化学的今天和明天-课件.ppt

1、图表漫画：投降！？当今的地球面临着人口膨胀和资源过度消耗，大气、水质的污染，有毒废物的排放，温室气体导致的全球气候变暖，生物物种的大量消失等一系列危机。面对如此困境，脆弱的地球还能承受吗！？药物化学家正在积极开发避孕药，但有讽刺意义的是，人口过剩在一定程度是由化学造成的，人类的死亡率曾经是如此的高，因此不存在人口过剩。药物化学大大提高了我们的生存率，为此，我们有了人口问题。当然，我们肯定不会回到过去一个流行感冒就死亡数万人的日子，我们要出于自择的办法来控制人口，而不依靠大规模死亡的办法黑死病The Black Death 散播与年份14世纪袭击欧洲的鼠疫,患者会皮下出血,皮肤呈现黑色,故名.在

2、整个十四世纪，大部分人口密度较高的城市，死亡率都在50%以上。在许多地方，“尸体象垃圾一样被扔上了手推车”。据估计，14世纪的100年中，欧洲有大约2500万人死于黑死病，占当时欧洲人口的三分之一。不过，这次流行并没有到此为止。直到15世纪末，欧洲每十年就遭到一次黑死病的袭击。至于究竟有多少人死于黑死病，此后300年间，黑死病还曾多次暴发，可能总共杀死了多达2亿人。我们和地球的关系从根本上改变了，我们必须看到这种转变，理解它将会带来什么。环境破坏的种种惊人图景引起我们的警觉的程度也许各不相同，但这些在世界各地都出现的图景却有一点是共同的我们必须鼓起勇气来承认：它们都是同一个深层问题的症状，而这

3、个深层问题比人类任何时候面临的问题都来得更加广泛更加严厉。全球变暖，臭氧层损耗，物种灭绝，森林毁坏这一切有个共同的原因：人类人类文明与地球的自然平衡文明与地球的自然平衡之间的一种新型关系。我们面临的问题其实有两个方面。一方面一方面是认识到我们伤害地球的能力的确可能具有全球规模、的确可能是永久性的。我们已经成为造成地球现状的一个主要原因。另一方面另一方面是认识到我们必须首先把自己看作这个复杂系统的一个组成部分，才能够理解人在这个系统中的新角色。我们从前习惯于把这个系统看成一个因果作用的简单系统。现在看来，首要问题不在于我们对环境起了什么作用，而在于我们和环境处在怎样一种关系之中。于是，无论我们用

4、什么方式来解决环境危机，我们首先都需要重新审视人与环境的关系，这包括每一文明内部的种种因素之间的复杂关系，各个文明之间的关系，以及生态系统各种主要自然成分之间的关系。图表漫画：“。只有今天待遇好！”随着“世界地球日”的来临，全人类都自发地敲响了保护家园的警钟，举行着各项对地球有益的活动。然而，我们仅在一天大张旗鼓地关爱地球是远远不够的，只有把每一天都当成“地球日”看待，才能尽快救治地球的沉疴，延缓她的衰老。（4月22日）科技的高度发展，是环境污染的主要原因之一，在高唱污染问题严重性的今天，研究科学的人成为千夫所指的罪人，但研究科学的人最值得钦佩的一点，就是他们并不逃避责任。真正的科学家与工程师

5、都抱着为人类谋福利的宗旨，努力不懈，当在这个过程中，出了毛病，他们并不否认他们错了，但他们仍然埋头苦干，潜心研究，只盼望有朝一日能将功折罪。平心而论，解铃还须系铃人，污染问题仍须用科技方法解决。现在举个明显的例子：洛杉矶的空气污染：洛杉矶因为污染问题十分严重，一般民众早已普遍觉醒，在一九四八到一九六六年之间，他们利用科学方法完成了一个计划包括研究现象形成的原因，对人口的增加、工厂数目、汽车的使用、燃料的消耗加以广泛调查；一方面做横向的调查，一方面也作纵向的整理，并得到立法的支持，颁布若干禁令，确立污染的规范。再利用科学技术的方法，研究发展许许多多的改进设施。现在这地区的污染已大为减低。在美国和

