环境保护--高一化学教案

澄海中学（谢惠扬）高一化学 第六章 第四节环境保护自学资料一.阅读课本第139面大气污染及防治，第140面空气质量日报、周报二.大气污染阅读材料(一)什么是环境？ 在环境科学中，一般认为环境是指围绕人群的空间及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的总称。 在世界各国的一些环境保护法规中，往往把环境中应当保护的环境要素或对象称为环境，例如中华人民共和国环境保护法所规定的环境是指：“大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。”尽管环境所包含的范围并不仅限于上述法定范畴，然而环境保护法所指明的环境范畴,则是环境管理的法律依据。(二)什么是环境问题？ 环境问题通常是指：“由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康产生影响的问题。” 环境问题按其产生原因可以归纳为原生环境问题和次生环境问题两类： 原生环境问题是指一些非人类能力所能控制的，而由自然因素（活动）引起的环境变化。如：由太阳辐射变化引起的台风、干旱、暴雨；由地球热力和动力作用产生的火山爆发、地震等。次生环境问题是指由人类的社会经济活动造成的对自然环境的破坏。如：由于人类生产、生活引起的大气污染、水体污染、生态破坏、资源枯竭、水土流失、沙漠化、气候异常、地面沉降、诱发地震等。(三)环境污染分类1.按环境要素分：大气污染、水体污染、土壤污染2.按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染3.按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染 目前，人类活动对环境损害所造成的后果和环境污染对社会发展的反作用已日渐被人们所感受，并逐渐形成共识。保护环境，保护我们人类共同的家园-地球，是全人类共同的责任。(四)人类面临的全球环境问题主要有那些？到目前为止已经威胁人类生存并已被人类认识到的环境问题主要有：全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、淡水资源危机、能源短缺、森林资源锐减、土地荒漠化、物种加速灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染等众多方面。1.全球变暖全球变暖是指全球气温升高。近100多年来，全球平均气温经历了冷暖冷暖两次波动，总得看为上升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。19811990年全球平均气温比100年前上升了0.48 。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的短波具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。2.臭氧层破坏 在地球大气层近地面约2030公里的平流层里存在着一个臭氧层，其中臭氧含量占这一高度气体总量的十万分之一。臭氧含量虽然极微，却具有强烈的吸收紫外线的功能，因此，它能挡住太阳紫外辐射对地球生物的伤害，保护地球上的一切生命。 然而人类生产和生活所排放出的一些污染物，如冰箱空调等设备制冷剂的氟氯烃类化合物以及其它用途的氟溴烃类等化合物，它们受到紫外线的照射后可被激化，形成活性很强的原子与臭氧层的臭氧（O3）作用，使其变成氧分子（O2），这种作用连锁般地发生，臭氧迅速耗减，使臭氧层遭到破坏。南极的臭氧层空洞，就是臭氧层破坏的一个最显著的标志。到1994年，南极上空的臭氧层破坏面积已达2400万平方公里。