环境化学第一章绪论资料
《环境化学》(第二版)(戴树桂)知识点总结和部分课后习题答案
环境化学第一章绪论1环境环境是指与某一中心事物有关相适应的周围客观事物的总和中心事物是指被研究的对象对人类社会而言环境就是影响人类生存和发展的物质能量社会自然因素的总和1972年联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议通过了《人类环境宣言》2构成环境的四个自然圈层包括土壤岩石圈大气圈和水圈3为保护人类生存环境联合国将每年的4月22定位世界地球日 6月5日定位世界环境日4环境保护的主要对象是由于人类生产生活活动所引起的次生环境问题主要包括环境污染和生态破环两个方面5环境问题全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象称为环境问题原生环境问题自然力引发也称第一类环境问题火山喷发地震洪灾等次生环境问题人类生产生活引起生态破坏和环境污染反过来危及人类生存和发展的现象也称第二类环境问题目前的环境问题一般都是次生环境问题生态破坏人类活动直接作用于自然生态系统造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变如草原退化物种灭绝水土流失等当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应臭氧空洞酸雨等是由大气污染所引起的6环境污染由于人为因素使环境的构成状态发生变化环境素质下降从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件造成环境污染的因素有物理化学和生物的三个方面其中化学物质引起的约占8090环境污染物定义进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的重要污染物1 元素CrHgAsPbCl2 无机物CONOxSO2KCN3 有机化合物和烃类烷烃饱和芳香烃苯环不饱和非芳香烃不饱和不带苯环多环芳烃4 金属有机和准金属有机化合物四乙基铅三丁基锡5 含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酮酚有机酸等6 有机氮化合物胺腈硝基苯三硝基苯TNT7 有机卤化物氯仿四氯化碳PCBs氯代二恶英氯代苯酚8 有机硫化合物硫醇类甲硫醇硫酸二甲酯9 有机磷化合物有机磷农药磷酸二甲酯磷酸三乙酯按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物水体污染物土壤污染物等按污染物的形态可分为气体污染物液体污染物和固体废物按污染物的性质可分为化学污染物物理污染物和生物污染物优先控制污染物概念基于有毒化学物的毒性自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素从多种有机物中筛选出的优先控制物7认识过程 20世纪60年代人们只把环境问题作为污染来看待没有认识到生态破坏的问题 20世纪70年代 1972年联合国瑞典斯德哥尔摩人类环境会议将环境污染和生态破坏提升到同一高度看待20世纪80年代 1987年由挪威首相布伦特兰夫人组建的联合国世界环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》20世纪90年代 1992年巴西里约热内卢联合国环境与发展大会强调和正式确立了可持续发展的思想并形成了当代的环境保护的主导意识8自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏从而导致环境系统的结构和功能发生变化称为环境效应分为自然环境效应和人为环境效应按环境变化的性质划分1环境物理效应由物理作用引起的环境效应即为环境物理效应2环境化学效应在各种环境因素影响下物质间发生化学反应产生的环境效应即为环境化学效应3环境生物效应环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应9污染物的迁移污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集分散和消失的过程迁移有机械迁移物理－化学迁移生物迁移污染物转化是指污染物在环境中通过物理化学或生物作用导致存在形态或化学结构转变的过程污染物质在环境中的三大转化途径为化学转化光化学转化和生物转化10环境化学研究特点1以微观研究宏观从原子分子水平研究宏观环境圈层中环境现象和变化机制2研究对象复杂既有人为来源的也有天然来源的处于环境开放体系内多种环境因素同时相互作用其研究需要多学科的结合3物质水平低mgkg ppm10-6 ugkg ppb10-911根据环境化学的任务内容和特点以及发展动向你认为怎样才能学好环境化学这门课环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在化学特征行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新型科学其内容主要涉及有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态潜在有害物质的来源他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效用的机制和风险性有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径环境化学的特点是要从微观的原子分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应目前国界上较为重视元素尤其是碳氮硫和磷的生物地球化学循环及其相互偶合的研究重视化学品安全评价臭氧层破坏气候变暖等全球变化问题当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是以有机物污染为主的水质污染以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染第二章大气环境化学1大气成分按浓度分成三大类1主要成分浓度在1以上量级包括氮 N2 氧O2 和氩 Ar 2微量成分也称次要成分浓度在1ppmv到1之间包括二氧化碳CO2水汽 H2O 甲烷 CH4 氦 He 氖 Ne 氪 Kr 等3痕量成分浓度在1ppmv以下主要有氢 H2 臭氧 O3 氙 Xe 一氧化二氮 N2O 氧化氮 NO 二氧化氮 NO2 氨气 NH3 二氧化硫 SO2 一氧化碳 CO 以及气溶胶等等此外还有一些大气中本来没有的纯属人为产生的污染成分它们目前在大气中的浓度多为pptv的量级如氟氯烃类化合物常记为CFCs 