论文：化学与环境污染_化学与环境污染论文

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化学与环境污染

姓名：胡嘉伟 学号：6002212029 班级：给排水121班

摘要：科学技术的进步可以促进生产事业的发展, 使人民生活更为丰富。更加方便。但也会因而发生各种公害以及破坏自然环境等问题。只有当人们普遍树立起环境意识之时, 才能形成社会力量来共同保护自身的生活环境。要积极发扬化学为人类的造福作用, 同时注意防止化学品对环境污染之害。文章从环境保护出发, 介绍了环境污染的现状及防治方法, 分析了化学与环境的密切关系, 以及利用化学方法解决环境问题的途径。发展绿色化学与技术, 消灭和减少环境污染，护环境, 已成为人类紧迫和重要的任务。

关键词：绿色化学 环境污染

Chemical and environmental pollution Name:HU Jiawei Student ID:6002212029 Cla: Water supply and drainage cla 121 Abstract: the progre of science and technology can promote the development of production enterprise, make people's life more abundant.More convenient.But will they occur all kinds of pollution and damage to the natural environment.Only when people generally set up environment consciousne, can form the social forces to work together to protect our own living environment.To actively develop the chemical for human benefit, also pay attention to prevent the pollution of environment.This article from the environmental protection, introduces the current situation of environment pollution and prevention method, analyzes the close relationship between chemistry and environment, and the way to solve environmental problems by using chemical method.The development of green chemistry and technology, eliminate and reduce environmental pollution, protect the environment, has become urgent and important task.Keywords: green chemical

pollution of the environment 人类在改造自然、创造物质财富的进程中, 特别是世纪, 随着有机化学工业的发展, 石油、天然气生产的急剧增长,使化工污染越来越突出, 环境问题日趋严重。不可否认, 化学科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步作出了巨大贡献, 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。但是, 随着化学品的大量生产和广泛应用, 给人类本来绿色平和的生态环境带来了黑色的污水, 黄色的烟尘, 五颜六色的废渣和看不见的无色毒物。环境污染威胁人们健康, 给人类赖以生存的自然环境的可持续发展带来了巨大威胁, 如何保护我们赖以生存的自然环境, 已成为世界各国共同关注和思考的问题。上世纪年代全面地开展了对各主要元素, 尤其是生命必需元素的生物地球化学循环和各主要元素之间的相互作用, 人类活动对这些循环产生的干扰和影响, 以及对这些循环有重大影响的种种因素的研究重视化学品安全性评价开展了全球变化研究,涉及臭氧层破坏、温室效应等全球性环境问题同时扩大了污染控制化学的研究范围。

一、环境污染

环境污染, 通常是指由工业废气、废水、废渣、汽车排气引起的大气污染、水质污染、食品污染和土壤污染，以及噪声、恶臭、垃圾和地面下沉等问题。在农村, 则主要是指森林植被的破坏造成生态系统平衡失调, 以及由化肥、农药特别是剧毒高残留农药的施用过量和使用不当造成的大气及水源、作物果实污染、土壤盐渍化等问题。

人类以其科学技术改造自然推动社会进步, 但同时却给自身带来环境污染的不幸。近代屡屡发生的公害事件终于使人们承认了这一事实, 并发现化学品造成的环境污染最为严重。如何改善这一现状, 是当代社会关切的重大问题。治理已经发生的污染当然重要, 而根本大计还在防患于未然, 要使人们在建设的同时能考虑到对环境的影响。树立“ 环境意识” 重在教育，既知由化学品造成的环境污染最为严重, 则在化学课上向学生介绍一些化学与环境污染的知识是非常必要的。

