化学的今天和明天-课件

1、化学的今天和明天任课教师：彭正合 (教授) 李仁杰 (博士)武汉大学化学系教学大纲第1章 化学是核心科学第2章 化学是健康和生命的科学第3章 化学是实用和创造性的科学第4章 化学与环境科学第5章 化学与信息科学第6章 化学与催化科学第7章 化学家怎样创造分子第8章 认识分子结构和化学变化课程安排及要求学分 1，学时 36平时成绩：按听课次数（课前签到课后点名为准）记分。考试方式：自选专题写一篇2000字左右的正规学术论文。要求：引文献 4 6 篇，并注明文献号。 讲授 8 10次，自学（包括复习和写论文）23 次。第4章 化学与环境科学Hurt not the earth, neither t

2、he sea, nor the trees.- The Bible : Book of Revelation 4.1 我们能否拥有先进的可持续发展的技术？ 4.2 工业能否干净的制造化学品？ 4.3 化学对核废料的处理能作出什么样的贡献？ 4.4 人们日常生活会造成什么样的污染？ 4.5 能否选择性的杀死害虫？ 4.6 能否保证新合成化学品没有不良反应？ 4.7 新的化学分支学科 - 环境化学，绿色化学 4.8 关于未来4.1 我们能否拥有先进的可持续发展的技术？ 图表漫画：投降！？ 当今的地球面临着人口膨胀和资源过度消耗，大气、水质的污染，有毒废物的排放，温室气体导致的全球气候变暖，生物物种

3、的大量消失等一系列危机。面对如此困境，脆弱的地球还能承受吗！？ 药物化学家正在积极开发避孕药，但有讽刺意义的是，人口过剩在一定程度是由化学造成的，人类的死亡率曾经是如此的高，因此不存在人口过剩。药物化学大大提高了我们的生存率，为此，我们有了人口问题。当然，我们肯定不会回到过去一个流行感冒就死亡数万人的日子，我们要出于自择的办法来控制人口，而不依靠大规模死亡的办法黑死病The Black Death散播与年份14世纪袭击欧洲的鼠疫, 患者会皮下出血,皮肤呈现黑色,故名.在整个十四世纪，大部分人口密度较高的城市，死亡率都在50%以上。在许多地方，“尸体象垃圾一样被扔上了手推车”。据估计，14世纪的

4、100年中，欧洲有大约2500万人死于黑死病，占当时欧洲人口的三分之一。不过，这次流行并没有到此为止。直到15世纪末，欧洲每十年就遭到一次黑死病的袭击。至于究竟有多少人死于黑死病，此后300年间，黑死病还曾多次暴发，可能总共杀死了多达2亿人。我们和地球的关系从根本上改变了，我们必须看到这种转变，理解它将会带来什么。环境破坏的种种惊人图景引起我们的警觉的程度也许各不相同，但这些在世界各地都出现的图景却有一点是共同的我们必须鼓起勇气来承认：它们都是同一个深层问题的症状，而这个深层问题比人类任何时候面临的问题都来得更加广泛更加严厉。全球变暖，臭氧层损耗，物种灭绝，森林毁坏这一切有个共同的原因：人类文

5、明与地球的自然平衡之间的一种新型关系。 我们面临的问题其实有两个方面。一方面是认识到我们伤害地球的能力的确可能具有全球规模、的确可能是永久性的。我们已经成为造成地球现状的一个主要原因。另一方面是认识到我们必须首先把自己看作这个复杂系统的一个组成部分，才能够理解人在这个系统中的新角色。我们从前习惯于把这个系统看成一个因果作用的简单系统。现在看来，首要问题不在于我们对环境起了什么作用，而在于我们和环境处在怎样一种关系之中。于是，无论我们用什么方式来解决环境危机，我们首先都需要重新审视人与环境的关系，这包括每一文明内部的种种因素之间的复杂关系，各个文明之间的关系，以及生态系统各种主要自然成分之间的关

