现代生活化学论文
摘 要:21 世纪人类的生活与化学有密切的关系,化学在信息与生 命科学中有着及其重要的作用,化学学科 与这些学科交叉,会给人 类的生活带来深刻的变革。化学与国民经济各个部门、各尖端科学技 术领域以及人 民生活各个方面都有着密切联系。21 世纪人们越来 越多 地享受和依赖化学带给我们生活的方便和高质量。
关键词:化学与生活;生物技术;信息技术
自从上了现代生活化学这门课,我深深地有了一个感触:生活离 不开化学,遍观周围,几乎每件事物都与化学有关,要学会把它运用 在生活中,过好人生。
生活中处处有化学,日常生活以及材料、能 源、环境、生命科 学等诸多问题,都体现了化学与 人类、社会发展的密切关系以及化 学发展的最新 成果 。随着生活水平的提高,人们越来越追求健康、 高品位的生 活,化学与生活的联系也日趋密切。只要你留心观察、 用心思 考,就会发现生活中的化学知识到处可见。
化学是一门自 然科 学,有着丰富的实验内容。化学本应是一门生动的、贴近生 活 的、探求自然奥秘的一门学科。生活中充满着化学的踪影,化 学 就在我们身边,用化学知识可以解决生活中的实际问题。化学 可 以服务于社会,服务于其它学科,服务于人类自身。
21 世纪的生活对化学的要求和利用会日益 加大,人们对衣、 食、住、行等各个方面新的需求都 与化学紧密相连。基因疗法、转
基因食品、干细胞 技术、生态环保型服装、智能材料、生物质洁净 能 源、纳米生物技术等,人们要用化学方法不断创造 新的化学产 品;创造新药品战胜癌症、艾滋病、 SARS 等病毒性疾病;战胜老 年性痴呆、心脏病与 中风等影响健康长寿的顽疾。
在 21 世纪,生物化学领域对于生物结构的研 究已经从静态 进入动态,从分子结构进入分子以 上甚至细胞层次的复杂结构研 究,对生物功能分 子的结构、性质、功能三者关系的研究从单一分 子 进入多分子体系以至细胞体系的研究。现代技术 已经能够分离 和鉴定对制造特殊蛋白质有指令作 用的基因,然后把这些基因结合 到生物体如酵母 菌中以制造人们所期望的蛋白质。例如对人类 有 重要作用的胰岛素或人体生长素,科学家可以通 过化学的方法 来改变基因以修饰其序列,生成更 好性质的蛋白质。二十一世纪有 一个特别受到关 注的领域,即人体基因组的序列化问题,人体中 所 有重要蛋白质都是在基因的指导下制造出来的, 基因组指在细 胞核中的遗传性 DNA 的全部物 质,它携带着成千上万单独的基因, 每一个都包含 有数百个或更多的 DNA 单元,起着密码信的作 用;
人体中有数以亿计的这种单元,要找出人体这 种基因序列并对每种 基因中的化学序列进行测 定。进一步了解生命的化学本质和重要性 以及对 健康的重要性是十分重要的。在二十一世纪医疗 卫生领域 内可能最令人感兴趣的新领域之一是基 因疗法。人体有些疾病并不 是由于某种微生物的 侵害而引起的,而是和我们自身的基因缺陷有 关。
药物化学家正在尝试着发展一种用向细胞释放 DNA 片段的方
法,使其替代有缺损的部分;这是 在二十一世纪充满竞争的领域, 未来的基因疗法 将有助于目前尚不能解决的与健康有关的问 题。
美国前总统克林顿曾向公众展示了未来个性化医 疗的蓝图:
如果你到了医院,经过医生和系列化验 诊断为某种疾病,医生只给 你提供一组治疗信息 供选择,你只要将带有自己遗传档案的软盘插 入 电脑,同时输入疾病和治疗相关信息,电脑就会提 示应该选择 什么药、最佳剂量和剂型、服用的效 果。这样,人们将会获得最佳 的治疗效果,药物的 毒副作用避免到最小。
进入 21 世纪,我们正在经历着一场新的技术 革命,其核心和 主流是信息科学技术革命,它必将 对我们的生活产生巨大的影响。
在信息科学和信 息技术中比较典型的是传感技术、通信技术和 计 算机技术。它们大体相当于人的感觉器官、神经 系统和思维器 官。将传感、通信和计算机技术连 接成网,融为一体,标志着信息 化社会的到来。
传感技术的任务是要精确、高效、可靠地采集 各 种形式的信息。因此,需要努力发展遥感、遥测 及各种高性能的传 感器、换能器和显示器,如卫星 遥感技术,红外遥感技术,次声和 超声检测技术, 各种热敏、声敏、味敏、嗅敏及智能传感系统。
信 息技术的发展正日益改变着人们的生活水 平。信息技术与化学的紧 密联系集中表现在通过 各种化学合成手段,制造出功能各异的信息 材料, 主要包括电子材料和光电子材料。各种电学、磁 学和光学 性能不断改进的新材料推动着电子学的 发展。计算机的功能和速度 将来会变成什么样 子,是否真的有一天能够达到和人脑相比拟,甚
至 于超过人脑的水平?这恐怕要取决于是否能够把 计算机电路的 微型化继续做下去,同时不断提高 芯片的集成度。以半导体硅为基 础的微电子技 术,遵循着一个非常著名的定律:摩尔定律,即每 经 过 18 至 24 个月,电路的运算速度大约翻一番, 历经 40 年的变化 后,固态微电子学已经发展到在 面积小到几个平方厘米的硅片上, 可以做出几百 万个尺寸为 0.18(微米)的晶体管的水平。但是 如 果和分子器件相比,它仍然是太大了。假设现 在的晶体管相当于布 满文字的一页纸,分子器件 大约只相当于其中的一个句点,即使像 现在技术 界提出的,12 年内硅晶体管的尺度可能缩小到 12Ohm(纳 米)的水平,但是硅芯片和分子器件相 比,仍然要大 60o00 倍!再者, 没有人认为传统的 硅基微电子学会继续按照摩尔定律发展下去, 这 和芯片制造专家认为继续做下去经济上不再合算 有关。当把更 多的晶体管做在一张芯片上时,杂 散信号、因为器件过于密集而带 来的芯片散热问 题以及制造器件本身的困难等等,都将影响到 这 项技术的进展。事实上,制造有效的超小型硅晶 体管以及它们 之间的连接等技术的革新,已经是 越来越困难了。不少专家认为, 当晶体管达到 0.1 微米的水平时,挑战将变得更加激烈,因为集 成电 路加工技术所遇到的困难是随着晶体管密度的增 加呈指数 增长的,但是它的经济效益却不一定能 够达到同样的增长速度。不 少专家认为在 2015 年左右,芯片的产值将达到 2000 亿美元,此时 它 的不断小型化的势头也将停滞,因为这时用来提 高芯片能力的 成本实在太高了。近年来在分子计 算机研究方面的巨大进步,为解
决这个问题提供 了另一个可能的方向。虽然目前预言它的成功 还 为时过早,但是近年来在这个领域内取得的许多 成果所展示的 前景却是极其鼓舞人心的。
在 21 世纪,化学与国民经济各个部门、 尖端科学技术各个领 域以及人民生活各个方面都 有着密切联系。它是一门重要的基础科 学,它在 整个自然科学中的关系和地位,正如 [美]Pi— mentel GC 在《化学中的机会——今天和明天》一 书 中指出的“化学是一门中心科学,它与社会发展 各方面的需要都有 密切关系。”化学与其他学科的 交叉将是 21 世纪科学发展的必然 趋势,生命科 学、材料科学、环境化学、绿色化学、能源化学、药 物 化学、计算化学、纳米化学等众多新兴的交叉领 域将大大地改变传 统的化学科学的范畴与意义, 并已经改变且将更大程度上改变社会 和个人的生 存、发展及生活方式。
总之,我们要学好化学,过好生活!
