1、,环,境,与,环,境,与,化,化,湖州师范学院杨金田,环,境,与,化,湖州师范学院杨金田,环境问题与材料、能源、信息并列为现代文明的四大支柱，又与人口、粮食、资源等问题并列为人类面临的四大挑战。,学,学,学,8.1环境问题与环境污染,82室内环境与化学,环境与化学,84汽车与化学,8.3室外环境与化学,环境与化学,第8章,小环境。个人活动的空间如车间、办公室、农村田野、实验室、课堂、宿舍、居室等，亦称工作和生活环境。,8.1环境问题与环境污染,一、环境概念,包括大气、水、土壤、岩石以及存在于其交界处的生物圈和阳光。,2人类活动环境大环境。与人类生存直接有关的大气层（高20km）、水层和土层（深
2、10km）范围内人人共享的环境物质之总和。,1自然环境,2环境问题,主要指环境效应和环境疾病。,（1）环境效应,生态效应是一种环境生物效应。主要指保持生态平衡，即在一段时期内环境中物质循环和能量流动状态应保持相对稳定。,温室效应 是一种全球性的环境物理和化学效应。大气中CO2的积累，吸收地面向太空的热辐射，保持地面空气温度升高。,热岛效应是一个区域环境物理和化学效应。主要指城市地区因人口稠密、工业集中造成温度高于周围地区的现象。,上海等大城市的高楼病、肺癌发病率高，饮水不洁或缺水是50多种水质病患（如氟骨症、传染性肝炎）流行和传播的主因。,（2）环境疾病,城市病,指现代化和城市化使人类疾病类型
3、发生改变的现象。原因主要是大气和水质污染。,地方病 指发生在某一特定地区，同当地自然环境有密切关系的疾病，由环境的化学和生物效应引起。如一个地区碘元素分布异常，可引起地方性甲状腺肿或克汀病。氟元素过多会引起地方性氟中毒。,职业病如粉尘引起硅肺；某些化工厂的CO、烟雾引发心纹痛；雷达、射频设备引起电磁辐射病（白内障、心律不齐、神经衰弱等）。,二、环境污染,1大气污染常规污染如颗粒物、氧化剂、氮氧化合物、二氧化硫、一氧化碳、多环芳烃、光化学烟雾、臭氧层破坏、酸雨等问题。,（1）臭氧层破坏 O3层：离地面2025km的太空，O3含量高达0.1%的稀薄大气。臭氧层能吸收太阳发射到地球的大量紫外线，保护
4、人类和整个地球的生态系统免受过量紫外线的危害。,危害：使土壤、湖泊、河流酸化，抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗土壤中的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠。酸雨与大气中的烟雾结合形成酸雾，其酸性和腐蚀能力大增，使建筑物和各种露天材料受损。,（2）酸雨,指气态染污物、飘尘和大气雨云结合成的pH5.6的雨雪或其它的大气降雨。,成因：石化燃料燃烧放出的SO2及NOx。,传染病。以水为媒介的细菌性肠道传染如伤寒、痢疾、肠炎等；病毒传染如血吸虫、传染性肝炎等。,2水污染,人体组织内约有65-70%是水，每人每天至少需饮用1.52.5升水。,（1）水污染对健康的影响,80%的疾病与水或水源污染有关。,食
5、物链毒化。如甲基汞（水俣病）、镉（痛痛病）、农药及氟、砷、铬、铅、钡等均可引起饮水或食物毒化；,适量饮水。人体一天所需的水量大约为2500毫升 。喝含二氧化硅越高的水，患癌症的人越少；,（2）水的卫生和保健意义,水是生命物质的溶剂、生命的营养物质、消化过程中水解反应的主要反应物和食物润滑剂，也是体温调节剂。,卫生要求,饮用水应是无臭、无味、透明的液体，水中细菌数应国际标准，应含有多种营养物质。,干净水、安全水、健康水概念。,适当硬度和可溶解性固体，是健康饮用水的两个重要指标。饮用硬水，可降低癌症发病率。,三、典型污染物举例,1、铅污染,铅(Pb)是一种蓝白色重金属，重要的工业原料，广泛运用于冶
