essential for hydration, nutrient transport, and cellular function. The purity of water is of utmost importance, as inorganic impurities can lead to health hazards.Food:Inorganic elements such as calcium, sodium, and iron are crucial for human health. Calcium strengthens bones and teeth, while sodium regulates bodily fluids. Iron is an essential component of hemoglobin, a protein that transports oxygen throughout the body. Many foods are fortified with inorganic salts to ensure adequate nutrient intake.Healthcare:Inorganic compounds are widely used in medicine. Antacids, which contain inorganic bases, neutralize stomach acids and alleviate discomfort. Antibiotics, such as penicillin, are inorganic compounds that kill or inhibit the growth of harmful bacteria. Additionally, inorganicsalts are used as electrolytes in intravenous fluids to maintain electrolyte balance in the body.Construction and Infrastructure:Inorganic materials are essential for construction and infrastructure. Cement, composed primarily of inorganic oxides, is used to create concrete, a versatile building material. Glass, another inorganic compound, is widely used in windows, bottles, and other applications.Industrial Applications:Inorganic chemistry underpins countless industrial processes. Fertilizers, which contain inorganic compounds such as ammonia and phosphates, are essential for crop production. Inorganic pigments are used to provide color to paints, plastics, and ceramics. Furthermore, inorganic catalysts facilitate chemical reactions in industries ranging from pharmaceuticals to energy production.Environmental Impact:The effects of inorganic chemistry on the environment are both positive and negative. On the one hand, inorganic pollutants such as heavy metals and acid rain can damage ecosystems. On the other hand, inorganic compounds are also used in environmental remediation, such as adsorbents that remove heavy metals