等2大气层的结构对流层平流层中间层热层逸散层对流层特性由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射因此离地面越近气温越高离地面越远气温则越低在对流层中高度每增加100m3逆温由于过程的不同可分为近地面的逆温自由大气逆温近地面的逆温辐射逆温平流逆温融雪逆温地形逆温自由大气逆温乱流逆温下沉逆温锋面逆温逆温的危害在对流层中由于低层空气受热不均能够使气体发生垂直对流运动致使对流层上下空气发生交换通过垂直对流运动污染源排放的污染物能够被输送到远方并由于分散作用而使污染物浓度降低逆温现象经常发生在较低气层中这时气层稳定性特强对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用对大气垂直流动形成巨大障碍地面气流不易上升使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散4气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关5大气污染源自然因素火山喷发排放出SO2H2SCO2COHF及火山灰等颗粒物森林火灾排放出COCO2SO2NO2自然尘风砂土壤尘海浪飞沫颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐人为因素工厂企业废气排放交通运输飞机机动车轮船尾气燃油燃煤农村炉灶农业活动农药喷洒6大气中有哪些重要污染物及分类定义大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质城市中影响健康的主要大气污染物是二氧化硫及进一步氧化产物三氧化硫硫酸盐悬浮颗粒物烟雾灰尘PM10PM25PM10氮氧化物一氧化碳挥发性有机化合物碳氢化合物和氧化物臭氧铅和其他有毒金属分类大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物大气污染物按形成过程又可以分为一次污染物和二次污染物一次污染物是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物又称为原发性污染物二次污染物指由一次污染物与大气中已有成分或几种污染物之间经过一系列的化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物又称为继发性污染物7重要污染物来源及消除途径二氧化硫燃烧降水清除雨除冲刷气相或液相氧化成硫酸盐土壤微生物降解物理和化学反应吸收植被表面吸收消化摄取海洋河流吸收硫化氢火山喷射海水浪花生物活动等氧化为二氧化硫写去除反应臭氧在植被土壤雪和海洋表面上的化学反应氮氧化物燃烧尾气排放土壤化学反应植被吸收消化摄取气相或液相化学反应一氧化碳不完全燃烧平流层与OH自由基反应土壤微生物活动二氧化碳植被光合作用吸收海洋吸收甲烷燃烧泄露发酵土壤微生物活动植被化学反应细菌活动对流层及平流层化学反应碳氢化合物向颗粒物转化土壤微生物活动植被吸收消化摄取8影响大气污染物迁移的因素由染源排到大气中的污染物的迁移主要受到空气的机械运动由天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染物本身的特性9基本气象要素气温气压湿度风云量10燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关11CFC-11和Halon1211d 分子式分别为 CFCl3 和 CF2ClBr12大气中的CH4主要来自煤石油天然气的排放13大气中有哪些重要自由基其来源如何产生热裂解法光解法氧化还原法大气中主要自由基有HOHO2RRO2HO的来源①O3的光解O3＋ｈr Ｏ＋Ｏ2OH2O 2HO② HNO2的光解 HNO2 ｈr HO NO③ H2O2的光解 H2O2 ｈr 2HO清洁大气中HO来源是O3污染大气来源是HNO3和H2OHO2的来源①主要来自醛特别是甲醛的光解H2CO ｈr H HCOH O2 M HO2 MHCO O2 M HO2 CO M②亚硝酸酯的光解CH3ONO ｈr CH3O NOCH3O O2 HO2 H2CO③ H2O2的光解H2O2 ｈr 2HOHO H2O2 HO2 H2OR的来源RH O R HORH HO R H2OCH3的来源CH3CHO的光解 CH3CHO ｈr CH3 CHOCH3COCH3的光解 CH3COCH3 ｈr CH3 CH3CO CH3O的来源甲基亚硝酸酯的光解 CH3ONO ｈr CH3O NO甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 ｈr CH3O NO2 RO2的来源R O2 RO214叙述大气中NO转化为NO2的各种途径① NO O3 NO2 O2② HO RH R H2OR O2 RO2NO RO2 NO2 RORO O2 RCHO HO2 R比R少一个C原子NO HO2 NO2 HO15氮循环主要通过同化氨化硝化和反硝化等四个生物化学过程完成16分子原子自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应大气光化学反应分为初级过程和次级过程光化学第一定律当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应其次为使分子产生有效的光化学反应光还必须被所作用的分子吸收即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱才能产生光化学反应光化学第二定律光被分子吸收的过程是单光子过程由于电子激发态分子的寿命 10-8s在如此短的时间内辐射强度比较弱的情况下只可能单光子过程再吸收第二个光子的几率很小17大气中重要吸光物质的光离解1 O2N2的光离解N2的光离解限于臭氧层以上2 O3的光离解3NO2的光离解据称是大气中唯一已知O3的人为来源4 HNO2 HNO3的光解初级过程次级过程HNO2的光解是大气中HO的重要来源之一5 甲醛的光离解初级过程对流层中由于有O2的存在可进一步反应醛类光解是氢过氧自由基H02 ·的主要来源6卤代烃的光解如果有一种以上的卤素则断裂的是最弱的键CH3－F CH3－H CH3－Cl CH3－Br CH3－I18含有NOx和CH化合物等一次污染物的大气在阳光的照射下发生光化学反应而产生二次污染物这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象称为光化学烟雾控制控制反应活性高的有机物的排放控制臭氧的浓度特征蓝色烟雾强氧化性具有强刺激性使大气能见度降低在白天生成傍晚消失高峰在中午光化学烟雾形成的简单机制光化学烟雾形成反应是一个链反应链的引发主要是NO2的光解引发反应自由基传递碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因过氧酰基终止19说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用烷烃可与大气中的HO和O发生摘氢反应RH HO R H2ORH O R HOR O2 RO2RO2 NO RO NO2RO O2 RCHO HO2RO NO2 RONO2另外RO2 HO2 ROOH O2ROOH ｈr RO HO稀烃可与HO发生加成反应从而生成带有羟基的自由基它可与空气中的O2结合成相应的过氧自由基由于它有强氧化性可将NO氧化成NO2自身分解为一个醛和CH2OH如乙烯和丙稀CH CH HO CH2CH2OHCH3CH CH2 CH3CHCH2OH CH3CH OH CH2CH2CH2OH O2 CH2 O2 CH2OHCH2 O2 CH2OH NO CH2 O CH2OH NO2CH2 O CH2OH CH2O CH2OHCH2 O CH2OH O2 HCOCH2OH HO2CH2OH O2 H2CO