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1、 化学与生活题型:1.填空题 25分,0.5分一个,共50题 2.选择题 24分,2分一个,共12题 3.简答题 21分,3分一个,共7题 4.论述题 30分,1题第1章 化学与能源能源是指可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。能源是人类生存和发展的重要物质基础,是从事各种经济活动的原动力,也是社会经济发展水平的重要标志。能源的常见分类方法如下图所示:(必考!) 可再生能源(如水能等) 常规能源 非再生能源(如煤炭,石油,天然气,核裂变燃料等) 一次能源 可再生能源(如太阳能,风能,生物质能等)能源 新能源 非再生能源(如核裂变燃料,油页岩,油砂等) 煤制品洗煤
2、,焦炭,煤气等 二次能源 石油制品汽油,煤油,柴油,燃料油,液化石油气等 电力,氢能,余热,沼气,蒸气等能源利用史( 四个时期及时间: 柴草时期、煤炭时期、石油时期、新能源时期)(必考!)柴草时期:从火的发现到18世纪产业革命期间,树枝杂草一直是人类使用的主要能源。煤炭时期:18世纪中叶。18世纪60年代从英国开始的产业革命促使世界能源结构产生转变从薪柴转向煤炭。石油时期:第二次世界大战之后,在美国、中东、北非等地区相继发现了大油田及伴生的天然气。到20世纪60年代初期,石油和天然气的消耗量开始超过煤炭而居首位。新能源时期:随着化石能源的枯竭,太阳能、物体运动能、原子能、氢能等新型能源将取代煤
3、炭、石油和天然气成为人类的主要能源。世界能源消费概况(50%)表1-1 世界能源消费量和构成年份在消费中所占比例/%煤炭石油天然气水电、核电、风电19501960197019801990199619971998200120042005200760.949.533.530.827.326.927.026.224.727.227.828.627.233.344.044.238.639.639.940.038.536.836.435.610.115.120.121.521.723.523.223.823.723.723.523.81.82.12.43.512.410.09.910.013.112.3
4、12.312.0从表1-1数据一方面可以看到从1950至2007年的57年间各种能源在消费中所占百分比有明显变化:1.煤的比例下降,石油和天然气、水电和核电都呈增长趋势。2.1960年时,在能源总消费中,煤占49.5,石油和天然气占48.4,相差无几,此后石油和天然气的比例增大而居领先地位,3.目前,世界能源消费已呈现多种能源互补的局面。我国能源资源的特点:(6条)1.我国能源资源总量多,人均少,人均耗能及人均电力都大大低于世界平均水平。2.能源分布很不均衡,煤炭探明储量约60.8集中在华北,水能资源70集中在西南,远离消费中心,数量庞大的石油和液化石油气使铁路运输不堪重负。能源资源、能源生产
5、和经济布局不协调,北煤南运、西电东送、西气东输将是长期的格局。加快西部能源资源开发,实施西电东送、西气东输战略,是实现更大范围资源优化配置的客观要求。虽然“稳定东部,发展西部”取得了很大成效,但西北地区气候恶劣,地质情况复杂,生态环境脆弱,交通、通讯基础设施落后,油气开发需要更多的技术和资金投入。3.以煤为主的能源结构面临严峻挑战。煤和石油资源在地球上的分布是不均匀的,我国的煤炭资源比较丰富,石油资源则比较贫乏。我国是世界上少数以煤炭为主要能源的国家,与世界能源结构相比,我国严重缺石油、天然气,石油和天然气储量的人均值仅分别为世界平均值的11和4。我国石油消费的增长速度大大高于石油生产的增长速
