《环境化学原理》PPT课件
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环境化学《第一节 环境化学》ppt
（3） 当今世界面临的环境问题
(A)大气污染严重 全球性的大气污染有：酸雨、温室效应、臭 氧层的破坏。 区域性的大气污染有：光化学烟雾、大气气 溶胶等。
（a）酸雨：pH＜5.6的雨 雪或其它形式的降水。 主要的致酸物质有 H2SO4，HNO3，有机酸。
前体物是SO2，NOX。
世界上最严重的酸雨为 pH＜1.5。我国有1/3 国土被酸雨所覆盖。年降 雨一般pH＜4.5。
2000年 2000环境千年，行动起来吧。 2001年 世间万物，生命之网 2002年 让地球充满生机 2003年 水——二十亿人生命之所系 2004年 海洋存亡，匹夫有责 2005年 营造绿色城市，呵护地球家园 2006年：沙漠和沙漠化
2007年世界环境日主题为“冰川消融，后 果堪忧”。 年“六· 五”世界环境日中国主题——“污染 减排与环境友好型社会”， 2008年世界环境日的主题—— “转变传统观 念，推行低碳经济”. 2008年“六· 五”世界环境日中国主题—— “绿色奥运与环境友好型社会”
环境科学已形成许多分支：环境地学、 环境生物学、环境化学、环境物理学、 环境工程学、环境医学；环境管理学、 环境经济学、环境法学；环境评价学、 环境规划学等。
环境化学是环境科学的一个重要分支学科
5、环境化学 (Environmental Chemistry)
环境化学是在化学学科的传统理论和 方法的基础上发展起来，以化学物质在环 境中出现和引起的环境问题为研究对象， 研究有害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。
《中华人民共和国环境保护法》中规定， 环境是指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和总体, 包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森 林、草原、野生生物、自然遗迹、人文 遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市 和乡村等。
环境化学PPT课件
南宁市区 28.8 8.48 15.7 45.8 19.9 0.9 11.8 9.6 1985-1986
日本神户
19.5
31 18 31 6.5 3.5 15 3 52 4.30
50 12 22 5 16 6 2 114 3.94
31 28 21 3.5 3.5 24 2 39 4.41
19 10 21 11.5 5 24 39 19 7.5 3
－ － 11 4.96 － － 40 4.4
注：本2表021摘/8/6自唐孝炎，1990。
环境化学
第一章 绪论
第一节 环境化学
一、环境问题
二、环境化学
第二节 环境污染物
一、环境污染物的类别
二、环境效应及其影响因素
三、环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简
介
2021/8/6
1
2021/8/6
2
表1－1环境化学分支学科划分
研究领域 环境分析化学
分支学科 环境有机分析化学 环境无机分析化学
大气环境化学
季节 气温 湿度 日光 臭氧浓度 出现时间 毒性
发 生 较 早 (1873) ， 至 今 已 多 次 出 现 颗粒物、SO2、硫酸雾等 煤
冬季 低(4℃以下) 高 弱 低 白天夜间连续 对呼吸道有刺激作用，严重时导 致死亡
发生较晚(1946)，发生光化学反应 碳氢化合物、NOx、O3、PAN、醛 类等 汽油、煤气、石油
各圈层的环境化学
水环境化学
土壤环境化学
环境生态化学①
大气污染控制化学
环境工程化学
水污染控制化学
固体废物污染控制化学
注： ①“环境生态学也可列为平行的另一个分支学科
2021/8/6
环境化学原理17PPT课件
因此，x、L、c、D是稳态模型中的变量
（5）与河流水体物理、化学有关的参数：
U：河水平均流速，km/d;
K1：耗氧速度系数，d-1; K2：复氧速度系数，d-1; Ex：离散系数。
（二）S-P模型 描述河流水质模型是由斯特里特（H.
Streater）和菲尔普斯（E.Phelps）在1925 年建立的，简称S-P模型。
混合、稀释、沉降、吸附、水解、氧化、 降解等，使水体能部分或逐渐恢复到原来状 态，即水体可发挥其自净作用将污染物清除。
■ 耗氧有机物的
生物氧化过程
与化学反应的不同： 酶学特征
CO2+H2O CO2
■ 耗氧有机物的生物氧化过程
（2）如果进入水体中的有机物很多， 有机物的降解或分解是一个逐渐消耗水中 溶解氧的过程，随着这一过程的发展，水 中溶解氧出现严重不足，即水体出现亏氧 作用。在这种条件下，有机物厌氧分解产 生H2S、NH3、CH4等还原性化合物，导致 水质恶化。
■ 河流中有机污染物的分解与溶解氧平衡的
数学模型
污染物在某一空间位置的浓度不随时间变 化，这种不随时间变化的状态称为稳态，在这 种稳态下，可以建立污染物浓度在任意河段中 空间位置的数学函数关系一维模型。
（一）模型的有关条件和参数：
（1）河流自污染点起计算其长度（用 x表示，其中x0为起始点位置，m）
若在河流某点连续排入固定量的 有机污染物，在稳定流动状态下沿河 道（河长）不同距离测定水中的溶解 氧浓度，则可得到一条溶解氧变化曲 线，也就是缺氧量变化曲线，又称为 溶氧下垂曲线。
清洁区 水质恶化区
水质恢复区
有机物污水排入
溶解氧饱和值
起始
DO
溶 解
临界点CP
（5）与河流水体物理、化学有关的参数：
U：河水平均流速，km/d;
K1：耗氧速度系数，d-1; K2：复氧速度系数，d-1; Ex：离散系数。
（二）S-P模型 描述河流水质模型是由斯特里特（H.