HO2稀烃还可与O3发生反应生成二元自由基该自由基氧化性强可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位20硫酸烟雾型污染由于煤燃烧而排放出来的SO2颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰铁氨的催化作用而加速硫酸烟雾型污染属于还原性混合物称还原性烟雾SO2滴的催化氧化速度与金属离子浓度PH温度有关21硫酸烟雾伦敦型烟雾与光化学烟雾洛杉矶烟雾的比较硫酸烟雾是还原型烟雾发现较早已出现多次燃煤产生冬季低温高湿度弱光照白天夜间连续光化学烟雾是氧化型烟雾发现较晚汽车尾气夏秋季高温低湿度强光照白天22二氧化硫的氧化直接光氧化被自由基氧化被氧原子氧化23酸雨雨水的pH值约为56可看作未受污染的大气降水的pH背景值并作为判断酸雨的界限影响酸雨形成的因素主要有酸性污染物的排放及其转化条件大气中NH3的含量及其对酸性物质的中和性大气颗粒物的碱度及其缓冲能力天气形势的影响降水的化学组成大气中固定成分无机物有机物光化学反应物不容物酸雨化学组成硫酸硝酸钙离子锰铜矾催化24酸雨的主要成分是什么其产生的主要机制酸雨的主要危害有哪些如何控制酸雨中含有多种无机酸和有机酸主要是硫酸和硝酸酸雨多成于化石燃料的燃烧⑴S→H2SO4SO2点燃＝SO2SO2H2O＝H2SO3亚硫酸2H2SO3O2＝2H2SO4硫酸总的化学反应方程式SO2点燃＝SO22SO22H2OO2＝2H2SO4⑵氮的氧化物溶于水形成酸aNO→HNO3硝酸2NOO2＝2NO23NO2H2O＝2HNO3NO总的化学反应方程式4NO2H2O3O2＝4HNO3bNO2→HNO3总的化学反应方程式4NO22H2OO2＝4HNO3危害酸雨可以直接使大片森林死亡农作物枯萎也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定淋洗与土壤离子结合的钙镁钾等营养元素使土壤贫瘠化还可使湖泊河流酸化并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中毒害鱼类加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程可能危及人体健康控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有 1原煤脱硫技术2优先使用低硫燃料如含硫较低的低硫煤和天然气等 3改进燃煤技术减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量4对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫5开发新能源如太阳能风能核能可燃冰等CO2象温室的玻璃一样允许太阳光中可见光照射到地面并阻止地面重新辐射的红外光返回外空间CO2起单向过滤器作用大气中CO2吸收了地面辐射出来的红外光把能量截留于大气中从而使大气温度升高这种现象称为温室效应能引起温室效应的气体称温室气体有二氧化碳甲烷一氧化碳二氯乙烷臭氧四氯化碳和氟氯烃 CFC 11CFC 12等都是温室气体26温室效应机理及危害由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭石油和天然气这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散其结果是地球表面变热起来它会带来以下列几种严重恶果 1 地球上的病虫害增加 2 海平面上升 3 气候反常海洋风暴增多 4 土地干旱沙漠化面积增大总反应臭氧的消耗光解生成O3的逆反应当水蒸气氮氧化物氟氯烃等进入平流层后加速O3 的消耗起到催化的作用导致臭氧层破坏的催化反应过程总反应Y - 直接参加破坏O3的催化活性物种包括NOXHOX · ClOX ·等29大气各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系也是气溶胶体系气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物分散性凝聚性形成气溶胶性颗粒物的去除途径干沉降湿沉降干沉降指颗粒物在重力作用下的沉降或与其它物体碰撞后发生的沉降湿沉降是指通过降雨降雪等降水过程而使大气颗粒物发生沉降的过程其是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法湿沉降包括雨除和冲刷两种机制大气颗粒物的分类总悬浮颗粒物TSP粒径一般在100 m以下飘尘长期漂浮在大气中粒径小于10 m的悬浮物又称为可吸入粒子降尘粒径大于10微米以上的由于重力作用能沉降下来的微粒可吸入粒子小于10 m30大气颗粒物分为无机颗粒物和有机颗粒物的三模态根据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿爱根核模Dp 005μm 积聚模005 μm Dp 2 μm 粗粒子模 Dp 2 μm31颗粒物的表面性质成核作用粘合吸着成核作用过饱和蒸汽在颗粒物表面凝结成液滴粘合粒子彼此相互间紧紧粘合或在固体表面上粘合是小颗粒形成较大凝聚体最终沉降的过程离子粘合静电除尘吸着气体或蒸汽吸附在颗粒物表面Adsorption32有机污染物一般通过吸附作用挥发作用水解作用光解和生物富集和降解等过程进行迁移转化第三章水环境化学1水中八大离子KNaCa2Mg2HCO3-NO3-Cl-和SO42-为常见八种离子2溶解气体与Henry定律溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系气体的大气分压PG与气体的溶解度的比表现为常数关系称为Henry定律该常数称为Henry定律常数KH [G aq ] KH PG KH－气体在一定温度下的亨利定理常数 molLPa PG －各种气体的分压 Pa3水体中可能存在的碳酸组分 CO2CO32-HCO3-H2CO3 H2CO34天然水中的碱度和酸度碱度水中能与强酸发生中和作用的全部物质即能够接受质子H的物质总量酸度凡在水中离解或水解后生成可与强碱OH-反应的物质包括强酸弱酸和强酸弱碱盐总量即水中能与强碱发生中和作用的物质总量5天然水中的总碱度 HCO3-2CO32- OH- H6水体中颗粒物的类别 1 矿物微粒和粘土矿物铝或镁的硅酸盐 2 金属水合氧化物铝铁锰硅等金属 3 腐殖质 4 水体悬浮沉积物 5 其他藻类细菌病毒等影响水体中颗粒物吸附作用的因素有颗粒物浓度温度PH7水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附化学吸附离子交换吸附和专属吸附8天然水的PE随水中溶解氧的减少而降低因而表层水呈氧化性环境9吸附等温线在一定温度处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线水环境中常见的吸附等温线主要有L－F－H －10无机物在水中的迁移转化过程分配作用挥发作用水解作用光解作用生物富集生物降解作用11PEpE 越小电子活度越高提供电子的倾向越强水体呈还原性pE 越大电子活度越低接受电子的倾向越强水体呈氧化性 pe影响因素1 天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低2 天然水的pE随其pH减少而增大12什么是电子活度pE以及pE和pH的区别答定义电极上电子有效浓度为电子活度记作E其负对数记作pE电子活度越大或pE 越小电子供出电子的倾向越大在电化学研究中通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向当给出电子活度 E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小在一定温度下pE 与电极电位成直线关系 pE越大电子活度越小电极的氧化能力或接受电子的能力越强供出电子能力越弱pE与电子活度的关系同pH 与H活度的关系相似pH亦称氢离子浓度指数是溶液中氢离子活度的一种标度也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准pH值越趋向于0表示溶液酸性越强反之越趋向于14表示溶液碱性越强pH 7的溶液为中性溶液13腐殖质的组成由生物体物质在土壤水体和沉积物中经腐败作用后的分解产物是一种凝胶性有机高分子物质分为腐殖酸溶于稀碱但不溶于酸的部分富里酸即可溶于碱又可溶于酸的部分腐黑物不能被酸和碱提取的部分一般认为当浓度较高时金属离子与腐殖质的反应以溶解为主当金属离子浓度较低时则以沉淀和凝聚为主14沉淀物中重金属重新释放诱发因素①盐浓度升高碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来②氧化还原条件的变化有机物增多产生厌氧环境铁猛氧化物还原溶解使结合在其中的金属释放出来③pH值降低氢离子的竞争吸附作用金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物的溶解④增加水中配合剂的含量天然或合成的配合剂使用量增加能和重金属形成可溶性配合物有时这种配合物稳定性较大以溶解态形式存在使重金属从固体颗粒上解吸下来15凝聚过程是在外来因素如化学物质作用下降低静电斥力引力超过斥力时胶粒便合在一起絮凝过程借助于某种架桥物质聚合物联结胶体粒子使凝结的粒。
