现代生活化学环境与化学市公开课获奖课件

1、8.1 环境污染与化学8.2 室内环境与化学思考与练习题第八章环境与化学8.3 室外环境与化学 当代文明四大支柱：环境、材料、能源、信息； 人类面临四大挑战：环境、人口、粮食、资源。 环境问题是和平与发展主要内容。 第1页第1页8.1环境污染与化学一、环境概念 中华人民共和国环境保护法中所称环境，是指影响人类社会生存和发展各种天然和通过人工改造自然原因总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然古迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、都市和乡村等。 1、自然环境 包括大气、水、土壤、岩石以及存在于其交界处生物圈和阳光，它们构成环境结构单元进而构成环境整体。 2、人类活动环境

2、 大环境 与人类生存直接相关大气层（高20公里）、水层和土层（深10公里）范围内人人共享环境物质之总和。 小环境 任何个人活动空间如工厂车间、办公室、农村田野、试验室、课堂、宿舍、居室等，亦称工作和生活环境。 外环境 大环境和小环境总称。 区域环境 指地域、行业特有环境问题概括，如都市环境、旅游环境等。第2页第2页第3页第3页第4页第4页五四广场第5页第5页青岛栈桥第6页第6页第7页第7页第8页第8页第9页第9页 3、环境问题 环境问题是指因自然改变或人类活动而引起环境破坏和环境质量改变，以及由此给人类生存和发展带来不利影响各种现象。 环境问题产生有自然原因，也有些人为原因。 自然原因所造成环

3、境问题为原生环境问题，也称第一环境问题，如火山喷发、地震、台风、海啸、洪涝、干旱、滑坡、虫灾、流行性疾病等自然界本身改变而引起环境污染和破坏，这类环境问题在人类社会出现以前就存在于自然界中，人类当前还无法对其施加控制和改造，只能通过监视、预测、预报进行防备，或者迁离也许发生巨大灾变地域，以减少损失。 人为原因所造成环境问题为次生环境问题，也称为第二环境问题。它是由于人类活动作用于周围环境引起环境质量改变，这种改变又对人类生产、生活和健康造成影响。平时，我们所讲环境问题就是指人为原因引起环境污染和破坏，这类环境问题人类通过对其活动调整，其危害后果不但能为人们所估量，并且人们还能够通过正确、有效手

4、段使其减轻和避免。人为原因造成环境问题按其表现方式又可分为生态破坏、环境污染和资源浪费等。第10页第10页 生态破坏是指人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统生产能力明显减少和结构明显改变，从而引起环境问题，如过度放牧引起草原退化，滥采滥捕使珍惜物种灭绝和生态系统生产力下降，植被破坏引起水土流失等等。环境污染则指人类活动副产品和废弃物进入物理环境后，对生态系统产生一系列扰乱和侵害，尤其是当由此引起环境质量恶化反过来又影响人类自己生活质量时。环境污染不但包括物质造成直接污染，如工业三废和生活三废，也包括由物质物理性质和运动性质引起污染，如热污染、噪声污染、电磁污染和放射性污染。由环境污染还

5、会衍生出许多环境效应，比如二氧化硫造成大气污染，除了使大气环境质量下降，还会造成酸雨。第11页第11页二、环境污染 主要涉及大气污染、水污染、铅污染和“白色污染”等。 1、大气污染 除了常规污染问题如颗粒物、氧化剂、氮氧化合物、二氧化硫、一氧化碳、多环芳烃、光化学烟雾等影响外，尚有臭氧层破坏（涉及冰箱更新）、酸雨以及污染批示等问题。 （1）臭氧层破坏 在离地面2025公里太空，覆盖着一层臭氧含量高达0.1%稀薄大气，称为臭氧层。这个臭氧层能吸取太阳发射到地球大量紫外线，保护人类和整个地球生态系统免受过量紫外线危害。据研究，假如该层臭氧减少1%，则到达地球表面紫外线将增长2%，人类皮肤癌患者也将

6、增长2%。 造成臭氧层破坏原因，在于排进大气中许多化学物质能与臭氧发生反应而消耗臭氧，其中主要是氟里昂。第12页第12页第13页第13页吉林石化爆炸形成烟雾第14页第14页吉林石化烟囱冒出黑烟第15页第15页第16页第16页第17页第17页第18页第18页重度污染都市第19页第19页（2）酸雨 所谓酸雨是指气态染污物、飘尘和大气雨云结合形成pH5.6雨雪或其它形式大气降雨。 通常认为由于石化燃料燃烧放出二氧化硫及氮氧化物，是酸雨形成主因，即酸雨主要成份为硫酸和硝酸。 酸雨使土壤、湖泊、河流酸化，它克制土壤中有机物分解和氮固定，淋洗与土壤粒结合钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠。 酸雨与大气中烟雾