化学与现代生活
作者 :
XX
专业 : 应用化学
摘要 化学在推动人类文明进程中起到了不可估计的作用。在人类社会生活的各个方面,从 衣食住行到高科技太空探险, 从纸笔墨到讯发展的计算机等等, 无疑不和化学有着密切的关 系。能源、环境、材料、食品等社会各界普遍关注的热点问题,其产生、发展乃至最终解决, 都离不开化学。没有化学,现代社会是无法想象的。
【关键词】 化学 社会
健康
生活离不开化学,遍观周围,几乎每件事物都与化学有关。
化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。自有人类以来就开始了对化 学的探索,因为有了人类就有了对化学的需求。它与我们的生活息息相关,在我们的日常生
活中无处不在。我国著名滑雪前辈杨石先生说:“农、轻、重、吃、穿、用,样样都离不开 化学。”没有化学创造的物质文明,就没有人类的现代生活。
人是社会的人, 社会是人的社会, 因此可以从人与化学的关系去探讨化学对社会发展的重 要性。
化学作为一门庞大的知识体系,能用来解决人类面临的问题,满足社的需要,对人类社 会做出贡献。它的成就已成为社会文明的标志,深刻的影响着人类社会的发展。社会的发展 离不开人类的发展, 人类的发展离不开人的生存, 而人的生存离不开化学。
社会的一切发展, 生命是基础。一切生命的起源离不开化学变化,一切生命的延续同样离不开化学变化。恩格 斯说:
“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。
”没有化学的变化, 就没有地球上的生命, 也就更不会有人类。是化学创造了人类,创造了美丽的地球。
就化学对人类的日常生活的影响来说,化学在我们的日常生活中无处不在。首先,我们 的衣、食、住、行无一不用到化学制品。
“民以食为天”,我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。1909 年哈伯发明的合成 氨技术使世界粮食翻倍, 如果没有他发明的这个化学技术, 那么世界上就有一半的人得不到 温饱, 那么世界上就多了一半的人的生命面临危机了。
加工制造色香味俱佳的食品就更离不 开各种食品添加剂,如甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等,多是用化学合成方法或化 学分离方法制成的。
如果没有合成纤维的化学技术,那世界上大多数人就要挨冻了,因为有限的天然纤维根 本就不够用。我国 1995 年的化学纤维产量为 330 万吨,其中 90%是合成纤维。
何况纯棉 纯毛等天然纤维也是棉花、羊毛经化学处理制成的。再有就是合成橡胶,少了合成橡胶,世 界上 60 亿人口又有多少亿人要穿草鞋过冬啊?合成染料更使世界多了一道多彩缤纷的亮丽 风景线。所谓“丰衣足食”,是生命得以延续的保证。没有了化学,就没了保证。
再看我们住的房子,石灰、水泥、钢筋,窗户上的铝合金、玻璃、塑料等材料,哪件不 是化学制品?离得了铝合金的木制的窗户,也离不开化学制品油漆;就算不用玻璃吧,像一 些贫穷人家用的尼龙布甚或用的报纸,不是化学制品又是什么?还有我们的日常生活用品, 如牙刷、牙膏、香皂、化妆品、清洁用品等等无一不跟化学沾边,都是化学制剂。
出了门,我们踏在水泥铺成的街道上,看到的是钢筋水泥做的高楼大厦,用以代步的是 各种塑料、橡胶、玻璃以及各种合金做的交通工具。这些交通工具还离不开汽油、柴油,各 种汽油添加剂、防冻剂和各种润滑油。如此种种,都是化学制品。现代人类根本无法离开人 造化学品,我们每天 24 小时都被人造化学品所包围着。
其次,我们的健康长寿也与化学息息相关。体内某些化学元素平衡失调时,就会导致某 些危害人类健康的疾病。1965 年和 1981 年,我国在世界上首次合成了牛胰岛素和酵母丙 氨酸转移核糖核酸。
蛋白质和核糖的形成是无生命到有生命的转折点。
自此我们人类对自身 的了解有了新的突破, 为我们人类对生命和健康的研究打下了基础。
正是有了合成各种抗生 素和大量新药物的技术,人类才能控制传染病,才能缓解心脑血管病,使人类的寿命延长 25 年。人类的健康成长离不开各种营养品和药品。如果没有这些化学药品,世上不知有多 少人要受病魔的折磨,不知有多少人会被病魔夺去生命。
生命体中支撑着生命的是无数的有机化合物,重要的有糖类、蛋白质、氨基酸、肽键、 酶、核酸等。
糖是自然界存在的一大类具有生物功能的有机化合物。它主要是由绿色植物通过光合作 用形成的。它由 C、H、O 所组成,化学式为 Cn(H2O)n,又叫碳水化合物。糖类包括单 糖、多糖、淀粉、糖原、纤维素。生物界对能量的需要和利用均离不开糖类。糖类物质的主 要生物功能就是通过生物氧化而提供能量, 以满足生命活动的能量需要。
生物界对太阳能的 利用归根到底始于植物的光合作用和 CO2 的固定,与这两种现象密切相关的都是糖类的合
成。光合作用是自然界将光能转化变为化学能的主要途径。糖类不仅是生物体的能量来源, 而且在生物体内发挥其它作用, 它对各类生物体的结构也起着支持和保护的作用, 有时还起 到解毒的作用等。总之,糖类是生命体维持生命所不可或缺的。
蛋白质亦然。所有蛋白质都含 C,N,O,H 元素,大多含 S 或 P,有的还含其它元素。
蛋白质是氨基酸聚合物,水解时产生的单体叫氨基酸。蛋白质种类繁多,功能各异。它的广 泛而多变的功能决定了它们在生理上的重要性。
有的蛋白质起运输作用, 有的起调节或防御 作用。酶也是蛋白质,起催化作用,对生命体的新陈代谢起至关重要的作用。
核酸是由核苷酸组成。
核酸分为核糖核酸 (RNA) 和脱氧核糖核酸 (DNA) 两大类。
DNA 是生物遗传物质,它们都是控制遗传的关键,其中 DNA 的重组技术是遗传工程研究的主导 技术。遗传工程的研究的发展将为人类解决面临的食品与营养、健康与环境、资源与能源等 一系列重大问题开辟新途径, 也具有极大的经济发展潜力。
如果采用 DN 重组及细胞融合等 技术改造苏氨酸、色氨酸、赖氨酸等氨基酸的生产菌,氨基酸的含量就能提高几十倍,生产 成本就大大降低。这些氨基酸产品广泛用于营养食品、助鲜及饲料添加剂等生,从而部分代 替了粮食产品。如果生物固氮的遗传工程能培养出自行供氮的作物,使一切植物如小麦、水 稻、 玉米等都像豆科植物一样能自行固定分子态氮并转化成能被植物吸收的状态, 能直接利 用空气中的氮,不仅可以提高作物产量,增加作物的蛋白质含量,还能大大节省化肥,降低 生产成本,减轻环境污染。
我们的日常饮食主要分为蔬菜、水果、肉类。
蔬菜类:含有丰富的维生素、矿物质等 营养成份,有调剂饮食、增进健康作用。例如:
辣椒含有丰富的 Vc,在补充人体营养的同 时,辣椒能剌激唾液及胃液的分泌,故有健胃及除肠内不良气体作用。外用能使此肤局部血 管起反射性扩散,促进局部血液的循环,能治冻疮。
菌类:金针茹具有治虚弱、痢疾等功 效,以鲜嫩为佳。蘑菇具有化痰理气、益肠胃等功效。木耳有清肺益气、补血活血、镇痛作
用。水果类:含有大量水份、维生素等营养物质。同时个有许多功效,例如西瓜有清热、止 渴、利尿功效;山楂能健胃、消食及破瘀血;香蕉调以蜂蜜可治乙型脑炎;杨梅能治痢疾、 预防中暑、胃气痛等。
肉类:不但味美而且有许多意想不到的功效。
鸭肉、鹅肉的脂肪论 数量,绝不在猪、牛、羊等家畜肉之下,但其分子结构却接近纯属植物油的橄榄油,不但不 使血脂升高,还有降低有害胆固醇作用,因而对心脏心益。
羊肉性味甘、热,富含蛋白质、 脂肪、VB1 和 VB2,以及 Ca、P、Fe。有御寒保暖,健身壮体,增强抗病能力。
鲤鱼的 营养和药用价值较高,含丰富蛋白质,多种游离氨基酸及维生素和 Ca、P、Fe。有开胃健 脾、利尿消肿、消热解毒、止咳平喘作用。
带鱼的肉美而且鱼磷含有较多卵磷脂可增强人 的记忆力,同时富含多种不饱和脂肪酸有美肤作用。这些都是我们日常生活中的小常识,可 却蕴涵着很多化学原理。
合理的营养可以防治多种疾病。食物是营养素的"载体",人体所需要的营养素必须通过 食物获得。营养学家主张用食物来满足人体对营养的需求,提倡合理的膳食是营养之本。合 理营养是健康长寿和力量的保证。
所谓合理营养就是使人体的营养生理需求与人体通过膳食 摄入的各种营养物质之间保持平衡。
在选择食物时要充分考虑在特定的时期内我们体内真正 需要补充的到底是什么,合理进行膳食的搭配。现今人们在饮食方面的追求可,概括为“吃 杂”“吃粗”“吃野”和“吃素”四大特点。合理搭配对中老年人来说,合理搭配显尤为重要。
常见 的搭配主要有以下几种:
1、粗细搭配 。科学研究表明,不同种类的粮食及其加工品的合理搭配,可以提高其生 理价值。粮食在经过加工后,往往会损失一些营养素,特别是膳食纤维、维生素和无机盐, 而这些营养素也正是人体所需要或容易缺乏的。
以精白粉为例, 它的膳食纤维只有标准粉的 1/3,而维生素 B1 只有标准粉的 1/50;与红小豆相比二者少得更多。因此,老年人在主食 选择上,应注意粗细搭配。至于什么样的比例最好,目前还没有确切的资料,将来也不可能
有,还是因人而异为好。不过,多吃杂粮的好处是显而易见的。例如小米和红小豆中的膳食 纤维比精白粉高 8 倍~10 倍,B 族维生素则要高出几十倍,这对于增强食欲,防止诸如便 秘、脚气病、结膜炎和白内障等都是有益的。我国很多地方的“二米饭”(大米和小米 )、“金 银卷(面粉和玉米面)”都是典型的粗细搭配的例子,是符合平衡膳食的要求的。
2、荤素搭配 。动物油含饱和脂肪酸和胆固醇较多,应与植物油搭配,尤应以植物油为 主(植物油与动物油比例为 1∶2)。动物脂肪可提供维生素 A、维生素 D 和胆固醇,后者是 体内合成皮质激素、性激素以及维生素 D 的原料。据最新的研究报道,胆固醇还有防癌作 用。每天进食少量动物油应是有益无害的。又如,老年人容易缺钙,不妨经常用鲜鱼与豆腐 一起烹调,前者含有较多的维生素 D,后者含有丰富的钙,将两者合用,可使钙的吸收率提 高 20 多倍;鲜鱼炖豆腐,味道鲜美又不油腻,尤其适合老年人;而黄豆烧排骨,其蛋白质 的生理价值可提高二三倍。
