毕业论文-化工与环保浅谈

学号2011020248哈尔滨师范大学学士学位论文题目化工与环保浅谈学生指导教师年级2011级材料化学3班专业材料化学系别材料化学系学院化学化工学院化工与环保浅谈摘要由于人们对工业高度发达，化学化工在这其中立下汗马功劳。但是人们对它们的负面影响预料不够,预防不利，导致了全球性的三大危机资源短缺、环境污染、生态破坏人类不断的向环境排放污染物质。但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低，此种现象叫做环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力，环境质量就会发生不良变化，危害人类健康和生存，这就发生了环境污染。就化学化工生产过程中常见的污染问题进行阐述，并作出解决的方法和措施以保护环境。关键词环境污染；酸雨；空气污染；温室效应；光化学烟雾；环境保护化学化工生产过程中产生的环境污染问题会给生态系统造成直接的破坏和影响，有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大，也更难消除。20世纪以来，随着全球工业的急剧发展，发展和环境的矛盾越来越凸显在世界的眼前，能源短缺、资源匮乏、环境的急剧恶化已经严重威胁到了人类的生存和发展，环保成为21世纪人类最重要和最热门的话题。一说到环保，化学便成为一个敏感的词汇，因为在大众的观念中，化学几乎就是破坏环境的罪魁祸首，无论是不计其数的交通工具排出的废气，还是臭气熏天的化工厂排出的污水，都地暴露了化学对环境的巨大破坏。以上种种情况表明，化学在极大地推动人类进步发展的同时也确实带来了巨大的环境破坏。目前，由于人类的运用不当，化学在环保方面存在的问题主要体现在以下几点1、用于生产的化学研发丰富，用于环保的化学研发严重不足。目前人类用于生产的化工产品不计其数，几乎涵盖了所有的生产领域，而与之相比，用于环保的化学产品却屈指可数。化学本身是无害的，是人类的过度不当使用才导致其对环境的严重破坏，化学在破坏环境的同时也能减轻环境的破坏。比如，在纸浆中加入适当的添加剂，改纸浆便可以做成可降解的一次性容器，此项技术目前已经在全球范围得到推广，对缓减日益严重的白色污染具有十分明显的作用。再如，净水站必须通过物理沉淀，化学杀菌才能彻底净化水质。然而在现实中，我们用于环保的化学研发资金和人才设备都严重滞后，这对化学与环保的和谐发展是非常不利的。2环保化学产品监管不力，使用不当。在为数不多的用于环保的化学产品之中，国家和政府缺乏监管力度，许多假冒产品鱼目混珠，打着环保的旗号破坏环境，比如当下的环保塑料袋，不少产品根本就是传统塑料袋上加印了“环保”二字而已。再如，净水剂在不少地区被滥用，结果造成了对水质的二次污染。这些情况，使得化学与环保的矛盾不断加剧。3利用不当，严重破坏环境。目前化学被大规模应用于工业生产，由于环保战略的滞后和长期缺乏可持续发展思想，给环境造成了巨大破坏。主要有温室效应的全球蔓延、臭氧空洞的持续扩大、酸雨灾害的恶化。例如，酸雨，空气污染，土地污染，光化学污，环境保护就是由大气污染衍生出的环境效应。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性，往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到，然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然，环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊，人们的发病率上升等等；水污染使水环境质量恶化，饮用水源的质量普遍下降，威胁人的身体健康，引起胎儿早产或畸形等等。严重的污染事件不仅带来健康问题，也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高，由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。这都在警示着我们要去了解化工与环保的关系，化工生产给我们的环境哪些污染呢就化工生产中的环境问题而言，主要有酸雨、空气污染、温室效应、光化学烟雾等。现在就这些问题进行一一深入的细说。1酸雨造成雨水酸化之污染物很多，其污染来源大致可分为两类其一为自然物质，其二为人为物质。前者如火山爆发喷出大量之硫化物及悬浮固体物，自然水域表面释放之硫化氢，动植物分解产生有机酸，土壤微生物及海藻释放之硫化氢、二甲基硫及氮化物等，都会使雨水之PH值降至50左右后者则为工业化后，燃料之大量使用，燃烧过程中产生一氧化碳、氯化氢、二氧化硫、氮氧化物及有机酸及悬浮固体物，排放至大气环境中，经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质使得雨水之PH值降低，形成酸雨。由于酸雨为二次污染物且具有跨区污染的特性，以致影响层面相当广，故局部空气污染的改善，空气品质标准的达成，对于酸雨的防制助益不大，必须削减SO2、NOX的总量方能遏止酸雨的危害。