大气是人类性命攸关的物质, 人们必须随时不容选择地吸入其周围的空气, 因此大气成分是否正常, 最为引人关注。化学教材中的大气成分表是向人们介绍大气的基本的、也是最重要的资料。只有当大气维持此正常组分时, 人类才可以健康地生存。现在公认的大气污染物有粉尘、SO2、CO、NOX、烃类、H2S和NH3 等。这些污染物主要通过呼吸道进入人体内，不经过肝脏的解毒作用，直接由血液运输到全身。所以，大气的化学性污染对人体健康的危害很大。这种危害可以分为慢性中毒、急性中毒和致癌作用三种。有些成分原为天然环境的固有物质, 但自然条件的产物释放的速度慢、浓度小, 故不足为害。现被认为大气的污染成分所指都是人为排放的物质, 排出的浓度大、量亦大, 常常造成急性灾害, 或滞留蔓延危害各个圈层。大气本身对侵入其中的污染物是有净化能力的, 当此自净能力正常发挥时, 则能克服污染,使环境居于正常, 反之即遭到污染之灾。

水污染, 主要是指厂矿污水及有害有毒物质污染, 城市粪便、垃圾污染、内河航船污染物污染, 等等。进入世纪年代以来, 情况尤为严重。据报道, 西方国家由于大量排放污水, 造 成境内河流水色“ 五彩缤纷” , “ 要什么颜色就有什么颜色”。河流、湖泊等水体被污染后，对人体健康会造成严重的危害，这主要表现在以下三个方面。第一，饮用污染的水和食用污水中的生物，能使人中毒，甚至死亡。例如，1956年，日本熊本县的水俣湾地区出现了一些病因不明的患者。患者有痉挛、麻痹、运动失调、语言和听力发生障碍等症状，最后因无法治疗而痛苦地死去，人们称这种怪病为水俣病。科学家们后来研究清楚了这种病是由当地含Hg的工业废水造成的。Hg转化成甲基汞后，富集在鱼、虾和贝类的体内，人们如果长期食用这些鱼、虾和贝类，甲基汞就会引起以脑细胞损伤为主的慢性甲基汞中毒。孕妇体内的甲基汞，甚至能使患儿发育不良、智能低下和四肢变形。第二，被人畜粪便和生活垃圾污染了的水体，能够引起病毒性肝炎、细菌性痢疾等传染病，以及血吸虫病等寄生虫疾病。第三，一些具有致癌作用的化学物质，如砷(As)、铬(Cr)、苯胺等污染水体后，可以在水体中的悬浮物、底泥和水生生物体内蓄积。长期饮用这样的污水，容易诱发癌症。

固体废弃物污染，指人类在生产和生活中丢弃的固体物质，如采矿业的废石，工业的废渣，废弃的塑料制品，以及生活垃圾。应当认识到，固体废弃物只是在某一过程或某一方面没有使用价值，实际上往往可以作为另一生产过程的原料被利用，因此，固体废弃物又叫“放在错误地点的原料”。但是，这些“放在错误地点的原料”，往往含有多种对人体健康有害的物质，如果不及时加以利用，长期堆放，越积越多，就会污染生态环境，对人体健康造成危害。

噪声污染

对人的危害是多方面的：第一，损伤听力。长期在强噪声中工作，听力就会下降，甚至造成噪声性耳聋。第二，干扰睡眠。当人的睡眠受到噪声的干扰时，就不能消除疲劳、恢复体力。第三，诱发多种疾病。噪声会使人处在紧张状态，致使心率加快、血压升高，甚至诱发胃肠溃疡和内分泌系统功能紊乱等疾病。第四，影响心理健康。噪声会使人心情烦躁，不能集中精力学习和工作，并且容易引发工伤和交通事故。因此，我们应当采取多种措施，防治环境污染，使包括人类在内的所有生物都生活在美好的生态环境。

二、绿色化学

建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发，重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此，工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料，化学反应的绿色化，是从“本”治理环境污染的重要途径。绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。

化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质，但是在许多场合中却既未有效地利用资源，又产生大量排放物，造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学，它的主要特点是“原子经济性”，即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放”，因此既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝，可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起，它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。

