王敏行
(唐山第一中學 河北 唐山 063000)
化學知識對污染防治影響的探索
王敏行
(唐山第一中學 河北 唐山 063000)
化學給我們的生活帶來巨大的變化,也帶來多種污染。利用化學知識對霧霾、水污染、土地污染、裝修污染、食品污染進行深入分析,提出簡單、易用的化學防治方法,并建議國家嚴格治理,向大眾普及基本化學知識,青年人應立志開發健康化學產品,共同還人們綠色生活。
化學知識;污染防治;綠色生活
化學是一門非常重要的學科,通過無數科學家的研究和探索,化學成功得給我們的生活帶來巨大的變化,與人們的衣食住行息息相關。當我們更進一步的學習化學知識,會發現化學的世界雖然深奧、復雜,但也那樣的充滿趣味,會令人情不自禁的去思索,能否通過化學知識的合理運用,有效解決當前環境污染嚴重的問題,還我們一個嶄新的綠色生活?
當前,霧霾成為困擾全國大部分地區的最主要的大氣污染。人們在生產生活中會排放大量的細顆粒物—PM2.5,當這些細顆粒物超出大氣循環能夠承受的程度時,濃度逐漸加大、持續聚集,就很容易出現霧霾。PM2.5的主要化學成分包括有機碳、元素碳、硝酸鹽、硫酸鹽等,空氣中可轉化為PM2.5的主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、氨氣等氣體。
人們生活中最基本的應對是戴防霧霾口罩。防霧霾口罩的主要化學成分是活性炭,它是一種黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳,對氣體中的顆粒有很好的吸附作用。針對大量的氮氧化物、氨氣的排放,專業的化學知識可以為工業生產提供有效的解決辦法。例如可以采用脫硝技術,使得還原劑(NH3)在催化劑的作用下,在320~400攝氏度下,將氮氧化物還原為氮氣和水。同時從社會層面上來說,大量的氮氧化物來自于機動車尾氣,除了政府部門制定相關政策限制機動車出行的密度之外,人們也應當多采用綠色出行方式,利用時下流行的共享單車作為代步工具,既環保又健康。
海洋資源的污染主要來自于原油泄漏、工業廢水排放;淡水資源的污染除來自工業廢水排放還有人們生活用水的污染。水資源的污染破壞了正常的生態系統,使得大量水生物死亡,水自身的凈化能力下降[1]。地球的淡水資源本就稀少,愈演愈烈的水資源污染為人類的生存敲響了警鐘。
人們生活中的自來水是對來自于江河的淡水加氯消毒,但消毒的同時也產生大量的含氯化合物,對人們的身體危害很大。為提高人們的生活用水質量,最簡單的辦法是配備家用凈水器,家用凈水器濾芯的主要成分是活性炭,能夠有效吸附自來水中的雜質和含氯化合物。
對于污水的處理,可以采用化學沉淀法進行凈化。化學沉淀法即在水中投入沉淀劑,通過與污染物反應形成沉淀進行分離的方法。向水中投入Na(OH)、Ca(OH)2與水中的沉淀物反應形成金屬氫氧化物沉淀。也可以向污水中投入溶于水的硫化物,如H2S、NaHS、Na2S等,與金屬離子反應形成金屬硫化物沉淀。
污水處理也可以采用電化學法。污水中含有大量雜質,能夠導電,本身為電解質溶液。對電解質溶液直接通直流電,用鐵板做陽極,陽極會溶解成Fe3+,與污水中的OH-形成Fe(OH)3,在水中形成絮凝便于過濾。
對于土地資源的污染主要來自三個方面,一是工業廢水的排放,二是農民施肥后留在土地中的農藥殘留,三是生活垃圾的亂扔亂放。危害較大的是工業廢水和農藥,有害物質滲入地底,會改變土壤結構,使土壤中的重金屬含量過高,殘留有毒物質。生活垃圾內的有害物質較少,有食物內殘留的農藥、有害的食物添加劑等。
運用化學知識對土地污染進行治理,首先是對污染土壤的化學成分進行分析,搞清楚土壤內有害物質的成分。采用索氏萃取的方法,取污染的土壤樣本放入提取管中,對蒸餾燒瓶加熱,讓蒸汽在冷凝管中冷卻,利用蒸餾的方法分離提純,逐一分析土壤的物質成分。針對土壤中的重金屬,利用化學物質氧化鐵、硫酸鹽或者是石灰,通過這些物質與重金屬之間的反應,將重金屬轉化為難溶解的物質,雨水沖洗后與土壤分離,由此降低重金屬在土壤溶液中的濃度,調節土壤的PH值。對于土壤中的有害農藥殘留,可以考慮利用生物的辦法,向土壤施入有機肥料,提高土壤內微生物的活力,加快有害物質的分解;或者利用生物的特性,如蚯蚓能降解農藥,或是直接給土壤接種具有清除有害物質特性的微生物。
