環(huán)境科學化學的必要性的論文

　　1化學是中心科學

　　化學知識產(chǎn)生的歷史幾乎伴隨了人類歷史的整個過程，人類社會的每一次進步常常用化學成就作為標志。世界是由物質(zhì)組成的，化學則是人類認識世界和改造世界的主要方法和手段之一，是研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)、變化和應(yīng)用的科學。不同人群對化學的形象有不同的定論。在公眾層次上，一提起化學就想起環(huán)境污染；對在校大學新生一提化學，就想到瓶瓶罐罐；而對年輕化學家一提化學，就以為做高深的論文〔1〕。其實對化學形象的正確認識在于，化學是解開自然界奧妙的鑰匙，也是創(chuàng)造新生事物的科學。在當代所謂的八大朝陽科學(Sun-Rise-Sciences)：環(huán)境科學、信息科學、生命科學、材料科學、能源科學、地球科學、空間科學和核科學中，化學是一門中心科學〔2〕，無論哪一門科學的誕生、發(fā)展和未來都離不開化學。通過化學，人們在分子和原子的層次上理解事物的本質(zhì)，同樣在分子和原子的層次上合成新生事物，創(chuàng)造自然界原本不存在的物質(zhì)。

　　2環(huán)境科學是綜合科學

　　環(huán)境科學中所指的環(huán)境(environmental)是以人類為主題的外部世界，即人類生存、繁衍所必需的相適應(yīng)的物質(zhì)條件的綜合體〔3〕。人類與環(huán)境構(gòu)成了一對矛盾體系。環(huán)境科學主要研究這對矛盾體系，即環(huán)境在人類活動強烈干預(yù)下所發(fā)生的變化和為了保護這個系統(tǒng)的穩(wěn)定性應(yīng)采取的對策與措施。在宏觀上，環(huán)境科學研究人類與環(huán)境之間的相互作用、相互促進、相互制約的對立統(tǒng)一關(guān)系，揭示社會經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的基本規(guī)律；在微觀上，環(huán)境科學研究環(huán)境中的物質(zhì)，尤其是人類排放的污染物在有機體內(nèi)遷移、轉(zhuǎn)化和累積的過程與運動規(guī)律，探索其對生命的影響及其作用機理等。可見，環(huán)境科學是一門綜合性很強的科學，不僅牽涉到自然科學與工程技術(shù)科學的許多部門，還涉及經(jīng)濟學、社會學和法學等社會科學方面，要充分運用地學、生物學、化學、物理學、醫(yī)學、工程學、數(shù)學、計算科學和社會學、經(jīng)濟學和法學等多種學科的知識〔4〕。環(huán)境科學的任務(wù)是揭示人類與環(huán)境矛盾體系的實質(zhì)，研究二者的辯證關(guān)系，掌握其發(fā)展規(guī)律，調(diào)控二者之間物質(zhì)、能量和信息交換過程，尋求解決矛盾的途徑和方法，謀求人類環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和持續(xù)發(fā)展。

　　3環(huán)境科學中的化學

　　當今工業(yè)社會，人口劇增大量消耗和破壞自然資源，排放到環(huán)境中的工業(yè)“三廢”引起的環(huán)境惡化，直接構(gòu)成對全人類生存的威脅。其實，自然環(huán)境可以通過大氣、水流的擴散、氧化以及微生物的分解作用，將污染物化為無害物。但是當進入環(huán)境中的污染物的量超過環(huán)境自凈能力時，就會直接或者間接有害于生物生長、發(fā)育和繁殖。

　　3.1臭氧層空洞的化學解釋

　　臭氧層存在于距地表16-40Km的大氣平流層中〔4〕。在自然狀態(tài)下，大氣平流層中的臭氧分子能夠吸收紫外線的能量，分解成為氧原子，并很快與大氣中的氧氣發(fā)生進一步的化學反應(yīng)，生成新的臭氧分子，使臭氧層中的臭氧分子的量達到動態(tài)平衡。太陽發(fā)射出的短波(200~280nm)紫外線的能量足以斷開人與其他生物機體組織的化學鍵，從而傷害機體。由于太陽和地球之間存在臭氧層，這種紫外線全部被臭氧層吸收，臭氧層成為地球的天然屏障，使地球上的生命免遭強烈的紫外線傷害。臭氧的分子構(gòu)型為V字形，含有離域π34鍵。雖然在紫外線的照射下，臭氧化學鍵斷裂成氧分子和自由態(tài)氧原子，同樣在紫外線的照射下自由態(tài)氧原子也能吸收能量和周圍的氧分子反應(yīng)生成臭氧分子。這個化學平衡的左右移動過程，就是臭氧吸收紫外線的原因所在。然而，人類合成的氟利昂及排放的NOx，SOx等導致臭氧分解、消耗，給地球生命造成威脅。氟利昂化學性質(zhì)穩(wěn)定，本身沒有毒，在強烈的紫外線照射下吸收能量，產(chǎn)生高活性原子態(tài)自由基。由于自由基帶有成單電子，穩(wěn)定性差，反應(yīng)活性也大，能夠立即和周圍的臭氧分子反應(yīng)生成氧氣分子和自由氧原子破壞臭氧層。

　　3.2環(huán)境監(jiān)測中的化學方法

　　為隨時了解現(xiàn)有的環(huán)境質(zhì)量及其變化規(guī)律，環(huán)境部門隨時進行著監(jiān)督和監(jiān)測，即所謂的環(huán)境監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測是運用現(xiàn)代科學技術(shù)手段對代表環(huán)境污染和環(huán)境質(zhì)量的各種因素的監(jiān)視、監(jiān)控和測定，對環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢進行評價的過程。在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中化學發(fā)揮著重要作用。無論是水，空氣和土壤的監(jiān)測都離不開化學方法。

　　3.2.1水質(zhì)監(jiān)測

　　現(xiàn)場測定水樣pH：電化學原理；加入酸堿保存水樣：沉淀反應(yīng)中溶度積規(guī)則；加入氧化還原劑保存水樣：氧化還原原理；消解方法進行水樣前處理：酸堿在高溫下的氧化還原性水樣COD，BOD的測定：化學滴定法；水樣中金屬離子的測定：儀器分析方法中原子吸收或原子發(fā)射分光光度法；水樣中氟離子測定：電化學中離子選擇性電極法；總有機碳的測定（TOC）：燃燒氧化-非色散紅外吸收法。

　　3.2.2大氣監(jiān)測

　　SO2的監(jiān)測：特定溶劑濃縮吸收-分光光度法；紫外熒光光度法；NOx的監(jiān)測:化學發(fā)光法；總烴和非甲烷烴：氣相色譜法；總懸浮顆粒物的組分測定：化學熔融法溶解顆粒物。

　　3.2.3土壤監(jiān)測

　　有機磷農(nóng)藥的測定：特定溶劑提取、萃取、凈化-氣相色譜法；有機物測定：有機溶劑萃取-氣相色譜法；金屬離子的測定：消解、溶解-原子吸收分光光度法；有機氯農(nóng)藥的測定：微波萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法。

　　4結(jié)語

　　無論是控制或防治環(huán)境污染和生態(tài)惡化，還是從改善環(huán)境質(zhì)量、保護人體健康、促進國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展等各個方面，化學都可以發(fā)揮重要作用。要作出環(huán)境污染的認知、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境毒理學機制到污染評價與防止對策，都離不開化學知識。在化學教育過程中把每一個知識點和身邊的環(huán)境問題相結(jié)合的方法，不僅引起學生的興趣，更使學生懂得每一個基礎(chǔ)課程在今后生活工作中的重要性。

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