6、度,石油供应前景严峻。自1993年起我国已成为石油的净进口国,预计到2010年我国原油的缺口将达1亿吨,约为国内原油产量的1/3,而受到国力和外汇的限制,我国很难支持这样大规模的石油进口。在今后几十年内,我国能源需求的增长仍将主要靠煤炭来满足,而大幅度增加煤炭生产和利用将对环境和运输造成越来越大的压力。我国经济的快速发展迫切要求解决石油和天然气的缺口问题。4.能源利用率低,单位产值能耗高。中国的能源一方面很紧张,人均能耗低;另一方面,单位产值的能耗又很高,能耗利用率很低,造成能源的极大浪费。从单位国民生产总值的能耗水平来看,中国在世界上仅居第133位,即使与发展中国家相比,中国也是比较落后的。
7、5.能源消费结构不合理,工业消耗能源占有较大比重。近年来我国的能源消费结构正在发生积极的变化。中国高度重视优化能源消费结构,煤炭在一次能源消费中比重由1980年的72.2%下降到2006年的69.4%,其他能源比重由27.8%上升到30.6%。其中可再生能源和核电比重由4.0%提高到7.2%,石油和天然气有所增长。终端能源消费结构优化趋势明显,煤炭能源转化为电能的比重由20.7%提高到49.6%,商品能源和清洁能源在居民生活用能中的比重明显提高。6.农村商业能源短缺。所谓商业能源,即商业贸易的能源,主导着能源的舞台。化石燃料石油、天然气和煤,大约占全世界商业性能源需要量的90。商业能源不包括木
8、材、泥煤和牲畜粪便。我国8.5亿农村居民的生活用能中有70依靠生物质能。薪柴消耗超过合理采伐量,造成大面积森林植被破坏,水土流失加剧。而大量秸秆不能还田,导致土壤有机质含量减少,地力下降。世界各国所需的燃料几乎全部来自化石燃料,即煤、石油和天然气煤:分布不均匀,绝大部分都埋藏在北纬30°以上地区。我国的煤炭储量排名世界第二。煤炭作为化石燃料是非再生能源,按现在的开采速度估计,煤只能用几百年。煤的主要类型:无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤。(可能会考)煤的化学组成(必考,最多6个):碳、氢、氧、氮、硫、磷、氯煤的干馏产物如下所示:(记住3-5个) 焦炉气、煤焦油、焦炭 焦炉气(含H2、CO、C
9、O2、CH4、C2H4、NH3、H2S、N2、O2及苯蒸气等)煤 单环芳烃(苯、二甲苯、酚等) 煤焦油 稠环芳烃(萘、蒽、菲等) 沥青 焦炭冶金、电极、电石石油有“工业的血液”、“黑色的黄金”等美誉、 香水:液体钻石 、古董我国油田(必考):大庆油田、胜利油田、春晓油田世界两大产油带:一个叫长科迪勒地带,北起阿拉斯加和加拿大经美国西海岸到南美委内瑞拉、阿根廷;另一个叫特提斯地带,从地中海经中东到印度尼西亚。石油输出国组织(OPEC)(知道OPEC是什么)石油分馏的产品:表1-6 石油分馏的产品和用途分馏产品分子所含碳原子数馏程用途石油气C1C4-164-11 化工原料溶剂油C5C630180
10、在油脂、橡胶、油漆生产中作溶剂汽油C5C1130205 飞机、汽车以及各种汽油机燃料煤油C11C16180310 拖拉机用燃料、工业洗涤剂柴油C15C18200350 重型汽车、军舰、轮船、坦克、拖拉机、各种高速柴油机燃料重油润滑油(锭子油、机油、汽缸油等)C16C20350 以上润滑、密封、冷却、防锈凡士林液态烃和固态烃的混合物防锈、润滑、补裂等石蜡C20C30化工原料、蜡质、车蜡等沥青C30C40沥青纤维、铺路、炼焦、防腐、涂料石油焦主要成分是碳作增碳剂、电极汽油牌号的根据辛烷值一般规定,具有很高抗爆性的异辛烷的辛烷值为100,最容易产生爆震的正庚烷的辛烷值0。汽油的辛烷值等于与其具有相同
11、爆震倾向的参比燃料中所含的异辛烷的体积分数,例如90号汽油就是爆震倾向相当于90的异辛烷和10的正庚烷混合的汽油。汽油牌号的数值和辛烷值相同,而且汽油的牌号越大表示汽油的抗爆性能越好,其质量也越高。评定柴油抗爆性的指标十六烷值自燃点为205 的正十六烷是抗爆性很好的柴油机标准燃料,将它的十六烷值定为100;自燃点高达529 的-甲基萘是抗爆性很差的柴油机标准燃料,将它的十六烷值定为0。由于-甲基萘容易氧化变质,现在已选用自燃点为427 的2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷作为标准燃料,它的十六烷值为15。柴油的十六烷值是通过各种比例混合的标准燃料在标准的柴油发动机上对比评定而确定的。轻柴油