1、采用无毒、无害并可循环使用的新物料 1.1 原料选择

工业化的发展为人类提供了许多新物料，它们在不断改善人类物质生活的同时，也带来大量生活废物，使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平，又不破坏环境，我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。以塑料为例，据统计，到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg（20世纪90年代数量进一步上升），打开包装后即被抛弃，这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题：掩埋它们将永久留在土地里中；焚烧它们会放出剧毒。我国也大量使用塑料包装，而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜，造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料，目前国际上已有一些成功的方法，例如：光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目，已取得一些进展。1.2 溶剂的选择

大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品，而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质，分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中，有机溶剂是最常用的反应介质，这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此，在无溶剂存在下进行的有机反应，用水作反应介质，以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。1.2.1 固相反应

固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应，有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。1.2.2 以水为溶剂的反应

由于大多数有机化合物在水中的溶解性差，而且许多试剂在水中会分解，因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性，因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”，价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的，有时可提高反应速率和选择性，更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。

水相有机合成在有机金属类反应，水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中，开发利用以水作溶剂是大有可为的。1.2.3 超临界流体作为有机溶剂

超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体，是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中，最活跃的研究项目是开发超临界流体（SCF），特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点（31.10℃，7 477.79KPa）以上的CO2流体。它通常具有流体的密度，因而有常规常态溶剂的溶解度；在相同条件下，它又具有气体的粘度，因而又具有很高的传质速度。而且，由于具有很大的可压缩性，流体的密度，溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。1.3 催化剂的选择

许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂，这些液体酸催化剂的共同缺点是：对设备腐蚀严重，对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境，多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手，大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟，这种催化剂选择性高，乙苯收率超过99.6%，而且催化剂寿命长。

2、化学反应的绿色化

为了节约资源和减少污染，合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面，一是选择性（化学、区域、非对映体和对映体选择性），另一个就是原子经济性，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物，理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物，不产生副产物或废弃物，实现废物的“零排放”。为此，化学化工工作者在设计合成路线时，要减少“中转”、增加“直快”、“特快”，更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子，减少中间产物的形成，少用或不用保护基或离去基，避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多，在些不作赘述。

3、生物技术的应用

生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分，生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一，它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发，它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程，其产品常常又具有特殊性能。因此，生物技术的研究和应用倍受青睐。

绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响，而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。化学的发展在不断促进人类进步的同时，在客观上使环境污染成为可能，但是起决定性的是人的因素，最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关，诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等；另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因，显然是不公平的，比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。

三、绿色化学的发展前景

1反应原料的绿色化

即反应原料符合5R原则。

2原子经济性反应

在基本有机原料的生产中，已有一些原子经济性反应的典范，如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。

3高效合成法

不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。4.提高反应的选择性———定向合成如不对称合成。

5.环境友好催化剂

例如在正己烷的裂解反应中，固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性，更小的腐蚀性。

6.物理方法促进化学反应

如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。

7.酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。

8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。

9.计算机辅助绿色化学设计和模拟

在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。10环境友好产品

如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。

绿色化学为化学的发展注入了新的活力，在２１世纪化学必将大有可为。

随着国家对环境污染问题的重视和公众环境保护意识的提高, 跨世纪的环境化学任重道远。无论是控制或防治环境污染和生态恶化, 还是改善环境质量、保护人体健康、促进国民经济的持续发展等各个方面, 环境化学都可以发挥重要作用。在环境监测, 大气复合污染的化学机制、污染评价与防止对策, 水体中复合污染及土攘多介质污染机制研究, 有毒化学品生态效应及危险性评价, 内分泌干扰物质的筛选, 污染控制原理, 环境修复技术等诸多领域, 环境分析化学, 大气、水体和土攘环境化学, 污染生态化学, 污染控制化学等分支学科都面临挑战和良好的发展机遇

1992年联合国环发大会提出了可持续发展的概念, 将环境保护变成世界范围的统一行动。人类对生产的概念要重新诠释, 即提倡清洁生产。环境治理要由原来的末端治理转向生 产的全过程控制, 最终实现零排放。绿色化学、绿色技术是国际前沿, 世界各国都极为重视, 我国也已加入绿色化学的研究行列。发展绿色化学与技术, 消灭和减少环境污染, 这是国家 社会、经济持续发展的必由之路。