Streater）和菲尔普斯（E.Phelps）在1925 年建立的，简称S-P模型。
混合、稀释、沉降、吸附、水解、氧化、 降解等，使水体能部分或逐渐恢复到原来状 态，即水体可发挥其自净作用将污染物清除。
■ 耗氧有机物的
生物氧化过程
与化学反应的不同： 酶学特征
CO2+H2O CO2
■ 耗氧有机物的生物氧化过程
（2）如果进入水体中的有机物很多， 有机物的降解或分解是一个逐渐消耗水中 溶解氧的过程，随着这一过程的发展，水 中溶解氧出现严重不足，即水体出现亏氧 作用。在这种条件下，有机物厌氧分解产 生H2S、NH3、CH4等还原性化合物，导致 水质恶化。
■ 河流中有机污染物的分解与溶解氧平衡的
数学模型
污染物在某一空间位置的浓度不随时间变 化，这种不随时间变化的状态称为稳态，在这 种稳态下，可以建立污染物浓度在任意河段中 空间位置的数学函数关系一维模型。
（一）模型的有关条件和参数：
（1）河流自污染点起计算其长度（用 x表示，其中x0为起始点位置，m）
若在河流某点连续排入固定量的 有机污染物，在稳定流动状态下沿河 道（河长）不同距离测定水中的溶解 氧浓度，则可得到一条溶解氧变化曲 线，也就是缺氧量变化曲线，又称为 溶氧下垂曲线。
清洁区 水质恶化区
水质恢复区
有机物污水排入
溶解氧饱和值
起始
DO
溶 解
临界点CP
酸碱平衡环境化学原理.ppt
在实际中，加入的酸量与相应的重点有关。 如用甲基橙为指标剂判断终点（pH约），此 时所得的结果称为甲基橙碱度。
由于甲基橙碱度包含总碱度所定义的所 有碱性物质，故甲基橙碱度实际上就是总 碱度。其化学反应的计量关系式如下：
H+ + OH-
2H+ + CO32H+ + HCO3-
H2O H2CO3
H2CO3
CO2(aq) + H2O
H2CO3 pK0
H2CO3*
HCO3- + H+ pKa1
HCO3-
CO32- + H+ pKa2
在水体碳酸盐平衡体系中，H2CO3*、HCO3-、
CO32-三种形态浓度比率
、0
和
1
为：
分别可表达
2
0 = [H2CO3* ]/{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32-]}
天然水体的pH值一般在6-9之间，对 于一般水体，其pH一般变化较小，这表 明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个 缓冲体系。一般情况下，各种碳酸化合物 是控制水体pH值的主要因素，即起主要 的酸碱缓冲作用，次要因素包括腐殖质及 磷酸盐等。
对于碳酸水体系，当时，可以只 考虑一级碳酸平衡，故其pH值可由 下式确定：
■ 水中碳酸平衡关系
水体碳酸物质存在着4种化合态(形态)： CO2、H2CO3、HCO3-和CO32实 际 上 ， 天 然 水 体 中 H2CO3 含 量 极
低，主要是溶解性的CO2，因此常把水中 的CO2和H2CO3合并为H2CO3*。
水中H2*CO3（CO2）—HCO3—CO32-体系可用下面的反应和平衡 常数(25℃)表示：
由于甲基橙碱度包含总碱度所定义的所 有碱性物质，故甲基橙碱度实际上就是总 碱度。其化学反应的计量关系式如下：
H+ + OH-
2H+ + CO32H+ + HCO3-
H2O H2CO3
H2CO3
CO2(aq) + H2O
H2CO3 pK0
H2CO3*
HCO3- + H+ pKa1
HCO3-
CO32- + H+ pKa2
在水体碳酸盐平衡体系中，H2CO3*、HCO3-、
CO32-三种形态浓度比率
、0
和
1
为：
分别可表达
2
0 = [H2CO3* ]/{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32-]}
天然水体的pH值一般在6-9之间，对 于一般水体，其pH一般变化较小，这表 明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个 缓冲体系。一般情况下，各种碳酸化合物 是控制水体pH值的主要因素，即起主要 的酸碱缓冲作用，次要因素包括腐殖质及 磷酸盐等。
对于碳酸水体系，当时，可以只 考虑一级碳酸平衡，故其pH值可由 下式确定：
■ 水中碳酸平衡关系
水体碳酸物质存在着4种化合态(形态)： CO2、H2CO3、HCO3-和CO32实 际 上 ， 天 然 水 体 中 H2CO3 含 量 极
低，主要是溶解性的CO2，因此常把水中 的CO2和H2CO3合并为H2CO3*。
水中H2*CO3（CO2）—HCO3—CO32-体系可用下面的反应和平衡 常数(25℃)表示：
环境化学全部PPT课件
提出了“持续发展”的战略
——把经济发展和环境保护相结合。
第三阶段：90年代以来
巩固和发展“持续发展”的战略思想。
——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展
环境化学的发展：
孕育阶段：二次大战-1970年；
形成阶段：70-80年代；
发展阶段：80年代。
24
二次大战-20世纪60年代：研究环境中农药
环 境 化 学
Environmental chemistry
1
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 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 的运动过程及毒性 第六章典型污染物在环境各 圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复