环境化学 1第一章 绪论1(3)
样品采集 前处理 分析测定 数据处理 数据报告
6%
61%
6%
27%
➢ 选择好一个合适的前处理方法，等于完成了分析
工作的一半
✓ 无机物消化 ✓ 有机物提取
Microwave Digestion
Supercritical Fluid Extraction (SFE) CO2(液) 联机或脱机 固相微萃取
和不同介质间的环境化学行为 ➢有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生
效应的机制和风险性 ➢有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产
生危害的方法和途径
(3) 环境化学的分支学科
环境化学
环境分析化学 环境污染化学
污染控制化学
环境无机分析化学 环境有机分析化学 大气环境化学 水环境化学 土壤环境化学 污染生态化学 大气污染控制化学 水污染控制化学 土壤污染控制化学 固体废物污染控制化学
中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的 化学原理和方法的科学
➢ 用化学的基本理论和方法发现和解决环境问题 ➢ 环境化学是环境科学的核心组成部分，也是化
学科学的一个新的重要分支 在解决国家重大环境问题中发挥重要作用！
(2) 研究内容
➢有害物质在环境中存在的浓度水平和形态 ➢潜在有害物质的来源，它们在个别环境介质中
(3) 污染控制化学
➢污染控制化学主要研究与污染控制与修复有关的 化学机制与工艺技术中的化学基础问题，为开发 经济、高效的污染控制及修复技术，发展清洁生 产工艺提供理论依据
污染控制化学
➢ 从终端污染控制模式(end-of-pipe control) ——全过程控制模式
➢ 污染预防（Pollution Prevention） ➢ 清洁生产（Cleaner Production） ➢ 绿色化学（Green Chemistry） ➢ 工业生态学（Industrial Ecology） ➢ 循环经济
环境化学(袁加程)第一章 绪论
1970年以前为孕育阶段；
20世纪70年代为形成阶段；
20世纪80年代以后为发展阶段。
三、环境化学的任务 环境化学的主要任务可归纳成以下六个方面： ①研究环境的化学组成，建立环境化学物质的分析方法； ②掌握环境的化学性质，从环境化学的角度揭示环境形成 和发展规律，预测环境的未来； ③研究和掌握环境化学物质在环境中的形态、分布、迁移 和转化规律； ④查清环境污染物的来源； ⑤研究污染物的控制和治理的原理及方法； ⑥研究环境化学物质对生态系统及人类的作用和影响等。
环 境 化 学
第一章
绪
论
本章主要介绍环境化学的几个基本概念及环 境化学的主要内容和任务。
第一节 环境化学
一 、环境化学的概念 环境化学是环境科学的一门基础科学， 是一门研究有害化学物质在环境介质中的存 在、化学特性、行为和效应及其控制的化学 原理和方法的科学。
二、环境化学的发展历史 环境化学的发展大致可分为三个阶段：
赤潮
排污口
1973年以后在莫斯科工业区附近，已 经出生了90名四肢不全的畸形儿
• 固废污染
• 废弃的轮胎
复印机
废弃电视机
危险废弃物
• “八大公害事件”
⑴ 马斯河谷烟雾事件 ⑵多诺拉烟雾 ⑶ 洛杉矶光化学烟雾 ⑷ 伦敦烟雾 ⑸ 四日市哮喘病 ⑹ 爱知米糠油事件 ⑺ 熊本水俣病 ⑻ 富山骨痛病
•《寂静的春天》
1962年美国生态学家兼作家，蕾切 尔· 卡逊女士以通俗的笔法，提醒世人警 惕过度使用农药的恶果。
土壤中的主要化学污染物是农药、肥料、 重金属等。
三、化学污染物的迁移转化简介
①进入环境的化学物质通过溶解、挥发、 迁移、扩散、吸附、沉降等物理过程或物理化 学过程，分配散布在各环境圈层（水体、大气、 土壤）之中。与此同时，又与各种环境因子 （主要是水、空气、光辐照，微生物和别的化 学物质等）交互作用，并发生各种化学的、生 物的变化过程。经历了这些过程的化学物质， 就发生了形态和行为的变化。 ②这些化学物质在环境中形迹所到之处， 也留下了它们的印记，使环境质量发生一定程 度的变化，同时引起非常错综复杂的环境生态 效应。
环境化学：第一章 绪论 1
Question to be answered
Conceptual model for hazardous compound in environmental system considered
Mathematical model
Input data
Quantitative description of fate of the hazardous compound in the environmental system considered
“决不能吃祖宗饭，断子孙路”
环境化学的研究任务： 从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现 象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研 究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
环化与普化不同：
（1） 综合体系、开放体系 （2）含量低，分布广，且处于很快的迁移或转化之中 （3）跨学科：涉及化学、生物、医学和地学等
1、环境化学的定义
１９７２年Ｒ.Ａ.Ｈorne在《环境化学》一书中定义： “环境化学是研究岩石圈、水圈、生物圈、外层大气圈的化学 组成和其中发生的过程，特别是界面上的化学组成和过程的 学科。”
也有的学者认为环境化学按其英文名称（Environment Chemistry），它的基础是化学，所以又把环境化学定义为：
全球环境问题
全球气候变化 臭氧层破坏 酸雨 有毒有害化学物质污染与越境转移 生态环境污染与生态系统失去平衡 生物多样化减少
等等……
2、可持续发展
——1987年环境与发展委员会在《我们共同的未来》报 告中第一次阐述了可持续发展的概念，得到了国际社会 的广泛共识。
——可持续发展是指既满足现Байду номын сангаас人的需求以不损害后代 人满足需求的能力。
环境化学第一章绪论
环境污染的新动向
继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后，现代人正 进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。
据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内 环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺 病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。目前中国每年由 室内空气污染引起的超额死亡数已经达到11.1万人， 超额急诊数达430万人次，直接和间接经济损失高达 107亿美元。