再如, 人们日常生活中最常见的蔬菜与肉类的搭配, 如黄瓜肉片、 雪菜肉丝和土豆烧牛肉等,由肉类提供蛋白质和脂肪,由蔬菜提供维生素和无机盐,不但营 养素搭配合理,而且色泽诱人,香气四溢,更使人食欲顿增。
3、酸碱搭配 。我国劳动人民在与自然界的长期斗争中,留下了很丰富的饮食文化,有 待于用现代科学理论和技术去发掘、提高。比如,南方有些地区讲究把鳝鱼与藕合吃。原来 鳝鱼含有粘蛋白和粘多糖,能促进蛋白质吸收和利用,它又含有比较丰富的完全蛋白质,属 酸性食物;藕则含有丰富的天冬酰胺和酪氨酸等特殊氨基酸,以及维生素 B12 和维生素 C, 属碱性食物。这一酸一碱,加之两者所含营养素的互补,对维持机体的酸碱平衡起着很好的 作用。实际上,我国人民长期以来所形成的烹调习惯,有很多是属于酸性食物和碱性食物搭 配的。总的看来,动物性食物属酸性,而绿叶菜等植物性食物属碱性,这两类食物的搭配对 人体的益处是显而易见的,也是荤素搭配的优点所在。因此,一些西方的科学家极力推广中 国的菜肴搭配和烹调方式。
总之,现代生活与化学是紧密相连不可分割的。不管是生命本身作为一个过程,还是生 命得以维持所必须依赖的外在物质条件,都离不开化学。没有生命还有化学,没有了化学就 不会再有生命存在。化学是生命存在的支柱,也是社会存在和发展的支柱和动力
,化学本
身就是一门生活的艺术,它将一百多种元素巧妙地结合,组成世界的五彩缤纷。它让我们从 最细微处看我们赖以健康成长的每种食物。所以说,只有遵照这化学理论,才能有一个健康 的 keshi 膳食,才能享受我们美好的生命!
【参考文献】
[1] 《能源化学进展》 袁权 [2] 《化学与社会》 [3] 《能源化学》 [4] 《化学与健康》 蔡萍
化学工业出版社 2005 科学出版社 2010
陈军、陶占良 化学工业出版社 2004 江元汝 科学出版社 2009
人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益 扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越 尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业 之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在 生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定 的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本, 即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为 21 世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。
绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学 即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环 境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。
化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学 虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又 产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主 要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实 现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的 转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可 使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中 国家更是一个难得的机遇。
1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料 1.1 原料选择
工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同 时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生 活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新 物料。
以塑料为例,据统计,到 1989 年美国在包装上使用的塑料就超过 55.43 亿 kg (20 世纪 90 年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏 环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧 毒。
我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的 “白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生 物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物 降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的 一个重大项目,已取得一些进展。
1.2 溶剂的选择
大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造 过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统 的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解 有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此, 在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质 或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。
1.2.1 固相反应
固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可 比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究 动向。
1.2.2 以水为溶剂的反应
由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此 一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球 上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效 用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生 命体内的化学反应大多是在水中进行的。
水相有机合成在有机金属类反应,水 相 Lewis 酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发 利用以水作溶剂是大有可为的。
1.2.3 超临界流体作为有机溶剂
超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态 之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体 (SCF),特别是超临界 CO2 作溶剂。超临界 CO2 是指温度和压力在其临界 点(31.10℃,7 477.79KPa)以上的 CO2 流体。它通常具有流体的密度,因而 有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很 高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘 度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。
1.3 催化剂的选择
许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用 氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:
对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们 从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。
其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性 高,乙苯收率超过 99.6%,而且催化剂寿命长。
2 化学反应的绿色化
为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。
