环境污染是化学惹的祸吗

２００７年第１期　化学教育　环境污染是化学惹的祸吗　朱池平　（广东深圳市碧波中学５１８０２１）　摘要　人们总是将环境污染－９化学连在一起，并认为化学是环境污染的根源。本文在分析环　境污染的产生、化学在环境保护方面的作为的基础上认为，产生环境问题的根源主要是人类对自然　无节制的索取和向环境超量排放废弃物以及没有充分利用化学科学的力量根治源头。　关键词　环境污染　环境保护　环境化学　绿色化学　随着经济的高速发展，环境问题越来越受到人们　同地域形成的各种生态系统和我们的日常生活中。　的重视。谈到环境污染，很多人马上会和化学联系起　生物污染的后果不仅仅是生态的破坏带来的近　来，指着高炉的黑烟、地上的塑料废品、工厂的排污口　期和远期的生态影响，而且直接破坏自然资源，同时　说：“环境污染都是化学惹的祸。”果真如此吗？　使水源、土壤、空气、食品的质量恶化，传播疾病，威　ｌ环境污染的产生　胁人类生存。　所谓环境是指与人类密切相关的、影响人类生　例如，２００２年度，一种原产亚马逊河流域以凶　存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素　猛闻名的“食人鲳”非法“入侵”我国，严重威胁我国　的总和，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、动植物，以　现有鱼类区系生态平衡。１９７９年首次在我国辽宁　及这些自然要素与人类长期共处所产生的各种依存　丹东发现的美国白蛾，繁殖快、数量大、传播扩散广，　关系。它是自然资源的载体，是人类的生存空间，是　它们吃光树叶后再吃青草和庄稼。成群的白蛾进村　人类赖以生存和发展的基本条件［１Ｊ。环境污染则是　人户，扰乱生活、传播疾病。昆明滇池，随着水葫芦　指对这种“关系”和“要素”的损害和破坏。这种破坏　的“疯长”，大多数本地的海菜花等因失去生存空间　超出了自然净化和修复的能力，引起环境质量恶化，　而消失，水中含氧减少，鱼类死亡，水体变臭，不能饮　使人类与环境的关系紧张，生存条件变差，面临着不　用。流感、肝炎、霍乱和疯牛病以及“非典”等疾病的　能持续发展的威胁。　流行与扩散，也是生物污染的结果。城市各种建筑　污染的来源和形成包括了自然和人类活动的各　物内微气候使霉菌、尘螨、白蚁、蟑螂、蚂蚁、蚊子、老　个方面，多种多样，分类方法各异。按被污染的环境　鼠在室内、人工水道、天然淡水、地下室、排污道以及　所属的系统分为大气污染、水污染、土壤污染等。按　城市绿化区生存和大量繁殖，造成居民生存环境恶　污染源的社会领域分为工业污染、农业污染、交通污　化。工厂生产的抗生素、酶、疫苗、血清、饲料蛋白、　染等。按污染物的形态与性质分为废气污染、废水　维生素、氨基酸、植保用的微生物制剂等废弃物的排　污染、固体废弃物污染、噪声污染、辐射污染、光污染　放与扩散，引起邻近地区和更远地区的水土污染，造　等。由于污染物的性质复杂，各类污染交叉重叠，这　成居民的变态反应疾病和长远的体质摧残。　些污染的分类只能从不同的角度对污染进行部分或　１．２物理污染　主要概括，很难涵盖全部。　物理污染是由物质发生物理运动的强度太大引　本文按污染性质和对环境的作用方式，将环境　起的污染。这种强度超过了人和动植物的忍耐限　污染分为生物污染、物理污染、化学污染和复合污染　度，造成对人的正常生理机能和正常生活工作的破　４大类。　坏以及动植物的损害。　１．１生物污染　噪声、电磁辐射、核辐射、光辐射和热辐射等是　生物污染是由带人环境并在环境中大量繁殖的　物理污染的主要形式。　对人类和自然生态产生破坏性影响的有机体（如动　飞机、船舶、机动车辆、工厂、建筑施工、喇叭是　物、植物、微生物等）引起的污染。这些有机体主要　主要的噪声源。噪声严重影响着人们的生活，是城　来自从生物合成厂、畜牧场等企业排放的固体废弃　市居民患神经性疾病的主要原因之一。