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  4. 空气的污染和防治水污染与防治燃料的利用和新能源的开发

今年4月22日是第37个“世界地球日”,宣传主题是“善待地球--珍惜资源、持续发展”.下列说法不符合这一主题的是()A.启动沿海风力发电,创建绿色能源之都B.分类回收生活垃圾,合理

一、题文

今年4月22日是第37个“世界地球日”,宣传主题是“善待地球--珍惜资源、持续发展”.下列说法不符合这一主题的是(  )
A.启动沿海风力发电,创建绿色能源之都
B.分类回收生活垃圾,合理利用变废为宝
C.大力发展生态农业,创建生态安全城市
D.化工企业集中选址,尽量减少污染区域

考点提示:空气的污染和防治,水污染与防治,燃料的利用和新能源的开发

二、答案


A、启动沿海风力发电,创建绿色能源之都,节约化石燃料的开发和利用,能减少大气污染,符合“善待地球--珍惜资源、持续发展”这一主题故A不可选;
B、分类回收生活垃圾,合理利用变废为宝,充分利用资源,符合“善待地球--珍惜资源、持续发展”这一主题,故B不可选;
C、大力发展生态农业,创建生态安全城市,能减少环境污染,符合“善待地球--珍惜资源、持续发展”这一主题,故C不可选;
D、化工企业集中选址,尽量减少污染区域,但污染总量是不变的,不符合“善待地球--珍惜资源、持续发展”这一主题,故D可选;
故选D.

三、考点梳理

知名教师分析,《今年4月22日是第37个“世界地球日”,宣传主题是“善待地球--珍惜资源、持续发展”.下列说法不符合这一主题的是()A.启动沿海风力发电,创建绿色能源之都B.分类回收生活垃圾,合理》这道题主要考你对 空气的污染和防治水污染与防治燃料的利用和新能源的开发 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:空气的污染和防治,水污染与防治,燃料的利用和新能源的开发

考点名称:空气的污染和防治
  • 空气污染:
        即空气中含有一种或多种污染物,其存在的量、性质及时间会伤害到人类、植物及动物的生命,损害财物、或干扰舒适的生活环境,如臭味的存在。换言之,只要是某一种物质其存在的量,性质及时间足够对人类或其他生物、财物产生影响者,我们就可以称其为空气污染物;而其存在造成之现象,就是空气污染。换言之,某些物质在空气中不正常的增量就产生空气污染的情形。
  • 空气污染治理:

    1. 空气污染及来源
    导致空气质量下降的污染物很多。目前量多且危害严重的空气污染物主要有二氧化硫(SO2)、氮氧化物 (NO2)、一氧化碳(CO)和可吸入颗粒物等。如下表所示:
    空气污染物主要来源
    二氧化硫煤、石油等燃料的燃烧,生产硫酸等工厂排放的尾气
    一氧化碳化石燃料等不完全燃烧
    氮氧化物机动车辆等排放的废气
    可吸入颗粒物地面扬尘、燃煤排放的粉尘等

    2. 空气污染的危害
    ①酸雨:SO2、NOx等气体形成酸雨。
    ②臭氧层破坏:氟利昂的释放,加速臭氧分解。
    ③其他危害:空气污染严重危害了人体健康,影响了农作物生长,破坏了生态平衡。

    3. 空气污染的防治
    ①改善燃料结构,尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料。
    ②对化石燃料进行脱硫、脱氮处理,工厂的废气要经过处理再排放。
    ③开发新能源,如太阳能、风能、水能、地热能等。
    ④大力开展植树造林活动,提高环境的自我净化能力。
  • 空气质量日报:
    空气质量日报的主要内容:空气污染指数,首要污染物,空气质量级别,空气质量状况。
    计入空气污染指数的项目:二氧化硫,一氧化碳,二氧化氮,可吸入颗粒物,臭氧等。
    空气质量级别:
    污染指数50以下51-100101-150151-200201-250251-300300以上
    质量级别Ⅲ⑴Ⅲ⑵Ⅳ⑴Ⅳ⑵
    质量状况轻微污染轻度污染中度污染中度重污染重度污染

    PM2.5
    (1)什么是PM2.5:PM2.5是指大气中小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但对空气质量和能见度等有重要影响。

    (2)PM2.5的性状:与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,富含大量的有毒,有害物质且能在大气中停留时间长,输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

    (3)PM2.5的来源:主要来源是日常发电,工业生产,汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属的等有毒物质。一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等,2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(机动车尾气,燃烧)、挥发性有机物等。

    (4)2012年2月,国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。

    室内空气污染:

