環(huán)境與環(huán)境與化化環(huán)境與化環(huán)境問題與材料、能源、信息并列為現(xiàn)代文明的四大支柱，又與人口、糧食、資源等問題并列為人類面臨的四大挑戰(zhàn)。學學學8.1環(huán)境問題與環(huán)境污染8．2室內(nèi)環(huán)境與化學環(huán)境與化學

8．4汽車與化學8.3室外環(huán)境與化學環(huán)境與化學第8章

②小環(huán)境。個人活動的空間如車間、辦公室、農(nóng)村田野、實驗室、課堂、宿舍、居室等，亦稱工作和生活環(huán)境。

8.1環(huán)境問題與環(huán)境污染一、環(huán)境概念包括大氣、水、土壤、巖石以及存在于其交界處的生物圈和陽光。

2．人類活動環(huán)境①大環(huán)境。與人類生存直接有關的大氣層（高20km）、水層和土層（深10km）范圍內(nèi)人人共享的環(huán)境物質之總和。

1．自然環(huán)境2．環(huán)境問題主要指環(huán)境效應和環(huán)境疾病。（1）環(huán)境效應①生態(tài)效應是一種環(huán)境生物效應。主要指保持生態(tài)平衡，即在一段時期內(nèi)環(huán)境中物質循環(huán)和能量流動狀態(tài)應保持相對穩(wěn)定。②溫室效應是一種全球性的環(huán)境物理和化學效應。大氣中CO2的積累，吸收地面向太空的熱輻射，保持地面空氣溫度升高。③熱島效應是一個區(qū)域環(huán)境物理和化學效應。主要指城市地區(qū)因人口稠密、工業(yè)集中造成溫度高于周圍地區(qū)的現(xiàn)象。

上海等大城市的高樓病、肺癌發(fā)病率高，飲水不潔或缺水是50多種水質病患（如氟骨癥、傳染性肝炎）流行和傳播的主因。（2）環(huán)境疾病①城市病

指現(xiàn)代化和城市化使人類疾病類型發(fā)生改變的現(xiàn)象。原因主要是大氣和水質污染。

③地方病

指發(fā)生在某一特定地區(qū)，同當?shù)刈匀画h(huán)境有密切關系的疾病，由環(huán)境的化學和生物效應引起。如一個地區(qū)碘元素分布異常，可引起地方性甲狀腺腫或克汀病。氟元素過多會引起地方性氟中毒。②職業(yè)病如粉塵引起硅肺；某些化工廠的CO、煙霧引發(fā)心紋痛；雷達、射頻設備引起電磁輻射病（白內(nèi)障、心律不齊、神經(jīng)衰弱等）。

二、環(huán)境污染

1．大氣污染常規(guī)污染如顆粒物、氧化劑、氮氧化合物、二氧化硫、一氧化碳、多環(huán)芳烴、光化學煙霧、臭氧層破壞、酸雨等問題。（1）臭氧層破壞

O3層：離地面20～25km的太空，O3含量高達0.1%的稀薄大氣。臭氧層能吸收太陽發(fā)射到地球的大量紫外線，保護人類和整個地球的生態(tài)系統(tǒng)免受過量紫外線的危害。

危害：使土壤、湖泊、河流酸化，

抑制土壤中有機物的分解和氮的固定，

淋洗土壤中的鈣、鎂、鉀等營養(yǎng)元素，

使土壤貧瘠。酸雨與大氣中的煙霧結

合形成酸霧，其酸性和腐蝕能力大增，

使建筑物和各種露天材料受損。（2）酸雨指氣態(tài)染污物、飄塵和大氣雨云結合成的pH＜5.6的雨雪或其它的大氣降雨。

成因：石化燃料燃燒放出的SO2及NOx。②傳染病。以水為媒介的細菌性腸道傳染如傷寒、痢疾、腸炎等；病毒傳染如血吸蟲、傳染性肝炎等。

2．水污染

人體組織內(nèi)約有65-70%是水，每人每天至少需飲用1.5~2.5升水。（1）水污染對健康的影響80%的疾病與水或水源污染有關。①食物鏈毒化。如甲基汞（水俁病）、鎘（痛痛病）、農(nóng)藥及氟、砷、鉻、鉛、鋇等均可引起飲水或食物毒化；