6、系。 图表漫画：“。只有今天待遇好！” 随着“世界地球日”的来临，全人类都自发地敲响了保护家园的警钟，举行着各项对地球有益的活动。然而，我们仅在一天大张旗鼓地关爱地球是远远不够的，只有把每一天都当成“地球日”看待，才能尽快救治地球的沉疴，延缓她的衰老。（4月22日） 科技的高度发展，是环境污染的主要原因之一，在高唱污染问题严重性的今天，研究科学的人成为千夫所指的罪人，但研究科学的人最值得钦佩的一点，就是他们并不逃避责任。真正的科学家与工程师都抱着为人类谋福利的宗旨，努力不懈，当在这个过程中，出了毛病，他们并不否认他们错了，但他们仍然埋头苦干，潜心研究，只盼望有朝一日能将功折罪。平心而论，解铃还

7、须系铃人，污染问题仍须用科技方法解决。现在举个明显的例子：洛杉矶的空气污染：洛杉矶因为污染问题十分严重，一般民众早已普遍觉醒，在一九四八到一九六六年之间，他们利用科学方法完成了一个计划包括研究现象形成的原因，对人口的增加、工厂数目、汽车的使用、燃料的消耗加以广泛调查；一方面做横向的调查，一方面也作纵向的整理，并得到立法的支持，颁布若干禁令，确立污染的规范。再利用科学技术的方法，研究发展许许多多的改进设施。现在这地区的污染已大为减低。4.2 工业能否干净的制造化学品？在美国和其他一些发达国家，化学加工业是制造业中最大的一个行业，物质经过化学变化而转化为有用的产品，但一般也产生了废物，对它们采取什

8、么样的处理办法是做到干净生产的关键。有一时期，废弃物只是简单的倾倒到河流中或埋在地下或直接排放到空气中。但由于每一种物质都包含多种化学品，这种做法不是一种真正有效的方法。1995年左右美国对全国的的有毒废物堆放处展开了一项规模庞大的清理工作，这些地方大自然是不会照顾到的，我们必须自己来解决问题。新的工业革命 - 观点的革命属于化学制造商协会的化学制造商在美国制造了90的化学产品。他们通过了一个称为负责与关心（Responsible Care)的纲领，在此纲领中他们立誓只制造不破坏环境的商品。An important aspect of Responsible Care is to have h

9、ealth, safety, environmental, and security (HSES) performance measures readily available to the public. Eastman 化学公司下属的一家工厂。厂里所采用的工艺，每年可节省150万桶原油。美国田纳西州的一家化工厂从环境观点出发，利用它的负责与关心纲领来指导操作，建造了这个国家最革新的废水处理设备。这个设备高出地面，使得地下水的保护更容易一些。燃煤锅炉所排放出的煤灰不像过去一样被填埋，而是用来制造混凝土砖块。这个工厂还有国家唯一的商业化设施，将煤转化为各种化学产品，并最后用在合成纤维等的制作上

10、。利用当地取得的高硫煤，这个厂每年省用了约150万桶原油。更值得一提的是这个设备回收了煤中所含硫的99.7。这个煤化工设备是如此的富有创新精神，以致被称为1995年化学里程碑。另一个污染问题是与溶解各种各样化学品的溶剂有关，当有机溶剂挥发时，它们会污染空气。越来越多的制造商正在学会在加工工艺上如何使用水作为溶剂。水基油漆，包括用于汽车的烤漆，正在取代含有机溶剂的油漆。 4.3 化学对核废料的处理能作出什么样的贡献？不是所有的废弃物都能变为有用的产品，化学品的毒性可以通过化学来解决，但放射性的物质只能靠时间使其变的安全。利用现有的技术无法避免核能发电厂产生放射性废料。然而，我们很清楚的看到核能是

11、我们未来的能源，在有些国家，它早已是主要能源。从核电厂产生的放射性物质的物理量实际是不太大的，但它被嵌在许多其他物质中，目前是将其整体存放，但这个量是如此之大，以致引起了麻烦。化学家正试图将放射性物质分离出来并加以浓缩。只是存放有害物质，这样相当于是将放射性物质变成了有用的东西。我国的核电发展最新统计显示，截止到2008年2月底，我国已有秦山一期核电站、大亚湾核电站、岭澳核电站一期、秦山二期核电站、秦山三期核电站、田湾核电站共6座核电站11台核电机组建成投产运行，总装机容量为906.8万千瓦。 中国广东核电集团与湖北省人民政府3月4日在京正式签署了合作开发湖北核电项目协议，双方将采取多种措施，