鱼类对氯化甲基汞：BCF=3 000
8、生物半衰期（BHL）
BHL—Biological half Life，污染物进入生物体内后，在代谢作 用下，污染物削减到初始浓度的一半所需要的时间，即生物半衰期。
一般，污染物在生物体内的代谢符合一级动力学方程：
dC dt
kC
dC C
kdt
C
C0ekt
环境化学
第一章 绪论
一、环境问题 二、环境化学的起源与发展 三、几个基本概念
一、环境问题
1、自然环境
是人类目前赖以生存、生活和生产所必需的自然条件 和自然资源的总称。 “直接或间接影响到人类的一 切自然形成的物质、能量和自然现象的总体”，简称 为环境。
自然环境的内涵
自
物质
然
能量
环
境
自然 现象
20世纪90年代 1992年，巴西，里约热内卢，联合
国环境与发展大会，强调和正式确立了可持续发展的思 想，并形成了当代的环境保护的主导意识。
环境问题的全球共识
随着环境问题的日益严重，人类对环 境问题的认识也在不断提高。在当今世 界上，人们越来越清楚地看到，环境问 题已不再是某个国家和局部地区的事情。 "酸雨"、"温室效应"、"臭氧层破坏"等 已远远超出国家和地区的局限而成为全 球性的问题。这些问题严重威胁着人类 的生存和发展，成为世界各国关心的大 问题，也成为国际社会注意的热点。
环境化学 第一章整理-绪论
二、环境容量（Environmental Capacity）
环境容量是指一个特定的环境或一个环境单元所能 容纳某污染物的最大负荷量。
Wc = Ws - B 式中：Wc表示环境容量，Ws表示规定的环境标准
值，B表示环境背景值。它们的单位可以用质量， 也可以用浓度。 对一具体的环境空间（如耕地土壤）： Wc = M (Ws – B) 式中：M为耕地土壤质量（千克或吨），这时Wc的 单位为质量。
5．土地退化，生产潜力下降
6．森林破坏，物种消失加快
森林破坏造成物种的栖息环境改变和消失，已严重影 响了森林对气候的调节作用并使生物多样性以骇人的 速度消失。
7．人口膨胀，人口-资源-环境矛盾日益突出
8．垃圾成灾
第二节 环境污染与环境污染物
一、环境污染 环境污染一般是指由于人类生产生活活动导 致有害物质进入环境，在环境中的累积数量 和速率超过了环境的净化能力，从而使环境 质量变差，对人们正常的生活和生产条件产 生了有害影响。
酸雨可导致材料腐蚀，危害森林，破坏水生和陆地 生态系统，引起农作物减产。世界各国均不同程度 地受酸雨之害，二十世纪80年代以来酸雨频率不断 上升。 当前，我国酸雨覆盖率已占国土面积的近40%，并 有半数以上城市受酸雨之害。
4．水资源短缺和水污染
随着全球经济的发展，人类对淡水资源的需求不断 增加，而人类容易利用的河水、湖水和浅层地下水几 乎都不同程度地受到污染
物时，一种污染物能加强其它污染物的危害 性的
一种有毒物质的作用被另一种物质抑阻， 使其效果相互抵消或减弱的现象。 实验证明：金属广泛存在拮抗作用，如Se对 Hg，Zn对Cd的毒性有拮抗作用。
能、电磁波等 生物污染物：包括细菌、病毒、水体中反常
环境化学-绪论 PPT课件
环境问题
• 人类生活和生产活动不断影响和改变环境条件，甚至引起环 境污染。
• 工业化过程中的处置失当，特别是对自然资源的不合理开发 利用，造成了全球性的环境污染和生态破坏。 空气、水和土地污染的环境退化现象 臭氧层破坏 气候变化 水资源的短缺和污染 有毒化学品和团体废弃物的危害 生物多样性的损伤
2. 造成环境污染的三因素 物理的
噪声、震动等 化学的
九大类 生物的
大米草、水葫芦、赤藻等
温室效应
酸雨
光化学烟雾
伦敦烟雾事件
臭氧空洞
海洋污染
赤潮
农药污染
3. 认识环境问题的三个阶段
环境问题并非只限于环境污染,人们对现代环境 问题的认识有个发展过程。 第一阶段：在20世纪60年代人们把环境问题只当成一 个污染问题，认为环境污染主要指的是城市和工农业 发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声 的污染。对土地沙化、热带森林破坏和野生动物某些 品种的濒危灭绝等并未从战略上予以重视。我国当时 以污染控制为中心进行环境管理，曾对改善城市和人 民生活的环境质量起了重要作用。 存在问题：没有把环境问题与自然生态联系起来,低 估了环境污染的危害性和复杂性，没有把环境污染与 社会因素相联系，未能追根寻源。
每年有600万公顷具有生产力的旱地变成沙漠
有1100多万公顷的森林遭到破坏
在非洲,干旱将3500万人置于危难之中
在印度,博帕尔农药厂化学品泄漏造成两千人死亡
在墨西哥城,液化气罐爆炸使千人遇难
在前苏联,切尔诺贝利核反应堆爆炸使核尘埃遍布欧洲
在瑞士,农用化学品、溶剂和录污染了莱茵河,使数百万 尾鱼被毒死
样是热门课题。
（2）各圈层环境化学
《环境化学》(第二版)(戴树桂)知识点总结(共18页)
环境化学第一章绪论1、环境：环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周围客观事物的总和，中心事物是指被研究的对象。
对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。
1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，通过了《人类环境宣言》。
2、构成环境的四个自然圈层包括土壤、岩石圈、大气圈和水圈3、为保护人类生存环境，联合国将每年的4月22定位世界地球日，6月5日定位世界环境日。
4、环境保护的主要对象是由于人类生产、生活活动所引起的次生环境问题，主要包括：环境污染和生态破环两个方面。
5、环境问题：全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。
原生环境问题：自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、洪灾等。
次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。
目前的环境问题一般都是次生环境问题。
生态破坏：人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。
当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应、臭氧空洞、酸雨等是由大气污染所引起的。
6、环境污染:由于人为因素使环境的构成状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。
造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三个方面，其中化学物质引起的约占80%~90%。
环境污染物定义：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。
污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态。
