學號2011020248哈爾濱師范大學學士學位論文題目化工與環(huán)保淺談學生指導教師年級2011級材料化學3班專業(yè)材料化學系別材料化學系學院化學化工學院化工與環(huán)保淺談摘要由于人們對工業(yè)高度發(fā)達，化學化工在這其中立下汗馬功勞。但是人們對它們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(huán)境污染、生態(tài)破壞人類不斷的向環(huán)境排放污染物質。但由于大氣、水、土壤等的擴散、稀釋、氧化還原、生物降解等的作用。污染物質的濃度和毒性會自然降低，此種現(xiàn)象叫做環(huán)境自凈。如果排放的物質超過了環(huán)境的自凈能力，環(huán)境質量就會發(fā)生不良變化，危害人類健康和生存，這就發(fā)生了環(huán)境污染。就化學化工生產過程中常見的污染問題進行闡述，并作出解決的方法和措施以保護環(huán)境。關鍵詞環(huán)境污染；酸雨；空氣污染；溫室效應；光化學煙霧；環(huán)境保護化學化工生產過程中產生的環(huán)境污染問題會給生態(tài)系統(tǒng)造成直接的破壞和影響，有時這種間接的環(huán)境效應的危害比當時造成的直接危害更大，也更難消除。20世紀以來，隨著全球工業(yè)的急劇發(fā)展，發(fā)展和環(huán)境的矛盾越來越凸顯在世界的眼前，能源短缺、資源匱乏、環(huán)境的急劇惡化已經嚴重威脅到了人類的生存和發(fā)展，環(huán)保成為21世紀人類最重要和最熱門的話題。一說到環(huán)保，化學便成為一個敏感的詞匯，因為在大眾的觀念中，化學幾乎就是破壞環(huán)境的罪魁禍首，無論是不計其數(shù)的交通工具排出的廢氣，還是臭氣熏天的化工廠排出的污水，都地暴露了化學對環(huán)境的巨大破壞。以上種種情況表明，化學在極大地推動人類進步發(fā)展的同時也確實帶來了巨大的環(huán)境破壞。目前，由于人類的運用不當，化學在環(huán)保方面存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾點1、用于生產的化學研發(fā)豐富，用于環(huán)保的化學研發(fā)嚴重不足。目前人類用于生產的化工產品不計其數(shù)，幾乎涵蓋了所有的生產領域，而與之相比，用于環(huán)保的化學產品卻屈指可數(shù)?；瘜W本身是無害的，是人類的過度不當使用才導致其對環(huán)境的嚴重破壞，化學在破壞環(huán)境的同時也能減輕環(huán)境的破壞。比如，在紙漿中加入適當?shù)奶砑觿?，改紙漿便可以做成可降解的一次性容器，此項技術目前已經在全球范圍得到推廣，對緩減日益嚴重的白色污染具有十分明顯的作用。再如，凈水站必須通過物理沉淀，化學殺菌才能徹底凈化水質。然而在現(xiàn)實中，我們用于環(huán)保的化學研發(fā)資金和人才設備都嚴重滯后，這對化學與環(huán)保的和諧發(fā)展是非常不利的。2環(huán)?；瘜W產品監(jiān)管不力，使用不當。在為數(shù)不多的用于環(huán)保的化學產品之中，國家和政府缺乏監(jiān)管力度，許多假冒產品魚目混珠，打著環(huán)保的旗號破壞環(huán)境，比如當下的環(huán)保塑料袋，不少產品根本就是傳統(tǒng)塑料袋上加印了“環(huán)?！倍侄?。再如，凈水劑在不少地區(qū)被濫用，結果造成了對水質的二次污染。這些情況，使得化學與環(huán)保的矛盾不斷加劇。3利用不當，嚴重破壞環(huán)境。目前化學被大規(guī)模應用于工業(yè)生產，由于環(huán)保戰(zhàn)略的滯后和長期缺乏可持續(xù)發(fā)展思想，給環(huán)境造成了巨大破壞。主要有溫室效應的全球蔓延、臭氧空洞的持續(xù)擴大、酸雨災害的惡化。例如，酸雨，空氣污染，土地污染，光化學污，環(huán)境保護就是由大氣污染衍生出的環(huán)境效應。這種由環(huán)境污染衍生的環(huán)境效應具有滯后性，往往在污染發(fā)生的當時不易被察覺或預料到，然而一旦發(fā)生就表示環(huán)境污染已經發(fā)展到相當嚴重的地步。當然，環(huán)境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人類環(huán)境的質量下降，影響人類的生活質量、身體健康和生產活動。