6、其他一些发达国家，化学加工业是制造业中最大的一个行业，物质经过化学变化而转化为有用的产品，但一般也产生了废物，对它们采取什么样的处理办法是做到干净生产的关键。有一时期，废弃物只是简单的倾倒到河流中或埋在地下或直接排放到空气中。但由于每一种物质都包含多种化学品，这种做法不是一种真正有效的方法。1995年左右美国对全国的的有毒废物堆放处展开了一项规模庞大的清理工作，这些地方大自然是不会照顾到的，我们必须自己来解决问题。新的工业革命新的工业革命-观点的革命观点的革命属于化学制造商协会的化学制造商在美国制造了90的化学产品。他们通过了一个称为负责与关心（Responsible Care)的纲领，在此纲

7、领中他们立誓只制造不破坏环境的商品。An important aspect of Responsible Care is to have health,safety,environmental,and security(HSES)performance measures readily available to the public.Eastman 化学公司下属的一家工厂。厂里所采用的工艺，每年可节省150万桶原油。美国田纳西州的一家化工厂从环境观点出发，利用它的负责与关心纲领来指导操作，建造了这个国家最革新的废水处理设备。这个设备高出地面，使得地下水的保护更容易一些。燃煤锅炉所排放出的煤灰不

8、像过去一样被填埋，而是用来制造混凝土砖块。这个工厂还有国家唯一的商业化设施，将煤转化为各种化学产品，并最后用在合成纤维等的制作上。利用当地取得的高硫煤，这个厂每年省用了约150万桶原油。更值得一提的是这个设备回收了煤中所含硫的99.7。这个煤化工设备是如此的富有创新精神，以致被称为1995年化学里程碑。另一个污染问题是与溶解各种各样化学品的溶剂有关，当有机溶剂挥发时，它们会污染空气。越来越多的制造商正在学会在加工工艺上如何使用水作为溶剂。水基油漆，包括用于汽车的烤漆，正在取代含有机溶剂的油漆。不是所有的废弃物都能变为有用的产品，化学品的毒性可以通过化学来解决，但放射性的物质只能靠时间使其变的安

9、全。利用现有的技术无法避免核能发电厂产生放射性废料。然而，我们很清楚的看到核能是我们未来的能源，在有些国家，它早已是主要能源。从核电厂产生的放射性物质的物理量实际是不太大的，但它被嵌在许多其他物质中，目前是将其整体存放，但这个量是如此之大，以致引起了麻烦。化学家正试图将放射性物质分离出来并加以浓缩。只是存放有害物质，这样相当于是将放射性物质变成了有用的东西。废水处理：废水处理：利用化学方法（中和法、氧化法）处理废水是治理水污染的常用方法。利用化学方法（中和法、氧化法）处理废水是治理水污染的常用方法。点燃酸雨的形成过程：酸雨的形成过程：（弱酸）（强酸）有害气体的排放，在空气中有害气体的排放，在空

10、气中会形成酸雨会形成酸雨酸雨可能对环境造成什么样的破坏？酸雨可能对环境造成什么样的破坏？该图为笔记本电脑电池图该图为笔记本电脑电池图航空燃料电池航空燃料电池上图为太阳能电池上图为太阳能电池氢气燃烧放出的热量大，生成物不污染环氢气燃烧放出的热量大，生成物不污染环境，制氢的资源也很丰富。但氢气的境，制氢的资源也很丰富。但氢气的制取制取成本高，安全储运困难成本高，安全储运困难，氢气作为能源目，氢气作为能源目前还不能广泛使用。化学家们正在研究高前还不能广泛使用。化学家们正在研究高效、廉价的储氢材料，并取得了很大的进效、廉价的储氢材料，并取得了很大的进展。展。上图为氢燃料电池汽车上图为氢燃料电池汽车 然

11、而，有关使用DDT的争辩一直在持续。2005年2月，英国化学家约翰亭布瑞在新作毒物魅影中提出自己的观点：“DDT曾经给人类带来莫大的好处，只要人类在使用时更加小心谨慎，就可以改善危险和利益之间的平衡。”战后的美国，DDT被广为使用来消灭多种害虫。尽管每英亩土地只要使用1磅DDT,就足够除掉所有的害虫，但人们在“越多越有效”的错误观念驱使下，出现滥用DDT的趋势。在美国的许多地区，数度对树林喷洒每英亩超过25磅剂量的DDT。而与此相反，英国人从未停止过使用DDT。但在使用前，他们经过了审慎的评估。1963年，DDT被用来对付松树尺蠖毛毛虫，按照每英亩1磅的剂量，大区域地喷洒DDT，在害虫被成功控