12、积极开展我国内陆第一座核电站湖北咸宁大畈核电项目前期工作。这标志着我国核电建设将由沿海向内陆拓展. 4.4 人们日常生活会造成什么样的污染？废水处理：利用化学方法（中和法、氧化法）处理废水是治理水污染的常用方法。 4.4 人们日常生活会造成什么样的污染？ 汽油燃烧时会释放出一些有毒性的一氧化碳，同时空气中的一部分氮气被转化为氧化氮。未燃尽的汽油产物也同时散放出来。它们本身气味就难闻，但在太阳光下它们结合起来形成刺鼻的化学品，而成为烟雾的一部分。 化学家知道了引起烟雾的原因，通过对燃烧过程的研究，将发动机改进以降低所产生的污染物的量，为了处理其剩余的污染气体就需要在发动机的排气管中安装上催化转化

13、器。这些固体催化剂能将污染物转化为危害较少的物质。点燃酸雨的形成过程：（弱酸）（强酸）有害气体的排放，在空气中会形成酸雨讨 论 题 酸雨可能对环境造成什么样的破坏？建筑物受损文物面目皆非森林植物枯死农业严重减产 此外，酸雨能导致土壤的酸化、水体的污染、金属制品的锈蚀。如何认识酸雨问题？酸雨已成为全世界范围的环境问题注：pH值越小，酸 性越强。 用一组蓄电池驱动的电动车才是真正无污染的。 主要问题在于电池。蓄电池是一种以化学方法储存电能的装置，当电池中发生一种化学变化时，电流就产生了。当产生电流的化学用品用完后，电池就耗完了。但它可以重新加以充电，电流通过电池后，逆转了化学变化并使化学物质得以再

14、生，所以可以重复使用。 描述是很容易的，但要实际应用却还有一段距离。一些特殊用途的电池该图为笔记本电脑电池图航空燃料电池上图为太阳能电池氢气燃烧放出的热量大，生成物不污染环境，制氢的资源也很丰富。但氢气的制取成本高，安全储运困难，氢气作为能源目前还不能广泛使用。化学家们正在研究高效、廉价的储氢材料，并取得了很大的进展。环保汽车的悄然兴起汽车是人们生活中的重要交通工具，而汽车排放的尾气又是造成环境污染的重要原因，为此人们急需寻找一种代用燃料。科学家经过几十年的尽心研究发现，用氢燃料电池作为汽车的动力，是无污染的理想能源。因此使用氢燃料电池的汽车才是名副其实的“绿色燃料”汽车。上图为氢燃料电池汽车

15、电池的要求高容量，充电时间短重量轻，不会对车造成负担使用年限长成本低，普及方便安全可靠4.5 能否选择性的杀死害虫？ 我们需要控制那些带来疾病与破坏我们食物的某些虫类。白蚁等甚至能破坏我们的房子。然而，没有蜜蜂的话，很多植物就不能繁殖。我们如何有效的有选择的控制害虫而不致毒害我们自己或其他无害的动物呢？DDT（注：二氯二苯三氯乙烷）事件 DDT是一种非常有效的合成杀虫剂，用DDT来控制蚊子，使流行在热带国家的疟疾得以大大的减少。 DDT的效果如此的明显和重要，它的发明者Paul Muller荣获了1948年诺贝尔生理学和医学奖。然而，DDT现在很少使用了，它在美国和许多国家都已经被禁止。DDT

16、事件恐怕很少有哪一种化合物，会像DDT的历史一样，在过去的几十年里，人类对其倾注了又爱又恨的复杂情感。 自从1939年，瑞士科学家保罗米勒发现了DDT的杀虫功效以来，它被广泛使用来扑杀蚊子这种斑疹伤寒、疟疾等致命疾病的传播者。此前，疟疾是人类遭受到的最严重的灾难之一每年的死者超过100万，但在此后25年中，DDT挽救了超过500万人的性命，并使至少10亿人免于传染。 那时，DDT被誉为“上帝赐予人类的最好礼物”，保罗米勒由此获得1948年的诺贝尔医学奖DDT事件1962年“世界卫生日”，在世界卫生组织的建议下，100多个国家同时发行了一套“世界联合抗疟疾”邮票，许多国家都不约而同地采用了DDT

