2016春九年级化学下册133《化学与环境》课件 （新版）北京课改版_3

化学与环境 这 是我们家园吗 你 希望 这幕 你 或 重现吗 在 你家人 身上 中国环境污染现状 第一节 生态系统与环境第二节 化学与大气第三节 化学与水资源第四节 土壤污染 木星 地球的保护伞 太阳系最大的行星 木星木星主要由氢和氦组成 中心温度估计高达30 500 在太阳系的八大行星中体积和质量最大 质量是地球的317 89倍 体积是地球的1 316倍 西方人古代一般称之朱庇特 古代中国称之岁星 由于木星质量比地球大300多倍 所以木星的引力也比地球大 当外来小行星飞到太阳系行星轨道时 都会被木星强大的引力吸引从而改变运动的方向并且被拉向木星表面 所以进入太阳系的很多小行星都撞击到木星上 从而保护了地球 减少了地球被撞击的危险 彗星是行星形成过程中留在太阳系外围区域的 脏冰团 当它们撞击到地球表面时 会给地球带来毁灭系的灾难 然而彗星椭圆形轨道受到木星强大的引力作用而改变轨迹 事实上 一些巨大行星能够将某些彗星完全抛出太阳系 这也就是为什么天文学家在上世纪90年代推测 木星可能正在担当着地球 保镖 的角色 进入太阳系的很多小行星都撞到了木星上 所以保护了地球 减少了地球被撞击的危险 从而保护了地球上的生命免遭来自外太空的灾难 撞击事件1993年3月24日 美国天文学家尤金 苏梅克和卡罗琳 苏梅克以及天文爱好者戴维 列维 利用美国加州帕洛玛天文台的46厘米天文望远镜发现了一颗彗星 遂以他们的姓氏命名为苏梅克 列维9号彗星 这颗彗星被发现一年零两个多月后 于1994年7月16日至22日 断裂成21个碎块 其中最大的一块宽约4公里 以每秒60公里的速度连珠炮一般向木星撞去 根据对苏梅克 列维9号彗星运行轨道进行的计算 这颗彗星曾于1992年7月8日运行到距木星表面仅4万公里的位置由于受木星引力的影响彗核断裂成21个可反光的碎块 远远望去像是一串光彩夺目的珍珠悬挂在茫茫宇宙中 天文学家推测 这颗彗星环绕木星运行大概已有一个多世纪了 由于它距离地球太遥远 亮度太暗淡而久久未被发现 据当时推测 太阳系外围有一个由数十亿颗彗星构成的彗星带 由于过往星体产生的引力摄动的原因不时有一些彗星脱离彗星带而进入太阳系 有的彗星像匆匆过客 只是从太阳系掠过 然后再回到外层空间 有的彗星则像哈雷彗星一样被吸进太阳系轨道作周期性运行 苏梅克 列维9号彗星就是被木星轨道捉住的一个 不速之客 苏梅克 列维9号彗星第一块含有岩石和冰块碎片于格林尼治时间7月16日20时15分以每小时21万公里的速度落入木星大气层 释放出相当于6亿吨TNT炸药的能量 撞击后产生的多个火球绵延近2000公里 发出强光 是人类有史以来见过最强烈的光 瞬间温度3万度 科学家们通过天文望远镜 看到木星表面升腾起宽阔的尘云 高温气体直冲至2000公里的高度 并在木星上留下了如地球大小的撞击痕迹 在彗木相撞前的一段时间里 木星发出的强电磁波比平时强9倍 撞击时溅落点温度瞬间上升到3万摄氏度 1994年7月18日 分解为21个小碎块的苏梅克 列维九号彗星撞向木星 一 生态系统生物环境与非生物环境之间 生物群落内不同种群之间不停地进行物质交换和能量交换 构成各种各样的生态系统 例如 一片森林 沙漠 海洋 村落 城市等都可视为一个生态系统 生态系统群落可分为生产者 消费者和分解者 第一节 生态系统与环境 二 生态平衡生态系统发展到一定阶段 它的生物种类组成 各个种群数量比率及能量物质输入 输出等都处于相对稳定状态 这种状态称为生态平衡 生态平衡是一种动态平衡 生态系统虽能自动调节并维持自身稳定的结构和正常的功能 但自动调节功能有一定限度 当超过这个限度 就会破坏生态平衡 造成生态失调 破坏生态平衡的因素有 自然因素 如火山爆发 地震 台风 旱涝灾等 其破坏都很严重 人为因素 指人类生产和生活活动引起的破坏 这种破坏是大量的 长期的 甚至是多方面的 三 环境 自然环境 是人类生活和生产赖以生存和发展的必要物质条件 是人类周围各种自然条件和自然资源的总和 包括地质环境 土壤环境 大气环境 水体环境 生物环境等 社会环境 人类在自然环境基础上 为不断提高物质和精神生活水平 通过长期有计划 有目的发展 逐步创造和建立起来的一种人工环境 它是人类物质文明和精神文明发展的标志 它随经济和科学技术的发展而不断的变化 包括生产环境 工业和农业等 交通环境 机场港口 公路和铁路等 商业环境 文教环境 卫生环境 聚落环境 旅游环境等 1 人类环境 人类赖以生存的环境 分自然环境和社会环境 