12、制之后，虽然在当地一些鸟类身上发现了残留的DDT，但从未出现死亡和数量减少的现象。人们往往认为，人体内累积的DDT，将对健康造成威胁。事实上，在第二次世界大战中，军人身上被喷洒DDT粉末，穿的是经过DDT处理的内衣裤，但几乎没有出现不良副作用；英国一些志愿者，每天口服一颗半毫克的DDT，连续服用一年，也没有出现中毒迹象。科学的争论科学的争论 更具讽刺意味的是，在禁用DDT后，用来代替DDT的大部分杀虫剂毒性更强，DDT不曾造成任何人类死亡，可取代DDT的有机磷杀虫剂（DDVP，敌敌畏），每年都造成大量死亡事件。在DDT被禁用后，消灭疟疾的行动也遭到沉重打击，疟疾很快就在第三世界国家中卷土重来。

13、在今天的非洲国家，每年大约有1亿多的疟疾新发病例，大约有100多万人死于疟疾，其中大多数是儿童。终于，在2006年9月一次“并不很隆重”的新闻发布会上，世界卫生组织宣布，正式解除对DDT的禁令。“来自科学和实践的证据，都支持对DDT的这一重新评价。”世界卫生组织一名官员表示，“（DDT）只要使用得当，并不会对人和动物的健康造成不良影响。”如今，在撒哈拉以南的非洲，已有10个国家在采取这种方式控制疟疾，在重新启用DDT之后，这些国家的疟疾发病率和死亡率，都降到了历史最低点。“当人类误解和扭曲化学物的毒性资料，并且毫不仔细地衡量它的危险利益比例，就会造成原本很可贵，并且曾经解救过数百万人生命的化学

14、物遭到滥用或禁用，这对它们很不公平。”根据氟里昂制冷剂的分子结构，大致可以分为以下3类：1.氯氟烃类：简称cfc，主要包括r11、r12、r113、r114、r115、r500、r502等，由于对臭氧层的破坏作用以及最大，被蒙特利尔议定书列为一类受控物质。此类物质目前已禁止使用，在制造聚氨酯海绵的过程中，r11已由r141b作为过渡性替代品。2.氢氯氟烃：简称hcfc，主要包括r22、r123、r141b、r142b等，臭氧层破坏系数仅仅是r11的百分之几，因此，目前hcfc类物质被视为cfc类物质的最重要的过渡性替代物质。在蒙特利尔议定书中r22被限定2020年淘汰，r123被限定2030年

15、，发展中国家可以推迟10年。3.氢氟烃类：简称hfc，主要包括r134a，r125，r32，r407c，r410ar410a、r152等，臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高。在蒙特利尔议定书没有规定其使用期限，在联合国气候变化框架公约京都议定书中定性为温室气体。19951995年诺贝尔化学奖授予三位环境化学家年诺贝尔化学奖授予三位环境化学家Crutzen,RowlandCrutzen,Rowland和和MolinaMolina自1987年关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书在加拿大签约生效，目前全世界已有188个国家的政府签字同意执行这份旨在保护地球臭氧层的国际环境公约。我国政府1991

16、年6月在蒙特利尔议定书上签字后，有关部门制定了氟利昂制冷剂加速淘汰计划，明确提出我国要在2007年7月1日前停止氟利昂制冷剂的生产与消费。蒙特利尔议定书马斯河谷事件 1930年12月15日 比利时马斯河谷工业区 工业区处于狭窄的盆地中，12月15日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。多诺拉事件 1948年10月2631日 美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇 该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上2630日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与

17、大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人。洛杉矶光化学烟雾事件 40年代初期 美国洛杉矶市 全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。伦敦烟雾事件 1952年12月58日 英国伦敦市 58日英国几乎全境为浓雾覆盖，四天中死亡人数较常年同期约多40000人，45岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周

18、同类人数的9.3倍。四日市哮喘事件 1961年 日本四日市 1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年哮喘病发作，1967年一些患者不堪忍受而自杀。1972年市共确认哮喘病患者达817人，死亡10多人。米糠油事件 1968年3月 日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超过1400人，至七八月份患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000人。水俣病事件 19531956年 日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新 县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。痛痛病事件 19551972年 日本富山县神通川流域 锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3 月共有患者130人，其中死亡81人。