中學化學中涉及的環境污染

自然環境是人類生存和活動的場所。人類為滿足生活和生產活動中的各種需求，一方面向環境索取自然資源，一方面又將生活和生產過程中產生的廢物排泄到環境中去。伴隨著地球上人口數量的不斷膨脹和人類活動能力的不斷增強，當人類向環境索取的物質和能量超過了環境所能提供的能力，人類活動產生的各種排泄物嚴重超標，那么其他生物的正常生存和發展就會受到損害。

中學化學圍繞大氣、水體、土壤三大環境要素，結合化學原理講解污染的來源、危害與防治，核心內容如下：

一、大氣污染

⒈典型污染物與危害

⑴顆粒物（PM）：PM10可進入呼吸道，PM2.5能深入肺泡甚至進入血液循環，是霧霾的主要成因。

⑵硫氧化物（SO?）：主要來自燃煤、石油燃燒，是酸雨形成的核心物質。

⑶氮氧化物（NO?）：機動車尾氣、工業高溫燃燒產生，參與酸雨和光化學煙霧的形成。

⑷一氧化碳（CO）：燃料不完全燃燒產生，劇毒，能與血紅蛋白結合導致人體缺氧。

⑸碳氫化合物（HC）：燃料揮發或不完全燃燒產生，是光化學煙霧的“參與者”。

⑹近地面臭氧（O?）：NO?和揮發性有機物在紫外線作用下生成的二次污染物，強氧化性，刺激呼吸系統。

⒉重點污染問題

⑴ 酸雨：

酸雨是pH＜5.6的降水。是煤炭、石油以及金屬冶煉過程中產生的二氧化硫、氮氧化物，在空氣中經過一系列反應，氧化后溶于水形成硫酸、硝酸，酸溶解在雨水中，降到地面即成為酸雨。

酸雨的危害十分嚴重，包括酸化土壤/湖泊、腐蝕建筑物、危害人體健康。它能使湖泊河流酸化。酸雨不僅污染水域，還能影響樹木的生長，破壞土壤，危害農作物，破壞城市建筑物、機器、橋梁、腐蝕名勝古跡及雕塑。

⑵ 光化學煙霧：

主要污染物是一氧化氮和二氧化氮。NO?和HC在紫外線作用下生成的復雜混合物，1946年首次出現在洛杉磯，被稱為“洛杉磯型煙霧”，會引發呼吸道疾病、降低能見度。

大氣中的氮氧化物大約有2/3來自煤炭及石油產品燃燒，以及生產氮肥、有機中間體、金屬冶煉時產生的廢氣。燃燒1噸煤能產生3.6-9千克二氧化氮。還有約1/3來自汽車的尾氣。少量是由于自然界的火山爆發、雷擊閃電等使大氣中的氮和氧化合生成的。大氣中氮氧化物含量達到一定程度時，如果還有碳氫化合物、硫氧化物等存在，就可能發生“光化學煙霧”，危害人類健康。

⑶ 溫室效應：

由于人口急劇增加，工業迅猛發展，呼吸產生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產生的二氧化碳，遠遠超過了過去的水平；而另一方面，由于對森林亂砍濫伐，大量農田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉化為有機物的條件；再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉化的動態平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。空氣中二氧化碳含量的增長，就使地球氣溫發生了改變。

CO?、CH?、氟利昂等溫室氣體過量排放，導致全球氣溫升高，引發冰川融化、海平面上升、氣候異常。

氣溫升高，將導致某些地區雨量增加，某些地區出現干旱，颶風力量增強，出現頻率也將提高，自然災害加劇。更令人擔憂的是，由于氣溫升高，將使兩極地區冰川融化，海平面升高，許多沿海城市、島嶼或低洼地區將面臨海水上漲的威脅，甚至被海水吞沒。因此，必須有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增長，科學使用燃料，加強植樹造林，綠化大地，防止溫室效應給全球帶來的巨大災難。

⑷ 臭氧空洞：

近半個世紀以來，大氣中的許多有害氣體，特別是作為電冰箱、空調機制冷劑的氯氟代烷大量排放，飄浮在高層大氣中的氯氟代烷，在太陽紫外線高能輻射下，氟利昂分解產生的Cl原子是破壞臭氧的催化劑，氯原子能迅速跟臭氧分子作用消滅掉臭氧，然后它又立即恢復原狀，重新消滅臭氧分子，因而使臭氧層中的臭氧日益減少。臭氧層可濾除紫外線，其破壞會威脅生物健康。

科學研究證明，大氣中臭氧減少1%，照射到地面的紫外線就增加2%，皮膚癌的發病率則增加5%左右。臭氧層的惡化還會損害人的免疫系統，使患白內障和呼吸道疾病的人增多；阻止植物的葉莖生長；還可能導致全球平均氣溫上升；使海平面升高；使肥沃的土地變成沙漠，最終導致人類及生物的消亡。