12、的十六烷值要求不低于45,重柴油的十六烷值则没有规定。柴油牌号的根据凝固点0号表示该号柴油的凝固点是0 ,只适用于最低温度在4 以上的地区;35号表示柴油凝固点是零下35 。柴油的用量很大,地区性的四季温差又很大,只有根据气温选用不同凝固点的柴油才能既保证供应又合理使用资源。直馏柴油中可以加入高分子聚合物作降凝剂来降低其凝固点,例如乙烯醋酸乙烯酯共聚物的作用是使油中的蜡析出时只形成微小的结晶,不会堵塞燃油过滤器,更不会凝固。一般加入质量分数为0.05的降凝剂就可使柴油的凝固点降低1020 。0号柴油结块必考! 汽油牌号的根据辛烷值 评定柴油抗爆性的指标十六烷值 柴油牌号的根据凝固点 天然气的主
13、要成分是甲烷(CH4)可燃冰:“天然气水合物”、“笼形包合物”可燃冰是以甲烷为主的可燃气体,是由甲烷和水形成的水合物可燃冰在中国的状况:青藏高原、南海西沙海槽等海区。核能:核裂变 核聚变物质能量转换方程:E=mc2(E为能量,m为质量,c为光速)。核电站与广岛、长崎的原子弹悲剧的联系与区别原子弹爆炸的能量和核反应堆的能量虽然都来自原子核裂变,但这是两种不完全相同的过程。如做一个对比,原子弹就好像把一根火柴丢尽一桶汽油中引起猛烈的燃烧和爆炸,而核反应堆犹如将汽油注入汽车发动机慢慢消耗一样。原子弹是由高浓度(大于93)裂变物质U-235或钚-239和复杂而精密的引爆系统所组成,通过引爆系统把裂变物
14、质压紧在一起,达到临界体积,于是瞬间形成剧烈的不可控制的链式裂变反应,在极短时间内释放出巨大的能量,从而产生核爆炸。而核反应堆的结构和特性与原子弹完全相同,反应堆大都采用低浓度裂变物质作燃料,这些燃料都分散布置在反应堆内,在任何情况下都不会像原子弹那样将燃料压紧在一起而发生核爆炸。而且,反应堆有各种安全控制手段,以实现受控的链式裂变反应。即当核能意外释放太快,堆芯温度上升太快时,链式裂变反应就会自行减弱乃至停止。日本:广岛核电站、长崎核电站、近几年核泄漏的福岛核电站中国核电站:广东大亚湾核电站、浙江海盐秦山核电站俄罗斯20多年前爆炸的核电站:切尔诺贝利核电站常用化学电源:锌锰干电池、铅蓄电池、
15、.氢镍电池、锂电池、.燃料电池、水果电池。新型化学电源(新型电池):氢镍电池、锂电池、燃料电池、水果电池。节能标志当代新能源:生物质能、太阳能、地热能、海洋能、风能、氢能共同特点:1、资源丰富2、可以再生3、没有污染或很少污染能源植物(考4-6个):高粱、甘蔗、木薯、麻风树、光皮树、绿玉树和一些藻类(藻类植物如水藻)石油植物:石油草、柴油树(麻风树)海洋能有哪些?(6个)潮汐能、波浪能、潮流能、海水温差能、海水盐差能和海洋生物能 等可再生的自然能源。浙江台州江夏潮汛电站 世界排名第三!第2章 化学与环境自然环境可分为四个圈层:生物圈、大气圈、水圈和岩石圈,总称生态圈。环境化学的分类(可能要考,
16、上届出现):1 环境分析化学2 大气、水体、土壤环境化学3 污染生态学4 污染控制化学环境问题: 环境问题通常是指由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化,以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康产生影响的问题。环境问题按其产生原因可以归纳为原生环境问题和次生环境问题两类:原生环境问题是是由自然力引起的环境问题,而非人类能力所能控制。另一类由于人类的生产和生活引起生态系统破坏和环境污染,反过来又危及人类生存和发展的现象称为次生环境问题。世界环境污染重大记事:(1)著名的八大公害事件( 记住6个): 马斯河谷事件 多诺拉事件 洛杉矶光化学烟雾事件 伦敦烟雾事件 四日市哮喘事件 水俣
