1、化学与资源综合利用化学与资源综合利用 环境保护环境保护 环境保护与绿色化学 前言：通常所说的环境问题，主要是指由于人类不合理的开发和利用自然资源而造成的生态 环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。 一、环境污染的分类 1按环境要素分：、； 2按人类活动分：、； 3按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁 波等） 、固体废物污染、能源污染 二、介绍几类环境污染及其防治 三、化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面： 1对环境情况进行监测：对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。 2治理三废：对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理，减少环境污
2、染，实现资源的 回收利用。 3寻找源头治理环境污染的生产工艺，实施清洁生产绿色化学 例题 1绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性” （原子节约）的新概念及要求。理想 的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。 下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行） ： （ ） A C2H5ClHCl B C2H5OHH2O C CH2CH2 D HBr； H2 思考与交流 1、某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法？哪种最好？ 2、回收利用废旧合成材料主要有哪些途径？ 3、合成材料的生产和使用与环境保护、协调发展是一个社会问题，很多
3、具体问题就现实地摆 在我们面前，例如，是限制使用聚苯乙烯快餐盒，还是回收利用？ 例题 2为了降低硫氧化物造成的污染，一种方法是在含硫燃料（如煤）中加入生石灰，这 种方法称作“钙基固硫” 采用这种方法“固硫”的反应为（ ） A.2CaO+2S=2CaS+O2 B.S+O2=SO2 C.CaO+SO2=CaSO3 D.2CaSO3+O2=2CaSO4 【课时作业】 班级_姓名 _学号 _ 1、工、农业及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有 磷酸钠)，对于处理污水时要不要除去磷，下列说法中正确的是( ) A.磷是生物的营养元素，不必除去 B.含磷的污水是很好的肥料，不
4、必除去 C.含磷污水引起藻类增殖，使水变质，必须除去 D.磷对人无毒，除去与否都无关紧要 2、 “绿色商品”是对环境无污染的商品，下列商品不能称为“绿色商品”的是： （ ） A无铅汽油 B无磷洗涤剂 C无氟冰箱 D无碘食盐 3、发展绿色食品，提高人类生存质量，绿色食品是指： （ ） A绿颜色的营养食品 B有叶绿素的营养食品 C经济附加值高的营养食品 D安全、无公害的营养食品 4、 “绿色化学”是人们最近提出的一个新概念，主要内容之一是指从技术、经济上设计可行 的化学反应，尽可能减少对环境的负作用 ，下列化学反应符合绿色化学概念 的是： （ ） A制 CuSO4: Cu+2H2SO4(浓)=Cu
5、SO4+SO2+2H2O B制 CuSO4: 2Cu+O2=2CuO CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O C制 Cu(NO3)2: 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O D制 Cu(NO3)2: Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 5、大气或饮用水被污染时，可能引起人的牙齿骨骼变酥，引起这一污染的元素是( )。 A碘 B氟 C氯 D硫 6、导致下列现象的主要原因与排放 SO2 有关的是( )。 A酸雨 B光化学烟雾 C臭氧空洞 D温室效应 7、近年来，建筑装潢装饰材料进入家庭，调进发现，经过装修的居室以中由装潢装饰材料缓 慢释放出来
6、的化学污染物浓度过高，影响健康。这些污染物中最常见的是( )。 ACO BSO2 C甲醛、甲苯等有机物 D臭氧 8、人们把仪器分为绿色食品、蓝色食品、白色食品等。绿色植物通过光合作用转化的食品叫 绿色食品，海洋提供的食品叫蓝色食品，通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。下面属于 白色食品的是( )。 A食醋 B面粉 C海带 D菜油 9、特大洪水过后，受灾地区的水源常被严重污染。下列物质中，能对被污染的饮用水起消毒 消菌作用的是( )。 A生石灰 B漂白粉 C明矾 D绿矾 10、由于人类向大气中排放有毒气体，形成南极臭氧层空洞，下列气体中，形成南极臭氧层 空洞的罪魁是( )。 ACl2 BHCl
7、CNO2 DCCl2F2 11、我国城市环境中的大气污染物主要是( )。 ACO2、Cl2、N2、酸雨 BSO2、NO2、CO、可吸入颗粒物 CNH3、CO2、NO2、雾 DHCl、SO2、N2、可吸入颗粒物 12、甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过 100 万的高分子单体，旧法合成的反应是： （ ） (CH3)2CO+HCN(CH3)2C(OH)CN (CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4 20 世纪 90 年代新法的反应是： CH3CCH+CO+CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3与旧法比较，新法的优点是 A原料无爆炸危险 B
