8.3.1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

环境保护与绿色化学 第1课时 1. 了解化学在环境保护中的作用。 2. 知道“三废”的来源与处理。 学习目标 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。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 一、环境问题的含义 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。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 环境质量监测的主要任务是对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，以此研究污染物的存在、分布和转化规律，为控制和消除污染提供可靠的数据。 1. 环境质量检测 化学工作者所承担的环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 ①工业生产需要大量的原料，消耗大量的能源，在得到所需产品的同时产生了大量废气、废水和废渣（简称“三废”），处理不当就会污染环境。 化学在“三废”治理方面发挥着重要的作用。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 6 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 ②工业废气的危害及治理 化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物，在太阳辐射等因素作用下，经过复杂变化形成次生污染物，在一定天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。 可通过吸附、燃烧等方法治理工业废气。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 次生污染物的形成示意图 化石燃料的燃烧 CO、NOx、SO2等 烟尘 挥发性有机物 阳光、空气和水蒸气等的作用 次生污染物 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 ③废水处理 工农业生产和生活中产生的污水往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤和水体的污染，必须经过多步处理才能达到排放标准。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 污水的处理方法很多，常用的有物理法、化学法和生物法等。 例如，加入硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂，可使污水中的细小悬浮物等聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去。对其他溶解在水中的污染物，则要根据其化学性质采用中和法、氧化还原法和沉淀法等进行处理。 ③废水处理 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 按处理程度，废水处理一般可分为三级： 一级处理通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理。 ③废水处理 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 按处理程度，废水处理一般可分为三级： ③废水处理 二级处理采用生物方法（又称微生物法）及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 按处理程度，废水处理一般可分为三级： ③废水处理 三级处理主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 初次沉淀池：使泥、水分离 格栅间：除去污水中的大块物体 曝气沉沙池：使沙、水初步分离 未经处理的污水 二次沉淀池：经过曝气池出来的水在此进行二次沉淀 深度处理 达到一定标准的可排放的水 曝气池：通过微生物的代谢作用，将污水中各种复杂的有机污染物降解为简单的、无害的物质 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 二、化学在环境保护中的作用 2. “三废”的治理 ④废渣治理 工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、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。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 【思考与讨论】 （1）含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。 ①消除含硫氧化物： SO2＋2NH3·H2O＝(NH4)2SO3＋H2O 化合反应 2(NH4)2SO3＋O2＝2(NH4)2SO4 化合反应 ②消除含氮氧化物： NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O 氧化还原反应 2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O 氧化还原反应 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 【思考与讨论】 （2）含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在城市和农村出现的这种水体污染各有什么特点？请查阅资料，了解有关的污染及治理情况。 水中氮、磷元素过多，造成藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变成浑浊的绿色，水质恶化。 水华 城市出现的这种水体污染主要是生活废水和工业污水的排放造成的，而农村出现的这种水体污染主要是由农业生产活动造成的。 