绿色化学 第七章 讲义
环境生物化学第七章

(4)水解作用
水解作用是一种很基本的生物代谢作用,许多种 微生物可以发生水解作用,水解作用在处理一些 有机大分子时,经常会用到水解作用这一特殊的 生物化学反应,使有机大分子转化为根小的分子, 甚至接近其他生物或者其他反应所要求的污染物 质特征。
环境生物化学
(4)水解作用
① 酯类的水解 多种微生物可发生此反应
环境生物化学
⑴冪指数定律
在基质降解过程中,如果不考虑微生物生长这一 因素.可以用幂指数定律来描述基质降解速率(反 应速率)与基质浓度的关系。 降解速率与基质浓度n次幂成正比:
dS — = kS n dt
7-1
式中 S为基质浓度;k为生物降解速率常数;n 为反应级数。
环境生物化学
⑴冪指数定律
反应可以是零级反应,即反应速率与任何基质浓 度无关,即式(7—1)可以用下式表示:
—
dS = kS 0 = k dt
7-2 7-3
对式(7—2)积分,速率定律的形式为:
S t — S0 = — kt
式中 So为基质的起始浓度;St为任意时间t的 基质浓度。适用情况:单一反应物转变为单一的 生成物或基质浓度很高。
环境生物化学
7.2典型有害有机污染物 微生物降解的生物化学
7.2.1卤代烃类微生物降解的生物化学
7.2.2农药微生物降解的生物化学
7.2.3洗剂剂微生物降解的生物化学
7.2.4石油污染物微生物降解的生物化学
环境生物化学
卤代烃类微生物降解 的生物化学
卤代有机化合物是一类非常重要的化合物, 被广泛地应用于工业、农业、农药、有机合成。 由于应用广泛,因此,卤代有机化合物进入环境 的机会也就很大,途径也很多。概括起来,环境 中的卤代有机物主要来自人工应用、自然生成和 人工条件下的有机物卤化。 卤代有机化合物中卤代脂肪烃和卤代芳香族 化合物是最重要的两类。而卤元素中最重要的是 氯,其次是溴和氟。环境最重要的卤代有机化合 物是氯化脂肪烃和氯化芳香烃,如三氯甲烷、多 氯联苯等。
第七章 绿色农药-生态农药

第 章 绿色农药 第七章 绿色 -生态农药 生2014.3.28农药农药残留!!!另一方面……世界耕地面积减少,人口增多,粮食问题突出。
提高粮食产量离不开农药。
世界粮食产量因病、虫、草害损失的估计数据 / %作物 水稻 玉米 小麦 其他谷类作物 马铃薯 虫害损失 27.5 13.0 5.0 6.2 6.0 病害损失 9.0 9.6 9.5 8.8 22.2 草害损失 10.6 13.1 9.8 12.4 4.1 累计 47.1 35.7 24.4 27.4 32.3如果不使用农药,农作物产量将大大降低 使 农 ,农作 将 作物 减产 水果 78% 蔬菜 54% 谷物 32%7.1 传统农药的辉煌史1、有机氯农药的辉煌¾ 始于1939年,由瑞士化学家保罗·缪勒尔合成DDT¾ 1948年获诺贝尔生理与医学奖DDT:曾经极受欢迎的杀虫剂¾ 能非常有效地、广范围地抵御虫害 非常有效 广范 抵 害 ¾ 没有气味,无刺激性,对人没有剧烈的毒性 ¾ 高度稳定性,可以持久保持药效DDT的危害环境激素¾ 在植物和土壤中长期残留,影响生态环境 在植物和土壤中长期残留 影响生态环境 ¾ 影响家禽及鸟类蛋壳的形成,甚至影响其繁殖 ¾ 尤其是处于食物链顶极的食肉鸟几乎因此而灭绝美国国徽 白头海雕 (美洲雕) 美国08年钱币六六六3六六六¾ 对昆虫有触杀、熏杀和胃毒作用 昆虫有触 熏 和胃毒作用 ¾ 杀虫范围比DDT更广,曾被广泛应用 ¾ 对人、畜均有一定毒性 对人 畜均有一定毒性 ¾ 带来环境污染,20世纪80年代起被禁用2,4-D¾ 一种植物激素 ¾ 用作除草剂或落叶剂24D 2,4-D二噁英2,4,5-T2、高效、低残留的有机磷农药¾ 多为磷酸酯、硫代磷酸酯 多为磷酸酯 硫代磷酸酯 ¾ 杀虫力强、残留性低、易被生物体代谢为无害成份(磷酸盐)¾ 对哺乳动物的毒性大,易造成人畜急性中毒乐果¾ 有恶臭,对昆虫有触杀和内吸作用 ¾ 中等毒性,残效期短 ¾ 有机磷类杀虫剂中用途较广、产量较大的品种之一2、高效、低残留的有机磷农药1605¾ 