选修1第四章第三节垃圾资源化1

-1-第四节垃圾资源化教学目标：1．根据防治土壤污染、保护环境的要求，举例说明垃圾和其他生活废弃物处置的方法。2．认识“白色污染”的危害和防治方法。教学重点：举例说明垃圾和其他生活废弃物处置的方法。学生活动探究建议：讨论：在田间或市区焚烧植物秸秆、枝叶以及垃圾的危害。调查：当地生活垃圾的处理和回收利用情况，讨论并提出改进意见。课时划分：两课时教学过程：第一课时[导课]近年来，随着我国工业化城市化进程的加快，垃圾的产生量越来越大。1998年，我国城市生活垃圾的产量约1.4亿吨；2000年，我国城市生活垃圾的产量约1.5亿吨，且以每年10％的速度增长。目前，我国累计堆存的固体垃圾总量已达60亿吨，占地5.4亿m2，全国670多座大中城市，约有1／3陷入垃圾包围中，垃圾中产生的有毒有害物质渗透到地下和河流中，给城市带来不容忽视的隐性危害。目前，垃圾问题已经成为政府非常头疼、老百姓普遍关注的问题。[投影][实践活动]根据图示谈谈垃圾资源化的意义。[讲述]在垃圾中，约50%是生物性有机物，约30%—40%具有可回收再利用价值。目前我国每年可利用而未得到利用的废弃物的价值达250亿元，约有300万吨废钢铁、600万吨废纸未得到回收利用。废塑料的回收率不到3%，橡胶的回收率为31%。仅每年扔掉的60多亿只废干电池就含7万多吨锌、10万吨二氧化锰。[投影]垃圾堆放：-2-[讨论]我们每天丢弃的垃圾都被送到哪里去了？并对当地垃圾处理为提出改进意见。[自学]对固体废物实行减量化、资源化和无害化处理原则；常用的方法有：卫生填埋焚烧法；堆肥法。卫生填埋是世界上常用的处理垃圾量最大的4种方法之一。美国用这种处理的垃圾占总量68％，欧洲一般在50％～85％，但卫生填埋场的渗出液容易污染周围土地和水体。堆肥法是一种生活垃圾资源化利用的方法。堆肥技术是利用生物对垃圾中的有机物进行发酵、降解，使之成为稳定的有机质，并利用发酵过程产生的温度杀死有害微生物以达到无害化卫生标准的垃圾处理技术。焚烧法也是一种生活垃圾资源化利用的方法。焚烧技术就是利用焚烧炉及其附属设备，使垃圾在焚烧炉内经过高温分解和深度氧化的综合处理过程，达到大量消减固体量的目的，并将垃圾焚烧产生的热量进行回收利用的垃圾处理技术。垃圾焚烧后，一般体积可减少90%以上，重量减轻80%以上；高温焚烧后还能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物质，可有效地控制二次污染。垃圾焚烧后产生的热能可用于发电供热，实现了能源的综合利用。[板书]第四节垃圾资源化一、垃圾处理：1、卫生填埋；焚烧法；堆肥法。[讲解]垃圾焚烧过程易产生有毒气体二恶英，二恶英实际上是一个简称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物，全称分别叫多氯二苯并-对-二恶英（简称PCDDs）和多氯二苯并呋喃（简称PCDFs），我国的环境标准中把它们统称为二恶英类。这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积累。二恶英的最大危害是具有不可逆的“三致”毒性，即致畸、致癌、致突变。[例题]2，4，5三氯苯酚和氯乙酸反应可制造除草剂2，4，5三氯苯氧乙酸。某生产该除草剂的工厂曾在一次事故中泄漏出一种有毒的二恶英，简称TCDD。有关物质的结构式如下：请写出：（1）生成2，4，5三氯苯氧乙酸反应的化学方程式（2）由2，4，5三氯苯酚生成TCDD反应的化学方程式-3-解答：（1）（2）[讲述]我国90％的城市生活垃圾采用的是填埋处理方式，而目前的垃圾填埋场大多是早期开始使用的，建设时没有按照技术规范的要求进行设计、施工与使用，一段时间以后，垃圾场产生的有害气体等物质开始给环境带来了极大污染，甚至给周围居民的生命安全构成严重威胁——垃圾焚烧处理是目前发达国家常用的城市生活垃圾处理方法之一。由于焚烧处理使得生活垃圾得以彻底的无害化和迅速的减量化，因此成为首选的处理方法。生活垃圾的焚烧技术，在国外已经得到广泛应用，建成了许多的垃圾焚烧发电厂。