冬日的萌芽
化学与环境保护摘要：从环境保护出发，介绍了环境污染的现状及防治方法，综述了绿色化学的定义、特点及研究内容。指出绿色化学是近年来国际上普遍提倡和开展的研究课题，绿色化学的发展能节省资源，减少环境污染，将成为可持续发展战略的核心内容。关键词：环境污染，环境治理，绿色化学1 前言人类在改造自然创造物质财富的进程中，特别是20世纪，随着有机化学工业的发展，石油、天然气生产的急剧增长，使化工污染越来越突出，环境问题日趋严重。不可否认，化学科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步作出了巨大的贡献，化学及其制品已经渗透到人类生活、生产和国民经济的各个领域。但另一方面，随着化学品的大量生产和广泛应用，给人类本来绿色平和的生态环境带来了黑色的污水，黄色的烟尘，五颜六色的废渣和看不见的无色毒物。在大气方面，有马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件。特别是伦敦烟雾事件，其致死人数最多，5天内4OOO多人死亡。原因就是燃煤产生的二氧化硫转化成硫酸雾，导致人们胸闷、咳嗽、呕吐，年老体弱者因而死亡。1956年，13本熊本县水俣湾被化工厂排放含汞废水污染，诱发水俣病，使一些人四肢麻木，精神失常，一会酣睡，一会兴奋异常 惨痛而死。环境污染威胁着人们的健康，给人类赖以生存的自然环境的可持续发展带来了巨大的威胁，如何保护我们赖以生存的自然环境，已成为世界各国共同关注和思考的问题。2 环境污染与治理2．1 水污染及治理水是一切细胞和生命组织的重要成分，是构成自然界一切生命的重要物质基础。由于人类大规模的生产活动，在使用水的同时，也往往使某些有害物质进人水体，引起天然水体发生物理和化学上的变化，造成水污染。水污染按污染物质的类型可分为：病原体污染、需氧物质污染、植物营养物质污染、石油污染、热污染、有毒化学物质污染、无机物污染、放射性污染。在水污染防治技术上，我国科技工作者通过不懈的努力，取得了一定的成果。历时五年的“甲基汞污染综合防治与对策研究”，取得可喜成果；“长江中下游浅水湖生态渔业研究”通过专家鉴定；无磷洗衣粉的研制生产等，为水资源保护与可持续利用作出了积极的贡献。2．2 大气污染及治理排放到大气中的主要污染物有二氧化硫、飘尘、氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳、二氧化碳等。大气污染来源主要有三个方面：一是生活污染源，包括饮食或取暖时燃料向大气排放有害气体和烟雾；二是工业污染源，包括火力发电、钢铁和有色金属冶炼，各种化学工业给大气造成的污染；三是交通污染源，包括汽车、飞机、火车、船舶等交通工具的煤烟、尾气排放。人类活动导致全球大气层的主要变化及环境问题可以归结为三方面：一是大气中温室气体增加导致气候变化；二是大气臭氧层破坏；三是酸雨和污染物的越界输送。为了保护全球大气环境，改善本国的环境质量，一些国家在治理大气污染方面制定了新的计划。比如，英国政府宣布实施为期l0年的“全国空气质量战略”计划，以使英国的空气变得清新；我国已加人联合国《气候变化框架公约》和修正后的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》，从调整能源政策人手，改善能源生产结构，增大一次能源中水电、核电及太阳能比例。3 环境污染的预防虽然当今的化学污染防治已取得了巨大的成绩，发展了新的灵敏分析监测手段，测定环境中的污染物；从化学品中鉴定出有毒化合物的类型；发明了化学方法处理废弃物；减少了废弃物的排放等等，并对一些全球性的化学污染，如原油泄漏，燃煤烟尘，酸雨，汽车尾气，温室效应，有机氯农药，环境致癌物等的研究、控制、治理，已取得了肯定的进展。