8、原料都是无毒物质 C没有副产物，原料利用率高 D对设备腐蚀性较小 13、根据以下叙述，回答下列问题： 某化工厂按如下步骤进行生产：以煤为燃料煅烧石灰石；用饱和碳酸钠溶液充分吸 收步骤中产生的二氧化碳；使步骤中产生的氧化钙跟水反应；消石灰跟碳酸钠反应。 （1）该厂生产过程中涉及的物质有：石灰石；纯碱；小苏打；烧碱；二氧化 碳； 消石灰。下列叙述正确的是： A起始原料是 B起始原料是 C最终产品是 D最终产品是 （2）该厂生产过程的优点可能有：排放的气体对大气无污染；生产过程中的部分产 品可作为起始原料使用；无高温作业。其中正确的是： A只有 B只有 C和 D和 （3）生产过程中没有涉及的化学反应
9、类型是： A分解反应 B化合反应 C置换反应 D复分解反应 14、某河道两旁有甲、乙两家工厂，它们排放的工业废水中，共含 K +、Ag+、Fe3+、Cl、OH、 NO3 六种离子。 （1）甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含有的三种离子是_。 （2）乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量_(选填：活性炭、硫酸 亚铁、铁粉)可以回收其中的金属_(填写元素符号)。 （3） 另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合， 可以使废水中的_ （填 写离子符号）转化为沉淀，经过滤后的废水主要含有_，可用来浇灌农田。 15、 20 世纪 90 年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是
10、“预防污染” 的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在 化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。 下列各项属于 “绿色化学” 的是 （ ） A 处 理废弃物 B治理污染点 C减少有毒物 D杜绝污染源 16、绿色化学的最大特点在于从开始生产时就采取了污染防治的科学手段，实现生产过程的 零污染和生产终端的零污染排放，要实现这种生产方式，就必须充分利用资源中的每一个原 子，这种理想的生产方式又被称为“原子经济性” 。 现有甲、乙、丙 3 个化肥厂生产尿素，所用的原料不同，但生产的流程相同： 甲厂：以焦炭、空气和水为原料 乙厂：以天然气、空气和水为原料 丙厂
11、：以石脑油（主要成分 C5H12） 、空气和水为原料，试回答下列问题： （1）用化学方程式表示乙厂合成尿素的生产过程。 原料 CO H2 CO2 NH3 CO(NH2)2 （2）3 个化肥厂的原料利用率各不相同，试判断化肥厂对原料的利用率最高的是 _，简述原因_ 参考答案： 1、C、2、D、3、D、4、B、5、B、6、A、7、C、8、A、9、B、10、D、11、B、12、CD、13、 AD、B、C、14、 （1）K +、Cl、OH、 （2）铁粉、Ag （3）Ag +、Fe3+、Cl、OH、KNO 315、D16、 （1）略 （2）丙、C：H 比最接近 1：4 课外阅读： 1大气污染 对大气造成
12、污染的污染物有：SO2、NO、NO2、H2S、CxHy、粒子状污染物、氟化物（F） 、铅及 其化合物（Pb） 、挥发性有机物和放射性元素等。SO2、NO、NO2 等物质主要来源于用煤、硝酸 工业、硫酸工业、汽车尾气等。它们可以形成酸雨（酸雨是指 pH5.6 的酸性降水，其主要 成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象） ，使湖泊水质酸化，毒害水生物、植物，以及 使土壤酸化，破坏农作物、森林等；氟化物（F） 、氮氧化物可以破坏臭氧层。CO、NO 能与人 体血红蛋白结合，使动物因缺氧而死亡。NO、NO2、CO、CxHy 等还参与光化学烟雾的形成。 大气污染物主要通过呼吸道进入人体，也有少量通过接触
13、和刺激体表进入人体。人体吸入的 空气经过鼻腔、咽部、喉头、气管、支气管后进入肺泡，并在肺泡上进行气体交换。当血液 通过肺泡毛细管时，放出二氧化碳，吸收氧气。含氧的血液被输送到人体各部分，供人体组 织和细胞新陈代谢用。如果生活在烟雾迷漫的环境中，空气中的有毒、有害污染物就会溶于 体液或沉积在肺泡上，轻者会使上呼吸道受到刺激而有不适感，重者会引起疾病，使呼吸道 和肺功能损害，引起病变。 大气污染对人体健康的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒和致畸致癌作用等三种。震惊世 界的伦敦烟雾事件就是典型的急性中毒事件。 1952 年 12 月 5 日至 8 日，英国首都伦敦市上空烟雾弥漫，煤烟粉尘积蓄不散，造
14、成了震惊 一时的烟雾事件。这起事件使 4000 名健康市民因此死亡。在毒雾事件之后的两个月内，8000 名患肺部疾病的人也因吸入过多的有毒物质而停止呼吸。据调查英国伦敦从 1873 年一 1962 年共发生过 6 次重大的烟雾公害事件，每次都造成成千上万的人发病，甚至死亡。直至 1965 年以后，伦敦由于采取了排烟脱硫等治理措施，才没再出现烟雾杀人的事件。 治理：调整资源结构，开发新能源（太阳能、氢能、风能、地热等） ，减少使用煤、石油、天 然气等化石燃料（或对燃料进行脱硫使用） ，减少工业废气排放，对废气进行回收净化再利用 等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制定标准、加强监测。