2
参考书籍
3
参考期刊
环境科学 环境化学 化工环保 环境保护 环境工程 环境科学学报 中国环境科学 农村生态环境 环境污染与防治 环境污染治理技术与设备
19
世界地球日的由来
１９６９年，美国民主党参议员盖洛 德。尼尔森提议，在全国各大学校 园内举办环保问题讲演会，并将次 年的４月２２日作为“地球日”。 1970年4月22日，由美国哈佛大学 学生丹尼斯· 海斯发起并组织的环境 保护活动，犹如星火燎原。全美国 共有2000多万人参加，约1万所中 小学，2000所高等院校和全国的各 大团体参加了这次活动，这一天就 成了第一个地球日。
27
3. 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；
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。
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
环境化学课件
大气的结构
大气在垂直方向上可分为对流层、平流层、中间层、热层和外大气层。其中， 对流层是大气最底层，与人类活动关系最为密切。
大气污染及来源
大气污染的定义
大气污染是指由于人类活动或自然过程使得大气中的一些物质的含量达到有害的 程度，以至破坏生态系统和人类正常生活条件的现象。
大气污染的主要来源
工业排放、交通运输、农业活动、城市生活等。其中，工业排放和交通运输是大 气污染的主要来源。
04 土壤环境化学
土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成 成分，包括原生矿物和次生矿 物，对土壤的物理和化学性质
有重要影响。
有机质
土壤有机质主要来源于动植物 残体及其分解产物，对土壤肥 力、结构和微生物活性等有重 要作用。
水分
土壤水分是土壤的重要组成部 分，影响土壤的理化性质和生 物活性。
度升高，导致温室效应。
03 水环境化学
水体组成与性质
水体的组成
水分子、溶解物质、悬浮物质、 底泥等。
水体的物理性质
温度、颜色、透明度、密度、粘度 等。
水体的化学性质
酸碱度、硬度、氧化还原电位、溶 解氧等。
水体中污染物迁移转化
01
02
03
污染物的来源
工业废水、生活污水、农 业排水、大气沉降等。
污染物的迁移
食物链进入生物体。
土壤污染
03
农药、重金属等污染物在土壤中的积累，通过食物链或直接接
触进入生物体。
生物体内污染物质运移途径
血液循环
污染物质进入血液后，随血液循环分布到全身各组织器官。
淋巴循环
部分污染物质可进入淋巴液，通过淋巴循环转运至淋巴结等组织 。
大气在垂直方向上可分为对流层、平流层、中间层、热层和外大气层。其中， 对流层是大气最底层，与人类活动关系最为密切。
大气污染及来源
大气污染的定义
大气污染是指由于人类活动或自然过程使得大气中的一些物质的含量达到有害的 程度，以至破坏生态系统和人类正常生活条件的现象。
大气污染的主要来源
工业排放、交通运输、农业活动、城市生活等。其中，工业排放和交通运输是大 气污染的主要来源。
04 土壤环境化学
土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成 成分，包括原生矿物和次生矿 物，对土壤的物理和化学性质
有重要影响。
有机质
土壤有机质主要来源于动植物 残体及其分解产物，对土壤肥 力、结构和微生物活性等有重 要作用。
水分
土壤水分是土壤的重要组成部 分，影响土壤的理化性质和生 物活性。
度升高，导致温室效应。
03 水环境化学
水体组成与性质
水体的组成
水分子、溶解物质、悬浮物质、 底泥等。
水体的物理性质
温度、颜色、透明度、密度、粘度 等。
水体的化学性质
酸碱度、硬度、氧化还原电位、溶 解氧等。
水体中污染物迁移转化
01
02
03
污染物的来源
工业废水、生活污水、农 业排水、大气沉降等。
污染物的迁移
食物链进入生物体。
土壤污染
03
农药、重金属等污染物在土壤中的积累，通过食物链或直接接
触进入生物体。
生物体内污染物质运移途径
血液循环
污染物质进入血液后，随血液循环分布到全身各组织器官。
淋巴循环
部分污染物质可进入淋巴液，通过淋巴循环转运至淋巴结等组织 。
环境化学全套课件
环境污染的全生命周期管理
从源头预防到末端治理，对环境污染进行全生命周期的管理，降低 环境负荷。
跨学科的交叉融合
环境化学与生物学、地理学、社会学等学科的交叉融合，为解决环 境问题提供更多思路和方法。
应对挑战的策略与措施
加强环境化学基础研究
深入开展环境化学过程和机理研究，为污染治理和预防提供科学 依据。
物种灭绝、基因资源丧失、生态平衡破坏等。
03
环境化学污染物
有机污染物
持久性有机污染物
这类污染物在环境中难以降解，可在水、土壤和生物体内积累， 对环境和人体健康造成长期危害。
含氯有机污染物
如多氯联苯、二噁英等，这些物质具有致癌、致畸和致突变性， 对环境和人体健康造成严重威胁。
含磷有机污染物
这类污染物具有生物富集性，可导致水体富营养化，对水生生态 系统造成破坏。
详细描述
物理化学过程包括溶解、沉淀、挥发、氧化还原等，这些过程在环境中的元素 迁移转化中起着重要作用。例如，土壤中的重金属离子可以通过溶解作用进入 地下水，进而影响地下水的质量。