②適量飲水。人體一天所需的水量大約為2500毫升。③喝含二氧化硅越高的水，患癌癥的人越少；

（2）水的衛(wèi)生和保健意義

水是生命物質的溶劑、生命的營養(yǎng)物質、消化過程中水解反應的主要反應物和食物潤滑劑，也是體溫調(diào)節(jié)劑。

①衛(wèi)生要求飲用水應是無臭、無味、透明的液體，水中細菌數(shù)應＜國際標準，應含有多種營養(yǎng)物質。干凈水、安全水、健康水概念。④適當硬度和可溶解性固體，是健康飲用水的兩個重要指標。飲用硬水，可降低癌癥發(fā)病率。三、典型污染物舉例1、鉛污染

鉛(Pb)是一種藍白色重金屬，重要的工業(yè)原料，廣泛運用于冶煉、蓄電池、印刷、焊接、陶瓷、橡膠和涂料、油漆、殺蟲劑中。全世界每年約消耗400萬噸鉛。

鉛是毒性較大的重金屬。既可通過大氣被人體吸收，還可通過飲水、進食等途徑進入人體。小孩對鉛的吸收率是成年人的5倍。據(jù)報道，我國約有42.2%的城鄉(xiāng)兒童血鉛超標。鉛蓄電池企業(yè)員工鉛中毒患病率高達23.8%！

隨著塑料產(chǎn)量增大和成本

降低，大量的商品包裝袋、液

體容器以及農(nóng)膜等，用后即丟，

成為“白色污染”，構成一大

社會公害。2.塑料污染

塑料是人工合成的高分子材料,具有良好的成型、成膜、絕緣、耐酸堿、耐腐蝕、低透氣、透水性能以及易著色、外觀鮮艷等特點，已成為一類與生活息息相關的材料，廣泛用于家電、汽車、家具、包裝用品、農(nóng)用薄膜等許多方面。世界塑料年產(chǎn)量已達1億2千萬噸，我國每年產(chǎn)量超過500萬噸。3.電池污染

廢電池污染及其處理已經(jīng)成為目前社會最為關注的環(huán)保焦點之一。

列入危險廢物控制名錄的廢電池主要有：含汞電池（主要是鋅錳電池）、鉛酸蓄電池、鎘鎳電池等。電池中包括大量重金屬和酸堿等。重金屬主要有鉛、鎘、汞、鎳、鋅、錳等。其中鉛、鎘、汞的危害較大。4.持久性有機污染物（POPs)

POPs包括艾氏劑（六氯－六氫－二亞甲基萘）、氯丹（八氯－六氫亞甲茚）、狄氏劑和異狄氏劑、滴滴涕（雙對氯苯基三氯乙烷）、七氯（七氯化茚）、六氯苯、天蟻靈、毒殺芬（氯化莰烯）、多氯聯(lián)苯、二噁英（多氯二苯并對二惡英PCDDs）、呋喃（多氯二苯并呋喃PCDFs）12種，其中9種殺蟲劑。其中二噁英稱為“毒王”、“毒中之毒”。

（2）維D合成紫外線有“太陽維生素”的雅稱。適當照射紫外線能促進合成維D，抗佝僂病。孕婦和嬰幼兒曬太陽十分重要。8．2室內(nèi)環(huán)境與化學

一、環(huán)境舒適度

指人在一定環(huán)境中主觀感受到的快慰。主要因素有陽光、空氣、微氣候等，也與一些個體因素如肥胖程度、汗腺功能甚至脾氣稟賦有關。

1．陽光的化學（1）殺菌作用陽光中的紫外線與人體健康關系極為密切。如不正確利用陽光，也會有害健康。紫外線的過度作用可致皮膚癌。

（4）曬焦作用

即黑色素的沉積。受照射的表層皮膚因吸收太陽光短波射線而溫度升高，通過表面血管舒張及出汗，增加體表散熱，使機體和環(huán)境達到代謝平衡。

（3）紅斑作用促進皮膚血液流暢，刺激皮膚末稍的神經(jīng)感受器，全面增進人體生理功能，加強機體的免疫反應能力。成人每天接受日照紫外線輻射不應低于1/8紅斑劑量，兒童應不少于1/4紅斑劑量。