15、 2水体污染 水污染的来源： 水体污染主要来自工业废水、农业用水、生活污水。 水污染的危害： 水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量，甚至使生产不能进行下去。水的污 染，又影响人民生活，破坏生态，直接危害人的健康，损害很大。水体被污染必将影响整个 地球的环境，对人类产生严重的危害。 (1)危害人的健康：水污染后，通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。 砷、铬、铵类、苯并芘等，可诱发癌症。 (2)对工农业生产的危害 水质污染后，工业用水必须投入更多的处理费用，造成资源、能源的浪费，食品工业用水要 求更为严格，水质不合格，会使生产停顿。农业使用污水，使作物减产，品质降低，
16、甚至使 人畜受害，大片农田遭受污染，降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重，如石油污染， 造成海鸟和海洋生物死亡。 (3)水的富营养化的危害 在正常情况下，氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件，而且氧参 加水中的各种氧化还原反应，促进污染物转化降解，是天然水体具有自净能力的重要原因。 含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大量有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻 类丛生，植物疯长，使水体通气不良，溶解氧下降，甚至出现无氧层。以致使水生植物大量 死亡，水面发黑，水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”，进而变成沼泽。这种现象 称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、颜色深、细
17、菌多，这种水的水质差，不能直接利 用，水中断鱼大量死亡。 水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类 （如蓝藻 、绿藻、硅藻 等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。 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。 赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际 上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。 赤潮发生必须具备以下条件： 海域水体高营养化； 某些特殊物质参与作为诱发因素
18、，如：维生素 B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核酸； 环境条件，如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。 赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害，而且对人类健康甚至生命都有 影响。主要包括两个方面： 引起海洋异变，局部中断海洋食物链，使海域一度成为死海； 有些赤潮生物分泌毒素，这些毒素被食物链中的某些生物摄入，如果人类再食用这些生物， 则会导致中毒甚至死亡。 3固体废弃物污染及其治理 （1）固体废弃物污染 固体废弃物是指人类在生产和生活中丢弃的固体和泥状物，如采矿业的废石、尾矿、煤矸石； 工业生产中的高炉渣、钢渣；农业生产中的秸秆、人畜粪便；核工业及某些医疗单位的放射 性废料；城
19、市垃圾等等。若不及时清除，必然会对大气、土壤、水体造成严重污染，导致蚊 蝇孳生、细菌繁殖，使疾病迅速传播， 危害人体健康。 （2）处理固体废弃物的方法： 目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和回收利用三种方式。 回收利用废旧合成材料主要有三种途径，一是通过熔融再生重新做成多种有用的材料；二是 采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为 燃料使用。 绿色化学与清洁生产 绿色化学的核心是要利用化学原理从源头消除污染。绿色化学是指化学反应和过程以“原子 经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，实 现“零排放” 。不仅充分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化 剂，生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。绿色化学化工的目标是寻 找充分利用原材料和能源，且在各个环节都洁净和元污染的反应途径和工艺。对生产过程来 说，绿色化学包括：节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生产过程排放废物之前减降废 物的数量和毒性；对产品来说，绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的最终处置的全周期 的不利影响。