7、结合形成酸雾，其酸性和腐蚀能力大增，使建筑物和各种露天材料受损。第20页第20页第21页第21页 当前，全球已形成三大酸雨区。我国覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地域，面积达200多万平方公里，是世界三大酸雨区之一。我国酸雨区面积扩大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕见。世界上另两个酸雨区是以德、法、英等国为中心，波及大半个欧洲北欧酸雨区和包括美国和加拿大在内北美酸雨区。这两个酸雨区总面积大约1000多万平方公里，有时降水pH值小于0.5，有甚至小于0.4。 国家环境保护总局年6月2日公布中国环境情况公报显示，我国酸雨污染略呈加重趋势。统计显示，我国出现

8、酸雨都市有298个，占全国527个统计市（县）56.5。降水年均pH值小于5.6（酸雨）都市达218个，占统计都市41.4。与上年相比，出现酸雨都市百分比增长了2.1 ，酸雨都市百分比上升了4 ，其中pH值小于4.5都市百分比增长了2 ；酸雨频率超出80都市百分比上升了1.6 。 南京历史上酸雨极值出现在1997年3月份，其PH值为3.06，达到了重度酸雨原则，这场酸雨酸性比醋还强（醋酸Ph=4.76）。 第22页第22页2、水污染 人体组织内约有65%是水分， 每人天天至少需饮用1.52.5升水。 （1）水卫生和保健意义 水是生命物质溶剂，也是生命营养物质。水是消化过程中水解反应主要反应物和

9、食物润滑剂，也是体温调整剂。 卫生要求 饮用水应是无臭、无味、透明液体，水中细菌数应不超出国际原则，应含有各种营养物质，如矿泉水就含有各种人体需要常量元素和微量元素等。 保健作用 活化水将水放在粉碎机内加速运转而得到水。 脱氧水将水烧开后马上冷却或超声脱氧而得到水。 低重水指重氢（氘）含量少天然水。 第23页第23页 科学饮水 第一，饮水数量要适量。尤其是对肾脏或心脏病患者，由于排泄困难或血液循环障碍，宜限制饮水，不然造成水肿和体温减少，会造成水中毒。但并不排除特定情况下一些人可多量饮水。如人体发热、腹泻、呕吐、多尿或昏迷以及炎热出汗时，都会失去大量水分，这就要补充水量；早晨，人血液凝固度比晚

10、上大20倍，早晨锻炼者应多喝水，这样能把血液中也许产生活化因子加以稀释，并经血液冲刷作用把局部凝血物冲散。同时也能补充运动和夜晚丢失水分。尚有，吃大量肉或鸡蛋人，也必须多喝水，由于肉含脂肪多，脂肪代谢给人体提供能量也多，会产生酸和丙酮，血液中这两种物质多了，人就会患病；鸡蛋含蛋白质高，它消化产物为尿素等，将逐步汇集在血液中，引起尿毒症。多喝水可增长尿量，以消除血中毒性物质。在吃饭时适当增长些汤羹食品有助于消化。第二，饮水方式要与生理要求相协调。老年人结肠、直肠肌肉易于萎缩，排便能力较差，加上肠道中粘液分泌减少，大便容易秘结。因此老年人应多饮水，但又不能太多（因心肾处于衰竭期，太多饮水会加重心肾

11、承担）。普通饮水量控制在每日2升左右。2岁下列婴儿各系统还处于发育中，宜多次少许给水。第三，饮水品种要与工作要求相一致。如运动员喝保健饮料，稍加点盐和糖；高血压病人，普通应少盐少水；老年人和小孩最好是饮用温开水。温开水对人刺激小并且有助于提升酶活性。饮水方式要与生理要求相协调。饮水品种要与工作要求相一致。 第24页第24页（2）水污染对健康影响 据调查，世界上80%疾病与水或水源污染相关。比如，洪水劫难时，人们往往容易患腹泻病。原因是喝了被霍乱孤菌等物质污染水（据历史记载，霍乱共有7次大流行。第一次始于18，当初霍乱起于印度，传到阿拉伯地域，然后到了非洲和地中海沿岸；在1826年第二次大流行中

