生活中的化學

2022-12-23 19:42:04 字數 4759 閱讀 9939

期末小**題目:大氣汙染現象和防治

院系:經濟與管理學院

專業:學號:

姓名:摘要:由於人們對工業高度發達的負面影響預料不夠,預防不利,導致了全球性的三大危機:

資源短缺、環境汙染、生態破壞.人類不斷的向環境排放汙染物質。但由於大氣、水、土壤等的擴散、稀釋、氧化還原、生物降解等的作用。

汙染物質的濃度和毒性會自然降低,這種現象叫做環境自淨。如果排放的物質超過了環境的自淨能力,環境質量就會發生不良變化,危害人類健康和生存,這就發生了環境汙染。

關鍵詞:環境汙染、酸雨、溫室效應、臭氧層空洞、光化學汙染

引言:環境汙染會給生態系統造成直接的破壞和影響,如沙漠化、森林破壞、也會給生態系統和人類社會造成間接的危害,有時這種間接的環境效應的危害比當時造成的直接危害更大,也更難消除。例如,溫室效應、酸雨、和臭氧層破壞就是由大氣汙染衍生出的環境效應。

這種由環境汙染衍生的環境效應具有滯後性,往往在汙染發生的當時不易被察覺或預料到,然而一旦發生就表示環境汙染已經發展到相當嚴重的地步。當然,環境汙染的最直接、最容易被人所感受的後果是使人類環境的質量下降,影響人類的生活質量、身體健康和生產活動。例如城市的空氣汙染造成空氣汙濁,人們的發病率上公升等等;水汙染使水環境質量惡化,飲用水源的質量普遍下降,威脅人的身體健康,引起胎兒早產或畸形等等。

嚴重的汙染事件不僅帶來健康問題,也造成社會問題。隨著汙染的加劇和人們環境意識的提高,由於汙染引起的人群糾紛和衝突逐年增加。

目前在全球範圍內都不同程度地出現了環境汙染問題,具有全球影響的方面有大氣環境汙染、海洋汙染、城市環境問題等。

就大氣的環境問題而言,主要有酸雨、溫室效應、臭氧層空洞,光化學煙霧等。

一:酸雨

造成雨水酸化之汙染物很多,其汙染**大致可分為兩類: 其一為自然物質,其二為人為物質。前者如:

火山爆發噴出大量之硫化物及懸浮固體物,自然水域表面釋放之硫化氫,動植物分解產生有機酸,土壤微生物及海藻釋放之硫化氫、二甲基硫及氮化物等,都會使雨水之ph值降至5.0左右;後者則為工業化後,燃料之大量使用,燃燒過程中產生一氧化碳、 *** 、二氧化硫 、氮氧化物及有機酸及懸浮固體物,排放至大氣環境中,經光化學反應生成硫酸、硝酸等酸性物質使得雨水之ph值降低,形成酸雨。

由於酸雨為二次汙染物且具有跨區汙染的特性,以致影響層面相當廣,故區域性空氣汙染的改善,空氣質素標準的達成,對於酸雨的防制助益不大,必須削減so2、nox的總量方能遏止酸雨的危害。

二:溫室效應

溫室效應是由於大氣裡溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的。

空氣中含有二氧化碳,而且在過去很長一段時期中,含量基本上保持恆定。這是由於大氣中的二氧化碳始終處於"邊增長、邊消耗" 的動態平衡狀態。大氣中的二氧化碳有80%來自人和動、植物的呼吸,20%來自燃料的燃燒。

散布在大氣中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解於水中。還有5%的二氧化碳通過植物光合作用,轉化為有機物質貯藏起來。這就是多年來二氧化碳佔空氣成分0.

