环境化学 课件第一章

近年来，全世界平均每年约发生200多起
严重公害事件。世界瞩目的有下面7起
(1)意大利塞维索化学污染事故。1976年7月10日意大利北部塞维索地区的一家 农药厂爆炸，导致剧毒化学品二恶英的污染，使许多人中毒，附近居民被迫迁走， 几年内当地畸形儿的出生率大为增加。 (2)美国三里岛核电站泄露事故。这次事故发生在1979年3月28日，直接经济 损失达10多亿美元。 (3)墨西哥的液化气爆炸事故。1984年11月19日，墨西哥国家石油公司所属 的液化气供应中心发生爆炸，死亡1000多人，伤400多人，3万多人无家可归。 (4)印度博帕尔农药泄漏事故。1984年12月3日，美国联合碳化物公司设在博 帕尔市的农药厂的剧毒化学品异氰酸甲酯罐爆裂外泄，受害人数20万，死亡 3000人以上。 (5)原苏联切尔诺贝利核电站泄露事故。1986年4月26日位于基辅地区的切尔 诺贝利核电站四号反应堆爆炸，造成重大放射性污染，周围十多万居民被疏散， 伤数百人，死亡31人。 (6)莱茵河污染事故。1986年11月1日，瑞士巴塞赞德兹化学公司的仓库起火， 使大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河，造成西欧10年来最大的污染事故。 (7)海湾战争造成的环境污染。1991年的海湾战争历时42天，期间油井大火昼 夜燃烧，是迄今历史上最大的石油火灾及海洋石油污染事故，也是人类历史上最 严重的一次环境污染，其污染程度超过切尔诺贝利核电站发生的核泄漏事故。这 次战争所造成的环境污染是灾难性的，已给世界带来了影响。
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。
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 减少和机构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。
(2)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。 (3)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。 (4)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。 (5)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
环境化学 课件第一章
授课内容
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章 生物体内污染物质运动过程 第六章 典型污染物在环境圈层中转归与效 第七章 绿色化学
教学要求
1. 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问题。
8．土壤污染机理与修复 9．固体弃物处理处置与资源化 10．绿色化学与清洁生产 11．环境监测新技术 12．持久性有毒物质与生态安全 13．区域环境调控与环境建设
14．国家重大建设项目与生态环境安全
第二节 环 境 化 学
1）环境化学的定义
1972年R.A Honne在所著《环境化学》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”。 《自然科学学科发展战略研究报告：环境化学》一书提出：“环境化 学是一门研究潜在有害化学物质在环境介质中的存在、行为、效应（生态 效应、人体健康效应及其它环境效应）以及减少或消除其产生的科学”。 戴树桂等认为：“环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中 的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它既 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”。
与发达国家的差距 ● 我国环境问题的严重性和复杂性 ● 发达国家环境质量显著改善，污染控制技术已取得绝对 优势； ● 发达国家研究重点向绿色技术、环境修复与环境安全转 移； ● 我国环保科技整体水平与发达国家差距明显，并有扩大 的趋势。
2020年我国环境保护的目标
● 环境污染得到有效控制 ● 生态恶化趋势基本得到遏制 ● 全国大部分地区的环境质量明显改善 ● 部分重要生态系统得到重建与修复 ● 建设一批生态城镇 ● 重点区域社会、经济、环境实现协调发展
2）环境化学的发展
环境化学的发展大致可以划分为三个阶段：
孕育阶段(1970年以 前)
1950年代开始，1960年代的酝酿和准 备。针对早期的污染控制工作和污染 防治工作，结合化学的理论，提出一
些基本观点。
形成阶段(70年代)
最早是一门化学分之学科，由如湖泊学、 生态学、生物地球化学等方面学者提出。 如农药对水生生物影响，湖泊富营养化， 环境中元素地理分布等。
污染城市大气，哮喘病患者达817人，死亡36人。 (6)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。 (7)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。 (8)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。
20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，没有把环 境问题与自然生态、社会因素联系起来，低估了环境污染的危害 性和复杂性，未能追根寻源。
1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，第一次 把环境问题与社会因素联系起来。
20世纪80年代，人们对环境的认识有了新的突破性发展，提出了 持续发展的战略，指明了解决环境问题的根本途径。
1992年，联合国在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展大会， 这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展 关系史上新的里程碑。
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
(1)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。
4. 掌握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。
5. 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。
参考教材类
1. 《环境化学》，何燧源等编著，华东理工大学出版社，2000年 2. 《环境化学》，王晓蓉 编著， 南京大学出版社， 1993年 3. 《环境化学教程 》，邓南圣等编著，武汉大学出版社，2000年 4. 《环境化学》，陶秀成主编，高等教育出版社，2002年 5. 《Environmental Chemistry (seventh edition)》 ， S E.