生物化学过程
总结词
生物化学过程是环境化学中不可或缺的一部分，主要涉及生物体与环境中的化学 物质之间的相互作用。
详细描述
生物化学过程包括生物降解、生物转化和生物积累等。例如，土壤中的有机污染 物可以通过微生物的降解作用被分解为无害的物质，从而降低土壤污染的程度。
环境化学全套课件
汇报人：
202X-12-23
• 环境化学基础 • 环境污染与生态破坏 • 环境化学污染物 • 环境化学反应与过程 • 环境化学监测与评价 • 环境化学治理与修复 • 环境化学的未来发展与挑战
01
环境化学基础
环境化学的定义与重要性
从源头预防到末端治理，对环境污染进行全生命周期的管理，降低 环境负荷。
跨学科的交叉融合
环境化学与生物学、地理学、社会学等学科的交叉融合，为解决环 境问题提供更多思路和方法。
应对挑战的策略与措施
加强环境化学基础研究
深入开展环境化学过程和机理研究，为污染治理和预防提供科学 依据。
物种灭绝、基因资源丧失、生态平衡破坏等。
03
环境化学污染物
有机污染物
持久性有机污染物
这类污染物在环境中难以降解，可在水、土壤和生物体内积累， 对环境和人体健康造成长期危害。
含氯有机污染物
如多氯联苯、二噁英等，这些物质具有致癌、致畸和致突变性， 对环境和人体健康造成严重威胁。
含磷有机污染物
这类污染物具有生物富集性，可导致水体富营养化，对水生生态 系统造成破坏。
详细描述
物理化学过程包括溶解、沉淀、挥发、氧化还原等，这些过程在环境中的元素 迁移转化中起着重要作用。例如，土壤中的重金属离子可以通过溶解作用进入 地下水，进而影响地下水的质量。
生物化学过程
总结词
生物化学过程是环境化学中不可或缺的一部分，主要涉及生物体与环境中的化学 物质之间的相互作用。
详细描述
生物化学过程包括生物降解、生物转化和生物积累等。例如，土壤中的有机污染 物可以通过微生物的降解作用被分解为无害的物质，从而降低土壤污染的程度。
环境化学全套课件
汇报人：
202X-12-23
• 环境化学基础 • 环境污染与生态破坏 • 环境化学污染物 • 环境化学反应与过程 • 环境化学监测与评价 • 环境化学治理与修复 • 环境化学的未来发展与挑战
01
环境化学基础
环境化学的定义与重要性
环境化学完整ppt课件
土壤空气是存在于土壤孔隙中的气体，对 植物生长和土壤微生物活动有重要影响。
土壤污染及危害
重金属污染
主要来自工业废水、废气、废渣的排放，以及农药、化肥 的过度使用。重金属在土壤中难以降解，会通过食物链富 集，对人体健康造成危害。
有机物污染
主要来源于工业和城市污水、石油泄漏、农药使用等。有 机物污染会破坏土壤生态平衡，影响农作物产量和品质。
面临挑战和机遇探讨
复杂环境问题
随着工业化和城市化的加速，复合型、区域性环境问题日益突出 ，对环境化学提出更高要求。
新兴污染物研究
新型污染物如纳米材料、微塑料等的环境行为、生态效应和风险 控制成为研究热点。
国际合作与交流
全球环境问题需要加强国际合作与交流，共同应对挑战。
未来发展方向预测
01
绿色化学与可持续发展
自20世纪70年代以来，环境化学逐渐 成为一个独立的学科领域，随着环境 问题日益严重，环境化学的研究和应 用也越来越受到重视。
环境化学研究内容
01
02
03
04
环境中化学物质的来源、分布 和归宿
化学物质在环境中的迁移、转 化和降解过程
化学物质对生物和生态系统的 毒性效应和风险评估
环境污染的监测、治理和修复 技术
生物转化
土壤中的微生物、植物根系等生物因素会对污染 物进行降解、转化或吸收。生物转化是土壤中污 染物去除的重要途径之一。
05
生物体内污染物质运输与转化
生物体内污染物质来源及危害
工业排放
废气、废水和固体废弃物中的 重金属、有机物等污染物，通
过食物链进入生物体内。
农业活动
农药、化肥的过度使用，导致 土壤、水源污染，进而影响生 物体。
《环境化学原理》PPT课件
5、源污染
（1）点源污染（Point source pollution)
（2）面源污染 面源污染在很多场合称为 “非点源污染”（Non-point source pollution)或 称为“散源污染”(Diffuse source pollution)。
通常，对于面源污染，除了从源头控制污染 物外，还有污染物“汇”的防治方法（即末端治 理）：湿地去除、水生植物去除、生物技术防治 等。
t (min)
图4-1-2 北京某公园水华期间水样藻毒素的 反相HPLC谱图
3、电感耦合等离子体质谱(ICPMS)
主要分析环境中金属元素及有机 金属化合物（Hg、Sn及其有机金属 化合物）。
ICPMS分析技术简介
ICPMS离子发生源：ICP
ICPMS检测器：
四极杆质谱：质量分析器（即检测器）为 通电的4根金属棒；
4、汇（Sink）
sink是英语中有“下水道”的含意，是一 种污水坑，但在环境化学中sink是污染物的 长期储库，尽管这个库并不是永久性的，但 它在一段时间是长期存在的。
例如，大理石建筑可能是大气酸雨的一 个汇：
H2SO4+CaCO3→CaSO4+H2O+CO2↑ 通过这个反应，大理石就把硫酸固定为 墙的组成成分；河流、湖泊都可能是某种污 染物的汇，对应于“源”—“source”。
环境分析化学主要技术的突破：
1、样品采集和前处理技术
这是环境分析化学的瓶颈。现在， 样品的采集和前处理可同时完成。
