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1、化学与环境及环境保护,第六讲,主要内容,环境污染与化学，室内环境与化学，室外环境与化学，铅污染和塑料污染,中国环境标志,人和其他动植物都需要洁净的空气！,煤燃烧,汽车尾气排放,沙尘暴,南极臭氧层空洞,臭氧层空洞的危害,臭氧层被破坏后，紫外线会通过大气层长驱直入。强烈的紫外线照射会抑制人的免疫力，会使白内障和皮肤癌患者增加。,直接引起酸沉降的主要物质是人为和天然排放的SOx（SO2和SO3）和NOx（NO和NO2）。,森林受到酸雨破坏,同一座雕像分别在1908年（左）和1969年（右）的外观,水污染使鱼大量死亡,水体污染来源示意图,赤潮,水华,塑料包装制品回收标志,环境污染与化学,环境问题与材料
2、、能源、信息并列为现代文明的四大支柱，又与人口、粮食、资源等问题并列为人类面临的四大挑战。,环境的概念1自然环境 包括大气、水、土壤、岩石以及存在于其交界处的生物圈和阳光，它们组成环境的结构单元进而构成环境整体。2人类活动环境 大环境。与人类生存直接有关的大气层（高20公里）、水层和土层（深10公里）范围内人人共享的环境物质之总和。,小环境。任何个人活动的空间如工厂车间、办公室、农村田野、实验室、课堂、宿舍、居室等，亦称工作和生活环境。外环境。大环境和小环境的总称。区域环境。指地区、行业的特有环境问题的概括，如城市环境、旅游环境等。,1.环境问题 环境问题指环境效应及某些特殊病态。（1）环境效
3、应 生态效应 这是一种环境生物效应，主要指保持生态平衡，即在一段时期内环境中物质循环和能量流动状态应保持相对稳定，特别要保护自然资源如土地、森林和水这些基础资源，在保证更新的前提下合理开发和利用。,温室效应 这是一种全球性的环境物理和化学效应，认为大气中二氧化碳的积累，吸收了地面向太空的热辐射，保持了地面空气有较高的温度。温度如果继续升高，将使海洋水位增高，淹没部分大陆。,热岛效应 这是一个区域环境物理和化学效应，主要指城市地区由于人口稠密、工业集中造成温度高于周围地区的现象。,（2）环境疾病 城市病：指现代化和城市化使人类疾病类型发生改变的现象。原因主要在于大气和水质污染。首先，大气污染集中
4、在城市，使呼吸道疾病显著增加。如上海（国际性大都市）等大城市的高楼病、肺癌发病率高，饮水不洁或缺水是50多种水质病患（如氟骨症、传染性肝炎）流行和传播的主因。,职业病 各行各业由于小环境的影响有不同的职业病，如粉尘引起硅肺。某些化工厂的一氧化碳、烟雾引发心纹痛，雷达、射频设备引起电磁辐射病（白内障、心律不齐、神经衰弱等）。,地方病 指发生在某一特定地区，同当地自然环境有密切关系的疾病，由环境的化学和生物效应引起。如一个地区碘元素分布异常，可引起地方性甲状腺肿或地主性克汀病。氟元素过多会引起地方性氟中毒，还有原因尚待研究的克山病、大骨节病（估计与钼、硒含量失衡有关）等。,一、环境舒适度 所谓环境
5、舒适度是指人在一定环境中主观感受到的快慰。主要因素有阳光、空气、微气候等，当然也与一些个体因素如肥胖程度、汗腺功能甚至脾气禀赋有关。,室内环境与化学,1阳光的化学（1）杀菌作用 阳光中的紫外线与人体健康关系极为密切。如不正确利用阳光，也会有害健康，因为紫外线的过度作用可致皮肤癌。（2）维D合成 阳光中具有促进人体合成维D的紫外线，从而抗佝偻病。孕妇和婴幼儿晒太阳十分重要，紫外线有“太阳维生素”的雅称。,（3）红斑作用 红斑作用的功能是能使皮肤血液流畅，并通过刺激皮肤末稍的神经感受器，全面增进人体生理功能，加强机体的免疫反应能力。成人每天接受日照紫外线辐射不应低于1/8红斑剂量，儿童应不少于1/
6、4红斑剂量。（最低红斑剂量：皮肤在日晒后发红医学上称为“红斑症”，这是皮肤对日晒作出的最轻微的反应。最低红斑剂量，是皮肤出现红斑的最短日晒时间。）,（4）晒焦作用 即黑色素的沉积，可使大部分太阳辐射线特别是其短波部分被皮肤表面吸收，阻止其透入深部组织。受照射的表层皮肤则由于吸收射线而温度升高，通过表面血管舒张及出汗，增加体表散热，使机体和环境达到代谢平衡。,2空气的化学 我们的生命离开空气几分钟就会死亡，比挨饿忍渴的时间短得多。我们呼吸的空气量每天约为1314公斤，比食物（1公斤）和饮水（2公斤）的量大得多，因此保证我们直接呼吸的即室内及居室周围的空气质量极其重要。（1）清洁空气的概念 清洁空
