第八章 化学与可持续发展
第二节 化学品的合理使用
化学品可分为大宗化学品和精细化学品两大类。
生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一。科学、安全、有效和合理使用化学品是每一位生产者和沪消费品者的要求和责任。
一、化肥、农药的合理施用
使用化肥、农药的意义：施用化肥和农药是保障农作物增产、减少农作物损失的重要措施。农药在农作物病虫害防治中占有重要地位。
1、合理施用化肥
不合理施用化肥的危害：
（1）很多化肥易溶于水，过量施用不仅会造成浪费，部分化肥会随雨水流入河流、湖泊，造成水体富营养化，产生水华等污染现象。
（2）影响土壤的酸碱性和土壤结构。
化肥的施用
合理施用化肥需考虑的因素：
如，硝酸铵是一种高效氮肥，但受热和撞击易发生爆炸，必须作改性处理后才能施用。有些肥料不能混合施用，如铵态氮肥和草木灰。有些化肥易溶于水，不能在大雨前施用，施用时不能大量浇水。
2、合理施用农药
农药使用的历史和发展方向：
早期使用的农药：除虫菊、烟草等植物农药，波尔多液、石灰硫黄合剂等无机物。
后来研制出农药：有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和除虫菊酯类等有机合成农药。
发展方向：高效、低毒和低残留。
喷洒农药
农药对生态环境和自然环境的影响是广泛而复杂的，例如：
资料：滴滴涕的功过
滴滴涕（DDT）和六六六等有机氯杀虫剂揭开了人类施用有机合成农药的新篇章。它们有较高和较宽广的杀虫活性，对人体急性毒性较低，有容易生产、价格低廉等优点。
DDT的使用使疟蚊、跳蚤和苍蝇等得到有效救治，控制了疟疾、伤寒、鼠疫、霍乱等传染病的流行，挽救了数千万人的生命，为人类的卫生防疫事业作出了巨大的贡献。
农药的使用会进入生态系统
但DDT对光、空气、酸、碱等表现出稳定的化学性质，难溶于水、易溶于脂肪，大量施用后长期存在于自然界中难以降解，并通过食物链富集在动物的脂肪中，对鸟类等昆虫的天敌产生慢性毒害。
长期施用DDT，一些害虫体内会产生一种酶，使DDT脱去HCl变成DDE，毒性降低，产生了抗药性。
二、合理用药
1、药物的分类
2、药物在人体内的作用方式
有的药物，是通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效，如抗酸药能中和胃里过多的胃酸，缓解胃部不适。
更多的药物，是通过药物分子与机体生物大分子的功能基团结合而发挥药效，其分子结构与生物活性密切相关。
具有相同生物活性的药物分子常包含相同的结构成分；药物分子的结构稍加改变可能失去生物活性。
阿司匹林
阿司匹林是一种重要的合成药物，化学名称为乙酰水杨酸，具有解热镇痛作用。其发现源于柳树皮中的水杨酸，阿司匹林就是以水杨酸和乙酸酐为原料生产的。
3、药物使用不当的危害
药物可对机体产生与用药目的的无关的有害作用。如，阿司匹林在人体内产生的水杨酸会刺激胃黏膜，长期大量服用可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。
4、合理用药的原则和考虑因素
合理用药的原则：在医生或药师指导下，遵循安全、有效、经济和适当的原则。
主要考虑药物和机体两个方向。
药物方向：考虑剂量、剂型、给药途径和时间等因素。有的宜用片剂，有的宜用注射剂。
机体方向：患者年龄、性别、症状、心理和遗传等因素。如用药时儿童必须与成年人区别对待。
青蒿素
资料：化学与药物设计、合成
药物的分子结构、用量和用时的定性、定量研究，是药物设计、合成、筛选和合理用药的基础。
分子结构及其修饰决定了药物效果，药物的用量和用时也是影响药效的重要因素。
（1）青蒿素
我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。从传统的中药中分离出抗疟疾的有效成分青蒿素，并对其分子经过结构修饰、改造，得到一系列抗疟疾新药，挽救了成千上万人生命。
缓释药物
（2）长效缓释药物
缓释药物可以减少每天吃药次数，方便药物的使用。
一种方法是改变药物的剂型，用高分子同药物混合，制成黏结性很强的片剂或微胶囊，使药物的有效成分缓慢释放。
另一种是将生物活性基团嫁接到高分子的基体上，制成高分子药物。如，将阿司匹林与聚甲基丙烯酸连接，得到缓释阿司匹林抗血栓长效药。
三、安全使用食品添加剂
在食品标签的配料表中，会看到其中标注的食品添加剂。
1、食品添加剂的定义
食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味，以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。
添加色素的糖果
2、食品添加剂的分类
目前我国使用的食品添加剂有上千个品种。按照来源不同，可分为天然的和人工合成的两大类，按功能分为二十多个类。
3、常用的几类食品添加剂
（1）着色剂、增味剂
着色剂的作用：让食品色泽丰富，防止加工过程中颜色变化。
常见的着色剂：天然色素来自植物或微生物，如红曲红、β-胡萝卜素、姜黄、叶绿素铜钠盐、焦糖色等；合成色素着色力强，稳定性好，成本稳定，如苋菜红、柠檬黄、靛蓝等。
味精
增味剂的作用：如味精，能增加食品鲜味，是谷氨酸的钠盐，无色晶体，易溶于水。最早从海带中发现和提取，现代以淀粉发酵生产。
（2）膨松剂、凝固剂
膨松剂的作用：加工馒头、面包和饼干等食品时，中和酸并受热分解产生气体，使面团疏松多孔，使食品松软、酥脆，易于消化吸收。
常见的膨松剂：碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸盐和酸性物质混合而成的复合膨松剂。
凝固剂的作用：改善食品的形态，如豆腐是加入凝固剂使豆浆中的蛋白质聚沉而制成的。
常见的凝固剂：盐卤（含有氯化镁、硫酸钙）、葡萄糖酸δ内酯等。
馒头
（3）防腐剂、抗氧化剂
防腐剂的作用：杀死微生物或控制其滋生条件可以防止食品腐败，常见的方法有加入食盐、干燥、加热、冷冻、抽真空等。最方便的方法是加入防腐剂。
常见的防腐剂：苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐及亚硝酸盐（同时是一种着色剂）。
注意：亚硝酸钠有一定的毒性，还会与食物作用生成致癌物。外观与食盐相似，应防止误食中毒，其最大使用量和残留量都有严格规定。
抗氧化剂的作用：防止食品在空气中被氧化而变质。
常见的抗氧化剂：抗坏血酸(即维生素C)等。
（4）营养强化剂
营养强化剂的作用：补充必要的营养成分，特别是婴幼儿、中老年人。
常见的营养强化剂：食盐中添加碘酸钾，奶粉中添加维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等。
奶粉
4、食品添加剂的安全问题
食品添加剂已成为人类生活中不可缺少的物质，其安全问题越来越受到人们关注。在规定范围内合理使用食品添加剂，对人体健康不会产生不良影响。
部分防腐剂和抗氧化剂的使用规定：
资料：食品添加剂的使用
食品添加剂使用时应符合以下基本要求：
（1）不应对人体产生任何健康危害。
（2）不应掩盖食品腐败变质。
食盐
（3）不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷，或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂。
（4）不应降低食品本身的营养价值。
（5）在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量。
在下列情况下可以使用食品添加剂：
- 保持或提高食品本身的营养价值。
- 作为某些特殊膳食用食品的必要配料或成分。
- 提高食品的质量和稳定性，改进其感官特性。
- 便于食品的生产、加工、包装、运输或者储藏。