from wastewater.Energy Storage:Inorganic compounds are essential for energy storage. Batteries, which are used in electronic devices andelectric vehicles, rely on inorganic materials for their electrochemical reactions. Fuel cells, which generate electricity through electrochemical reactions, also utilize inorganic catalysts.中文回答:无机化学在我们的生活中扮演着至关重要的角色,它影响着我们存在的各个方面。
山西大同大学无机化学实验论文题目:十种未知固体钠盐的鉴定学院:化学与工程学院班级:13级化学(三)班姓名:**学号:********十种未知固体钠盐的鉴别摘要:运用所学的元素及化合物的基本性质,进行常见物质的鉴定或鉴别,进一步巩固常见阴离子重要反应的基本知识。
即通过对硝酸根离子,硫离子,硫代硫酸根离子,磷酸根离子,氯离子,碳酸根离子,碳酸氢根离子,硫酸根离子,溴离子,亚硫酸根离子的了解,以及这些阴离子的酸碱性,与其他阳离子、稀酸、和与其相关的特征反应,来鉴别,鉴定阴离子。
关键词:酸碱性,热稳定性,沉淀,气泡,特殊气味引言:当一个试样需要鉴定或者一组未知物需要鉴别时,通常可根据以下几个方面进行判断:1、物态(1)观察试样在常温时的状态,如果是固体要观察它的晶形。
(2)观察试样的颜色。
这是判断的一个重要因素。
溶液试样可根据离子的颜色,固体试样可根据化合物的颜色以及配成溶液后离子的颜色,预测哪些离子可能存在,哪些离子不可能存在。
(3)嗅、闻试样的气味。
2、溶解性固体试样的溶解性也是判断的一个重要因素。
特别是沉淀在水、酸、碱中的溶解性。
3、酸碱性酸或碱可直接通过对指示剂的反应加以判断。
两性物质借助于既能溶于酸也能溶于碱的性质加以判别。
可溶性盐的酸碱性可用它的水溶液加以判别。
有时也可以根据试液的酸碱性来排除某些离子存在的可能性。
4、热稳定性物质的热稳定性是有差别的,有的物质常温就不稳定,有的物质灼热时易分解,还有的物质受热易挥发或升华。
5、鉴定和鉴别反应应,就能给出更准确的判断。
鉴定反应一般采用以下几种方式:(1)通过与某试剂反应,生成沉淀,或沉淀溶解,或放出气体。
必要时再对生成的沉淀和气体做性质检验。
(2)显色反应。
(3)焰色反应。
(4)其他特征反应。
正文:实验药品:未知试剂1~10号,2mol/l的HCL,0.5mol/l的BaCl2,0.1mol/l的AgNO3,蒸馏水,饱和ZnSO4,Na2[Fe(CN)5NO],K4[Fe(CN)6]实验仪器:10只烧杯,10只试管,酒精灯,玻璃棒,试管架,试管夹,PH试纸,药匙等实验原理:1、碱性试剂可与盐酸反应,或生成沉淀,或生成气体。
我国无机化学研究现状探析论文我国无机化学研究现状探析论文摘要:实际上, 我国无机化学发展时间相对较长, 在学者研究的实验室中重点强调元素无法分出其他物质, 这也为无机化学的建立提供了一定的基础, 无机化学是我国研究的重点, 同时无机化学也成为了当前教育领域学生必学的科目, 能够体现出我国无机化学的历史沉淀, 本文主要探究松散庞杂的无机化学相关内容, 愿为其提供一定的帮助。
关键词:无机化学; 内容; 松散混乱;有关于无机化学的研究非常众多, 无机化学主要的研究无机物的组成与性质、结构与其反应, 对于不同的化学元素与碳水化合物进行深入的研究, 与众多化学分支相比较, 无机化学相对比较古老, 但也成为了人们研究的重点, 但与有机化学的研究相比较还需要进一步发展。
1、无机化学相关知识众所周知, 我国的无机化学研究已有多年, 在古代, 炼丹道士们就已经研究出了多种元素, 通过提炼出的仙丹便能够确认出实际效果, 包括其中的铜、汞、银等。
随着时间的推移, 无机化学也逐步出现。
有关学者经过在实验室中的研究发现, 元素无法分出其他的物质, 也是为无机化学的建立提供了一定的基础, 着名科学家法国拉瓦锡与英国的道尔顿对于无机化学的研究有自身的想法与贡献, 众多学者潜心研究无机化学, 随着原子学说的构建, 无机化学也逐渐出现在人们的视线中[1]。
随后, 元素周期表诞生, 元素不仅是无机化学的重要部分更是能够体现出其特点, 随着课程的加深元素学习也更加深入复杂。
