哈工大大学化学大作业——化学与环境

环境与化学

摘要：环境与化学是如今炙手可热的话题。随着人们环保意识的提高，保护环境这一永恒的主题越来越受到人们的关注，许多人主动投身到环保事业中去。造成环境污染的方式众多，保护生态的办法也是层出不穷。而这其中，化学这一学科受到了极大的重视，这是一门可以左右生态发展的学科，善加利用可以保护生态环境，让世界各国和平发展；利用不佳则会破坏生态平衡，甚至引发生态危机。由此可见，环境与化学存在着密切的联系。

关键词：环境污染；环境保护；生态化学；绿色化学

随着科学的进步，人们生活水平的提高，环境问题越来越受到广大地球居民的关注。

众所周知，环境污染对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响：它给生态系统造成直接的破坏和影响，污染物的积累和迁移转化还会引起多种衍生的环境效应，给生态系统和人类社会造成间接的危害，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。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。而其中，化学对环境的影响不容忽视，很多污染有一定的污染物，比如大气中的硫的氧化物、氮的氧化物，水体中氮磷的富集，化工厂的三废等等，因此有人认为化学的发展带来了环境污染，但也是化学在治理环境污染，工厂废水重金属离子的沉淀，酸碱的中和，沙暴的防治。每天都伴在我们身边的化学既保护着我们免受环境污染的侵害又在直接或间接地破坏生态环境。由此可见，化学是一柄双刃剑，它在保护我们的同时又在伤害着我们生存的环境。而我们应该辩证地看待化学与环境的关系，趋利避害，将化学引导向为人类保护环境做出贡献的方向上去。

一、化学对环境的污染

化学污染，chemical pollution，是由于化学物质(化学品)进入环境后造成的环境污染，即因化学污染物引起的环境污染。这些化学物质有有机物和无机物，它们大多是由人类活动或人工制造的产品，也有二次污染物。

危害食品安全

食品污染是指视频在生产（包括农作物种植和动物饲养、收益治疗）、加工、包装和贮运过程中非故意加入食品中的物质，包括环境污染和生产加工过程中产生的。其中由于化学有机污染物的慢性长期摄入造成的潜在食源性危害已成为人们关注焦点。

污染水资源

中国有82%的人饮用浅井和江河水，其中水质污染严惩细菌超过卫生标准的占75%，受到有机物污染的饮用水人口约1.6亿。长期以来，人们一直认为自来水是安全卫生的。但是，因为水污染，如今的自来水已不能算是卫生的了。

水污染造成的原因主要是化学污染，化工厂排污导致P的含量上升，破坏生态环境。

白色污染

据统计，到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg（20世纪90年代数量进一步上升），打开包装后即被抛弃，这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题：掩埋它们将永久留在土地里中；焚烧它们会放出剧毒。

工业化的发展为人类提供了许多新物料，它们在不断改善人类物质生活的同时，也带来大量生活废物，使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平，又不破坏环境，我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。

以塑料为例，据统计，到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg（20世纪90年代数量进一步上升），打开包装后即被抛弃，这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题：掩埋它们将永久留在土地里中；焚烧它们会放出剧毒。

化工废水、化工废弃、化工废渣污染

各种化工操作都要排放废液或大量废水，生产装置和包装容器的冲洗过程也有可观数量的废水。化工废水中的污染物买一种是其中含有直接对人体和生物有毒性作用的污染物，另一种所含污染物不直接造成危害，但导致水中产生色泽、味道、臭味和增加耗氧量，恶化水质简介损害水生生物的存在。

大气污染物可分为气体污染物和气溶胶状污染物。气体污染物主要有碳化物、硫的氧化物、硫化氢、氮的氧化物、氯气、氯化氢和烃类。此外由于化学燃料的大量使用，人为的二氧化硫和氮氧化物的大量排放而形成酸雨。酸雨的主要危害是破坏森林生态系统、改变土壤性质结构、破坏水生生态系统、腐蚀建筑物和损坏人体的呼吸系统和皮肤。

化学工业中排出的工业废渣主要包括：硫酸矿渣、电石渣、碱渣、煤气炉渣、磷渣、汞渣、铬渣、盐泥、污泥硼渣、废塑料以及橡胶碎屑。

二、化学在治理污染方面的作用

利用绿色化学和化学反应能有效解决水污染问题。例如，中和法用于中和酸性或碱性废水；萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的“分配”，回收酚类、重金属氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物，杀灭天然水体中的病原菌等。