12、，它到达阿富汗和俄罗斯，然后扩散到整个欧洲；第三次大流行，它漂洋过海，1832年到达北美。不到，霍乱就成了“最令人胆怯、最引人注目的19世纪世界病”。到1923年百余年间，霍乱6次大流行，造成损失难以计算，仅印度死者就超出3800万。比较紧一次是在1991年，秘鲁有336554人患霍乱，其中死亡3538人。瘟疫穿过拉丁美洲蔓延，最后于1994年平息。到了当年9月，从中美洲和南美洲报到世界卫生组织（WHO）感染人数为1041422人，死亡9643人，但WHO预计汇报上所说数据大约是实际数据2%。果真如此，那么便有5200万人染病，几乎占该大陆人口12%，有超出48.2万人死亡。 ）。铅厂周围居民

13、易腹痛，原因是喝了破铅污染水而发生铅中毒。 食物链毒化。这是化学污染恶果。如甲基汞（水俣病）、镉（痛痛病）、农药及氟、砷、铬、铅、钡等均可引起饮水或食物毒化； 传染病。以水为媒介细菌性肠道传染如伤寒、痢疾、肠炎等，病毒传染如血吸虫、传染性肝炎等；第25页第25页间接影响 发生异臭、异味、异色，呈现泡沫和油膜等，使水生物毒化，有机物分解和生物氧化受到克制，从而阻碍水体正常利用。 第26页第26页第27页第27页第28页第28页第29页第29页第30页第30页第31页第31页3、铅污染 铅(Pb)是一个蓝白色重金属元素，是主要工业原料，广泛利用于冶炼、印刷、焊接、陶瓷、橡胶和涂料、油漆、杀虫剂及机

14、动车燃料中。铅是一个既有用又有毒元素，它既为人类服务又毒害、摧残着人类。当前，全世界每年约消耗400万吨铅。 汽车尾气已经成为人类健康一大公害。汽油无铅化，是人类生存、环境保护必定趋势，也是提升效率、节约能源一大主要举措。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”无铅汽油。无铅汽油普通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，能够改进汽油蒸发、汽车启动、加速等性能以及减少发动机活塞磨损和耗油量。第32页第32页 美国1972年12月开始实行逐步淘汰含铅汽油战略，于1996年1月 l日实现全面严禁含铅汽

15、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拥有率已达60。新加坡、马来西亚等亚太国家和地域均已在所有实现汽油无铅化。 到年终中国汽车保有量已经到达2383万辆，其中家用汽车占31%。预计中国汽车保有量在2030年将到达3.15亿辆，其中家用汽车百分比将从年19%上升到2030年78%。 我国政府对无铅汽油推广使用也很注重。从1993年起在部分机动车辆试用无铅汽油以来，至底，全国已基本实现汽油无铅化。第33页第33页4、塑料污染及其危害 塑料作为人工合成高分子材料,由于它含有良好成型、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

16、开始，伴随石油化工发展而得到快速发展，成为一类与生活息息相关材料，广泛用于家电、汽车、家具、包装用具、农用薄膜等许多方面。 世界塑料原料(树脂)产量1991年初次突破1亿吨，1994年突破1.1亿吨，1995年突破1.5亿吨，年和20分别突破1.8亿吨和1.9亿吨，20突破2亿吨，达到2.06亿吨，20已突破2.1亿吨。 当前全球塑料产量超出1000万吨国家有5个，即中国、美国、德国、日本和韩国。 我国塑料产量增长十分快速，1991年产量仅为250万吨，突破1000万吨，增至1080万吨，20和20增达1290万吨和1590万吨。从产量看，我国已经成为仅少于美国和德国世界第3大塑料生产国。第3

17、4页第34页 我国塑料消费量增长更快，包括PE、PP、PC、PS和ABS在内5种主要树脂消费量为2200万吨，年增长为2530万吨，20为2680万吨，加上进口废塑料和添加剂后，消费量为3117万吨，是继美国之后世界第2大塑料消费国。 然而伴随塑料产量增大和成本减少，大量商品包装袋、液体容器以及农膜等，人们已经不再重复使用，而是用后即丢。即或是大型成型件，最后也会伴随产品损坏而被丢弃，使塑料成为一类用过即丢产品代表。废弃塑料带来“白色污染”已经成为一个不容忽略社会公害。第35页第35页第36页第36页第37页第37页第38页第38页长江葛洲坝岸边堆积“白色垃圾”第39页第39页 82室内环境与

18、化学一、环境舒适度 所谓环境舒适度是指人在一定环境中主观感受到快慰。影响环境舒适度主要原因有阳光、空气、微气候等，当然也与一些个体原因如肥胖程度、汗腺功效甚至脾气禀赋相关。 1、阳光化学 （1）杀菌作用 阳光中紫外线与人体健康关系极为密切。紫外线之因此能杀菌，是由于它能被核酸吸取，使DNA分子上相邻部位胸腺嘧啶形成“二聚体”，从而破坏DNA正常功效。其杀菌能力与形成胸腺嘧啶二聚体数量成正比。正由于紫外线能杀灭空气中流感病毒、肺炎及流脑病菌，因此在日照充足夏季，诸多靠空气传播传染病不易流行。 但如不正确利用阳光，也会有害健康，由于紫外线过度作用可致皮肤癌。第40页第40页 （2）维D合成 阳光中