自然环境经过漫长的演化形成四个圈层 各圈层之间有着复杂的物质交换和能量交换 碳 氢 氧 氮 磷是自然界中的主要元素 物质和能量交换主要是通过这些元素及其组成的化合物循环实现的 生物圈 大气圈 水圈和岩石圈 总称生态圈 2 化学物质在自然环境中的循环 其中最主要的化学物质循环 水循环 氮循环 氧循环和碳循环 水循环所有生物机体组成中都含有水 自然界中绝大多数生物及非生物变化多在水中进行 没有水参与的循环 就没有生态系统的功能 生命就不能维持 例如 自然因素和人为因素 如砍伐森林 围湖造田 地下水开采 污水排放等 的破坏 对水的循环都会产生极大的影响 氮循环氮是蛋白质基本组成元素之一 所有生物体均含有蛋白质 所以氮的循环涉及到生物圈的全部组成 氮是地球上极为丰富 约占大气组成的78 虽然含量高 但却不能为多种生物体直接利用 必须通过两种固氮作用 N2的惰性 化学固氮 生物固氮 碳循环碳是构成生物体的最基本的元素之一 也是构成地壳岩石 煤 石油 天然气等主要元素 其物种约4000万种之多 具有成键的特殊性 氧循环氧在自然界中含量丰富 分布广泛 而且性质活泼 环境中处处有游离态的氧 O2 和化合态的氧 如NO3 SO42 CO32 SiO32 等等 所以氧在自然界的循环最为复杂 上述几种循环都包括氧的循环 它们之间都是相互关联的 3 环境污染由于某种物质或能量介入 使环境质量恶化的现象 当某种能造成污染的物质的浓度或其总量超过环境的自净能力 就会产生危害 环境就受到了污染 能量的介入也会使环境质量恶化 如热污染 噪声污染 电磁辐射污染等 环境污染既可由人类活动引起 如人类生产和生活活动排放的污染物对环境的污染 也可由自然的原因引起 如火山爆发释放的尘埃和有害气体对环境的污染 4 环境污染类型 按环境要素分为大气污染 水体污染和土壤污染等 按污染的性质分为生物污染 化学污染和物理污染 按污染物的形态分为废气污染 废水污染 固体废物污染以及噪声污染 辐射污染等 按污染产生来源分为工业污染 农业污染 交通运输污染和生活污染等 按污染物分布范围分为 全球性污染 区域性污染 局部性污染等 第二节 化学与大气 地球的保护神 大气1 臭氧层吸收了绝大多数的紫外线 紫外线量过高现在地球上的生物无法生存 2 大气可以使一些受到地球吸引的陨石在大气层中摩擦燃烧殆尽 3 大气对白天强烈的各种宇宙射线有阻挡和削弱作用 对可见光等可以反射 保证了白天地球的温度不至过高 晚上大气有保温作用 通过大气逆辐射 可以使地球晚上的温度不至过低 4 水的相变也是通过大气完成的 地球上水的输送靠大气 5 地球的热量的输送也和大气息息相关 一 大气的结构与组成 空气 维持生命 提供O2 吸收来自外层空间的大部分宇宙射线 也吸收来自太阳除波长为300 2500nm外的大部分电池辐射 尤其是300nm以下的紫外辐射 大气圈 包围地球并随地球运动的大气层 其厚度一般定为1000 3000km 大气圈 电离状态 气体组成 均质层 气体组成基本不变 85Km以下 非均质层 气体组成随高度变化很大 85Km以上 电离层 60Km以上 非电离层 60Km以下 1 大气结构 目前 国际上普遍采用的是根据大气在垂直高度上的温度变化将大气圈分为五层 对流层 下界为地面 上界平均高度为12Km 温度为220 310K 大气质量的75 水汽90 以上都在此层 其气体成分组成CO2 H2O N2 O2 Ar 由于CO2 H2O等气体能吸收地球表面的长波辐射 使该层气体温度随高度上升而降低 形成上冷下热 使大气形成大规模的强烈对流运动 从而产生风 雨 雪 霜 雾和雷电等各种复杂的天气现象 对流层对人类和生物影响很大 大气污染主要发生在这一层 平流层 对流层上至50Km的范围 温度为220 270K 在12 30Km内气温基本不变 53 50 称为同温层 其气体成分组成N2 O2 O3 在15 35Km内臭氧浓度较高形成臭氧层 由于O3能力强烈吸收紫外线 使平流层的温度随高度升高而上升 所以不存在风 电等大气现象 中间层 平流层上至85Km的范围 温度为180 270K 其气体成分组成N2 O2 O2 NO 由于该层大气稀薄 气体温度随高度上升而下降 即上冷下热 气体可产生对流运动 所以又称高空对流层 热层 电离层 距地面85 800Km 其气体成分组成N2 O2 O O2 O NO 由于气体在太阳和宇宙射线作用下处于高度电离状态 又称电离层 波长小于175nm的太阳辐射被该层气体吸收 臭氧原子等能强烈吸收太阳紫外线形成O O2 等 外层 散逸层 距地面800Km以上 空气十分稀薄 