17、病事件 痛痛病事件(2)其他公害事件墨西哥湾井喷事件切尔诺贝利核泄漏事件中国近年出现的“十大水污染事件”(记住6个)(1)1994年淮河水污染事件(2)昆明滇池水污染事件(3)江苏太湖水污染 (4)2002年南盘江水污染事件 (5)2003 三门峡:“一库污水”事件(6)2005 松花江重大水污染事件 (7)2006 白洋淀死鱼事件 大气的结构:大气圈分成5个层次,即:对流层、平流层、中间层、热层和逸散层光化学烟雾及其控制策略(光化学烟雾危害及控制策略)可能论述、25句以上、共30分大气中的氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物,在阳光强烈照射下经过一系列光化学反应,生成臭氧(占反应产物的85%以上
18、)、过氧乙酰硝酸酯(PAN,约占反应产物的l0%)及醛类等二次污染物。由这些一次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。光化学烟雾的特征是烟雾呈蓝色,具有强氧化性,其高峰出现在强阳光照射的中午或稍后,傍晚消失,污染区域往往在污染源的下风向几十到几百公里处,又由于它具有很强的氧化性、刺激性,对人类及动植物危害极大。1光化学烟雾的危害(4点)(要考)(1)对人类健康的危害光化学烟雾在不利于扩散的气象条件时,烟雾会积聚不散,使人眼和呼吸道受刺激,或诱发各种呼吸道炎症,危害人体健康。对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜,引起眼睛红肿和咽喉炎,这与醛类等二次污染物有关。它的另一些
19、危害与臭氧有关。当大气中臭氧浓度达到200300 g/m3时,会引发哮喘发作导致上呼吸道疾患恶化,使视觉敏感度和视力降低;浓度在4001600 g/m3时,只要接触两小时就会出现气管刺激症状,引起胸骨下疼痛和肺通透性降低,导致肌体缺氧;浓度再高,就会出现头痛,并使肺部气道变窄,出现肺气肿等。(2)降低大气的能见度 光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低。这主要是在于污染物质在大气中形成的光化学烟雾气溶胶所引起的。这种气溶胶在大气中不易沉降,且对光散射的影响很大,明显地降低了大气的能见度,因而会妨害汽车与飞机等交通工具的安全运行,导致交通事故的增多。(3)对植物的危害对植物的危害是大气污染
20、影响生物界的最初表现。大气污染可使植物的叶、花及果实生长迟缓,产量减少,质量变差,甚至助长病虫害的发展和蔓延。对光化学烟雾敏感的植物包括许多农作物(棉花、烟草、甜菜、莴苣、番茄和菠菜等),以及某些饲料作物,观赏植物(如菊花、蔷薇、兰花和牵牛花等)和多种树木。 (4)其它危害大气中的烟雾会污染街道、庭院,使居室及室内的设备、衣服等被腐蚀受损;光化学烟雾中的各种氧化物会速橡胶制品的老化和龟裂,腐蚀建筑材料和设备器材,缩短其使用寿命。2光化学烟雾的形成机理Seinfield(1986年)用12个反应组成的简化机制来概括描述光化学烟雾形成的过程,1997年给简化机制包括的反应增加至20个,主要包括引发
21、反应、自由基形成、自由基传递反应、终止反应四个过程。因为其中涉及到的反应比较复杂,这里只简要描述其具体过程。 (1)NO2光解生成氧原子,氧原子的生成导致了臭氧的生成;(2)由于烃类化合物的存在,促使其被氧化为HO· 、O·和O3等氧化产生了醇、醛、酮、酸等产物以及重要的一些自由基产物;(3)过氧自由基使NO快速氧化为NO2,加速了NO2的光离解,积累了二次污染产物O3,大气中的O3浓度大大增加;(4)如果自由基的传递形成稳定的最终产物,如HNO3、PAN等,则使自由基消除而终止反应。3光化学烟雾的控制策略(3个)(要考)光化学烟雾对人体健康的危害极大,它的防治己受到人们的
22、日益关注。主要对策有:(1) 控制污染源 要防止光化学烟雾的发生,控制污染源是首要措施。汽车尾气是主要污染源,因此可通过改善汽车发动机工作状态和在排气系统中安装催化反应器等方法,控制汽车尾气中的有害物质的排放;还可以通过改善汽油组分,改变燃料构成和燃烧方式,降低汽车尾气的污染。 (2)改善能源结构改变燃料的构成、燃烧方式或寻求绿色能源,如用无污染或少污染的燃料代替煤炭,减少有害烟尘的排放量;使用氢作为发动机燃料,利用氢氧燃料电池供电来驱动运输工具(电动车),利用电磁感应的方法推动火车(超导悬浮列车)等。 (3)使用化学抑制剂根据光化学烟雾的形成机理,使用二乙基羟胺、苯胺、二苯胺等抑制剂,通过抑