目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有1、原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40一60的无机硫。2、优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。3、改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法，可以除去烟气中85一90的二氧化硫气体。不过，脱硫效果虽好但十分费钱。例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂总投资的25之多。这也是治理酸雨的主要困难之一。减少氮氧化物的措施1、减少人为活动排放的NO,就是减少大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；2、减少来自生产、使用硝酸的过程,如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。2空气污染空气污染即空气中含有一种或多种污染物，其存在的量、性质及时间会伤害到人类、植物及动物的生命，损害财物、或干扰舒适的生活环境，如臭味的存在。换言之，只要是某一种物质其存在的量，性质及时间足够对人类或其他生物、财物产生影响者，我们就可以称其为空气污染物；而其存在造成之现象，就是空气污染。换言之，某些物质在空气中不正常的增量就产生空气污染的情形。空气污染是大气中污染物浓度达到有害程度，超过了环境质量标准和破坏生态系统和人类正常生活条件，对人和物造成危害的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是空气污染物。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质（物理的和化学的），污染源的性质（源强、源高、源内温度、排气速率等），气象条件（风向、风速、温度层结等），地表性质（地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等）。防治方法很多，根本途径是改革生产工艺，综合利用，将污染物消灭在生产过程之中；另外，全面规划，合理布局，减少民稠密区的污染；在高污染区，限制交通流量；选择合适厂址，设计恰当烟囱高度，减少地面污染；在最不利气象条件下，采取措施，控制污染物的排放量。空气污染物的种类包含很多，它们的形态可能是固体状的粒子，也可能是液滴或是气体，或是这些形态的混合存在。目前我国法令所定义的空气污染物有哪些种类呢依据空气污染防制法及相关规定所定义，空气污染物可分为四大项目。（1）气状污染物包括硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、氯气、气化氢、氯化氢等。（2）粒状污染物包括悬浮微粒、金局煤烟、黑烟、酸雾、落尘等。（3）二次污染物指污染物在空气中在经光化学反应而产生之污染，包括光化学烟雾、光化学性高氧化物等。（4）恶臭物质包括氯气、硫化氢、硫化钾基、硫醇类、甲基胺类等等。大气污染源就是大气污染物的来源，主要有以下几个（1）工业工业生产是大气污染的一个重要来源。工业生产排放到大气中的污染物种类繁多，有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物等。其中有的是烟尘，有的是气体。（2）生活炉灶与采暖锅炉城市中大量民用生活炉灶和采暖锅炉需要消耗大量煤炭，煤炭在燃烧过程中要释放大量的灰尘、二氧化硫、一氧化碳、等有害物质污染大气。特别是在冬季采暖时，往往使污染地区烟雾弥漫，呛得人咳嗽，这也是一种不容忽视的污染源。（3）交通运输汽车、火车、飞机、轮船是当代的主要运输工具，它们烧煤或石油产生的废气也是重要的污染物。特别是城市中的汽车，量大而集中，尾气所排放的污染物能直接侵袭人的呼吸器官，对城市的空气污染很严重，成为大城市空气的主要污染源之一。汽车排放的废气主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氢化合物等，前三种物质危害性很大。（4）森林火灾产生的烟雾。改革能源结构，多采用无污染能源（如太阳能、风能、水力发电）和低污染能源（如天然气），对燃料进行预处理改进燃烧技术等均可减少排污量。另外，在污染物未进入大气之前，使用除尘消烟技术、冷凝技术、液体吸收技术、回收处理技术等消除废气中的部分污染物，可减少进入大气的污染物数量。大气污染的防治气象条件不同，大气对污染物的容量便不同，排入同样数量的污染物，造成的污染物浓度便不同。对于风力大、通风好、湍流盛、对流强的地区和时段，大气扩散稀释能力强，可接受较多厂矿企业活动。逆温的地区和时段，大气扩散稀释能力弱，便不能接受较多的污染物，否则会造成严重大气污染。