如用固相萃取(Solid Phase Extraction， SPE)就能够代替固体的破碎、碾磨、取 样和传统的液液萃取的技术，一次性完 成取样和提取，提高了测定的回收率， 大大缩短了分析时间。
《环境化学课件》PPT课件
物体。
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ，通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累，通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径，使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物，如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用，将有机物转化为无害物质，包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定，包括微生物修复和植物修复等。
REPORT
《环境化学课件》 PPT课件
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
REPORT
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ，通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累，通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径，使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物，如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用，将有机物转化为无害物质，包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定，包括微生物修复和植物修复等。
REPORT
《环境化学课件》 PPT课件
CATALOG
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ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
REPORT
环境化学PPT课件
大气圈垂直结构
对流层、平流层、中间层、热成 层、外大气层
大气组成
恒定成分（N2、O2、Ar等）、 可变成分（CO2、H2O等）、不 定成分（自然源、人为源污染物 ）
大气污染物的来源与分类
污染源
自然源（火山喷发、森林火灾等）、人为源（工业、交通、 农业等）
污染物分类
气溶胶状态污染物（粉尘、烟、雾等）、气体状态污染物（ SO2、NOx、CO等）
为植物根系和土壤微生物提供氧气，参 与土壤中的气体交换
土壤污染物的来源与分类
天然源
地质背景值高、火山活动、自然风化和 淋溶作用
按性质分类
化学污染物、物理污染物、生物污染物
人为源
工业“三废”、农药和化肥使用、生活 污水和垃圾
按形态分类
气体、液体、固体
土壤污染物的迁移转化过程
物理过程
吸附与解吸、挥发与凝结 、溶解与沉淀
阐述工业废水、生活污水、农业面源污染等水体污染的主要来源 ，以及其对水生态环境和人类健康的危害。
水污染治理技术分类
介绍物理法、化学法、生物法等水污染治理技术的原理和应用。
水污染治理案例分析
通过具体案例，分析水污染治理技术的实际应用效果及存在的问 题。
土壤污染治理技术原理及应用
土壤污染来源及危害
阐述工业固体废弃物、农药化肥使用等土壤污染的主要来源，以 及其对农产品安全和人类健康的危害。
环境化学的研究对象与任务
研究对象
环境化学的研究对象包括大气、水、土壤、生物等环境中的化学物质。
任务
环境化学的主要任务是揭示化学物质在环境中的迁移、转化和归宿规律，评价 化学物质对环境和人类健康的影响，为环境保护和可持续发展提供科学依据。
环境化学ppt课件
（三）卫生标准
公共场所空气质量卫生标准中臭氧的浓度限值为 0.1mg/m³,当其浓度为0.3mg/m³以上时，一日超过4 次，每次15min以上，均是不允许的。 工作场所空气中臭氧的最高容许浓度为0.3mg/m³。
二、常用测定方法
㈠化学发光法
( 1 )原理臭氧分析器是根据臭氧和乙烯气相发光反 应的原理制成的。样气被连续抽进仪器的反应室 与乙烯反应产生激发态的甲醛(HCHO＇)。当 HCHO＇回到基态时，放出光子(hγ)。反应式如下 ：2O3＋2C2H4→4HCHO＇＋O2HCHO＇→HCHO ＋hγ式中h——普朗克常数；γ——光子的振动频 率。光子通过光电倍增管和放大器后，转变为电 流，并被放大，电流大小与臭氧浓度成正比。用 臭氧标准气体标定仪器的刻度值，即能测得臭氧 浓度。仪器可接记录仪或与电子计算机相联接。
仪器主要技术指标： 测量范围(分四个量程档)： 0 ～0.25；0～0.5；0～1.0； 0～)：＜45s；线性误差：＜±2%满刻度； 重现性：＜±2%满刻度；零点飘移：＜±2%满刻度 (24h内)；标度飘移：＜±2%满刻度(24h内)；噪音＜ ±1%满刻度；抗干扰能力：总干扰相当量＜ 0.005mg/m3；反应室的工作压力：大气压；工作环境 温度：0～35℃，相对湿度＜85%；信号输出：接记录 器0～10mV，接电子计算机0～2V。(2)臭氧标准气体 发生装置 臭氧浓度用紫外光度法标定，见第五章第 二节臭氧发生器和臭氧浓度的标定。
