试论中学化学中与环境有关的问题

1试论中学化学中与环境有关的问题————陈悦环境保护是当前社会面临的重大问题之一,是我国的一项基本国策。中学阶段的教育是开展环境教育的一个重要环节。环境保护是涉及许多学科的综合问题,其中很多与化学有关。因此,对中学生进行环境教育化学科担负着重要的责任。本文着重阐述环境与环境保护与中学化学的关系,如何通过中学化学课程内容的学习、探讨，培养和加强学生保护环境、爱护环境、改善环境的意识。本文将从五个方面加以论述：1．环境与环境保护2．环境保护的重要性3．中学化学与环境保护的关系4．如何用所学的化学知识保护环境、改善环境5．环境保护意识的培养人类的家园——地球只有一个，她是人类赖以生存的唯一空间。地球环境的好与坏直接关系到人类社会能不能生存、发展下去的问题。1．环境与环境保护环境是指人类生存所涉及的整个范畴，环境是由自然环境与社会环境两大部分构成,是人类生存和活动的场所，也是向人类提供生产和消费所需要的自然资源和供应基地。人类生存离不开环境，环境养育了人类。同时，人类新陈代谢和2生产活动的产物又要排放到环境中去。伴随着人类活动能力的不断增强和人口数量的不断增加，人们为了让环境更好的为自己服务，一直在不断扩大对自然资源的开发和利用，不断的改造环境。不合理的改造、开发和利用，致使人类向环境索取的物质和能量已经大大超过了自然界所能供给的能力，使生态环境朝着不利于人类生存的方向恶化，造成了人为的对环境的污染和破坏，使环境质量不断下降而有害于人类及其他生物的正常生存和发展。对自然环境的污染和破坏，有些是由自然现象造成的，如火山爆发、强烈地震等，而很多则是人为造成的。在过去相当长的时间里，人类很少从长远的和全局的观点去考虑如何才能更好地与这个星球上的自然环境协调发展，而是只知道一味地向大自然索取，过度消耗自然资源，因而遭到了大自然的报复，其严重的后果是自然资源的日益枯竭、环境的严重污染，乃至引发了全球许多严峻的环境问题。从产业革命开始，一系列公害问题便日益严峻地摆在人类面前。如20世纪著名的八大公害事件——比利时马斯河谷烟雾、美国洛杉叽光化学烟雾、美国多诺拉镇烟雾、英国伦敦烟雾、日本水俣病和骨痛病、日本四日市大气污染和米糠油污染事件，无一不向人类敲响了警钟。随着科学技术的迅猛发展，特别是化学工业的高速发展，人类生存的环境发生了变化，环境污染日益严重，从而导致对人类正常生存的明显威胁。目前全球面临的环境问题主要是：大气臭氧层的破坏、淡水资源的枯竭、酸雨的蔓延、土地沙漠化、生物多样性锐减、全球变暖、固体废弃物污染、大气污染、海洋污染、水污染、物种灭绝、森林锐减、厄尔尼诺现象、拉尼拉现象、洪涝灾害变多等。综合起来可以概括为人口问题、资源问题、生态破坏问题和环境污染问题。据统计全世界有30%的人因环境污染而生病，这关系着整个人类的生存和生命，越来越严重的环境污染引起世界人民的注意和重视。联合国于1972年6月5日3至16日在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议，提出正式向环境问题宣战。在此同时，我国也制定了“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民”的环境保护32字方针，提出了开发大西北治理黄河绿化祖国保护生态改善人类生存环境的方案，并不惜一切代价雷厉风行地实施起来了。环境保护是当前社会面临的重大问题之一,是我国的一项基本国策。环境意识已成为当代人类文化素质的重要组成部分并成为衡量一个人，乃至一个国家、一个民族文明程度的重要标志。今天“科教兴国”、“可持续发展”是我们国家社会和经济发展的两大战略，他的原则是：坚持发展与环境的统一与协调，发展要以不损害环境为前提，把发展控制在环境容量范围之内，达到发展与环境的平衡。他强调人与自然、与社会环境的和谐发展，协调好经济与自然、社会发展的关系。走可持续发展的道路，是知识经济时代的基本特征。培养保护环境、爱护环境、改善环境的意识是社会发展的需要，解决环境问题从教育入手是重要的途径。1978年中共中央批转《环境保护工作汇报要点》的通知中指出：“普通中学和小学也要增加环境保护知识的教育内容。”