在1916年, 电价键理论与共价键理论出现, 通过这两个理论的应用, 能够对于元素中的原子价与化合物的相关结构问题进行有效解决, 随着结构的深入但就又研制出了化学键的现代观点。
无机化学的理论基础也逐渐被熟知, 同时, 溶液与肢体、四大平衡等都是无机化学原理部分, 但这些内容混在一起会相对比较复杂, 一般的高中生都是简单的了解溶液里的“混沌”, 但“平衡”才是学习的重点, 不仅是酸碱平衡还有沉淀溶解平衡等等, 这些也是无机化学的重要部分[2]。
史上最快最全的网络文档批量下载、上传、处理,尽在:/第一部分《无机化学》课程结业论文学习酸碱理论的启示辛泽娜指导老师:余新武(湖北师范学院化学与环境工程系0501班湖北黄石435002)摘要: 各种酸碱理论各自有其优点和缺点及各自的适用范围。
不同的酸碱理论都强调了某个方面,它们之间既相互区别又相互联系,对于不同情况下的反应,应选用适当的理论来加以说明。
关键词: 定义应用与局限创新与发展1 酸碱理论的定义1.1 酸碱电离理论1887年瑞典化学家阿仑尼乌斯提出了他的酸碱电离理论:凡是在水溶液中电离产生的全部阳离子都是H+的物质叫酸;电离产生全部阴离子都是OH-的物质叫碱,酸碱的反应实质是H+和OH-结合生成水的反应。
例:酸 HCl = H+ + Cl-碱 NaOH = Na+ + OH-酸碱反应 HCl + NaOH = NaCl + H2O实质 H++OH-=H2O 电离理论从化学组成上揭示了酸碱的本质,提高了人们对酸碱的认识,对化学发展起了很大的作用。
1.2 酸碱质子理论 Lowry提出了酸碱质子理论,质子理论认为:凡是能给出质子的分子或离子称为酸,凡是能接受质子的分子或离子就是碱。
例:酸1+碱2=碱1+酸2 HCl+NH3=Cl-+NH4+ H2O+HS-=OH-+H2S 酸碱质子理论表明酸和碱是相互依存的,且不论物质是气态、熔融态,在水溶液中或者是在非溶液中都可以是酸碱。
1.3 路易斯酸碱 1923年,Leswis提出了酸碱电子理论。
酸碱电子理论认为:凡是可以接受电子对的物质称为酸,凡是可以给出电子对的物质称为碱。
它认为酸碱反应的实质是形成配位键生成酸碱配合物的过程。
例: Cu2+可以接受电子对,类似的还有:H+、Ag+、BF3 NH3可以给出电子对,类似的还有:OH-、 酸碱之间的反应,如:Cu2++4NH3=Cu(NH3)2+4 这些反应的本质是路易斯酸接受了路易斯碱的电子对,生成酸碱配合物。
无机化学与环境保护摘要:现代科学技术的发展,人类的活动对环境的影响越来越大,人类的生存与发展需要一个良好的自然环境,但是人类在充分享受现代文明的同时,却面临着人口的压力,资源的短缺,环境的恶化和生态危机等一系列的世界性难题。
环境的污染与化学存在着很大的关系。
环境保护已经成为一个全球性的问题。
关键词:无机化学;环境保护;环境污染引言环境是一个非常复杂的体系,我们涉及的主要是人类的生存环境。
人类生存的环境分为自然环境和社会环境。
环境污染已经成为一个全球性的问题。
环境污染是指有害物质和因子进入环境并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构与功能发生变化,对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。
1 元素在生物体中的存在形态元素在生物体中以不同形态存在,大致可分为四种情况。
(1)物结构物质:Ca、F、P、Si和少量的Mg,以难溶无机化合物形态存在于硬组织中,如SiO2、CaCO3、Ca10(PO4)6(OH)2等。
(2)有电化学功能和信息传递功能的离子:Na、Mg、K、Ca、Cl等,分别以游离水合阳离子和阴离子形式存在于细胞内、外液小,两者之间维持一定浓度梯度。
(3)生物大分子:这里系指蛋白质、肽、核酸及类似物等,需要金属元素(例如,Mo、Mn、Fe、Cu、Co、Ni、Zn等)结合的大分子,包括具有催化性能和贮存、转换功能的各种酶。
(4)小分子:属于这一类的元素,一般有F、Cl、Br、I、Cu和Fe,存在于抗生素中;Co、Cu、Fe、Mg、V和Ni等存在于卟啉配合物中;As、Ca、Se、Si和V等存在于其它小分子中。
总之,生命必需元素在生物体内的化学形态十分复杂,还有待进一步研究2 污染元素对人体健康的的危害目前在人体组织中发现的元素数目已多达70余种,仅在血液中就含有30多种元素。
除了上述生命元素外,其余元素是随着自然资源的开发利用和工业发展而进入环境,它们通过大气、水源和食物等途径而侵入机体,成为人体中的污染元素。