日用电子电　物或污水中以及人为的或非人为的动植物引种［２］。　器、雷达、电视电脑显示屏以及多数微波传输设备发　生物污染正在悄无声息地在全球范围内扩散和　出的强烈的电磁辐射会导致人体白血球总数上升和　蔓延，动物污染（主要为有害昆虫、寄生虫、原生动　机能异常甚至病变，与原子能反应堆有关的铀、钍矿　物、水生动物、动物引种等）、植物污染（最常见的为　的开采、炼制，应用放射性同位素的工业、农业、医　水生和陆生杂草、藻类、植物引种等）和微生物污染　院、科研部门，都有一定数量的不同性质的放射性废　（包括病毒、细菌、真菌等）正在以不同形式渗透到不　物排放。原子武器试验产生的放射性烟云随风雨会　维普资讯 http://www.cqvip.com

化学教育　２００７年第１期　散落江河湖海陆地高山，造成大气、海岸、动植物和　人体污染。城市玻璃幕墙、昼夜灯光还有过强的红　外线、紫外线是光污染的常见形式，不同程度地伤害　人眼和皮肤，影响正常工作和生活。所谓热污染，是　火山喷发、地震、森林大火以及飓风、海啸、沙尘　暴和其他灾害性天气产生的光、电、雷、有毒气体、粉　尘、有害固体物、遇难的动物遗体等给自然环境造成　极大的破坏和污染。其中物理污染和化学污染乃至　由人为因素造成的环境热化，多发生在城市。人口　密集散发体温，日用生活燃料不断燃烧，加上车辆、　工厂大量燃烧石油和煤的制品，废热集聚城市里形　成“热岛”。　１．３化学污染　化学污染的污染物是有害化学物质。污染物的　来源主要有５个方面：①天然化学物质；②人类日常　生活产生的化学物质；③工业生产过程中产生的“三　废”（废气、废水、废渣）和农业上使用的农药、化肥　等；④合成材料和其他化学制品，在各行各业和日常　生活中使用后被遗弃；⑤从不合格化学合成材料和　制品中逸出的有害物。　由山体、地壳运动（如泥石流、火山喷发、地震　等）和露天采矿使一些有毒矿物裸露地表，风吹雨　淋、渗到地下污染地下水，流人河流污染水道、湖泊。　有些地区地质结构特殊，天然化学成分中含有毒物　质，这些地方的水源、陆地长期受天然化学物质污　染，自身难以净化。　人类在日常生活中产生许多污染空气的化学物　质。例如，被称为大气污染主要有害物之一的二氧　化硫，相当一部分来自于日常燃煤取暖、烧火做饭。　“三废”、农药、化肥带来的污染最受人们关注和　重视。它们是大气、水、土壤、食品等污染的重要原　因。例如，矿石烧结、生产水泥、钢铁冶炼、有色金属　冶炼都有大量粉尘和有害气体排出；硫酸厂尾气排　出的二氧化硫，石油裂解过程产生的一氧化碳和碳　氢化合物，硝酸、氮肥厂排放的氮的氧化物等都能造　成大气污染；造纸厂等排放的废水会严重污染水质。　我国近十年来治理淮河、滇池不见明显成效，渤海赤　潮面积扩大，有害化学物质的排放是重要原因之一。　农药、化肥、污水灌溉、工业废气进入土壤，土质变　差，农作物吸收后残留于作物的茎、叶、果实和种子　里，粮食、蔬菜、肉类、鱼类等食物中由于富集作用混　入有毒物引起食品污染。　化学为各行各业制造了不计其数的合成材料，改　善了人类的生活，提高了人的生存质量，但是，人们在　使用完以后将其遗弃没有合理回收利用（如聚乙烯等　大多数不能被自然降解），造成固体废弃物污染。　１．４复合污染　复合污染指２种或２种以上不同类型不同性质　污染物造成的污染或同一污染源造成２种或２种以　上性质的污染。自然灾害带来的污染、交通污染或　生活垃圾污染是典型的复合污染。　生物污染交织存在，危害长久，难以恢复。　交通污染中由汽车产生的噪声、热浪、排出的尾　气（含铅、氮、碳的氧化物）产生物理作用和化学污　染，困扰着人们。废弃的车辆不仅是固体污染的一　种形式，也是引发生物污染的温床。　据报道，城市生活垃圾占城市各种活动废弃物　总量的２８．１４　９，６。