化学与环境保护

篇一：化学与环境保护 论文

化学与环境保护

从环境保护出发，介绍了环境污染的现状、防治方法及我国环境污染防治取得的成绩，综述了绿色化学的定义、特点及研究内容。指出绿色化学是近年来国际上普遍提倡和开展的研究课题，绿色化学的发展能节约能源，减少环境污染，将成为可持续发展战略的核心内容。

人类在改造自然创造物质财富的进程中，特别是20世纪，随着有机化学工业的发展，石油、天然气生产的急剧增长，化工污染越来越突出，环境问题日趋严重。不可否认，环境科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步做出了巨大的贡献，化学及其制品已经渗透到人类生活、生产和国民经济的各个领域。但另一方面，由于只注意经济的发展而忽视了环境保护，污染环境和危害人类健康的事件接连发生。在水体方面，1956年。日本熊本县水俣湾被化工厂排放含汞废水污染，诱发水俣病，使一些人四肢麻木、精神失常、一会儿酣睡、一会儿兴奋异常，惨痛而死。而大气方面，有马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件。原因就是燃煤产生的二氧化硫转化成硫酸雾，导致人们胸闷、咳嗽、呕吐，年老体弱者因而死亡。环境污染给人类赖以生存的自然环境的可持续发展带来了巨大的威胁。如何保护我们赖以生存的自然环境，实现人与自然的协调发展，已经成为世界各国共同关注和思考的问题。

2.环境污染与治理

2.1水污染及治理

水是一切细胞和组织的重要成分，是构成自然界一切生命的重要物质基础，是名副其实的生命之源。由于人类大规模的生产活动，使某些有害物质进入水体，引起天然水体发生物理和化学上的变化，造成水污染。水污染按污染物质的类型可分为：病原体污染、需氧物质污染、植物营养物质污染、石油污染、热污染、有毒化学物质污染、无机物污染、放射性污染。

在水污染防治技术上，我国科技工作者通过不懈努力，取得了一定的成果。历时五年的“甲基汞污染综合防治与对策研究”取得可喜成果；“长江中下游浅水湖生态渔业研究”通过了专家鉴定；无磷洗衣粉的研制生产??为水资源保护与可持续利用做出了积极贡献。

2.2大气污染及治理

排放到大气中的污染物有二氧化硫、飘尘、氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳、二氧化碳等。大气污染来源主要有三个方面：一是生活污染源，包括饮食或取暖时燃料向大气中排放的有害气体和烟雾；二是工业污染源，包括火力发电、钢铁和有色金属冶炼、各种化学工业给大气造成的污染；三是交通污染源，包括汽车、飞机、火车、轮船等交通工具的烟煤、尾气排放。人类活动导致全球大气层的主要变化及环境问题可以归结为三个方面：一是大气中温室气体的增加导致气候变化，二是大气臭氧层破坏形成臭氧层空洞，三是酸雨和污染物的越界输送。 为了保护全球大气环境，改善本国的环境质量，一些国家在治理大气污染方面制定了新的计划。比如，英国政府宣布实施为期10年的“全球空气质量战略”计划，以使英国的空气变得清新；我国已经加入联合国《气候变化框架公约》和修正的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔公约》，颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》，从调整能源政策入手，改善能源生产结构，增大一次能源中水电、核电及太阳能的比例。

3.我国化学污染防治的成绩

我国自70年代起，在典型地区环境质量评价、环境容量和环境背景值调查、污染源普查、围绕工业“三废”，在大气、水体、土壤中环境污染物的表征、迁移转化规律、生物效应及控制等方面进行了大量的工作。近年来，完成了一批攻关课题和重大基金项目等国家任务。“八五”和“九五”期间，在有毒污染物环境化学行为和生态毒理效应、水体颗粒物和环境工程技术、大气化学和光化学反应动力学、对流层臭氧化学、区域酸雨的形成和控制、天然有机物环境地球化学、有毒有机物结构效应关系、废水无害化和资源化原理与途径等方面取得了一批具有创新性的研究成果。