然而多年来解决化工生产过程中产生的废弃物，有毒有害物质的大量排放问题，基本上是以治理为主，这些办法的效果是有限的，所需费用昂贵且日益增长。因此，我们需要大力研究与开发绿色化学，这样可以减少末端治理，从根本上解决环境污染问题。3．1 绿色化学的定义及重要性“绿色化学”是在20世纪90年代提出的，“绿色化学”又称为无害化学、环境友好化学和清洁化学。绿色化学是指以绿色意识为指导，研究和设计环境负作用没有或尽可能小的，并在技术上，经济上可行的化学品与化学过程。其核心是利用化学知识和技术预防污染，从源头消除污染，避免或减少废物的产生。绿色化学的目标是研究与寻找能充分利用的无毒无害原材料，最大限度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径的工艺。绿色化学的最大特点，在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。由于它在通过化学转化获取新物质的过程中就已充分利用了每个原料的原子，具有“原子经济性”，因此它既充分利用了资源，又实现了防止污染。传统化学虽然具有不可替代的作用，但在许多场合却不能有效地利用资源，又大量排放废物造成严重污染。以1993年为例，美国仅按365种有害物质排放估算，化学工业的排放量为136万吨，1992年美国化学工业用于环境的费用为l150亿美元，清理已污染地区花费7000亿美元，所以从环保、经济和社会的要求来看，化学工业已不能再使用和产生有毒、有害物质了，需大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色技术．而不仅是对废水、废气、废渣等局部性终端治理技术的开发。绿色化学包括节约材料和能源，淘汰有毒原材料；在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性；对产品而言，绿色化学旨在减少从原材料的提炼到产品的最终处置全过程的不利影响。绿色化学不仅对传统的化学工业带来革命性的变化，而且还将推进绿色能源工业、绿色农业的建立和发展。 
化学与环境有密切的关系。在某些情况下，环境污染主要是由化学污染物造成的，但我们更应该看到，很多环境问题的解决，要依靠化学方法。生活中的化学污染只要有以下几类：1、工厂排放的浓烟2、汽车、飞机、火车、轮船等交通工具排放的大量有害气体和粉尘3、燃烧含硫的燃料4、焚烧生活垃圾、树叶、废旧塑料5 、焚烧工业废弃物6、吸烟7、炒菜做饭时厨房的烟气8、垃圾的腐烂释放出有害气体9、工厂有毒气体的泄漏10、居室装修材料缓慢释放出的有毒气体11、路面扬尘12、农业上喷洒有毒农药13、使用喷发胶等使用化学稀释剂的的产品14、复印机、电视等电器产生的有害气体15、硫的氧化物与氮的氧化物是形成酸雨的主要原因，所以要调整能源结构、减少直接使用煤、石油、天然气等石化燃料。工业生产中产生的废气经净化处理后才能向大气排放。16、臭氧层受到氟氯烃，氮的氧化物等气体的破坏。二氧化碳、臭氧、甲烷、氟氯烃等气体能产生“温室效应”，使全球变暖，对人类正常的生活带来很大的影响。要防止臭氧层继续遭到破坏，防止“温室效应”进一步增强，可以采取以下措施：一、节约能源，减少使用煤、石油、天然气等矿物燃料，更多地利用太阳能、风能、地热等洁净能源。限制并逐步停止氟氯烃的生产和使用，大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林、保护湿地等。17、厨房空气里既有燃料燃烧时释放出的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体，又有煎炒食物时产生的气体和悬浮物（油烟）。所以要保持室内空气的流通，在厨房安装抽油烟机。