⑸ 大氣漂塵污染：

大氣中彌漫著的固體和液體顆粒，粒徑大約在1.0×10-7m―1.0×10-5m之間，長期懸浮不落的，稱為“大氣飄塵”。漂塵的成分復雜，形態萬千，往往是其他多種污染物的載體和催化劑。大氣中漂浮著因核爆炸而產生的放射性灰塵時，會使人引起慢性放射性病和皮膚慢性損傷，因此，大氣飄塵是危害較大的大氣污染物之一。

⒊防治措施

源頭控制：開發太陽能、風能等新能源，減少化石燃料使用。

燃料處理：對煤、石油進行脫硫處理，降低污染物排放。

末端治理：如煙氣脫硫（石灰石-石膏法：CaCO?吸收SO?生成石膏，可用作建筑材料）。

二、水體污染

⒈主要污染物類型

⑴有毒無機污染物：汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）等重金屬，以及氰根離子（CN?）、亞硝酸根離子（NO??）等，具有潛在危害，易在生物體內富集。

⑵有機污染物：難降解的有機化合物，會消耗水中溶解氧，導致水生生物死亡。

⑶農藥污染物：農業過量使用農藥，隨雨水流入水體，破壞生態平衡。

⒉典型環境事件

⑴水俁?。河蔁o機汞轉化為有機汞（氯化甲基汞），通過食物鏈富集，人食用受污染魚類后引發慢性中毒。

⑵骨痛?。河涉k污染導致，鎘在人體內積蓄損害骨骼系統。

⒊ 赤潮、水華：：

大量涌進海洋中的廢水、廢渣以及經大氣交換進入海洋的物質中，有些含有氮、磷等元素，屬于植物生長必需的營養素。因此浮游生物大量急劇繁殖，就使大海穿上了“紅裝”。為了預防海洋赤潮現象，應該控制含氮、磷等廢物，例如含磷洗衣粉等向海洋中排放，以保持海洋中的生態平衡。

上述現象發生在淡水中即稱水華。

⒋防治思路

⑴工業廢水達標排放，采用沉淀、氧化、生物降解等化學方法處理污染物。

⑵農業合理使用化肥農藥，減少面源污染。

⑶生活污水集中處理，避免直排自然水體。

三、土壤污染

⒈主要來源

工業廢棄物堆放、污水灌溉、農藥化肥過量使用、生活垃圾填埋等。

由于人口急劇增長，工業迅猛發展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，大氣中的有害氣體及漂塵也不斷隨雨水降落在土壤中，導致了土壤污染。土壤污染物的來源廣、種類多，大致包括酸、堿、重金屬（銅、汞、鉻、鎘、鎳、鉛等）鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物、有機農藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、3，4-苯并蓖以及由城市污水、污泥及廄肥帶來的有害微生物等。為了控制和消除土壤的污染，首先要控制和消除土壤污染源，加強對工業“三廢”的治理，合理施用化肥和農藥。

⒉ 白色污染：

日常生活用品中有許多是塑料制品，如塑料袋、一次性餐具、飲料瓶、飲水杯等，這些廢棄物到處亂扔不僅影響市容，而且由于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料很難降解，混入土壤中幾十年不變，破壞了土壤結構及作物從土壤中吸收水分和營養成分的途徑，從而影響農業生產。目前我們把由塑料造成的污染稱為“白色污染”。為了防止白色污染繼續蔓延，應禁止使用超薄塑料袋。同時還應積極推廣使用能迅速降解的淀粉塑料、水溶塑料、光解塑料等。

⒊危害

重金屬、有毒有機物在土壤中累積，通過農作物進入人體，引發慢性疾病。

破壞土壤結構，降低土壤肥力，影響生態平衡。

⒋防治措施

推廣綠色農業，減少化肥農藥使用，采用生物防治病蟲害。

工業廢棄物無害化處理，避免土壤二次污染。

污染土壤修復：采用化學固定、植物修復等技術降低污染物活性。

四、中學化學的環保教育核心

⒈核心素養目標

樹立綠色化學觀念，理解“來源—過程—危害—防治”的閉環思維，能基于化學原理分析環境問題并提出簡單對策。

⒉教學滲透方向

結合硫、氮、碳等元素化合物知識，講解污染形成與防治；通過水俁病、倫敦煙霧事件等案例，強化環保意識；引入綠色化學理念，理解“從源頭減少污染”的重要性。

保護環境，善待地球，善待人類自己，已成為人類共同的心聲。讓我們攜起手來，以行動來回報地球吧！