(五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的；五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的)重要污染物(1)元素：Cr,Hg,As,Pb,Cl(2)无机物:CO,NOx,SO2,KCN(3)有机化合物和烃类:烷烃（饱和）、芳香烃（苯环）、不饱和非芳香烃（不饱和，不带苯环）、多环芳烃(4)金属有机和准金属有机化合物：四乙基铅、三丁基锡(5)含氧有机化合物：环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等(6)有机氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT）(7)有机卤化物：氯仿（四氯化碳）、PCBs、氯代二恶英、氯代苯酚(8)有机硫化合物：硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯(9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物；按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。
环境化学第一章
Geochemical Cycle of Elements
四、 环境化学的前沿
Frontiers of Environmental Chemistry
精品课件
10
《环境化学》 第一章 绪论
二、什么是环境化学
What is Environmental Chemistry
1. 学科隶属
• Of all professionals, chemists are the best qualified to understand environmental problems from the misuse of chemicals
• The practice of environmentally beneficial chemistry is not a burden, but rather an opportunity that challenges human imagination and ingenuity
来源、浓度水平和形态，它们在个别环境介质中和不同 介质间的环境化学行为，有害物质对环境和生态系统及 人体健康产生效应的机制和风险性，有害物质已造成影 响的缓解和消除及防止产生危害的方法和途径。
4. 研究特点：从微观的原子、分子水平上研究宏观的环
境现象与变化的化学机制。
5. 核心：研究化学污染物在环境介质中的
从七八百年前因人类开始用煤产生的空气污染，发展到 当代面向21世纪多方面的全球环境问题，无不与化学科学密 切相关。所以，如何阐明这些危害人类的环境问题的化学机 制并为解决这些问题提供科学依据，已成为化学科学工作者 的一个重要职责。环境科学与化学交叉形成的环境化学学科 在这方面负有特殊的使命。
环境化学01
2.2 天然水组成
① H2O ② 可溶性物质（各种元素、化合物、气体） ③ 悬浮物质（悬浮物、粘土矿物及水生生 物）
2.2.1天然水化学组成的形成过程
岩石风化、土壤生成、侵蚀过程都与水 有关 变质作用
风化、迁移 沉积 大气 水中溶质 沉积岩 成岩作用 沉积物
火成岩 变质岩
火山喷发
土壤
2.2.2 天然水中的主要离子组成
用{CH2O}来表示生物有机质单元，则： {CH2O}＋O2——CO2＋H2O 可计算出消耗8.3mgO2的有机质量为7.8mg （如何计算？？）
2.CO2在水中的溶解度计算
已知： 25OC时水蒸气压为0.0313atm，干空气中CO2 为0.0314％，kH＝3.38×10-2(mol*L-1*atm-1)…… 解答：PCO2=(1-0.0313)*0.0314%=0.000304 [CO2]=3.38*10-2*0.000304=1.028*10-5 若考虑CO2的电离？？ 溶解度＝[CO2]+[HCO3-]
加以计算。反之，如果所研究的过程是长时期 的，例如一年期间的水质组成，则认为 CO2 与 水是处于平衡状态，可以更近似于真实情况。
开放体系的显著特点是空气中的CO2(g)能够和液 相中的CO2(aq)达到平衡，此时液相中的CO2(aq)
浓度可以根据亨利定律近似计算，溶液中，碳
酸化合物的相应浓度表示为： [H2CO3*]≈[CO2(aq)]=KHPCO2，所以 cT=[CO2(aq)]/α0=
气体的溶解度随温度的升高而降低
可以用克拉佩龙方程式来描述：
log
C2 C1
＝
ΔH
环境化学(第一章绪论)
由空中气、固、液态水、地表水、地下水、生
物体内水、海洋水…构成
水循环是形成水圈的动力，联系不同特征水的途径。
４．生物圈 地球上有生命活动的区域及居住环境的整体的总
和。一般上至地表10km左右，下至海洋底部
生物圈是一个复杂的开放体系，是生物界和水、大气及
岩石三个圈层长期相互作用的结果
位臵：岩石圈上部，水圈，大气圈下部。
自然环境 各种自然因素的总和 (大气、水、土壤、生物、各种矿物资源等)
目前环境科学所讨论的环境主要指自然环境
狭义定义：是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人类 改造的自然因素的总和(即工程环境)
即 以人为主体的外部世界 需特别指出的是：随着人类社会的发展，环境的概念也在变化
大气 水 物 自 然 环 境 质 岩石 生物 能 量 气温、阳光、引力、磁力等
为环境质量评价、控制、治理、保护人体健康提供科学依据。
三、
环境化学分类
测污染物在环境中的本底（背景）值、污染现象。
环境分析化学 环 境 化 学 分 支
环境有机化学 环境无机化学
研究化学污染物在大 气、水体、土壤中的 形成、迁移、转化和 归宿中的化学行为和 效应。
大气、水体、土壤环境化学 污染生态化学 污染控制化学
共60多种，其中主要元素占99%,与海洋元素含量相一致 结论：原始生命起源于海洋→植物
→
动物→人类
四、几个基本概念
1、环境要素 构成环境整体的各个独立的、性质各异的而又服从总体 演化规律的基本物质组分 通常指自然环境要素：水、大气、土壤、岩石、阳光等
环境诸要素相互联系、相互依赖。
成 成 环境要素 组 环境结构单元 组 环境系统
即 冷却的原生岩， 其主要组成元素为氧、硅。 地幔
环境化学第一章2013
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22
认识三丁基锡
三丁基锡
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23
认识三丁基锡
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三丁基锡
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认识三丁基锡
于是，中毒的海豚迷失了方向，冲向了沙滩！
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慎用化学物质！
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环境化学的发展
孕育阶段20世纪60年代
形成阶段1970～1980
发展阶段1980～1990
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2. 元素的生物地球化学循环
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2. 元素的生物地球化学循环
生物降解 光合作用
固定的有机碳 （CH2O）和异型生
物质的碳
石油原料生产 生物地球 的异型生物质 化学过程
固定的有机烃类 （CxH2x）和油母
页岩
大气中的CO2
溶解作用和化学过程
溶解性无机碳，主要 为HCO3-
18
水俣病
1965年，日本熊本县发生了水俣病。 原因是在县内的阿贺野川上游60公里以外的昭和 电气公司排出的含汞废水。