7、气除了要符合一定的污染物允许标准（包括能见度、颗粒物、臭氧和其它毒物、恶臭和刺激性等有关规定）外，通常还要符合：,二氧化碳的最高允许含量不超过0.1%（体积比。正常值为0.03%）。如果达到0.4%，就有昏迷、呕吐等病象；如达到3.6%，则会出现严重病态如窒息、休克；达10%，则会死亡。适量负离子浓度。负离子浓度可作为空气新鲜程度的一个重要指标。如达到每立方厘米10001500个，则可显著提高健康水平和工作效率；如达到每立方厘米500010000个，则会感到呼吸舒畅，心旷神怡。,通常室内负离子为每立方厘米30500个，寿命为1分钟，但在人口密集且污染严重的地区，负离子已被各种污染物吸收殆尽，寿
8、命仅数秒钟。负离子是由于组成空气的各种成分不断受到宇宙线、放射性元素的射线、雷电以及太阳紫外线的作用失去外层电子形成阳离子，而释出的电子则附在另一些中性分子上形成负离子。由于电子运动速度快，所以负离子的活动范围比正离子大、分布广，在局部区域内可以一定寿命独立存在。现场使用负离子发生器，证实它有降尘、灭菌和消除乙醚、汽油等难闻有机物气味的作用。,（3）呼吸的化学 空气是通过呼吸对人体发挥作用的，吸入人体需要的氧气，呼出产生的二氧化碳，其作用机制大致归纳如下：一、是肺泡功能；二、是肺泡气浓度变化；三、是呼吸膜的作用；四、是气体的运输。,氧和血红蛋白结合，利用系数一般为25%。二氧化碳进入血液后立即
9、被碳酸酐酶催化与水结合生成碳酸，以碳酸氢根形式在红细胞内扩散，起缓冲作用。另一部分与血红蛋白结合成氨基甲酸血红蛋白配合物，在肺泡内释放出二氧化碳呼出。3微气候 居室内外的小气候对环境舒适度影响甚大，其中室内温度和湿度是两个重要参数，通风换气是改善环境的必要措施。,（1）温度 指环境的热舒适。即人在心理上感到满意的热环境。一般认为1820的温度为舒适温度，此时人的皮肤温度基本不变，热调节机能处于稳定状态，个体心理普遍感到满意。试验表明：人体耐受“冷”而不导致异常反应的下限温度为11左右，而 耐受“热”的上限温度为2932，因此在1129范围（夏天2132，冬天1120）内，人们一般均有舒适感，可
10、维持最佳工作效率。,（2）湿度 研究表明，2470%的相对湿度可认为舒适湿度，此时机体体温易于维持，体感满意。人体对热和冷的耐受性与湿度关系很大。实验表明，如空气完全干燥，人可耐93的气温而没有显著病理影响。但若空气100%润湿，只要温度高于34，体温即开始升高并导致中暑病变。在潮湿的冷空气中，对“冷”的敏感显著加剧。例如干燥时，机体在40仍可生活，但若浸在冰水中或冷湿的空气中，则2030分钟后体温将显著降低，甚至僵化和休克。,（3）气流速度 通风换气是改善室内微气候的重要办法。一般认为气流速度以保持在0.10.5米/秒为适宜。气流速度的波动使人很不舒服。,实验表明：一套80m3的住房在室内外
11、温差为20时，开窗9分钟，就能把室内空气交换一遍。温差为15时，则需12分钟。交通要道换气时间应选在上午10时和下午3时左右，以避开污染高峰。,2卫生居室的建立（1）改善居住条件 居室位置及大小。在净高2.7米的条件下，每人应有69m3居住面积，对于减少传染病和呼吸道感染是十分必要的。合理利用居室。故宜小室分居。,（2）采取合理措施 合理采光、湿式扫除、勤清扫、改善微气候、劳动卫生。,所谓室外环境指居室外的近域如阳台及庭院、城市楼群间、农村宅基地的环境，是室内环境的延伸，主要涉及庭院美化和职业环境的改善。一、庭院美化 家庭美化、工厂花园化、城市公园化的设计中都着眼于绿化和良好的景观。1绿化 绿
12、化的主要作用是改善小气候、杀菌、净化空气。,室外环境与化学,（1）改善小气候 温度。盛暑时绿地和树荫下的气温比柏油和石子路面低10；树木却能吸收50%热量。冬天，由于树木、野草仍在进行生化放热反应，以及阻挡寒流和冷空气，故林密处气温比旷野高35。湿度。绿化后相对湿度提高10%。,（2）灭菌 闹市区上空的细菌数目比绿地高1015倍。（3）净化大气 许多植物有滞尘和吸毒功能。滞尘。吸毒。,2景观（1）基本要求 景观美是在模仿自然的基础上产生的，是指环境中给人感官以肯定感觉的因素如整洁、安宁、清香、和谐等，也就是在摆设、颜色、香感、音调诸方面都应体现美学要求，而以方便、实用为基调。,（2）美的感受