因此应对不同地区、不同时段进行排放量的有效控制。厂址选择、烟囱设计、城区与工业区规划等要合理，不要排放大气过度集中，不要造成重复迭加污染，形成局部地区严重污染事件发生。茂密的林丛能降低风速，使空气中携带的大粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平，有的有绒毛，有的能分泌粘液和油脂，因此能吸附大量飘尘。蒙尘的叶子经雨水冲洗后，能继续吸附飘尘。如此往复拦阻和吸附尘埃，能使空气得到净化。3温室效应温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗“的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80来自人和动、植物的呼吸，20来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分003（体积分数）始终保持不变的原因。但是近几十年来，由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。温室效应的防治二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。现今最受人青睐的是瑞士两位气候专家对温室效应成因作出新的解释，认为造成温室效应的主要原因并不是汽车和工厂所排放的二氧化碳，而是大气层中增多的水蒸气。它是于2001年发表的。瑞典中部大学的KG拉松和斯韦克爱德华松说，根据他们提出的一种计算未来气温的新模式，地球确实像其他研究人员所认为的那样，正在进入一个逐渐变暖的时期，但这主要是因为地球轴心在向太阳倾斜，而使地球与太阳之间的距离在今后的一万年里有所缩短。他们说，随着气温的升高，地球大气层中的水蒸气逐渐增多。因此，造成温室效应的罪魁祸首更主要的是增多的水蒸气，而并不是汽车和工厂所排放的二氧化碳。4光化学烟含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的大气，在阳光的照射下，发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。近年来，汽车尾气排放的NOX、CO及随后形成的光化学烟雾，使得许多大城市的空气质量恶化。随着全球工业和汽车业的迅猛发展，光化学烟雾污染在世界各地不断出现，如美国洛杉矶、日本东京、大阪、英国伦敦、澳大利亚、德国等大城市及我国北京、南京、兰州均发生过光化学烟雾现象。光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氧化物存在，大气温度较低，而且有强烈的阳光照射，这样在大气中就会一系列复杂的反应，生成出一些二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等。光化学烟雾是一个链式反应，其中关键性的反应可以简单地分成3组（1）NO2的光解导致O3的生成2HC氧化生成了具有活性的自由基，如HO、HO2、RO2等。（3）通过以上途径生成的HO2、RO2、RC（O）O2均可将NO氧化成NO2。光化学烟雾成分复杂，但是，对动物、植物和材料有害的主要是O3、PAN、醛、酮等二次污染物。人和动物受到的主要伤害是眼睛和黏膜受到刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。1955年，美国洛杉机因为光化学烟雾一次就死了400多人。植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间之后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。O3、PAN等还能造成橡胶制品老化，脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。光化学烟雾的防治光化学烟雾危害极大，它的防治已受到人们的日益关注。工业上，较好的措施是对煤进行加工，改进燃烧技术，同时改进生产工艺，对污染物进行后处理及合理排放。使用前对煤进行脱硫加工，并尽可能除去灰分使用过程中，通过对锅炉进行适当改进，同时加人固硫剂，可减少烟尘利二氧化硫的发生量最后，对废气进行综合利用后，对不能利用的进行无害处理后再进行排放。对于生活燃煤，除了对煤迹行加工外，比较好的措施是改进用能和供能方式，采用集中供热、城市燃气化。集中供热和城市燃气化，是城市节能和综合整治的重要内容，能有效地改善城市大气环境质量，减少室内空气污染。此外，重点研究改革燃料和改进汽车设备结构，试制无公害汽车和发展高效交通系统。具体举措为1改革燃料。采用液化天然气、氢气、液化煤气与柴油的混合燃料和无铅汽油来代替有铅汽油作为汽车燃料，是减少汽车尾气污染的有效措施。采用天然气作燃料，在燃烧时不仅排出的污染物极少，没有气味，没有铅化物，而且噪声很小，从而减少发生光化学烟雾污染的可能性。2改进汽车设备结构。