绿色化学第1章(专业课).ppt
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1、绿色化学,Green Chemistry,绪论,设计更加安全化学品的应用,绿色化学,绿色化学的应用,绿色化学原理,绿色化学发展趋势,设计安全无毒化学品的基本原理和方法,绿色化学方法,第1章 绪论,1.1 20世纪化学工业的贡献1.2 化学工业的主要污染物1.3 环境、资源、健康问题1.4 可持续发展与绿色化学,第1章 绪论,1.1 20世纪化学工业的贡献,化学作为一门“核心、实用、创造性”的科学,从其诞生至今,已经取得了巨大的成就。化学的原理和方法以及化学反应的研究目前仍在主导其他学科;它在开发天然资源以满足人类的生活需要方面作出了巨大贡献。可以说,人类的衣、食、住、行、用以及保持健康等无一项
2、可以离开化学,化学在这些领域中直接或间接地发挥着不可替代地作用。,第1章 绪论,第1章 绪论,各种青霉素的结构主干均有青霉酸,其结构为:,是一类弱酸性物质,用得较多的是青霉素G的钠盐-盘尼西林是一种良效广谱抗生素。,与原子弹、雷达齐名;是20世纪医学的伟大奇迹但使用时有时会的不良的过敏反应,如休克等。,1953年,Watson和Crick根据DNA结晶的X-衍射图谱和分子模型,提出了著名的DNA双螺旋结构模型。,第1章 绪论,将游离态的氨转化为化合态的氨在工业上有较大的价值。,第1章 绪论,1.2.1 废气,1.2 化学工业的主要污染物,第1章 绪论,1.2.2 废液,第1章 绪论,第1章 绪
3、论,1.2.3 废渣,1.3 环境、资源、健康问题,第1章 绪论,1.3.1 环境问题,温室气体大量排放导致全球变暖臭氧层破坏 生物多样性减少酸雨森林锐减,土地沙漠化大气污染淡水资源污染海洋污染 垃圾围城最严重的城市病,第1章 绪论,温室气体大量排放导致全球变暖,两极冰雪融化,海平面上升,影响农业和自然生态系统,威胁人类生存。,温室效应气体排放居亚洲之首,炭燃烧生成CO2(约占总量的80%)是产生温室效应的主要因素,CO2阻挡太阳光辐射造成全球气温上升、环境恶化和自然灾害频繁发生。全球必须共同抑制CO2的排放量。,全球CO2排放量从2001年的249亿吨增加到2005的292亿吨,同期美国从6
4、3亿吨升到65亿吨,中国从28亿吨猛增至53亿吨。2006年,全世界的CO2排放量突破300亿吨;,第1章 绪论,第1章 绪论,臭氧层破坏意味着大量紫外线将直接辐射到地面,导致人类皮肤癌、白内障发病率增高,并抑制人体免疫系统功能;农作物受害而减产;破坏海洋生态系统的食物链,导致生态平衡的破坏。,臭氧层破坏,第1章 绪论,第1章 绪论,O3+NONO2+O2NO2+O NO+O2O3+O 2O2,NO,HO.+O3O2+HO2.HO2.+O HO.+O2O3+O 2O2,HO.,CF2Cl2+hrCF2Cl+ClCFCl3+hr CFCl2+ClO3+Cl ClO+O2ClO+O Cl+O2 O
5、3+O 2O2,Cl,第1章 绪论,生物多样性减少,生物多样性是指地球上所有的生物及其与环境构成的生态系统多样性。1 遗传多样性是指每一物种内基因和基因型的多样性。2 物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类多样性。3 生态系统多样性是指生物群落与栖息环境的多样性,地球上物种数量多少种?200多万种(1)动物:150多万种(2)植物:40多万种(3)微生物:10多万种,第1章 绪论,生物多样性的价值,1 食用价值:许多野生生物营养丰富,味道鲜美,是上等食品。2 药用价值:许多野生生物能为人类提供重要的药材。3 工业原料:食品、医药、化工及制造等许多工业都要以生物为原料。4 科研价值:仿
