考向01 化学与环境-2021年高考二轮小专题复习满分计划系列（化学与STSE）

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考向 01 化学与环境

环境污染是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而使环境的质量降低，对人

类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象．具体包括：水污染、大气污染、噪声污染、放射性污

染等

一、大气污染及防治

1、酸雨形成及防治

(1)正常雨水偏酸性，pH 约为 5.6，这是因为大气中的 CO2溶于雨水中的缘故。酸雨是指 pH 小于 5.6 的雨水，

CO2不会导致酸雨，NO2或SO2都会导致酸雨，酸雨的形成主要人为排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性气体

转化而成的

(2)硫酸型酸雨及治理：

①硫酸型酸雨(SO2 引起)：SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+ O2===2H2SO4 (酸雨在空气中酸性增强的原因)

②SO2 主要来源：主要是煤等化石燃料的燃烧

③治理：开发新能源、处理工业废气、燃煤脱硫

a、石灰石脱硫：在煤中添加石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的 SO2，发生反应的化学方程式如

下：2Ca CO3＋O2＋2SO2=====2CaSO4＋2CO2

b、用 CaO 脱硫：CaO ＋SO2=====CaSO3、2CaSO3＋O2

△

2CaSO4(或2CaO ＋2SO2＋

O2=====2CaSO4)

c、用 Ca(OH)2脱硫：Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O、2CaSO3＋O2

△

2CaSO4

d、用氨水脱硫：2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O(或NH3·H2O＋SO2===NH4HSO3)、

2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4

(3)硝酸型酸雨及治理

①硝酸型酸雨(氮氧化合物 NO、NO2引起)： 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===HNO3+NO

②氮氧化物主要来源：煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等

(4)氮氧化物对环境的污染及其防治

① 氮的氧化物都是有毒气体，都是大气污染物

② 空气中的 NO2等是造成光化学烟雾的主要因素

③ 空气中的 NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等

④ 常见的 NOx尾气处理方法

a、碱液吸收法：NO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适用于工

业尾气中 NOx的处理。2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

b、催化转化：在催化剂、一定温度下，NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与 CO 反应转化为无

毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。NO2与CO 反应的方程式为 2NO2＋4CO=====N2＋

4CO2

2、温室效应

(1)温室效应的定义：温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短

波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产

生大气变暖的效应

(2)地球大气中起温室作用的气体称为温室气体，主要有二氧化碳(CO2)、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以

及水汽等

(3)温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，产生的和大量排放的汽车尾气中含有的

二氧化碳气体进入大气造成的

(4)温室效应的危害：①全球变暖 ②地球上的病虫害增加 ③海平面上升 ④土地沙漠化 ⑤缺氧

(5)温室效应的防治：减少温室气体向大气中排放是减缓温室效应的最直接的方法，导致 CO2排放量有增无减的

根本原因是世界对化石燃料的过分依赖，特别是对煤炭、原油和天然气的依赖。鉴于此，国际上CO2减排主

要有五种方案：

①优化能源结构，开发核能、风能和太阳能等可再生能源和新能源

②提高植被面积，消除乱砍滥伐，保护生态环境

③ 从化石燃料中捕捉 CO2并加以利用或封存

④开发生物质能源，大力发展低碳或无碳燃料

⑤提高能源的利用效率和节能，包括开发清洁燃烧技术和燃烧设备等

3、光化学烟雾

(1)光化学烟雾：氮氧化物(NxOy)和碳氢化合物(CxHy)在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的

化学反应，主要生成光化学氧化剂(主在是 O3)及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为

光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节

(2)主要污染物：氮氧化物和碳氢化合物 (汽车尾气)

(3)危害：人受到的主要伤害是眼睛和黏膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、肺部功能损害

(4)来源：空气中氮的氧化物主要来自石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气等

(5)防治措施：控制城市汽车数量、开发新能源、汽车安装尾气净化器

(6)汽车尾气主要是由汽油不完全燃烧产生的 CO、气态烃等以及气缸中的空气在放电条件下产生的氮的氧化物

等，它是城市大气污染或造成光化学烟雾的主要原因。汽车工业的发展可持续发展离不开技术的进步，改进

汽车性质尾气净化技术，减少大气污染物的排放是汽车工业发展必然要求。在车排气管上加装“催化转化

器”能将有毒的 CO 和NO 转化为无毒的 CO2和N2

4、雾霾

(1)雾霾是雾和霾的组合词，硫氧化物、氮氧化物和可吸入颗粒物(如PM2.5)这三项是雾霾的主要组成，前两者

为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变

得灰蒙蒙的，燃煤和汽车尾气是雾霾天气产生的重要原因。“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程减