合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性), 另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想 的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废 弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少 “中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减 少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。
实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。
3 生物技术的应用
生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成 部分,生物化工是 21 世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会 财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白 质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方 面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能
源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其 产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。
绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和 防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治 标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国 的企业与国际接轨创造条件。
现代生活与化学
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专业年级:10级信管二班
学号:********
我国汽车尾气的污染及其污染治理措施
摘要
机动车尾气污染已成为世界上工业化国家面临的急需解决的环境问题,介绍中国城市机动车尾气污染的危害与现状,进而提出了现阶段适合中国国情
的机动车尾气控制措施
关键词:汽车;尾气污染;现状;治理及对策
1 前言
这几天,整个华北以及华东、华南,还有西南的部分地区都处在浓雾当中。很多地方的能见度不足200米。浓雾引发了大家的强烈关注,有网友上传了多张大雾照片,尽管照片中一片雾茫茫,但依然标明拍摄物为故宫、长安街等,北京的浓雾可见一斑。浓雾首先给人们的出行带来了麻烦。
12月5日的北京,昏黄的天空中飘着零星小雪,再加上弥漫不散的雾气,和刚刚过去的晴朗周末判若两“城”。就在之前,12月4日,中央气象台连续发布大雾蓝色预警,预计4日夜间到5日上午,京津等地区有局部能见度不足200米大雾。北京前门箭楼被大雾笼罩。北京西五环高家堡以北晓月苑,汽车从大雾中驶出,犹如仙境一般。但是给出行带来了极大的不便。
据统计,受大雾天气的影响,12月4日截至20点,北京首都国际机场进出港航班共延误156架次,取消航班91次架次;12月5日截止17点,北京首都国际机场延误滞留1小时以上航班达80架次,进出港合计取消航班236架次。而仅12月5日这一天,首都机场3号航站楼,国内航班改签旅客人数就突破了15000人次。12月5日晚上11点,首都国际机场三号航站楼航班信息牌还在提醒旅客,该时段仍有大量到港航班延误或者取消,而候机大厅内,不少旅客选择席地睡,只为能够确保第二天的行程。
2 污染现状
机动车尾气污染是指机动车上路行驶向大气环境排放污染物所造成的污染。人们看到的各种机动车排气管里喷出的白色、黑色、浅兰色的烟气,就是机动车尾气。从1994年到2003年的我国私人汽车总量增长了近6倍;1994年汽车保有量940万辆,私人汽车保有量205万辆;2003年民用汽车保有量约2400万辆,其中私人汽车保有量1200万辆;现如今我国机动车保有量已达2亿辆。汽车作为现代化交通工具,给予了人们的生产与生活带来十分方便,但却有尾气排放物,给大气环境造成严重污染。我国某城市对该市的尾气污染汽车作了如下调查:该市目前拥有机动车辆13万辆,并以年增率15%的速度增加。机动车年排放一氧化碳4.4万吨,相当于该市工业企业一氧化碳排放量的46倍。市区主要交通道路中心点一
氧化碳超标2倍以上的达65%,在车流量高峰之际,有的监测点一氧化碳浓度高达每立方米70mg,超标6倍。在车流量比较集中的火车站,氮氧化合物测点平均值为每立方米0.059mg,超标准0.18倍。有资料表明,我国各大中型城市汽车尾气排放物造成空气污染占到50%左右,且对在用车检测结果来看,尾气排放不合格的车辆占被检测车的50—60%。因此,汽车尾气污染日趋严重,现代城市大气污染主要来源于汽车尾气。
3 汽车尾气中的主要污染物
据有关专家研究的资料表明,汽车尾气成分非常复杂,有一百种以上,其主要污染物包括:一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、铅(Pb)、苯并芘(BaP)等。
4 汽车尾气的危害
4.1尾气对人体的危害
危害一:由于汽车尾气中含有一氧化碳,它能使动脉粥样化累积,使动脉内的血压升高,造成高血压、冠心病等心疾病。调查结果显示,收费站的工作人员吸入的一氧化碳比一般人高出90%,一氧化氮含量也平均高了30%。他们的高血压、冠心病等心脏疾病的发病率比一般人高出60%。可见长期吸入汽车尾气对人体的健康危害很大。
危害二:由于汽车尾气中含有许多直径小于10mm的可吸入颗粒物。当人体的肺部吸入这些小颗粒,就会逐渐破坏肺部内的绒毛,使黏液增加,于是肺部就会发生慢性疾病,比如慢性支气管炎、肺气肿。据研究,在我国11个最大城市,空气中的烟尘和细颗粒物每年使5万人夭折,40万人感染上慢性支气管炎。
危害三:汽车尾气中发现有32种多环芳烃,包括3,4-苯并芘等致癌物质。当苯并芘在空气中的浓度达到0.012ug/m3时,居民中得肺癌的人数会明显增加。离公路越近,公路上汽车流量越大,肺癌死亡率越高。据最新资料显示,天津市男女肺癌死亡率分别为31.1/10万、32.9/10万,已经成为全国肺癌高发区。去年,呼吸系统疾病病死率为78.33/10万,已成为本市第四大死因。
危害四:汽车尾气中的铅化合物可随呼吸进入血液,并迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中,它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞,引起贫血;损害神经系统,严重时损害脑细胞,引起脑损伤。当儿童血中铅浓度达0.6ppm~0.8ppm时,会影响儿童的生长和智力发育,甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘,危及胎儿。
4.2汽车尾气对环境的危害
危害一:通过我们的实验证明:汽车尾气含有二氧化硫、二氧化氮。这些气体会使大气形成酸雨。酸雨对生态环境的危害很大,可以毁坏森林,使湖泊酸化。目前我国长江以南的四川、贵州、广东、广西、江西、江苏、浙江已经成为世界三大酸雨区之一,酸雨区已占我国国土面积的40%。贵州是酸雨污染的重灾区,全区1/3的土地受到酸雨的危害,省城贵阳出现酸雨的频率几乎为100%。其他主要大城市的酸雨频率也在90%以上。降水的pH值常为3点多,有时甚至为2点多。我国著名的雾都重庆,雾也变成了酸雾,对建筑物和金属设施的危害极大。四川和贵州的公共汽车站牌,几乎全都是锈迹斑斑,都是酸雨造成的。另外,酸雨还会使农作物减产。
危害二:由于汽车尾气中含有二氧化碳,它会造成温室效应。对于温室效应相信大家也不会陌生。最主要的危害就是导致南北两极的冰盖融化,而冰盖融化以后会导致海平面上升。据科学家预测,如果人类对二氧化碳的排放不加限制,到2100年,全球气温将上升2℃~5℃,海平面将升高30cm~100cm,由此会带来灾难性后果。海拔低的岛屿和沿海大陆就会葬身海底,如上海、纽约、曼谷、威尼斯等许多大城市可能被海水淹没而成为海底城市。
危害三:汽车排气污染最严重的危害是生成“光化学烟雾”,空气中的二氧化氮是造成光化学烟雾的主要因素。它是由汽车排出或泄漏的氮氧化物,在强烈的太阳光照射下,发生光化学分解,生成游离氧原子。游离氧原子的活性很高,在大气中经催化作用,与普通的氧分子结合生成臭氧。臭氧的氧化性极强,能将汽车排气中的碳氢化合物氧化成甲醛、乙醛和酮类等,并进一步与氮的氧化物反应,生成过氧酰基硝酸酯(简称PAN)等一系列强氧化剂。
5 造成我国汽车尾气危害的原因
5.1汽车保有量增长过快,且集中在城市
截止2011年6月底,全国机动车保有量达2.17亿辆。其中,汽车9846万辆,摩托车1.02亿辆。数据显示,上半年我国汽车保有量增加760万辆,高于去年上半年688万辆的增加量,其中北京、上海、深圳、成都、天津等11个城市汽车保有量超过100万辆,北京则有464万辆。小汽车成为汽车保有量的主要增长点,截止6月底,全国载客汽车保有量为6785万辆,其中,小汽车6146万辆,占90.6%。从统计情况看,上半年小汽车增加651万辆,占载客汽车的增加量的97.8%,是载客汽车的主要增长点。同时,截止今年6月底全国私家车保有量也已突破7000万辆达到7206万辆,且占汽车保有量的73.2%,比2010年底上升1.21个百分点。
