第8章环境与化学(讲授4学时) Chapter8 Environment and Chemistry 本章教学内容 环境污染概况。资源综合利用。清洁生产。可持续发展。 大气污染及其防治。大气主要污染物(烟尘、SO2、No、CO、HC等)综合 性大气污染现象(酸雨,温室效应,臭氧层的破坏,光化学烟雾)。大气污染 的防治。 水的净化,水质指标,现代化水处理技术,水的污染,工业废水的处理。 工业固体废弃物的治理 本章教学要求 (1)解大气主要污染物;酸雨,温室效应,臭氧层的破坏,光化学烟雾 等综合性大气污染现象 (2)水的净化,水质指标,现代化水处理技术,水的污染,工业废水的 处理; (3)了解工业固体废弃物的治理。 本章教学重点 (1)大气主要污染物,综合性大气污染现象 (2)水质指标,现代化水处理技术,工业废水的处理 (3)固体废弃物的治理。 本章思考题:P23,5,7,9,13,14,15
38 第 8 章 环境与化学（讲授 4 学时） Chapter 8 Environment and Chemistry 本章教学内容： 环境污染概况。资源综合利用。清洁生产。可持续发展。 大气污染及其防治。大气主要污染物（烟尘、SO2、Nox、CO、HC 等）综合 性大气污染现象（酸雨，温室效应，臭氧层的破坏，光化学烟雾）。大气污染 的防治。 水的净化，水质指标，现代化水处理技术，水的污染，工业废水的处理。 工业固体废弃物的治理 本章教学要求： （1） 解大气主要污染物；酸雨，温室效应，臭氧层的破坏，光化学烟雾 等综合性大气污染现象； （2） 水的净化，水质指标，现代化水处理技术，水的污染，工业废水的 处理； （3） 了解工业固体废弃物的治理。 本章教学重点： （1） 大气主要污染物 ，综合性大气污染现象； （2） 水质指标，现代化水处理技术，工业废水的处理； （3） 固体废弃物的治理 。 本章思考题：P222 3，5，7，9，13，14，15
8.1环境污染与绿色化学 8.1.1环境与环境污染 ·环境:包括社会环境和自然环境 环境污染;人为因素使环境不断恶化,从而干扰人类正常生活,对人体健康产 生直接或间接,甚至潜在的不利影响 自净作用:受污染不强烈的环境经过若干物理、化学的自然作用或生物参与下 尚可以恢复到原来状态. 8.1.2绿色化学与清洁生产 (1)绿色化学及特征 1)无毒无害原料, 2)经济性的零排放, 3)生产出环境友好产品, 4)无毒无害反应 (2)清洁生产及途径 1)采用无污染,少污染,节约资源的新工艺、设备 2)无毒无害原料; 3)更新产品的结构 5)开展”三废”综合利用 6)5)达标排放 8.2大气污染及防治 8.2.1大气污染及概况 (1)大气的组成 大气层:(对流层12km以内,其中1-2km以下的地层大气与人类密切相关。 平流层12~50km又称同温层或臭氧层
39 8.1 环境污染与绿色化学 8.1.1 环境与环境污染 ·环境:包括社会环境和自然环境 ·环境污染;人为因素使环境不断恶化，从而干扰人类正常生活，对人体健康产 生直接或间接,甚至潜在的不利影响。 ·自净作用:受污染不强烈的环境经过若干物理、化学的自然作用或生物参与下 尚可以恢复到原来状态. 8.1.2 绿色化学与清洁生产 （1）绿色化学及特征 1) 无毒无害原料, 2) 经济性的零排放, 3) 生产出环境友好产品， 4) 无毒无害反应 （2）清洁生产及途径 1）采用无污染，少污染,节约资源的新工艺、设备 2）无毒无害原料; 3)更新产品的结构, 5) 开展”三废”综合利用， 6) 5)达标排放 8.2 大气污染及防治 8.2.1 大气污染及概况 （1） 大气的组成 大气层： 对流层 12km 以内，其中 1~2km 以下的地层大气与人类密切相关。 平流层 12~50km 又称同温层或臭氧层
中间层 热层 逸散层 清洁干燥的空气,其组成为 ArCO2(其他: Ne he Xe kr h2O3NO2等) 7808%20.95%0.93%0.03% 0.001% 9999% 环境科学对大气组成的分类 1)恒定组分:N2、O2、Ar、Ne、Kr等气体 2)可变组分:CO2(003~0033%)H2O(g)(04%) 3)不定组分:煤烟、粉尘、含SNC的化合物(NO2、H2S、SOx) 一一是大气中的主要污染成分 (2)大气污染概况 大气污染一一大气中有害物质含量超过一定指标,使大气质量恶化对人、动植 物、设备财产造成危害的现象 空气质量周报(以城市空气中SO2、NO2和总悬浮颗粒物的浓度为依据换 算成空气污染指数即API和空气质量级别 空气质量级别空气质量状况 优 可正常活动 51~100 良好可正常活动 101~200 201~300 ⅢⅣV 轻度污染不亦长期接触 中度污染接触一段时间可出现不良 301~500 症状 重度污染影响正常活动 重度污染影响正常活动 8.2.2大气主要污染物 次污染物一一不同污染源直接向大气排放的有害气体和粉尘