汽车尾气污染的防治，除提高汽油燃烧质量外，关键在于改进发动机的燃烧设计。美国福特公司制成一种“层化加油”发动机，它改变了燃烧室的设计和燃料注人系统的设计，从而减少废气的排出。日本本田摩托车研制出三台层状燃烧的汽缸，它能使汽油与空气的比例降到120，使排气中氮氧化物减少2/3，一氧化碳、碳氢化合物几乎减少一半以上。这两种发动机，一种是减少基质的浓度，一种是减少引发物质的浓度，其结果都是使光化学烟雾产生的可能性降低。3研究无公害汽车和发展高效交通系统。从发展远景来看，国外正在大力发展无公害汽车如电子汽车、电动汽车和蒸汽汽车等。通过发展高效率城市交通系统以代替市内汽车。这些都是减少汽车尾气排放和防止光化学烟雾污染城市大气的重要措施通过改进发动机结构和运行条件能有效减少污染物的发生但现阶段这些措施仍不可能使尾气达到直接排放的要求，还必须进行废气净化处理。一氧化碳和碳氢化物的净化，可用热反应法或催化氧化法来达到目的。至于氮氧化物，采用三元催化的方法可达到净化目的。另外，大面积地植树造林绿色植物是二氧化碳的消耗者，氧气的天然加工厂，在调节大气中的二氧化碳的平衡上起着无可替代的作用，不同的植物对二氧化硫、氟化氢、氯气、氨气、氯化氢、光化学烟雾、放射线等有不同的吸收能力，从而达到净化空气的效果。世界卫生组织WHO和美国、日本等许多国家已经把臭氧和光化学氧化剂的水平作为判断大气环境质量的指标之一，并据以发布光化学烟雾的警报。城市空气污染与经济发展水平密切相关，我国正处快速发展时期，城市空气污染已经成为一个重要的环境问题。为防止光化学烟雾的爆发，除了采取上述方法外，还必须采取行政命令干涉的手段才能有较好的效果。5结论针对化学目前在环保方面的问题，加强其与环保的有机整合，势在必行，这当中有几个因素是值得我们重视的1改进化学工艺，减少污染。以合成尼龙的原料己二酸为例，传统的合成方法是以苯为原料，经加氢、氧化等步骤得到。在生产过程中，苯是致癌物，硝酸氧化生成的N2O也会严重破坏臭氧层，环境危害巨大。但是经过改良后的生产工艺可以蔗糖为原料，经生物催化加氢制得己二酸。由此可见，改进化学工艺对环保的重要意义，如果我们能加强这方面的研究和投入，对于化学和环保的有机整合将大有裨益。2加强化学在环保领域的应用。无数的案例告诉我们，化学是可以用来保护环境的，可降解一次性容器和净水剂就是很好的证明，目前人类对环境造成的巨大危害靠地球自身的恢复能力在短时间内已经无法改变，我们只有加强化学应用于环保领域的研发，才能在当下改变化学与环保的“敌对”状态。3加强生物技术的研发。能源的短缺和资源的匮乏是人类滥用化学的重要原因，而生物技术能充分利用生物质资源，节约能源，易于实现清洁生产。而能源消耗和工业生产是当下化学破坏环境主要的方式。因此，加大化学在生物技术方面的研发，对于加强环保，引导化学绿色化具有重要意义。我要化工也要我们的环境。参考文献1张殿臣，王纯脉冲袋式除尘器手册M北京化学工业出版社，201140第4期JOCHUMKLAUSPETER等地球化学与环境样品分析标准物质和GEOREM数据库第281PRENGLEHWEXPERIMENTALRATECONSTANTANDREACTORCONSIDERATIONSFORTHEDESTRUCTIONOFMICROPOLLUTANTSANDTRIHALOMETHANEPRECURSORSBYOZONEWITHUVRADIATIONSJENVIRONMENTALSCIENCEHEWONDEREDHOWINTHEWORLDHECAMETOBELONGTHEREINDEEDHISPENNINGANDPUBLISHINGTHISESSAYCAUSEDHISEXCOMMUNICATIONFROMHIGHSOCIETYANDALSOCAUSEDHIMALOTOFLEGALTROUBLETHELEGALTROUBLECAMEASARESULTOFTHEFACTTHATHEWASSPEAKINGOUTAGAINSTTHEGOVERNMENTILIKETOREFERENCESUCHTEXTSFROMTIMETOTIMEASANEXAMPLEBOTHOFTHEFACTTHATHISTORYDOESREPEATITSELFANDTHATTHISWORLDISNOTSOBIGTHATWHATAPPLIESTOONESOCIETYDOESNOTINANYWAYTOUCHANOTHERSOCIETYONAMUCHSMALLERSCALE,EMERSONSESSAYAFFECTSMEVERYDEEPLYNOTASANURGINGTOBECOMESELFRELIANTIMNOTHINGIFNOTTHATINHISTEXTHEEXPOUNDSONTHEIDEATHATONEMUSTGIVETHEIRLIFEAPURPOSEANDTHATISTHETRUETOPICOFTHISENTRYTHESELASTFOURYEARSHAVEBEENSOEASYTEACHFORAGRANDTOTALOFSIXHOURSAWEEK,ANDTHERESTOFMYTIMEISMINES