1979年第五届全国人民代表大会常务委员会通过的环境保护法第五章第30条也明确规定：“教育部门要在大专院校有关科系设置环境保护必修课或专业；在中小学课程中，要适当编写有关环境保护的内容。”可见开展环境教育，是中学阶段教育的一个重要环节，是中学教学过程中不可缺少的部分。加强对当代中学生的环境意识教育，让学生在中学学习中受到良好的环境教育，确立关心环境、爱护环境的社会责任感，是提高未来公民素质的重要内容，是环境保护的一项长远而又有效的措施。环境保护是涉及许多学科的综合问题,其中很多与化学有关。化学在科技进步与环境保护中起着非常重要的作用，化学日益与人类生存4的自然环境状况紧密地联系在一起。同时，人们也应该认识到环境问题最终还是要依靠科技进步。绝大多数的环境污染的治理都要依靠化学知识、使用化学方法。地球上的居民，要生存就离不开化学知识，这是当今国际化学教育所确定的主题。因此,对中学生进行环境教育化学科担负着重要的责任，那么，讨论中学化学中与环境有关的问题就显得比较重要了。从目前人们最关注的一些环境问题，如：大气污染、臭氧层空洞、温室效应、酸雨、海洋污染、淡水缺乏、土地沙漠化、植被减少、生物种群灭绝、有毒化学品等方面来看，其绝大多数与化学有直接的关系。从环境污染物的组成上看，有约70%属于化学物质。因此，要解决这些污染问题，消除或减少这些污染物的危害，需要化学知识。在全日制普通高级中学教科书（试验修订本·必修）化学第一册的《绪言化学——人类进步的关键》中有这样一段话：“环境问题是当今世界各国都非常关注的问题。在世界人口不断增长、生产不断发展、人民生活水平不断提高的过程中，由于人们对环境与生产发展的关系认识不够，以及对废弃物处理不当，使环境受到不同程度的破坏，如土地的沙漠化、水资源危机、酸雨、臭氧层的破坏、有毒化学品造成的污染等。因此，保护环境已成为当前和未来全球性的重大课题之一，也是我国的一项基本国策。在这些关系到国计民生的环境问题中，化学工作者是大有作为的。因为环境污染问题的解决主要还得靠化学等方法。”可见，环境问题关系到人类的进步，同时也不难看出在解决环境问题上化学起着非常重要的作用。那么，在化学教学中充分挖掘教材中与环境有关的内容，适时穿插和渗透环境保护问题，增加学生的环境知识，增强学生的环保意识，培养学生的社会责任感，是时代赋予化学教学人的任务，化学教学人责无旁贷。5目前，中学化学教材已经编入大量的有关环境教育的内容，如《化学反应中的能量变化》中煤炭燃烧产生CO、CO2、烟尘等的污染，《二氧化硫》及《硫酸工业》中SO2造成的危害，《碳族元素》中SiO2粉尘的危害，《氮和磷》中关于NOX造成的大气污染及光化学烟雾，《原电池原理及其应用》中废旧电池的污染，《乙炔炔烃》中聚氯乙烯塑料的污染，《石油煤》中煤等燃烧产生的污染，《氧族元素》及《溴乙烷卤代烃》中H2S是大气污染物、氟氯烃破坏臭氧层，《葡萄糖蔗糖》中食品添加剂的影响，《淀粉纤维素》中造纸业以及《油脂》中合成洗涤剂带来的水体污染，《合成材料》中塑料、橡胶等白色污染，《电解原理》中重金属污染物和氰化物污染物，氯碱工业及其产品对环境造成的影响，《关于硫酸工业综合经济效益的讨论》中针对环境问题进行的关于“三废”、原料、能量的合理利用和硫酸厂厂址的选择对环境的影响等的讨论。在第一册第六章《硫和硫的化合物环境保护》第六节《环境保护》中通过一些综合实践活动，引起学生对环境的关注，并以资料的形式简单介绍与化学关系最密切的一些环境问题，如大气污染及防治，水污染及防止，空气质量日报、周报等。这也迫使我们化学教育者不能不加强对学生环境知识的教育。1.大气污染：大气是指包围在地球表面的随地球旋转的空气层，它养育了地球的生命，保护他们免遭外层空间各种有害因素的袭扰，还参与地球表面的各种过程，如水循环、光合作用等等。在干洁的大气中，痕量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危6害的现象叫做大气污染。大气中主要污染物可分为八类：含硫化合物、含氮化合物、含卤化合物、一氧化碳和二氧化碳、碳氢化合物和碳氢氧化合物、光化学氧化剂、颗粒物、放射性物质。