17、喷洒灭蚊的设计。但这也是DDT最后一次享受殊荣。 这一年，美国作家蕾切尔卡逊出版了寂静的春天。在这本被很多环保主义者奉为经典的书籍中，卡逊用优美的文笔，将DDT的负面作用传达给公众，并很快影响了政府的决策。 卡逊发现，DDT高度稳定的化学结构，使其在土壤中可持续存在数十年。通过一种叫做“蝗虫作用”的过程，DDT在大气中传播，到达远离源地的区域。在北极熊和南极企鹅的血液中，都能够监测到DDT的残留物。 作为一种有毒的化学物质，DDT一度对环境产生难以估量的严重危害。它使得鸟类的蛋壳变薄，幼鸟大量死亡，包括作为美国象征的白头海雕、英国雀鹰等一大批珍稀鸟类濒临灭绝。 然而，有关使用DDT的争辩一直在

18、持续。2005年2月，英国化学家约翰亭布瑞在新作毒物魅影中提出自己的观点：“DDT曾经给人类带来莫大的好处，只要人类在使用时更加小心谨慎，就可以改善危险和利益之间的平衡。” 战后的美国，DDT被广为使用来消灭多种害虫。尽管每英亩土地只要使用1磅DDT,就足够除掉所有的害虫，但人们在“越多越有效”的错误观念驱使下，出现滥用DDT的趋势。在美国的许多地区，数度对树林喷洒每英亩超过25磅剂量的DDT。 而与此相反，英国人从未停止过使用DDT。但在使用前，他们经过了审慎的评估。1963年，DDT被用来对付松树尺蠖毛毛虫，按照每英亩1磅的剂量，大区域地喷洒DDT，在害虫被成功控制之后，虽然在当地一些鸟类

19、身上发现了残留的DDT，但从未出现死亡和数量减少的现象。 人们往往认为，人体内累积的DDT，将对健康造成威胁。事实上，在第二次世界大战中，军人身上被喷洒DDT粉末，穿的是经过DDT处理的内衣裤，但几乎没有出现不良副作用；英国一些志愿者，每天口服一颗半毫克的DDT，连续服用一年，也没有出现中毒迹象。 科学的争论 更具讽刺意味的是，在禁用DDT后，用来代替DDT的大部分杀虫剂毒性更强，DDT不曾造成任何人类死亡，可取代DDT的有机磷杀虫剂（DDVP ，敌敌畏 ），每年都造成大量死亡事件。 在DDT被禁用后，消灭疟疾的行动也遭到沉重打击，疟疾很快就在第三世界国家中卷土重来。在今天的非洲国家，每年大约

20、有1亿多的疟疾新发病例，大约有100多万人死于疟疾，其中大多数是儿童。 终于，在2006年9月一次“并不很隆重”的新闻发布会上，世界卫生组织宣布，正式解除对DDT的禁令。 “来自科学和实践的证据，都支持对DDT的这一重新评价。”世界卫生组织一名官员表示，“（DDT）只要使用得当，并不会对人和动物的健康造成不良影响。” 如今，在撒哈拉以南的非洲，已有10个国家在采取这种方式控制疟疾，在重新启用DDT之后，这些国家的疟疾发病率和死亡率，都降到了历史最低点。 “当人类误解和扭曲化学物的毒性资料，并且毫不仔细地衡量它的危险利益比例，就会造成原本很可贵，并且曾经解救过数百万人生命的化学物遭到滥用或禁用，

21、这对它们很不公平。”我们应该怎么做？开发有选择性的农药，能控制虫害而不引起不良的副作用，甚至可以利用虫类本身所具有的特别的化学性能。用不同虫类的化学密码来做到诱捕。当我们从化学和生物化学方面认识了虫类与其他动物的不同以及一种虫类与其他虫类的不同，可以期望在我们的努力下，使那些对人类构成威胁的虫类得以控制。我们不希望扰乱大自然的平衡，同时也不同意留在一个有些虫类引起人类蒙受苦难或疾病的世界上，利用现代的手段，我们应该能够达成一个恰如其分的和解。4.6 能否保证新合成化学品没有不良反应？ 因为农药和除草剂是为了要有实用的生物效应而设计的。它们要经过认真地审查以保证其不会产生非故意的伤害。对新的药品

