資源簡介

(共24張PPT)
化學與可持續發展
環境保護與綠色化學
新課導入
現代社會的環境污染問題日益嚴重，而環境污染的治理離不開有關的化學知識。我們的生活中都存在哪些污染問題？那么在化工生產中，有沒有不產生污染的工藝生產？我們怎么可以避免有關的化學污染？這一節課，我們就來學習有關方面的知識。
一、化學與環境保護
1.環境質量監測的意義
存在形態
含量
控制
消除
環境質量評價
污染治理
通過對污染物的 、 進行分析和測定，為 和 污染提供可靠的數據，是進行 和 的基礎。
聲污染監測
水污染監測
大氣污染檢測
水質檢測
2.化學與“三廢”污染
廢氣
廢水
廢渣
(1)“三：是指工業生產中產生的 、 和 對環境的污染。
一、化學與環境保護
(2) 大氣污染物與次生污染物
CO、 NOx、SO2
煙塵
揮發性有機物
陽光、空氣和水蒸氣等作用
酸雨
霧霾
光化學煙霧
次生污染物
一、化學與環境保護
2.化學與“三廢”污染
世界上最早出現光化學煙霧污染的城市
該事件導致遠離城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘減產；損失就達15億美元；因呼吸系統衰竭死亡的65歲以上的老人達400多人；約有75%以上的市民患上了紅眼病
一、化學與環境保護
2.化學與“三廢”污染
(3) 化學與“污水”處理
① 污水處理常用方法： 、 和生物法等。
② 污水的“三級”處理
物理法
化學法
一、化學與環境保護
2.化學與“三廢”污染
污水處理的流程示意圖
一、化學與環境保護
2.化學與“三廢”污染
(4) 化學與“廢渣”及生活垃圾
處理原則： 、 和 ，達到減少環境污染和資源回收利用兩個目的。
無害化
減量化 資源化
一、化學與環境保護
2.化學與“三廢”污染
（1）含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質。工業上常利用它們與一些物質發生反應加以控制、消除和回收利用。請舉例說明這些方法所依據的化學反應和反應類型。
（2）含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，會出現水華、赤潮等水體污染問題。你認為在城市和農村出現的這種水體污染各有什么特點？請查閱資料，了解有關的污染及治理情況，并與同學交流。
一、化學與環境保護
【思考與討論】
所謂水華（water blooms），就是淡水水體中藻類大量繁殖的一種自然生態現象，是水體富營養化的一種特征，主要由于生活及工農業生產中含有大量氮、磷的廢污水進入水體后，藍藻（嚴格意義上應稱為藍細菌）、綠藻、硅藻等藻類成為水體中的優勢種群，大量繁殖后使水體呈現藍色或綠色的一種現象。也有部分的水華現象是由浮游動物——腰鞭毛蟲引起的。
淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍藻“水華”的次生代謝產物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應，直接威脅人類的健康和生存。此外，自來水廠的過濾裝置被藻類“水華”填塞，漂浮在水面上的“水華”影響景觀，并有難聞的臭味。
一、化學與環境保護
赤潮國際上也稱其為“有害藻華”，又名紅潮。海洋中一些微藻、原生動物或細菌在一定環境條件下爆發性增殖或聚集達到某一水平，引起水體變色或對海洋中其他生物產生危害的一種生態異常現象。
赤潮是在特定環境條件下產生的，相關因素很多，但其中一個極其重要的因素是海洋污染。大量含有各種含氮有機物的廢污水排入海水中，促使海水富營養化。
水華和赤潮的治理：減少工業廢水的排放，使用不含磷的洗衣粉，減少農業化肥農藥的使用
一、化學與環境保護
【歸納和總結】
六大環境問題及其危害
環境問題 主要污染物 主要危害
酸雨(雨水pH<5.6) SO2及氮氧化物(NOx) 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等
溫室效應 CO2、CH4 造成全球氣候變暖，水位上升，陸地面積減小
臭氧空洞 氟氯代烴、氮氧化物(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
光化學煙霧 碳氫化合物、氮氧化物(NOx) 刺激人體器官，特別是人的呼吸系統，使人生病甚至死亡
一、化學與環境保護
環境問題 主要污染物 主要危害
白色污染 難降解的廢棄塑料 在土壤中影響農作物吸收養分和水分，導致農作物減產；易被動物當成食物吞入，導致動物死亡；混入生活垃圾中難處理、難降解