例如城市的空氣污染造成空氣污濁，人們的發(fā)病率上升等等；水污染使水環(huán)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。嚴重的污染事件不僅帶來健康問題，也造成社會問題。隨著污染的加劇和人們環(huán)境意識的提高，由于污染引起的人群糾紛和沖突逐年增加。這都在警示著我們要去了解化工與環(huán)保的關系，化工生產給我們的環(huán)境哪些污染呢就化工生產中的環(huán)境問題而言，主要有酸雨、空氣污染、溫室效應、光化學煙霧等。現(xiàn)在就這些問題進行一一深入的細說。1酸雨造成雨水酸化之污染物很多，其污染來源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(fā)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50左右后者則為工業(yè)化后，燃料之大量使用，燃燒過程中產生一氧化碳、氯化氫、二氧化硫、氮氧化物及有機酸及懸浮固體物，排放至大氣環(huán)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。由于酸雨為二次污染物且具有跨區(qū)污染的特性，以致影響層面相當廣，故局部空氣污染的改善，空氣品質標準的達成，對于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。目前世界上減少二氧化硫排放量的主要措施有1、原煤脫硫技術，可以除去燃煤中大約40一60的無機硫。2、優(yōu)先使用低硫燃料，如含硫較低的低硫煤和天然氣等。3、改進燃煤技術，減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液態(tài)化燃煤技術是受到各國歡迎的新技術之一。它主要是利用加進石灰石和白云石，與二氧化硫發(fā)生反應，生成硫酸鈣隨灰渣排出。4、對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。目前主要用石灰法，可以除去煙氣中85一90的二氧化硫氣體。不過，脫硫效果雖好但十分費錢。例如，在火力發(fā)電廠安裝煙氣脫硫裝置的費用，要達電廠總投資的25之多。這也是治理酸雨的主要困難之一。減少氮氧化物的措施1、減少人為活動排放的NO,就是減少大部分來自化石燃料的燃燒過程,如汽車、飛機、內燃機及工業(yè)窯爐的燃燒過程；2、減少來自生產、使用硝酸的過程,如氮肥廠、有機中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠等。2空氣污染空氣污染即空氣中含有一種或多種污染物，其存在的量、性質及時間會傷害到人類、植物及動物的生命，損害財物、或干擾舒適的生活環(huán)境，如臭味的存在。換言之，只要是某一種物質其存在的量，性質及時間足夠對人類或其他生物、財物產生影響者，我們就可以稱其為空氣污染物；而其存在造成之現(xiàn)象，就是空氣污染。換言之，某些物質在空氣中不正常的增量就產生空氣污染的情形。空氣污染是大氣中污染物濃度達到有害程度，超過了環(huán)境質量標準和破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生活條件，對人和物造成危害的現(xiàn)象。凡是能使空氣質量變壞的物質都是空氣污染物。主要過程由污染源排放、大氣傳播、人與物受害這三個環(huán)節(jié)所構成。影響大氣污染范圍和強度的因素有污染物的性質（物理的和化學的），污染源的性質（源強、源高、源內溫度、排氣速率等），氣象條件（風向、風速、溫度層結等），地表性質（地形起伏、粗糙度、地面覆蓋物等）。防治方法很多，根本途徑是改革生產工藝，綜合利用，將污染物消滅在生產過程之中；另外，全面規(guī)劃，合理布局，減少民稠密區(qū)的污染；在高污染區(qū)，限制交通流量；選擇合適廠址，設計恰當煙囪高度，減少地面污染；在最不利氣象條件下，采取措施，控制污染物的排放量?？諝馕廴疚锏姆N類包含很多，它們的形態(tài)可能是固體狀的粒子，也可能是液滴或是氣體，或是這些形態(tài)的混合存在。目前我國法令所定義的空氣污染物有哪些種類呢依據空氣污染防制法及相關規(guī)定所定義，空氣污染物可分為四大項目。（1）氣狀污染物包括硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、氯氣、氣化氫、氯化氫等。（2）粒狀污染物包括懸浮微粒、金局煤煙、黑煙、酸霧、落塵等。（3）二次污染物指污染物在空氣中在經光化學反應而產生之污染，包括光化學煙霧、光化學性高氧化物等。