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化學與永續發展

化學與永續發展. 化學與環境生態 永續發展的特性 綠色化學及原子使用效率. 人類社會發展與地球系統互動. 背景：人口快速增長及過度密集，對物質及能源產生大量的需求 造成汙染的主因：化學工業蓬發展，但製程缺乏永續發展的理念，廢棄物不當處理等。 介紹三大類汙染的成因及其防治 空氣的汙染與防治 水源的汙染與防治 土壤的汙染與防治. 化學、化工與環境. 空氣的汙染與防治. 過量的溫室氣體引發北極冰層融化、酸雨造成森林枯萎、魚蝦死亡，氟氯碳化合物加速臭氧層被破壞。. 空氣汙染影響例子. 空氣汙染的種類、來源、影響及防治 方法.

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化學與永續發展

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Presentation Transcript

  1. 化學與永續發展 化學與環境生態 永續發展的特性 綠色化學及原子使用效率

  2. 人類社會發展與地球系統互動

  3. 背景：人口快速增長及過度密集，對物質及能源產生大量的需求背景：人口快速增長及過度密集，對物質及能源產生大量的需求 • 造成汙染的主因：化學工業蓬發展，但製程缺乏永續發展的理念，廢棄物不當處理等。 • 介紹三大類汙染的成因及其防治 • 空氣的汙染與防治 • 水源的汙染與防治 • 土壤的汙染與防治 化學、化工與環境

  4. 空氣的汙染與防治

  5. 過量的溫室氣體引發北極冰層融化、酸雨造成森林枯萎、魚蝦死亡，氟氯碳化合物加速臭氧層被破壞。過量的溫室氣體引發北極冰層融化、酸雨造成森林枯萎、魚蝦死亡，氟氯碳化合物加速臭氧層被破壞。 空氣汙染影響例子

  6. 空氣汙染的種類、來源、影響及防治方法

  7. 空氣汙染的種類、來源、影響及防治方法(2)

  8. 晴朗乾淨的天空 光化學煙霧影響的天空 • 氮的氧化物(NOx)和汽車、機車排放的有機物產生過度汙染時，若再經光化學反應產生新的汙染物質，便會在通風不良處造成空氣中煙霧瀰漫的現象。 光化學煙霧

  9. 利用鉑(Pt) 、銠(Rh)或五氧化二釩(V2O5)等觸媒，使燃燒不全的CO及有機物轉變為CO2和H2O，並將氮的氧化物還原為N2。 觸媒轉化器

  10. 造成溫室效應的溫室氣體有許多種，除CO2外，甲烷也是其中一個主要的氣體。造成溫室效應的溫室氣體有許多種，除CO2外，甲烷也是其中一個主要的氣體。 科學報導-溫室氣體

  11. 水汙染的種類及影響 • 熱汙染 • 優養化 • 重金屬汙染 • 水汙染的防治 水源的汙染與防治

  12. 熱汙染：因熱量排入河流、湖泊或海洋中，使水中自然生態被破壞的汙染。熱汙染：因熱量排入河流、湖泊或海洋中，使水中自然生態被破壞的汙染。 • 來源：由於水的比熱相當大，工業上常用水作為冰卻之用，發電廠和化學工廠使用水來除去生產過程所產生的餘熱。 • 影響：熱汙染造成珊 瑚白化。 熱汙染

  13. 成因：肥料、農藥、清潔劑和畜牧廢水等均含大量的氮、磷等物質，經河水流至湖泊或水庫中，水中藻類和微生物因氮、磷等物質提供了充分的養分而快速繁殖，往成因：肥料、農藥、清潔劑和畜牧廢水等均含大量的氮、磷等物質，經河水流至湖泊或水庫中，水中藻類和微生物因氮、磷等物質提供了充分的養分而快速繁殖，往 往會耗盡水中氧氣而 造成魚貝類死亡，使 水質發臭，此即為水 質優養化。 水質優養化

  14. 造成原因：重金屬及其化合物排放於水中所造成的汙染，主要有鎘、鉛和汞等。造成原因：重金屬及其化合物排放於水中所造成的汙染，主要有鎘、鉛和汞等。 • 特徵：水中的重金屬無法被微生物分解，有些因生物作用而形成毒性更大的物質，累積於生物體。例子：1950年代台南縣、嘉義縣沿海地區的烏腳病，是因長期飲用含砷量過高井水。 • 水中主要的 重金屬汙染： 水中主要的重金屬汙染