6、炼、蓄电池、印刷、焊接、陶瓷、橡胶和涂料、油漆、杀虫剂中。全世界每年约消耗400万吨铅。,铅是毒性较大的重金属。既可通过大气被人体吸收，还可通过饮水、进食等途径进入人体。小孩对铅的吸收率是成年人的5倍。据报道，我国约有42.2%的城乡儿童血铅超标。,铅蓄电池企业员工铅中毒患病率高达23.8%！,随着塑料产量增大和成本降低，大量的商品包装袋、液体容器以及农膜等，用后即丢，成为“白色污染”，构成一大社会公害。,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、绝缘、耐酸碱、耐腐蚀、低透气、透水性能以及易着色、外观鲜艳等特点，已成为一类与生活息息相关的材料，广泛用于家电、汽车、家具、
7、包装用品、农用薄膜等许多方面。世界塑料年产量已达1亿2千万吨，我国每年产量超过500万吨。,3.电池污染,废电池污染及其处理已经成为目前社会最为关注的环保焦点之一。,列入危险废物控制名录的废电池主要有：含汞电池（主要是锌锰电池）、铅酸蓄电池、镉镍电池等。电池中包括大量重金属和酸碱等。重金属主要有铅、镉、汞、镍、锌、锰等。其中铅、镉、汞的危害较大。,4.持久性有机污染物（POPs),POPs包括艾氏剂（六氯六氢二亚甲基萘）、氯丹（八氯六氢亚甲茚）、狄氏剂和异狄氏剂、滴滴涕（双对氯苯基三氯乙烷）、七氯（七氯化茚）、六氯苯、天蚁灵、 毒杀芬（氯化莰烯）、多氯联苯、二噁英（多氯二苯并对二恶英PCDDs
8、）、呋喃（多氯二苯并呋喃PCDFs）12种，其中9种杀虫剂 。 其中二噁英称为“毒王”、“毒中之毒”。,（2）维D合成紫外线有“太阳维生素”的雅称。适当照射紫外线能促进合成维D，抗佝偻病。孕妇和婴幼儿晒太阳十分重要。,82室内环境与化学,一、环境舒适度指人在一定环境中主观感受到的快慰。主要因素有阳光、空气、微气候等，也与一些个体因素如肥胖程度、汗腺功能甚至脾气禀赋有关。,1阳光的化学,（1）杀菌作用阳光中的紫外线与人体健康关系极为密切。如不正确利用阳光，也会有害健康。紫外线的过度作用可致皮肤癌。,（4）晒焦作用即黑色素的沉积。受照射的表层皮肤因吸收太阳光短波射线而温度升高，通过表面血管舒张及出
9、汗，增加体表散热，使机体和环境达到代谢平衡。,（3）红斑作用促进皮肤血液流畅，刺激皮肤末稍的神经感受器，全面增进人体生理功能，加强机体的免疫反应能力。成人每天接受日照紫外线辐射不应低于1/8红斑剂量，儿童应不少于1/4红斑剂量。,适量负离子浓度。如达10001500个/cm3，可显著提高健康水平和工作效率；达500010000个/cm3 ，会呼吸舒畅、心旷神怡。,2空气的化学,人的生命离开空气几分钟就会死亡。人每天呼吸的空气量约为1314kg，比食物(1kg)和饮水(2kg)的量大得多。保证空气质量极其重要。,（1）清洁空气的概念,CO2浓度0.1%（体积比。正常值为0.03%）。若达到0.4