5.2发动机技术落后,排放性能查
国外成熟汽车市场一般规定,车辆排放劣化指标是行驶16万公里时排放性能
仍能达到法规要求,在产品设计上,新车性能通常高于法规要求一定比例。而国内目前要求保证行驶8万公里时污染物排放达标。由于国Ⅲ排放汽车成本较高,有些企业为了降低成本,在实际生产中降低催化剂中金属的含量,导致排放控制零部件达不到规定的8万公里以上寿命,这就使得排放超标。我国目前一些合资汽车企业生产和销售的产品都能达到欧Ⅲ的排放标准,无论是现在实施的欧Ⅲ,还是以后的欧Ⅳ,他们都会通过不断提升研发技术来体现并达到排放的标准。但是,其他一部分汽车厂家在汽车排放问题上,却是被动应战,特别是部分自主品牌企业,在激烈的市场竞争中,为了生计,在发动机等很多核心技术领域投入不够,导致产品在排放问题上总是存在诸多的问题。汽车企业不断提升企业的造车水平,为人类环境做贡献,这是每一个汽车企业的责任和该做的。所以改进发动机技术,提高排放标准已经迫在眉睫。
5.3汽油品质过低
汽车行业的有关专家指出,要提高汽车尾气排放标准,保护生态环境,除了汽车厂家本身技术方面的提升和改进外,提高排放标准面临的最大挑战是油品。有关研究表明,燃油成分不仅直接影响尾气中污染物的排放量,某些成分还会导致发动机系统腐蚀和磨损,使排气后处理系统的效率降低或失效。因此,国际上通常遵循“车到油先到”的原则,即在实施更严格的汽车排放标准前,提前发布和实施相应的燃油质量标准。但在我国,与近几年汽车排放标准严格控制相比,燃油标准提高的步子相对较慢。中国汽车行业首席分析师贾新光认为,目前我国汽油含硫量的国家标准是每立方米800毫克,与国际先进水平相比差距不小。专家认为,根据我国石化企业的现有设备,使含硫量降低到150毫克是完全可能的。含硫量降低后,可以有效保持三元催化转化器的净化效果,也能让我们的汽车更加环保。
5.4汽车尾气相关政策较落后,汽车保养及淘汰制度不严格
世界各国早在六、七十年代就对汽车尾气排放建立了相应的法规制度,通过严格的法规推动了汽车排放控制技术的进步,而随着汽车排放控制技术的不断提高,又使更高标准的制订成为可能。与国外先进国家相比,中国汽车尾气排放法规起步较晚、水平较低。中国新车单车排放污染物为先进国家的5倍,随着汽车的使用,在短时间后就为先进国家的10倍或几十倍。加上没有完善和严格的汽车维修制度和旧车淘汰制度,失修和老旧车运营十分普遍。
5.5环保意识不强
政府部门、汽车厂家等纷纷开始重视汽车排放污染问题,然而作为汽车产品的使用者普通老百姓,在买车和用车的问题上,其环保意识却非常薄弱,这也是造成汽车尾气污染严重的原因之一。调查显示,很多消费者在买车问题上,只看重汽车的经济性,偏颇地认为,越便宜越好,而忽略汽车的环保和节能性能,这也直接造成了汽车污染日益严重。一些消费者还存在不好的消费习惯,也促使了污染的加剧。国家相关部门以及汽车厂家,应该大力倡导消费者选择节能环保型汽车,特别是新能源汽车,并不断提高消费者的环保节能意识,共同守护我们的一片蓝天。
6 我国对汽车尾气的治理及其措施
6.1 我国对汽车尾气的管理
根据中国的实际情况,从上世纪八十年代初期中国汽车尾气排放法规开始采取了先易后难分阶段实施的具体方案。
1983年中国颁布了第一批机动车尾气污染控制排放标准,这一批标准的制定和实施,标志着中国汽车尾气法规从无到有,并逐步走向法制治理汽车尾气污染的道路; 中国在1989年至1993年又相继颁布了《轻型汽车排气污染物排放标准》、《车用汽油机排气污染物排放标准》二个限值标准和《轻型汽车排气污染物测量方法》、《车用汽油机排气污染物测量方法》二个工况法测量方法标准,至此,中国已形成了一套较为完态的汽车尾气排放标准体系;北京市《轻型汽车排气污染物排放标准》的出台和实施,拉开了中国新一轮尾气排放法规制订和实施的序曲。2005年国家环保总局公布了五项机动车污染物排放新标准,新标准包括:轻型汽车污染物排放Ⅲ和IV号排放标准、两项重型汽车污染物排放限值、摩托车和轻便摩托车加速行驶噪声限值及测量方法。其中,轻型汽车Ⅲ排放标准自2007年7月1日起在全国实施, IV号标准于2010年7月1日起实施。
6.2 汽车尾气的治理对策
根据国家控制汽车尾气污染的指导思想,结合我国城市的实际情况,解决机动车尾气污染问题应从以下几个方面开展
6.2.1 汽车燃油的改用
(一)采用采用无铅汽油,以代替有铅汽油,可减少汽油尾气毒性物质的排放量
(二)掺入添加剂, 改变燃料成分
(三)选用恰当的润滑添加剂- 机械摩擦改进剂
(四)采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量
(五)采用多种燃料作为汽车燃料来源
(六)节约能源, 有利环境, 大力推广车用乙醇汽油
6.2.2 汽车发动机内部的调试
(一)减少喷油提前角
(二)改善喷嘴质量,控制燃烧条件
(三)安装发动机外部尾气净化装置,采用催化剂和水洗
6.2.3 发动机内部净化处理措施
(一)正曲轴箱通气系统的设计
(二)排气在循环设计
6.2.4加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染
(一)淘汰旧车,采取报废迎新
(二)严格执行国家质量技术标准,控制燃油标准
(三)开辟地铁,施行电力牵引行驶
(四)今后现代化的城镇建设,还应考虑自身的循环、多功能的结构形式
(五)加强和提高人们对保护环境的意识,从自已做起
7 总结
我国汽车尾气环境污染并不是一天两天造成的,想要治理好它,更不可能在短期内完成。况且环保不是一种口号,而是需要一个漫长的过程,依靠国家的政策,指定一系列法律、法规并通过社会和个人的努力来完成。相信只要人人从自我做起,从今天做起,树立环保意识,积极加入保护环境的行列,那么蔚蓝的天空、清澈的河流将会再次展现在世人的面前。
参考文献
[1]姚宝艳.锦州市机动车尾气污染与防治.科技信息.2007,(7):227.
[2]孙强,赵丽,孙德岭.我国城市机动车尾气污染防治策略.环境保护.1999,(2):43.
[3]柳毅.沈阳市机动车排放污染控制.环境保护科学.2004,(4):3-4.
[4]卫百潮,李红光.机动车辆尾气污染及控制对策.山西化工.2002,(5):72.
[5]张丽记者段旭四川在线-华西都市报 2007年11月05日
[6]央视《经济半小时》2011年12月08日 00:33
隔夜茶能喝吗?
中国是茶的故乡,有历史悠久的茶文化。饮茶好处颇多,众所周知。
早上泡上一杯热腾腾的绿茶,幽香并伴着好心情,可放久了,幽幽的绿却变 成了红色,这是什么原因呢?还能喝吗?过了夜,还能喝吗? 常听大人们说,隔夜茶,不能喝!更甚还有说能致癌的,理由是认为隔夜茶 含有二级胺,可以转变成致癌物亚硝胺!真的是这样吗? 科学证明,这种说法是毫无根据的。应该肯定茶叶中即使有亚硝胺,也是微 不足道的,我们日常食用的许多食物中,如面包、蔬菜,腌菜、咸鱼、咸肉等均 含有亚硝胺,而且量较茶水中多多了。可也没见大家都不吃饭菜了。每千克肉制 品中的亚硝胺含量有 4~50 微克,岂不是很可怕,其实非也,因为人体本身就 有分解亚硝胺的功能。
再说,亚硝胺要达到每千克体重吸收 100~2000 毫克才有可能致癌,而且 是常年持续性大剂量的服用。一般正常的进食量,是不会产生如此巨大的危害性 的,喝茶的数量与摄入的饭菜数量相比,更是微不足道。
因此,担心喝茶会带来亚硝胺致癌的危害,是毫无道理的。
另外,研究显示,茶叶中含有丰富的茶多酚和维生素 C,都是亚硝胺天然抑 制剂。因此喝茶还能消除其他含有亚硝胺食物带来的危害。茶叶中含有丰富的茶 多酚通过清除氧自由基, 抑制脂质过氧化, 对其他致癌物的抑制效果也相当明显。
茶水中的维生素 C 和维生素 E,也有辅助抗癌的功效。
喝隔夜茶其实并没有坏处,但是茶叶易氧化,所以隔夜茶的茶杯上往往会留 有茶斑。另外,夏季温度偏高,茶叶容易被细菌污染,发霉、发馊,导致腹泻, 所以此时还是不喝隔夜茶为好。隔夜茶因时间过久,维生素大多已丧失,且汤中 蛋白质、糖类等成为细菌、霉菌繁殖的养料,故不宜饮用。
但未变质的隔夜茶在医疗上和生活上自有妙用(注意,前提是未变质!)。
抗癌、抗氧化:茶水放置时间长了会变为红褐色,这是由于茶多酚氧化成了 红褐色的茶色素。研究表明,茶多酚和茶色素均有很强的抗癌、抗氧化作用,虽 然说隔夜茶中维生素 C 的含量大大减少,但依然具有抗病作用。
止血:
隔夜茶中含有丰富的酸素, 可阻止毛细血管出血。
如患口腔炎、 舌痈、 湿疹、 牙龈出血等, 均可用隔夜茶漱口治疗。
疮口脓疡、 皮肤出血也可用其洗浴。
明目:隔夜茶中的茶多酚有抗菌消炎作用,如果眼睛出现红丝,可以每天用 隔夜茶洗几次。
止痒:用温热的隔夜茶洗头或擦身,茶中的氟能迅速止痒,还能防治湿疹。
生发:用隔夜茶洗头,还有生发和消除头屑的功效。如嫌眉毛稀落,每天可 用刷子蘸隔夜茶刷眉,日子久了,眉毛自然变得浓密光亮。
固齿洁齿:茶水中的氟与牙齿的珐琅质钙化以后,会增强对酸性物质的抵抗 力,减少蛀牙的发生;氟还能消灭牙菌斑,最好饭后两三分钟用茶水漱口。
除口臭:茶中含有精油类成分,气味芳香,清晨刷牙前后或饭后,含漱几口 隔夜茶,可使口气清新,经常用茶漱口可消除口臭。
防晒:皮肤被太阳晒伤,可用毛巾蘸隔夜茶轻轻擦拭。因为鞣酸对皮肤有收 敛作用,茶中的类黄酮化合物也有抗辐射作用。
去腥除油腻:隔夜茶还有特强的除腥气和除油腻的功效,吃虾蟹后用来洗手 倍感清爽。
使用隔夜茶,应以不变馊(变质)为度。夏季温度高,茶水易酸败变味,如 果搁置了 24 小时以上,最好不喝,否则会引起腹泻。
所以, 隔夜茶或是冲泡时间过久的茶水, 只要没有变质, 是没有毒害作用的, 还能保健呢!