我国城市人口不断增多，生活不　断改善，生活垃圾年增长已达９　，特大城市如北京　已达到１５　～２Ｏ　９，６。我国年产生活垃圾１．５亿吨　以上口］。生活垃圾主要是固体和液体废弃物（含粪　便等），它们滋生细菌、病毒和有害昆虫、鼠类，传播　疾病。垃圾中的灰土、炉渣、纸类、织物、塑料、粪便　等物质及其衍生出的各种化学物质污染大气、土壤、　河道、地下水、建筑物和食品等。有些地区生活垃圾　成了污染环境的主要因素。　由此看来，由人造化学品和化学工业活动引起　的环境污染只是一部分，并且人造化学品的污染几　乎都是人们使用后没有分类回收造成的。化学工业　活动中的“三废”等完全可以利用化学科学的力量加　以治理。　２化学在环境保护中的作为　从化学的视角研究环境问题产生了新的化学分　支——环境化学。环境化学是以绿色化学为指导思　想，从化学角度研究环境的物质组成、这些物质在环　境中的行为和规律对生态的影响以及与之相关的保　护与改善环境的原理与措施［４］。研究污染物的预防　和治理环境污染是环境化学的一项重要内容，并且　成果丰硕，效益显著，但目前还没有得到全人类特别　是发展中国家的足够重视。　例如，造纸厂排放废水是造成淮河污染的主要　原因之一。废液中的化学物质组成、性质与环境的　作用原理以及如何回收净化处理，在化学上已经有　了科学的认识和成熟的化工工艺。问题是人们为了　追求利润不愿投入资金花在废水的处理上，以牺牲　环境为代价获得短期效益。　高炉排出的废气，从理论到实践都是可以完全　净化处理达到排放标准的。目前我国在发展经济的　同时，总体上对环境污染治理和预防投入不足，环境　进一步恶化趋势没有得到有效扼制。许多发达国家　经历了污染——治理——预防过程，环境问题明显　改善，环境质量不断优化。　化学在环境保护方面的作为可以概括为以下３　个方面。　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００７年第１期　化学教育　２．１　监测环境质量　车已在街头试运行，期望它能代替汽油汽车，根治尾　我们周围的空气、水、土壤以及食品是否被污染　气引发的各种污染。在精细化工和医药工业中，原　了，是否存在着潜在有害物质？污染是如何造成的，　来一些原料利用率低，废物排放量大的工艺，在金属　作用原理是什么？这是环境化学要回答的基本问题　催化剂研究取得重大进展后，大大减少了反应步骤，　之一。　副产物率低，废物排放少。　例如，一个新的水源，看似清澈透明，能否饮用，　３　结论　必须先经过检测。解放初期，武汉市有些机关干部　环境污染是个复杂的问题，涉及生产、生活和意　想当然地认为长江水浑浊不卫生不宜饮用，改饮清　识形态等很多领域。其中，不可否认的是，化工生产　亮的东湖水。后来武汉大学一名化学教师通过测　产生了大量的有害物污染了环境，破坏了生态平衡。　试，证明东湖水质很差，不能饮用。之后，长江水才　但是，我们必须看到另一面，即化学作为一门科学，　作为饮水源。　化学工作者利用科学原理为人类创造巨大的财富，　１９９５年度诺贝尔化学奖授予了克鲁森等３位　改善人类生活的时候，同时也对人们提出了防治污　化学家。他们在研究影响臭氧层厚度的化学机理方　染的方法和忠告，并在努力实践。但是这种努力，受　面成就巨大，为监测和解决臭氧空洞问题提供了理　到了政治、经济、社会文明程度等社会客观条件的制　论依据，找到了氟氯烃等“元凶”。　约。不幸的是，人类在享受科学带来的好处时，太注　２．２提出和实施治理方案　重利润和短期利益了，自私和贪婪使科学理性丧失，　环境化学对工业“三废”，生活垃圾等无害化处　失去了对自然的尊重和对环境的保护。当污染越来　理、回收利用和对已经造成的污染进行治理方面发　越严重地威胁人类自身生存时，化学又成了替罪羊。　挥了中坚力量作用。　