少了二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物，故有利于减少雾霆天气

(2)颗粒物的英文缩写为PM，粒子直径小于 10 微米的颗粒物即PM10，被称为“可吸入颗粒物”，而粒子直径小

于2.5 微米的颗粒物即PM2.5，目前还没有统一规范的中文名称，现在媒体上和科学界有“可入肺颗粒物”、

“细颗粒物”、“超细颗粒物”、“细粒子”等各种说法，比较混乱。大颗粒物易被鼻腔、咽喉、气管拦截，

或者通过绒毛的运动将其排除体外，但是由于 PM2.5 是细小颗粒物，一旦被人体从呼吸道吸入，就会沉积于人

的肺泡内，而后溶解进入血液，造成血液中毒。很容易达到肺部深处，造成呼吸系统和心血管系统的伤害，刺

激呼吸道、出现咳嗽、呼吸困难，加重哮喘发作，出现心律失常、诱发心脏病等等

(3)PM2.5 就是细颗粒物又称细粒、细颗粒。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗

粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5 只是地

球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，

PM2.5 粒径小，面积大，活性强，具有较强的吸附性，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且

在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大；汽车尾气中含有大量有

害物体和粉尘，所以汽车尾气随意排放，与雾霾形成有很大的关系

5、臭氧层空洞

(1)臭氧层空洞：冰箱制冷剂氟里昂等排放到空气中，能破坏臭氧层，引起臭氧层空洞；NO2可使平流层中的臭

氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。氟氯代烃在高空中发生化学反应，释放出高能的 Cl 原子和F原子，与

O3反应而消耗 O3，减少大气中平流层的臭氧浓度，导致大量紫外线辐射到地球，造成较大危害

(2)自然界中臭氧有 90%集中在距离地面 15~50km 的大气平流层中，也就是通常所说的臭氧层，虽然其中臭氧

含量很少，但可以吸收来自太阳的大部分紫外线，使地球上的生物免遭伤害

6、大气主要污染物

(1)空气质量日报：主要内容包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”、“空气质量状况”

等，目前计入空气污染指数的项目主要为：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘等

(2)CO2能造成温室效应，但CO2不属于空气污染物

(3)大气污染物根据组成成分，可以分为颗粒物、氮氧化物、硫氧化物、CO、碳氢化物、氟氯代烷(常用作制冷剂，

商品名叫氟利昂)

二、水体污染及其防治

1、定义：水体污染主要是指人类活动排放的污染物进入水体，引起水质下降，利用价值降低或丧失的现象

2、水体污染源根据不同的分类方法，可以有不同的分类形式：

(1)按污染物的发生源地，可分为工业污染源、生活污染源、农业污染源和天然污染源

(2)按排放污染的种类，可分为有机污染源、无机污染源、热污染源、噪声污染源、放射性污染源和同时排放多

种污染物的混合污染源等

(3)按排放污染物空间分布方式，可以分为点污染源(点源)和非点污染源(面源)

3、原因：农业化肥的使用、工业三废、生活污水、石油泄漏等

4、常见的水体污染物的种类有ö

(1)酸、碱、盐等无机物污染及危害：水体中酸、碱、盐等无机物的污染，主要来自冶金、化学纤维、造纸、印

染、炼油、农药等工业废水及酸雨。水体的 pH 小于 6.5 或大于 8.5 时，都会使水生生物受到不良影响，严重

时造成鱼虾绝迹。水体含盐量增高，影响工农业及生活用水的水质，用其灌溉农田会使土地盐碱化

(2)重金属污染及危害：污染水体的重金属有：汞、镉、铅、铬、钒、钴、钡等。其中汞的毒性最大，镉、铅、

铬也有较大毒性。重金属在工厂、矿山生产过程中随废水排出，进入水体后不能被微生物降解，经食物链的

富集作用，能逐级在较高生物体内千百倍地增加含量，最终进入人体

(3)耗氧物质污染及危害：生活污水、食品加工和造纸等工业废水，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等