23、制各种自由基而终止链反应,达到控制的目的。但在使用的过程中,要注意抑制剂对人体和动植物的毒害作用,并注意防止抑制剂产生二次污染。对这种方法许多科学家持有不问意见,付诸实施要十分慎重。2.2.3酸雨及其控制策略酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水。1酸雨的危害(1) 对陆生生态系统的危害酸雨可导致土壤酸化。土壤中含有大量铝的氢氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子,形成植物可吸收形态的铝化合物。植物长期和过量地吸收铝会导致中毒,甚至死亡。酸雨能加速土壤矿物质营养元素的流失;酸雨能改变土壤结构,导致土壤贫脊化,影响植物正常发育;酸雨还能诱发植物病虫害
24、,使作物减产;酸雨还能导致林木生长不良,造成大面积森林衰退。 (2) 对水生生态系统的危害当酸性物质进入碳酸氢盐水体,水体酸性将明显提高。据碱度定义,湖泊完全失去碱性叫酸化。当某水体接受氢离子量超过其本身中和离子量(通常是碳酸氢盐),便发生了酸化。湖水pH值在9.06.5之间的中性范围时,对鱼类无害;在5.06.5之间的弱酸性时,鱼卵难已孵化,鱼苗数量减少;当湖水pH值低于5.0时,大多数鱼类不能生存。因此,湖泊酸化会引起鱼类死亡。相对于忍耐湖水酸化的能力而言,虾类比鱼类更差,在已酸化的湖泊中,虾类要比鱼类提前灭绝。(3)对建筑的危害 酸雨对金属、水泥、木材、石料等建筑物均有很强的腐蚀性,能加
25、快金属的腐蚀,对桥梁、铁轨造成严重损害,能使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和灰砂砖)表面硬化水泥溶解,出现空洞和裂缝,导致强度降低,从而导致建筑物损坏,能使古建筑和石雕艺术品表面面目皆非。 (4)对人体健康的危害(有直接影响和间接影响)人体眼角膜和呼吸道粘膜对酸类十分敏感,酸雨或酸雾对这些器官有明显刺激作用,导致红眼病和支气管炎,咳嗽不止,还可诱发肺病,这是酸雨对人体健康的直接影响。另一方面,农田土壤酸化,使本来固定在土壤矿化物中的有害重金属,如汞、镉、铅等再溶出,继而为粮食,蔬菜吸收和富集,人类摄取后,导致中毒、得病。这是酸雨对人体健康的间接影响。2酸雨形成机理形成酸雨的酸性物质主要有SOx和
26、NOx,它们主要来源分为三大类:(1)化石燃料的燃烧:煤、石油和天然气等化石燃料燃烧产物中含有大量的SOx和NOx。(2)工业生产:某些有色金属的,如铜、铅、锌等的冶炼过程产生SOx,硫酸和硝酸工业生产过程中逸出SOx和NOx。(3)交通运输:汽车尾气也是SOx和NOx的主要来源之一,而且随着汽车量的增加,尾气排放量大大增加。大气中的SOx和NOx经过一系列的反应形成H2SO4和HNO3,主要涉及到的化学反应如下:2SO2+O22SO3SO3+H2O H2SO42NO+O2 2NO22NO2+H2O HNO3+HNO23酸雨的控制策略酸雨控制的根本途径是减少酸性物质向大气的排放,具体措施有以下
27、几个方面: (1)改善能源结构推广低硫低灰分优质煤和清洁燃料;增加少污染或无污染燃料的能源的比例,发展太阳能、核能、风能、水能、地热能;寻找替代燃料,降低汽车尾气的污染;同时还要大力发展燃料脱硫、洁净煤、重油脱硫等技术。 (2)治理化工、冶金、有色金属冶炼和建材工业的二氧化硫污染通过严格的法规和规定,严格落实管理,限制化工、冶金、有色金属冶炼和建材工业生产过程中二氧化硫的排放。规定包括:一定要对生产尾气进行治理;及时改造和更新严重污染的旧工艺和旧设备;同时还要积极推广清洁生产,并实现生产全过程的清洁控制。(3)汽车尾气控制使用尾气净化技术和装置,采取有效措施,保证空气的环境质量。同时通过以下途