化学与环境保护 知识点： 新课讲授 废水处理有三级：一级处理除去污水中不溶解的污染物；二级处理除去废水中的可降解有机物等污染物；三级处理除去二级处理未能去除的污染物，包括微生物未能降解的有机物、可溶性无机物等。 “三废”是指废气、废水和废渣。 污水处理常用的方法有物理法、化学法和生物法等。 废渣治理的目的是减少环境污染和资源回收利用。 化学与环境保护 课堂总结 知识点： 1. 化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极的作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是（ ） A. 大量开发矿物资源，促进地方经济发展 B. 研发可降解高分子材料，减少“白色污染” C. 开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用 D. 改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放 化学与环境保护 练一练 知识点： 【答案】A 【解析】矿物资源为不可再生资源，过度开采会使资源匮乏，是只顾眼前不顾将来的做法，不符合社会可持续发展理念，故A错误。 化学与环境保护 练一练 知识点： 2. 十九大报告强调“要建设天蓝、地绿、水清的美丽中国，让老百姓在宜居的环境中享受生活。”下列做法与此不符的是（ ） A. 将煤进行气化处理，既提高煤的综合利用率，又可减少酸雨的危害 B. 将废旧电池进行直接填埋处理，减少对环境的污染 C. 开发核能、太阳能、风能等新能源，减少对矿物能源的依赖 D. 利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气 化学与环境保护 练一练 知识点： 【答案】B 【解析】废旧电池中含有重金属离子，如果直接填理，会对土壤、地下水造成污染，B项错误。 化学与环境保护 练一练 知识点： 空气质量日报（AQI）：主要内容包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”等。目前计入空气污染指数的项目主要是SO2、NO2、和PM2.5等。 化学与环境保护 知识拓展 知识点： 23 常见的环境问题和主要危害 环境问题 主要污染物 主要危害 PM2.5 直径≤2.5µm的细颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，导致交通事故，危害人体健康 酸雨（雨水PH＜5.6） SO2或氮氧化物（NOx） 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 温室效应 CO2、CH4 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小 臭氧空洞 氟氯代烃、氮氧化物（NOx） 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害 化学与环境保护 知识拓展 知识点： 常见的环境问题和主要危害 环境问题 主要污染物 主要危害 光化学烟雾 碳氢化合物、氮氧化物（NOx） 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡 白色污染 难降解的废弃塑料 ①在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；②易被动物当作食物吞入，导致动物死亡；③混入生活垃圾中难处理、难回收 赤潮（海水中）和水华（淡水中） 含N、P等元素的废水 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体腐败变质、变臭，水生生物因缺氧而死亡 化学与环境保护 知识拓展 知识点： 废水处理的方法 1. 混凝法 废水中的某些污染物常以细小悬浮颗粒的形式存在，很难用自然沉降法除去。如果向废水中加入混凝剂，就会使细小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒而沉淀，与水分离，从而除去水中的悬浮物。 常用的混凝剂有明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 、聚羟基氯化铝，以及有机高分子混凝剂如聚丙烯酰胺等。 例如，将明矾放入废水中，明矾就发生水解，生成带正电的Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2O⇌Al(OH)3(胶体)＋3H＋，水中的悬浮颗粒大多带有负电。当带负电的悬浮颗粒遇到Al(OH)3胶体微粒时，就会发生凝聚，达到净水的目的。 化学与环境保护 知识拓展 知识点： 废水处理的方法 2. 中和法 对于酸性废水和碱性废水，可以采用中和法进行处理。一般用中和剂如熟石灰[Ca(OH)2]来中和钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水，用H2SO4或CO2来中和碱性废水。其有关反应为： 对于高浓度的酸、碱废水，应优先考虑回收利用，如采用浓缩的方法回收酸、碱等。 Ca(OH)2＋H2SO4＝CaSO4＋2H2O H2SO4＋2NaOH＝Na2SO4＋2H2O 2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O 化学与环境保护 知识拓展 知识点： 废水处理的方法 沉淀法就是利用某些化学物质作沉淀剂，与废水中的污染物（主要是重金属离子）发生化学反应，生成难溶于水的沉淀析出，从废水中分离出去。利用沉淀反应是除去水中重金属离子常用的方法。 3. 沉淀法 例如，向含有Hg2＋的废水中加入Na2S，可以使Hg2＋转变成HgS沉淀而除去：Hg2＋＋S2－＝HgS↓ 用这种化学方法处理以后，废水中Hg2＋的浓度可降到几乎对人体无害的程度。 化学与环境保护 知识拓展 知识点： 废水处理的方法 利用氧化还原反应将有害物质转变为无毒物质、难溶物质而除去。 4. 氧化还原法 例如，含氰(CN－)废水的处理： 2CN－＋8OH－＋5Cl2＝2CO2＋N2＋10Cl－＋4H2O 化学与环境保护 知识拓展 知识点： 谢谢！ $$