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化学和粮食_食品安全
化学与粮食、食品安全;;农作物需要的元素: N、P、 K、C、H、O、Ca、Mg、S、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Fe、Cl及稀土元素。;1828年,德国化学家维勒(Friedrich W?hler)首次用氰酸钾与硫酸铵意外地合成了尿素,50年后才作为化肥投放市场。
1838年,英国人劳斯(L.B.Ross)用硫酸处理磷矿石制成磷肥,成为世界上第一种化学肥料。;1840年,德国化学家李比希(J.von Liebig)出版了《化学在农业及生理学上的应用》一书,指出植物生长必须有可溶解的氮磷钾等元素,这些元素不可替代。;1850年李比希发明了钾肥。当时碳酸钾是容易获得的钾盐,但易随水流失造成浪费。李比希把粉碎的碳酸钾与碳酸钠混合后熔融,获得了很好的钾肥。
骨粉中的磷酸钙无法被植物吸收,李比希用硫酸处理后获得了可溶性的酸式磷酸钙。;天然肥料远远不能满足农作物对氮的需要。空气中含有78%的氮气却不能被植物吸收。
利用氮、氢为原料合成氨是非常困难的,从实验室研制到工业化投产,经历了150年的时间。
19世纪下半叶,物理化学的进展使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的,增加压力将使反应推向生成氨的方向:提高温度会将反应移向相反的方向,然而温度过低又使反应速度过小;催化剂对反应有重要影响。;1909年,德国化学家哈伯(Haber, Fritz)成功地设计了合成氨工艺,这就是在600℃的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下,能得到产率约为8%的合成氨。循环工艺可大大提高产能。
; 2010年,我国化肥产量超过6400万吨,化肥使用量为5460万吨。
主要品种:复合肥、生物肥、有机肥、控释肥、营养肥等。
FAO统计,化肥在对农作物增产的总份额中约占40%-60%。 ;二、化学与农药;zqzhou@cau.edu.cn; 20世纪40年代以前,人类主要利用天然植物及无机化合物杀灭害虫,效果很差。
上世纪40年代初,以DDT、六六六为代表的有机氯杀虫剂的应用,开创了化学农药使用的先河。
; 1874年,德国人蔡德勒(Zeidler)首次合成了DDT。;1939年,瑞士化学家米勒(Paul Hermann Muller)发现了DDT的杀虫功效 ,并于1942年推出了两种以DDT为有效成分的杀虫剂 。;一次世界大战中,斑疹伤寒造成了数百万人的死亡。
1944年,二次大战将要结束时,盟军中也出现了斑疹伤寒。
;为了应对斑疹伤寒,人们开始使用刚刚上市不久的杀虫剂DDT 。
; 蚊虫叮咬导致的疟疾、登革热、脑炎传播,每年造成数百万人的死亡。
;
DDT的出现使得农作物的害虫得到有效杀灭,农作物产量大幅提升。
;DDT作用的发现者米勒因此荣获了1948年的诺贝尔生理学或医学奖 。
1965年,美国科学院的研究报告称,20年中,DDT至少拯救了5亿人的生命。;当时认为DDT对人类是非常安全的,所以被大量无节制的滥用了。
使用了13.5亿吨。;1962年,卡尔逊(Rachel Carson )《寂静的春天》。;1973年,美国禁用DDT。
1983年,中国禁用DDT。
疟疾卷土重来,每年死亡一百万人,绝大多数是儿童,平均30秒死亡一名。
;2000年7月,英美著名科学家联名在《自然》杂志的药物学分刊上发文,呼吁在非洲南部重新使用DDT。
文中语:疟疾造成的死亡,相当于每天有7架坐满儿童的波音747失事。;2006年9月,WHO公开号召非洲重新使用DDT。
DDT的重新使用,使非洲的疟疾得到了有效的控制。;1845—1852年,爱尔兰大饥荒。当时爱尔兰人主要的粮食来源是马铃薯,马铃薯晚疫病导致马铃薯几近绝收。饥饿导致一百多万爱尔兰人死于饥荒,两百多万人流落他乡。
;1880年,法国波尔多 地区葡萄霜霉病。霜霉病在法国波尔多地区大流行,导致法国葡萄种植业以及葡萄酒酿造业濒临崩溃。
;1942年,印度的孟加拉邦水稻胡麻斑病,导致孟加拉饥荒,饿死200万人。
;1996年玉米弯孢菌叶斑病在中国辽宁流行,绝收25万亩,损失 2.5 亿公斤。
; 蝗灾:1949年以前,我国历史上发生过数百次蝗灾造成粮草皆光,遍地饥荒。1985年,天津、河北的蝗灾;1995年-1998年,黄淮海的蝗灾;1995年,哈萨克斯坦的蝗灾;2011年,山东、湖南的蝗灾。;相关研究表明:
如果停止使用农药,水果减产70%、蔬菜减产50%、谷物减产30%、马铃薯减产40%、甜菜减产60% 。;没有食品添加剂,就没有现代食品工业。
种类:防腐剂、甜味剂、香料、着色剂、增稠剂和稳定剂、营养强化剂、抗氧化剂、膨松剂、酸味剂、 增白剂。
我国直接使用的食品添加剂1500多种;美国有2300种以上;日本约1100种;欧盟有1500种。
;防腐剂:常用的有苯甲酸钠、山梨酸钾、亚硝酸
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