化学工业的功与过.doc

中北大学化工与环境学院10040341班 化学工业的功与过 化学工业是从19世纪初开始形成，并发展较快的一个工业部门。化学工业是属于知识和资金密集型的行业。随着科学技术的发展，它由最初只生产纯碱、硫酸等少数几种无机产品和主要从植物中提取茜素制成染料的有机产品，逐步发展为一个多行业、多品种的生产部门，出现了一大批综合利用资源和规模大型化的化工企业。化学工业是利用化学反应改变物质结构，成分形态等生产化学产品的部门。如，无机酸，碱，盐，稀有元素，合成纤维，塑料，合成橡胶，染料，化肥，农药等。 经过近百年的发展，化工行业已成为拉动经济增长的中坚力量。上到载人航天，下到百姓生活，从食物到衣服、从汽车到房屋、从化肥到建材、从原料到燃料、从潜海到航空、从民生到国防，化学工业与经济社会发展及人类衣食住行息息相关。如今，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，淡水和矿产资源占有量逐渐减小，人口与资源矛盾越来越尖锐，作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业，是一把双刃剑，利处在于为人类物质文明那个作出重要的贡献，同时，弊处在于在生产活动中不断排放大量有毒物质，化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。迄今为止，人类发现和创造的1200多万个化合物各自有其性质和功能，农业，轻工业，重工业，吃穿住行，无不紧密地依赖化学品，化工使人们生活更加丰富多彩。（1） 化工与国防：火炸药工业是广义化学加工工业的重要组成部分，它的生产工业及设备与一般的工业，特别是燃料工业，制药工业十分相近，具有相同的操作和过程，随着火箭和导弹技术的进步，对推动剂的要求也越来越高，要求化工提供能量和冲量更高的发射药和推动剂，以及能力更大，破坏力和杀伤力更强的猛炸药。（2） 石油与化工：石油和化学工业是我国国名经济最重要的基础行业，也是中国制造业的主要产业之一。根据国家工行业分类标准，在制造业所包含的30个行业中，化学工业占有其中7个行业（石油加工，炼焦及核燃料加工业，化学原料及化学品制造业，医药制造业，化学纤维制作业，塑料制造业，橡胶制作业，专用设备制作业等），2006年石油和化学工业完成的主要经济指标占全国工业的比重为：主要业务收入13.6%，利润总额23.3%，税金总额16.1%。 （三）农业与化工：我国用仅占世界9%的耕地养活了占世界21%的人口，其中化肥的作用功不可没，对我国粮食增产的贡献率超过40%。不同种类的化肥对作物生产生长所起的作用不同，氮是作物体内蛋白质，核酸和叶绿素的重要成分，氮肥能促进作物的茎，叶生长茂盛，叶色浓绿。磷肥能促进作物根系发达，增强对病虫害和倒伏的抵抗能力，并能促进糖分和淀粉的生产，有研究指出：在世界范围中，化肥对农作物增产的贡献率达到20%25%，合理使用化肥还可产生生态正效应，全国农业化肥试验网1983试验得，按氮，磷，钾综合计算，每千克养分可增产粮食7.75g,1千克化肥养分的能耗为40*10六次方焦耳，7.75g粮食的能量为1.24*100000J,投入产出比为1：3.1，而一般工业能效比为1：（0.20.4），所以，使用化肥有利于充分利用太阳能，减少地球上矿物能源的消耗，另外，化肥施用于林，木，草的生长发育，也对保持水土，调节气候有利。此外，化工产业提供的大量农用塑料薄膜，加上农药的合理使用，农药极大保护和发展了人类社会生产力。现在农药已广泛的应用于农业生产的产前至产后的全过程，是农业生产不可或缺的重要生产资源，同时也成为用于环境和家庭工业除害防疫的重要药剂，除此之外，大量农业机械所需各类燃料，使其成为支援农业的主力军。 （四）交通与化工：代步工具的现代化也给人们出行带来了极大的便利。这些交通工具的制造和行驶，应用了许许多多的石油和化工产品，在其中起着举足轻重的作用。特别是中国汽车已成为重要的支柱产业，少不了化工产业的重要支撑。塑料作为汽车制作材料有助于汽轻量化和节油，在发达国家，塑料不仅用于内饰件和外试件的制造，甚至已用来加工功能件，汽车工业涉及的新材料PP,PC,ABS,PU等，轮胎是由橡胶和骨架材料的复合体构成，2010年轮胎用橡胶消费量为83万110万吨。 （五）建筑与化工：建材是化工产品的重要应用领域，如塑料管材、门窗、铺地材料、涂料等化学建材应用广泛。