受地球引力作用微弱 高速运动的粒子可以挣脱地球引力而散逸到太空 飞机是在大气圈的那一层飞行 平流层 同温层 该层位于对流层之上 顶端离地面大约30公里 其特点是 温度大体不变 几乎不存在水蒸气 所以没有云 雨 雾 雪等天气现象 只有水平方向的风 没有空气的上下对流 是飞机比较理想的空间 1 能见度高 地球大气的平流层水汽 悬浮固体颗粒 杂质等极少 天气比较晴朗 光线比较好 能见度很高 便于高空飞行 2 受力稳定 平流层的大气上暖下凉 大气不对流 以平流运动为主 飞机在其中受力比较稳定 便于飞行员操纵架驶 3 噪声污染小 平流层距地面较高 约12km 50km 飞机绝大部分时间在其中飞行 对地面的噪声污染相对较小 4 安全系数高 飞鸟飞行的高度一般达不到平流层 飞机在平流层中飞行就比较安全 当然 在起飞和着陆时 要想方设法驱赶开飞鸟才更为安全 2 大气组成 恒定组分 由N O Ar及微量的稀有气体构成 占大气中体积的99 9 以上 其原因是N及稀有气体不活泼 而氧的消耗和植物光合作用产生的氧基本平衡 可变组分 主要指大气中的CO2 H2O 正常情况下 CO2的含量为0 02 0 04 H2O的含量为4 以下 不定组分 主要指大气中的煤烟 尘埃 H2S SOX NOX 碳氢化物等 其来源有两个 自然灾害 火山爆发 森林火灾 海啸 地震等 人为因素 生产 生活活动产生的 是大气污染的主要根源 二 大气化学反应 大气化学反应实质上是光化学反应 是由分子 原子 自由基等吸收光子而引起的化学反应 1 光化学反应E NAh NA1mol个光子的能量 不同波长光子的能量 2 光化学反应类型 2 1光分解作用高层大气中分子氧吸收紫外线分解为原子氧 染料在空气中的褪色 胶片的感光作用等 2 2光合作用如绿色植物使二氧化碳和水在日光照射下 借植物叶绿素的帮助 吸收光能 合成碳水化合物 三 大气污染 3 1 大气污染物及污染源大气污染物种类很多 其中对人类危害最大的主要由粉尘 SOX NOX COX 碳氢化合物 CH 及卤化物等 大气污染源主要有 工业污染源 农业污染源 交通污染源和生活污染源等 一次污染物 污染物从污染源直接排放出来的原始物质 二次污染源 一次污染源与大气中原有成分或其他污染源之间发生化学反应生成新的污染物 根据能源性质和大气污染物组成 煤烟型 以燃煤为主 污染物 煤烟 粉尘 SO2 等石油型 以燃油为主 碳氢化合物 NOX 等 3 2 大气环境标准我国有关大气环境的国家标准有85项 如GB3095 1996 环境空气质量标准 等 该标准将我国空气质量的功能区分为三类 一类 自然保护区 风景名胜区和其他需要特殊保护的地区 二类 城镇规划的居民区 商业交通居民混合区 文化区 一般工业区和农业地区 三类 特定工业区 空气环境质量分为三级 一类区执行一类标准 二类区执行二类标准 三类区执行三类标准 混合型 是以燃煤为主 包括燃油 是由煤烟型向石油型过渡阶段 特殊型 排放的特殊气体所造成的污染 如 Cl2 H2S等 借鉴国际通用做法 我国也采用空气污染指数 API 来表示空气污染程度 目前计入空气污染指数的项目为SO2 NOX 和PM10等 空气污染指数及相应空气质量类别 明天我们去哪里 3 3 大气污染及防治 3 3 1 温室效应 1 原因 温室气体含量增多 任何物体只要其温度高于OK 就会产生热辐射而散失能量 温度不同 物体热辐射的波长也不同 温度越高 辐射波长越短 温度越低 辐射波长越长 太阳表面温度为6000K 辐射能量的99 9 左右在0 15 4 m 是短波辐射 其中辐射最强的是可见光 0 4 0 75 m 部分 地球表面平均温度为288K 辐射波长为3 120 m 是红外辐射 也称长波辐射 CO2 CH4 N2O和氟氯代烷等 大气中的CO2 CH4 N2O和氟氯代烷等微量气体 对太阳的短波辐射吸收非常少 可以让太阳短波辐射自由通过而达到地面 而这些气体对地面的长波辐射却吸收强烈 类似于温室中的玻璃作用 使大气温度升高 温室气体 这种能强烈吸收地面长波辐射从而加热大气 使大气升温的现象称温室气体 据研究 大气中如果没有温室气体 地球表面的年平均温度大约只有253K 而现在地球表面年平均温度为288K 这35 的温差就是温室气体的贡献 如果没有温室效应 整个地表面将完全被冰雪覆盖 就不会有今天这样丰富多彩的生命世界了 目前 由于人类大规模地开发和使用化石燃料 向大气中排放的温室气体越来越多 尤其是CO2气体 使温室效应不断加剧 导致全球气温上升 大气中CO2浓度变化情况 京都协议书 