南极上空的臭氧层是在20亿年里形成的，可是在一个世纪里就被破坏了60。北半球上空的臭氧层也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1015，西伯利亚上空甚至减少了35。因此科学家警告说，地球上空臭氧层破坏的程度远比一般人想象的要严重的多。3.酸雨正常雨水偏酸性，pH值约为67，水的微弱酸性可使土壤的养分溶解，供生物吸水，对人类环境有利。酸雨也称酸沉降，是指pH值小于5.6的雨、雪、霜、雹等大气降水，是大气污染现象之一。酸雨的形成主要由空气中的SO2、NOX等造成的。其形成过程为：(1)NO、NO2反应生成HNO3 2NO+O2 2NO2 3NO2 +H2 O 2HNO3+ NO(2)SO2通过气相或液相反应产生H2 SO4(大气中的烟尘、O3等都是反应的催化剂)气相反应：2SO2 + O2 催化剂 2SO3 SO3 H2O H2SO4液相反应： SO2 + H2O H2SO3 2 H2SO3 + O2 催化剂 2H2SO4 酸雨对环境危害极大，因此有“空中死神”之称。主要有：使水域或土壤酸化，损害农作物生长；危害渔业生产（pH值小于4.8时，鱼类就会死亡）；如1982年6月18日，重庆东南郊一场夜雨后有2万亩水稻突然出现赤褐色斑点而枯死。因酸雨危害，使瑞典4000个湖泊中没有生物存在，16000个湖泊几乎没有生物存在，挪威的北极大马哈鱼均几乎消失殆尽，几乎一半以上的棕色鲑鱼都已死亡。腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹。如：我国四川的乐山大佛、印度的泰姬陵、北京故宫的汉白玉雕刻等闻名世界的大建筑因受酸雨的侵蚀而显得斑斑驳驳。危害人类健康，如1952年12月5日到8日，英国伦敦由于连日大雾，无风，气候反常，导致上空烟尘蓄积，排出的煤烟粉尘和SO2等气体扩散不开，引起呼吸道疾病，造成4000多人死亡。酸雨不分国界，因此酸雨是世界性公害，我国的酸雨直接对韩日产生危害。每年世界产生形成酸雨的气体SO2有146百万吨（人为造成）和9百万吨（自然界），NOX有50百万吨（人为造成）和160百万吨（自然界）。酸雨在五、六十年代最早出现于北欧及中欧，当时北欧的酸雨是欧洲中部工业酸性废气迁移所至，七十年代以来，许多工业化国家采取各种措施防治城市和工业的大气污染，控制酸雨污染的主要途径有： (1)对原煤进行洗造成加工，减少煤炭中的硫含量。 煤被称为“工业的粮食”，我国煤储量位居世界第一位。大范围大量用煤作燃料，是我国酸雨危害的直接原因之一。 (2)优先开发和使用各种低硫燃料，如低硫煤和天燃气。用(1)中洗选成的低硫煤作燃料，也减少SO2的排放。我国天燃气（CH4）资源储量据估计在2101331013m3左右（世界总储量约为61014m3）。天燃气丰富，应用领域十分广阔，“十五”期间的“西气东输”工程目的是调整东部的能源结构，缓慢能源危机，当然更重要的目的是有利于环境保护，减少城市污染。 (3)改进燃烧技术，减少燃烧过程中产生的SO2和NOX的量。 (4)采用先进的脱硫装置，脱除烟中的SO2和NOX，如“钙基固硫”法。 (5)给汽车安装尾气净化装置，减少NOX的排放。我们相信，虽然酸雨是危害环境的元凶之一，但人们普遍认识到环境的重要性。环境保护的法律法规日趋完善，人们参与环保的意识进一步增强。全世界的人都清楚的认识到可持续发展与环境人类保护环境必由之路。我国的可持续发展道路，多数人的观点是，第一、应保证满足全体人民的基本要求，第二、是尽快建立资源节约型的国民经济体系，合理保护资源，维持生态平衡和可持续发展能力。第三、是实现社会、政治、经济等多方面的转变。建立科学、和谐的持续发展机制。 