在我国，这项技术的应用只是刚开始，目前已经建成或正在筹建垃圾焚烧厂的城市有深圳、广州、上海、北京、珠海、厦门、合肥等。[投影]深圳兴建的电厂：[回答]我国垃圾处理中最迫切需要解决的问题是＿＿＿＿＿＿＿；根据环保总局有关规定焚烧发电中焚烧炉1m3烟气中二恶英含量不超过＿＿＿＿＿g。[讲述]固体废弃物混在一起是垃圾，分开却是资源。垃圾回收利用成本最低而且最有效的方法，是从废弃物产生的初始环节入手，进行分类回收。城市垃圾分为可再生垃圾（废纸、废塑料、废金属、废玻璃制品、废旧家具等）、不可再生垃圾（厨余、果皮等）和有害垃圾（废电池、废灯管等）。据了解，近年来北京市可再生垃圾的比例增加很快，有45％的垃圾可回收利用；垃圾中的有机物成分也占到同样比例。所以，如果能够进行分类回收的话，垃圾的资源化程度将大大提高。[投影]图标：（让学生自己说出是环保标志）-4-[学生活动]自学垃圾分类标志，制作环保标志牌，相互标认。[投影][板书]2、干电池回收与医疗垃圾处理。[自学]干电池回收与医疗垃圾处理。[回答]1、普通干电池中为何加入金属Hg？2、我国规定＿＿＿＿年销售的电池达到低汞化，＿＿＿＿年销售的电池达到无汞化。3、为什么要正确处理医疗垃圾？[投影]抗非典期间，医疗垃圾的处理方法：[小结]垃圾综合处理，可以形成产业化、机械化，实现垃圾处理的减量化、无害化、资源化的目的，可以解决我国农业生产中肥料比例不合理等问题。该方法技术可靠、工艺可行、设备造价低，易于产业化和连续生产。[作业]P1031[课堂练习]1．下面是在鼓浪屿淑庄花园前新设的一组垃圾箱及说明：-5-（1）小明在整理房间时，清理出如下物品，它们应分别放入哪个垃圾箱（请填序号）：A.废作业本；B.汽水易拉罐；C.生锈铁钉；D.矿泉水瓶；E.烂苹果；F.涂改液瓶应放入“可回收垃圾箱”的是：；应放入“不可回收垃圾箱”的是：；应放入“有害垃圾箱”的是：。（2）小明用盐酸除去铁钉上的锈(主要成分为氧化铁)，以重新使用它，请写出除锈的化学方程式:。（3）废铜有二种回收方法：方法一：Cu+4HNO3===Cu(NO3)2+2X↑+2H2O（X是一种大气污染物）方法二：铜在空气中加热生成氧化铜，氧化铜再与盐酸反应生成氯化铜和水。①方法一中,X的化学式为：；方法二的优点是：；②请写出从氯化铜溶液中提取铜的化学方程式：；该反应属于化学反应的基本类型是。（4）请从可回收垃圾的类别中，举出一例说说化学的研究成果给社会进步带来的贡献：。（5）化学电池给人们生活带来许多便利，但任意丢弃的一粒电池将严重污染一平方米土壤。一些化学成就在给人们带来方便的同时，也给人类带来危害。对此，你认为在进行化学科学研究或发明时要注意的是：。2、城市垃圾常见的处理方法有填埋、堆肥和焚烧等，焚烧处理技术的核心是燃烧的合理组织和二次污染的防治．垃圾焚烧对环境的二次污染物主要是焚烧产物中的有害成分和灰渣中的重金属，焚烧过程中会产生酸性气体SOx、NOx、HCl等）污染物、有机类污染物PCDD/FS。现我国采用用硫化床焚烧炉、采用低温燃烧和分级燃烧，焚烧过程中生成的NOx很少，同时在床料中加入合适的添加剂，可以使SOx在炉内去除，烟气（HCl）可采用在吸收塔内加入吸收剂而除去，有机污染物PCDD/FS主要是垃圾中存在的无机物氯化物(如NaCl)和有机氯化物(如塑料、橡胶、皮革)在过渡金属阳离子（如Cu2+）作催化剂下不完全燃烧生成的，焚烧炉内和烟道内生成的PCDD/FS主要是以固态形式附着在飞灰表面，可用有效除-6-尘器去除、也可用袋式过滤器前装一个人装有固体的吸收塔，还可在焚烧炉的锅炉管束前喷入氨以减少PCDD/FS的生成．回答下列问题：(1)在焚烧炉的床料中加入______可实现焚烧过程中产生SOx在炉内去除，有关方程式：______。(2)在吸收塔内加入______廉价吸收剂可除去烟气HCl，化学方程式为：______．(3)向焚烧炉内不断喷氨，其目的是______．(4)为了减少垃圾焚烧过程中PCDD/FS的排放，可用装有固体的吸收塔吸收，该固态吸收剂是______，它具有______性．3、垃圾主要分为生活垃圾、建筑垃圾、和工业垃圾三大类。垃圾的危害与处理已成为世界性难题。如一节纽扣电池的有害物质能污染60万方水，一节一好电池烂在地里可使一平方米土地失去利用价值。