化学与粮食食品安全.ppt

化学与粮食、食品平安;;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，这些元素不行替代。;1850年李比希发明白钾肥。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汲取，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意农作物对氮的需要。空气中含有78%的氮气却不能被植物汲取。 利用氮、氢为原料合成氨是格外困难的，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熟识到由氮、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年月以前，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年月初，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??结束时，盟军中也消灭了斑疹伤寒。 ;为了应对斑疹伤寒，人们开头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的消灭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，美国科学院的讨论报告称，20年中，DDT至少挽救了5亿人的生命。;当时认为DDT对人类是格外平安的，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 )《安静的春天》。;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，英美闻名科学家联名在《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掌握。;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。;相关讨论表明： 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