  15. 首重減少製造或使用用過程中產生的廢水量，並加以分類收集並處理。首重減少製造或使用用過程中產生的廢水量，並加以分類收集並處理。 • 廢水處理包括三級： • 第一級：過濾除去固態物質。 • 第二級：除去需氧物質（有機物），可採活性汙泥法。 • 第三級：針對特殊汙染 物專門處理。 水汙染的防治

  16. 來源：隨意抛棄廢棄物或排放工業廢水，會造成土壤汙染，以重金屬及有毒的有機物汙染較為嚴重。來源：隨意抛棄廢棄物或排放工業廢水，會造成土壤汙染，以重金屬及有毒的有機物汙染較為嚴重。 • 例子： 土壤的汙染

  17. 造成溫室效應的效果相當於同 質量CO2分子的21倍。影響程 度為CO2的1/3。 • 格陵蘭及南極冰層增加甲烷氣 體的主要來源，大部分來自反芻動物(牛、羊)的消化系統及天然氣的汲取、運送過程中的意外滲漏。 • 甲烷擴散到平流層後被氧化，產生水蒸氣，水蒸氣也是很強的溫室氣體。 • 在對流層中，甲烷會和活性高的氫氧自由基(．OH)或NO反應，最終產生如O3的溫室氣體。 • 甲烷的半生期大約為十年，比二氧化碳短。 甲烷(CH4)也是不容忽視的溫室氣體

  18. 根據以上「科學報導」中的內容，判斷下列敘述哪些正確？根據以上「科學報導」中的內容，判斷下列敘述哪些正確？ • 大氣中，二氧化碳是唯一造成溫室效應的氣體。 • 全球增溫現象主要是由於人類大量燃燒化石燃料造成。 • 牛、羊等大型反芻動物排放的廢氣，也是影響過度溫室效應的原因之一。 • 臭氧對人類是有益無害的氣體。 • 溫室氣體能夠直接吸收太陽輻射，維持地表的溫度。 Ans : B,C 練習一

  19. 避免汙染的方法為回收再利用、掩埋、焚化處理。避免汙染的方法為回收再利用、掩埋、焚化處理。 • 特殊成分廢棄物(如重金屬)須集中處理。 • 保特瓶、保麗龍等使用應強調環保4R(右圖所示)。 土壤汙染的防治

  20. 聯合國於西元1987年將永續發展定義為：「能滿足當代需求，同時不損及後代子孫滿足其本身需求的發展」。聯合國於西元1987年將永續發展定義為：「能滿足當代需求，同時不損及後代子孫滿足其本身需求的發展」。 • 「永續發展」包含公平性、永續性及共同性三個原則 永續發展

  21. 永續發展

  22. 綠色化學的定義：「發明、設計和利用化學產品與化學製程，以減少或消除有害物質之使用與生產。」綠色化學的定義：「發明、設計和利用化學產品與化學製程，以減少或消除有害物質之使用與生產。」 永續化學觀念的實例： • 設計合成方法提高原子效率。 • 設計毒害性減低但維持功效的產品：新型染料。 • 應使用再生原料。 • 優先考慮以觸媒進行反應。 化學與化工對環境永續發展的重要性

  23. 原子使用效率

  24. 工業上製備過氧化氫的方法，可以用下列反應式表示：工業上製備過氧化氫的方法，可以用下列反應式表示： C16H14O2＋O2→C16H12O2＋H2O2 C16H12O2＋H2→C16H14O2 總反應為：H2＋O2→H2O2 其中，第一步驟生成的過氧化氫以溶劑萃取出，而C16H12O2再以氫氣於催化劑存在下還原為C16H14O2，可重複使用。整個製程的經濟效益決定於C16H12O2與溶劑的回收效率，試問第一步驟的原子使用效率為何？ 練習二

  25. C16H14O2＋O2→C16H12O2＋H2O2 C16H12O2＝236，H2O2＝34.0 ×100％＝12.6％ 練習二 答案

  26. Ans : B • 練習三

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