10、%，就会昏迷、呕吐等；如达3.6%，就会窒息、休克；达10%，就会死亡。,C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量,通常室内负离子为30500个/cm3 ，寿命为1分钟。在人口密集且污染严重的地区，负离子被各种污染物吸收殆尽，寿命仅数秒钟。,使用负离子发生器，具有降尘、灭菌和消除乙醚、汽油等难闻有机物气味的作用。,（3）呼吸的化学,空气通过呼吸对人体发挥作用，吸入人体需要的O2，呼出CO2。方程式如下：,Hb(aq) +O2 (aq) HbO2 (aq) 血红蛋白氧合血红蛋白,在1129范围（夏天2132，冬天1120）内，人们一般均有舒适感，可维持最佳工作效率。,O2和血红
11、蛋白结合，利用率约25%。CO2进入血液后立即被碳酸酐酶催化与水结合生成H2CO3，以HCO3-形式在红细胞内扩散，起缓冲作用。另一部分与血红蛋白结合成氨基甲酸血红蛋白配合物，在肺泡内释放出CO2呼出。,3微气候,室内温度和湿度对居室的舒适度影响很大。,（1）温度,指环境的热舒适。即人在心理上感到满意的热环境。,一般认为1820的温度为舒适温度。此时人的皮肤温度基本不变，热调节机能处于稳定状态，个体心理普遍感到满意。,适宜气流速度：0.10.5米/秒。气流速度的波动使人很不舒服。,（2）湿度,舒适湿度：2470%的相对湿度。,夏季2070%、冬季2483%为适宜湿度。,（3）气流速度,二、居室
12、环境保护,1居室中的污染物及有关毒物,（1）主要污染源,厨房 厕所 垃圾 漂尘 静电 噪声 放射性 电磁辐射等,放射性氡。致癌和危害生育系统。从砖块、混凝土、土壤和花岗岩等。,（2）室内主要化学污染物,CO。燃料在供氧不足条件下燃烧会大量产生 。,SO2。主要来自燃煤炉灶。,甲醛。是泡沬塑料板、胶合板、复合板中的胶粘剂成分。,苯并芘。强致癌物，来源与CO 、 SO2基本相同。,飘尘。飘尘是室内最厉害的杀手，是各种微生物、人体排出的不洁气体、痰沫、病毒等的传播载体，使个体受到交叉感染，是呼吸道炎症的主要病源，尤其使婴幼儿和老弱者受害。,（3）其它污物,污垢。主要有人体污垢、餐具污垢和住宅污垢三类
13、，可分为有机（油污）及无机物（矿尘）。,垃圾。主要包括生活垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等。,2卫生居室的建立,采取多种措施，使居室、办公室更卫生。,（1）改善居住条件,居室位置及大小。应位于工业污染源的上风区。净高2.7米条件下，每人应有69M2居住面积。 宜小室分居。,（2）采取合理措施,合理采光 勤于清扫 湿式扫除 劳动卫生,8.3室外环境与化学,室外环境指居室外的近域如阳台及庭院、城市楼群间、农村宅基地的环境，是室内环境的延伸，主要涉及庭院美化和职业环境的改善。,一、庭院美化,家庭美化、工厂花园化、城市公园化设计中都应着眼于绿化和良好景观。,1绿化 绿化的主要作用是改善
14、小气候、杀菌、净化空气。,（1）改善小气候,温度。树木能吸收热量。盛暑时绿地和树荫下的气温比柏油和石子路面低10；冬天，树木、野草生化反应放热，能阻挡寒流和冷空气，故林密处气温比旷野高35。 湿度。绿化后相对湿度提高10%。,（2）灭菌闹市区上空的细菌数目比绿地高1015倍。,（3）净化大气 滞尘 吸毒,音调。节奏有调、和谐悦耳的声音称为乐声，而杂乱无章、令人心烦的声音称为噪声。,2景观,（1）基本要求 景观美指环境中给人感官以肯定感觉的因素。如整洁、安宁、清香、和谐等。在摆设、颜色、香感、音调诸方面都应体现美学要求，以方便、实用为基调。,（2）美的感受,香感。赋香物通常为花卉或各种植物。花草