水俣岛
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19
汞的生物放大
0.00001ppm 5%吸收
？
Hg2＋
人和猫
血脑屏障
大脑
甲基钴胺素
0.0001ppm
Hg(CH3)2
1~5ppm
大鱼
甲为基什汞么的两特条性途径:脂引溶 性起、的原后形果蓄不积一和样高？ 神经毒
溶解的CO2的溶 解（离解）作用
化学沉淀作用 和无机碳结合 于微生物外壳
不溶解性的无机碳， 主要为CaCO3和 CaCO3·MgCO3
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《环境化学》(第二版)(戴树桂)知识点总结(共18页)-(1)
环境化学第一章绪论1、环境：环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周围客观事物的总和,中心事物是指被研究的对象。
对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。
1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，通过了《人类环境宣言》.2、构成环境的四个自然圈层包括土壤、岩石圈、大气圈和水圈3、为保护人类生存环境，联合国将每年的4月22定位世界地球日，6月5日定位世界环境日。
4、环境保护的主要对象是由于人类生产、生活活动所引起的次生环境问题，主要包括:环境污染和生态破环两个方面。
5、环境问题：全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。
原生环境问题：自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、洪灾等。
次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。
目前的环境问题一般都是次生环境问题。
生态破坏:人类活动直接作用于自然生态系统,造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。
当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应、臭氧空洞、酸雨等是由大气污染所引起的。
6、环境污染:由于人为因素使环境的构成状态发生变化，环境素质下降,从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。
造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三个方面，其中化学物质引起的约占80%~90％.环境污染物定义：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。
污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态。
（五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的；五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的)重要污染物(1）元素：Cr，Hg,As,Pb,Cl(2)无机物:CO,NOx,SO2,KCN（3）有机化合物和烃类:烷烃（饱和）、芳香烃（苯环）、不饱和非芳香烃（不饱和,不带苯环）、多环芳烃（4）金属有机和准金属有机化合物: 四乙基铅、三丁基锡(5）含氧有机化合物：环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等(6)有机氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT）（7）有机卤化物：氯仿（四氯化碳）、PCBs、氯代二恶英、氯代苯酚(8）有机硫化合物：硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯(9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物；按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物.优先控制污染物：概念：基于有毒化学物的毒性、自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素,从多种有机物中筛选出的优先控制物7、认识过程： 20世纪60年代人们只把环境问题作为污染来看待,没有认识到生态破坏的问题。
01环境化学第一章__绪论
* 20世纪90年代，《里约环境与发展宣言》、《21世纪议 程》，促使环境保护和经济、社会协调发展，全球行动的 纲领。 ——形成当代主导的环境意识
* 2002年，在南非约翰内斯堡召开了联合国可持续发展大会。
早期世界著名八大公害
○比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件：发生在1930年12月，重工业排放 的SO2使数千人中毒，60余人死亡。 ○美国洛杉矶光化学烟雾事件：发生在1943年5～10月，造成400余人死 亡。 ◎多诺拉烟雾事件：1948年10月26～31日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇 冶炼厂排放的SO2和烟尘，使5911人发病，17人丧生。 ○伦敦烟雾事件：发生在1952年12月5～8日，四天内中毒死亡4000多 人。 ○四日市哮喘事件：1955年以来日本四日市石油提炼和工业燃油产生的废 气严重污染城市大气，哮喘病患者达817人，死亡36人。 ○痛痛病事件：1955～1972年日本富山县内的锌、铅冶炼厂等排放的含 镉废水污染神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米含镉，居民 食用含镉米和饮用含镉水而中毒，患者超过280人，死亡数十人。 ○水俣病事件：1953～1956年，日本熊本县水俣市，居民食用含有甲基 汞的鱼，导致水俣湾和新县阿贺野川下游有机汞中毒者283人，其中60 人死亡。 ○米糠油事件：1968年3月，日本北九州市，爱知县一带生产米糠油时， 混入多氯联苯，造成13000人中毒，死亡16人。
1986年4月26日凌晨1点23分切尔诺贝利核电站爆炸。一条
30多米高的火柱掀开了反应堆的外壳，冲向天空。反应堆的防护 结构和各种设备整个被掀起，高达2000℃的烈焰吞噬着机房，熔 化了粗大的钢架。携带着高放射性物质的水蒸气和尘埃随着浓烟 升腾、弥漫，遮天蔽日。虽然事故发生6分钟后消防人员就赶到 了现场，但强烈的热辐射使人难以靠近，只能靠直升飞机从空中 向下投放含铅（Pb）和硼（B）的沙袋，以封住反应堆，阻止放 射性物质的外泄。
环境化学绪论
有害物质的污染环境； 生态系统的破坏； 环境的干扰；
环境效应
物理因素：噪声、放射线等 化学因素：工业、农业等 生物因素：细菌，病毒等
前 人为因素 因
环境素质
后
生态系统
果
生产生活
环境问题
约占80%~90%。
大气、水、土壤质量 等要素质量下降 水生/陆生生态系统破 坏，生物多样性减少 资源、能源枯竭，生 活环境质量下降等
环境化学
课程特点
发展快 概念多 内容新 范围广
课程教学内容与课时安排
1 绪论
4学时
2 大气环境化学
18学时
3 水环境化学
16学时
4 土壤环境化学
8学时
5 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应 4学时