(6)计算：1、从记录器上读取任一时间臭氧浓度，mg/m3。2、 将记录纸上的浓度与时间曲线进行积分计算(或与电子计算机联 接)，可以得到臭氧小时平均浓度和日平均浓度，mg/m3 (7)说明：1、方法的灵敏度 2mg/m3臭氧与乙烯反应产生的光子 ，得到约10-8A的电流。本法最低检出浓度为0.005mg/m3。 2、精密度和准确度 精密度＜2%满刻度；准确度：指示浓度和 计算浓度相对误差＜2。 3、臭氧与乙烯气相发光反应，发射300～600nm的连续光谱，峰 值波长为435nm。 4、固定样气流量为600ml/min和800ml/min时，响应值与乙烯流 量成正比。当乙烯流量为20ml/min，样气流量为600ml/min时， 有最大的响应值。考虑到仪器灵敏度与减少乙烯用量，并使排 出的混合气在去烃装置中达到最佳除烃效果，故选择样气流量 400ml/min，乙烯流量为20ml/min。
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（二）硫化物
一般而言，金属离子的硫化物在水中的溶解度 比起其氧化物或氢氧化物小得多，对金属离子在天 然水中的沉积起着重要作用。
例如，Hg2+在天然水体中的行为由于水体性质 而发生明显分异。汞的甲基化过程在嫌气条件下易 于发生。但水体在嫌气条件下产生H2S，而S2-非常 容易与Hg2+生成HgS沉淀，那么，汞的甲基化作用 会明显被削弱，汞的迁移和毒害就会降低。由于上 述原因，好气条件下的天然水体发生汞的甲基化作 用常大于嫌气条件下的情况。
8.18
CoCO3
1.410-13
12.84
PbCO3
7.410-14
13.13
CuCO3
1.410-10
9.86
SrCO3
1.110-10
9.96
FeCO3
3.210-11
10.50
ZnCO3
1.410-11
10.84
S2-的含量约为10-10 mol/L，相当于3.210-6 mg/L
[CO2] = 1.028×10-5mol/L，相当于0.45 mg/L，这时
35.2
PbS
810-28
SnS
110-25
FeS
ห้องสมุดไป่ตู้
3.310-18
17.5
ZnS
1.610-24
Hg2S
1.010-45
45.0
As2S3*
2.110-22
注：引自武汉大学主编，2000；*为下列平衡的平衡常数：
As2S3 + 4H2O == 2HAsO2 + 3H2S。
完整版课件ppt
pKsp 52.4 12.6 18.5 27.9 25.0 23.8 21.68
分子式
Ksp
pKsp
分子式
Ksp
pKsp
Ag2CO3
8.110-12
11.09
Hg2CO3
8.910-17
16.05
BaCO3
5.110-9
8.29
MgCO3
3.510-8
7.46
CaCO3
2.910-9
8.54
MnCO3
1.810-11
10.74
CdCO3
5.210-12
11.28
NiCO3
6.610-9
完整版课件ppt
13
0
pKa1
pKsp (CaCO3)
pKa2
2 4
-1gc 6 H+
8
• •
CO32OH-
•
Ca2+
Zn2+
10
Pb2+
12 4 5 6 7 8 9 10 11 12
pH
图3-6 封闭体系中CaCO3、ZnCO3和PbCO3的溶解度
（cT = 3完整1版0-课3 m件poplt/L）
CO32-含量约为10-7mol/完L整。版课件ppt
5
■ 水中Ca2+对pH的调节作用
C1：CaCl2 2mmol/L C2： CaCl2 8mmol/L N1：NaHCO3 2mmol/L N2： NaHCO3 8mmol/L 因此，CaCl2在降低盐碱性水体的pH有显著作用
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6
[CO32-] = cT 2
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9
根据沉淀溶解平衡，有
CaCO3(s)
Ca2+ + CO32-
Ksp = [Ca2+][CO32-]
于是：
[Ca2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/cT 2
这就是计算水溶液中钙离子浓度
的公式。
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10
对于其它金属Me2+，有
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1
表3-7 重金属硫化物的溶度积
分子式 Ag2S CdS
Ksp 6.310-50 7.910-27
pKsp 49.2 26.1
分子式 HgS MnS
Ksp 4.010-53 2510-13
CoS
4.010-21
20.4
NiS
3.210-19
Cu2S
2.510-48
47.6
CuS
6.310-36
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3
（三）碳酸盐
两价金属离子的碳酸盐通常是一些难溶 性化合物，表3-8列出了金属碳酸盐的溶度积。 由于碳酸盐在不同pH条件下，溶解度不同， 加上空气中CO2分压对溶液中碳酸形态的影 响，故碳酸盐对水中金属离子迁移的贡献随 环境条件的变化而异。