1997年12月 在日本京都召开的 联合国气候变化框架公约 缔约方第三次会议通过旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变温的 京都协议书 该协议书受到限制的气体有六种 CO2 CH4 N2O PFCs HFCs SF6 近百年来全球平均气温已上升0 6 0 9 1 减少温室气体 例如 减少使用煤 石油和天然气等化石燃料 更多地利用太阳能 风能和地热 发展核能和氢能等 大力植树造林 严禁乱砍滥伐森林 限制并逐步停止氟氯代烷的生产和使用 控制煤矿 稻田和垃圾填埋场等场所排放的CH4 控制人口增长 等等 这些都是切实可行的 2 除去或回收温室气体 这种方法由于受到成本和技术等的限制 目前不太容易实行 但也是人类努力的方向 2 减少温室效应措施 3 减少汽车等机动车尾气污染1 推广无铅汽油2 在汽车尾气系统中装置催化转化器3 其他措施 秦山核电站 3 3 2 臭氧层空间臭氧层中的臭氧浓度低于正常浓度的区域成为臭氧层空洞 在距地面15 35km的平流层中 O3的浓度较高 0 1 10 6 10 10 6 这段大气称为臭氧层 1930年Chapman提出生成O3层的机理 O2光O O O3光O2 O O O2 M光O3 M O O2光O2 O2 通过以上反应式 考虑其他大气化学反应的影响 建立连立方程 可以近似计算出臭氧浓度随高度的分布 结果表明 臭氧浓度在20 30Km高度上出现浓度极值 后来出现卫星 火箭 气球等测量方法后 得到实际测量的准确数据 在距地面27km处的O3浓度最大 为什么会出现臭氧浓度随高度变化而形成臭氧层 可以认为 在高空 紫外线使O3发生分解 但O2浓度低 生成的O3很少 随着高度降低 大气中的O2浓度慢慢增大 从而生成的O3也越来越多 当单位时间内生成和消耗的O3的速率一样时 就建立了动态平衡 随着高度的降低 虽然O3浓度越来越大 但能使O2发生分解的紫外线越来越少 从而导致生成的O3也越来越少 可见在某一高度会出现O3的最大值 这就是27km左右 并且距地面15 35km处形成臭氧层 臭氧是氧的同素异形体 V字形结构 键角116 8 键能101 2kj mol 1 臭氧对光的吸收在紫外和可见光区有三个吸收带 即 0 2 0 32 m 0 3 0 36 m 0 44 0 85 m 能够到达臭氧层的紫外线波长为0 2 0 4 m 其中紫外线A为0 32 0 4 m 紫外线B为0 28 0 32 m 紫外线C为0 2 0 28 m 可见除一小部分紫外线A外 紫外线大部分99 都可被臭氧吸收 对生物体危害最大的是紫外线B和紫外线C 而紫外线A对生物体危害要小的多 所以 臭氧层是地球生命的保护伞 尽管其在大气中含量只占百万分之一 总量只有30亿顿 如果没有臭氧层 整个地球的生命就会毁灭 在自然界中 大气中的臭氧是处于动态平衡 即臭氧的形成和分解速率几乎相同 然而 臭氧能和许多物质反应而被消耗 UNEP的报告指出 臭氧层的破坏90 是由氟立昂和哈龙 其次是由N2O NO CCl4等气体造成的 Freon是氟氯烷的商品名 代号CFC 如 CFC11 CFC12 CFC22 CFC113等 反应机理 以CFC11为例 CCl3F光 波长 0 226 mCCl2F Cl Cl O3ClO O2 ClO O2Cl 2O2 结果表明 一个 可以消耗成千上万个臭氧分子 研究表明 平流层中的臭氧浓度减少 紫外线辐射量将增加 皮肤癌和白内障的发病率就分别增加 和0 2 1 6 臭氧层是地球生命的保护神1 吸收紫外 B带紫外光太阳光谱中 能达到地球表面的有紫外光和可见光 其中紫外 B带的紫外光能被O3吸收 紫外 B带紫外光的波长范围是240 320nm 紫外线波长为200 400nm 紫外线可以促进人类皮肤上合成维生素D的反应 这对骨组织的生成及保护起有益的作用 但紫外 B带的过量照射可以引起皮肤癌 免疫系统和眼的疾病 对动植物也有伤害 因此 臭氧层能吸收紫外 B带紫外光 就保护了地球上的生命 臭氧层能让太阳光中的可见光通过 而吸收掉99 以上的有害紫外辐射 所以有人称臭氧层为地球生命的 保护神 保护伞 或 臭氧屏障 这是对臭氧层有利作用的肯定 2 臭氧层引起逆温现象臭氧吸收紫外辐射 必然要升高温度 这就使得平流层升温 使得平流层的温度随高度升高而升高 造成逆温现象 这种逆温现象与对流层的逆温现象一样 增加了大气的稳定度 意为大气的上下对流很难进行 大气中排出的废物在垂直方向混合很慢 但它们在水平方面的传播和比较快 