8.3 环境保护与绿色化学 课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章化学与可持续发展

第三节

环境保护与绿色化学

环节一：化学与环境保护现代社会的环境污染问题日益严重，而环境污染的治理离不开有关的化学知识。我们的生活中都存在哪些污染问题？那么在化工生产中，有没有不产生污染的工艺生产？我们怎么可以避免有关的化学污染？

环节一：化学与环境保护环节一：化学与环境保护环境质量监测通过对污染物的存在形态、含量进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据，是进行环境质量评价和污染治理的基础。声污染监测水污染监测大气污染检测水质检测环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染三废废气废水废渣环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——大气污染物与次生污染物CO、NOx、SO2烟尘挥发性有机物阳光、空气和水蒸气等作用酸雨雾霾光化学烟雾次生污染物环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——大气污染物与次生污染物工厂尾气主要成分处理方式硫酸厂尾气SO2、O2、N2等一般用氨水吸收硝酸厂尾气NO、NO2、N2、O2等一般用NaOH溶液吸收高炉煤气CO、CO2、N2等一般回收利用炼钢烟气Fe2O3烟尘、CO等一般回收利用焦炉气H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等可用作燃料环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——大气污染物与次生污染物大力发展水利、核电等，改善能源结构，减少使用化石燃料化学与环境保护工厂废气经过除尘、处理后达到国家排放标准后排放植树种草，增加绿化面积，大力改善周围环境环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——大气污染物与次生污染物含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。脱硫除尘塔CaCO3+SO2

===CaSO3+CO2

SO2+2NH3+H2O===

(NH4)2SO32CaSO3+O2

===2CaSO4

含硫化合物处理环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——大气污染物与次生污染物含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。工业尾气中的NOx一般用烧碱吸收，汽车尾气一般进行催化转化。①碱液吸收：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O氧化还原反应②催化转化：2NO2＋4CO===N2＋4CO2氧化还原反应催化剂环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——大气污染治理措施

通过改善燃料质量、改进燃烧裝置和燃烧技术、改进排烟设备、发展洁净煤技术降低燃煤在能源结构中的比例等措施，减少煤等化石燃料燃烧产生的污染；通过推广使用无铅汽油、在汽车尾气系统中安装催化转化器、使用燃料电池、乙醇汽油作为汽油代用品、发展电动车等措施，减少汽车等机动车尾气污染；停止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层；通过合理使用煤气、石油气或天然气等家用燃料、使用合格的环保型建筑材料和装饰材料、禁止在公共场所吸烟等措施降低CO、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁、甲醛、苯及其同系物、氡等污染物含量，改善室内空气质量环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——水体污染

主要污染物：①重金属、酸、碱、盐等无机化合物；②耗氧物质、石油和难降解的有机物以及含磷洗涤剂等；③农药等。水污染现象：水的自净能力下降，水质浑浊、发黑、臭；赤潮、水华、水俣病等。水华赤潮：浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——水体污染常用的污水处理方法：物理法生物法化学法化学方法添加试剂反应原理混凝法明矾、硫酸亚铁Al3+＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H+，生成的胶体吸附水中悬浮物中和法熟石灰、硫酸加碱中和酸，或加酸中和碱，如Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4↓+2H2O沉淀法Na2S、H2S等加沉淀剂使金属离子形成沉淀而除去，如除Hg2+：Hg2++S2-===HgS↓氧化还原法氧化剂或还原剂如用Cl2处理电镀废水环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——水体污染污水处理的流程示意图环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——水体污染用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准，一级处理作为预处理。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标可用于绿化和景观用水污水处理的流程示意图环节一：化学与环境保护含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在城市和农村出现的这种水体污染各有什么特点？请查阅资料，了解有关的污染及治理情况，并与同学交流化学与“三废”污染——水体污染环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——水体污染所谓水华（waterblooms），就是淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征，主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废污水进入水体后，蓝藻（严格意义上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等藻类成为水体中的优势种群，大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的一种现象。也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。此外，自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞，漂浮在水面上的“水华”影响景观，并有难闻的臭味。环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——水体污染工业上：1.工业废水处理后排放工业上：2.应用新技术、新工艺农业上：合理使用化肥、农药，提倡使用农家肥生活上：生活污水处理后排放，禁止使用含磷洗涤剂环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——固体废弃物污染处理原则：无害化、减量化和资源化，达到减少环境污染和资源回收利用两个目的。