    指由于各种原因导致的室内空气中有害物质超标.进而影响人体健康的室内环境污染。有害物质包括甲醛、苯、氨、放射性物质等。
考点名称:水污染与防治
  • 水体污染的定义:
       大量的污染物质排入水体,超过水体的自净能力使水质恶化,水体及其周围的生态平衡遭到破坏,对人类健康、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况。
  •  

  • 水体污染来源:
    a.工业污染:座水、废渣、废气《工业“三反”》。
    b.农业污染:化肥、农药的不合理使川。
    c.生活污染:含磷洗涤剂的大量使用、生活污水的任意排放等。

    防治措施:

    a.工业上:通过应用新技术、新工艺减少污染物的产生,同时对污染的水体作处理使之符合排放标准。
    b.农业上:提们使川农家肥,合理使用化肥和农药。
    c.生活污水也应逐步实现欲中处理和排放。
  • 水体的自净能力:
    广义的水体自净是指在物理、化学和生物作用下.受污染的水体逐渐自然净化,水质复原的过程。,狭义的水体自净是指水体叶I微生物氧化分解有机污染物而使水体净化的过程。水体自净大致分为三类,即物理净化、化学净化和生物净化。它们同时发生,相互影响,共同作用。

    (1)物理净化。物理净化是指污染物质由于稀释、扩散、混合和沉淀等过程而浓度降低。污水进入水体后,大颗粒的不溶性固体在水流较弱的地方逐渐沉入水底,形成污泥。悬浮体、胶体和可溶性污染物因混合、稀释,浓度逐渐降低。

    (2)化学净化。化学净化是指污染物由于氧化还原、酸碱反应、分解、化合和吸附凝聚等化学或物理作用而浓度降低。流动的水体从水面上大气中溶人氧气,使污染物中铁、锰等重金属离子氧化,生成难溶性物质析出沉降。某些元素在一定酸性环境中,形成易溶性化合物,随水漂移而稀释;在中性或碱性条件下,某些元素形成难溶化合物而沉降。天然水中的胶体,吸附和凝聚水中悬浮物质微粒,随水流移动或逐渐沉降。

    (3)生物净化,又称生物化学净化。是指生物活动尤其是微生物对有机物的氧化分解使污染物质的浓度降低。

     城市污水及处理:
    (1)城市污水城市污水包括生活污水、工业废水和径流污水等,由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。城市污水的污染,一般经历三个历史时期:病源污染期、总体污染期和新污染期。在病源污染期,城市污水主要是生活污水。由于污水中含有病菌和病毒,污水排入水体后往往会传染疾病。在总体污染期,随着工业的发展和人口的集中,城市污水量及所含的污染物种类不断增加。污水排入水体后,造成水体中悬浮物数量和生化需氧量越来越大,水体缺氧,水生生物灭绝。在新污染期,由于工业的高度发展,污水所含的污染物种类更加复杂。工业废水日益成为城市污水处理中的主要对象。

    (2)城市污水处理城市污水处理分为三个级别.分别称为污水一级处理、污水二级处理、污水三级处理。一级处理应用物理处理方法,即用格栅、沉砂池、初沉池、活性污泥池、二次沉淀池等构筑物,去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵。二级处理应用生物处理方法,即主要通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程,将污水巾各种复杂的有机物降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、供氧量等都有一定的要求。三级处理是用生物化学(硝化一反硝化)法、碱化吹脱法或离子交换法除氮,用化学沉淀法除磷,用臭氧氧化法、活性炭法或超过滤法除去难降解有机物,用反渗透法除去盐类,用氯化法消毒等过程中的一种或几种组成的污水处理工艺。
考点名称:燃料的利用和新能源的开发
  • 新能源:
         在合理开发、综合利用化石能源的同时,积极开发氢能、核能.太阳能、生物质能(沼气)、风能、水能、地热能、潮汐能等新型能源,以应对能源危机,减轻环境污染,促进社全可持续发展.
  • 几种常见的新能源: 
    (1)车用乙醇汽油
    将乙醇液体中含有的水进一步除去,再添加适量的变性剂可形成变性燃料乙醇,将其与汽油以一定的比例混合形成乙醇汽油。酒精中不含氮、硫等元素,因此它完全燃烧后排放的尾气中污染物少,有利于保护环境,所以乙醇汽油是较清浩的能源。掺有10%乙醇的汽油燃烧可使CO排放量减少30%,碳氢化合物排放量减少10%,这种燃料不仅可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染,还可以促进农业生产。目前在我国的一城市正在逐步推广使用乙醇汽油。