《化学与现代生活》课程论文课题名称:现代化学在人类社会发展中的作用课题设计人(学号):吴思遥 *************
学院:计算机学院
指导教师:***
评阅成绩:
评阅意见:
现代化学在人类社会发展中的作用
计算机学院计算机科学与技术专业
学生吴思遥指导老师侯贤灯
【摘要】化学在人类社会发展的过程中不断影响着人类的生活,本文从物质基础、学科发展、生存环境、及健康水平角度进行了简要阐述。
【关键词】现代化学人类社会作用
引言
当今千变万化的世界中,人类生活接触最多而又最深刻的变化是化学变化。化学研究的深入发展,对于造福人类起到了很好的促进作用。同时,化学也在不断的危害人类的生存环境。人类要想长久生存下去,不能只顾利用自然资源,更不能野蛮地征自然界,而是要重视保护自然界,使自然界和社会进步协调发展。
化学的研究对象是物质,研究物质组成与结构和性能的关系,研究物质转化的规律和控制手段。恩格斯说过:“化学既是关于自然的科学,又是关于人的科学。在当代科学的发展趋势中,它们正在走向统一。因此,现代化学不仅是认识生命过程与进化的手段,也是人类生存的手段和获得解放的手段”。它的各个研究领域无不直接或间接地关系到人类社会的发展问题。当前,随着社会的化学化和化学的社会化趋势广泛而深入的发展,现代化学正在成为“一门满足社会需要的中心科学”,创造着现代物质文明和精神文明,深刻地影响着人类社会。
一化学对人类物质基础的作用
自从20世纪以来,人类便遇到了各种社会问题的威胁,如人口增长、资源匮乏,环境恶化等等。不过在过去100多年中,化学在分析、合成、控制这些问题的过程中起到了举足轻重的作用,并且在解决问题的过程中起到了核心作用。化学正成为解决人类进步的物质基础的核心科学,主要表现在如下三个方面:首先,化学不但能够大批量生产制造各种自然界已有的物质,并且能够根据人类的需求创造出自然界本不存在的物质。1928年尿素的合成不仅打破了不能人工合成生物物质的思想禁锢,而且这一研究结果在这以后合成化学中获得了极大的发展。合成有机高分子材料不但可以为人类吃、穿、用提供了大量适用的物质基础,而且使化学家能够在分子层面上进一步认识化学与生命物质的关系,从而迈向蛋白质、核酸等大分子的合成。
分析化学能够为我们提供成份分析和结构分析的手段,使人们能够在分子层次上认识天然的和合成的物质与材料,掌握和解释结构-性质-功能三者之间的关系,并且能够预测某种结构的分子是否可以存在?这种分子有什么功能?
化学包含了非常成熟的化学过程的热力学、动力学理论,能从理论上指导合成新物质(如催化剂、DNA等)和反应新条件(如高压、高温、超临界状态)的
设计和创造,从而能够达到大自然所不能达到的目标,并且可以用于解决生产和生活问题。
二化学在相关学科发展中的作用
化学研究在自身不断完善的同时,也带动了其他学科研究的不断深入。化学使人们逐渐掌握了各种化学反应的机理以及物质变化的规律;并以此为基础认识化学反应的时空过程,揭示自然界物质变化规律的本质。这方面的研究是工业、农业、环境保护、能源等方面科学研究的推动力和终极目标。在各个方面,化学与其他学科融合之后分化出许多交叉学科。例如,化学引用光学、化学动力学的概念和方法与电化学融合,研究在电子传递过程中物质的和迁移规律,发展了光谱电化学;同样,引用化学热力学、化学动力学概念和方法,研究水体中物质转化和迁移规律诞生了水化学。接着,水化学和光谱电化学又进一步在解决水体中有害、有毒物质的转化和迁移问题上发挥其重要作用,为环境化学的进一步发展提供了广阔的空间。这样的例子还有很多,可以说,化学过程无所不包、无处不在。
化学带动了材料科学的发展。从利用天然材料到创造和利用合成材料是人类历史中的一大关键性进步,是化学发展的里程碑。从萌芽时期起,化学家就积累了不少制备与合成化学物质的经验,而后总结这些经验形成了化学合成理论和技术,发展成为合成化学。到40年代以后,以模仿生物材料(如橡胶、蚕丝等)为目标的高分子合成以及作为它的基础的聚合反应研究蓬勃发展,成为现代材料科学建立和发展的第一步。20世纪早期的材料研究大部分针对结构材料和基本材料。后来,功能性材料成为热点,由此带来了电子、航天、高速运输工具、快速通信等的高速发展。在这些无机和有机功能材料研究中,化学是原始创新的龙头。只有掌握结构——性质——功能的关系以及合成和组装的化学过程,才能设计合成新的功能材料。
三化学对人类生存环境的作用
现代化学的发展,除了造福于人类的一面之外,还有危及人类生存的一面。地球的资源储量是有限的,尤其是矿产资源、石油、天然气和煤。它们既是人类的主要物质资源,又是主要的生产原料。人类的不合理开发势必造成对生态环境的严重破坏。最典型的实例就是由于大量燃烧化学燃料(石油、煤炭、天然气),向大气排放大量的二氧化碳而产生的地球温室效应。温室效应已经引起了地球上一系列的气候反常,并且这种反常还将继续加剧。其次,由于世界每年约有大量的化工冶金产品,上百亿吨废物倾入地壳、江河、海洋之中以及滥用化学肥料、农药和除草剂等,造成土壤和水系环境严重恶化,既会直接危害人类,又会扩散破坏生物圈,长期地影响着人类的生存。
化学在保护生态环境中处于不可替代的地位,起着独特的作用。要解决环境污染问题,还得靠化学及其它工业自身的技术进步。当前要加强化工、冶金等大的污染源工业的生产过程和改善,走发展高技术含量的产业之路,开发“全消化”生产工艺,使工业废物减少到最低程度。其次是加强工业废物处理和监督,开发废物再利用的新技术,化害为利,变废为宝,充分发挥化学的能动作用。
四化学对促进人类健康的作用
生命活动是最复杂的现象。在长期进化过程中,人体已经形成一个高度自我调节的开放系统。化学物质通过人体的吸收和排泄而处于大循环中,影响着人体的结构与功能。化学物质进入人体后,不仅起营养作用,还起调节、控制作用。人的生病和治病、衰老和疲劳以及脑活动与神经传导等,无不与化学物质有关。缺少维生素会加速老化,乳酸在肌肉内积累就会感到疲劳,钙离子水平调节视觉变化等。在人体内既有有机物,也有无机物;既有生物大分子,又有金属离子。它们可使一些生命物质激活或抑制,形成连锁式的化学反应和相应的生命过程,从而表现各种各样的功能。人体的物质素质和精神素质是相互影响的,人体内存在着许多相互反馈的化学作用机制,起着控制和调节局部乃至全身的作用。所以,研究人体生过程的化学机制与控制,具有重大的理论意义和实际意义。
五结论与讨论
综上所述,人类面临许多世界性问题,如人口爆炸、粮食危机、能源短缺、资源耗竭、环境污染、生态失去平衡等。这些问题不是某个国家的问题,而是同在一个地球上生活的人类的共同问题,它把全人类的命运紧紧地联系在了一起。由于化学在解决这些问题中能发挥积极而有效的作用,因而化学便具有全人类价值。化学对人类社会发展的作用有好的一面,也有坏的一面。这并不是因为化学科学本身的问题,而是由于应用它的人类所造成的。因此,人们在化学实践中必须充分认识到保护生态环境的重要性,积极主动地解决化学过程中存在的问题。只有这样,才能在地球这个大家庭里建立人类持久的幸福。
化学与现代生活论文
《化学与现代生活》课程论文 课题名称: : 现代化学在人类社会发展中的作用 课题设计人( ( 学号 ): 吴思遥 22 学院: : 计算机学院 指导教师: : 侯贤灯 评阅成绩: : 评阅意见: : 现代化学在人类社会发展中的作用 计算机学院 计算机科 学与技术专业 学生 吴思遥 指导老师 侯贤灯 【 摘 要】化学在人类社会发展的过程中不断影响着人类的生活, 本文从物质基础、学科发展、生存环境、及健康水平角度进行 了简要阐述。
【关键词】现代化学 人类社会 作用
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引言 当今千变万化的世界中,人类生活接触最多而又最深刻的 变化就是化学变化。化学研究的深入发展,对于造福人类起到 了很好的促进作用。同时,化学也在不断的危害人类的生存环 境。人类要想长久生存下去,不能只顾利用自然资源,更不能野 蛮地征自然界,而就是要重视保护自然界,使自然界与社会进步 协调发展。
化学的研究对象就是物质,研究物质组成与结构与性能的 关系,研究物质转化的规律与控制手段。恩格斯说过:“ 化学既就是关于自然的科学,又就是关于人的科学。在当代科 学的发展趋势中,它们正在走向统一。因此,现代化学不仅就是 认识生命过程与进化的手段,也就是人类生存的手段与获得解 放的手段”。它的各个研究领域无不直接或间接地关系 到人类社会的发展问题。当前,随着社会的化学化与化学的社 会化趋势广泛而深入的发展,现代化学正在成为“一门满 足社会需要的中心科学”,创造着现代物质文明与精神文 明,深刻地影响着人类社会。
一 化学对人类物质基础的作用 自从 20 世纪以来,人类便 遇到了各种社会问题的威胁,如人口增长、资源匮乏,环境恶化 等等。不过在过去 100 多年中,化学在分析、合成、控制这些 问题的过程中起到了举足轻重的作用,并且在解决问题的过程
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中起到了核心作用。化学正成为解决人类进步的物质基础的核 心科学,主要表现在如下三个方面:
首先,化学不但能够大批量生产制造各种自然界已有的物 质,并且能够根据
人类的需求创造出自然界本不存在的物质。1928 年尿素 的合成不仅打破了不能人工合成生物物质的思想禁锢,而且这 一研究结果在这以后合成化学中获得了极大的发展。合成有机 高分子材料不但可以为人类吃、穿、用提供了大量适用的物质 基础,而且使化学家能够在分子层面上进一步认识化学与生命 物质的关系,从而迈向蛋白质、核酸等大分子的合成。
分析化学能够为我们提供成份分析与结构分析的手段,使 人们能够在分子层次上认识天然的与合成的物质与材料,掌握 与解释结构-性质-功能三者之间的关系,并且能够预测某种 结构的分子就是否可以存在?这种分子有什么功能?