我国“九五”环保目标的两大举措：（1）实现污染物排放总量的控制。（2）实施世纪绿色工程计划，重点是三河（淮河、辽河、海河），三湖（滇池、巢湖、太湖）水污染防治和二氧化硫污染与酸雨的控制。展望我国2010年的环保目标到2010年基本改变环境恶化的状况，城乡环境有比较明显的改善。我相信，在不久的将来，酸雨问题不再成为人们关注的热点，甚至可以大胆地预测，未来酸雨问题将成为历史。4.淡水资源危机 地球表面虽然2/3被水覆盖，但是97为无法饮用的海水，只有不到3是淡水，其中又有2封存于极地冰川之中。在仅有的1淡水中，25为工业用水，70为农业用水，只有很少的一部分可供饮用和其它生活用途。然而，在这样一个缺水的世界里，水却被大量滥用、浪费和污染。加之，区域分布不均匀，致使世界上缺水现象十分普遍，全球淡水危机日趋严重。 目前世界上100多个国家和地区缺水，其中28个国家被列为严重缺水的国家和地区。预测再过2030年，严重缺水的国家和地区将达4652个，缺水人口将达2833亿人。我国广大的北方和沿海地区水资源严重不足，据统计我国北方缺水区总面积达58万平方公里。全国500多座城市中，有300多座城市缺水，每年缺水量达58亿立方米，这些缺水城市主要集中在华北、沿海和省会城市、工业型城市。 世界上任何一种生物都离不开水，人们贴切地把水比喻为“生命的源泉”。然而，随着地球上人口的激增，生产迅速发展，水已经变得比以往任何时候都要珍贵。一些河流和湖泊的枯竭，地下水的耗尽和湿地的消失，不仅给人类生存带来严重威胁，而且许多生物也正随着人类生产和生活造成的河流改道、湿地干化和生态环境恶化而灭绝。不少大河如美国的科罗拉多河、中国的黄河都已雄风不再，昔日“奔流到海不复回”的壮丽景象已成为历史的记忆了。5.资源、能源短缺6.森林锐减7.土地荒漠化8.物种加速灭绝9.垃圾成灾 全球每年产生垃圾近100亿吨，而且处理垃圾的能力远远赶不上垃圾增加的速度，特别是一些发达国家，已处于垃圾危机之中。美国素有垃圾大国之称，其生活垃圾主要靠表土掩埋。过去几十年内，美国已经使用了一半以上可填埋垃圾的土地，30年后，剩余的这种土地也将全部用完。我国的垃圾排放量也相当可观，在许多城市周围，排满了一座座垃圾山，除了占用大量土地外，还污染环境。危险垃圾，特别是有毒、有害垃圾的处理问题（包括运送、存放），因其造成的危害更为严重、产生的危害更为深远，而成了当今世界各国面临的一个十分棘手的环境问题。10.有毒化学品污染五.世界环境污染最著名的“八大公害”和“十大事件”是什么？1.八大公害二十世纪的三十年代到六十年代，震惊世界的环境污染事件频繁发生，使众多人群非正常死亡、残废、患病的公害事件不断出现，其中最严重的有八起污染事件，人们称之为“八大公害”。（1）比利时马斯河谷烟雾事件 1930年12月1日5日，比利时的马斯河谷工业区，外排的工业有害废气（主要是二氧化硫）和粉尘对人体健康造成了综合影响，其中毒症状为咳嗽、流泪、恶心、呕吐，一周内有几千人发病，近60人死亡，市民中心脏病、肺病患者的死亡率增高，家畜的死亡率也大大增高。（2）美国洛杉矶烟雾事件 1943年5月10月，美国洛杉矶市的大量汽车废气产生的光化学烟雾，造成大多数居民患眼睛红肿、喉炎、呼吸道疾患恶化等疾病，65岁以上的老人死亡400多人。（3）美国多诺拉事件 1948年10月26日30日，美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇大气中的二氧化硫以及其它氧化物与大气烟尘共同作用，生成硫酸烟雾，使大气严重污染，4天内42的居民患病，17人死亡，其中毒症状为咳嗽、呕吐、腹泻、喉痛。（4）英国伦敦烟雾事件 1952年12月5日8日，英国伦敦由于冬季燃煤引起的煤烟形成烟雾，导致5天时间内4000多人死亡。