以上化學方法能在一定程度上治理土地污染,但并不能從根本上解決問題。土地污染的防治還是要從源頭抓起,嚴格監督和控制廠礦企業的廢水排放,鼓勵農民施用有機肥料,在農田周圍種植對有害物質有強烈吸收能力的植物,如羊齒類鐵角蕨屬的植物。同時提高食品安全,降低有害食品添加劑的使用,治理城鎮村各級衛生排放,嚴禁亂扔生活垃圾。
在室內裝飾材料中存在對人體有害的物質已經是個公開的秘密。常見的一是放射性元素,室內裝修常用的大理石、花崗巖中含有大量放射性元素,如超出人體能承受的范圍,放射元素釋放的射線會極大損害人體健康。比如氡是一種放射性惰性氣體,常存在于水泥和一些天然大理石中,人體長期吸入氡會對肺部造成損害,損害程度僅次于長期吸煙,容易引發肺癌。二是人造板、人造粘合劑等化學方法合成的物品,內含甲醛、苯、甲苯等化學物質[2];甲醛是最常見的裝修污染,高濃度的甲醛對呼吸道有嚴重的刺激,長期吸入對人體危害極大,如果實驗鼠生活在甲醛濃度超過15ug/m3的環境中一段時間,會患鼻癌,人類長期生活在甲醛濃度超標的環境內,患癌癥的幾率會大大增加[3],兒童白血病患者有相當一部分是來自新裝修的家庭;苯是無色、具有特殊芳香氣味的透明液體物質,不溶于水,能夠通過皮膚或呼吸系統滲入人體,在人體內積累到一定濃度時將會對神經系統造成損害;甲苯是無色具有刺激性氣味的液體,對人的眼睛及呼吸道有強烈刺激,長期接觸會引發皮炎、神經衰弱等疾病。三是劣質涂料中含有的鉛、汞、鎘、鉻等重金屬,鉛對人尤其是兒童的神經系統、生殖系統危害很大;鎘會損害肺功能和腎功能。
民以食為天,食品安全是關系人民生活健康與否的頭等大事。但是當前在食品中存在著大量的化學污染物質,如食品中的農藥殘留、有害的食品添加劑[4]、食品運輸包裝材料內含有的水溶性有害物質、用于動物身上最終被人體吸收的有害藥品等。如果對食物存儲不當,食物也會產生有害的化學物質,如土豆發芽或谷物發霉會產生黃曲霉菌,綠色蔬菜烹調后隔夜會產生大量亞硝酸鹽,腌制食物處理不當也會含有大量亞硝酸鹽。食物烹調不當,也會對人體有害,例如豆腐與菠菜同煮,會生成人體無法吸收的草酸鈣[5]。
食品中的農藥殘留,如有機氯農藥具有親脂肪性,在肉、蛋、奶類中的殘留大于在水果中的殘留,可引起急慢性中毒和對人體的長期危害;有機磷農藥與有機氯農藥相比,易降解,殘留的時間和數量都較少,但也會引起急慢性中毒和遲發型神經疾病;人工合成的殺蟲劑殘留相比之下殘留更少,一般引起的危害不大。黃曲霉菌耐熱、易溶于油和有機溶劑,在堿性條件下容易被破壞。亞硝酸鹽經化學反應會形成亞硝胺、亞硝酰胺等亞硝基化合物,亞硝酰胺是直接的致癌物質,亞硝胺是間接致癌物,兩者對人體的危害極大。
針對食品污染,在國家食品安全嚴格監控和治理的條件下,從農民到工廠到食品生產的各個環節,都應按照國家標準嚴格要求,為人民生活提供安全無害的食品。國家應制定食品中農藥殘留限量標準,并責成有關部門嚴格監督和管理;科研機構和院所應致力于研制高效、低毒和低殘留的農藥;各級農業監督管理部門也應幫助和監督農民在種植過程中安全合理使用農藥。對黃曲霉菌污染的食物,可通過挑選去除或者創造堿性條件加堿去毒的方法保證食品安全。對亞硝酸鹽類污染,除國家制定食物中的使用量和殘留量標準,家庭個人也應通過電視、網絡等多種媒體了解關于食品的化學知識,在生活中注意保護自身健康。
隨著經濟的發展,人們的生活水平大大提高了。同時,也對周圍賴以生存的環境帶來嚴重破壞,大氣污染、水污染、土地污染、室內污染、食品污染,有害的化學物質遍布生活的各個角落。因此,建議國家通過大眾媒體向人們普及最基礎的化學知識。我輩青年人也應當肩負起責任,認真學習無機、有機化學知識,發現更多化學方法治理各種污染,研究更多健康無害的化學產品替代生活中充斥的有害化學產品,還人們綠色生活。
[1]石琳,環境監測中的有機污染[J],資源節約與環保,2016(9):170.
[2]成壘,高中化學知識在生活中的應用探討[J],科教論壇,2017(2):42.
G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624(2018)02-0236-03