人类依靠先进的科学技术武装起来的强大的生　以废水污染治理预防为例，根据污染物的化学　产力，无限制地向自然进攻，以满足人类私欲，一方　组成、结构、性质和与环境作用原理，针对不同的污　面掠夺式地开发自然资源，无限制地向自然索取，损　染物已经形成了一整套各具特色的有效的综合治理　害了地球生态，出现草场退化、沙漠扩大、水土流失、　方法，常用的化学处理方法有：混凝、中和、氧化一还　物种灭绝等严重问题；另一方面，不断向环境排放废　原、电解、萃取、吸附（含离子交换）等。不同的处理　弃物，超越了自然净化能力，出现了环境污染　。环　方法有其自身的特点和适应的处理对象。合理地选　境污染产生的根本原因是人不尊重自然、没有充分　择和联合采用，目前的废水污染源绝大多数都可以　利用科学的力量加以防治。　得到治理。　我们期待人们再次看到（希望永远看不到）高炉　２．３设计绿色化学工艺　的烟气、地上的塑料废品、工厂的排污口说：“我们要　绿色化学又称环境友好化学，其目的是依靠科　提高认识，行动起来，充分利用化学科学力量加以综　技发展创造污染低、资源和能源消耗少的化学反应　合治理和预防。”那时，可以预见我们未来的环境会　和生产工艺。其理想是不再使用有毒、有害物质，不　更优美，生活更幸福。　再产生废物，不再处理废物，把污染治理变为污染预　防。绿色化学工艺已经在涉及化工的各个领域全面　参考文献　展开，已成为最活跃的科学前沿［　。　［１３王世珍．理论学习’２００４，（５）：１４－－１５　例如，我国已研制出由甲醇羰化法合成碳酸二　考垫宝・上海环境科学，　。。　，‘　：。　一。。　“白色污染”的一次性塑料制品，将逐渐被可降解塑　甲酯以代替剧毒光气为原料的合成法。被人们称为　譬：　草４ｏｏ一４】　０　程．北京：高等教育出版社，　。。　：　料代替。２００３年我国的北京、上海，氢燃料公共汽　［５］谈志勇．基础教育研究，２００４，（９）：１６—１７　Ｄｏｅｓ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　Ｏｒｉｇｉｎａｔｅ　ｉｎ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　，　ＺＨＵ　Ｃｈｉｐｉｎｇ　（ＢｉＢｏ　Ｍｉｄｄｌｅ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｚｈｅｎ　Ｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　５１８０２１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｐｅｏｐｌｅ　ａｌｗａｙｓ　ｔｈｉｎｋ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｓｏｍｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅａｌｓ　ｗｉｔｈ　ｈｏｗ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｍｅｓ　ａｂｏｕｔ　ｎａｄ　ｈｏｗ　ｃｈｅｍｉｓｔｙｒ　ｐｌａｙｓ　ａ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｒｅｓｕｌｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈａｔ　ｈｕｍａｎ　ｂｅｉｎｇ　ｕｓｅ　ｎａｔｕｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｌｙ，ｐｏｕｒ　ｔｏｏ　ｍｕｃｈ　ｗａｓｔｅ　ａｎｄ　ｎｏｔ　ｆｕｌｌｙ　ｕｔｉｌｉｚｅ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｇｒｅｅｎ　ｃｈｅｍｉｓｔｙｒ