在一个星期左右就能传播到地球上所有经度的地区 几个月内可以达到所有纬度的地区 因此 那些破坏臭氧层的物质 无论在地球的什么地方排放 都会在全球扩散开来 于是 像CO2一样 臭氧层的问题也成为全球问题 任何一个国家和地区要想保护它上方的臭氧层是无能为力的 3 臭氧是温室气体O3是温室气体 它对大气的波长段有吸收 对流层的O3增加 对大气温度升高会有所贡献 因此 在贴近地面的对流层中O3浓度的增高会引起温室效应的加强 这是对人类的不利作用 4 光化学烟雾形成的臭氧光化学烟雾是汽车等排放的尾气在阳光的作用下形成的二次污染物 O3也是光化学烟雾中的主要成分之一 会造成对人类呼吸系统的损害 并对动植物造成伤害 所以 在对流层底部 局部地区出现的O3浓度增高会引起大气污染加剧 南极上空臭氧层的变化 3 3 3 酸雨 2 形成原因 1 定义 pH小于5 6的天然降水 酸雨中90 以上是硫酸和硝酸 是大气中的SO2和NO经氧化与水作用形成的 而SO2 NO主要来源于燃煤 燃油等化石燃料 3 危害 A 森林退化 湖泊酸化 鱼类死亡 水生生物种群减少 C 有毒重金属污染增强 B 农田土壤酸化 贫脊 粮食 蔬菜 瓜果大面积减产 D 使建筑物和桥梁损坏 文物面目皆非 防治酸雨的措施 1 减少化石燃料燃烧产生的污染 1 改善煤的质量 开展煤的综合利用 2 改进燃烧装置和燃烧技术 3 调整和优化能源结构 加快利用太阳能 风能 地热能 核能和氢能等新能源 3 3 4 光化学烟雾 光化学烟雾 1951年美国加州大学有机化学教授Haggen Smit在New York召开的第十二次国际应用化学会议上提出的 他认为光化学烟雾是由CH和NOX在光照条件下发生光化学反应后 反应物和产物的混合物所形成的烟雾 可见只有大气中CH和NOX浓度较高时 在强烈的光照下才会发生 光化学烟雾形成生成物PAN化学名称是过氧乙酰硝酸酯 是一种对生物具有强烈作用的氧化剂 也是一种催泪剂 其催泪作用比甲醛高200倍 3 3 5 室内空气污染 1 厨房 污染源 燃烧产生的CO CO2 SO2 NOx等造成的污染 厨房油烟含有丙烯醛 苯并芘等致癌物 厨房油烟对鼻 眼 咽喉黏膜有较强的刺激作用 可引起鼻炎 咽喉炎 气管炎等呼吸系统疾病 严重的可致癌 危害 2 装饰材料 苯 来源 涂料 填料 胶黏剂 防水材料等 危害 对皮肤 眼睛和上呼吸道的刺激作用 甲醛 HCHO 是一种无色 有强烈刺激性气味的气体 主要来自黏合剂 甲醛可引起过敏性皮炎 造成免疫功能异常 影响中枢神经系统 甚至引发癌症 预防 注意室内通风最为重要 氡是无色 无味的放射性气体 是一种主要的室内放射性污染物 其主要来自地下岩石或土壤 以及含有放射性元素的天然石材等 长期吸入氡会引起肺癌 因此 氡常被称为 隐形杀手 氡 吸烟 烟碱 CO 醛类 苯并芘 当今影响大气质量问题主要有哪些 它们的成因 危害和防治措施 思考 酸雨臭氧层受损温室效应 P M2 5细颗粒物又称细粒 细颗粒 大气中粒径小于或等于2 m 有时用小于2 5 m 即PM2 5 的颗粒物 PM2 5表示每立方米空气中这种颗粒的含量 这个值越高 就代表空气污染越严重 可吸入颗粒物又称为PM10 指空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物 3 4 P M2 5简介 1 化学成分 细颗粒物的化学组成十分复杂 不同时间和空间 细颗粒物的化学成分是不同的 不同化学组分的颗粒物对人体健康和大气能见度的影响亦不相同 这些影响还与化学成分在颗粒物内部和表面存在状态有关 此外 不同来源的颗粒物 其化学组成有所不同 因此颗粒物的化学组成可用来进行颗粒物的来源分析 细颗粒物的化学成分包括无机成分 有机成分 微量金属元素 元素碳 EC 生物物质 细菌 病菌 霉菌等 等 大气中的含碳粒子是由有机碳 OC 和吸光的元素碳 EC 组成 颗粒物的成分很复杂 主要取决于其来源 主要有自然源和人为源两种 但危害较大的是后者 与较粗的大气颗粒物相比 细颗粒物粒径小 富含大量的有毒 有害物质且在大气中的停留时间长 输送距离远 因而对人体健康和大气环境质量的影响更大 研究表明 颗粒越小对人体健康的危害越大 细颗粒物能飘到较远的地方 因此影响范围较大 2 自我防护1 雾霾天气少开窗 最好不出门或晨练2 外出戴医用口罩3 多喝桐桔梗茶 桐参茶 桐桔梗颗粒 桔梗汤等 清肺除尘 茶饮4 适量补充维生素D5 饮食清淡多喝水7 尽量减少吸烟甚至不吸烟 1 过滤法 包括空调 加湿器 空气清新器等 优点是明显降低PM2 5的浓度 