STS教學案化學2必修化學對環境保護意義以酸雨防治和無磷洗滌劑使用為例

化學對環境保護意義STS教學案課件第1頁1/18一、新科學詞匯

酸雨無磷洗滌劑二、目標1、2、為何要用無磷洗滌劑？而磷會產生怎樣生活污染？酸雨發覺成因酸雨形成影響原因酸雨危害酸雨治理方法酸雨黑色幽默化學對環境保護意義STS教學案課件第2頁2/18

問題一：酸雨是怎樣形成？又會造成那些危害？問題二：酸雨應該怎樣防治？問題三：為何要推廣使用無磷洗滌劑?化學對環境保護意義STS教學案課件第3頁3/18酸雨概念被大氣中存在酸性氣體污染，pH值小于5.65降水叫酸雨。酸雨主要是人為地向大氣主要起源：酸雨主要是人為地向大氣中排放大量酸性物質造成。我國酸雨主要是因大量燃燒含硫量高煤而形成，另外，各種機動車排放尾氣也是形成酸雨主要原因化學對環境保護意義STS教學案課件第4頁4/18酸雨成因是一個復雜大氣化學和大氣物理現象。酸雨中含有各種無機酸和有機酸，絕大部分是硫酸和硝酸。工業生產、民用生活燃燒煤炭排放出來二氧化硫，燃燒石油以及汽車尾氣排放出來氮氧化物，經過“云內成雨過程”，即水汽凝結在硫酸根、硝酸根等凝結核上，發生液相氧化反應，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又經過“云下沖刷過程”，即含酸雨滴在下降過程中不停合并吸附、沖刷其它含酸雨滴和含酸氣體，形成較大雨滴，最終降落在地面上，形成了酸雨。因為我國多燃煤，所以酸雨是硫酸型酸雨。而多燃石油國家下硝酸雨。

化學對環境保護意義STS教學案課件第5頁5/18酸雨多成于化石燃料燃燒：⑴S→H2SO4S+O2（點燃）→SO2SO2+H2O→H2SO3（亞硫酸）2H2SO3+O2→2H2SO4（硫酸）（也能夠被認為是SO2先被氧化為SO3，SO3再與水反應生成H2SO4）總化學反應方程式：S+O2（點燃）＝SO2,2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4⑵氮氧化物溶于水形成酸：a.NO→HNO3（硝酸）2NO+O2＝2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO總化學反應方程式：4NO+2H2O+3O2＝4HNO3b.NO2→HNO3總化學反應方程式：4NO2+2H2O+O2→4HNO3化學對環境保護意義STS教學案課件第6頁6/18酸雨危害

硫和氮是營養元素。弱酸性降水可溶解地面中礦物質，供植物吸收。如酸度過高，pH值降到5.6以下時，就會產生嚴重危害。它能夠直接使大片森林死亡，農作物枯萎；也會抑制土壤中有機物分解和氮固定，淋洗與土壤離子結合鈣、鎂、鉀等營養元素，使土壤貧瘠化；還可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水體底泥中重金屬進入水中，毒害魚類；加速建筑物和文物古跡腐蝕和風化過程；可能危及人體健康。受到最大危害是那些緩沖能力很差湖泊。當有天然堿性緩沖劑存在時，酸雨中酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少許有機酸)就會被中和。然而，處于花崗巖(酸性)地層上湖泊輕易受到直接危害，因為雨水中酸能溶解鋁和錳這些金屬離子。這能引發植物和藻類生長量降低，而且在一些湖泊中，還會引發魚類種群衰敗或消失。由這種污染形式引發對植物危害范圍，包含從對葉片有害影響直到細根系破壞。化學對環境保護意義STS教學案課件第7頁7/18酸雨危害圖片化學對環境保護意義STS教學案課件第8頁8/18前后對比。化學對環境保護意義STS教學案課件第9頁9/18控制酸雨根本方法是降低二氧化硫和氮氧化物排放。

當前世界上降低二氧化硫排放量主要方法有：1、原煤脫硫技術，能夠除去燃煤中大約40％一60％無機硫。2、優先使用低硫燃料，如含硫較低低硫煤和天然氣等。3、改進燃煤技術，降低燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物排放量。比如，液態化燃煤技術是受到各國歡迎新技術之一。它主要是利用加進石灰石和白云石，與二氧化硫發生反應，生成硫酸鈣隨灰渣排出。4、對煤燃燒后形成煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。當前主要用石灰法，能夠除去煙氣中85％一90％二氧化硫氣體。不過，脫硫效果雖好但十分費錢。比如，在火力發電廠安裝煙氣脫硫裝置費用，要達電廠總投資25％之多。這也是治理酸雨主要困難之一。化學對環境保護意義STS教學案課件第10頁10/18酸雨黑色幽默