有大蒜气味 ¾ 具有胃毒、触杀及熏蒸作用 具有胃毒 触杀及熏蒸作用 ¾ 杀虫范围广、作用较快,施药后几十分钟开始生效 ¾ 对人畜毒性高,具有致癌、致突变及生殖毒性 对人畜毒性高 具有致癌、致突变及生殖毒性3、氨基甲酸酯类农药¾ 用作农药的杀虫剂、除草剂、杀菌剂等 ¾ 除少数品种毒性较高外, 大多数属中 大多数属中、低毒 低毒西维因异氰酸酯¾ 合成氨基甲酸酯类农药的直接原料 合成氨基 酸酯类农药的直接 料 ¾ 一种易挥发的、活泼的、有毒和易燃的液体印度博帕尔毒气泄漏事件¾ 1984 年 12 月 3 日凌晨,美国联合碳化物公司在印度博帕尔 日凌晨 美国联合碳化物公司在印度博帕尔 ¾ 直接致死2.5万人,间接致死55万人,永久残废20多万人 。
绿色化学第二版知识点总结

绿色化学第二版知识点总结第一章:绿色化学导论绿色化学是以人为中心的理念,旨在提供环境友好、经济可行和社会可持续的解决方案。
绿色化学的原则包括原子经济、减少有害物质使用、能源效率、生物多样性保护、安全和健康。
第二章:设计绿色合成路线设计绿色合成路线的关键是使用尽可能少的原料,减少废弃物和副产品的产生,并确保合成过程中的安全性和可持续性。
绿色合成路线的设计需要考虑原料的可获得性、反应条件的温和性以及产物的纯度和性能。
第三章:使用可再生原料可再生原料是指那些能够通过自然过程得以更新并得以持续使用的原料。
在绿色化学中,使用可再生原料可以减少对有限资源的依赖,降低对环境的影响,并带来更可持续的生产和消费方式。
第四章:理解绿色溶剂的优势在绿色化学中,选择合适的溶剂非常重要。
绿色溶剂应具有良好的生态和毒理性能,并且在生产和使用过程中能够降低对环境和健康的不利影响。
第五章:开发绿色催化剂绿色催化剂是绿色化学中的重要组成部分,它们可以在较低的温度和压力下促进化学反应的进行,减少能量消耗和废弃物的产生。
绿色催化剂的设计需要考虑其对环境和健康的影响,并确保其在反应过程中的高效性和选择性。
第六章:开发可降解的塑料塑料制品的生产和使用给环境带来了严重的污染和危害。
在绿色化学中,开发可降解的塑料是一个重要的研究方向,它可以减少对有限资源的挥霍,降低对环境的影响,并为循环经济和可持续发展提供可能。
第七章:推广绿色化学理念推广绿色化学理念是绿色化学发展的一个重要环节,它需要政府、企业和公众的共同努力。
通过宣传教育、立法法规和市场激励等方式,推广绿色化学理念,促进绿色产品和技术的应用,为建设美丽中国和美丽世界作出贡献。
第八章:绿色化学的未来展望绿色化学是未来化学发展的重要方向,它将在能源、环境、材料和生命科学等领域发挥越来越重要的作用。
未来,绿色化学将逐渐成为化学领域的主流方向,带来更多的技术创新和商业机会,为人类社会的可持续发展提供更多的可能性。
2020高考化学一轮复习精品:第七讲环境保护与绿色化学(一课时)

2020高考化学一轮复习精品:第七讲环境保护与绿色化学(一课时)一、考试讲明:1、了解氮氧化物、二氧化硫等污染物的来源、性质和危害,体会化学对环境爱护的重意义。
2、了解酸雨的形成和危害。
二、感悟高考:1、(07全国Ⅰ理综6)以下有关环境咨询题的讲法正确的选项是A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康C.pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故可不能导致水体污染2、(08广东理基22)爱护环境已成为人类的共识。
人类应以可连续进展的方式使用资源,以合理的方式对废物进行处理并循环使用。
以下做法不利于环境爱护的是A.发电厂的煤经脱硫处理B.将煤转化为水煤气作燃料C.回收并合理处理聚乙烯塑料废物D.电镀废液经中和后直截了当排放感悟高考:三、教学设计:〔一〕环境污染及其防治1、要紧污染物:CO、CO2、SO2、NO x、NH3、醛类(如甲醛)、酚类、烟雾、烟尘、放射性稀有气体氡、电磁波、螨虫、细菌、病毒等。