40 中间层 热层 逸散层 清洁干燥的空气，其组成为 N2 O2 Ar CO2 ( 其他：Ne He Xe Kr H2 O3 NO2 等) 78.08% 20.95% 0.93% 0.03% 0.001% 99.99% 环境科学对大气组成的分类： 1）恒定组分：N2、O2、Ar、Ne、Kr 等气体， 2）可变组分：CO2 (0.03~0.033%)、H2O(g) (0~4%) 3）不定组分：煤烟、粉尘、含 S N C 的化合物（NO2、H2S、SOx） ——是大气中的主要污染成分 （2）大气污染概况 大气污染——大气中有害物质含量超过一定指标，使大气质量恶化对人、动植 物、 设备财产造成危害的现象。 空气质量周报（以城市空气中 SO2、NO2 和总悬浮颗粒物的浓度为依据换 算成空气污染指数即 API 和空气质量级别 API 空气质量级别 空气质量状况 0~50 51~100 101~200 201~300 301~500 ＞500 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅴ 优 可正常活动 良好 可正常活动 轻度污染 不亦长期接触 中度污染 接触一段时间可出现不良 症状 重度污染 影响正常活动 重度污染 影响正常活动 8.2.2 大气主要污染物 一次污染物——不同污染源直接向大气排放的有害气体和粉尘
大气污染物 二次污染物—一大气污染物相互作用或污染物与大气中正常成分 作用或因太阳光引起光化学反应等使污染物转 换、产生的新的污染物 大气污染物的排放量 SO2 颗粒物 全世界(亿吨/) 1.8 中国(万吨/)97年 2346 3378 98年 2090 2774 99年 1857 2334 重庆市(万吨/)94年 79.6 20.2 95年 75.7 174 2000年主城区 22.3 (1)颗粒物(煤烟、粉尘) 污染源:①煤、石油燃烧(占60%), ②矿山、金属冶炼等, ③火山、岩石风化。 1)降尘——直径>10μm,可因重力很快降落到地面 2)飘尘—一—直径<10μm,以气溶胶的形式长期飘浮在空中,其中0.5~5 um的飘尘对人体危害最大。 飘尘的危害: 可直接到达人体肺部,造成矽肺、呼吸道疾病。 表面积巨大,可吸附污染物,造成粉尘与污染物协同作用(如伦敦型烟雾) 颗粒物中的烟黑含有C、H、O、S的复杂有机化合物及多种稠环芳烃 如:3,4一苯并芘,一种强致癌物
41 大气污染物 二次污染物——大气污染物相互作用或污染物与大气中正常成分 作用或因太阳光引起光化学反应等使污染物转 换、产生的新的污染物。 大气污染物的排放量： SO2 颗粒物 全世界（亿吨/年） 1.8 5 中 国 （万吨/年） 97 年 2346 3378 98 年 2090 2774 99 年 1857 2334 重庆市（万吨/年） 94 年 79.6 20.2 95 年 75.7 17.4 2000 年主城区 22.3 1.68 （1） 颗粒物（煤烟、粉尘） 污染源：①煤、石油燃烧（占 60%）， ②矿山、金属冶炼等， ③火山、岩石风化。 1） 降尘—— 直径＞10μm，可因重力很快降落到地面。 2） 飘尘—— 直径＜10μm，以气溶胶的形式长期飘浮在空中，其中 0.5~5 μm 的飘尘对人体危害最大。 飘尘的危害： ⚫ 可直接到达人体肺部，造成矽肺、呼吸道疾病。 ⚫ 表面积巨大，可吸附污染物，造成粉尘与污染物协同作用（如伦敦型烟雾） ⚫ 颗粒物中的烟黑含有 C、H、O、S 的复杂有机化合物及多种稠环芳烃。 如： 3，4—苯并芘，一种强致癌物
对气候产生影响,使大气可见度降低,减少阳光的辐射,具有冷却效应。 (2)SO2 污染源:煤、石油的燃烧(占90%),如火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂等。 SO2的危害 1)有刺激性的无色气体,空气中浓度为6-12ppm时,可引起鼻腔、咽喉刺激 性反应,高浓度时引起支气管炎,室息。 2)破坏叶绿素,使植物叶片枯黄、脱落、树干枯死,水稻减产。 3)形成酸雨。 (3)CO 主要污染源:汽车尾气的排放 危害:CO是一种无色、无味、无嗅的气体,可破坏血红蛋白的输氧功能。 当空气中CO浓度达1%时,可使人2分钟内死亡 (4)NOx(氮氧化物)—NO、NO2、N2O3、N2O5等 主要污染源:1)煤、石油的燃烧,2)汽车尾气的排放。 危害 1)刺激呼吸系统。 2)使血红素硝基化,从而使人中毒。 3)形成酸雨,光化学烟雾。 (5)碳氢化合物(烃类 2.3综合性大气污染现象 (1)光化学烟雾与汽车尾气 l)光化学烟雾的形成机理 要反应: hv →NO+O(原子氧)
42 ⚫ 对气候产生影响，使大气可见度降低，减少阳光的辐射，具有冷却效应。 （2） SO2 污染源：煤、石油的燃烧（占 90%），如火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂等。 SO2 的危害： 1）有刺激性的无色气体，空气中浓度为 6~12ppm 时，可引起鼻腔、咽喉刺激 性反应，高浓度时引起支气管炎，窒息。 2）破坏叶绿素，使植物叶片枯黄、脱落、树干枯死，水稻减产。 3）形成酸雨。 （3） CO 主要污染源：汽车尾气的排放。 危害：CO 是一种无色、无味、无嗅的气体，可破坏血红蛋白的输氧功能。 当空气中 CO 浓度达 1%时，可使人 2 分钟内死亡。 （4） NOx (氮氧化物)——NO、NO2、N2O3 、N2O5 等 主要污染源：1）煤、石油的燃烧，2）汽车尾气的排放。 危害： 1）刺激呼吸系统。 2）使血红素硝基化，从而使人中毒。 3）形成酸雨，光化学烟雾。 （5） 碳氢化合物（烃类） 8.2.3 综合性大气污染现象 （1）光化学烟雾与汽车尾气 1) 光化学烟雾的形成机理 主要反应： hν NO2 NO + O(原子氧)