在酸雨测量技术、形成机理、物理化学特征、高空云雨化学、大气酸性污染物来源和沉积过程等方面取得重要成果，在天然源研究、区域酸沉降模式和酸雨成因、能源和环境协调规划、酸雨区域综合防治和临界负荷的研究方法等方面达到了国际先进水平。

在环境分析化学方面，从80年代起，我国先后制定出《环境检测标准方法》、《环境污染分析方法》和《环境监测分析方法》等，选取了200多种分析方法，近百种无机和有机物，所用方法灵敏、准确、可靠、多年来在全国环境监测系统和有关实验室广泛应用。对监测分析方法的统一和标准化、在提高分析检测水平及实验室质量控制方面起了重要作用。

1992~1995年，国家基金委化学部资助了重大基金项目“典型有机污染物化学行为与生态效应”的研究，探讨了某些有毒有害污染物的环境行为、在介质中的迁移转化规律、污染物的环境风险评价、水生天然有机物的起源、表征、与重金属相互作用机理与模型以及卤代烃生成潜力等。在新农药单甲脒的环境行为和生态毒理效应以及有机锡的生态毒理效应研究中取得了创新性成果。首次发现城市水源中的硝基多环芳烃的存在，对多氯联苯等的光解规律和产物毒性提出了新的机理和解释。

在臭氧的测量技术、中国光化学烟雾特征、室内大气光化学反应模拟、空气质量模式、汽车尾气高效净化等方面取得了重大成果，其中大气微量组分源排放、大气氧化能力、大气光化学模拟和模式的研究达到世界先进水平。

在天然水质变化与水污染控制原理、难降解有毒有害污染物的物理化学去除与生物降解和高级化学氧化、水质净化的高效生物和絮凝反应器、废水的无害化与资源化、清洁生产等方面取得了达到国际先进水平的研究成果。

4.绿色化学

虽然我国的化学污染防治已经取得了巨大的成绩，但是，从国际发展趋势和目前水平来衡量，就总体而论，无论从方法、技术上，还是研究思路上大多缺乏独创性、系统性和完整性，对热点环境问题的研究远远不能满足国家在环境保护方面的需求。在分支学科和研究的内容上发展也不平衡，缺乏连贯性、系统性和综合性。在环境化学过程研究中对化学污染物的外观表征研究得较多，而在复合污染的界面反应过程动力学，污染机制及其效应方面研究的深度不够，缺乏从分子水平上对污染物动力学机制的研究。在环境分析化学方面，虽然建立和发展了较为完备的常规分析测试方法，但对于环境样品的形态、结构与中间产物、同族体等的分离与测定还与国际先进水平有很大差距。在污染物的现场测试、实时测定等方面尚缺少有效的方法和仪器。加之多年来解决化工生产的废弃物、有毒有害物质的大量排放问题，基本上是以治理为主，这些方法的效果是有限的。所需费用昂贵且日益增长。因此我们需要加大研究与开发绿色化学，这样可以减少末端治理，从根本上解决环境污染问题。

“绿色化学”是20世纪90年代提出的，“绿色化学”又称为无害化学、环境友好化学和清洁化学。绿色化学是指以绿色意识为指导，研究和设计环境副作用没有或尽可能小的，并且在技术上、经济上可行的化学品与化工过程。其核心是利用化学知识和技术防止污染、从源头上消除污染、避免或减少废物的产生。绿色化学的目标是研究和寻找能充分利用的无毒无害原材料，最大限度的节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径的工艺。绿色化学的最大特点，在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。由于它在通过化学转化获取新物质的过程中就已充分利用了原料的每个分子，具有“原子经济性”，因而它既充分利用了资源，又实现了防治污染。传统化学虽然具有不可替代的作用，但在许多场合却不能有效地利用资源，有大量排放废物造成严重污染。以1993年为例，美国仅按365种有害物质排放估算，化学工业的排放量为136万吨，1992年美国化学工业用于环境的费用为1150亿美元，清理已污染地区花费7000亿美元，所以从环保、经济和社会的需求来看，化学工业已不能再利用和产生有毒有害物质了，需大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色技术，而不仅是对废水、废气、废渣等局部性终端治理技术的开发。绿色化学包括节约材料和能源、淘汰有毒原材料；在生产过程排放废气物之前减低废物的数量和毒性；对产品而言，绿色化学旨在减少从原料提炼到产品的最终处置全过程的不利影响。绿色化学不仅对传统的化学工业带来了革命性的变化，而且将推进绿色能源工业、绿色农业的建立和发展，对全面的和谐可持续发展起着重要的作用。

