化学和粮食食品安全省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

L/O/G/O化学与粮食、食品安全化学与粮食、食品安全周志强周志强 中国农业大学理学院中国农业大学理学院E-mail：Tel/Fax:[phone]第1页L o g o（一）（一）化学与化肥化学与化肥（二）（二）化学与农药化学与农药（三）（三）化学与食品添加剂化学与食品添加剂（四）（四）化学与食品安全化学与食品安全内容概要内容概要第2页L o g o|农作物需要元素：农作物需要元素：N、P、K、C、H、O、Ca、Mg、S、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Fe、Cl及稀土元素。及稀土元素。一、化学与化肥一、化学与化肥第3页L o g o|1828年，德国化学家维勒（年，德国化学家维勒（Friedrich Whler）首次用氰）首次用氰酸钾与硫酸铵意外地合成了尿素，酸钾与硫酸铵意外地合成了尿素，50年后才作为化肥投年后才作为化肥投放市场。放市场。|1838年，英国人劳斯（年，英国人劳斯（L.B.Ross）用硫酸处理磷矿石制）用硫酸处理磷矿石制成磷肥，成为世界上第一个化学肥料。成磷肥，成为世界上第一个化学肥料。一、化学与化肥一、化学与化肥第4页L o g o|18401840年，德国化学家李比希（年，德国化学家李比希（J.von Liebig）出版了）出版了化学化学在农业及生理学上应用在农业及生理学上应用一书，指出植物生长必须有可溶解一书，指出植物生长必须有可溶解氮磷钾等元素，这些元素不可替换。氮磷钾等元素，这些元素不可替换。一、化学与化肥一、化学与化肥第5页L o g o|18501850年李比希创造了钾肥。当初碳酸钾是轻易取得钾盐，年李比希创造了钾肥。当初碳酸钾是轻易取得钾盐，但易随水流失造成浪费。李比希把粉碎碳酸钾与碳酸钠但易随水流失造成浪费。李比希把粉碎碳酸钾与碳酸钠混合后熔融，取得了很好钾肥。混合后熔融，取得了很好钾肥。|骨粉中磷酸钙无法被植物吸收，李比希用硫酸处理后取骨粉中磷酸钙无法被植物吸收，李比希用硫酸处理后取得了可溶性酸式磷酸钙。得了可溶性酸式磷酸钙。一、化学与化肥一、化学与化肥第6页L o g o|天然肥料远远不能满足农作物对氮需要。空气中含有天然肥料远远不能满足农作物对氮需要。空气中含有78%氮气却不能被植物吸收。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，从试验室研制到工利用氮、氢为原料合成氨是非常困难，从试验室研制到工业化投产，经历了业化投产，经历了150年时间。年时间。|19世纪下半叶，物理化学进展使人们认识到由氮、氢合成世纪下半叶，物理化学进展使人们认识到由氮、氢合成氨反应是可逆，增加压力将使反应推向生成氨方向：提升氨反应是可逆，增加压力将使反应推向生成氨方向：提升温度会将反应移向相反方向，然而温度过低又使反应速度温度会将反应移向相反方向，然而温度过低又使反应速度过小；催化剂对反应有主要影响。过小；催化剂对反应有主要影响。一、化学与化肥一、化学与化肥第7页L o g ol19，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高温、200个大气压和锇为催化剂条件下，能得到产率约为8合成氨。循环工艺可大大提升产能。一、化学与化肥一、化学与化肥19诺贝尔化学奖授予哈伯。授奖引发了很大非议。第8页L o g ol，我国化肥产量超出6400万吨，化肥使用量为5460万吨。l 主要品种：复合肥、生物肥、有机肥、控释肥、营养肥等。lFAO统计，化肥在对农作物增产总份额中约占40%-60%。一、化学与化肥一、化学与化肥第9页L o g o二、化学与农药二、化学与农药|农药（农药（Pesticides）：防治农、林、牧业生产中有害）：防治农、林、牧业生产中有害生物和调整植物生长化学及生物制品。生物和调整植物生长化学及生物制品。