28、径减少汽车尾气的排放:用甲醇代替汽油、用燃气代替汽油、寻找新型的汽车,如电动汽车。2.2.4温室效应及其控制策略温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应。由于太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳和其他微量气体所吸收,从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳和其他温室气体就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。据估计,如果没有大气,地表平均温度就会下降到-23 ,而实际地表平均温度为15 ,这就是说温室效应使地表温度提高38 。温室效应,又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。大量的研究结果表明,地球大气中的温室气体主要有
29、水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧、二氧化硫、一氧化碳以及其他滞留在大气中的痕量气体,如氟氯烃、氟化物、溴化物、氯化物、醛类,以及各种氮氧化物、硫化物等。这里要说明的是,所有这些被称为温室气体的气体组分在实际大气中的含量都是很低的,它们的总和也不超过整个大气体积的0.03%;另一个值得指出的问题是,这些温室气体中,一部分是原来大气中所没有的,而是人类的生产和社会活动过程中排放且滞留在大气中的。1温室效应的危害据科学家们预测,由温室气体造成的空气污染所导致的死亡人数,将超过死于交通事故的人数,温室效应对地球可能造成多种危害。地球表面变暖,在远离赤道的高纬度地区变化最显著;沿海海平面上升,导致靠
30、近赤道的许多岛屿会淹没在万顷波涛之中。据报道,南、北极冰山融化,海平面将会有明显上升。过去50年至少有7个大冰架消失。冰川的融化和退缩会减少冰雪把太阳光反射到空中的反射率,加剧温室效应的恶性循环。某些地区由于蒸发迅速和风型改变,大气会变得更加干燥,在内陆、大陆中部地区出现较早的雪融和潮湿的春季,夏季变得漫长且来得更早,洪涝与干旱灾害更加频繁,沙尘暴等极端气象现象呈增加趋势。2009年,澳大利亚持续时间长,范围广的干旱少雨现象是温室效应影响的一个显著例证。高海拔和高纬度地区在冬季会出现更频繁、更大的风雪,2000年至2001年冬季俄罗斯和我国内蒙古的大风雪,也是受到了温室效应的影响。同时还导致飓
31、风更加频繁、危害更严重。大量物种迅速灭绝,全球变暖使三分之一物种受到严重威胁,温度和雨量的改变会使植物出现惊人的迁移,全球的生态系统发生变化,生物群落受到破坏,活动范围发生变化,全球12%的哺乳动物和11%的鸟类濒临灭绝,每天就有150至200种生物从地球上消失。由于气候变暖,大气中的污染物加快了光化学反应速度,各类垃圾将更多地挥发出化学污染物,人类疾病增加。另一个方面森林火灾将更加频繁、危害将更严重,这也将加剧温室效应的恶性循环,因为森林是CO2的重要吸收源之一。目前全世界的森林覆盖消失速度惊人,根据联合国环境规划署报告称,有史以来全球森林已减少了一半。根据联合国粮农组织2001年的报告,全
32、球森林从1990年的39.6亿公顷下降到2000年的38亿公顷。全球每年消失的森林近千万公顷。这是地球上CO2浓度增加的另一个重要因素。全球温度升高,会扩大热带范围。热带范围向北扩展,将导致北部地区的植被和一些作为病毒载体的动物的分布发生变化,病毒的传播速度、范围和方式加快,使一些数十年前基本得到控制的疾病死灰复燃或产生人类认识不多的疾病。同时由于气温升高使昆虫的繁殖速度加快,有害昆虫数量将大量增加。气候干旱,也会导致大量庄稼枯死,造成土地丢荒,有利于东亚飞蝗的发生和繁殖。另外2001年及以后居民家庭的蟑螂变多现象,也与气候变暖有关。2.温室效益的控制策略:(1)植树造林 森林的破坏使得被植物