有机物质。这些物质悬浮或溶解于污水中，经微生物的生物化学作用而分解。在分解过程中要消耗氧气，因

而被称为耗氧污染物。这类污染物造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽

后，有机物将进行厌氧分解，产生 H2S、NH3和一些有难闻气味的有机物，使水质进一步恶化

(4)植物营养物质污染及危害：生活污水和某些工业废水中，经常含有一定量的氮和磷等植物营养物质；施用磷

肥、氮肥的农田水中，常含有磷和氮；含洗涤剂的污水中也有不少的磷。水体中过量的磷和氮，为水中微生

物和藻类提供了营养，使得蓝绿藻和红藻迅速生长，它们的繁殖、生长、腐败，引起水中氧气大量减少导致

鱼虾等水生生物死亡、水质恶化。这种由于水体中植物营养物质过多蓄积而引起的污染，叫做水体的“富营

养化”。这种现象在海湾出现叫做“赤潮”

①赤潮(海水富营养化)是水中的氮、磷元素浓度过大造成的水污染，会导致藻类疯长，引起水中缺氧，水生

生物大量死亡，水质恶化

②水华(淡水富营养化)是含 N、P、K等污水的任意排放，会导致藻类疯长，引起水中缺氧，水生生物大量死

亡，水质恶化

③水中氮、磷过的是造成水体富营养化的主要原因，所以使用无磷洗衣粉，不可能彻底解决水体富营养化问

题

④水俣病是指人或其他动物食用了含有机水银污染的鱼贝类，使有机水银侵入脑神经细胞而引起的一种综合

性疾病

5、防治：

(1)根本措施是控制工业废水和生活污水的排放

(2)处理污水的方法很多，一般将物理法、生物法和化学法配合使用

(3)污水处理中的主要化学方法及其原理

①混凝法原理：利用胶体的凝聚作用，除去污水中细小的悬浮颗粒 (如：明矾 KAl(SO4)2·12H2O净水)

②中和法原理：利用中和反应调节废水的 pH (如：熟石灰)

③沉淀法原理：利用化学反应使污水中的某些重金属离子生成沉淀而除去

④氧化还原法原理：利用氧化还原反应将废水中的有害物质转化为无毒物质、难溶物质或易除去的物质

⑤饮用水的消毒方法：主要有煮沸法和氯化消毒法

⑥净化混浊的水，可以用明矾、硫酸铝、硫酸亚铁或碱式氯化铝作混凝剂，适量加入浑水中，用棍棒搅拌，

待出现絮状物后静置沉淀 (水解原理：Al3＋＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H＋)

三、白色污染及其防治

1、白色污染定义：白色污染(White Pollution)是对废塑料污染环境现象的一种形象称谓。是指用聚苯乙烯、聚

丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包装袋、农用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品使用后被弃置成

为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，给生态环境和景观造成的污染

2、主要来源：食品包装、泡沫塑料填充包装、快餐盒、农用地膜等

3、白色污染的危害：丢弃在环境中的废旧包装塑料，不仅影响市容和自然景观，产生"视觉污染"，而且难以降

解，对生态环境还会造成潜在危害，如：混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；增塑

剂和添加剂的渗出会导致地下水污染；混入城市垃圾一同焚烧会产生有害气体，污染空气，损害人体健康；

填埋处理将会长期占用土地，等等。“白色污染”的主要危害在于“视觉污染”和“潜在危害”：

(1)视觉污染：在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、

风景点的整体美感，破坏市容、景色，由此造成“视觉污染”

(2)潜在危害：第一，抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡（在动物园、

牧区和海洋中，此类情况已屡见不鲜）；第二，混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理：填埋处理将会

长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利

用。人们反映强烈的主要是“视觉污染”问题，而对于废旧塑料包装物长期的、深层次的“潜在危害”，大

多数人还缺乏认识。具体来讲，可以从以下几条来说：

①侵占土地过多。塑料类垃圾在自然界停留的时间也很长，一般可达200~400 年，有的可达500 年

②污染空气。塑料、纸屑和粉尘随风飞扬。

③污染水体。河、海水面上漂着的塑料瓶和饭盒，水面上方树枝上挂着的塑料袋、面包纸等，不仅造成环境

污染，而且如果动物误食了白色垃圾会伤及健康，甚至会因其在消化道中无法消化而活活饿死。

④火灾隐患。白色垃圾几乎都是可燃物，在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气，遇明火或自燃易引起的火

灾事故不断发生，时常造成重大损失。

⑤白色垃圾可能成为有害生物的巢穴，它们能为老鼠、鸟类及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所，而其中的

残留物也常常是传染疾病的根源。

⑥废旧塑料包装物进入环境后，由于其很难降解，造成长期的、深层次的生态环境问题。首先，废旧塑料包

装物混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，将导致农作物减产；其次若牲畜吃了塑料膜，会引起牲畜

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