2、来源:煤、石油、液化气、天然气等的燃烧,煎、炒、烘、烤等高温烹饪加工中产生的烟雾,烟草的燃烧,电器发出的电磁波,地毯中的螨虫,建筑装璜材料产生的甲醛、放射性稀有气体氡,化妆品,日用化学品,家宠等。
3、危害:引起人体呼吸道、消化道等疾病,导致各种癌症、皮肤病、传染病,阻碍婴幼儿智力和发育等。
4、酸雨的形成和危害:酸雨分为硫酸型和硝酸型,我国的酸雨要紧属于硫酸型。
操纵酸雨的全然措施是减少SO2等气体的排放。
例1:某次采集酸雨样品,每隔一段时刻测定一次pH,得到如下数据:时刻/h 0 8 16 24 32 40 48pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0变化的要紧缘故是。
〔2〕pH变化的离子方程式是5、常见污染:6、防治措施:〔1〕保持室内清洁、通风。
〔2〕对电器辐射采取防护措施,并保持距离。
新版高中化学讲义:环境保护与绿色化学

一、环境保护1.环境问题:主要是指由于人类不合理地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。
2.环境保护的任务(1)环境质量监测:对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定,为控制和消除污染提供可靠的数据。
(2)治理工业“三废”(废水、废气、废渣)。
(3)杜绝污染物的排放,从根本上解决环境问题。
二、大气污染及其治理1.污染物主要来源:化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。
2.污染物主要成分:CO、SO2、氮氧化物、挥发性有机物、烟尘等。
3.大气污染问题大气污染物在太阳辐射等因素作用下,经过复杂变化形成次生污染物,具体形成过程如下:次生污染物可造成酸雨、雾霾、光化学烟雾、臭氧空洞等污染现象。
第30讲环境保护与绿色化学知识导航模块一化学与环境保护知识精讲4.大气污染的治理措施限制和减少污染物的排放,吸收和处理大气污染物。
(1)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;(2)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; (3)停止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层;(4)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 、CO 2、NO 、NO 2、SO 2、尼古丁、甲醛、苯及其同系物、氡等污染物含量,改善室内空气质量等。
思考与交流——酸雨是怎么形成的?【答案】大气污染物NO 2或SO 2溶于水,导致酸雨。
三、酸雨的形成及治理 1.硫酸型酸雨及治理(1)形成原理:_______________________________________________________________。
(2)治理:可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石,或氨水作为脱硫剂。
新高一化学第七章知识点

新高一化学第七章知识点
一、介绍
第七章是高中化学教材中的重要章节,主要讲述了一些与化学
反应有关的知识点。
本章内容涉及到化学反应的速率、平衡、电
解质溶液等方面的内容。
下面将分别进行介绍。
二、化学反应速率
化学反应速率指的是在单位时间内,反应物转化为产物的数量。
影响化学反应速率的因素有反应物浓度、温度、催化剂等。
其中,反应物浓度增加会使得反应速率加快,而温度的升高同样也会加
快反应速率。
催化剂可以降低反应物参与反应的能量,从而提高
反应速率。
三、化学反应平衡
化学反应平衡是指反应物转化为产物的同时,产物也会再转化
为反应物的状态。
在达到化学反应平衡后,反应物和产物的浓度
不再发生变化。
平衡常数是用来描述反应物和产物之间的平衡比