33、吸收利用CO2的量大大减少,是造成CO2的浓度增加的原因之一,我们应该广泛植物造林,加强绿化建设、停止滥伐森林,有效利用植物吸收利用CO2,控制空气中CO2的含量。(2)提高能源的有效利用率能源结构中化石燃料是产生CO2的主要途径之一,要大力研制、推广使用低排放的汽车,提高汽车燃料的利用率;人类生活中处处使用能源,要使人们树立环保意识,提高生活中能源的有效利用率。(3)优化能源结构开发并鼓励使用天然气、风能、太阳能等少污染或清洁能源,同时积极寻找替代能源,如生物能、氢能,通过能源结构的优化,减少CO2的排放。(4)减少火力发电站CO2的排放也就是寻找从火力发电站烟气中脱除的方法,目前发现的方法
34、有:物理法,有膜分离法、用甲醇胺的湿式吸收法、用分子筛的干式吸附法等;化学法,用NaOH吸收CO2后生成NaCO3,再将其电解产生NaOH、O2、H2、CO2,后两者可经过催化合成CH3OH产品;物理化学方法,就是利用电子束照射使CO2得以分解的办法。2.2.5臭氧层空洞及其控制策略1.大气臭氧层破坏的危害(1)对近地面大气环境的影响到达地面紫外线的增加使空气中汽车尾气的氮氧化物分解,在较高温度下产生以臭氧为主要成分的光化学烟雾,近地面高浓度臭氧会使大气环境的质量大大降低。(2)对人类健康的影响高浓度臭氧会使人的呼吸道和眼睛等器官受到不同程度的伤害,主要表现在:皮肤癌和白内障患者增加,损坏人的
35、免疫力,增加传染病的发病率。(3)对动植物的影响过量紫外线会使植物的光合作用受到抑制,影响粮食的产量和质量;过量紫外线会使浮游生物大量死亡,破坏水生生态系统。(4)对其他方面的影响过量紫外线会加速建筑物、雕塑、绘画、塑料、橡胶制品的老化,降低其质量,缩短其使用寿命。另外,也会引起温室效应。2.破坏臭氧层的物质人们把破坏大气臭氧层、危害人类生存环境的物质称为“消耗臭氧层物质”,简称ODS。臭氧的形成机理:平流层中的O3产生主要是太阳光专平流层平流层将氧分子分解成氧原子,氧原子与氧分子反应生成臭氧:平流层中O3的消除反应主要是指O3的分解:,这两个反应使得平流层中的处于一种动态平衡之中,形成厚度约
36、为20km的臭氧层,起到吸收高能紫外线,保护地球上生物的作用。3.臭氧层空洞的控制策略 最主要的是控制氟利昂等物质的使用。要全面淘汰,必须首先找到氟利昂等的替代物质和替代技术。采取措施:1. 传统的环境管制措施,如禁用、限制、配额和技术标准,对违反规定的厂家实施严厉处罚。2. 经济手段 ,如征收税费、以资助代替物质和技术开发等。3. 采用各种环境标志,鼓励生产者和消费者生产和使用不带有消耗臭氧层物质的材料和产品。如“绿色冰箱”标志。2.3 水环境化学2.3.1天然水体及水体中的污染物1.天然水体的组成(1)主要离子阳离子有Ca2+、Mg2+、Na+、K+ 等,这些离子来自它们的矿物阴离子有C1
37、-、SO42-、HCO3-、CO32-等2.拒绝含磷洗衣粉为了防止水体“富营养化”,预防海洋赤潮现象,应该控制含氮、磷等废物。2.3.2 水体的重金属污染水体重金属污染的治理方法(四条)水体重金属污染治理包括外源控制和内源控制两方面。外源控制主要是对采矿、电镀、金属熔炼、化工生产等排放的含重金属的废水、废渣进行处理,并限制其排放量;内源控制则是对受到污染的水体进行修复。(1) 沉淀和絮凝沉淀作用指加入碱性物质以提高水体pH值,使重金属以氢氧化物或碳酸盐的形式从水中分离出来,或加入硫化物沉淀剂使重金属离子生成硫化物沉淀而被除去。絮凝作用一般采用铁盐和铝盐作絮凝剂,通过与具有净化功能的天然矿物联合
38、,改性后可形成性能更优的絮凝材料。(2)吸附法吸附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染物来处理废水的一种常用方法。活性炭吸附是一种较早地被应用于生产的净水技术;矿物吸附剂表面研究已深入到分子水平,对具有一定吸附、过滤和离子交换功能的天然矿物进行合理改性是提高环境矿物材料性能的新途径;壳聚糖、木质素等天然吸附剂也有广泛应用。(3)离子交换法利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用,经离子交换处理后,废水中的金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后转移到再生废液中。此法优点是费用较低,缺点是其适用范围有限,容易造成二次污染。(4)生物方法生物方法是20世纪80年代随着生物技术的发展而产