03%(體積分數)始終保持不變的原因。

但是近幾十年來,由於人口急劇增加,工業迅猛發展,呼吸產生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產生的二氧化碳,遠遠超過了過去的水平。而另一方面,由於對森林亂砍亂伐,大量農田建成城市和工廠,破壞了植被,減少了將二氧化碳轉化為有機物的條件。再加上地表水域逐漸縮小,降水量大大降低,減少了吸收溶解二氧化碳的條件,破壞了二氧化碳生成與轉化的動態平衡,就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。

空氣中二氧化碳含量的增長,就使地球氣溫發生了改變。

二氧化碳可以防止地表熱量輻射到太空中,具有調節地球氣溫的功能。如果沒有二氧化碳,地球的年平均氣溫會比目前降低20 ℃。但是,二氧化碳含量過高,就會使地球彷彿捂在一口鍋裡,溫度逐漸公升高,就形成"溫室效應"。

現今最受人青睞的是瑞士兩位氣候專家對溫室效應成因作出新的解釋,認為造成溫室效應的主要原因並不是汽車和工廠所排放的二氧化碳,而是大氣層中增多的水蒸氣。它是於2023年發表的。瑞典中部大學的kg拉松和斯韋克愛德華松說,根據他們提出的一種計算未來氣溫的新模式,地球確實像其他研究人員所認為的那樣,正在進入乙個逐漸變暖的時期,但這主要是因為地球軸心在向太陽傾斜,而使地球與太陽之間的距離在今後的一萬年裡有所縮短。

他們說,隨著氣溫的公升高,地球大氣層中的水蒸氣逐漸增多。因此,造成溫室效應的罪魁禍首更主要的是增多的水蒸氣,而並不是汽車和工廠所排放的二氧化碳。

還有,英國科學家在最新一期《科學》雜誌上發表的報告指出,他們在大氣層中發現一種學名為"五氟化硫三氟化碳"(化學分子式為sf5cf3)的稀有氣體。雖然這種氣體目前的濃度仍相當低,但是它穩定熱的能力遠超過其他任何已知的溫室氣體,而且正在快速積累,長此以往,將會使"溫室效應"形勢更趨惡化。

三:臭氧層空洞

大氣中的臭氧含量僅一億分之一,但在離地面20至30公里的平流層中,存在著臭氧層,其中臭氧的含量佔這一高度空氣總量的十萬分之一。臭氧層的臭氧含量雖然極其微少,卻具有非常強烈的吸收紫外線的功能,可以吸收太陽光紫外線中對生物有害的部分(uv-b)。由於臭氧層有效地擋住了來自太陽紫外線的侵襲,才使得人類和地球上各種生命能夠存在、繁衍和發展。

2023年,英國科學家觀測到南極上空出現臭氧層空洞,並證實其同氟利昂(cfcs)分解產生的氯原子有直接關係。這一訊息震驚了全世界。到「2023年,南極上空的臭氧層破壞面積已達2400萬平方公里,北半球上空的臭氧層比以往任何時候都薄,歐洲和北美上空的臭氧層平均減少了10%-15%,西伯利亞上空甚至減少了35%。

科學家警告說,地球上臭氧層被破壞的程度遠比一般人想象的要嚴重得多。

氟利昂等消耗臭氧物質是臭氧層破壞的元凶,氟利昂是本世紀20年代合成的,其化學性質穩定,不具有可燃性和毒性,被當作製冷劑、發泡劑和清洗劑,廣泛用於家用電器、泡沫塑料、日用化學品、汽車、消防器材等領域。80年代後期,氟利昂的生產達到了高峰,產量達到了144萬噸。在對氟利昂實行控制之前,全世界向大氣中排放的氟利昂已達到了2000萬噸。

由於它們在大氣中的平均壽命達數百年,所以排放的大部分仍留在大氣層中,其中大部分仍然停留在對流層,一小部分公升入平流層。在對流層相當穩定的氟利昂,在上公升進入平流層後,在一定的氣象條件下,會在強烈紫外線的作用下被分解,分解釋放出的氯原子同臭氧會發生連鎖反應,不斷破壞臭氧分子。科學家估計乙個氯原子可以破壞數萬個臭氧分子。

在現代經濟中,氟利昂等物質應用非常廣泛,要全面淘汰,必須首先找到氟利昂等的替代物質和替代技術。在特殊情況下需要使用,也應努力**,盡可能重新利用。目前,世界上一些氟利昂的主要生產廠家參與開發研究了替代氟利昂的含氟替代物(含氫氯氟烴hcfc和含氫氟烷烴hcf等)及其合成方法,有可能用作發泡劑、製冷劑和清洗溶劑等,但這類替代物也損害臭氧層或產生溫室效應。