（5）日本水俣病事件 1953年1968年，日本熊本县水俣湾，由于人们食用了海湾中含汞污水污染的鱼虾、贝类及其它水生动物，造成近万人中枢神经疾患，其中甲基汞中毒患者283人中有66余人死亡。（6）日本四日市哮喘病事件 1955年1961年，日本的四日市由于石油冶炼和工业燃油产生的废气严重污染大气，引起居民呼吸道疾患聚增，尤其是使哮喘病的发病率大大提高。（7）日本爱知县米糠油事件 1963年3月，在日本爱知县一带，由于对生产米糠油业的管理不善，造成多氯联苯污染物混入米糠油内，人们食用了这种被污染的油之后，酿成有13000多人中毒，数十万只鸡死亡的严重污染事件。（8）日本富山痛痛病事件 1955年到1968年，生活在日本富山平原地区的人们，因为饮用了含镉的河水和食用了含镉的大米，以及其它含镉的食物，引起“痛痛病”，就疹患者258人，其中因此死亡者达207人。2.十大事件从1972年至1992年间，世界范围内的重大污染事件屡屡发生，其中著名的有十起，称之为“十大事件”。（1）北美死湖事件 美国东北部和加拿大东南部是西半球工业最发达的地区，每年向大气中排放二氧化硫2500多万吨。其中约有380万吨由美国飘到加拿大，100多万吨由加拿大飘到美国。七十年代开始，这些地区出现了大面积酸雨区。美国受酸雨影响的水域达3.6万平方公里，23个州的17059个湖泊有9400个酸化变质。最强的酸性雨降在弗吉尼亚洲，酸度值（pH）1.4。纽约州阿迪龙达克山区，1930年只有4的湖无鱼，1975年近50的湖泊无鱼，其中200个是死湖，听不见蛙声，死一般寂静。加拿大受酸雨影响的水域5.2万平方公里，5000多个湖泊明显酸化。多伦多1979年平均降水酸度值（pH）3.5，比藩茄汁还要酸，安大略省萨德伯里周围1500多个湖泊池塘漂浮死鱼，湖滨树木枯萎。（2）卡迪兹号油轮事件 1978年3月16日，美国22万吨的超级油轮“亚莫克卡迪兹号”，满载伊朗原油向荷兰鹿特丹驶去，航行至法国布列塔尼海岸触礁沉没，漏出原油22.4万吨，污染了350公里长的海岸带。仅牡蛎就死掉9000多吨，海鸟死亡2万多吨。海事本身损失1亿多美元，污染的损失及治理费用却达5亿多美元，而给被污染区域的海洋生态环境造成的损失更是难以估量。（3)墨西哥湾井喷事件 1979年6月3日，墨西哥石油公司在墨西哥湾南坎佩切湾尤卡坦半岛附近海域的伊斯托克1号平台钻机打入水下3625米深的海底油层时，突然发生严重井喷，平台陷入熊熊火海之中，原油以每天4080吨的流量向海面喷射。后来在伊斯托克井800米以外海域抢打两眼引油副井，分别于9月中、10月初钻成，减轻了主井压力，喷势才稍减。直到1980年3月24日井喷才完全停止，历时296天，其流失原油45.36万吨，以世界海上最大井喷事故载入史册， 这次井喷造成10毫米厚的原油顺潮北流，涌向墨西哥和美国海岸。黑油带长480公里，宽40公里，覆盖1.9万平方公里的海面，使这一带的海洋环境受到严重污染。（4）库巴唐“死亡谷”事件巴西圣保罗以南60公里的库巴唐市，二十世纪八十年代以“死亡之谷”知名于世。该市位于山谷之中，六十年代引进炼油、石化、炼铁等外资企业300多家，人口剧增至15万，成为圣保罗的工业卫星城。企业主只顾赚钱，随意排放废气废水，谷地浓烟弥漫、臭水横流，有20的人得了呼吸道过敏症，医院挤满了接受吸氧治疗的儿童和老人，使2万多贫民窟居民严重受害。（5）西德森林枯死病事件 原西德共有森林740万公顷，到1983年为止有34染上枯死病，每年枯死的蓄积量占同年森林生长量的21多，先后有80多万公顷森林被毁。这种枯死病来自酸雨之害。在巴伐利亚国家公园，由于酸雨的影响，几乎每棵树都得了病，景色全非。黑森州海拔500米以上的枞树相继枯死，全州57的松树病入膏肓。