化学包含了非常成熟的化学过程的热力学、动力学理论, 能从理论上指导合成新物质(如催化剂、DNA 等)与反应新条件 (如高压、高温、超临界状态)的设计与创造,从而能够达到大 自然所不能达到的目标,并且可以用于解决生产与生活问题。
二 化学在相关学科发展中的作用
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化学研究在自身不断完善的同时,也带动了其她学科研究 的不断深入。化学使人们逐渐掌握了各种化学反应的机理以及 物质变化的规律;并以此为基础认识化学反应的时空过程,揭示 自然界物质变化规律的本质。这方面的研究就是工业、农业、 环境保护、能源等方面科学研究的推动力与终极目标。在各个 方面,化学与其她学科融合之后分化出许多交叉学科。例如,化 学引用光学、化学动力学的概念与方法与电化学融合,研究在 电子传递过程中物质的与迁移规律,发展了光谱电化学;同样, 引用化学热力学、化学动力学概念与方法,研究水体中物质转 化与迁移规律诞生了水化学。接着,水化学与光谱电化学又进 一步在解决水体中有害、有毒物质的转化与迁移问题上发挥其 重要作用,为环境化学的进一步发展提供了广阔的空间。这样 的例子还有很多,可以说,化学过程无所不包、无处不在。
化学带动了材料科学的发展。从利用天然材料到创造与利 用合成材料就是人类历史中的一大关键性进步,就是化学发展 的里程碑。从萌芽时期起,化学家就积累了不少制备与合成化 学物质的经验,而后总结这些经验形成了化学合成理论与技术, 发展成为合成化学。到 40 年代以后,以模仿生物材料(如橡 胶、蚕丝等)为目标的高分子合成以及作为它的基础的聚合反 应研究蓬勃发展,成为现代材料科学建立与发展的第一步。20 世纪早期的材料研究大部分针对结构材料与基本材料。后来,
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功能性材料成为热点,由此带来了电子、航天、高速运输工 具、快速通信等的高速发展。在这些无机与有机功能材料研究 中,化学就是原始创新的龙头。只有掌握结构—— 性质——功能的关系以及合成与组装的化学过程, 才能设计合成新的功能材料。
三 化学对人类生存环境的作用 现代化学的发展,除了造福于人类的一面之外,还有危及人 类生存的一面。地球的资源储量就是有限的,尤其就是矿产资 源、石油、天然气与煤。它们既就是人类的主要物质资源,又 就是主要的生产原料。人类的不合理开发势必造成对生态环境 的严重破坏。最典型的实例就就是由于大量燃烧化学燃料(石 油、煤炭、天然气),向大气排放大量的二氧化碳而产生的地球 温室效应。温室效应已经引起了地球上一系列的气候反常,并 且这种反常还将继续加剧。其次,由于世界每 年约有大量的化工冶金产品,上百亿吨废物倾入地壳、江 河、海洋之中以及滥用化学肥料、农药与除草剂等,造成土壤 与水系环境严重恶化,既会直接危害人类,又会扩散破坏生物圈, 长期地影响着人类的生存。
化学在保护生态环境中处于不可替代的地位,起着独特的 作用。要解决环境污染问题,还得靠化学及其它工业自身的技
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术进步。当前要加强化工、冶金等大的污染源工业的生产过程 与改善,走发展高技术含量的产业之路,开发“全消化 ”生产工艺,使工业废物减少到最低程度。其次就是加强 工业废物处理与监督,开发废物再利用的新技术,化害为利,变 废为宝,充分发挥化学的能动作用。
四 化学对促进人类健康的作用 生命活动就是最复杂的现象。在长期进化过程中,人体已 经形成一个高度自我调节的开放系统。化学物质通过人体的吸 收与排泄而处于大循环中,影响着人体的结构与功能。化学物 质进入人体后,不仅起营养作用,还起调节、控制作用。人的生 病与治病、衰老与疲劳以及脑活动与神经传导等,无不与化学 物质有关。缺少维生素会加速老化,乳酸在肌肉内积累就会感 到疲劳,钙离子水平调节视觉变化等。在人体内既有有机物,也 有无机物;既有生物大分子,又有金属离子。它们可使一些生命 物质激活或抑制, 形成连锁式的化学反应与相应的生命过程, 从而表现各种各样的功能。人体的物质素质与精神素质就是相 互影响的,人体内存在着许多相互反馈的化学作用机制,起着控 制与调节局部乃至全身的作用。所以,研究人体生过程的化学 机制与控制,具有重大的理论意义与实际意义。
五
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结论与讨论 综上所述,人类面临许多世界性问题,如人口爆炸、粮食危 机、能源短缺、资源耗竭、环境污染、生态失去平衡等。这些 问题不就是某个国家的问题,而就是同在一个地球上生活的人 类的共同问题,它把全人类的命运紧紧地联系在了一起。由于 化学在解决这些问题中能发挥积极而有效的作用,因而化学便 具有全人类价值。化学对人类社会发展的作用有好的一面,也 有坏的一面。这并不就是因为化学科学本身的问题,而就是由 于应用它的人类所造成的。因此,人们在化学实践中必须充分 认识到保护生态环境的重要性,积极主动地解决化学过程中存 在的问题。只有这样,才能在地球这个大家庭里建立人类持久 的幸福。
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题目:浅谈化学在现代生活中的应用 姓名:覃雯 学号:1080113217 班级:会计 1302 班 摘要:化学,是研究物质化学变化的一门学科。进入 21 世纪,化学 已经成为自然科学的中心学科,它与许多其他自然科学有了不 同程度的交叉与渗透;化学又是物质世界的核心科学,它以 100 多种元素的巧妙结合,组成了整个物质世界:化学参与了 所有生命过程,在药品、食品、服装、能源、材料等方面引起 了革命性的变化。化学在现代生活中无处不在。
关键词:化学知识、化学应用、现代生活 目录:一:总论现代生活中的化学 二:厨房与化学 三:服装与化学 四:化妆品与化学 五:材料与化学 化学在日常生活中无处不在,我们的衣、食、住、行无一可以离开化学,化学 是一门基础自然科学,它为我们在提供丰美的食品,丰富的能源,繁多的材料以及 治疗疾病的药品等诸多方面起到了巨大的作用。
在家庭厨房里,如果用火不当或者不慎,就会发生火灾。当火灾并不是很大 时,可以自己及时用灭火器灭火。其中泡沫灭火器应用较广泛,它的钢瓶里 NaHCO、3Al(SO4)和发泡剂等,使用时把灭火器倒过来就会发生反应:23 Al(SO4)+6NaHCO=2Al(OH)?+3NaSO+6CO?,产生大量的二氧化碳气体和泡沫。
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二氧化碳密度比空气大,它既不能燃烧也不能助燃,它覆盖在燃烧物上面,使 燃烧物和空气隔绝开来,火就被扑灭了。
现代生活中很多服装是采用化学纤维制成的,化学纤维分为人造纤维和合成纤 维。人造纤维包括人造棉、人造毛、人造丝;合成纤维包括锦纶、涤纶、腈纶、维 纶、丙纶和氯纶。因为化学的发展,合成纤维有了改进以及特殊功能。比如防火纤 维,在涤纶中加入金属离子阻燃剂,既轻巧又不会燃烧:又比如在化学纤维表面镀 上一层薄薄的金属,既可以防止辐射,也是一种低压加热元件。