|注册农药化合物大约注册农药化合物大约2800种，商业化种，商业化1300种，惯用种，惯用大约大约500种。种。第10页L o g |农药分类：农药分类：杀虫剂：杀虫剂：有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等。有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等。杀菌剂：杀菌剂：有机硫、唑类、取代苯、抗菌素类等。有机硫、唑类、取代苯、抗菌素类等。除草剂：除草剂：苯氧羧酸、磺酰脲、酰胺、二苯醚等。苯氧羧酸、磺酰脲、酰胺、二苯醚等。杀鼠剂杀鼠剂 植物生长调整剂植物生长调整剂二、化学与农药二、化学与农药第11页L o g o|20世纪世纪40年代以前，人类主要利用天然植物及无年代以前，人类主要利用天然植物及无机化合物杀灭害虫，效果很差。机化合物杀灭害虫，效果很差。|上世纪上世纪40年代初，以年代初，以DDT、六六六为代表有机氯、六六六为代表有机氯杀虫剂应用，开创了化学农药使用先河。杀虫剂应用，开创了化学农药使用先河。二、化学与农药二、化学与农药第12页L o g o|1874年，德国人蔡德勒年，德国人蔡德勒(Zeidler)首次合成了首次合成了DDT。|滴滴涕滴滴涕(DichloroDiphenylTrichloroethane)，DDT。二、化学与农药二、化学与农药第13页L o g o|19391939年，瑞士化学家米勒年，瑞士化学家米勒(Paul Hermann Muller)发觉发觉了了DDTDDT杀虫功效杀虫功效 ，并于，并于19421942年推出了两种以年推出了两种以DDTDDT为为有效成份杀虫剂有效成份杀虫剂 。二、化学与农药二、化学与农药第14页L o g o|一次世界大战中，斑疹伤寒造成了数百万人死亡。一次世界大战中，斑疹伤寒造成了数百万人死亡。|1944年，二次大战将要结束时，盟军中也出现了斑疹伤寒。年，二次大战将要结束时，盟军中也出现了斑疹伤寒。18，斑疹伤寒使进攻沙俄拿破仑60万大军剩下3万人。二、化学与农药二、化学与农药第15页L o g o|为了应对斑疹伤寒，人们开始使用刚才上市很快为了应对斑疹伤寒，人们开始使用刚才上市很快杀虫剂杀虫剂DDT。二、化学与农药二、化学与农药第16页L o g o|蚊虫叮咬造成疟疾、登革热、脑炎传输，每年造蚊虫叮咬造成疟疾、登革热、脑炎传输，每年造成数百万人死亡。成数百万人死亡。|效果出乎全部些人预料。效果出乎全部些人预料。二、化学与农药二、化学与农药第17页L o g ol DDT出现使得农作物害虫得到有效杀灭，农作物出现使得农作物害虫得到有效杀灭，农作物产量大幅提升。产量大幅提升。二、化学与农药二、化学与农药第18页L o g olDDT作用发觉者米勒所以荣获了1948年诺贝尔生理学或医学奖。l1965年，美国科学院研究汇报称，中，DDT最少拯救了5亿人生命。二、化学与农药二、化学与农药第19页L o g o|当初认为当初认为DDT对人类是非常安全，所以被大量无对人类是非常安全，所以被大量无节制滥用了。节制滥用了。|使用了使用了13.5亿吨。亿吨。二、化学与农药二、化学与农药第20页L o g o|1962年，卡尔逊年，卡尔逊(Rachel Carson)寂静春天寂静春天。二、化学与农药二、化学与农药第21页L o g o|1973年，美国禁用年，美国禁用DDT。|1983年，中国禁用年，中国禁用DDT。|疟疾卷土重来，每年死亡一百万人，绝大多数是儿疟疾卷土重来，每年死亡一百万人，绝大多数是儿童，平均童，平均30秒死亡一名。秒死亡一名。二、化学与农药二、化学与农药第22页L o g ol7月，英美著名科学家联名在自然杂志药品学分刊上发文，呼吁在非洲南部重新使用DDT。l文中语：疟疾造成死亡，相当于天天有7架坐满儿童波音747失事。二、化学与农药二、化学与农药第23页L o g ol9月，WHO公开号召非洲重新使用DDT。lDDT重新使用，使非洲疟疾得到了有效控制。