缺点是滤膜需要清洗或更换 2 水吸附法 超声雾化器 室内水帘 水池 鱼缸等 能够吸收空气中的亲水性PM2 5 缺点是增加湿度 憎水性PM2 5不能有效去除 3 植物吸收法 植物叶片具有较大的表面积 能够吸收有害气体和吸附PM2 5 优点是能产生有利气体 缺点是吸收效率低 有些植物会产生有害气体 3 家庭防护措施 大气污染影响人类和动物的健康 危害植物植被 腐蚀建筑物和材料 影响气候 降低能见度等等 1 对人体或动物的危害主要表现为呼吸系统疾病 突发性的高浓度污染物可造成急性中毒 甚至短时间内致死 长期低浓度污染气引起支气管炎 哮喘 肺气肿和肺癌等 还会引起对病毒 疾病的免疫力下降 生殖能力降低等 可能致癌的大气污染物中常见的有砷 镉 铬的挥发性化合物 多环芳烃类化合物 如苯并芘 二噁英 多氯联苯 石棉 氯乙烯和四氯化碳等 3 5 大气污染的危害表现 2 对植物的危害主要是损害植物酶的功能组织 影响新陈代谢功能 破坏原生质的完整性和细胞膜 因而会损伤叶组织和果实 抑制生长速度 造成产量下降 品质恶劣 对植物影响较大的大气污染物有SO2 NO2 O3和氟化物等 3 对建筑物 桥梁 文物古迹 金属制品 皮革及橡胶 纺织品等的损害也很大 造成很大的直接和间接的损失 主要污染物为SO2 NOx O3等 4 会使大气变得混浊 能见度降低 容易引发交通事故 同时会使太阳光的直接辐射减少 由此而引起全球或局部地区温度 湿度 雨量等发生变化 尤其是大气中的CO2等温室气体的增多 SO2和NOx酸性气体的增加 以及含氟 或溴的卤代烃的大量使用引发的全球性环境问题最引人关注 从二十世纪50年代后 随着工业和交通迅速发展 世界上发生过数十次严重危害事件 其中较多是光化学烟雾事件 其次是放射性污染事件 3 6 大气污染重大事件案例 1 伦敦烟雾事件 1952 12 5 SO2和烟尘的协同作用伦敦地处于泰晤士河下游的开阔的河谷之中 是一个以煤为主要燃料的工业发达又人口集中的大城市 1952年12月5日 从清晨开始 一股强大的移动性高气压 像一块巨大的黑幕笼罩在南英格上空 泰晤士河谷地区几乎完全处于无风状态 冷空气沿着伦敦盆地的斜雨流入盆地 造成近地表空气气温下降 而盆地上空却出现了暖气流 形成了50 150m上空的逆温层 特大的浓雾持续了4天 由此 伦敦的许多市民特别是老人或原来患有慢性心脏病及呼吸系统疾病的人 因呼吸这种污浊空气而中毒 轻者咳嗽 喉痛 呕吐 重者死亡 四天的死亡约4000余人 这就是世界有名的 伦敦烟雾 事件 后来在1956 1957和1962年又发生过同类事件 死亡2000余人 使人致害的主要原因是烟尘和SO2的协调作用 其中烟尘又是主要作用 位于美国的海岸的洛杉矶城 一面临海 三面环山 是个气候温和 阳光充裕的盆地城市 少风 连日清朗一般达300天 没有什么工厂 但却有高密度的汽车 从汽车尾气排放出大量的碳氢化合物和氮氧化物等污染物 在低风速的逆温条件下 浓集于洛杉矶盆地的上空 在阳光照射下发生光化学反应 产生一系列有强氧化性 刺激性的烟雾 造成75 的居民患眼病 死亡400余人 最终形成世界著名的 洛杉矶光化学烟雾事件 2 洛杉矶光化学烟雾事件 1952年 一是最著名的切尔诺贝利核电站 前苏联最大的核电站 3号机出现核泄漏造成放射性污染 当场死亡2人 辐射受伤204人 电站周围30km成为 死亡区 1962年6月已有6000 8000多名乌克兰人死于核辐射 核污染遍及全球 后果十分严重 二是日本2011年大地震而引发的核电站泄漏 核污染主要为碘 131 同样造成了十分严重的后果 至今尚未结束 影响至深 3 放射性污染事件 还我蓝天白日 水 生命之源 第三节 化学与水资源 3 1 水的基本知识3 3 1 水分子结构3 3 2 水的物理性质1 沸点高2 蒸发热大3 比热容高4 密度反常3 3 3水的化学性质1 热稳定性高2 催化作用3 水合作用 人类的活动会使大量的工业 农业和生活废弃物排入水中 使水受到污染 目前 全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海 污染了5 5万亿立方米的淡水 这相当于全球径流总量的14 以上 1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为 水污染 下了明确的定义 即水体因某种物质的介入 而导致其化学 物理 生物或者放射性等方面特征的改变 从而影响水的有效利用 危害人体健康或者破坏生态环境 造成水质恶化的现象称为水污染 一 水污染分类 一类是自然污染 