    (2)氢能
    ①氢气作为未来理想能源的优点
    a.氢气的来源广泛,可以由水制得。
    b.氢气燃烧的热值比化石燃料高(如下图).大约是汽油热值的二倍。
    c.最突出的优点是燃烧产物是水,不污染环境因此氢能源具有广阔的开发前景。
    ②氢气的性质
    a.氢气的物理性质:通常情况下,氢气是无色、无味的气体,难溶于水,密度是0.089g/L,比空气密度小,是最轻的气体。
    b.氢气的化学性质:氢气的可燃性:纯净的氢气在空气中能安静地燃烧,这个反应的化学方程式为2H2+O22H2O,现象为:产生淡监色火焰,放山热量氢气的还原性:氢气在加热条下,能跟某些金属氧化物反应,夺取金属氧化物中的O,因此,氢气具有还原性,即能使金属的氧化物失去O而还原为金属,氢气是一种重要的还原剂。
    如氢气还原氧化铜:H2+CuOCu+H2O
    现象:黑色固体粉末逐渐变为红色,试管内壁有水珠产生。
    ③氢能源的开发
    a. 电解水的方法:消耗电量太多,成本高,不经济,不能大规模地制取氢气。
    b. 理想的制氢方法:寻找合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气、
    ④氢气的储存:由于氢气是一种易燃易爆的气体,难液化,储存和运输不方便也不安全。如何储存氢气是氢能源开发研究的又一关键问题。目前,人们发现某些金属合金如Ti—Fe、Ti—Mn、La—Ni等具有储氢功能。其中La—Ni合金在常温、0.152MPa下就能放出氢气,已用于氢能汽车和燃料电池中氢气的储存,新型储氢型合金材料的研制和实际应用对氢能源开发具有重要意义

    (3)生物质能
    指太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽用之不竭,是一种可再生能源。通常包括木材,森林废弃物,农业废弃物,水生植物,油料植物,工业有机废弃物,动物粪便等。具有可再生性、低污染性、分布广泛、总量丰富等特性。
    ①沼气是有机物质在厌氧条件下经过微生物发酵而生成的一种可燃性气体,其主要成分是CH4。
    ②沼气的制取
    把秸秆、杂草、人类粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可以产生甲烷。如图:

    ③发展沼气的意义:解决农村生活的燃料问题,提高农家肥的肥效。减少污染物的排放,保护环境。

    (4)其他的新能源
    随着社会对能量的需求量越来越大,化学反应提供的能量已经不能满足人类的需求。目前,人们正在开发和利用的新能源有太阳能、核能、风能、水能、地热能和潮汐能等。
    ①太阳能:地球上最根本的能源是太阳能。太阳能的利用一是通过集热器进行光热转换,如太阳能热水器.二是通过光电池直接转化为电能,如太阳能电池
    ②核能:来源于原子核的变化,这类变化叫核反应。核反应过程中由于原子核的变化,而伴随着巨大的能量变化,所以核能也叫原子能。
    ③风能:利用风力进行发电、扬帆助航等技术,也是一种可以再生的清洁能源
    ④地热能:地壳深处的温度比地面高得多,利用地下热量也时进行发电
    ⑤海洋能:在地球与长阳、月亮等的相互作用下海水不停地运动。站在海滩上,可以看到滚滚海浪,在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、温差能,这些能量总称海洋能。

  • 沼气与天然气的区别:
    沼气和天然气的主要成分一样,都是CH4,但沼气并不是天然气。天然气是化石能源,属于不可再生能源,沼气是可再生能源。

    节能:
    (1)解决人类能源短缺的途径
    ①节约能源;
    ②开发利用新能源,

    (2)节约能源的途径
    ①充分燃烧燃料:如使煤粉碎或气化后燃烧;
    ②充分利用热能:如综合利用;
    ③变废物为能源:如沼气。

    (3)节能标志

    中国节能标志由“energy”的第一个字母e构成一个圆形图案,中间包含了一个变形的汉字“节”.寓意为 “节能”。缺口的外圆又构成“China”的第1个字母 “C”.“节”的上半部分简化成一段古长城的形状,与下半部构成一个烽火台的图案,一起象征着中国。“节” 的下部又是“能”的汉语拼音第1个字母“N”,整个图案中包含了中英文,有利于与国际接轨。
  • 可燃冰:
       可燃冰是甲烷水合物,外观像冰。它由甲烷分子和水分子组成,还含有少量二氧化碳等其他气体。可燃冰在低温高压条件下形成,1体积可燃冰可储载100 一200倍体积的甲烷气体,具有能量高、热值大等优点。目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2 倍,它将成为替代化石燃料的新能源。但是,可燃冰埋藏于海底的岩石中,目前开采在技术上还存在很大困难。如果在开采时甲烷气体大量泄漏到大气中,造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。