（4）惡臭物質包括氯氣、硫化氫、硫化鉀基、硫醇類、甲基胺類等等。大氣污染源就是大氣污染物的來源，主要有以下幾個（1）工業(yè)工業(yè)生產是大氣污染的一個重要來源。工業(yè)生產排放到大氣中的污染物種類繁多，有煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物、有機化合物、鹵化物、碳化合物等。其中有的是煙塵，有的是氣體。（2）生活爐灶與采暖鍋爐城市中大量民用生活爐灶和采暖鍋爐需要消耗大量煤炭，煤炭在燃燒過程中要釋放大量的灰塵、二氧化硫、一氧化碳、等有害物質污染大氣。特別是在冬季采暖時，往往使污染地區(qū)煙霧彌漫，嗆得人咳嗽，這也是一種不容忽視的污染源。（3）交通運輸汽車、火車、飛機、輪船是當代的主要運輸工具，它們燒煤或石油產生的廢氣也是重要的污染物。特別是城市中的汽車，量大而集中，尾氣所排放的污染物能直接侵襲人的呼吸器官，對城市的空氣污染很嚴重，成為大城市空氣的主要污染源之一。汽車排放的廢氣主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氫化合物等，前三種物質危害性很大。（4）森林火災產生的煙霧。改革能源結構，多采用無污染能源（如太陽能、風能、水力發(fā)電）和低污染能源（如天然氣），對燃料進行預處理改進燃燒技術等均可減少排污量。另外，在污染物未進入大氣之前，使用除塵消煙技術、冷凝技術、液體吸收技術、回收處理技術等消除廢氣中的部分污染物，可減少進入大氣的污染物數(shù)量。大氣污染的防治氣象條件不同，大氣對污染物的容量便不同，排入同樣數(shù)量的污染物，造成的污染物濃度便不同。對于風力大、通風好、湍流盛、對流強的地區(qū)和時段，大氣擴散稀釋能力強，可接受較多廠礦企業(yè)活動。逆溫的地區(qū)和時段，大氣擴散稀釋能力弱，便不能接受較多的污染物，否則會造成嚴重大氣污染。因此應對不同地區(qū)、不同時段進行排放量的有效控制。廠址選擇、煙囪設計、城區(qū)與工業(yè)區(qū)規(guī)劃等要合理，不要排放大氣過度集中，不要造成重復迭加污染，形成局部地區(qū)嚴重污染事件發(fā)生。茂密的林叢能降低風速，使空氣中攜帶的大?；覊m下降。樹葉表面粗糙不平，有的有絨毛，有的能分泌粘液和油脂，因此能吸附大量飄塵。蒙塵的葉子經雨水沖洗后，能繼續(xù)吸附飄塵。如此往復攔阻和吸附塵埃，能使空氣得到凈化。3溫室效應溫室效應是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的?？諝庵泻卸趸?，而且在過去很長一段時期中，含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于“邊增長、邊消耗“的動態(tài)平衡狀態(tài)。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于水中。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占空氣成分003（體積分數(shù)）始終保持不變的原因。但是近幾十年來，由于人口急劇增加，工業(yè)迅猛發(fā)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，由于對森林亂砍亂伐，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(tài)平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加?？諝庵卸趸己康脑鲩L，就使地球氣溫發(fā)生了改變。溫室效應的防治二氧化碳可以防止地表熱量輻射到太空中，具有調節(jié)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，就會使地球仿佛捂在一口鍋里，溫度逐漸升高，就形成“溫室效應”?，F(xiàn)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并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。它是于2001年發(fā)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，正在進入一個逐漸變暖的時期，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后的一萬年里有所縮短。