13、摆设。指室外建筑、室内陈设、个人服饰的得体，通常应按对称性、黄金分割原则进行安排。颜色。环境色调要尽可能加大对比度，防止互补色。香感。环境中的赋香物通常是花卉或各种植物。现代料学研究证明，花草不仅是净化空气的“天然工厂”，还是大自然赋予人们的“保健医生”。音调。物理学和心理学把节奏有调、和谐悦耳的声音称为乐声，而把杂乱无章、令人心烦的声音称为噪声。,二、职业环境按环境科学的要求，将职业环境大致分为高温环境、低温环境两种。1高温环境 温度超过人体舒适程度的环境称为高温环境。一般取213为人体舒适温度范围，因此24以上的温度即可认为是高温。但对人的工作效率有明显不利影响的温度，通常在29以上。,（
14、1）高温环境的形成 高温环境主要见于热带、沙漠地带，以及一些高温作业、某些军事活动和火车、轮船的锅炉及发动机操作间。主要热源有：燃烧生热 机器生热 化学反应生热 人体生热 太阳辐射热,（2）高温环境的影响 高温使人体皮肤温度达4144时就会产生灼痛感，若继续上升，皮肤基础组织即受到伤害。（3）对高温的防护 使用隔热材料制成的防护手套、头盔和靴袜进行局部防护。最好穿冷却服，即在衣服的夹层内通气或水以达到全身冷却。,2低温环境 通常对人的生活有不利影响的低温指10以下。除冬季低温外，低温环境主要指高山、极地及水下和边卡、野外作战等环境。（1）低温环境的影响 冻伤。全身性生理效应。,（2）对低温的防
15、护 加衣。人在21气温环境中保持舒适所需的衣服为1隔热单位，12为2隔热单位，3.5为3隔热单位，6.5需8隔热单位，12需11隔热单位。加温。活动。习服。饱食。,3噪声环境 纺织、机械和印刷行业，使用风动工具、马达、操纵振动台等设备、机场附近的工作点、机动车辆特别是司机室，都可能存在强烈的噪声。（1）噪声环境的影响 听力下降。神经系统疾病。使脑血管受损，出现失眠、心慌、记 忆力衰退、全身疲劳等症状。心血管系统疾病。胆固醇升高，心跳加速、心律不齐、血管痉挛等。（2）对噪声的防护 控制噪声源 隔声屏障 安装消声器。,4其它职业环境 放射性矿物 烟道 建筑行业。化工。,一、铅污染与无铅汽油 铅(P
16、b)是一种蓝白色的重金属元素，是重要的工业原料，广泛运用于冶炼、印刷、焊接、陶瓷、橡胶和涂料、油漆、杀虫剂及机动车燃料中。铅是一种有用又有毒的元素，它既为人类服务又毒害、摧残着人类。目前，全世界每年约消耗400万吨铅。,铅污染和塑料污染,汽车尾气已经成为人类健康的一大公害。汽油无铅化，是人类生存、环境保护的必然趋势，也是提高效率、节约能源的一大重要举措。70年代以后，世界各国尤其是工业化国家越来越严格地限制使用含铅汽油，而提倡使用被誉为汽车“绿色食品”的无铅汽油。无铅汽油一般是加入了甲基叔丁基醚CH3OC(CH3)3作为高辛烷值组份。这种组份沸点较低，可以改善汽油的蒸发、汽车的启动、加速等性能
17、以及减少发动机活塞磨损和耗油量。,美国于1996年1月 l日实现全面禁止含铅汽油。日本早在1985年就实现了普通汽油无铅化。整个欧州联盟无铅汽油市场占有率已达60。新加坡、马来西亚等亚太国家和地区均已在2000年全部实现汽油无铅化。我国政府对无铅汽油的推广使用也很重视。从1993年起在部分机动车辆试用无铅汽油以来，至2000年底，全国已基本实现汽油无铅化。,二、塑料污染及其危害 塑料作为人工合成的高分子材料,由于它具有良好的成型、成膜、绝缘、耐酸碱、耐腐蚀、低透气、透水性能以及易于着色、外观鲜艳等特点，从50年代开始，随着石油化工的发展而得到迅速发展，成为一类与生活息息相关的材料，广泛用于家电
18、、汽车、家具、包装用品、农用薄膜等许多方面。到目前为止，世界塑料年产量已达1亿2千万吨，我国每年产量也超过500万吨。,然而随着塑料产量增大和成本降低，大量的商品包装袋、液体容器以及农膜等，人们已经不再反复使用，而是用后即丢。即或是大型成型件，最后也会随着产品的损坏而被丢弃，使塑料成为一类用过即丢的产品代表。废弃塑料带来的“白色污染”已经成为一种不容忽视的社会公害,自来水厂净水过程示意图,自来水厂净化水的一般步骤,实验：过 滤 液 体,一贴,比较未经处理的天然水和做了不同程度处理的水，它们的清澈程度有什么差别？,可以利用什么物品代替实验室中的滤纸和漏斗来过滤液体？,利用活性炭来吸附、过滤水中的杂质,活性炭具有吸附作用。,活性炭不仅可以滤去液体中的不溶性物质，还可以吸附掉一些溶解的杂质，除去臭味。,自 制 简 易 净 水 器,谢谢,