新盖及新装修的居室也会有大量的有害气体，18、吸烟危害健康，同时也污染环境。19、大气污染的来源、危害、治理。主要污染物：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘、放射性物质等。来源：煤、石油的燃烧，矿石冶炼，汽车尾气，工业废气等。20、水污染的来源、危害、治理。主要污染物：无机物，碱、盐等，重金属耗氧物质，植物营养物质，石油，难降解有机物等。另外还有氰化物、酚类、病原体、放射性物质、悬浮固体物等等。来源：石油炼制、工业废水、生活污水、使用过农药、化肥的农田排水、降雨淋洗大气污染物和地面淋洗固体垃圾等。21、居室污染的来源、危害及防治措施主要污染物：CO、CO2、SO2、NOx、NH3、醛类(如甲醛)、酚类、烟雾、烟尘、放射性稀有气体氡、电磁波、螨虫、细菌、病毒等。来源：煤、石油、液化气、天然气等的燃烧，煎、炒、烘、烤等高温烹调加工中产生的烟雾，烟草的燃烧，电器发出的电磁波，地毯中的螨虫，建筑装璜材料产生的甲醛、放射性稀有气体氡，化妆品，日用化学品，家宠等22、电池中含有大量的重金属离子，会对水体、土壤造成污染比方说：“赤潮”与水体富营养化“赤潮”是一种危害巨大的自然灾害，它会造成水质恶化和鱼类的大量死亡。20世纪以来，赤潮在世界各地频频发生，日本的濑户内海是赤潮的高发区，仅1976年就发生了326次之多。我国近来也时有发生，其中以1989年黄骅海域赤潮事件最大，损失最重(达3亿元人民币)。1998年春天，又一股来势汹涌的赤潮横扫了香港海和广东珠江口一带海域。赤潮过处，海水泛红，腥臭难闻，水中鱼类等动物大量死亡。当地的各类养殖场损失惨重。据《经济日报》1998年5月3日报道，此次赤潮事件，香港渔民损失近1亿港元；大陆珍贵养殖鱼类死亡逾300吨，损失超过4000万元。一时间，各新闻媒体炒作纷纷，人们不禁要问，何为“赤潮”?它是如何发生的?赤潮的发生机理至今尚无定论。一般认为，适度的水温、 盐分、营养盐、促生质(促进藻类生长的物质)等各种因素都是赤潮生物的增殖因子。而水体富营养化亦即含氮磷营养盐的富集是赤潮发生的一个不可缺少的先决条件。水体富营养化并非新生事件，自然界一直都存在这一现象。所谓沧海变桑田，部分原因就在于水体富营养化。它使湖泊等先变为沼泽，最后变为草原和森林，但这是一个成千上万年的过程。如今人类的活动使之变得异常剧烈。大量含氮、磷肥料的生产和使用、食品加工、畜产品加工等工业废水和大量城市生活污水特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理或处理不达标准即行排放，成为当今水体富营养化过程的重要物质来源。水体中过量的磷、氮营养盐，成为水中微生物和藻类的营养，使得蓝、绿藻和红藻迅速生长，急剧繁殖。它们的繁殖、生长、腐败，引起水中氧气大量减少，导致鱼虾等水生生物大量窒息死亡。某些藻类甚至还会释放出一些有毒物质使鱼类中毒死亡。此外，由于死亡藻类分解时会放出一些CH4、H2S等气体，使海水变得腥臭难闻，水质恶化。这种由于水体中植物营养物质过多蓄积而引起的污染，叫做水体的“富营养化”。这种现象在海湾出现叫做“赤潮”，如果是发生在淡水中，又叫做“水华”。因此，水体富营养化是赤潮(或水华)的先兆，赤潮是水体富营养化的结果。这时需要着重说明的是合成洗涤剂，它由表面活性剂、增净剂等组成。表面活性剂在环境中存留时间较长，消耗水体中的溶解氧，对水生生物有毒性，能造成鱼类畸形。增净剂如磷酸盐，可使水体富营养化。那么，如何治理水体富营养化呢?最有效最简单的办法莫过于把含大量氮磷元素的废水堵截在进入天然水体之前。例如，禁止含磷洗涤剂的生产和使用，对城市工业和生活污水进行净化处理，往污水中加入Ca(OH)2和Al2(SO4)3等沉淀剂除去磷等等。愿人们的行为能防止水体富营养化，消除赤潮的威胁。
