化学与环境课论述题：

Question

一，试阐述化学与环境污染及环境保护的关系。
二，试述光化学污染的成因与危害。

Answer 1

化学与环境污染及环境保护的关系
化学与环境有着密切的关系，世界环境可以被以化学为基础的化工生产所破坏，但化学科技又可以反过来解决世界环境污染问题。
随着化学工业的不断繁荣，由化学造成的环境污染越来越严重，并直接危害着人类的健康。到二十一世纪的今天，我们随处就可以看见由化学生产所产生的严重的环境污染。首先是有害化学气体的排放对大气的污染：由于化学生产的需要，各种各样的有害气体被排放到大气中，例如氮氧化合物、硫化物等各种大气污染物。这些污染物有的本身对生物有危害，有的与其它物质化合发生化学反应后对生物环境有危害。这些污染物的排放导致了“酸雨” “ 霾” “光化学污染”等环境污染现象。其中最具代表的大气污染就是光化学污染了，二十世纪以来，在各大型工业城市发生的光化学污染是对人类不注意环境保护破化环境的直接惩罚。
其次是有害化学品的污染。有害化学品是指任何已经被确认为对人类健康和环境有危害性的化学品。随着工农业迅猛发展，有毒有害污染源随处可见，而给人类造成的灾害要属有毒有害化学品为最重。化学品侵入环境的途径几乎是全方位的，其中最主要的侵入途径可大至分为四种，（1）人为施用直接进入环境；（2）在生产、加工、储存过程中，作为化学污染物以废水、废气和废渣等形式排放进入环境；（3）在生产、储存和运输过程中由于着火、爆炸、泄漏等突发性化学事故，致使大量有害化学品外泄进入环境；（4）在石油、煤炭等燃料燃烧过程中以及家庭装饰等日常生活使用中直接排入或者使用后作为废弃物进入环境。进入环境的有害化学物质对人体健康和环境造成了严重危害或潜在危险。仅举农药这一有害化学品为例，随着农药科技和农业的迅速发展，农药的使用越来越普遍，农药的污染及其产生的危害后果是严重的，尤其对大气、土壤和水体的污染，对环境质量的影响与破坏，特别是地下水污染问题已引起广泛重视；农药污染的生态效应十分深远，尤其对生物多样性保护的影响；农药对人体健康的危害，尤其对三致作用和对生殖性能的影响等。农药环境造成的损失是多方面的。此外，农药污染水体还对鱼类和野生动物造成威胁，特别是那些具有难于生物降解和高蓄积性的农药的污染危害更为严重。
人类利用化学美化了我们生活的同时又带了了严重的环境污染，但我们可以利用化学来解决环境污染问题。
传统的对化学污染的解决办法有许多，如：制定和健全环境立法，加强环境执法力度，加强对重点有害化学品的环境管理，.强化危险废物普及安全和环境保护知识，鼓励公众监督管理。这些措施在一定程度上对解决化学对环境的污染情况有一定的作用，但都有一些局限性，与现实存在一些矛盾如：我们可以制定法律措施严禁工厂将未经处理或处理不合格的污染物排放到外界，但是这些措施实施起来有一定困难，且对一些利润小的中小企业无疑是一个不可实现的要求。这些措施在一定程度上不利于经济的发展。人类必须寻找更好的解决化学对环境的办法。
近年来“绿色化学”给化工生产，化学提供了一个全新的发展方向。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护，绿色化学不是被动地治理环境污染，而是主动的防止化学污染，从而在根本上切断污染源，所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。因此既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝，可使经济效益大幅度提高。
总之，化学的发展既破坏了环境又能也是必将能为环境保护作出贡献。

Answer 2

光化学烟雾的形成过程是很复杂的,通过实验室模拟研究,已初步弄清了它们的基本化学过程。大体上为:

（1）被污染空气中的NO2的光分解。

（2）在被污染的空气中同时存在着许多有机物，它们与空气中的O2、O3、NO�0�22起反应,氧化成一系列有机物,生成烟雾。

(3)氧化过程中的中间产物导致NO向NO2转化,并导致有毒物质的产生。

光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低,气温为24℃～32℃的夏季晴天,污染的高峰出现在中午或稍后。可能由于日光照射情况不同,光化学烟雾除显淡蓝色外,有时带紫色,有时带褐色光化学烟雾能在空气中远距离传播。

当来自太阳光的光子激发NO2分解成NO和氧原子时,光化学烟雾的循环便开始了。

NO2(g)+能量 NO(g)+O(g)

O2(g)+O(g) O3(g)

NO2是有毒、有刺激性气味的气体,O3是一种十分强的氧化剂,它是使植物在烟雾中受害的主要原因。

氧化性极强的O3跟光化学烟雾中的第三种主要成分——烃进行一系列复杂的化学反应。烃是汽车从汽油箱中逸出或在汽油不完全燃烧时生成的。

下面的化学方程式代表光化学烟雾的主要成分和产物,汽车排气+阳光+O2(g) O3(g)+NOx(g)+ 有机化合物+CO2(g)+H2O(g)(烃+CO+NOx)

(氧化剂和刺激剂)

光化学烟雾的的反应机理很复杂,其中对动植物和材料有害的是O 3、PAN、丙烯醛、甲醛等等。

光化学烟雾刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官,使人发生眼红流泪、气喘咳嗽、头晕恶心等症状。

为了预防和控制光化学烟雾的发生,环境科学工作都提出了许多办法。例如,设法减少氮氧化合物的排放;对石油、氮肥、硝酸等工厂的排废严加控制,以减少氮的氧化物和烃的蒸发和排放;严禁飞机在航行途中排放燃料;严禁使用化学抑制剂和消毒剂等。然而,比较好的方法还是在排放氮的氧化物之前把它转化为氮气,把烃转化为CO2和水。

Answer 3

氮氧化物(NOx)主要是指一氧化氮和二氧化氮。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物——光化学烟雾，在这种复杂的光化学反应过程中，主要生成光化学氧化剂(主要是臭氧)及其他多种复杂的化合物，统称光化学烟雾。 （光化学烟雾主要是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物就是含剧毒的光化学烟雾。）