22、也是一样对待的，它们必须通过严格的试验以保证不存在不良副作用。在过去的几年中，人们对新品种的出人意料的不良副作用已经变得越来越敏感。冰箱和空调的设计原理 冰箱和空调需要使用一种气体，它容易被压缩成液体，随着这种压缩过程物质散热-热量从冰箱的冷冻室散发出去或从空调器散发到外面的空气中去。当液体膨胀成气体时，热则被吸收到冰箱的冷却圈上或被吸收到空调器的冷却面上。 早期的冰箱是用氨或二氧化硫作致冷剂来运转的，但一旦吸入这种气体非常危险。早期的冰箱泄漏，曾造成了一些人的死亡。因此化学家着手发明一种含有恰当性能的新型化学品，当它从液态膨胀成气态的时候，它必须能吸收大量的热，但它也必须是低生物毒性的。为了

23、达到这个目的，经过大量的研究后，发明了似乎是理想的CFCs-（氯氟烃）（chlorofluorocarbons)根据氟里昂制冷剂的分子结构，大致可以分为以下3类： 1.氯氟烃类：简称cfc，主要包括r11、r12、r113、r114、r115、r500、r502等，由于对臭氧层的破坏作用以及最大，被蒙特利尔议定书列为一类受控物质。此类物质目前已禁止使用，在制造聚氨酯海绵的过程中，r11已由r141b作为过渡性替代品。 2.氢氯氟烃：简称hcfc，主要包括r22、r123、r141b、r142b等，臭氧层破坏系数仅仅是r11的百分之几，因此，目前hcfc类物质被视为cfc类物质的最重要的过渡性替

24、代物质。在蒙特利尔议定书中r22被限定2020年淘汰，r123被限定2030年，发展中国家可以推迟10年。 3.氢氟烃类：简称hfc，主要包括r134a，r125，r32，r407c，r410a、r152等，臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高。在蒙特利尔议定书没有规定其使用期限，在联合国气候变化框架公约京都议定书中定性为温室气体。 从生物学上看，它们确实达到了真正无害的程度，并在其他方面也被广泛采用。当在液体面上的压力减小后，由液体变成气体时的膨胀性质对于生产供绝缘用的泡沫塑料是很理想的，同时在油漆，剃须膏包括很多喷雾罐中也大量的使用CFCs的广泛使用第一次提醒有麻烦的证据是来自于对臭

25、氧分子的基础研究。1995年诺贝尔化学奖-发现氯原子在高空层中是分解臭氧的一种强有力的催化剂。1995年诺贝尔化学奖授予三位环境化学家Crutzen, Rowland和Molina 在这个分解过程，一个臭氧分子（O3）与一个氧原子（O）被转化为两个普通的氧分子（O2）氯原子从臭氧上取走第三个氧原子，生成一个O2分子和一个反应性极活泼的氧化氯（Cl-O），从而催化了这个分解反应，然后这个Cl-O将它的氧原子转移给一个自由氧原子并成为一个O2分子。经过此转移过程后，氯原子能重新进行这个顺序。 因此少数几个氯原子就能破坏一大群臭氧分子-多达1000个（最后，氯原子与其他分子结合而终止了这个顺序）。这

26、个效应不仅破坏了臭氧分子；而且两个反应的每一顺序也阻止了另外臭氧的形成。当高能量的紫外线照射到一个O2分子上所产生的自由氧原子通常会加到O2上生成一个O3分子，但Cl-O捕获到了氧原子并制止了它与O2的反应。 臭氧在高空中臭氧是非常重要的-它吸收太阳光的高能量紫外线。紫外线能危害地球上所有的生命，包括人类生命在内，那么这些与CFCs有什么关系呢？ 高能量紫外线也能将CFCs断裂并释放出氯原子。从这个反应过程的速率测定结果看，从排放到大气层的CFCs量来估计，氯原子的数量是足够多的，足以对臭氧层构成一种危险。 对大气层的研究表明，地球南极上空的臭氧层正在暂时的被破坏，已经出现大面积的空洞。 这些