（1）现在请你根据日常生活中所见到的生活垃圾，设计几种处理垃圾的方法。（2）据报道我国科学家根据干电池各组成的化学性质，采用湿法工艺技术回收有用物质，废旧电池不仅得到了有效的处理，防止了污染环境，同时又可回收有用物质，其有关成分可基本全部回收，解决了多年来干电池的回收利用问题。根据锌锰干电池各组成的化学性质，若用湿法工艺技术回收，可回收的物质有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）1999年4月某城市的一座平房被一起爆炸炸成碎片，经调查这座平房建在一做旧垃圾堆积场附近。科学家认为引起爆炸的甲烷就来自这一旧垃圾堆积物。回答下列问题：①这一堆积物中包括下列不同物质：玻璃、植物性垃圾、水泥、木屑、钢铁及塑料。在这些物质中可以产生甲烷气体的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（至少天两种），写出有关方程式。②如果这一堆积物不被覆盖，而是处于散开状态，那么爆炸可能不会发生，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。③甲烷作为一种绿色能源，在许多家庭安全的使用着，请说明在什么条件下甲烷气体燃烧不安全，并指出排除不安全的方法和措施＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。参考答案：1、（1）A、B、C、D；E；F（2）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（3）①NO2；没有污染物生成②Fe+CuCl2=Cu+FeCl2；置换反应。（4）本题是一个开放性问题，可以根据可回收垃圾中的几类物质，反过来看其为人类带来的贡献。只要是与上表6类可回收物有关的化学应用成果，均可。可能的答案方向有：①三大合成材料的制造、应用、防治污染；②金属的制造、开采、应用、合金、保护、回收；③玻璃等无机材料；④纸张的发展、特种纸的开发、纸的制造和回收。（5）要注意研究成果的应用可能给人类环境（资源、安全、健康）等方面的影响，并加以克服和预见。2、（1）CaO；CaO+SO2=CaSO3；2CaSO3+O2=2CaSO4（2）石灰乳（或氨水）Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O（3）氨与Cu2+结合使Cu2+失去催化作用，减少PCDD/FS的生成．-7-（4）活性碳，强吸附性．3、（1）集中供热、填埋、焚烧、工业化高温焚烧、供热、供电并回收尾气、分类装袋回收再利用、堆积发酵制肥料、沼气等。（2）二氧化锰、氧化锌、金属锌、铜、铁、以及碳棒等。（3）①植物性垃圾、木屑等，（C6H10O5）n3nCH4↑+3nCO2↑+能量②敞口时：不具备“隔绝空气”条件，不利于产生甲烷；不具备“有限空间”，不利于积累热量和压强的增大。③不安全因素：甲烷不纯，点燃会爆炸；燃烧不完全，产生一氧化碳有毒气体。排除措施：验纯、通风换气。板书计划第四节垃圾资源化一、垃圾处理：1、卫生填埋；焚烧法；堆肥法。2、干电池回收与医疗垃圾处理。：北京市市民环境意识（垃圾分类）调查问卷先生/女士/同学：您好！我是国家环保总局宣教中心、中国社会科学院城市发展与环境研究中心“社区生活垃圾管理现状调查”课题组的调查员。随着我国经济发展水平和人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾产生量快速增长。作为城市一员，您对垃圾管理的意见是非常重要的，希望可以得到您的支持。这次问卷调查结果，我们将严格保密，不会对您产生任何不利影响。请您如实反映真实情况和想法。请您在以下选项上打勾。调查地点：调查员：调查时间：一、基本情况1．姓名1-1住址：区1-2是否北京市户口：A是B否-8-2．年龄：A10-25岁B26-40岁C41-50岁D51-60岁E60岁以上3．联系电话：（如果有顾虑可不填）3-1性别：A女B男4．职业：A工人B专业技术、研究人员C公司管理人员D党政干部E教师F学生G