例的数值。
四、电解质溶液
电解质溶液是指在溶液中能够离解成离子的化合物。
电解质溶液的导电性能与溶液中的离子浓度有关。
强电解质溶液中,离子浓度高,导电性强。
相反,弱电解质溶液中,离子浓度低,导电性较弱。
五、其他知识点
除了上述内容外,第七章还涉及了一些其他的重要知识点。
比如,化学平衡的法则,包括浓度法则、压力法则等;电解质溶液的浓度计算方法;酸碱中和反应等。
六、总结
第七章知识点是理解和掌握高中化学基础的重要环节。
通过学习本章内容,能够更好地理解化学反应的速率、平衡和电解质溶液等方面的知识,为以后的学习打下坚实的基础。
希望同学们通过认真学习,能够深入理解并灵活运用这些知识点。
绿色化学

第一章:1. 什么是绿色化学?绿色化学(Green Chemistry),又叫环境无害化学(Environmentally Benigh Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)、可持续的化学(Sustainable Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。
绿色化学即是用化学的技术和方法,去减少或消灭那些对人类健康或生态、环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。
2.绿色化学的目标和研究内容绿色化学致力于研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学品的设计、制造和使用;研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学过程的设计和应用。
简言之,绿色化学就是把化学知识、化学技术和化学方法应用于所有的化学品和化学工程,以减少直到消除对人类健康和对环境有害的反应原料的使用、反应过程的利用、反应产物的生产和使用、反应溶剂的使用,尽可能不生成副产物,更加充分的利用资源,以适应可持续发展的需要。
因此,如何从源头上防止污染,从根本上减少或消除污染,提高反的原子经济性,实现废物的零排放,这是绿色化学追求的目标。
3.绿色化学与环境治理的区别绿色化学是从源头上防止污染的生成,即污染预防。
环境治理则是对被污染的环境进行治理,即末端治理。
4.美国总统绿色化学挑战奖“总统绿色化学挑战奖”是由美国总统克林顿1995年发起的,并于1996年首次颁发.用来奖励在化学品的设计,制造和使用过程中,融入绿色化学的基本原则,并在源头上减少或消除化学污染物的,卓有成效的化学家或企业.每年评奖一次,共设五个奖项.是总统级别为化学设置的唯一奖项.1.更新合成路线奖2.变更溶剂和反应条件奖3.设计更安全化学品奖4.学术奖5.小企业奖第二章:1、绿色化学的十二条原则(1)防止污染优于污染治理(Prevention) (2)提高原子经济性(Atom Economy)(3)无害化学合成(Less Hazardous Chemical Syntheses) (4)设计安全化学品(Design Safer Chemicals)(5)采用安全的溶剂和助剂(Safer Solvents and Auxiliaries) (6)合理使用和节省能源(Design for Energy Efficiency)(7)使用可再生资源为原料(Use Renewable Feedstocks)(8)减少衍生化步骤(Reduce Derivatives)(9)催化反应(Catalysis)(10)设计可降解产品(Design for Degradation)(11)预防污染的现场实时分析(12)防止生产事故的安全工艺2、深刻理解原子经济性概念,掌握对各类反应进行原子经济性评价。
绿色化学(全套课件)四川大学(2024)

色谱分离原理
利用物质在固定相和流动相之间的分配平衡,实现不同组分的分 离。
色谱法的分类
根据固定相和流动相的不同,可分为液-液色谱、气-液色谱、气固色谱等。
色谱分离技术应用