另一类是人为污染 当前对水体危害较大的是人为污染 水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染 物理性污染和生物性污染三大类 据世界权威机构调查 在发展中国家 各类疾病有8 是因为饮用了不卫生的水而传播的 每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡 因此 水污染被称作 世界头号杀手 日趋加剧的水污染 已对人类的生存安全构成重大威胁 成为人类健康 经济和社会可持续发展的重大障碍 水污染分类 加强水质检测工业三废处理后在排放城市生活污水处理后再排放禁止使用含磷洗衣粉合理使用农药和化肥 1 工业废水2 城市生活污水3 农药 化肥的使用 二 水污染来源 三 案例分析 从1950年起 日本熊本县水俣湾附近水俣镇渔村陆续出现怪现象 海面上 不时泛起一片片白肚子死鱼 海鸥飞着飞着忽然坠落水中 镇上猫中了邪似步态不稳 浑身抽搐 最后像自杀一样跳入大海 1953年 水俣镇渔村又陆续出现患怪病的人 病人口吃不清 面部痴呆 步态不稳 接着耳聋眼瞎 全身麻木 进而精神失常 一会儿酣睡 一会儿兴奋异常 最后身体弯曲 在绝望的叫喊声中死去 日本九州岛熊本县水俣镇 案例1 水俣病 医学家和生物学家一齐出动 终于找到在水俣镇作祟的 妖魔 甲基汞 原来 新日本氮肥公司含汞污水大量排入海湾 然后汞被水中微生物转化为甲基汞而进入浮游生物体内 再经过 浮游生物 小鱼 大鱼 食物链富集 使大鱼中有机汞浓度达到海水汞浓度的几万倍 人吃了这种鱼 便发生甲基汞中毒 也称 水俣病 原因 2001年1月30日 罗马尼亚西北部一个金矿污水沉淀池发生泄露事件 氰化物废水流入了多瑙河支流之一匈牙利的蒂萨河 据悉蒂萨河中氰化物含量最高超标800倍 受污染河水流经之处 所有水生生物几乎全部迅速死亡 当地居民打捞河里中毒死亡的鱼 案例二 金矿污染 案例三 石油污染 石油是海洋污染物中最主要的一种 据估计 通过各种途径每年进入海洋的石油和石油产品约占世界石油总产量的干分之五 石油进入海洋的途径有 1 陆岸排油 是海洋石油污染危害最大的污染源之一 2 海洋运输与港口建设 3 海上油田的开发 海洋中的石油污染使生活在海洋当中的各种生物遭受到灭顶之灾 由于石油密度小 不溶于水 一旦进入海洋 石油就会漂浮在海面上 一方面隔绝水和空气之间氧气交换 另一方面石油氧化 需要消耗海水中大量的溶解氧 造成海水中严重缺氧 会使海洋中的生物很快窒息死亡 石油污染的危害 墨西哥湾漏油事件 COD ChemicalOxygenDemand 在一定的条件下 采用一定的强氧化剂处理水样时 所消耗氧化剂量 它是表示水中还原性物质多少的一个指标 水中还原性物质有有机物 亚硝酸盐 硫化物 亚铁盐等 但主要的是有机物 因此COD又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标 化学需氧量越大 说明水体受有机物污染严重 COD的测定方法普遍是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法 赤潮是在特定环境条件下 海水中某些浮游植物 原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象 赤潮发生原因 种类 和数量的不同 水体会呈现不同的颜色 有红颜色或砖红色 绿色 黄色 棕色等 案例四赤潮 赤潮爆发原因 赤潮在我国的分布 珠江口 长江口和渤海湾 1 海水富营养化 人类生产生活排放污水中的氮和磷 2 一定的光照和海水温度 海水富营养化为某些海洋浮游生物的快速大量繁殖创造了有利条件 甚至可使某些浮游生物独霸一方 相反因其大量快速繁殖使海水中氧气急剧下降致使其它浮游生物死亡殆尽 腐败 产生硫化氢等有害物质 进一步加剧其它浮游生物及鱼虾的死亡 造成恶性循环 赤潮不仅使海中浮游生物死亡殆尽 游动能力强的鱼虾改变繁殖场所 海水养殖绝收 海水变色臭 而且一旦食用赤潮海域的鱼虾贝类等水产品 可导致人体中毒事件 赤潮的影响 危害海洋生物资源 影响人类渔业生产 四 水污染的预防和治理措施 控制污染源 减少排放 实行清洁生产 发展污水处理 加强管理 后记 中国是一个水资源短缺的国家 人均水资源占有量只有世界平均水平的三成 是全球人均水资源最贫乏的国家之一 尽管如此 中国的江河湖泊却是工厂倾倒有毒废水的下水道 造成水污染事件不断在中国发生 调查结果显示 44 36 的农村饮用水未达到基本卫生安全 全国仍有2 