环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——固体废弃物污染

利用矿物废料做道路工程材料、填垫材料及冶金等轻工业。利用含有植物所需的营养元素的废物做土壤改良剂和肥料。土壤保护、植树造林等生物措施及对已污染土壤的治理等。从含碳、油或其他有机物的废物中回收固体燃料等。环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——六大环境问题及其危害

环境问题主要污染物主要危害酸雨(雨pH<5.6)SO2及氮氧化物(NOx)土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等温室效应CO2、CH4造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小臭氧空洞氟氯代烃、氮氧化物(NOx)到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害光化学烟雾碳氢化合物、氮氧化物(NOx)刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡环节一：化学与环境保护化学与“三废”污染——六大环境问题及其危害

环境问题主要污染物主要危害白色污染难降解的废弃塑料在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；易被动物当成食物吞入，导致动物死亡；混入生活垃圾中难处理、难降解赤潮(海水中)和水华(淡水中)废水中含N、P等营养元素水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧而死亡环节二：绿色化学核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。

又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程）从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%

原子经济性反应高选择性反应反应物无毒无害原料可再生资源反应过程安全的生产工艺提高能源的利用率应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的催化剂产物环境友好产品（安全、能降解、可再利用）环节二：绿色化学绿色化学示意图环节二：绿色化学原子经济

按照绿色化学的原则，最理想的原子经济就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。原子利用率为100%的化学反应类型:化合反应、加成反应、加聚反应原子利用率=期望产物的总质量生成物的总质量×100%环节二：绿色化学原子经济以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去使用的氯代乙醇法主要包括以下反应：现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成：试计算两种生产工艺的原子利用率。你还能举出其他原子利用率为100%的化学反应类型和实际例子吗？原子利用率与产率相同吗？环节二：绿色化学原子经济

两种方法的原子利用率

：方法一为：25.43%方法二为：100%方法一：反应物Cl2和Ca(OH)2对环境及设备有很大的污染性和腐蚀性，生产工艺分二步，产率和原子利用率低，成本高，反应的选择性低，产物中有大量的非期望物质。方法二：反应物中O2无毒无污染、生产工艺简单，原子利用率为100%，催化剂选择性高、产率高、成本低，因此方法二更优。环节二：绿色化学绿色化学污染控制化学绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。绿色化学倡导用化学的技术和方法减少或停止使用那些对人类健康、社会安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂等。绿色化学与污染控制化学不同。污染控制化学是对已被污染的环境进行治理的化学技术与原理。绿色化学的理念是使污染消除在产生的源头,使整个合成过程和生产过程对环境友好,不使用有毒、有害的物质，不产生废物，这是从根本上消除污染的对策。由于在始端就采用预防污染的科学手段，故过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。环节二：绿色化学人工光合作用人工光合作用是模仿植物光合作用实现对太阳能的转化、存储和利用。2003年美国启动“太阳神计划”，用半导体制成光化学二极管加上不同的催化剂，实现太阳能的吸收，把二氧化碳和水变成我们需要的化合物，2014年第一个人工光合作用集成系统诞生，再到近几年的光合酶与人工合成的纳米材料结合实现太阳能的转化，都为人工光合系统的构建和利用奠定了重要基础。2020年5月8日，德国马普所和法国波尔多大学的研究人员以一半天然，一半合成的人造“叶绿体”，并利用光和该系统实现了CO2的固定。环节四：归纳整理，巩固提升归纳整理环境保护与绿色化学01化学与环境保护02绿色化学核心思想：从源头减少或消除环境污染目标：原子利用率100%遵循原则：减量化、再利用和再循环进行环境质量检测，为进行环境质量评价和污染质量打基础废气废水废渣环节四：归纳整理，巩固提升巩固提升1、在日常生活中，下列做法值得提倡的是（）A.随意丢弃废旧电池B.随手关闭水龙头C.吃露天烧烤D.将生活垃圾深埋地下B环节四：归纳整理，巩固提升巩固提升2、我国酸雨的形成主要是由于()A．燃烧石油B．森林失火过多C．硫酸厂排出废气过多D．烧煤D环节四：归纳整理，巩固提升巩固提升3、下列对废弃塑料制品的处理方法中最为恰当的是（）A．焚烧B．粉碎后深埋C．倾倒在海洋中D．用化学方法加工成防水涂料或汽油D环节四：归纳整理，巩固提升巩固提升4、甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，其合成方法之一如下：CH3OC≡CH+CH3OH+A→CH2=C(CH3)COOCH3，下列说法正确的是（）A.已知该反应的原子利用率为100%，则A为CO2B.CH3OH和甘油互为同系物C.CH3C≡CH与