15、不仅是净化空气的“天然工厂”，还是大自然赋予人们的“保健医生”。,摆设。室外建筑、室内陈设、个人服饰要得体，遵循对称性、黄金分割原则(0.618:1) 。,颜色。环境色调尽可能加大对比度，防止互补色。,一般取24以上的温度即可认为是高温。 对人的工作效率有明显不利影响的温度，通常在29以上。,二、职业环境,职业环境分为高温环境、低温环境2种。,1高温环境,温度超过人体舒适程度的环境称为高温环境。,（3）对高温的防护使用防护手套、头盔和靴袜进行局部防护。最好穿冷却服，即在衣服的夹层内通气或水以达到全身冷却。,（1）高温环境的形成,一些高温作业、火车、轮船的锅炉及发动机操作间。,主要热源： 燃烧生
16、热 机器生热 化学反应生热 人体生热 太阳辐射热,（2）高温环境的影响高温使人体皮肤温度达4144时就会产生灼痛感，若继续上升，皮肤基础组织即受到伤害。,（2）对低温的防护加衣加温活动习服饱食,2低温环境,主要指高山、极地及水下和冬季的边卡、野外作战等环境。 通常，10以下的低温对人的生活就有不利影响。,（1）低温环境的影响冻伤全身性生理效应,（2）对噪声的防护 控制噪声源 隔声屏障 安装消声器。,3噪声环境 纺织、机械和印刷行业，使用风动工具、马达、操纵振动台等设备、机场附近的工作点、机动车辆的司机室，都可能有强烈的噪声。,（1）噪声环境的影响 听力下降。 脑血管受损，出现失眠、心慌、记 忆
17、力衰退、全身疲劳等症状。 心血管系统疾病。胆固醇升高，心跳加速、心律不齐、血管痉挛等。,化学工业,4其它职业环境,放射性矿物,烟道,建筑行业,汽车在促进经济繁荣、给人民生活带来方便的同时，也带来了能源和环保问题。,8.4汽车与化学,一、车外污染及其治理,汽车的大量使用加剧酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏、铅中毒、温室效应和交通堵塞等问题。,减少汽车污染的方法可以简称为“一边“割尾巴”、一边“换心脏”，即“减少尾气”和“革新食谱”。如太阳能、液化气、核能、酒精、电能等。,汽油无铅化：如日本在1985年、美国于1996年全面禁止含铅汽油。新加坡、马来西亚等亚太国家和地区均已在2000年全部实现汽油无铅
18、化。整个欧州联盟无铅汽油市场占有率已达60。,我国至2000年底已基本实现汽油无铅化，现已使用复合无铅汽油。,1. 主要来源,二、车内污染及其减污,（1）汽车尾气排放(CO等)（2）有害霉菌(空调系统、食品碎屑、毛发、座椅及地毯 )（3）汽车自身污染(甲醛、苯、阻燃剂、防腐剂等 ),（1）保持清洁和空气流通（2）开空调时，使用内外空气交流模式（3）遇到车外空气差时，采用车内自循环模式（4）新车应尽量保持车内外空气交换（5）及时检测车内空气质量，清除污染物,2. 减小污染的主要措施,（1）单纯过滤技术（如活性炭吸附）（2）化学消毒（用消毒剂）（3）臭氧消毒（广泛采用）（4）紫外线消毒（效果好）,3.车内消毒和净化方法,思考与练习题,1人类面临的主要环境问题有哪些？2主要的环境污染有哪些？3请论述铅污染和“白色污染”的成因和危害。4人体吸入和利用氧气的主要机制如何？5影响环境舒适度的因素主要有哪些？6居室的污染物主要有哪些？怎样营建卫生居室？7家用电器带来的负面影响主要有哪些？8庭院美化的方法主要有哪些？怎样美化庭院环境？9汽车内的污染物主要有哪些，怎样减少车内污染物？10车内消毒和净化方法主要有哪些？,