大部分污染元素为金属离子,它们在体内的积累,往往会干扰正常的代谢活动,对健康产生不良的影响,甚至引起病变。
主要污染元素对机体的危害见下表。
因此,治理环境污染,保障人类健康,是当前世界各国十分重视的课题。
表1污染元素对人体的危害元素危害最小致死量/10-4%Be 致癌 4Cr 损害肺,可能致癌400Ni 肺癌,鼻窦癌180Zn 胃癌57As 损害肝、肾及神经,致癌40Se 慢性关节炎,浮肿等 3.5Y 致癌-气肿,肾炎,胃痛病,高血压,致CdO.3~0.6癌Hg 脑炎,损害中枢神经及肾脏16Pb 贫血,损害肾赃及神经503 环境化学污染由于缺乏环保意识,人类的生产、生活活动在创造了物质文明的同时,也破坏了生态环境,主要表现为排放了大量废气、废水、废渣及垃圾污染了环境;超度用水、滥伐森林、破坏植被,使江湖枯竭、土地荒漠化。
3.1大气中的化学污染空气是人类和一切生物一刻也不能缺少的物质。
一个成年人每天需要10~12m3空气,如果5天内不饮水,5周内不吃饭,尚能生存,但5分钟不呼吸空气,就会死亡。
由此可见,空气对维持生命的重要性[1]大气是多种气体的混合物,可分为恒定的、可变的和不定的组分。
恒定组分是指大气中20.95%(体积)的氧,78.09%的氮,0.93%的氩,仅此三者已达99.97%,此外,还有微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体成分。
上述比例在地球表面任何地方几乎均可视为恒定的。
可变组分是指大气中的二氧化碳和水蒸气。
它们的含量随季节、气象等变化而不同,在通常情况下, 二氧化碳含量为0.02%~0.04%,近年来已上升到0.33%。
水蒸气的含量约为0~4%。
不定组分是指大气中的煤烟、尘埃、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、碳氧化物(CO、CO2)等。
不定成分达到一定浓度,将会对人类及生物等造成严重危害。
大气污染源分自然源和人为源两大类。
大气的污染物种类繁多,已为人们注意的有近百种,大致可归纳为下表所示几类。
当前普遍被列入“空气质量标准”的污染物,除粉尘外,主要有SO2、CO、NO2、O3及碳氢化物5种。
表2大气中主要污染物污染物主要成分粉尘碳粒、尘埃、PbO、ZnO、各种重金属微粒等。
2含硫化合物SO、SO3、H2SO4、RSH等。
2含氮化合物NO、NO2、NH3等臭氧、氧化物O3、CO、CO2、过氧化物氯气、卤化物HCl、HF等烃类、甲醛、有机酸、酮类、有机卤化物、多环致癌物有机化合物质等3.2全球性大气化学污染及其危害目前,全球性出现的几个比较严重的大气化学污染问题,如温室效应加剧引起的全球增暖、臭氧洞的扩大及加深、酸雨的危害等。
这些问题彼此相关,且均影响到全球生态环境的恶化和人类的健康。
3.2.1超级温室效应本来地球上燃料的燃烧所释放出来的CO2和和被植物、海洋、江河、湖伯吸收的CO2之间是保持平衡的,致使大气中的CO2浓度能维持在一定的范围内,而大气中的CO2、水蒸气、甲烷、氮氧化物等室温气体允许太阳光中短波辐射部分透过并到达地面,使地球表面温度升高;同时大气又能有效地吸收太阳和地球表面发出的长波辐射,仅让很少一部分热辐射返回太空,这两个过程使地球表面保持相对稳定的温度,大气能使地表温差不超过几十度的作用称为温室效应。
近30多年来,由于世界人口翻番,工农业迅猛发展,各种燃料消耗量急剧增加,加上人类盲目性活动(诸如滥伐森林、烧山开荒、填湖围海造田等),造成大气中CO2等温室气体含量逐年大量增加。
据统计,全世界每年向大气排放CO2100亿吨,并且每年以2%速度递增[2]世界上耗煤大国,也是CO2等温室气体最大的排放国。
大气中CO2的增多,使大气吸收和反射回地面的长波辐射能增大,造成地球表面温度升高。
事实上,1960 年前后30年对比,亚洲大部分地区平均气温升高0.5~1℃,西伯利亚地区气温平均升高1℃[3]应的加剧将导致全球气候变暖,长此下去,会使高山冰川和南北极冰层融化滑动,海平面上升,沿海地区某些城市被淹没。
3.2.2 酸雨酸雨主要是由大气中的废气SO2和NOx造成的。
大气中的SO2、SO3、NO、NO2等与O2或H2O在固体烟尘(含Fe、Cu、V等)催化下形成H2SO4或HNO3, 所以酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3。