    燃料电池:

        燃料电池是一种化学电池,它将物质发生化学反应时释放出的能量直接转变为电能。燃料电池与普通化学电池不一样,它工作时需要外界连续地向其供给燃料和氧化剂。正是由于它是把燃料进行化学反应释放出的能量变为电能输出,所以被称为燃料电池-- 燃料电池在结构上与蓄电池相似,由正极、负极和电解液组成.两极多是由钦、镍等惰性微孔材料制成,它们确利于气体燃料及空气或氧气通过,但不参与化学反应。以氢氧燃料电池为例,电池工作时,从负极将氢气输送进去,从正极将氧气输送进去,氢气和氧气在电池内部发生电化学反应,使燃料的化学能转变为电能。除了氢气,甲烷、煤气等也可作为燃料电池的燃料。目前。已研制成功铝空气燃料电池,它是用纯铝作负极,空气作正极,铝空气电池可以代替汽油提供汽车动力,这种电池还能用于收音机、照明设备、野营炊具、野外作业工具等。燃料电池具有能量转化率高,对环境污染小,工作时安静且无机械磨损等许多优点,在汽车、通信等许多方面得到了应用。

    氢能源循环体系:
         下图是一种最理想的氧能源循环体系,太阳能和水是用之不竭的,而且价格低廉。极需研究的是寻找合适的光分解催化剂,它能在光照下使水的分解速率加快。当然,氢发电机的反应器和燃料电池也是需要研究的领域。实现这一良性循环.将使人类可以各取所需地消耗电能。


    太阳能的利用方式:
    日前太阳能的利用方式是光热转换和光电转换两种方式。
    (1)光热转换方式
    太阳能的热利用是通过集热器进行光热转化的,集热器也就是太阳能热水器。它的板芯由涂了吸热材料的铜片制成,封装存玻璃钢外壳中。铜片只是导热体,进行光热转化的是吸热涂层,这是特殊的有机高分子化合物。封装材料也很讲究,既要有高透光率,又要有良好的绝热性:随涂层、材料、封装技术和热水器的结构设计等不同,终端使用温岌较低的在200℃以下,可供生活热水、取暖等;中等温在存200~800℃之间,可供烹调、工业用热等;高温的可达800℃以上。可以供发电站使用。20世纪70年代石油危机之后,这类热水器曾有蓬勃发展,特别是在美国、以色列、日本、澳人利亚等国家,安装家用太阳能热水器的件它很多 (1()%~35%)。20世纪80年在美国已建成若干示范性的太阳能热发电站,用特殊的抛物面反光镜聚集热量获得高温蒸汽送到发电机进行发电。

    (2)光电转换方式
    太阳能也可通过光电池直接变成电能,这就是太阳能电池。其具有安全可靠、无噪、无污染、:不需燃料、无需架设输电网、规模可大叫可小等优点,但需要占用较大的面积。因此比较适合阳光充足的边远地区的农牧民或边防部队使用。已有使用价值的光电池种类不少.如多晶硅(Si蜥)、单晶硅(掺入少量硼、砷)、碲化镉 (cdTe)、础化铜钢(culnSe)等都是制造光电池的半导体材料,它们能吸收光子使电子定向流动而形成电流光电池应用范围很广,大的可用于微波中继站、卫星地面站、农村电话系统,小的可用于太阳能手表、太阳能计算器、太阳能充电器等,这些产品已有广大市场。

    有关能源的几种常见概念:
    (1)一级和二级能源
    一级能源是直接开采或直接被利用的能源.如煤、石油、天然气、水能等
    二级能源是由一级能源转化产生的能源,如水电、火电、酒精等汽油、柴油等石油产品都是由石油分馏产生的,因此属于二级能源

    (2)绿色能源和清洁能源
    绿色能是指对环境无影或影响很小的能源:如:电能、光能、潮汐能、氢能等
    清洁能源是指使用时不产生污染环境的物质,但产物排放过多会对环境有影响的能源,如乙醇、甲烷等燃料燃烧产生的CO2,空气中CO2过多会产生温室效应

    (3)可再生能源和不可再生能源
    通过大自燃的循环可不断转化的能源称为可再生能源。如水能、氢能、乙醇等,要通过几百万年才能形成的能源、用一点少一点,这样的能源称为不可再生能源.如化石燃料

    (4)化学能、物理能、核能
    化学能:通过化学反应中获得的能量,如化石燃料和其他燃料燃烧产生的能量。
    物理能:不通过化学反应直接获得的能量.如水能、地热能、潮汐能、风能。
    核能:通过原子核变化获得的能量,如原子弹、氢弹爆炸释放的能量,核反应堆中产生的能量。

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