在石油化工、环境监测、食品药品分析等领域有广泛应用,如油品 组成分析、大气污染物监测、药物成分分析等。
22
结晶分离技术
06
绿色分析测试与评价方法
2024/1/29
24
绿色分析测试方法
原子经济性和E因子评价法
通过计算化学反应中原子的利用效率和环境负 荷来评估其绿色程度。
绿色溶剂选择
选择环境友好的溶剂,如离子液体、超临界流 体等,以减少对环境的污染。
2024/1/29
绿色催化剂设计
开发高效、可回收和可重复使用的催化剂,以降低化学反应的能耗和废弃物产 生。
成功开发出多种高效分离纯化技术, 如超临界流体萃取、膜分离等,这些 技术在化工、制药等领域具有重要应 用。
02
分离纯化过程优化与 节能研究
对多个分离纯化过程进行了优化研究 ,提高了分离效率和能源利用效率, 减少了废弃物排放和能源消耗。
03
新型分离纯化材料的 探索与应用
积极探索并应用新型分离纯化材料, 如分子筛、金属有机框架材料等,在 气体分离、液体分离等领域取得了重 要进展。
2024/1/29
32
THANKS
2024/1/29
33
经济发展
绿色化学可以推动化学工业的转型 升级,促进经济的可持续发展。
7
02
绿色合成技术
2024/1/29
8
原子经济性反应
03
原子经济性概念
原子经济性反应类型
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第七章注重功效和环境无害的绿色化学产品第一节绿色化学产品及其评估原则一.什么是绿色化学产品对人类和环境无害的化学产品称为绿色化学产品。
绿色化学产品的两个特征:1、产品本身不会引起环境污染和健康问题,包括不会对野生生物、有益昆虫或植物造成损害;2、当产品被使用后,应能再循环或易于在环境中降解为无害物质。
二、如何评估化学产品或化学过程对人类健康和环境的影响1、对人体的毒性化学品对生命机体造成的生物化学影响,称为毒性。
(1)致毒途径有三种◎接触致毒皮肤接触、嘴接触、呼吸系统接触◎生物吸收致毒生物吸收是指生命系统内对有毒化学品吸收的能力及在生命系统内的分布。
◎物质的固有毒性致毒物质的固有毒性是指有毒化学物质引起正常细胞改变的性质,通常由分子的部分结构引起,这部分结构称为“毒性载体”。
有些物质没有直接的毒性,但由于其分子的特殊结构,能在代谢过程中转化为有毒的物质,这种结构称为“产毒结构”。
一种物质毒性的程度与接触程度、生物吸收性和它引发的生理学过程在生命体内的重要性有关。
其过程可表示如下:(2)评估毒性大小的三个指标◎毒性作用的效力例:化合物X和Y除了能引起眼睛失明外没有其它的毒性,其中X使人完全失明的含量是10ppb,而Y的含量是1×106ppb。
绿色化学的评估:X和Y的毒性作用一样——引起人的眼睛失明,但X的效力比Y大十万倍,从绿色化学的角度来评估,Y比X更可取。
◎毒性的作用点例:化合物X和Y对人体都有毒性,最终造成毒性危害的浓度均为100ppm,但X只有催泪作用,而Y则引起中枢神经系统的破坏。
绿色化学的评估:X和Y的毒性效力是一样的,但二者的作用点不同。
显然,中枢神经系统的破坏比起催泪作用来要严重得多,因此,从绿色化学的角度来评估X比Y更可取。
◎毒性的可消除性例:化合物X和Y仅对人体有毒性。
当人体接触到10ppm或更多的X或Y时,均会引起严重的呼吸困难,但将X移开或人体接触的水平低于10ppm时呼吸困难的症状就会消失,而将Y移开或人体接触的水平低于10ppm时呼吸困难的症状仍旧存在。
绿色化学的评估:二者的毒性效力和作用点都相同,但X的毒性作用是可消除的,而Y的毒性作用是不可消除的,故X比Y更可取。
2、对野生生物的毒性野生生物物种繁多,不可能对所有的物种进行评估。
主要采用三种方法:◎建立毒性测试数据库◎利用构效关系外推◎利用现有毒性测试数据外推。
需要注意的问题:某化合物对物种甲是有益的,而对物种乙却是有害的。
如水中磷酸盐对藻类有益,对鱼类有害。
3、对环境的影响◎对局部环境的影响如氮氧化物排放→酸雨→植物、鱼类死亡。