世界上每年排入大气中的SO2约1.5亿吨,我国每年约1800万吨[4]对环境危害很大,使土壤、水体酸化,危机人类的健康和农、林、牧、渔业的生产;腐蚀工厂设备桥梁、公路、建筑物,尤其是古文化遗迹。
目前,世人公认世界上的三大酸雨影响区:西欧、北美和中国西南部,都是工业发达和工业快速发展地区。
如美国东北部与加拿大交界地段的湖泊曾受到严重污染。
八十年代我国酸雨仅限于川贵两广地区,到九十年代酸雨已从西南、华南地区,并且大多数省都发现过酸雨。
尤其是贵州省的都匀市和四川的重庆市,例如都匀市降过pH=3.1的酸雨。
近年来专家们发现我国城市大气环境污染从九十年代起已从过去的以SO2排放为主的煤烟型污染逐步转变为以氮氧化物为主的氧化性污染[5]京118万辆汽车排放的尾气,已使我国首都成为全球大气污染严重的城市之一,对市民的呼吸系统和心血管系统的危害难以估计。
3.2.3 臭氧层损耗自1985年起观测事实表明,全球大气层臭氧总量锐减,臭氧层变薄,甚至先后在南极、北极上空发现了臭氧层空洞。
1998年世界气象组织发表报告指出,过去几年一直出现在南极洲上空的臭氧空洞其面积已达27 20万平方公里(比北美洲还大),且深度已切入大气平流层达24公里。
当然,所谓臭氧空洞并非说该区域内已全无臭氧了,而是指某时间该地区的臭氧含量显著低于周边地区,远低于正常值。
最近几年,人们又发现在欧洲上空、北半球臭氧层也在变薄,连北极臭氧层有高达2/3的部分已经受损。
我国科学家也发现在青藏高原地区大气的臭氧含量明显低于周边地区,每年约以0.375%的速度减少。
据统计分析,大气中的O3每减少1%照射到地面上的紫外光线就增加2%,皮肤癌的发病率就增加4%左右,同时使患白内障眼疾的人数增多,还会损害人的免疫系统,妨碍生物的正常生长[6]。
关于臭氧洞的成因,存在许多推测和假设,但总应包括自然变化过程和人类活动影响两个方面。
对自然变化过程,人类至今知之甚少,但从人类活动影响的角度,普遍认为主要原因是目前主要用作制冷剂、清洗剂、发泡剂、杀虫剂的氟里昂(CF2Cl2、CFCl3等)的大量使用及排放,尤以冰箱、空调排放对臭氧层的破坏最为显著。
氟里昂易挥发,不溶于水,进入大气平流层后,受紫外线照射产生的Cl原子可引发破坏O3的反应[7]。
3.3 水体化学污染防治水与生命关系关系极为密切,它是一切生命机体的组成部分(人体质量的2/3是水),又是生物新陈代谢的一种介质,并对生物体起着发散热量、调节体温的作用,因此,水与人类健康关系密切,并且是发展社会生产不可缺少的物质基础。
3.3.1水体化学污染水体一般指河流、湖泊、沼泽、水库、矿泉和海洋等天然谁的总称。
水体污染是指自然水体中的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量,超过了水体的自净能力,导致水体的物理、化学性质发生有害于生态环境的变化[8]。
无机有毒物质:主要包括重金属离子、氰化物、氟化物和亚硝酸盐等。
重金属主要是汞、铬、镉、铅、镍、锌、铜、钴、锡等,镉和汞是毒性较大的元素。
采矿、冶炼、合金制造、电镀、玻璃、油漆和颜料制造、照相材料、光电池、蓄电池、陶瓷、原子能反应堆等部门是含镉废水的主要来源。
目前环境中的汞污染,主要是因为工业上汞流失的增加而造成的,其中以水银法制碱工业最为突出。
其次是氯乙烯化工厂含汞催化剂废水,以及硫化汞的生产、含汞农药、纸浆及造纸杀菌剂、电气设备、汞合金及医药生产中排出的废气和废水等。
此外,由于汞易挥发,在某些冶炼厂的废气中含有汞蒸气。
锌、镉、汞对生物的生理作用是极不相同的,微量锌是生物的必须元素,而镉和汞则相反。
镉进入人体后,造成累积性中毒。
首先损害肾脏,并能置换骨骼中的钙,导致骨质疏松和骨骼软化,使患者有无法忍受的骨痛感,故名“骨痛病”。
经研究表明,含汞化合物在自然界中能转化为甲基汞Hg(CH3)2。
汞中毒以甲基汞最为严重。
因为甲基汞在脂肪中比在水中溶解度大,进入人体后几乎全部被吸收,在人体内停留时间长。
汞中毒,最先发现于日本九洲一个小镇“水俣”,故因此而得名为“水俣病”。
其症状是严重的中枢神经系统损伤、听力减弱和语言失控、四肢麻痹进而变形、失明等,甚至还造成遗传性危害,使胎儿畸形等。
“水俣病”是甲基汞中毒的典型病例。
因此,我国把镉和汞列为第一类污染物,而且烷基汞不得检出[9]。
铅、铬毒性也很大,在铬矿冶炼、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染等工业的废水中都含有铬。
在铬的化合物中Cr(Ⅵ)的毒性最大,Cr(Ⅲ)次之,Cr(Ⅱ)和金属铬毒性最小。