7亿农村人口饮水不达标 就中石油PX事件 谈谈你对发展经济和环境保护的认识 案例分析 1938年马特森 S Matson 提出了土壤圈 pedosphere 的概念 土壤圈是岩石圈 水圈 生物圈及大气圈在地表或地表附近相互作用的产物 现代土壤学 环境科学和生态学对土壤圈本质理解 土壤圈是 覆盖于地球陆地表面和潜水与底部的一种疏松而不均匀的覆盖层及其相关的生态与环境体系 它是地球系统的重要组成部分 处于大气圈 水圈 生物圈和岩石圈的界面和中心位置 既是它们所长期共同作用的产物 又是对这些圈层的支撑 第四节 土壤污染 影响大气圈的化学组成 水分与热量平衡 吸收氧气 释放CO2 CH4 H2S和N2O等 对全球大气变化有明显影响 影响降水在陆地和水体的重新分配 影响水分平衡及水圈的化学组成 支持和调节生物过程 提供植物生长的养分 水分与适宜的物理条件 决定自然植被的分布与演替 作为地球的 皮肤 对岩石圈有一定的保护作用 土壤圈功能 土壤污染是指进入土壤中的废物和有毒有害物质数量超过了土壤自净能力 破坏了土壤系统自然平衡状态 从而造成土壤质量完全恶化会衰退的现象 一 土壤污染定义 来自含有有机毒物和重金属的污水和废水的农田灌溉 来自含有有机毒物和重金属的污水和废水的土地处理 来自固体废弃物堆放或填埋等污染物的渗漏液 来自地下储油罐的泄漏 来自于喷洒农药等 土壤污染物主要来源 1 水体污染型水体污染型是指利用工业废水 城市生活污水和受到污染的地表水进行灌溉而导致的土壤污染 2 大气污染型大气污染型是指大气污染物通过干 湿沉降过程而导致的土壤污染 如大气气溶胶的重金属 放射性元素和酸性物质等造成的土壤污染 3 生物污染型对土壤施用垃圾 粪便 生活污水时 如不进行消毒灭菌处理 土壤常容易遭受生物污染 成为某些病原菌的疫源地 二 土壤污染类型 4 固体废弃物污染型固体废弃物污染型是指工矿企业排出的废渣 污泥和城市垃圾在地表堆放或处置过程中通过扩散 降水淋溶 地表径流等方式直接或间接地造成的土壤污染 5 农业污染型农业污染型是指农业生产中因长期施用化肥 农药 垃圾堆肥和污泥而造成的土壤污染 6 综合污染型综合污染型是指由多种污染源和多种污染途径同时造成的土壤污染 按土壤污染物质性质 可将土壤污染物分为六类 1 有机污染物2 无机污染物3 重金属污染物4 固体污染物5 生物污染物6 放射性污染物 三 土壤污染物质及其来源 1 物理过程2 化学过程3 物理化学过程4 生物过程 四 污染物在土壤中迁移和转化 1 控制和消除土壤污染源 控制和消除工业 三废 排放 加强污灌区土壤质量的监测和管理 合理使用化肥和农药 改良土壤和提高土壤净化能力 五 污染土壤防治 2 被污染土壤的修复 物理修复 化学修复 生物修复 改变耕作模式 五 案例分析 新华社消息 近日 镉超标大米风波持续发酵 不仅导致湖南等地大米销路遇阻 更让公众对农田污染给百姓餐桌带来的威胁有了新的担忧 此前一项调查表明 在华东等6个地区的县级以上市场中 随机采购的大米样品10 左右镉超标 另有调查显示 我国受重金属污染的耕地面积已达2000万公顷 占全国耕地面积的1 6 近期 广州市食品药品监管局网站公布了第一季度餐饮食品抽验结果 其中一项结果为44 4 的大米及米制品抽检产品发现镉超标 广州市食药监局共抽检18个批次 有8个批次不合格 在广东省食安办公布的抽检31个批次的不合格大米中 有14个批次来自于湖南 镉含量从每公斤0 26毫克到0 93毫克不等 案例一 镉大米事件追问污染 镉污染大部分来自开矿 工厂排放废气中含有镉 可能会通过大气沉降影响较远的地方 环保部南京环境科学研究所所长高吉喜研究表明 中国稻米重金属污染以南方籼米为主 尤以湖南 江西等省份最为严重 镉是一种灰白色金属 不溶于水 密度8 64g cm3 熔点331 03 沸点767 金属镉毒性很低 但其化合物毒性很大 镉在人体积蓄作用 潜伏朗可长达10 30年 据报道 当水中镉超过0 2mg L时 居民长期饮水和从食物中摄取含镉物质 可引起 骨痛病 镉在土壤中的迁移转化 镉的危害 人体的镉中毒主要是通过消化道与呼吸道摄取被镉污染的水 食物 空气而引起的 其中举世闻名的日本骨痛病就是因为当地居民长期从饮水和食物中摄取含镉物质造成的 因此探究镉在土壤中的积累和迁移转化对于杜绝此类事件的再度发生具有重要意义 人体摄入镉的途径 镉一般在土壤表层0 15cm处积累 在土壤中主要以CdCO3 Cd PO4 2和Cd OH 2存在 其中又以CdCO3为主 由于镉不能被土壤中微生物降解 半衰期超过 20