纳米技术正全力的推动着化学工业的未来发展，随着一些纳米技术的工业产品问世以及所显示出的诱人前景，现在“纳米技术”已经成为家喻户晓的名词。纳米技术在化学工业中的应用，主要是新型催化剂，涂料，润滑剂等，以粘土为基础的纳米复合材料在不久将来有很大的市场，system公司用用纳米二氧化硅与一种聚合物材料制成纳米复合材料，开发成一种涂料材料，化工在建筑方面也有举足轻重的地位。（六）轻工业与化工：相关新材料、新工艺、新产品的开发与推广，无不有化工产品的身影，需要精细化工技术为其提供支持。（七）日常生活与化工：化工产品在服装、医药、食品等领域有广泛应用。以“三烯”、“三苯”为基础原料，包括化纤、塑料、橡胶等三大合成材料，以及大量高性能新材料，有些产品的性能已超过天然材料，是老百姓衣食住行用的重要保障。纤维是一种柔软而纤细的丝状物质，具有一定强度和可挠曲性或具有一定包缠性。又如纯碱在生活中具有一定的作用，小苏打在生产中主要是纯碱，每吨小苏打消耗纯碱640公斤以上。常用的安乃近，巴比妥，金霉素，合霉素，链霉素，四环素等药物都耗用大量的纯碱。面食在制作过程中要发酵，发酵后会产生酸味，加入纯碱可中和除去酸味而产生碳酸，在蒸面食时，碳酸就分解，产生二氧化碳气体使面食发胀，变的松软可口。家里的洗涤油腻很大的餐具也常用面碱，使用面碱可使餐具迅速去垢除油，仅这两项在我国一年就需要纯碱十万吨左右。然而，在我们的生产中，或多或少对环境带来了坏处。其主要是对环境的污染尤为重要。其污染分为： （一）大气污染：大气污染物的种类很多，主要来自矿物燃料燃烧和工业生产。随所用原料和工艺不同而排出不同的有害气体和固体物质（粉尘），常见的有氟化物和各种金属及其化合物。大气中的烟尘和粉尘统称颗粒物，它们的形态和组分很复杂，有金属、硫酸盐和硝酸盐、有机化合物和放射性物质等，还会吸附一些有害的气体物质。颗粒物的粒径从不足 1微米到几百微米。粒径小于10微米的叫飘尘,可在大气中长期漂浮,危害极大；大于10微米的受重力作用很快沉降下来的叫降尘，危害较小。大气中的 SO2在Fe、Mn等粉尘的催化下，氧化成SO3,再与水结合为硫酸。世界著名的伦敦烟雾就是这样形成的。大气中的NO2、CO和碳氢化合物，在阳光作用下形成臭氧和过氧硝酸酯(PAN)等强氧化剂,可形成光化学烟雾，造成二次污染。 （二） 水体污染：水体污染物的来源主要有：工业废水、农田排水、生活污水、工业废渣、大气中污染物、天然污染物等。水体污染按污染物种类分有：有机污染。有机污染物有的有毒,如酚、醛、硝基化合物等,直接污染水体；有的无毒,如蛋白质、脂肪等,这些物质在一定条件下分解时能产生有毒物质，如CH4、NH3和H2S等使水体污染。水体中有机化合物大多数可为细菌所利用和分解，而在分解过程中消耗水中溶解氧，可使水中生物因缺氧而受害。有些有机物还能在水中形成泡沫、浮垢，引起水质浑浊和恶臭。重金属污染。危害较大的重金属有Hg、Cd、Cr、Pb、Zn等,它们除溶解在水中外,还可积累在水生生物体内，通过食物链的传递危害人体。化肥和农药污染。化肥中P、N大量进入水体将引起水体富营养化。农药进入水体能直接杀害水中生物或通过水产品危害人类。热污染。由工业排放的高温废水造成，主要影响水中生物的生存和繁殖。石油污染。多发生在海上，主要影响海洋生物。放射性污染。水中放射性污染物可附着在生物体表面，也可被吸入生物体内积累起来。 （三）土壤污染：指向土壤中施用和排放物质，引起土壤质量下降,造成农作物产量和质量下降,或通过食物链影响人体健康等现象。造成土壤污染的主要原因是向土壤施肥、施用农药、用污水灌溉、在地面上堆放废物，以及大气中的污染物沉降到土壤中来。化肥引起的土壤污染是使土壤物理性质恶化、土壤胶体分散、结构破坏和土壤质地板结，还可使土壤酸化，直接影响农作物产量和质量。农药污染土壤大多因为在土壤中长期残留，如有机氯农药在土壤中降解一半的时间要几年到几十年,并在作物体内富集,可长期影响作物和人体。成分复杂的污水不经处理或处理不够进行灌溉，造成土壤污染，其中危害大的是难以降解的有毒物质。废弃物堆放场常污染附近的土壤。如今，化学工业对环境的影响已经成为我们需要面临的问题，在20世纪3070年代发生著名的全球十大环境污染事件马斯河谷烟雾事件1930年洛杉矶光化学烟雾事件1943年多诺拉烟雾事件1948年伦敦烟雾事件1952年水俣病事件1953-1956年骨痛病事件1955-1972年日本米糠油事件1968年印度博帕尔事件