无机化学与环境保护

无机化学与环境保护

姓名：王逸炳学号：20095051213

系（院）：化学化工学院专业：化学

指导教师：杨沭明职称：教授

摘要：现代科学技术的发展，人类的活动对环境的影响越来越大，人类的生存与发展需要一个良好的自然环境,但是人类在充分享受现代文明的同时,却面临着人口的压力,资源的短缺,环境的恶化和生态危机等一系列的世界性难题。环境的污染与化学存在着很大的关系。环境保护已经成为一个全球性的问题。

关键词：无机化学；环境保护；环境污染

Abstract：Along with the development of modern science and technology, and human activities on the environment is more and more big, the impact of human survival and development needs a good environment, but human in fully enjoy the modern civilization, is facing pressure of population, resources and environment deterioration and the shortage of ecological crisis and so on a series of worldwide problem. Environmental pollution and chemical exist great relationship. Environmental protection has become a global problem.

Key words：iganic chemical, vironmental protection , vironmental pollution.

引言

环境是一个非常复杂的体系，我们涉及的主要是人类的生存环境。人类生存的环境分为自然环境和社会环境。环境污染已经成为一个全球性的问题。环境污染是指有害物质和因子进入环境并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的结构与功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。

1 元素在生物体中的存在形态

元素在生物体中以不同形态存在，大致可分为四种情况。

（1）物结构物质：Ca、F、P、Si和少量的Mg，以难溶无机化合物形态存在于硬组织中，如SiO2、CaCO3、Ca10(PO4)6(OH)2等。（2）有电化学功能和信息传递功能的离子：Na、Mg、K、Ca、Cl等，分别以游离水合阳离子和阴离子形式存在于细胞内、外液小，两者之间维持一定浓度梯度。（3）生物大分子：这里系指蛋白质、肽、核酸及类似物等，需要金属元素(例如，Mo、Mn、Fe、Cu、Co、Ni、Zn等)结合的大分子，包括具有催化性能和贮存、转换功能的各种酶。（4）小分子：属于这一类的元素，一般有F、Cl、Br、I、Cu和Fe，存在于抗生素中；Co、Cu、Fe、Mg、V和Ni等存在于卟啉配合物中；As、Ca、Se、Si和V等存在于其它小分子中。

总之，生命必需元素在生物体内的化学形态十分复杂，还有待进一步研究

2 污染元素对人体健康的的危害

目前在人体组织中发现的元素数目已多达70余种，仅在血液中就含有30多种元素。除了上述生命元素外，其余元素是随着自然资源的开发利用和工业发展而进入环境，它们通过大气、水源和食物等途径而侵入机体，成为人体中的污染元素。大部分污染元素为金属离子，它们在体内的积累，往往会干扰正常的代谢活动，对健康产生不良的影响，甚至引起病变。主要污染元素对机体的危害见下表。因此，治理环境污染，保障人类健康，是当前世界各国十分重视的课题。

表1污染元素对人体的危害

元素

危害

最小致死量/10-4%

Be

致癌

4

Cr

损害肺，可能致癌

400

Ni

肺癌，鼻窦癌

180

Zn

胃癌

57

As

损害肝、肾及神经，致癌

40

Se

慢性关节炎，浮肿等

3.5

Y

致癌

-

Cd

气肿，肾炎，胃痛病，高血压，致癌

O.3～0.6

Hg

脑炎，损害中枢神经及肾脏

16

Pb

贫血，损害肾赃及神经

50

3 环境化学污染

由于缺乏环保意识，人类的生产、生活活动在创造了物质文明的同时，也破坏了生态环境，主要表现为排放了大量废气、废水、废渣及垃圾污染了环境；超度用水、滥伐森林、破坏植被，使江湖枯竭、土地荒漠化。

3.1大气中的化学污染

空气是人类和一切生物一刻也不能缺少的物质。一个成年人每天需要10～12m3空气，如果5天内不饮水，5周内不吃饭，尚能生存，但5分钟不呼吸空气，就会死亡。由此可见，空气对维持生命的重要性[1]

大气是多种气体的混合物，可分为恒定的、可变的和不定的组分。恒定组分是指大气中20.95％(体积)的氧，78.09％的氮，0.93％的氩，仅此三者已达99.97％，此外，还有微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体成分。上述比例在地球表面任何地方几乎均可视为恒定的。可变组分是指大气中的二氧化碳和水蒸气。它们的含量随季节、气象等变化而不同，在通常

情况下, 二氧化碳含量为0.02％～0.04％，近年来已上升到0.33％。水蒸气的含量约为0～4％。不定组分是指大气中的煤烟、尘埃、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、碳氧化物(CO、CO2)等。不定成分达到一定浓度，将会对人类及生物等造成严重危害。大气污染源分自然源和人为源两大类。大气的污染物种类繁多，已为人们注意的有近百种，大致可归纳为下表所示几类。当前普遍被列入"空气质量标准"的污染物，除粉尘外，主要有SO2、CO、NO2、O3及碳氢化物5种。

表2大气中主要污染物

污染物

主要成分

粉尘

碳粒、尘埃、PbO2、ZnO、各种重金属微粒等。

含硫化合物

SO2、SO3、H2SO4、RSH等。

含氮化合物

NO、NO2、NH3等

臭氧、氧化物

O3、CO、CO2、过氧化物

氯气、卤化物

HCl、HF等

有机化合物

烃类、甲醛、有机酸、酮类、有机卤化物、多环致癌物质等

3.2全球性大气化学污染及其危害

目前，全球性出现的几个比较严重的大气化学污染问题，如温室效应加剧引起的全球增暖、臭氧洞的扩大及加深、酸雨的危害等。这些问题彼此相关，且均影响到全球生态环境的恶化和人类的健康。

3.2.1超级温室效应

本来地球上燃料的燃烧所释放出来的CO2和和被植物、海洋、江河、湖伯吸收的CO2之间是保持平衡的，致使大气中的CO2浓度能维持在一定的范围内，而大气中的CO2、水蒸气、甲烷、氮氧化物等室温气体允许太阳光中短波辐射部分透过并到达地面，使地球表面温度升高；同时大气又能有效地吸收太阳和地球表面发出的长波辐射，仅让很少一部分热辐射返回太空，这两个过程使地球表面保持相对稳定的温度，大气能使地表温差不超过几十度的作用称为温室效应。

近30多年来，由于世界人口翻番，工农业迅猛发展，各种燃料消耗量急剧增加，加上人类盲目性活动(诸如滥伐森林、烧山开荒、填湖围海造田等)，造成大气中CO2等温室气体含量逐年大量增加。据统计，全世界每年向大气排放CO2100亿吨，并且每年以2%速度递增[2]世界上耗煤大国，也是CO2等温室气体最大的排放国。

大气中CO2的增多，使大气吸收和反射回地面的长波辐射能增大，造成地球表面温度升高。事实上，1960 年前后30年对比，亚洲大部分地区平均气温升高0.5～1℃，西伯利亚地区气温平均升高1℃[3]应的加剧将导致全球气候变暖，长此下去，会使高山冰川和南北极冰层融化滑动，海平面上升，沿海地区某些城市被淹没。

3.2.2 酸雨

酸雨主要是由大气中的废气SO2和NOx造成的。大气中的SO2、SO3、NO、NO2等与O2或H2O在固体烟尘(含Fe、Cu、V等)催化下形成H2SO4或HNO3, 所以酸雨的主要成分