他們說，隨著氣溫的升高，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，而并不是汽車和工廠所排放的二氧化碳。4光化學煙含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的大氣，在陽光的照射下，發(fā)生光化學反應而產生二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學煙霧。近年來，汽車尾氣排放的NOX、CO及隨后形成的光化學煙霧，使得許多大城市的空氣質量惡化。隨著全球工業(yè)和汽車業(yè)的迅猛發(fā)展，光化學煙霧污染在世界各地不斷出現(xiàn)，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(fā)生過光化學煙霧現(xiàn)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復雜的反應，生成出一些二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等。光化學煙霧是一個鏈式反應，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2HC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。光化學煙霧成分復雜，但是，對動物、植物和材料有害的主要是O3、PAN、醛、酮等二次污染物。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。1955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，經過一段時間之后色素發(fā)生變化，葉片上出現(xiàn)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等還能造成橡膠制品老化，脆裂，使染料褪色，并損害油漆涂料、紡織纖維和塑料制品等。光化學煙霧的防治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(yè)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，對污染物進行后處理及合理排放。使用前對煤進行脫硫加工，并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(fā)生量最后，對廢氣進行綜合利用后，對不能利用的進行無害處理后再進行排放。對于生活燃煤，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，采用集中供熱、城市燃氣化。集中供熱和城市燃氣化，是城市節(jié)能和綜合整治的重要內容，能有效地改善城市大氣環(huán)境質量，減少室內空氣污染。此外，重點研究改革燃料和改進汽車設備結構，試制無公害汽車和發(fā)展高效交通系統(tǒng)。具體舉措為1改革燃料。采用液化天然氣、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，是減少汽車尾氣污染的有效措施。采用天然氣作燃料，在燃燒時不僅排出的污染物極少，沒有氣味，沒有鉛化物，而且噪聲很小，從而減少發(fā)生光化學煙霧污染的可能性。2改進汽車設備結構。汽車尾氣污染的防治，除提高汽油燃燒質量外，關鍵在于改進發(fā)動機的燃燒設計。美國福特公司制成一種“層化加油”發(fā)動機，它改變了燃燒室的設計和燃料注人系統(tǒng)的設計，從而減少廢氣的排出。日本本田摩托車研制出三臺層狀燃燒的汽缸，它能使汽油與空氣的比例降到120，使排氣中氮氧化物減少2/3，一氧化碳、碳氫化合物幾乎減少一半以上。這兩種發(fā)動機，一種是減少基質的濃度，一種是減少引發(fā)物質的濃度，其結果都是使光化學煙霧產生的可能性降低。3研究無公害汽車和發(fā)展高效交通系統(tǒng)。從發(fā)展遠景來看，國外正在大力發(fā)展無公害汽車如電子汽車、電動汽車和蒸汽汽車等。通過發(fā)展高效率城市交通系統(tǒng)以代替市內汽車。這些都是減少汽車尾氣排放和防止光化學煙霧污染城市大氣的重要措施通過改進發(fā)動機結構和運行條件能有效減少污染物的發(fā)生但現(xiàn)階段這些措施仍不可能使尾氣達到直接排放的要求，還必須進行廢氣凈化處理。