4）我国环境科学与工程领域急需解决的重 大问题
国家需求和科技目标
污染预防 污染控制 环境修复 环境建设
4）我国环境科学与工程领域急需解决的重 大问题
1．地表水污染机理与水环境修复 2．地下水污染与修复 3．安全饮用水技术保障体系 4．污废水处理与资源化成套技术 5．大气污染形成机理与控制 6．城市空气质量控制机理与技术 7．城市物理污染机理及其控制
3）我国环境污染防治面临的挑战
随着社会经济快速发展、城市化进程加速和人民生活水 平迅速提高，今后10-20年我国环境保护和污染防治将面临更 大的挑战。
● 快速的经济增长－污染防治压力越来越大 ● 小康社会生活水平－对环境质量的要求越来越高
● 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格。
3）我国环境污染防治面临的挑战
● 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。
发展阶段(80年代以 后)
出现一些新的趋势：主要元素，尤其生命
必需元素循环研究；化学品安全评价； 全球变化研究；污染控制化学研究；污染预 防化学.
3）环境化学的分支学科
环境有机分析化学 环境分析化学
环境无机分析化学
环
大气环境化学
境
水环境化学
化 环境污染化学 土壤环境化学 学
环境生态化学ຫໍສະໝຸດ 大气污染控制化学 污染控制化学 水污染控制化学
博帕尔毒气泄漏
博 帕 尔 农 药 厂 毒 气 泄 漏 而 毙 命 的 牲 畜
在切尔诺贝利事故中受到核污染的患者
马 斯 河 谷 烟 雾
洛杉矶光化学烟雾
伦敦烟雾
日本痛痛病
日本水俣病
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。
环境污染：人类活动产生的副产品和废物进入环境，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，对生态系统产生的一系列干扰和侵 害，如水污染、大气污染、酸雨、臭氧层破坏、海洋污染等等。具体地说：环 境污染就是指有害物质对大气、水、土壤和动植物污染并达到有害的程度。
2）环境问题的认识过程
Manahan Lewis Publishers 6. 《环境化学教程》，刘兆荣，化学工业出版社，2003年 7. Chemistry of the Environment Thomas G. Spiro William M.
Stigliani 清华大学出版社（影印版），2003年7月 8. 《环境化学进展》，戴树桂主编, 2005年
固体废物污染控制化学
4）环境化学的任务
●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
●用化学的基本理论和方法发现和解 决环境问题
5）环境化学的研究内容
● 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和不同介质 间的环境化学行为；
要求同学们了解环境化学的任务，明 确环境化学课程学习的目的。
第一节 环境问题
环境问题：是指由于自然力或人类活动 所导致的全球环境或区域环境中出现不 利于人类生存和社会发展的各种现象。
包括一切形式的环境恶化或对生物圈的 一切不利影响。
1）环境问题分类
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、
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。
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。
科学期刊类
1. 中国环境科学 2. 环境科学 3. 环境化学 4. 环境科学学报 5. Chemosphere 6. Environ. Sci. Technol. 7. Water Research 8. Journal of The Total Environment
第一章 绪 论
本章从当今世界和我国面临的主要环 境问题入手，介绍环境化学在环境科学和 解决环境问题中的地位和作用及其任务、 内容、特点、发展方向和主要环境污染物 迁移转化途径。
全球十大环境问题
土壤遭受严重破坏，肥沃程度降低，剥蚀情况严重，年流失量大增。 能源的浪费引起气温升高，对农业和生态系统产生严重影响。 自然区域越来越小，导致数以千计物种灭绝甚至引起新的温度。 森林面积严重减少，引起一系列环境问题。 淡水资源受到威胁，1/4的地方长期缺水。 化学污染威胁动植物健康，引发癌症，导致土壤肥力减弱。 城市序扩大，严重破坏环境。 过度开发海洋，渔业资源锐减。 空气污染威胁人们的健康。 极地臭氧洞扩大，南极的臭氧层损失50%以上。