②適量負離子濃度。如達1000－1500個/cm3，可顯著提高健康水平和工作效率；達5000－10000個/cm3

，會呼吸舒暢、心曠神怡。

2．空氣的化學人的生命離開空氣幾分鐘就會死亡。人每天呼吸的空氣量約為13－14kg，比食物(1kg)和飲水(2kg)的量大得多。保證空氣質量極其重要。

（1）清潔空氣的概念

①CO2濃度＜0.1%（體積比。正常值為0.03%）。若達到0.4%，就會昏迷、嘔吐等；如達3.6%，就會窒息、休克；達10%，就會死亡。C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2↑+12H2O+能量

通常室內(nèi)負離子為30－500個/cm3

，壽命為1分鐘。在人口密集且污染嚴重的地區(qū)，負離子被各種污染物吸收殆盡，壽命僅數(shù)秒鐘。

使用負離子發(fā)生器，具有降塵、滅菌和消除乙醚、汽油等難聞有機物氣味的作用。（3）呼吸的化學

空氣通過呼吸對人體發(fā)揮作用，吸入人體需要的O2，呼出CO2。方程式如下：Hb(aq)+O2(aq)→HbO2(aq)血紅蛋白

氧合血紅蛋白在11－29℃范圍（夏天21－32℃，冬天11－20℃）內(nèi)，人們一般均有舒適感，可維持最佳工作效率。

O2和血紅蛋白結合，利用率約25%。CO2進入血液后立即被碳酸酐酶催化與水結合生成H2CO3，以HCO3-形式在紅細胞內(nèi)擴散，起緩沖作用。另一部分與血紅蛋白結合成氨基甲酸血紅蛋白配合物，在肺泡內(nèi)釋放出CO2呼出。3．微氣候室內(nèi)溫度和濕度對居室的舒適度影響很大。（1）溫度指環(huán)境的熱舒適。即人在心理上感到滿意的熱環(huán)境。一般認為18－20℃的溫度為舒適溫度。此時人的皮膚溫度基本不變，熱調(diào)節(jié)機能處于穩(wěn)定狀態(tài)，個體心理普遍感到滿意。

適宜氣流速度：0.1－0.5米/秒。氣流速度的波動使人很不舒服。（2）濕度

舒適濕度：24－70%的相對濕度。夏季20－70%、冬季24－83%為適宜濕度。（3）氣流速度

二、居室環(huán)境保護

1．居室中的污染物及有關毒物（1）主要污染源①廚房②廁所③垃圾④漂塵⑤靜電⑥噪聲⑦放射性

⑧電磁輻射等

⑤放射性氡。致癌和危害生育系統(tǒng)。從磚塊、混凝土、土壤和花崗巖等。（2）室內(nèi)主要化學污染物①CO。燃料在供氧不足條件下燃燒會大量產(chǎn)生。②SO2。主要來自燃煤爐灶。③甲醛。是泡沬塑料板、膠合板、復合板中的膠粘劑成分。④苯并芘。強致癌物，來源與CO、SO2基本相同。

③飄塵。飄塵是室內(nèi)最厲害的殺手，是各種微生物、人體排出的不潔氣體、痰沫、病毒等的傳播載體，使個體受到交叉感染，是呼吸道炎癥的主要病源，尤其使嬰幼兒和老弱者受害。（3）其它污物①污垢。主要有人體污垢、餐具污垢和住宅污垢三類，可分為有機（油污）及無機物（礦塵）。②垃圾。主要包括生活垃圾、醫(yī)院垃圾、市場垃圾、建筑垃圾和街道掃集物等。2．衛(wèi)生居室的建立采取多種措施，使居室、辦公室更衛(wèi)生。（1）改善居住條件①居室位置及大小。應位于工業(yè)污染源的上風區(qū)。凈高2.7米條件下，每人應有6－9M2居住面積。②宜小室分居。（2）采取合理措施①合理采光②勤于清掃③濕式掃除④勞動衛(wèi)生

8.3室外環(huán)境與化學

室外環(huán)境指居室外的近域如陽臺及庭院、城市樓群間、農(nóng)村宅基地的環(huán)境，是室內(nèi)環(huán)境的延伸，主要涉及庭院美化和職業(yè)環(huán)境的改善。一、庭院美化