27、事实导致对CFCs无害的说法已不能接受，因为过去对这种新的危险没有严肃地思考过。由于这个原因，现已发明用于冰箱与空调器中的新化学品种，并在灌装喷雾罐方面引入了新化学品。这些新品种不像CFCs那样具有强的破坏臭氧的能力，但更新换代仍在继续。自1987年关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书在加拿大签约生效，目前全世界已有188个国家的政府签字同意执行这份旨在保护地球臭氧层的国际环境公约。我国政府1991年6月在蒙特利尔议定书上签字后，有关部门制定了氟利昂制冷剂加速淘汰计划，明确提出我国要在2007年7月1日前停止氟利昂制冷剂的生产与消费。 蒙特利尔议定书从CFCs中吸取的教训 对待化学品和对待人不同

28、-对广泛推广的化学新品种必须先认为它可能有罪（指起破坏作用），然后证明是清白无辜的。所有新的医用化学品都要如此对待，其他的化学品一定也要经过试验。 我们不能因无知所造成的恐惧而简单地将全部的进展放弃掉。假如冷藏法从来没有被发明，我们的境况会好些吗？假如我们还在用早先使用的有毒性的冷却剂，我们的境况会好些吗？当发明了CFCs，它解决了我们当时考虑到的所有问题，当新的问题出来的时候，化学家就针对的发明了与CFCs起同样功能但不产生问题的新品种。这是对过去所用方法的改进，同时也是未来要采用的方法。重要的是我们要努力研究，这样面向未想到的不良效应就不会感到太多惊奇。 是不是所有的不良化学效应都是致命的

29、？ DDT事件中的教训：有些化学品即使它们不属于致命的毒物，也能对人类或其他生物带来不良的效应。所以，化学品的检验不仅仅是对人类是否会致命，还要加上一些非致命性效应进行筛选。任何新的化合物，不论它被引入到环境中或和人类接触，必须要做过审慎试验，了解它可能具有的副作用。 在过去，曾有过一种倾向，即假设任何一种新的化学品只要不是一种毒物或不会致癌就不成问题。现代科学告诉我们不是这样的，蝴蝶效应时常发生，科学越深入，我们才越安全。4.7 新的化学分支学科 - 环境化学 环境污染问题促进了环境化学研究的发展。 为了探讨环境问题，逐渐发展了新的研究方法和手段，提出了新的观点和理论，于是形成了一门新的化学

30、分支学科-环境化学。 环境化学的发展大致可以划分为三个阶段： 孕育阶段(1970年以前) 形成阶段(70年代) 发展阶段(80年代) 什么是环境？ 中华人民共和国环境保护法把环境定义为：“影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然保护区、风景名胜、城市和乡村等。” 80年代，环境化学进入了新的发展阶段，各研究领域开始向纵深发展，出现一些新的趋势。 第一个趋势是全面开展对主要元素，尤其是生命必需元素的生物地球化学循环和主要循环之间的相互作用，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各种因素的研究。

31、 第二个趋势是重视化学品安全评价。环境化学的发展趋势 第三个趋势是80年代出现的全球变化研究，涉及臭氧层耗损、全球变暖、海平面上升这样一些次级环境效应或更高级环境效应的研究。 第四个趋势是污染控制化学的研究，从深入地开展管端控制的过程化学和材料化学研究以寻找更加高效的控制方法和材料，逐步转向“污染预防”概念的研究。 80年代末到90年代初，提出了“污染预防”、“清洁生产”、“零排放”等概念。环境化学的发展趋势环境化学的研究内容（1）查明潜在有害物质在环境介质中存在；（2）对这些潜在有害物质溯本求源，并查明它们 在环境介质中和不同环境介质之间的迁移转化和归宿(环境行为)；（3）查明这些潜在有害物

32、质对环境(生态系统)和人体健康发生作用的途径、方式、程度和风险.（4）探索缓解或消除这些有害物质已造成的影响或防止它们可能造成影响的方法和途径。环境的形成和发展 在地球的原始地理环境刚刚形成的时候,只有原子、分子的化学及物理运动。 在大约35亿年前，出现了生命现象。 大约在30多亿年以前出现了原核生物。 大约在4亿2亿年前大气中氧的浓度趋近于现代的浓度水平，并在平流层形成了臭氧层。绿色植物 (自养型生物)的出现和发展繁茂，及臭氧层的形成对地球的生物进化具有重要意义。 环境的形成和发展 在距今2亿多年前出现爬行动物。 在距今大约200万300万年前出现了古人类。 人类是物质运动的产物，是地球的地