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4
表3-8 金属碳酸盐的溶度积
= 2.510-3(mol/L)
= 2.5(mmol/L)
- lg[Ca2+] = 2.60
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12
再如在这一条件下，PbCO3的溶解 度为：
[Pb2+] = Ksp/cT 2
= 7.410-14/(310-33.8210-4)
= 6.410-8 (mol/L)
- lg[Pb2+] = 7.19
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7
由于方解石（CaCO3）是天然水 体中钙的主要矿物，其对水中离子的
调节非常重要。因此，下面以CaCO3 和其它金属的碳酸盐为例，对碳酸盐
的 溶 解 度 与 pH 的 关 系 作 进 一 步 介 绍 。
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8
1. 封闭体系
其特征为： 1) 只考虑溶液相碳酸形态和固相碳酸 盐碳酸形态； 2) 把H2CO3*当成不挥发酸处理； 3) 碳酸形态总浓度cT为常数, 其中
[Me2+]= Ksp/ cT 2 由于 2 是pH的函数，说明CaCO3
或MeCO3的溶解与pH有关。
（
2
(1[H]2 Ka1Ka2
[H])1 Ka2
）
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11
如在pH = 7，cT = 310-3 mol/L下
2 = 3.8210-4
[Ca2+] = Ksp/cT 2
= 2.910-9/(310-33.8210-4)
2
由表3-7可以看出，只要水环境中存在S2-，几 乎所有的重金属离子均可从水体中除去。在天然水 体中，S2-的含量约为10-10 mol/L，相当于3.210-6 mg/L。以Cu2+为例，CuS溶度积等于6.310-36，在 25℃下：
[Cu2+][S2-] = 6.310-36 把天然水中S2-的浓度代入上式，便可得天然水 中Cu2+的平衡浓度： [Cu2+] = 6.310-36/10-10 = 6.310-26 （mol/L） 由此说明，只要天然水中有少量S2-存在，Cu2+ 完全可从天然水中沉淀出来。
14
2. 开放体系
天然水体实际上是CO2的开放体 系，水体中CaCO3的形成是与水中碳 酸各形态基本上处于平衡之中。根据
亨利定律，大气中CO2一定，溶液中 [CO2]也相应固定：
即 cT = [CO2]/ 0 = KH pCO 2/ 0
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15
而 [CO32-]= cT 2 = 2 KH pCO 2 / 0
根据溶度积规则，可以得出二氧
化碳开放体系中的金属离子浓度的计
算公式为：
[Me2+] = 0 Ksp/( 2 KH pCO 2 )
一般而言，金属离子的硫化物在水中的溶解度 比起其氧化物或氢氧化物小得多，对金属离子在天 然水中的沉积起着重要作用。
例如，Hg2+在天然水体中的行为由于水体性质 而发生明显分异。汞的甲基化过程在嫌气条件下易 于发生。但水体在嫌气条件下产生H2S，而S2-非常 容易与Hg2+生成HgS沉淀，那么，汞的甲基化作用 会明显被削弱，汞的迁移和毒害就会降低。由于上 述原因，好气条件下的天然水体发生汞的甲基化作 用常大于嫌气条件下的情况。
8.18
CoCO3
1.410-13
12.84
PbCO3
7.410-14
13.13
CuCO3
1.410-10
9.86
SrCO3
1.110-10
9.96
FeCO3
3.210-11
10.50
ZnCO3
1.410-11
10.84
S2-的含量约为10-10 mol/L，相当于3.210-6 mg/L
[CO2] = 1.028×10-5mol/L，相当于0.45 mg/L，这时
35.2
PbS
810-28
SnS
110-25
FeS
ห้องสมุดไป่ตู้
3.310-18
17.5
ZnS
1.610-24
Hg2S
1.010-45
45.0
As2S3*
2.110-22
注：引自武汉大学主编，2000；*为下列平衡的平衡常数：
As2S3 + 4H2O == 2HAsO2 + 3H2S。
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pKsp 52.4 12.6 18.5 27.9 25.0 23.8 21.68
分子式
Ksp
pKsp
分子式
Ksp
pKsp
Ag2CO3
8.110-12
11.09
Hg2CO3
8.910-17
16.05
BaCO3
5.110-9
8.29
MgCO3
3.510-8
7.46
CaCO3
2.910-9
8.54
MnCO3
1.810-11
10.74
CdCO3
5.210-12
11.28
NiCO3
6.610-9
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0
pKa1
pKsp (CaCO3)
pKa2