6 绿色化学的基本原理与应用
2学时
7 复习
2学时
第一章 绪 论
知
概念环境污染；环境化学；环境污染 识
环境问题
在这一大变革时期的环境问题是气候危机;属
于原生环境问题;
食物危机又迫使古人类再次改变自已的生活方
式和生产方式;
距今大约8000年前;人类学会了农耕和畜牧;
人类社会发展到了一个新的阶段;即由原始社会进入了
农业社会;
环境问题
2近代城市环境问题阶段 从工业革命开始到20世纪80年 代发现南极上空的臭氧空洞 此后的环境问题也开始出现新 的特点并且日益复杂化和全球化 这一阶段的环境问题跟工 业革和城市同步发展;同时伴随着严重的生态破坏
环境问题一般是指次生环境问题;
1 环境污染的概念
环境问题
有害物质或因子进入环境;并在环境中扩散 迁移 转化使环境 系统的结构与功能发生变化;对人类或其他生物的正常生 存和发展产生不利影响的现象;即是环境污染;常简称污染; 其中引起环境污染的物质或因子称环境污染物;简称污染 物;
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54（48）学时
《环境化学》（第二版）戴树桂 主编 高等教育出版社 普通高等教育【十一五】 国家级规划教材
李伟 Tel: 13303465088 Emall: liwei@
参考教材类
1. 环境化学（第二版）戴树桂 主编 高等教育出版 社 普通高等教育【十一五】国家级规划教材
《中华人民共和国环境保护法》把环境定义为：“影
响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自 然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、 森林、草原、野生生物、自然保护区、风景名胜、城 市和乡出现不利于人类生存和发展的各种现象，称 为环境问题。 2）分类
2. 环境化学 戴树桂 主编 高等教育出版社 1997 年3月第一版
3. 环境化学进展 戴树桂 化学工业出版社 2005年 6月
4. 环 境 化 学 王 晓 蓉 编 著 南 京 大 学 出 版 社 1993年11月第1版
5. Environmental Chemistry (ninth edition) S
3. 掌握土壤主要的理化性质，重金属及氮、磷营养物质在土壤环境 中的迁移、积累以及有机农药等污染物在土壤中的降解途径和 持留，了解环境条件变化对污染物在土壤中迁移转化的影响。
4. 掌握大气、水和土壤样品的采集方法, 重金属、有机污染物的分 析方法原理，污染控制方法原理。
5. 了解金属形态的生物有效性、污染物的微生物转化、化学物质的 生物吸收和生物浓缩机理以及对人体健康的影响。
全书内容学时分配与重点
第一章 绪论(基本了解，2学时) 第二章 大气环境化学(重点掌握，14学时) 第三章 水环境化学(重点掌握，18学时) 第四章 土壤环境化学(重点掌握，6学时) 第五章 生物体内污染物质运动过程(重点掌握，8学时) 第六章 典型污染物在环境各圈层中转归与效应(自学) 第七章 受环境污染的修复(自学) 第八章 绿色化学的基本原理与应用
自然环境
是人类目前赖以生存、生活和人类目前赖以生存、生活和生产所 必需的自然条件和自然资源的总称，即阳光、温度、气候、地磁、 空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等自然 因素的总和。 “直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能 量和自然现象的总体”，简称为环境 .
社会环境
人类的社会制度等上层建筑条件，包括社会的 经济基础、城乡结构以及同各种社会制度相适应 的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念 与机构等。
增加空气/染料比率，减少HC和CO排放。尾气排放量增加，而且其中含 有 的 NOx 也 明 显 增 加 ， 又 导 致 酸 雨 重 要 污 染 气 体 。 Dilemma— Environment Coin
3）雨过天晴使人精神爽快
▪ 风雨洗净了空气中的尘埃；经过雨水，空气中污染气体溶于水，使空气得到纯
原生环境问题：自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、
热带飓风、洪灾等
次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及
人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。又包括：环境污染和生 态破坏。目前的环境问题一般都是次生环境问题。
E. Manahan
Lewis Publishers
6. Chemistry of the Environment Thomas G. Spiro William M. Stigliani 清 华 大 学 出 版 社 （影印版），2003年7月
7. 环境有机化学 【瑞士】瑞恩 P.施瓦茨巴赫 王连生等 译
12. 《化学污染物与生态效应》王俊，中国环境出版 社，1993
13.《典型化学污染物在环境中变化及生态效应》， 徐小白，戴树桂、董玉谣主编
14. 《环境生物地球化学全球环境变化》周启星、黄 国宏著
科学期刊类
1.环境化学 2. 环境科学 3.中国环境科学 4. 环境科学学报 5. chemosphere 6. Environ. Sci. Technol. 7. The Science of the Total Environment 8. Water Research
—Chemistry is all around us
化学和环境之间有着密不可分的关系,举三例：
1）CO—CO2：汽车尾气中燃烧不充分的CO对人类危害，但减少了
CO，CO2增多，CO2会导致全球气候变暖（Global Warming）。
2）HC—NOx：洛杉矶烟雾后，严格限制汽车排放HC和CO。为此
化；下雨时，常有雷电现象发生。使空气分子电离，导致臭氧生成： O2=O+O
一、环境问题—旧话重提
1、环境
1）定义 环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周
围客观事物的总和，中心事物是指被研究的对象。 对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展 的物质、能量、社会、自然因素的总和。
2）分类：环境包括自然环境和社会环境
8. 了解化学物质在生物体内的转运和代谢，化学物质的联合作用以 及化学物质引起致突变、致畸和致癌作用基本原理，利用有机 物结构与致癌作用关系预测化学物质的致癌性等。
第一章 绪论
一、环境问题—旧话重提 二、环境化学—时代需要 三、环境污染物 四、环境效应 五、几个基本概念
Environmental Chemistry
教学要求
1. 要求掌握大气的基本性质和组成，污染物的源和汇，大气中主要 的气相反应和液相反应以及大气颗粒物性质等基本概念和基本 原理；了解酸雨、温室效应及臭氧层破坏等全球关注的大气环 境问题。
2. 掌握天然水体的组成和性质、溶解和沉淀、氧化和还原、配合作 用及固液界面间相互作用等基本原理在环境化学中的应用；了 解主要有毒难降解污染物的环境行为及归趋模式。
8《环境化学》MAnaham S.E(斯坦利.E.)美， University of Missouri Columbia著
9 《环境化学原理》S.E 马纳亨、黄志桂、解怀宁编 译，西南师大出版社
10. 《大气环境化学》，唐孝炎，高教出版社，2006
11. 《水环境化学》陈静生，高教京版，1987