赤潮(海水中)和水華(淡水中) 廢水中含N、P等營養元素 水體富營養化，導致水中藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，使水質腐敗變質、變臭，水生生物因缺氧而死亡
六大環境問題及其危害
一、化學與環境保護
【歸納和總結】
二、綠色化學
1. 核心思想
改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用 和 ，減少或消除產品在 和 中涉及的有害化學物質，實現從 減少或消除環境污染。
化學原理
技術手段
生產 應用
源頭
全部轉化
100%
2.“原子經濟性反應”
反應物的原子 為期望的最終產物，這時原子利用率為 。
3. 綠色化學示意圖
4. 開發和利用自然資源遵循的三原則(3R原則)
、 和 。
減量化
再利用
再循環
提高能源的利用率
反應過程
反應物
反應產物
無毒、無害原料可再生資源
環境友好產品
(安全、可降解和再利用)
原子經濟性反應高選擇性反應
安全的生產工藝
應用無毒、無害的催化劑
應用無毒、無害的溶劑
二、綠色化學
【例1】以乙烯制環氧乙烷，有兩種方法
方法一：CH2==CH2＋Cl2＋H2O―→
＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋2H2O
總反應為：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋H2O
方法二：2CH2==CH2＋O2―→
Ag
試回答下列問題：
(1)已知原子利用率為： ×100%，試計算兩種方法的原子利用
率，方法一為________%，方法二為________%。
期望產物總質量
生成物的總質量
方法一的原子利用率：
環氧乙烷 ＋ 氯化鈣 ＋ 水
環氧乙烷
×100%
方法二的原子利用率：
2× 44
2× 44
×100%
≈
100%
2
44
44 ＋ 111 ＋ 18
×100%
≈
25.43%
二、綠色化學
(2)試從反應物、產物對環境的影響，生產工藝，原子經濟性反應，催化劑選擇性等角度分析兩方法的優劣。
方法一：反應物Cl2和Ca(OH)2對環境及設備有很大的污染性和腐蝕性，生產工藝分二步，產率和原子利用率低，成本高，反應的選擇性低，產物中有大量的非期望物質。
方法二：反應物中O2無毒無污染、生產工藝簡單，原子利用率為100%，催化劑選擇性高、產率高、成本低，因此方法二更優。
二、綠色化學
重難點，歸納總結。
人工光合作用
人工光合作用是模仿植物光合作用實現對太陽能的轉化、存儲和利用。
2003年美國啟動“太陽神計劃”，用半導體制成光化學二極管加上不同的催化劑，實現太陽能的吸收，把二氧化碳和水變成我們需要的化合物，
2014年第一個人工光合作用集成系統誕生，再到近幾年的光合酶與人工合成的納米材料結合實現太陽能的轉化，都為人工光合系統的構建和利用奠定了重要基礎。
2020年5月8日，德國馬普所和法國波爾多大學的研究人員以一半天然，一半合成的人造“葉綠體”，并利用光和該系統實現了CO2的固定。
二、綠色化學
練習
1、在日常生活中，下列做法值得提倡的是（　　）
A.隨意丟棄廢舊電池
B.隨手關閉水龍頭
C.吃露天燒烤
D.將生活垃圾深埋地下
B
練習
2、我國酸雨的形成主要是由于( )
A．燃燒石油
B．森林失火過多
C．硫酸廠排出廢氣過多
D．燒煤
D
練習
3、下列對廢棄塑料制品的處理方法中最為恰當的是（　）
A．焚燒
B．粉碎后深埋
C．傾倒在海洋中
D．用化學方法加工成防水涂料或汽油
D
練習
4、甲基丙烯酸甲酯是合成有機玻璃的單體，其合成方法之一
如下：CH3OC≡CH+CH3OH+A→CH2=C(CH3)COOCH3，
下列說法正確的是（ ）
A. 已知該反應的原子利用率為100%，則A為CO2
B. CH3OH和甘油互為同系物
C. CH3C≡CH與丙烯的性質相似，則該物質可以發生加成、氧化反應
D. 能與NaHCO3反應的CH2=C(CH3)COOCH3的同分異構體有9種
C
練習
5.下列物質的制備反應中原子利用率最高的是（ ）
A．制取Cu(NO 3 ) 2 ：CuO＋2HNO 3 ＝Cu(NO3 )2 ＋H2O
B．制取CuSO 4 ：Cu＋2H2SO4 (濃)＝CuSO 4 ＋SO2 ↑＋2H2O
C．制取氯乙烷：CH2＝CH2＋HCl→CH2Cl-CH 3
D．制取溴苯：C6H6 ＋Br 2 →C6H5Br＋HBr
C

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