39、生的一种重金属废水处理技术。微生物吸附植物修复动物净化2.3.4 水体的富营养化水体富营养化是指氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象,比如赤潮、太湖的绿湖等。1.富营养化对水质的危害(1)导致水体的透明度降低 ,影响水中植物的光合作用和氧气的释放;同时,溶解氧变化,造成鱼类的大量死亡。(2)分泌有毒有害物质,有的直接毒死生物,有的通过食物链转移,引起人类的中毒。(3)影响供水水质并增加制水成本。2.水体富营养化防止措施除磷和除氮的方法(1) 控制外源性营养物质输入 制定营养物质排放标准和水质标准。实施截污工程或者引排污染源工程。合理使用土地,减少土壤侵蚀,水土流失与肥料流失。(2)
40、减少内源性营养物质负荷 工程性措施 :挖掘低泥沉积物,进行水体深层曝气,注水冲希以及在低泥表面敷设塑料等。化学方法 :凝聚沉降和化学药剂杀藻。生物性措施:利用水生生物吸收利用氮磷元素进行代谢活动以达到去除氮、磷营养物质的方法。2.3.5 水体污染的治理几种比较常见的水处理技术:(记6-7个)1.过滤法2.反渗透法3.生物过滤法64.气提法5.中和法6.氧化还原反应法7.加氯消毒法8.吸附法2.4.2 土壤的重金属污染(应该是不会考的)1重金属元素污染的防治策略控制和消除工业“三废”排放加强土壤污灌区的监测和管理合理施用化肥和农药增加土壤容量和提高土壤净化能力建立监测系统网络2.4.3 土壤的化
41、学农药污染及其防治1.化学农药(名词解释):是指能够防治植物病虫害、消灭杂草和调节植物生长的化学药剂。2.土壤化学农药污染的防治策略农药污染的防治途径是多方面的。目前对土壤环境化学农药污染的防治的主要措施有:(1)加强管理,增强环保意识加强环保意识,建立并严格执行农药管理法,是防止农药污染的根本保证。农药管理法应包括:规定农药登记注册制度;禁用或限用剧毒、高残留性的农药品种;规定农药的安全使用标准;明确土壤残留性农药的使用规则;规定农药在农产品(包括食品)中的容许残留限量(最大允许含量);设定农药的安全间隔期等。(2)充分调动土壤本身的降解能力具体来说,就是通过各种措施,调节土壤结构、粘粒含量
42、、有机质含量、土壤酸碱度、离子交换量、微生物种类等增加土壤对农药的降解能力。(3)大力开发高效、低毒、低残留安全农药开发高效、低毒、低残留农药是农药发展和防止农药污染的新技术之一。既要急性毒性低,又要考虑“无公害”。即有选择地抑制昆虫、微生物、植物等特有的酶系统,对人畜无害,或易被阳光或微生物分解,大量使用也不会污染环境。(4)合理使用农药根据农药本身的性质、防治对象和对环境的影响,合理使用农药。做到:对症下药,根据不同的病菌、害虫对不同药剂的敏感性选择杀菌、杀虫剂。适时适量用药,选择害虫发育中抵抗力量最弱的时期(幼虫或成虫期)用药。合理混用农药,有时混用农药可以提高防治效果,但应注意两种以上
43、药剂混用产生分解的不能混用。(5)改进农药制剂的剂型和喷洒技术为了防止农药施用中由于挥发、漂移等造成的环境污染,延长残效,提高防治效果,减少用药量,当前世界各国都非常重视农药剂型的研究和改进。如将粉剂改为粒剂或微粒剂可防止施用农药时农药飞扬,将乳剂改为微胶囊剂可以降低农药毒性和对环境的污染。总之,农药污染的防治途径是多方面的,必须因时因地制宜。目前,有关土壤环境中农药污染的治理工作,成功的经验还不多,有许多问题还有待于今后的进一步研究。2.4.4 土壤的固体废弃物污染及其防治白色污染:是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废弃物,由于随意乱丢乱扔,难
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