19、含有增进人体合成维D紫外线，从而抗佝偻病。经紫外线照射后，可使皮下组织中麦角固醇和7脱氢胆固醇转化成维D2、D3，进而使血液无机磷和磷酸酯酶含量均保持在适当范围，有助于维持机体正常代谢功效，增进钙吸取。试验表明，即使动物体内有足量维D，但不接受紫外线照射，则仍会使血液无机磷下降、磷酸酯酶活性升高，而造成佝偻病发生；相反，假如适当照射紫外线，即使只摄入低剂量维D，仍可预防佝偻病。孕妇和婴幼儿晒太阳十分主要，紫外线有“太阳维生素”雅称。第41页第41页（3）红斑作用 红斑作用指人皮肤在阳光照射下，其照射部位呈浅红色（即为红斑）。产生红斑作用波长范围为290330纳米，而以296.5纳米最强。红斑作

20、用功效是能使皮肤血液流畅，并通过刺激皮肤末稍神经感受器，全面增进人体生理功效，加强机体免疫反应能力。红斑作用是一个对人体极为有益作用，其强度用” 红斑剂量”表示。成人天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1/4红斑剂量。（4）晒焦作用 即色素形成作用。皮肤基底细胞中黑色素在紫外线照射下可被氧化形成黑色素，沉着于皮肤上，这是机体一个保护性反应。由于黑色素沉积，可使大部分太阳辐射线尤其是其短波部分被皮肤表面吸取，制止其透入深部组织。受照射表层皮肤则由于吸取射线而温度升高，通过表面血管舒张及出汗，增长体表散热，使机体和环境达到代谢平衡。第42页第42页 2、空气化学 我们生命离开

21、空气几分钟就会死亡，比挨饿忍渴时间短得多。我们呼吸空气量天天约为1314公斤，比食物（1公斤）和饮水（2公斤）量大得多，因此确保我们直接呼吸即室内及居室周围空气质量极其主要。 （1）清洁空气概念 清洁空气除了要符合一定污染物允许原则（包括能见度、颗粒物、臭氧和其它毒物、恶臭和刺激性等相关要求）外，通常还要符合： 二氧化碳最高允许含量不超出0.1%（体积比。正常值为0.03%）。假如达到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一个主要指标。如达到每立方厘米1000 1500个，则可明显提升健康

22、水平和工作效率；如达到每立方厘米5000 10000个，则会感到呼吸舒畅，心旷神怡。第43页第43页（3）呼吸化学 空气是通过呼吸对人体发挥作用，吸入人体需要氧气，呼出产生二氧化碳，其作用机制大体下列： 一是肺泡功效。人体呼吸最主要器管是肺，两肺共有3亿个肺泡，每个肺泡平均直径0.25毫米，其上皮中细胞可分泌一个叫做二棕榈醛卵磷脂表面活性物质，使肺得以扩张而避免肺泡塌陷，从而保持肺活量（一呼一吸间气体差额）大约为4600毫升，可承受每分钟呼吸量约为6000毫升（每次吸入或呼出500毫升，每分钟呼吸12次）互换需要；二是肺泡气浓度改变。空气进入肺泡后，氧被连续不断地吸到血液里，使肺泡中氧气浓度由

23、19.7%减少为13.6%，二氧化碳不断从血液中释放到肺泡中而使浓度达到5.3%；三是呼吸膜作用。肺泡壁非常薄，在各泡之间有很坚固交错成网毛细血管，这些壁总称呼吸膜，又称肺泡膜，厚约0.2微米，总表面积约70平方米。在每一瞬间，肺毛细血管内血液总量为60140毫升，相称于将如此少血铺在一间长70平方米房间地面上，因此互换反应十分快速；四是气体运送。氧和血红蛋白结合，利用系数普通为25%。二氧化碳进入血液后马上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。 第44页第44页3、微气候 居室内外

24、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主要参数，通风换气是改进环境必要办法。 （1）温度 指环境热舒适度，即人在心理上感到满意热环境。 普通认为1820温度为舒适温度，此时人皮肤温度基本不变，热调整机能处于稳定状态，个体心理普遍感到满意。 试验表明：人体耐受“冷”而不造成异常反应下限温度为11左右，而耐受“热”上限温度为29 32，因此在11 29范围（夏天21 32，冬天11 20）内，人们普通都有舒适感，可维持最佳工作效率。第45页第45页 （2）湿度 湿度也是热环境舒适主要原因。这是由于机体散热与空气中水蒸气分压有密切关系。大量考察表明，24 70%相对湿度可认为舒适湿度，