同時,也在開發研究非氟利昂型別的替代物質和方法,如水清洗技術、氨製冷技術等。

為了推動氟利昂替代物質和技術的開發和使用,逐步淘汰消耗臭氧層物質,許多國家採取了一系列政策措施,一類是傳統的環境管制措施,如禁用、限制、配額和技術標準,井對違反規定實施嚴厲處罰。歐盟國家和一些經濟轉軌國家廣泛採用了這類措施。一類是經濟手段,如徵收稅費,資助替代物質和技術開發等。

美國對生產和使用消耗臭氧層物質實行了徵稅和可交易許可證等措施。另外,許多國家的**、企業和民間團體還發起了自願行動,採用各種環境標誌,鼓勵生產者和消費者生產和使用不帶有消耗臭氧層物質的材料和產品,其中綠色冰箱標誌得到了非常廣泛的應用。

人類的社會行為和對自然的加劇破壞改變了自然系統的平衡,導致自然環境加劇變化,就形成難以處理的難題,我們要發揚可持續發展的精神,保護環境,保護地球。

四:光化學煙霧

含有氮氧化物和碳氧化物等一次汙染物的大氣,在陽光的照射下,發生光化學反應而產生二次汙染物,這種由一次汙染物和二次汙染物的混合物所形成的煙霧汙染現象,稱為光化學煙霧。近年來,汽車尾氣排放的nox、co及隨後形成的光化學煙霧,使得許多大城市的空氣質素惡化。隨著全球工業和汽車業的迅猛發展,光化學煙霧汙染在世界各地不斷出現,如美國洛杉磯、日本東京、大阪、英國倫敦、澳大利亞、德國等大城市及我國北京、南京、蘭州均發生過光化學煙霧現象。

光化學煙霧的形成條件是大氣中有氮氧化物和碳氧化物存在,大氣溫度較低,而且有強烈的陽光照射,這樣在大氣中就會一系列複雜的反應,生成出一些二次汙染物,如o3、醛、pan、h2o2等。

光化學煙霧是乙個鏈式反應,其中關鍵性的反應可以簡單地分成3組:(1)no2的光解導致o3的生成:(2)(hc)氧化生成了具有活性的自由基,如ho、ho2、ro2等。

(3)通過以上途徑生成的ho2、ro2、[rc(o)o2]均可將no氧化成no2。

光化學煙霧成分複雜,但是,對動物、植物和材料有害的主要是o3、pan、醛、酮等二次汙染物。人和動物受到的主要傷害是眼睛和黏膜受到刺激、頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能異常等。2023年,美國洛杉機因為光化學煙霧一次就死了400多人。

植物受到臭氧的損害,開始時表皮褪色,呈蠟質狀,經過一段時間之後色素發生變化,葉片上出現紅褐色斑點。pan使葉子背面呈銀灰色或古銅色,影響植物的生長,降低植物對病蟲害的抵抗力。o3、pan等還能造成橡膠製品老化,脆裂,使染料褪色,並損害油漆塗料、紡織纖維和塑料製品等。

光化學煙霧危害極大,它的防治已受到人們的日益關注。

工業上,較好的措施是對煤進行加工,改進燃燒技術,同時改進生產工藝,對汙染物進行後處理及合理排放。使用前對煤進行脫硫加工,並盡可能除去灰分;使用過程中,通過對鍋爐進行適當改進,同時加人固硫劑,可減少煙塵利二氧化硫的發生量;最後,對廢氣進行綜合利用後,對不能利用的進行無害處理後再進行排放。對於生活燃煤,除了對煤跡行加工外,比較好的措施是改進用能和供能方式,採用集中供熱、城市燃氣化。

集中供熱和城市燃氣化,是城市節能和綜合整治的重要內容,能有效地改善城市大氣環境質量,減少室內空氣汙染。

此外,重點研究改革燃料和改進汽車裝置結構, 試製無公害汽車和發展高效交通系統。具體舉措為:

(1 )改革燃料。採用液化天然氣、氫氣、液化煤氣與柴油的混合燃料和無鉛汽油來代替有鉛汽油作為汽車燃料,是減少汽車尾氣汙染的有效措施。採用天然氣作燃料,在燃燒時不僅排出的汙染物極少,沒有氣味,沒有鉛化物,而且雜訊很小,從而減少發生光化學煙霧汙染的可能性。

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