33、表环境发展到一定阶段的产物，环境是人类生存与发展的物质基础，人类与其生存环境是统一的；人与动物有本质的不同，人通过自身的行为来使自然界为自己的目的服务，来支配自然界。环境问题的产生与发展 20世纪，由于近代社会经济的高度发展，环境污染和衰退更加严重，构成了所谓社会公害，使人类的生存和发展受到更大的威胁。 世界上曾发生过八大公害事件： 1932年12月比利时马斯（Meuse）河谷烟雾事件。 1943年5月到10月美国洛杉矶光化学烟雾事件。 多诺拉烟雾事件。 伦敦烟雾事件。环境问题的产生与发展 日本四日市哮喘事件。 痛痛病事件。 水俣事件。 米糠油事件。 随着人类社会经济的发展，环境问题也在不断产

34、生和发展。环境污染的公害事件发生频率加快。 马斯河谷事件1930年12月15日比利时马斯河谷工业区工业区处于狭窄的盆地中，12月15日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。多诺拉事件1948年10月2631日美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上2630日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，

35、死亡17人。洛杉矶光化学烟雾事件40年代初期美国洛杉矶市全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。伦敦烟雾事件1952年12月58日英国伦敦市58日英国几乎全境为浓雾覆盖，四天中死亡人数较常年同期约多40000人，45岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数的9.3倍。四日市哮喘事件1961年日本四日市1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城市空气。重金属微粒

36、与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年哮喘病发作，1967年一些患者不堪忍受而自杀。1972年市共确认哮喘病患者达817人，死亡10多人。米糠油事件1968年3月 日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超过1400人，至七八月份患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000人。水俣病事件19531956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。痛痛病事件19551972年日本富

37、山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。环境问题的产生与发展 70年代以来，所发生的许多公害的严重程度，已远远超过了八大公害。 1984年印度博帕尔市的一家农药厂，大约有45万吨农药剧毒原料甲基异氰酸酯泄漏,发生了2500人中毒死亡，十余万居民受害的悲惨事件。 1986年前苏联切尔诺贝利核电站泄漏爆炸事件，使北欧、东欧等国大气层中放射性尘埃增高达一周之久,是世界上第一次核电站污染环境的严重事故。环境问题的产生与发展 海湾战争造成的环境污染。 我国的环境污染也相当严重

38、。 SO2排放量 颗粒物排放量 西南地区酸雨 水污染严重环境问题的产生与发展 化学品急剧增加也带来环境污染的问题。 全世界化学品的产量已从50年代的700万吨发展到80年代的2500万吨。现在国际上已登记的化学品种达800万种，而且每年还以上千种速度在发展，它们通过生产、储藏、运输、应用及最后处理进入环境。例： 邻苯二甲酸酯（Phthalate Esters, PAEs） 为了减少邻苯二甲酸酯对人体的危害，平时要注意最好不要用泡沫塑料容器泡方便面。不要用聚氯乙烯（含有邻苯二甲酸酯成分）塑料容器在微波炉中加热食品，正确的做法是把食品移到耐热玻璃器皿或陶瓷器皿中进行加热。 环境问题的产生与发展 常

39、用PAEs有17种。 目前，城市垃圾和工业废弃物中塑料及其制品的比例为10% ，PAEs（一种或多种PAEs）在塑料及其制品中占整体重量的20 50%。由于PAEs呈现游离状态，极易直接转移进入环境，而广泛存在于大气、土壤和水体中，并参与生物（包括人体）代谢作用。 环境问题的产生与发展1982年，美国国家毒理规划署的实验报告，确证大白鼠和小白鼠能通过食物长期吸收邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯而引起肝癌；1988年美国学者提出了邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）作为婴幼儿的橡皮奶头和玩具成分的综合风险评价报告。PAEs也属环境激素类物质，可导致生物与人体的性激素分泌量及活性下降、生殖器官异常、癌症等发病率增加等 。环境问题的产生与发展 环境问题已成为世界各国的主要政治问题和社会问题。 1972年联合国在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议。 把环境问题与社会因素联系起来。 正式组建了联合国环境规划署(UNEP)。 20世纪80年代对环境的认识有新的突破性发展，提出持续发展战略。 20世纪90年代，巩固和发展了这种指导思想，形成当代主导的环境意识。人类生存面临挑战 人口“爆炸”