25、此时机体体温易于维持，体感满意。夏季20 70%、冬季24 83%可认为适宜湿度。 人体对热和冷耐受性与湿度关系很大。试验表明，如空气完全干燥，人可耐93气温而没有明显病理影响。但若空气100%润湿，只要环境温度高于34，体温即开始升高并造成中暑病变。在潮湿冷空气中，对“冷”敏感明显加剧。比如干燥时，机体在40仍可生活，但若浸在冰水中或冷湿空气中，则20 30分钟后体温将明显减少，甚至僵化和休克。 （3）气流速度 通风换气是改进室内微气候主要办法。普通认为气流速度以保持在0.1 0.5米/秒为适宜。气流速度波动使人很不舒适。第46页第46页试验表明：一套80立方米住房在室内外温差为20时，开窗

26、9分钟，就能把室内空气互换一遍。温差为15时，则需12分钟。交通要道换气时间应选在早晨10时和下午3时左右，以避开污染高峰。第47页第47页二、居室环境保护 1、居室中污染物及相关毒物 （1）污染源 人们普遍认为室内污染比“户外污染”更严重。主要污染物来自： 厨房。 排泄废物。 室外污染物。 自生毒物。 污垢和生活垃圾； 室内外各种噪声； 家用电器电磁波和建筑材料放射性等。第48页第48页（2）污染物 室内污染物主要有： 一氧化碳。各种燃料（如煤气、石油气、煤等）若在供氧不足条件下燃烧时常会大量产生一氧化碳。 二氧化硫。主要来自燃煤炉灶。呈酸性，强烈刺激呼吸道。 甲醛。是泡沬塑料板、家具材料中

27、各种胶合板、碎料板中使用胶粘剂成份。 苯并芘。为一强致癌物，其起源与一氧化碳、二氧化硫基本相同。 放射性氡。这是一个致癌和危害生育系统毒物。氡是从砖块、混凝土、土壤和水中散发出来。第49页第49页 （3）其它污物 污垢。通常指积附在衣物上脏东西，主要有些人体污垢、餐具污垢和住宅污垢三类，按其性质可分为有机（油污）及无机（矿尘）物。 垃圾。是日常生活副产品，都市垃圾主要包括生活垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等。 飘尘。飘尘是室内最厉害杀手，它是各种微生物、人体排出不洁气体、痰沫、病毒等传播载体，使个体受到交叉感染，是呼吸道炎症主要病源，尤其使婴幼儿和老弱者受害。第50页第50页2

28、、卫生居室建立 在社会条件允许下可采用各种办法，使居室（包括办公室）更卫生。 （1）改进居住条件 居室位置及大小。普通居宅区应位于工业污染源上风侧，应与工厂有一定卫生防护距离。在净高2.7米条件下，每人应有69平方米居住面积，对于减少传染病和呼吸道感染是十分必要。 合理利用居室。故宜小室分居。 （2）采用合理办法 合理采光。充足利用阳光，不但可增长室内照明度，更可净化空气。 湿式扫除。 勤打扫。 改进微气候。 劳动卫生。第51页第51页 8.3室外环境与化学 所谓室外环境指居室外近域如阳台及庭院、都市楼群间、农村宅基地环境，是室内环境延伸，主要涉及庭院美化和职业环境改进。一、庭院美化 家庭美化

29、、工厂花园化、都市公园化设计中都着眼于绿化和良好景观。 1绿化 绿化主要作用是改进小气候、杀菌、净化空气。第52页第52页 （1）改进小气候 温度。盛暑时绿地和树荫下气温比柏油和石子路面低10；树木却能吸取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。绿化后相对湿度提升10%。 （2）灭菌闹市区上空细菌数目比绿地高1015倍。 （3）净化大气 许多植物有滞尘和吸毒功效。 滞尘。 吸毒。第53页第53页 2、景观 （1）基本要求 景观美是在模仿自然基础上产生，是指环境中给人感官以必定感觉原因如整洁、安宁、清香、友好等，也就是在摆设、颜色、香感、音调诸方面都应表达美学要求，而以方便、实用为基调。 （2）美感受 摆设。指室外建筑、室内陈设、个人服饰得体，通常应按对称性、黄金分割标准进行安排。 颜色。环境色调要尽也许加大对比度，预防互补色。 香感。环境中赋香物通常是花卉或