8.3环境保护与绿色化学 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章 化学与可持续发展 第三节 环境保护与绿色化学 “破坏环境，地球不会毁灭，毁灭的是人类” 人类和其他生物生存的生物圈与大气圈、水圈和岩石圈不断地进行着物质和能量的交换，共同构成了地球生态系统。通常所说的环境问题，主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。 水源污染 空气污染 土壤污染 海水污染 “破坏环境，地球不会毁灭，毁灭的是人类” 3 对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据 —— 环境质量评价和污染治理的基础。 水质检测 一、化学在环境保护中的任务 1. 环境质量监测： 2. 治理工业三废： 二、大气污染及“废气”治理 1. 大气污染物来源： ① 主要来自 化石燃料燃烧 和 工业生产 过程产生的 废气 及其 携带的颗粒物。 ② 这些污染物在在太阳辐射等因素作用下，经复杂变化形成 次生污染物， 在一定的天气条件下，造成 酸雨、雾霾、光化学烟雾 等污染现象。 CO、 NOx、SO2 烟尘 挥发性有机物 阳光、空气和 水蒸气等作用 酸雨 雾霾 光化学烟雾 次生污染物 化石燃料的燃烧 环境问题 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰川融化 酸雨(pH<5.6) SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 NOx和碳氢化合物排放 危害人体健康和植物生长 臭氧层空洞 NOx和氟氯代烃的排放 地球上生物受紫外线伤害加剧 赤潮和水华 N、P的水体富营养化 藻类过度繁殖，水质恶化。 海水中称赤潮，淡水中称水华 白色污染 聚乙烯塑料的使用、丢弃 破坏土壤结构和生态环境 雾霾 废气中的颗粒物如PM2.5 引发雾霾，吸入危害人体健康。 二、大气污染及“废气”治理 PM2.5，指空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物 石灰乳：SO2+Ca(OH)2==CaSO3+H2O 2CaSO3+O2==CaSO4 汽车尾气催化转化原理：2CO+2NO === 2CO2+N2 催化剂 二、大气污染及“废气”治理 2. 废气处理（从气体本身的性质及化合价角度考虑） SO2 生石灰：CaO + SO2 = CaSO3 2CaSO3 ＋O2 = 2CaSO4 石灰石：CaCO3+ SO2 == CaSO3+ CO2 高温 NO2 NO 2NO2＋2NaOH == NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH == 2NaNO2＋H2O 7 三、污水处理 一级处理 二级处理 三级处理 物理方法除去不溶的污染物 微生物法和化学方法除去可降解的有机污染物 化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、反渗透法等对污水进行深度净化 三、污水处理 污水处理方法有：物理法、化学法和生物法等。 化学方法（通过反应）：中和法、氧化还原法、沉淀法等。 例如：如加入硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂（易水解形成胶体），可使污水中细小悬浮物等聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去。 含重金属Hg2+的废水中加入沉淀剂Na2S，可使Hg2+转化为HgS沉淀而除去。 工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理： 遵循 无害化、减量化 和 资源化 的原则 达到 减少环境污染 和 资源回收利用 这两个重要目的 四、“废渣”及固体生活垃圾的处理 五、“绿色化学”定义及核心思想 “绿色化学”也称为“环境友好化学” 核心思想：改变“先污染后治理”的观念和做法，利化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少和消除环境污染。 理解：从一开始就“不产生污染” 【思考】在汽车的排气管上安装“催化转化器”，可以把汽车尾气中的有害气体 CO 与 NO 催化生成无毒气体 CO2 和 N2。这种尾气处理的方法符合“绿色化学”的概念吗? 仍不符合！绿色化学的核心：从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。因此：先产生污染气体，再被动治理污染，不符合绿色化学概念。 绿色化学中最理想的：“原子经济性反应”是指 反应物的原子 全部转化为 期望的最终产物，原子利用率为 100% （相应地：污染物一定零排放) 原子利用率 = ×100% 期望产物总质量 生成物的总质量 六、原子利用率 提高能源的利用率 反应过程 反应物 反应产物 无毒、无害原料可再生资源 环境友好产品 (安全、可降解和再利用) 原子经济性反应高选择性反应 安全的生产工艺 应用无毒、无害的催化剂 应用无毒、无害的溶剂 六、原子利用率 P120【思考与讨论】现代石油工业采用银做催化剂，可以实现一步完成： CH2=CH2+O2 2CH2—CH2 你还能举出其他原子利用率为100%的化学反应类型吗？ Ag O 原子利用率100%的有化合反应，加成反应，加聚反应。 Recycle 再循环 开发和利用自然资源遵循的三原则 (3R原则) Reduce 减量化 Reuse 再利用 煤、石油和天然气的综合利用 煤、石油和天然气的综合利用 化学品的合理使用 环境保护与绿色化学 272371.4 $$