一氧化碳和碳氫化物的凈化，可用熱反應法或催化氧化法來達到目的。至于氮氧化物，采用三元催化的方法可達到凈化目的。另外，大面積地植樹造林綠色植物是二氧化碳的消耗者，氧氣的天然加工廠，在調節(jié)大氣中的二氧化碳的平衡上起著無可替代的作用，不同的植物對二氧化硫、氟化氫、氯氣、氨氣、氯化氫、光化學煙霧、放射線等有不同的吸收能力，從而達到凈化空氣的效果。世界衛(wèi)生組織WHO和美國、日本等許多國家已經把臭氧和光化學氧化劑的水平作為判斷大氣環(huán)境質量的指標之一，并據以發(fā)布光化學煙霧的警報。城市空氣污染與經濟發(fā)展水平密切相關，我國正處快速發(fā)展時期，城市空氣污染已經成為一個重要的環(huán)境問題。為防止光化學煙霧的爆發(fā)，除了采取上述方法外，還必須采取行政命令干涉的手段才能有較好的效果。5結論針對化學目前在環(huán)保方面的問題，加強其與環(huán)保的有機整合，勢在必行，這當中有幾個因素是值得我們重視的1改進化學工藝，減少污染。以合成尼龍的原料己二酸為例，傳統(tǒng)的合成方法是以苯為原料，經加氫、氧化等步驟得到。在生產過程中，苯是致癌物，硝酸氧化生成的N2O也會嚴重破壞臭氧層，環(huán)境危害巨大。但是經過改良后的生產工藝可以蔗糖為原料，經生物催化加氫制得己二酸。由此可見，改進化學工藝對環(huán)保的重要意義，如果我們能加強這方面的研究和投入，對于化學和環(huán)保的有機整合將大有裨益。2加強化學在環(huán)保領域的應用。無數(shù)的案例告訴我們，化學是可以用來保護環(huán)境的，可降解一次性容器和凈水劑就是很好的證明，目前人類對環(huán)境造成的巨大危害靠地球自身的恢復能力在短時間內已經無法改變，我們只有加強化學應用于環(huán)保領域的研發(fā)，才能在當下改變化學與環(huán)保的“敵對”狀態(tài)。3加強生物技術的研發(fā)。能源的短缺和資源的匱乏是人類濫用化學的重要原因，而生物技術能充分利用生物質資源，節(jié)約能源，易于實現(xiàn)清潔生產。而能源消耗和工業(yè)生產是當下化學破壞環(huán)境主要的方式。因此，加大化學在生物技術方面的研發(fā)，對于加強環(huán)保，引導化學綠色化具有重要意義。我要化工也要我們的環(huán)境。參考文獻1張殿臣，王純脈沖袋式除塵器手冊M北京化學工業(yè)出版社，201140第4期JOCHUMKLAUSPETER等地球化學與環(huán)境樣品分析標準物質和GEOREM數(shù)據庫第281PRENGLEHWEXPERIMENTALRATECONSTANTANDREACTORCONSIDERATIONSFORTHEDESTRUCTIONOFMICROPOLLUTANTSANDTRIHALOMETHANEPRECURSORSBYOZONEWITHUVRADIATIONSJENVIRONMENTALSCIENCEHEWONDEREDHOWINTHEWORLDHECAMETOBELONGTHEREINDEEDHISPENNINGANDPUBLISHINGTHISESSAYCAUSEDHISEXCOMMUNICATIONFROMHIGHSOCIETYANDALSOCAUSEDHIMALOTOFLEGALTROUBLETHELEGALTROUBLECAMEASARESULTOFTHEFACTTHATHEWASSPEAKINGOUTAGAINSTTHEGOVERNMENTILIKETOREFERENCESUCHTEXTSFROMTIMETOTIMEASANEXAMPLEBOTHOFTHEFACTTHATHISTORYDOESREPEATITSELFANDTHATTHISWORLDISNOTSOBIGTHATWHATAPPLIESTOONESOCIETYDOESNOTINANYWAYTOUCHANOTHERSOCIETYONAMUCHSMALLERSCALE,EMERSONSESSAYAFFECTSMEVERYDEEPLYNOTASANURGINGTOBECOMESELFRELIANTIMNOTHINGIFNOTTHATINHISTEXTHEEXPOUNDSONTHEIDEATHATONEMUSTGIVETHEIRLIFEAPURPOSEANDTHATISTHETRUETOPICOFTHISENTRYTHESELASTFOURYEARSHAVEBEENSOEASYTEACHFORAGRANDTOTALOFSIXHOURSAWEEK,ANDTHERESTOFMYTIMEISMINES