2 4
-1gc 6 H+
8
• •
CO32OH-
•
Ca2+
Zn2+
10
Pb2+
12 4 5 6 7 8 9 10 11 12
pH
图3-6 封闭体系中CaCO3、ZnCO3和PbCO3的溶解度
（cT = 3完整1版0-课3 m件poplt/L）
CO32-含量约为10-7mol/完L整。版课件ppt
5
■ 水中Ca2+对pH的调节作用
C1：CaCl2 2mmol/L C2： CaCl2 8mmol/L N1：NaHCO3 2mmol/L N2： NaHCO3 8mmol/L 因此，CaCl2在降低盐碱性水体的pH有显著作用
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[CO32-] = cT 2
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9
根据沉淀溶解平衡，有
CaCO3(s)
Ca2+ + CO32-
Ksp = [Ca2+][CO32-]
于是：
[Ca2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/cT 2
这就是计算水溶液中钙离子浓度
的公式。
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10
对于其它金属Me2+，有
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1
表3-7 重金属硫化物的溶度积
分子式 Ag2S CdS
Ksp 6.310-50 7.910-27
pKsp 49.2 26.1
分子式 HgS MnS
Ksp 4.010-53 2510-13
CoS
4.010-21
20.4
NiS
3.210-19
Cu2S
2.510-48
47.6
CuS
6.310-36
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3
（三）碳酸盐
两价金属离子的碳酸盐通常是一些难溶 性化合物，表3-8列出了金属碳酸盐的溶度积。 由于碳酸盐在不同pH条件下，溶解度不同， 加上空气中CO2分压对溶液中碳酸形态的影 响，故碳酸盐对水中金属离子迁移的贡献随 环境条件的变化而异。
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4
表3-8 金属碳酸盐的溶度积
= 2.510-3(mol/L)
= 2.5(mmol/L)
- lg[Ca2+] = 2.60
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再如在这一条件下，PbCO3的溶解 度为：
[Pb2+] = Ksp/cT 2
= 7.410-14/(310-33.8210-4)
= 6.410-8 (mol/L)
- lg[Pb2+] = 7.19
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由于方解石（CaCO3）是天然水 体中钙的主要矿物，其对水中离子的
调节非常重要。因此，下面以CaCO3 和其它金属的碳酸盐为例，对碳酸盐
的 溶 解 度 与 pH 的 关 系 作 进 一 步 介 绍 。
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1. 封闭体系
其特征为： 1) 只考虑溶液相碳酸形态和固相碳酸 盐碳酸形态； 2) 把H2CO3*当成不挥发酸处理； 3) 碳酸形态总浓度cT为常数, 其中
[Me2+]= Ksp/ cT 2 由于 2 是pH的函数，说明CaCO3
或MeCO3的溶解与pH有关。
（
2
(1[H]2 Ka1Ka2
[H])1 Ka2
）
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如在pH = 7，cT = 310-3 mol/L下
2 = 3.8210-4
[Ca2+] = Ksp/cT 2
= 2.910-9/(310-33.8210-4)
2
由表3-7可以看出，只要水环境中存在S2-，几 乎所有的重金属离子均可从水体中除去。在天然水 体中，S2-的含量约为10-10 mol/L，相当于3.210-6 mg/L。以Cu2+为例，CuS溶度积等于6.310-36，在 25℃下：
[Cu2+][S2-] = 6.310-36 把天然水中S2-的浓度代入上式，便可得天然水 中Cu2+的平衡浓度： [Cu2+] = 6.310-36/10-10 = 6.310-26 （mol/L） 由此说明，只要天然水中有少量S2-存在，Cu2+ 完全可从天然水中沉淀出来。
14
2. 开放体系
天然水体实际上是CO2的开放体 系，水体中CaCO3的形成是与水中碳 酸各形态基本上处于平衡之中。根据
亨利定律，大气中CO2一定，溶液中 [CO2]也相应固定：
即 cT = [CO2]/ 0 = KH pCO 2/ 0
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而 [CO32-]= cT 2 = 2 KH pCO 2 / 0
根据溶度积规则，可以得出二氧
化碳开放体系中的金属离子浓度的计
算公式为：
[Me2+] = 0 Ksp/( 2 KH pCO 2 )