6、生学、动植物品种的改良都需要野生生物。5 美学价值:色彩纷呈的花木及神态各异的动物都能给人以美的享受。,青海湖鸟岛,鼎湖山,卧龙,扎龙,西双版纳,第1章 绪论,生物多样性丧失的原因,1 自然因素(1)自然条件的变化(2)生物之间的激烈竞争(3)物种退化2 人为因素(主要)(1)栖息地的改变和破坏(2)人类掠夺性狩猎(3)环境污染(4)生物入侵,第1章 绪论,目前地球上大约有1000万3000万种生物物种。然而由于生态环境的破坏,地球上生物物种灭绝的速度比历史上任何时候都快,每年大约有5万个物种灭绝。,白鳍豚,丹顶鹤,中华鲟,第1章 绪论,未受酸雨伤害的水稻,受酸雨伤害的水稻,酸雨是空气中的酸性
7、气体随雨水而下形成的。这些酸性气体主要来自交通运输、发电、家庭生活等燃烧化石燃料的过程,主要有SOx、NOx等。人类活动排向大气的SO2及其氧化产物SO3,在下雨时可能转化为亚硫酸、硫酸或亚硫酸盐、硫酸盐,NOx则转化为硝酸、硝酸盐,在加上工业上排放的氯化氢等酸性物质构成了酸雨的主要成分。,酸雨,第1章 绪论,40%国土受酸雨威胁,全国527个市(县)中,出现酸雨的城市有298个,占统计城市的56.5%,有些地区的酸雨频率达到100%。据测算,大气污染造成的经济损失已经占到GDP的23%,中国的大气污染的形势不容乐观。,二氧化硫排放逐年增加,第1章 绪论,近100年来,中国的森林面积已经减少了
8、50%,木材蓄积量减少了33%;森林覆盖率为13.92%,不到全世界森林覆盖率30%的一半,居世界第100位左右。大规模砍伐林木使植被遭到破坏,森林调蓄功能丧失殆尽;雨水冲刷下大量泥沙,淤积起来,又使湖泊、河流湿地调蓄功能严重减退。专家指出,长江每年冲刷下大约5亿吨泥沙,相当于世界另外三条大河亚马逊河、尼罗河、密西西比河泥沙冲刷量之和。,森林锐减,全世界每年有600万公顷土地沙漠化,其中320万公顷是牧场,250万公顷是依靠降雨的耕地,12.5万公顷是灌溉耕地。土地沙漠化使近1/6的人口生存环境受到影响。,土地荒漠化与沙尘暴有直接关系。2002年3月20日,10年以来最大的一次沙尘暴席卷我国北
9、方8个省、市、自治区的140万平方公里,影响人口达1.3亿,北京的强沙尘暴天气使能见度降到500米以下,长春还下起了“泥浆雨”。,土地沙漠化,第1章 绪论,第1章 绪论,大气污染,成人每天约呼吸1012立方米的空气,大气中的有害化学物质一般是通过呼吸道进入人体的。中国是世界上大气污染最为严重的国家,1995年大气污染造成的经济损失占总损失的16.1%。1998年,世界卫生组织曾对53个国家的272个大城市空气中的三种污染物(总悬浮颗粒物、二氧化硫、氮氧化物)指标作过统计调查,从而确定了世界十大污染城市名单。它们依次是:太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥城、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。,N
10、O2NOO O+CxHyCxHy OCxHyO.+O2CxHyO3.CxHyYO3.+CmHnRCHO+RCO+O2O3ROO+NO2 ROONO2,第1章 绪论,第1章 绪论,淡水资源污染,2002年,全国废水排放总量为439.5亿吨,其中工业废水排放量占47.1;城镇生活污水排放量占52.9。废水中化学需氧量排放量1367万吨,其中工业废水中化学需氧量排放量42.7;城镇生活污水中化学需氧量排放量占57.3。,七大水系污染程度由重到轻依次为:海河、辽河、黄河、淮河、松花江、珠江、长江。主要湖泊氮、磷污染较重,导致富营养化问题突出。滇池草海为重度富营养状态,太湖和巢湖为轻度富营养状态。,我国
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