化學與環境
理論探討
作者：孫榮權
【摘要】環境汙染嚴重影響著我們的生活質量，大氣汙染、水汙染、土壤汙染等越來越嚴重，已經引起人們的廣泛關注。高中生更要了解綠色化學、接受綠色化學、為綠色化學作出應有的貢獻，為環境作出應有的貢獻。
【關鍵詞】化學汙染，環境汙染，化學理論
環境汙染是指有害物質進入生態係統的數量超過了生態係統的自淨能力，因而打破了生態平衡，使人類賴以生存的環境發生惡化，環境中發生有害物質積聚的狀態。當前，主要有三大環境問題：大氣汙染、水汙染、土壤汙染。日益惡化的環境嚴重影響了我們生活的質量，通過高中階段的化學學習和總結，把環境汙染用化學理論做一些淺顯的解釋：
一、高中化學理論下大氣汙染：溫室效應、酸雨、光化學煙霧、臭氧空洞、鉛汙染
1、CO2與溫室效應。礦物燃料燃燒後，產生CO2、CH4、CFCl3、N2O…，陽光進入地麵，對紅外線有強烈吸收作用，使大氣溫度上升。它的危害將非常深遠：近百年地球氣候年均升溫0.6℃；夏季降水量將減少，台風頻繁發生；森林減少，荒漠擴大，昆蟲北移；預計到2100年全球氣溫上升3.5℃；兩極冰山融化，海平麵上升15-95cm；中緯度氣候帶北移150-550km。
2、SO2與硫酸酸霧。SO2來自含S的煤或石油的燃燒，H2SO4廠，礦物煆燒：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4。在SO2、NO2和水作用下形成酸雨，它將使祖國土壤、江河湖泊酸化，導致魚類不能繁育，腐蝕建築和古跡，影響人體健康，使農作物枯死。而且酸雨可以漂移，造成大範圍公害。有季節性，夏季pH高。
3、NOx與光化學煙霧。氮氧化物（NOx）主要是指NO和NO2。NO和NO2都是對人體有害的氣體。氮氧化物和碳氫化合物（HC）在大氣環境中受強烈的太陽紫外線照射後產生一種新的二次汙染物——光化學煙霧，在這種複雜的光化學反應過程中，主要生成光化學氧化劑（主要是O3）及其他多種複雜的化合物，統稱光化學煙霧。CxHy化物、NO2在日光下：NO2→NO+O、O+O2→O3、O3+CxHy→RCHO、RCHO+NO2+NO→CH3（CO）OONO2（PAN）、PAN+O3+RCHO→光化學煙霧（強氧化劑）。
1943年，美國洛杉磯市發生了世界上最早的光化學煙霧事件，此後，在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區也先後出現這種煙霧。經過反複的調查研究，直到1958年才發現，這一事件是由於洛杉磯市擁有的250萬輛汽車排氣汙染造成的，這些汽車每天消耗約1600t汽油，向大氣排放1000多噸碳氫化合物和400多噸氮氧化物，這些氣體受陽光作用，釀成了危害人類的光化學煙霧事件。目前，由於我國內地汽車油耗量高，汙染控製水平低，已造成汽車汙染日益嚴重。部分大城市交通幹道的NOx和CO嚴重超過國家標準，汽車汙染已成為主要的空氣汙染物；一些城市臭氧濃度嚴重超標，已具有發生光化學煙霧汙染的潛在危險。
4、氣臭氧層及其破壞。大氣臭氧層分布於平流層，是地球的天然屏障，可以吸收99%的紫外線。氟裏昂即氯氟烴，包括F-11（CFCl3）F-12（CF2Cl2）哈龍1301（CF3Br）等。當氟裏昂進入同溫層受紫外線照射並與O3反應：CF2Cl2→CF2Cl·+Cl·、Cl·+O3→ClO·+O2、ClO·+O→Cl·+O2。每一Cl·（氯自由基）消耗10萬O3。O3減少10%，紫外線輻射增加19-22%，皮膚癌增加15-25%。危害角膜、免疫係統。