5.结论

绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益，而且说明化学的负面作用是可以避免的，显现了人的能动性。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用，是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物，对化学本身而言是一个新阶段的到来。作为新世纪的一代，不但要有能力去发展新的、对环境更友好的化学，以防止化学污染;而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学做出应有的贡献。

篇二：化学与环境保护论文

化学与环境保护论文

题目：大气污染

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目录

摘要

关键词

引言

酸雨

温室效应及其控制对策

臭氧层空洞的形成及其控制对策

光化学烟雾及其控制对策

结语

参考文献

摘要：由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利，导致了全球性的三大危机:资源短缺、环境污染、生态破坏.人类不断的向环境排放污染物质。但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低，这种现象叫做环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力，环境质量就会发生不良变化，危害人类健康和生存，这就发生了环境污染。

关键词：环境污染、酸雨、温室效应、臭氧层空洞、光化学污染

引言：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。

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，光化学烟雾等。

一：酸雨

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。

二：温室效应

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"。现今最受人青睐的是瑞士两位气候专家对温室效应成因作出新的解释，认为造成温室效应的主要原因并不是汽车和工厂所排放的二氧化碳，而是大气层中增多的水蒸气。它是于2001年发表的。瑞典中部大学的KG·拉松和斯韦克·爱德华松说，根据他们提出的一种计算未来气温的新模式，地球确实像其他研究人员所认为的那样，正在进入一个逐渐变暖的时期，但这主要是因为地球轴心在向太阳倾斜，而使地球与太阳之间的距离在今后的一万年里有所缩短。他们说，随着气温的升高，地球大气层中的水蒸气逐渐增多。因此，造成温室效应的罪魁祸首更主要的是增多的水蒸气，而并不是汽车和工厂所排放的二氧化碳。

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。三：臭氧层空洞

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。

为了推动氟利昂替代物质和技术的开发和使用，逐步淘汰消耗臭氧层物质，许多国家采取了一系列政策措施，一类是传统的环境管制措施，如禁用、限制、配额和技术标准，井对违反规定实施严厉处罚。欧盟国家和一些经济转轨国家广泛采用了这类措施。一类是经济手段，如征收税费，资助替代物质和技术开发等。美国对生产和使用消耗臭氧层物质实行了征税和可交易许可证等措施。另外，许多国家的政府、企业和民间团体还发起了自愿行动，采用各种环境标志，鼓励生产者和消费者生产和使用不带有消耗臭氧层物质的材料和产品，其中绿色冰箱标志得到了非常广泛的应用。

人类的社会行为和对自然的加剧破坏改变了自然系统的平衡，导致自然环境加剧变化，就形成难以处理的难题，我们要发扬可持续发展的精神，保护环境，保护地球。

四：光化学烟雾

含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的大气，在阳光的照射下，发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。近年来，汽车尾气排放的NOx、CO及随后形成的光化学烟雾，使得许多大城市的空气质量恶化。随着全球工业和汽车业的迅猛发展，光化学烟雾污染在世界各地不断出现，如美国洛杉矶、日本东京、大阪、英国伦敦、澳大利亚、德国等大城市及我国北京、南京、兰州均发生过光化学烟雾现象。

光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氧化物存在，大气温度较低，而且有强烈的阳光照射，这样在大气中就会一系列复杂的反应，生成出一些二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等。

光化学烟雾是一个链式反应，其中关键性的反应可以简单地分成3组：（1）NO2的光解导致O3的生成：(2)(HC)氧化生成了具有活性的自由基，如HO、HO2、RO2

篇三：化学与环境保护

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