二、化学与农药二、化学与农药第24页L o g o|18451852年，爱尔兰大饥荒。当初爱尔兰人主年，爱尔兰大饥荒。当初爱尔兰人主要粮食起源是马铃薯，马铃薯晚疫病造成马铃薯要粮食起源是马铃薯，马铃薯晚疫病造成马铃薯几近绝收。饥饿造成一百多万爱尔兰人死于饥荒，几近绝收。饥饿造成一百多万爱尔兰人死于饥荒，两百多万人流落异乡。两百多万人流落异乡。二、化学与农药二、化学与农药第25页L o g o|1880年，法国波尔多年，法国波尔多 地域葡萄霜霉病。霜霉病地域葡萄霜霉病。霜霉病在法国波尔多地域大流行，造成法国葡萄种植在法国波尔多地域大流行，造成法国葡萄种植业以及葡萄酒酿造业濒临瓦解。业以及葡萄酒酿造业濒临瓦解。二、化学与农药二、化学与农药第26页L o g o|1942年，印度孟加拉邦水稻胡麻斑病，造成孟年，印度孟加拉邦水稻胡麻斑病，造成孟加拉饥荒，饿死加拉饥荒，饿死200万人。万人。二、化学与农药二、化学与农药第27页L o g o|1996年玉米弯孢菌叶斑病在中国辽宁流行，绝收年玉米弯孢菌叶斑病在中国辽宁流行，绝收25万亩，损失万亩，损失 2.5 亿千克。亿千克。二、化学与农药二、化学与农药第28页L o g ol 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、河北蝗灾；1995年-1998年，黄淮海蝗灾；1995年，哈萨克斯坦蝗灾；，山东、湖南蝗灾。二、化学与农药二、化学与农药第29页L o g o|相关研究表明：相关研究表明：假假如如停停顿顿使使用用农农药药，水水果果减减产产70%、蔬蔬菜菜减减产产50%、谷谷物物减减产产30%、马马铃铃薯薯减减产产40%、甜甜菜菜减产减产60%。二、化学与农药二、化学与农药第30页L o g o|没有食品添加剂，就没有当代食品工业。没有食品添加剂，就没有当代食品工业。|种类：防腐剂、甜味剂、香料、着色剂、增稠剂种类：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、酸和稳定剂、营养强化剂、抗氧化剂、膨松剂、酸味剂、味剂、增白剂。增白剂。|我国直接使用食品添加剂我国直接使用食品添加剂1500各种；美国有各种；美国有2300种以上；日本约种以上；日本约1100种；欧盟有种；欧盟有1500种。种。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第31页L o g o|防腐剂：惯用有苯甲酸钠、山梨酸钾、亚硝酸钠等防腐剂：惯用有苯甲酸钠、山梨酸钾、亚硝酸钠等。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂|0-4C保鲜膜包装熟肉，第保鲜膜包装熟肉，第1天细菌约天细菌约个每克，第个每克，第5天约天约10万个每克，而且后期增速惊人。万个每克，而且后期增速惊人。第32页L o g ol甜味剂：糖精钠、甜蜜素等。目是增加甜味感。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第33页L o g o|着色剂：普通惯用合成色素有胭脂红、苋菜红、柠着色剂：普通惯用合成色素有胭脂红、苋菜红、柠檬黄、靛蓝等。它可改变食品外观，使其增强食欲檬黄、靛蓝等。它可改变食品外观，使其增强食欲。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第34页L o g o|稳定剂和增稠剂：改进或稳定冷饮性状，保持润滑、稳定剂和增稠剂：改进或稳定冷饮性状，保持润滑、细腻、柔软、疏松。细腻、柔软、疏松。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第35页L o g o|营养强化剂：各种维生素、氨基酸、无机盐等，满营养强化剂：各种维生素、氨基酸、无机盐等，满足不一样消费者需求。足不一样消费者需求。