一、化学与环境保护

1.1 环境保护

  1. 环境问题的根本原因：人类不合理的开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及功能业生产和人类生活所造成的环境污染
  2. 环境污染的几大类别：大气污染、污水、固体废弃物
  3. 环境保护的任务：
    1. 环境检测，污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠数据
    2. 治理工业三废（废水、废气、废渣）
    3. 治理污染环境的生产工艺，杜绝污染物的排放，从根本上解决问题

1.2 大气污染

  1. 污染物来源：主要来源于化石燃料的燃烧和工业生产过程中产生的废气及其携带的颗粒物。这些污染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。
  2. 光化学烟雾：由臭氧与碳氢化合物、氮氧化物在紫外线照射下发生作用后产生的一种有毒的烟雾
  3. 常见的大气污染的类别：\(\ce{CO2}\) 虽然会造成环境问题，但它不是空气污染物
环境问题主要影响物质主要危害
温室效应\(\ce{CO2}\)造成全球气候变暖，海平面上升，陆地面积减小
酸雨\(\ce{SO2、NOx}\)土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀
臭氧层破坏氟氯代烷、\(\ce{NOx}\)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
光化学烟雾碳氢化合物、\(\ce{NOx}\)刺激人体黏膜，特别是对呼吸道造成损伤
雾霾细颗粒物、可吸入颗粒物污染空气、增加患呼吸道疾病的风险

1.3 污水的处理方法

  1. 常见的水体污染：赤潮与水华
    1. 主要污染物：废水中含氮、磷元素的化合物
    2. 主要危害：使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水生动植物不饿能生存，水质恶化
  2. 常用的污水处理方法有物理法、生物法、化学法。化学法包括中和法、氧化还原法、沉淀法
方法原理设备和原材料处理对象
混凝向浑浊液体中投入电解质，凝聚水中胶状物质，使之和水分开混凝剂有硫酸铝、明矾、聚合氯化铝 、硫酸亚铁、三氯化铁等含油废水、印染废水、煤气站废水、洗毛废水等
中和酸碱中和用石灰、石灰石、白云石等中和酸性废水，用\(\ce{CO2}\)等中和碱性废水硫酸厂废水、印染废水等
氧化还原投入氧化剂或还原剂，将废水中物质氧化或还原为无害物质常用氧化剂有\(\ce{O2}\) 、漂白粉、氯气、臭氧等含酚、氰化物、硫、铬、汞的废水，印染废水，医院废水等
电解在废水中插入电极，通电后，废水中带电离子变为电中性物质电源、电极板等含铬、含氰（电镀废水），毛纺废水
萃取将不溶于水的溶剂投入废水中，使废水中的溶质溶于此溶剂中，然后利用溶剂与水的相对密度差，将溶剂分离出来设备有脉冲筛板塔、离心萃取剂等含酚废水等
吸附（包含离子交换膜）将废水通过固体吸附剂，使废水中溶解的有机物或无机物吸附在吸附剂上，使废水得到处理吸附剂有活性炭、煤渣、土壤等印染废水，还可吸附废水中的酚、汞、铬等，除去异味，用于深度处理

1.4 固体废弃物的处理

  1. 常见的固体污染：白色污染，主要污染物是废弃塑料制品。
  2. 主要危害：
    1. 破坏土壤结构，污染地下水
    2. 焚烧废弃塑料会产生有害气体
    3. 易被动物当作食物吞入，导致动物死亡
  3. 固体废弃物的处理原则：遵循无害化、减量化和资源化的原则

二、绿色化学

  1. 绿色化学 ：绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变”先污染后治理“的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染
  2. 原子经济 ：化学反应就是原子重新组合的过程。因此按照绿色化学的思想，最理想的”原子经济性反应“就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物（即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物），这时原子利用率为100%。

\(\ce{原子利用率=\dfrac{期望产物的总质量}{生成物的总质量}\times 100\%}\)