汽车尾气排放→光化学烟雾→使人生病。
◎对全球环境的影响二氧化碳排放→温室效应→海平面上升,沿海地区被淹没;气候变化→影响人类健康。
氟氯烃排放→臭氧层空洞→紫外线照射增加→皮肤癌等。
全面评价一个化合物时,必须考虑对环境的影响。
第二节 设计绿色化学产品的方法和一般原则一、三种设计方法1、如果已知某一反应是毒性产生的必要条件,在确保分子的作用与性质不变的前提下可以通过改变结构使这个反应不发生,从而避免或降低该化学品的毒性。
例如:有机腈化合物在生物体系中由于能发生如下反应而产生毒性R —CH 2—CN → “R —CH 2” + “CN ”如果在α-位上引入取代基,如甲基,则释放氰基的反应就被抑制,该物质就几乎是无毒的。
2、对于毒性机理不明确的情况,可以根据可以根据官能团与毒性间的一般关系,除去或不引入与毒性有关的官能团来降低毒性。
3、设法降低生物利用率。
无论一个化合物本身有多大毒性,只有它进入人体到达毒性发生作用的目标器官时才能起到毒害作用。
因此化学家可以通过分子设计来改变分子的物理和化学性质,从而降低人体器官对它的吸收程度。
例如化合物在水相和脂相之间的分配比例LogP 是决定其进入生物体能力大小的主要因素,通过改变结构可以调控LogP 的大小,使分子具有较小的穿透表皮的能力,不能表现出原有的毒性。
二、一般设计原则(一)“外部”效应原则指通过分子设计,改善分子在环境中的分布、人和其他生物机体对它的吸收性质等重要物理化学性质,从而减少它的有害生物效应。
1、与物质在环境中的分布有关的性质◎挥发性/密度/熔点◎水溶性◎残留性/生物降解性◎转化为具有生物活性(毒性)物质的可能性◎转化为无生物活性(毒性)物质的可能性2、与机体吸收有关的性质◎挥发性◎油溶性◎分子大小◎降解性质3、对人、动物和水生生物吸收途径的考虑◎皮肤吸收/眼睛吸收◎肺吸收◎消化道吸收◎呼吸系统吸收或其它特定生物的吸收途径生物聚集和生物放大(化学物质随食物链向上一级进展在组织中浓度增大)见图农药DDT在环境中的迁移和生物放大作用4、杂质问题◎是否会产生不同类别的杂质◎是否会产生有毒或更毒的同系物◎是否会产生有毒或更毒的异构体受污染的大马哈鱼将对所有生物构成威胁每年夏天,数百万红大马哈鱼都要从太平洋北部地区长途跋涉数千公里来到它们原来的出生地阿拉斯加湖产卵。
它们在产卵完毕后便随即死去,而后就地分解并沉积在当地湖泊中的沉积岩上。
加拿大渥太华大学的尤里-布列等人研究发现,这些鱼带有大量的聚氯联二苯。
在这些鱼类经常出没的湖泊中,聚氯联二苯的浓度要比它们从未到达过的其它湖泊高7倍。
最主要的问题是那些已经死去的大马哈鱼成了处于食物链最底层的昆虫最理想的食物,而有害化学物质便从这些昆虫开始层层攀升入侵食物链上层。
生态环境保护专家们担心,大马哈鱼所携带的有害化学物质聚氯联二苯将可能对该地区的高级飞禽猛兽——熊、鹰……乃至人带来毁灭性的灾难。
而令问题进一步复杂化的是这些大马哈鱼尸体中所含的有害化合物分解进程异常缓慢,所以生态环境保护专家们在这一领域还有很长的路要走。
(二)“内部”效应原则指通过分子设计来达到预防毒性的目标。
1、增大解毒性能(1)增大排泄的可能性◎选择亲水化合物如含有硫酸根的分子难于穿越生物膜,亲水性好,即使发生吸收也易于排泄。
◎增大物质分子与葡萄糖醛酸、氨基酸结合的可能性或使分子易于乙酰化(2)增大可生物降解性2、避免物质的直接毒性(1)选择无毒物质(2)选择官能团◎避免使用有毒官能团如过去挡风玻璃胶粘剂全部采用异氰酸脂作交联剂,毒性很大。
现在采用乙酰醋酸脂代替异氰酸脂作粘性交联剂,避免了毒性。
◎对有毒官能团进行结构屏蔽就是为了避免毒害暂时将有毒官能团转化,当需要时再将原来的官能团释放出来。
其缺点是是原子经济性降低。
3、避免间接中毒这里间接中毒(也称生物活化)是指物质在初始结构时并不具有毒性,但它进入人体后,会转化为有毒的物质,如致癌物质。
◎不使用具有生物活化途径的分子◎对可生物活化的结构进行生物屏蔽第三节绿色化学产品设计的成功范例一、用甲苯代替苯苯是合成塑料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、炸药等工业的基本原料,也是重要的有机溶剂。