研制可以自然分解或生物降解的新型塑料以解决“白色污染”问题。目前国际上已有一些成功的方法，例如：光降解塑料和生物降解塑料。

制造在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康，具有合格的使用功能及使用寿命，易于回收、利用和再生，报废后易于处理，在环境条件下容易降解的绿色产品。

在工业、农业、日常生活等方面应该采用无毒、无害并可循环使用的物料，用化学减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生，让化学更好的发挥它有力的作用。

室内环境改良。家居和办公室可以栽种一些绿色植物，如吊兰、虎尾兰等可以吸收空气中的甲醛，而万年青、雏菊可以清除三氯乙烯，长青藤则可以吸收苯。吊兰能吸收空气中95％的一氧化碳，85％的甲醛；天南星能吸收空气中 80％的苯，50％的三氯乙烯；玉兰能吸收二氧化碳和氯气；惠兰则可有效吸收空气中的氟和二氧化硫；而金橘、四季橘和朱沙橘这些芸香科植物富含油苞子，可以抑制细菌，还能有效预防霉变，预防感冒。

在防治化肥农药污染方面应合理施用化肥，增施有机肥。提高土壤有机质含量，可增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂及某些农药，腐殖质能促进镉的沉淀等。还可以施用化学改良剂，采取生物改良措施施用化学改良剂在受重金属轻度污染的土壤中施用抑制剂，可将重金属转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收。常用的抑制剂有石灰，碱性磷酸盐，碳酸盐和硫化物等。例如，在受镉污染的酸性，微酸性土壤中施用石灰或碱性炉灰等，可以使活性镉转化为碳酸盐或氢氧化物等难溶物，改良效果显著。

三、绿色化学理念

绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。

绿色化学是指：在制造和应用化学产品时应有效利用（最好可再生）原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术。它课通过使用自然能源，避免给环境造成负担，避免拍胖友还无处。利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发，并考虑技能、节省能源、减少废弃物排放量。

化学可以粗略地看做是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新无处，但是在许多场合中却既未有效的地利用资源，又产生大量排放物，造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学，它的主要特点是“原子经济性”，即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料院子，实现“零排放”。举例来说，化合反应：“2Cu+O2=2CuO”就是原子利用率达到100%的反应。因而既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看做是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝，可是经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界星期，它对我国这样新型的发展中国家更是一个难得的机遇。

目前，随着绿色化学作为学科前沿方向的逐步形成, 在很短的时间内，通向绿色化学的各种途径已隐约可见。这说明绿色化学是有效的，也是有益的。从科学观点认识，绿色化

学是对传统化学思维方式的更新和发展；从环境观点认识，它是从源头上消除污染；从经济观点认识，它合理利用资源和能源，降低生产成本，符合经济可持续发展的要求。其目的就是要把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。然而，必须指出的是, 绿色化学与环境治理是完全不同的概念。环境治理是对已被污染的环境进行治理，使之恢复到被污染前的面目；而绿色化学则是从源头上阻止污染物的生成，即所谓污染预防。因此，只有通过绿色化学的途径，从科学研究出发，发展环境友好化学、化工技术，才能解决环境污染与经济可持续发展的矛盾。

绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。

四、《环境化学》学科的发展

环境化学（environmental chemistry）是研究化学物质，特别是化学污染物在环境中的各种存在形态及特性、迁移转化规律、污染物对生态环境和人类影响的科学，主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。它是环境科学研究和环境科学的基础内容之一。

主要研究领域和内容

研究污染物（主要是化学污染物）在环境（包括大气圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈）中的迁移、转化的基本规律，形成环境污染化学这一介于环境科学与化学之间的一门新兴的边缘分支学科。

研究环境中污染物的种类和成分及其定量分析方法，形成环境分析化学（常简称环境分析）。它是环境化学的分支学科。

研究环境中天然的和人为释放的化学性质的迁移、转化规律及其与环境质量和人类健康的关系，形成环境地球化学。它是介于环境与地球化学之间的一门新兴的边缘分支学科。

五、化学与生活

“Chemistry is not what damages the environment ,but what protects our earth.”诚然，既然化学是我们生活中必不可少的一部分，为何不让它成为我们保护地球的良好武器，却让它恣意伤害我们赖以生存的家园呢？我们可以改变化学，使之成为我们提高生活质量的利器，让化学学会环保，让生活更加美好！

参考文献：

《化学与环境保护》刘静主编西安交通大学出版社 2004

《环境保护概论》战友主编化学工业出版社 2010-08

《环境化学导论》张瑾主编化学工业出版社 2008

《污染生态学》周启星李培军科学出版社 2001