家庭美化、工廠花園化、城市公園化設計中都應著眼于綠化和良好景觀。

1．綠化綠化的主要作用是改善小氣候、殺菌、凈化空氣。（1）改善小氣候①溫度。樹木能吸收熱量。盛暑時綠地和樹蔭下的氣溫比柏油和石子路面低10℃；冬天，樹木、野草生化反應放熱，能阻擋寒流和冷空氣，故林密處氣溫比曠野高3～5℃。②濕度。綠化后相對濕度提高10%。（2）滅菌鬧市區(qū)上空的細菌數(shù)目比綠地高10～15倍。（3）凈化大氣①滯塵②吸毒④音調(diào)。節(jié)奏有調(diào)、和諧悅耳的聲音稱為樂聲，而雜亂無章、令人心煩的聲音稱為噪聲。2．景觀（1）基本要求景觀美指環(huán)境中給人感官以肯定感覺的因素。如整潔、安寧、清香、和諧等。在擺設、顏色、香感、音調(diào)諸方面都應體現(xiàn)美學要求，以方便、實用為基調(diào)。（2）美的感受③香感。賦香物通常為花卉或各種植物?；ú莶粌H是凈化空氣的“天然工廠”，還是大自然賦予人們的“保健醫(yī)生”。①擺設。室外建筑、室內(nèi)陳設、個人服飾要得體，遵循對稱性、黃金分割原則(0.618:1)。②顏色。環(huán)境色調(diào)盡可能加大對比度，防止互補色。一般取24℃以上的溫度即可認為是高溫。對人的工作效率有明顯不利影響的溫度，通常在29℃以上。二、職業(yè)環(huán)境職業(yè)環(huán)境分為高溫環(huán)境、低溫環(huán)境2種。1．高溫環(huán)境

溫度超過人體舒適程度的環(huán)境稱為高溫環(huán)境。（3）對高溫的防護

使用防護手套、頭盔和靴襪進行局部防護。最好穿冷卻服，即在衣服的夾層內(nèi)通氣或水以達到全身冷卻。（1）高溫環(huán)境的形成一些高溫作業(yè)、火車、輪船的鍋爐及發(fā)動機操作間。主要熱源：①燃燒生熱②機器生熱③化學反應生熱④人體生熱⑤太陽輻射熱（2）高溫環(huán)境的影響

高溫使人體皮膚溫度達41～44℃時就會產(chǎn)生灼痛感，若繼續(xù)上升，皮膚基礎組織即受到傷害。（2）對低溫的防護

①加衣

②加溫

③活動

④習服

⑤飽食2．低溫環(huán)境主要指高山、極地及水下和冬季的邊卡、野外作戰(zhàn)等環(huán)境。通常，10℃以下的低溫對人的生活就有不利影響。（1）低溫環(huán)境的影響

①凍傷

②全身性生理效應

（2）對噪聲的防護

①控制噪聲源

②隔聲屏障

③安裝消聲器。3．噪聲環(huán)境

紡織、機械和印刷行業(yè)，使用風動工具、馬達、操縱振動臺等設備、機場附近的工作點、機動車輛的司機室，都可能有強烈的噪聲。

（1）噪聲環(huán)境的影響

①聽力下降。

②腦血管受損，出現(xiàn)失眠、心慌、記憶力衰退、全身疲勞等癥狀。

③心血管系統(tǒng)疾病。膽固醇升高，心跳加速、心律不齊、血管痙攣等。

④化學工業(yè)4．其它職業(yè)環(huán)境①放射性礦物②煙道③建筑行業(yè)汽車在促進經(jīng)濟繁榮、給人民生活帶來方便的同時，也帶來了能源和環(huán)保問題。

8.4汽車與化學一、車外污染及其治理

汽車的大量使用加劇酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞、鉛中毒、溫室效應和交通堵塞等問題。

減少汽車污染的方法可以簡稱為“一邊“割尾巴”、一邊“換心臟””，即“減少尾氣”和“革新食譜”。如太陽能、液化氣、核能、酒精、電能等。

汽油無鉛化：