苯会引起肝中毒甚至白血病,这是因为苯在肝中会发生氧化反应,生成一系列物质,其中包括毒性很强的酚。
苯还是一种致癌物,且能诱发人的染色体畸变。
1999年福州收治了8名再生障碍性贫血患者,均为刷胶工人,1人抢救无效死亡。
原因是生产中使用了含高浓度苯的胶粘剂。
如果在苯环上引入一个甲基——变成甲苯,则氧化反应主要发生在甲基上,依次生成苯甲醇、苯甲酸,其中苯甲酸是无毒的,因而甲苯的毒性比苯有所降低。
甲苯与苯的性质有许多相似之处,在许多情况下可用甲苯代替苯。
二、安全有效的毛虫克星Confirm TM据联合国粮农组织估计,全球每年粮食作物因病虫害而减产达30%,由此而造成的经济损失达1200亿美元。
为了对付病虫害,全球每年要生产200万吨农药,年销售额达180亿美元。
但长期使用化学农药,会使害虫产生抗药性,导致杀虫剂用量大增,不仅增加经济负担,而且容易造成人畜中毒。
据广东省有关部门统计,仅是蔬菜残留农药食物中毒一项,每年就超过1000宗,中毒人数超过3万人。
联合国有关组织曾对使用杀虫剂作出严格规定,并禁用和限制使用500种化学农药。
Rohm &Haas 公司发现了一个新的杀虫剂家族——二酰基肼,能有效地控制履带式害虫,而对人和生态系统没有显著的危险。
Confirm TM的杀虫机制非常独特。
它是通过模仿在昆虫体内发现的叫做20-羟基蜕化素的物质而起作用的,这种蜕化素能导致昆虫脱皮(脱皮阶段不能进食)并调节昆虫的发育。
毛虫食用Confirm TM后,使脱皮过程延长,致使它们因停食、脱水而死亡。
由于20-羟基蜕化素对许多非节肢动物不具有生物功能,所以ConfirmTM对于各种各样的哺乳动物、植物、水生动物、益虫(蜜蜂、瓢虫、甲虫等)以及其它食肉节肢动物(如蜘蛛)都非常安全。
它是迄今发现的最安全、最具选择性、最有效的昆虫控制剂之一,该成果获得1998年美国“总统绿色化学挑战奖”的设计更安全化学品奖。
三、海洋船舶防垢剂船体表面往往会长满海藻和贝壳,形成积垢。
危害:结垢1mm,阻力增加约80%,每年多消耗燃料费用约30亿元;同时对环境带来不利影响。
传统对策:在油漆中添加有机锡防垢剂TBTO。
存在问题:TBTO有毒副作用,降低生育能力,引起生物变种;半衰期长,在生物体内产生积累放大效应,最高可达10000倍。
Rohm & Haas公司研究出Sea-Nine(tm)抗浮游生物剂:该产品毒副作用小,降解快(海水中半衰期为1d,沉积物中为1h,在生物体中积累基本为零,获得1996年美国“总统绿色化学挑战奖”的设计更安全化学品奖。
四、可生物降解螯合剂传统的螯合剂的生物降解能力很弱,有些会持久存在,对水体产生影响。
同时,许多螯合剂,例如氨基羧酸盐,是以剧毒的氢氰酸为原料生产的,这对从业人员的健康和安全是一个极大的威胁。
美国拜尔公司以顺丁烯二酸酐、氢氧化钠和氨为原料,水为溶剂生产了一种新的环境友好螯合剂——亚氨二丁二酸钠,该产品不仅具有优秀的螯合性能,而且无毒、可生物降解,生产过程不产生废物,无污染,是传统螯合剂的理想替代物。
拜尔公司因此获得了2001年美国总统绿色化学挑战奖的新合成路线奖。
五、我国绿色化学产品举例1.南开大学成功研制出超高效绿色杀虫剂——甲氨基阿维菌素苯甲酸盐这种杀虫剂,是一种半合成抗生素类杀虫剂农药。
具有超高效、无毒、无公害、双重昆虫致死率高、较少受环境因素影响等特点,其技术指标达到国际先进水平。
同阿维菌素其系列产品相比较,针对农业界棘手的鳞翅目害虫的杀虫活性提高了1-3个数量级,可在蔬菜、烟草、茶叶等经济作物上使用。
作用机制:甲维盐可以增强神经质如谷氨酸和γ一氨基丁酸(GABA)的作用,从而使大量氯离子进入神经细胞,使细胞功能丧失,扰乱神经传导,幼虫在接触后马上停止进食,发生不可逆转的麻痹,在3-4天内达到最高致死率。
在10天以上又出现第二个杀虫致死率高峰,同时很少受环境因素如风、雨等影响。