資源簡介

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第八章 化學與可持續發展
第三節 環境保護與綠色化學
課時1 環境保護與綠色化學
課堂導入
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人類和其他生物生存的生物圈與大氣圈、水圈和巖石圈不斷地進行著物質和能量的交換，共同構成了地球生態系統。
化學與環境保護
通常所說的環境問題，主要是指由于人類不合理地開發和利用自然資源而造成的生態環境破壞，以及工農業生產和人類生活所造成的環境污染。
環境保護的主要任務
(1)對污染物的存在形態、含量等進行分析和測定，為控制和消除污染提供可靠數據。
(2)治理工業“三廢”(廢氣、廢水、廢渣)。
(3)尋找源頭治理環境污染的生產工藝，杜絕污染物的排放。能從根本上解決環境問題。
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化學與環境保護
環境問題 主要污染物 主要危害
(1)溫室效應 CO2 造成全球氣候變暖，水位上升，陸地面積減小等
(2)酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等
(3)臭氧層破壞 氟氯代烷、NOx 到達地球表面的紫外線明顯增多，給人類健康及生態環境帶來多方面危害
(4)光化學煙霧 碳氫化合物、NOx 刺激人體器官，特別是人的呼吸系統，使人生病甚至死亡
(5)白色污染 廢棄塑料制品 ①在土壤中影響農作物吸收水分和養分，導致農作物減產
②混入生活垃圾中難處理、難回收
③易被動物當作食物吞入，導致動物死亡
(6)赤潮和水華 廢水中含氮、碳元素的營養物質 使水體富營養化，導致水中藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，使水體變得渾濁、水質惡化
(7)PM2.5 顆粒物 污染空氣，形成灰霾天氣，增加交通事故，危害人體健康
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光化學煙霧指的是汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物和氮氧化物等一次污染物在陽光作用下發生光化學反應生成二次污染物，后與一次污染物混合所形成的有害淺藍色煙霧。
化學與環境保護
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三廢的治理離不開化學原理的支持，你能根據所學知識總結廢氣中可能含有的成分，可能造成的危害，并提出治理方案嗎？
化學與環境保護
化石燃料的燃燒和工業生產過程產生的廢氣及其攜帶的顆粒物一起形成了大氣污染物的主要來源，這些污染物在太陽輻射等因素作用下，經過復雜變化形成次生污染物，在一定的天氣條件下，會造成酸雨、霧霾、光化學煙霧等污染現象。
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化學與環境保護
工廠尾氣 主要成分 處理方式
硫酸廠尾氣 SO2、O2、N2等 一般用氨水吸收
硝酸廠尾氣 NO、NO2、N2、O2等 一般用NaOH溶液吸收
高爐煤氣 CO、CO2、N2等 一般回收利用
煉鋼煙氣 Fe2O3煙塵、CO等 一般回收利用
焦爐氣 H2、CH4、CO、C2H4等 可用作燃料
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除了廢棄，工農業生產和生活中產生的污水往往含有復雜的成分(無機物、重金屬鹽類、營養物有機物、洗滌劑、石油)，任意排放還會導致土壤和水體的污染。
化學與環境保護
常用的污水處理方法主要有物理法、化學法和生物法等。
物理法：除去污水中的細小懸浮物可以選擇加入混凝劑沉淀、過濾除去；
化學法：溶解在水中的污染物根據其化學性質用中和法、氧化還原法和沉淀法等處理。
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化學與環境保護
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污水處理不僅可以減少其對環境的污染，還能對水資源的再利用有著重要的意義。
目前，我國乃至整個世界仍處于水資源短缺的狀態中，珍惜保護水資源，仍然是我們義不容辭的責任和義務。
化學與環境保護
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化學與環境保護
固體廢棄物造成的污染主要指生活垃圾、工業廢料隨意堆放造成的污染。
目前最引入注意的是由塑料制品造成的白色污染及廢舊電池造成的重金屬污染。
垃圾污染范圍廣泛，對環境及生物的不良影響途徑多樣。
對固體廢物的治理原則主要有三點，分別是無害化、減量化和資源化，目的便是減少環境污染和資源回收利用。
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最理想的原子經濟性反應要求反應物的原子全部轉化為期望的最終產物，這時原子利用率可達100%。
綠色化學
綠色化學也稱環境友好化學，其核心思想就是改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用化學原理和技術手段，減少或消除產品在生產和應用中涉及的有害化學物質，實現從源頭減少或消除環境污染。
綠色化學的核心內容是原子經濟性反應，即充分利用反應物中的各個原子，因而既能充分利用資源，又能防止污染。
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綠色化學
綠色化學對化學反應的要求：
在反應始端要求反應物要無毒無害、可再生。
在反應過程，要求用無毒無害的催化劑和溶劑，最大限度地節約能源，各個環節都實現無污染。
在反應終端要求產品能降解，且反應物的原子全都轉化為期望的最終產物，即原子利用率為100%，即實現零排放和零污染。
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以乙烯合成環氧乙烷有以下兩種途徑，請計算方法一的原子利用率，并做出方案的選擇。
綠色化學
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開發和利用自然資源，必須遵循減量化、再利用和再循環的原則，踐行綠色發展理念，保護生態環境。這關系到人類的生存和可持續發展，需要全社會共同努力，為子孫后代留下良好的生存空間和更加美好的未來。
綠色化學
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正誤判斷
1. “綠色化學”要求有污染及時治理。
4. 燃煤固硫和對汽車尾氣催化轉化都能提高空氣的質量。
2. 植物秸稈中含大量鉀元素，應焚燒作為鉀肥循環利用。
3. 污水的一級處理通常采用化學法和生物法去除污染物。
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課堂鞏固
下列實驗或敘述符合綠色化學理念的是 ( )
A.加熱Cu和濃硫酸的混合物制備CuSO4
B.催化劑作用下乙烯和水反應制備乙醇
C.使用含鉛汽油，降低汽車噪音
D.用稀硝酸和銅反應制取Cu(NO3)2
B
課堂小結
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