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第36页L o g o|抗氧化剂：惯用有抗氧化剂：惯用有2，6一二叔丁基甲酚、亚硫酸钠、维一二叔丁基甲酚、亚硫酸钠、维C、异维异维C、天然、天然VE、虾青素等，能够延长食品、保质期。、虾青素等，能够延长食品、保质期。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第37页L o g o|膨松剂：惯用有碳酸氢钠、碳酸氢铵、复合膨松剂膨松剂：惯用有碳酸氢钠、碳酸氢铵、复合膨松剂等。可产生二氧化碳，起到膨松作用。等。可产生二氧化碳，起到膨松作用。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第38页L o g o|酸味剂：惯用柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乳酸等。酸味剂：惯用柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乳酸等。部分饮料、糖果等常采取酸味剂来调整和改进香味部分饮料、糖果等常采取酸味剂来调整和改进香味效果。效果。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第39页L o g o|增白剂：面粉增白剂增白剂：面粉增白剂过氧化苯甲酰。过氧化苯甲酰。1986年，开年，开始使用，今年始使用，今年5月月1日禁用。日禁用。三、化学与食品添加剂三、化学与食品添加剂第40页L o g o|农业生产、食品工业和疾病控制中不得不使用化肥、农业生产、食品工业和疾病控制中不得不使用化肥、农药、兽药、食品添加剂等化学品。农药、兽药、食品添加剂等化学品。|化学品使用必定对人类健康组成潜在威胁。化学品使用必定对人类健康组成潜在威胁。|相关法规和条例对相关特定化学品施用对象、施用量、相关法规和条例对相关特定化学品施用对象、施用量、施用安全间隔期、施用方式都进行了严格要求。施用安全间隔期、施用方式都进行了严格要求。|当前，化学品造成安全事件大多是因为未按要求使用当前，化学品造成安全事件大多是因为未按要求使用造成。造成。四、化学与食品安全四、化学与食品安全第41页L o g o|技术发展使得检出量越来越低，检出并不一定有害。技术发展使得检出量越来越低，检出并不一定有害。其次，过去认为安全化合物，发现不安全了；过去认为安全量，证明不安全了。四、化学与食品安全四、化学与食品安全第42页L o g ov最大挑战是农药、兽药、添加剂、抗生素、表面最大挑战是农药、兽药、添加剂、抗生素、表面活性剂滥用；动物疫病、过期和变质食品。活性剂滥用；动物疫病、过期和变质食品。四、化学与食品安全四、化学与食品安全第43页L o g ov大气污染：大气污染：PM10会引发呼吸系统、心脏及血液系统、生殖系统和内分会引发呼吸系统、心脏及血液系统、生殖系统和内分泌系统等广泛损伤。浓度增加泌系统等广泛损伤。浓度增加50g/m3,死亡率增加死亡率增加4%-5%。PM2.5 危害远大于危害远大于PM四、化学与食品安全四、化学与食品安全第44页L o g ov“有害有害”与与“无害无害”争论争论 四、化学与食品安全四、化学与食品安全第45页L o g o|食品安全检测基础是化学，没有化学，就无法检测食品中是否含有各种化学品及其含量。四、化学与食品安全四、化学与食品安全|当前主流检测技术，包含气相色谱、液相色谱、原子吸收、质谱、核磁、色谱-质谱联用等方法，均为相关化学课程中主要内容。|未经相关毒性、毒理试验评定过化学品，或虽有毒性、毒理数据，但被超量使用化学品，其对人类健康影响研究基础是医学。第46页L o g o|面对挑战：面对挑战：政府发挥主导作用政府发挥主导作用提升全民诚信和道德水平提升全民诚信和道德水平强化媒体监督强化媒体监督四、化学与食品安全四、化学与食品安全第47页L o g ov给大家提议：杂食给大家提议：杂食四、化学与食品安全四、化学与食品安全第48页L o g o 谢谢 谢！谢！第49页