泡菜酸雨酸化了土壤以后，深入也酸化了地下水。德國、波蘭和前捷克交界黑三角地域(當地先以森林，后以森林被酸雨破壞而著名)一位家庭主婦，在接待日本客人奉茶時說：“我們這個地域只有幾口井井水可供飲用。我們自己也常開玩笑說，只要用井水泡蔬菜，就能夠做出很好泡菜(酯腋菜)來。”自由女神化裝酸雨一樣也腐蝕金屬文物古跡。比如，著名美國紐約港自由女神像，鋼筋混凝土外包薄銅片因酸雨而變得疏松，一觸即掉(而在1932年檢驗時還是完好)，所以不得不進行大修(已于1986年女神像建立100周年時修復完成)。意大利威尼斯圣瑪麗教堂正面上部陽臺上四匹青銅馬曾被拿破侖掠到過巴黎，以后完璧歸趙。最近卻因酸雨損壞嚴重無法很好修復，只好移到室內，在原處用復制品代替。世界上類似情況還有許多。荷蘭中部尤特萊希特大寺院中，有一套組合音韻鐘，是在17世紀鑄造名鐘。3來人們一直十分喜歡聽它聲音。可是近30年來鐘音程出了毛病，音色也逐步變得不洪亮。因為鐘是用80％銅制，因為敲鐘時重復震動銅銹逐步剝落，酸雨腐蝕已經進入到鐘內部。洞穿寶貴彩色玻璃在歐洲，鑲有中世紀古老彩色玻璃教堂等建筑超出10萬棟。這些彩色玻璃彌足寶貴，在第二次世界大戰中曾卸下來疏散開，多數安然無恙。可是卻和其它古建筑一樣，不能躲過酸雨侵襲。這些彩色玻璃逐步失去神秘光澤，變褐，有甚至完全褪色。仔細觀察玻璃表面，有沒有數細小洞。酸雨在小洞中繼續和鉀、鈉、鈣發生反應(鈣是中世紀生產玻璃中才有)。比如和鈣發生化學反應后生成石膏。酸雨從內部損害了玻璃。化學對環境保護意義STS教學案課件第11頁11/18為何要推廣使用無磷洗滌劑?

污垢衣服在洗衣粉魔力下變得清潔潔凈。不過合成洗衣粉中增凈劑磷酸鹽是造成湖泊等水體富營養化“元兇”！

磷對于水生藻類來說屬于營養物質，食用含磷洗滌劑后產生污水流入河流、湖泊或海中會造成水富營養化，使水中藻類大量繁殖形成赤潮、水華等災害，造成水質污染化學對環境保護意義STS教學案課件第12頁12/18所謂富營養化是指水體中含有大量磷、氮等植物生長所需營養物質，造成藻類和其它浮游生物暴發性繁殖，水體中溶解性氧量下降，水質惡化，造成魚類和其它生物大量死亡現象。富營養化現象通常發生在湖泊、河口、海灣等水流遲緩，營養物質輕易積累封閉或半封閉性水域。水體出現富營養化時，大量繁殖浮游生物往往會使水面展現紅色、棕色、藍色等各種顏色。這種現象發生在海域稱為“赤潮”，發生在江河湖泊中則叫“水華”。本世紀以來，世界各地曾出現過多起“水華”及“赤潮”事件，如北美洲伊利湖富營養化嚴重，面臨“死亡”危機；日本瀨戶內海因頻繁發生“赤潮”，給漁業生產帶來經濟損失巨大。我國情況也不容樂觀。據調查，全國因受污染抵達富營養化水平湖泊已占全部湖泊63.6％，其中污染嚴重有太湖、滇池、巢湖等；天津附近渤海灣也曾出現過多起“赤潮”。富營養化污染根源在于含磷和含氮廢水大量排放，主要有生活污水、工業廢水（如食品、化肥生產工業等）以及農田排水。生活污水是我們日常生活中產生污水，包含廚房洗滌水、廁所沖洗水、洗澡水等，普通氮和磷濃度都很高，而含磷洗衣粉是生活污水中磷污染主要起源之一。化學對環境保護意義STS教學案課件第13頁13/18水體出現富營養化后會帶來什么后果和危害呢？首先是大量繁殖浮游生物會使原本水清如鏡水體變得渾濁有色。其次是藻類等浮游生物死亡后殘骸被微生物分解，不停消耗水中溶解氧，使得溶解氧降低。再有是部分浮游生物殘骸沉積在水體底層發生腐化，產生硫化氫等有毒氣體。另外一些浮游生物還會分泌出毒素。全部這些都會對水體生態系統造成嚴重破壞，造成魚類大量死亡，嚴重影響漁業生產。另外，富營養化水體因為亞硝酸鹽和硝酸鹽含量較高，人畜長久飲用，也會中毒致病。化學對環境保護意義STS教學案課件第14頁14/18下面我們來看幾