巴登符腾堡州的“黑森林”，是因枞、松绿的发黑而得名，是欧洲著名的度假圣地，也有一半树染上枯死病，树叶黄褐脱落，其中46万亩完全死亡。汉堡也有3/4的树木面临死亡。当时鲁尔工业区的森林里，到处可见秃树、死鸟、死蜂，该区儿童每年有数万人感染特殊的喉炎症。（6）印度博帕尔公害事件 1984年12月3日凌晨，震惊世界的印度博帕尔公害事件发生。午夜，座落在博帕尔市郊的“联合碳化杀虫剂厂”一座存贮45吨异氰酸甲酯贮槽的保安阀出现毒气泄漏事故。1小时后有毒烟雾袭向这个城市，形成了一个方圆25英里的毒雾笼罩区。首先是近邻的两个小镇上，有数百人在睡梦中死亡。随后，火车站里的一些乞丐死亡。毒雾扩散时，居民们有的以为是“瘟疫降临”，有的以为是“原子弹爆炸”，有的以为是“地震发生”，有的以为是“世界末日的来临”。一周后，有2500人死于这场污染事故，另有1000多人危在旦夕，3000多人病入膏肓。在这一污染事故中，有15万人因受污染危害而进入医院就诊，事故发生4天后，受害的病人还以每分钟一人的速度增加。这次事故还使20多万人双目失明。 博帕尔的这次公害事件是有史以来最严重的因事故性污染而造成的惨案。（7）切尔诺贝利核漏事件 1986年4月27日早晨，前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站一组反应堆突然发生核漏事故，引起一系列严重后果。带有放射性物质的云团随风飘到丹麦、挪威、瑞典和芬兰等国，瑞典东部沿海地区的辐射剂量超过正常情况时的100倍。核事故使乌克兰地区10的小麦受到影响，此外由于水源污染，使前苏联和欧洲国家的畜牧业大受其害。当时预测，这场核灾难，还可能导致日后十年中10万居民患肺癌和骨癌而死亡。（8）莱茵河污染事件 1986年11月1日深夜，瑞士巴富尔市桑多斯化学公司仓库起火，装有1250吨剧毒农药的钢罐爆炸，硫、磷、汞等毒物随着百余吨灭火剂进入下水道，排入莱茵河。警报传向下游瑞士、德国、法国、荷兰四国835公里沿岸城市。剧毒物质构成70公里长的微红色飘带，以每小时4公里速度向下游流去，流经地区鱼类死亡，沿河自来水厂全部关闭，改用汽车向居民送水，接近海口的荷兰，全国与莱茵河相通的河闸全部关闭。翌日，化工厂有毒物质继续流入莱茵河，后来用塑料塞堵下水道。8天后，塞子在水的压力下脱落，几十吨含有汞的物质流入莱茵河，造成又一次污染。11月21日，德国巴登市的苯胺和苏打化学公司冷却系统故障，又使2吨农药流入莱茵河，使河水含毒量超标准200倍。这次污染使莱茵河的生态受到了严重破坏。（9）雅典“紧急状态事件” 1989年11月2日上午9时，希腊首都雅典市中心大气质量监测站显示，空气中二氧化碳浓度318毫克/立方米，超过国家标准（200毫克/立方米）59，发出了红色危险讯号。11时浓度升至604毫克/立方米，超过500毫克/立方米紧急危险线。中央政府当即宣布雅典进入“紧急状态”，禁止所有私人汽车在市中心行驶，限制出租汽车和摩托车行驶，并令熄灭所有燃料锅炉，主要工厂削减燃料消耗量50，学校一律停课。中午，二氧化碳浓度增至631毫克/立方米，超过历史最高记录。一氧化碳浓度也突破危险线。许多市民出现头疼、乏力、呕吐、呼吸困难等中毒症状。市区到处响起救护车的呼啸声。下午16时30分，戴着防毒面具的自行车队在大街上示威游行，高喊“要污染，还是要我们！”“请为排气管安上过滤嘴！”。(10）海湾战争油污染事件 据估计，1990年8月2日至1991年2月28日海湾战争期间，先后泄入海湾的石油达150万吨。1991年多国部队对伊拉克空袭后，科威特油田到处起火。1月22日科威特南部的瓦夫腊油田被炸，浓烟蔽日，原油顺海岸流入波斯湾。随后，伊拉克占领的科威特米纳艾哈麦迪开闸放油入海。科南部的输油管也到处破裂，原油滔滔入海。1月25日，科接近沙特的海面上形成长16公里，宽3公里的