造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，自然因素包括风吹起地面的扬尘，火山爆发后产生的气体和灰粒，森林火灾产生的大量碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫及一些碳氢化合物等。人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等，这些是产生大气污染的主要方面。随着人类经济活动和生产的迅速发展，人们把地下埋藏了几十万年的化石燃料——煤炭、石油几乎全部弄到了地面上，并且以惊人的速度、巨大的浪费将其燃烧殆尽，以供应各种动力所需能量。于是将大量的废气、矿物粉尘排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。所谓干洁空气是指在自然状态下的大气（由混合气体、水气和杂质组成）除去水气和杂质的空气，其主要成分是氮气，占78.09%；氧气，占20.94%；氩，占0.93%；其它各种含量不到0.1%的微量气体(如氖、氦、二氧化碳、氪)。随着工农业生产迅速发展，大气成了污染物的倾泻场所，大气污染已经影响到了人类健康和动植物的生长发育，破坏了地球上的生态平衡。当今世界上最引人属目的几个环境问题，如酸雨、臭氧层破坏、温室效应等均由大气污染所致。高中化学教材第一册第六章《硫和硫的化合物环境保护》第二节中二氧化硫的污染二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一。它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病，严重时还会使人死亡。空气中的二氧化硫重要来自化石燃料的燃烧，以及含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气。因此，这些废气必须经过处理才能向大气排放，否则不但浪费硫资源，而且造成空气的7污染，使空气质量因污染而下降。第二册第一章《氮族元素》第一节氮和磷NO和NO2是大气的污染物。空气中的NO和NO2污染物主要来自石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及硝酸厂的废气等。随着汽车的增多，汽车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源，汽车尾气中不仅含有氮氧化物，含有一氧化碳、碳氢化合物、碳氢氧化合物和含铅化合物等多种有害物质。〈1〉酸雨：有人认为酸雨是一场无声无息的危机,而且是有史以来冲击我们最严重的环境威胁，是一个看不见的敌人，这并非危言耸听。随着工业化和能源消费增多，酸性排放物也日益增多，它们进入空气中，经过一系列作用就形成了酸雨。形成酸雨的最主要的物质是二氧化硫和氮的氧化物，大气尘埃可能是造成酸雨问题的另一原因。高中化学教材第一册第一章《化学反应及其能量变化》第三节中燃料的充分燃烧煤炭直接燃烧不仅产生大量烟尘，而且煤中所含的硫在燃烧时会生成SO2，这是导致酸雨形成的主要原因之一。第一册第六章《硫和硫的化合物环境保护》第二节中二氧化硫的污染空气中的二氧化硫在氧气和水的共同作用下，会形成酸雾。空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就形成酸雨。酸雨是大气污染物的排放、迁移、转化、成云和在一定条件下形成降雨的综合过程的产物。酸雨能直接破坏农作物、森林和草原，使土壤酸性增强。酸雨还会使湖泊酸化，造成鱼类等死亡，还会加速建筑物、桥梁、工业设备，以及电信电缆等的腐蚀。控制酸雨的根本措施是减少SO2和NOx的人为排放。发展洁净煤技术、减少污染物的排放、提高煤炭利用率，已成为我国乃至国际上的一项重要研究课题。煤的气化和液化是高效、清洁的利用煤炭的重要途径，既能大大减少SO2和烟尘对大气造成的污染，又能提高燃烧效率。〈2〉臭氧层破坏8高中化学教材第一册第六章《硫和硫的化合物环境保护》第一节中臭氧自然界中的臭氧有90%集中在距地面15km~50km的大气平流层中，形成了一个环绕地球的臭氧层。臭氧层中臭氧含量虽然很少，却可以吸收来自太阳的大部分紫外线辐射，使地球上的生物免遭其