现代生活中,人们普遍使用化妆品。化妆品的基质原料包括油脂类,如硬脂酸 是制造雪花膏的主要材料,由它制造的膏体细腻均匀;高级醇类,如甘油(丙三 醇),它具有良好的助溶性、润滑性和极强的吸湿性;烃类化合物,如凡士林,是制 作发蜡,发乳,冷霜润肤油等的重要材料。
在我们的周围,随处可见各种材料制成的物品。材料分为金属材料,分为纯金 属和合金,除 Hg 之外,所有单质金属在常温下呈现固体形态,具有良好的导电性 和导热性,也具有较高的强度,刚度和延展性;无机非金属材料,是由硫酸盐、铝 酸盐、硼酸盐等原料经过一定的工艺制备而成的材料;高分子材料由一种或几种简 单化合物聚合而成的高分子化合物,包括橡胶、纤维、塑料等。
化学与现代生活论文
生活离不开化学,遍观周围,几乎每件事物都与化学有关。
化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。自有人类以来就开始了对化学的探索,因为有了人类就有了对化学的需求。它与我们的生活息息相关,在我们的日常生活中无处不在。我国著名滑雪前辈杨石先生说:“农、轻、重、吃、穿、用,样样都离不开化学。”没有化学创造的物质文明,就没有人类的现代生活。
人是社会的人,社会是人的社会,因此可以从人与化学的关系去探讨化学对社会发展的重要性。
化学作为一门庞大的知识体系,能用来解决人类面临的问题,满足社的需要,对人类社会做出贡献。它的成就已成为社会文明的标志,深刻的影响着人类社会的发展。社会的发展离不开人类的发展,人类的发展离不开人的生存,而人的生存离不开化学。社会的一切发展,生命是基础。一切生命的起源离不开化学变化,一切生命的延续同样离不开化学变化。恩格斯说:“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”没有化学的变化,就没有地球上的生命,也就更不会有人类。是化学创造了人类,创造了美丽的地球。
就化学对人类的日常生活的影响来说,化学在我们的日常生活中无处不在。首先,我们的衣、食、住、行无一不用到化学制品。
“民以食为天”,我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍,如果没有他发明的这个化学技术,那么世界上就有一半的人得不到温饱,那么世界上就多了一半的人的生命面临危机了。加工制造色香味俱佳的食品就更离不开各种食品添加剂,如甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等,多是用化学合成方法或化学分离方法制成的。
如果没有合成纤维的化学技术,那世界上大多数人就要挨冻了,因为有限的天然纤维根本就不够用。我国1995年的化学纤维产量为330万吨,其中90%是合成纤维。何况纯棉纯毛等天然纤维也是棉花、羊毛经化学处理制成的。再有就是合成橡胶,少了合成橡胶,世界上60亿人口又有多少亿人要穿草鞋过冬啊?合成染料更使世界多了一道多彩缤纷的亮丽风景线。所谓“丰衣足食”,是生命得以延续的保证。没有了化学,就没了保证。
再看我们住的房子,石灰、水泥、钢筋,窗户上的铝合金、玻璃、塑料等材料,哪件不是化学制品?离得了铝合金的木制的窗户,也离不开化学制品油漆;就算不用玻璃吧,像一些贫穷人家用的尼龙布甚或用的报纸,不是化学制品又是什么?还有我们的日常生活用品,如牙刷、牙膏、香皂、化妆品、清洁用品等等无一不跟化学沾边,都是化学制剂。
出了门,我们踏在水泥铺成的街道上,看到的是钢筋水泥做的高楼大厦,用以代步的是各种塑料、橡胶、玻璃以及各种合金做的交通工具。这些交通工具还离不开汽油、柴油,各种汽油添加剂、防冻剂和各种润滑油。如此种种,都是化学制品。现代人类根本无法离开人造化学品,我们每天24小时都被人造化学品所包围着。
其次,我们的健康长寿也与化学息息相关。体内某些化学元素平衡失调时,就会导致某些危害人类健康的疾病。1965年和1981年,我国在世界上首次合成了牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核糖的形成是无生命到有生命的转折点。自此我们人类对自身的了解有了新的突破,为我们人类对生命和健康的研究打下了基础。正是有了合成各种抗生素和大量新药物的技术,人类才能控制传染病,才能缓解心脑血管病,使人类的寿命延长25年。人类的健康成长离不开各种营养品和药品。如果没有这些化学药品,世上不知有多少人要受病魔的折磨,不知有多少人会被病魔夺去生命。
生命体中支撑着生命的是无数的有机化合物,重要的有糖类、蛋白质、氨基酸、肽键、酶、核酸等。
糖是自然界存在的一大类具有生物功能的有机化合物。它主要是由绿色植物通过光合作用形成的。它由C、H、O所组成,化学式为Cn(H2O)n,又叫碳水化合物。糖类包括单糖、多糖、淀粉、糖原、纤维素。生物界对能量的需要和利用均离不开糖类。糖类物质的主要生物功能就是通过生物氧化而提供能量,以满足生命活动的能量需要。生物界对太阳能的利用归根到底始于植物的光合作用和CO2的固定,与这两种现象密切相关的都是糖类的合成。光合作用是自然界将光能转化变为化学能的主要途径。糖类不仅是生物体的能量来源,而且在生物体内发挥其它作用,它对各类生物体的结构也起着支持和保护的作用,有时还起到解毒的作用等。总之,糖类是生命体维持生命所不可或缺的。
蛋白质亦然。所有蛋白质都含C,N,O,H元素,大多含S或P,有的还含其它元素。蛋白质是氨基酸聚合物,水解时产生的单体叫氨基酸。蛋白质种类繁多,功能各异。它的广泛而多变的功能决定了它们在生理上的重要性。有的蛋白质起运输作用,有的起调节或防御作用。酶也是蛋白质,起催化作用,对生命体的新陈代谢起至关重要的作用。
核酸是由核苷酸组成。核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类。DNA是生物遗传物质,它们都是控制遗传的关键,其中DNA的重组技术是遗传工程研究的主导技术。遗传工程的研究的发展将为人类解决面临的食品与营养、健康与环境、资源与能源等一系列重大问题开辟新途径,也具有极大的经济发展潜力。如果采用DN重组及细胞融合等技术改造苏氨酸、色氨酸、赖氨酸等氨基酸的生产菌,氨基酸的含量就能提高几十倍,生产成本就大大降低。这些氨基酸产品广泛用于营养食品、助鲜及饲料添加剂等生,从而部分代替了粮食产品。如果生物固氮的遗传工程能培养出自行供氮的作物,使一切植物如小麦、水稻、玉米等都像豆科植物一样能自行固定分子态氮并转化成能被植物吸收的状态,能直接利用空气中的氮,不仅可以提高作物产量,增加作物的蛋白质含量,还能大大节省化肥,降低生产成本,减轻环境污染。
总之,现代生活与化学是紧密相连不可分割的。不管是生命本身作为一个过程,还是生命得以维持所必须依赖的外在物质条件,都离不开化学。没有生命还有化学,没有了化学就绝对不会再有生命存在。化学是生命存在的支柱,也是社会存在和发展的支柱和动力。
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