环境化学(绿色化学与清洁生产)
2024年度绿色化学环境化学
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未来发展趋势预测和挑战应对
发展趋势
随着全球环境问题日益严峻，未来环保政策 将更加严格，环保标准将不断提高，绿色发 展成为企业生存和发展的必然选择。
原子经济性反应
原子利用率最大化
通过合理设计化学反应，使得原料中的原子尽可能完全转化为目标产物，减少 废物的生成。
高附加值化学品合成
利用原子经济性反应，合成具有高附加值的化学品，提高资源利用效率。
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高选择性反应
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高选择性催化剂
设计具有高选择性的催化剂，使得反应能够高选择性地生成 目标产物，减少副产物的生成。
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风能储能技术
开发高效、可靠的储能系统，如电 池储能、压缩空气储能等，解决风 能发电的波动性和不稳定性问题。
海上风电技术
研究海上风电场的建设和运维技术 ，提高海上风电的开发潜力和经济 性。
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生物质能开发与利用
生物质燃料技术
研究生物质燃料的制备、 改性和燃烧技术，提高生 物质能的利用效率和环保 性。
实施严格的垃圾分类制度，提高 可回收资源的利用率，减少垃圾
处理压力。
生物技术处理
利用生物发酵、生物酶解等技术 ，将有机垃圾转化为肥料或生物
燃气等有用物质。
热能回收利用
通过焚烧垃圾回收热能，用于发 电或供热，实现能源化利用。
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工业固体废弃物治理及资源化利用
有害物质去除
针对含有毒有害成分的工业固体废弃物，进行安全处理和有害物 质去除。
环境化学综述(绿色化学与清洁生产)
绿色化学与清洁生产应化1007班刘洋 2010016197摘要:化学工业在给人类带来丰富的新产品的同时, 也带来了严重的环境污染。
于是绿色化学应运而生。
绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质, 不再产生废物, 不再处理废物, 它是一门从源头上阻止污染的化学。
清洁生产就是绿色化学的生产实践,而绿色化学又是清洁生产的理论指导。
本文对绿色化学和清洁生产的研究的内容、技术概况及其发展方向进行综述。
关键词:绿色化学清洁生产1.引言化学在保证和提高人类生活质量、保护自然环境以及增强化学工业的竞争力方面均起着重要作用。
化学科学的研究成果和化学知识的应用, 创造了无数的新产品, 并走进了千家万户的生活中, 使我们衣、食、住、行各个方面都受益匪浅, 更不用说化学药物对人们防病祛疾、延年益寿、更高质量地享受生活等方面起到的作用。
但是另一方面, 随着化学品的大量生产和广泛应用,给人类原本和谐的生态环境带来了黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废物和各种各样的毒物, 这些正威胁着人们的健康, 伤害着我们的地球。
目前人类正面临的十大环境问题是:(1)大气污染;(2)臭氧层破坏;(3)全球变暖;(4)海洋污染;(5)淡水紧张和污染;(6)土地退化和沙漠化;(7)森林锐减;(8)生物多样性减少;(9)环境公害;(10)有毒化学品和危险废物。
应当说这十个问题都直接或间接地与化学物质污染有一定关系。
因此从根本上或源头上治理环境污染的必由之路就是要大力发展绿色化学,进行清洁生产[1]。
2.绿色化学的起源与发展概况2.1国外绿色化学的起源与发展概况1989年美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,基本思想是通过减少产生废物和回收利用废物以达到废物最少, 这是绿色化学的最初思想。
但废物最小化有一定的局限性, 因为它主要是一个与有害废物有关的术语, 包括废物的回收利用, 而未能将注意力集中在生产过程上。
因而, 1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念, 污染预防是指最大限度地减少生产场地产生的废物, 它包括减少使用有害物质和更有效地利用资源, 并以此来保护自然资源。
环境化学(绿色化学与清洁生产)
3.清洁生产的主要内容
政策和管理研究
企业审计
宣传教育
清洁生产
信息交换
技术研究、开发和示范
清洁技术转让推广
4.清洁生产的战略与方法
污染预防
削减有毒品使用
为环境而设计
5.清洁生产的意义及发展
清洁生产的推广对环境保护和经济的发展 起着重要的作用。我们面临着一个相互矛 盾的环境问题,一方面,我们花费大量资金与 资源处理污染,而处理的结果又有新废物产 生,又需要资源来处理它;另一方面,我们的环 境质量只得到局部改善,而更严重的全球性 环境问题,如臭氧层破坏、温室效应等对人 类与环境造成新的威胁。因而,只有实行清 洁生产才能解决上述矛盾。
展作为实现工业污染防治的重要任务
2003.1.1,我国开始实施《中华人民共和国清洁生产促进法》
2.清洁生产的定义
清洁生产是一项实现与环境协调发展的环境策 略,其定义为①对生产过程,要求节约原材料和能 源,淘汰有毒原材料,减降所有废弃物的数量和毒 性;②对产品,要求减少从原材料提炼到产品最终 处置的全生命周期的不利影响;③对服务,要求将 环境因素纳入设计和所提供的服务中。该思想将 整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品 和服务中,以增加生态效率和减少人类及环境的 风险。
南极企鹅体内也检验出DDT
案例二：反应停
在1950年代后期到1962年曾用作处理 孕妇作呕的药剂，然而后来发现在46 个国家中有8000个儿童具有出生缺陷。
在巴西，曾用此种药治疗麻疯病，导 致数十个生育畸形。
O
N
O
NH
OO
thalidomide
案例三：黄曲霉毒素
由于很多化学品有毒，出现了一些憎 O 化学品的呼声，认为全天然总比化学 O 品为好！其实不然，天然物中也含有 有毒化学物质。
【环境课件】环境化学(浙江大学)
本节内容要点：环境污染；人类生存面临的五大挑战；我国环境污染防治与发达国家的差距、面临的挑战、环境保护目标和急需解决的重大科学问题。
环境问题：是指包括一切形式的环境恶化或对生物圈的一切不利影响。
1）环境污染由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏生态系统和人们正常生活和生产条件。
环境污染的具体表现：a、有害物质对大气、水、土壤和动植物的污染并达到致害的程度b、生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏c、不可再生资源被滥采滥用d、固体废弃物、噪声、振动、恶臭、放射线等造成对环境的损害造成环境污染的因素：有物理的、化学的和生物的三方面，其中由化学物质引起的约占80%-90%世界上曾发生过八大公害事件：(1)比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件：发生在1932年12月，重工业排放的SO2使数千人中毒，60余人死亡。
(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。
绿色化工
绿色化工环境污染、资源、能源枯竭等问题是当前人们最为关心的热门话题之一，传统化学、化工面临着人类可持续发展要求的严重体挑战。
绿色化学化工的兴起和发展，既可以从根本上保护环境，又可以进一步促进化学工业生产发展，化学工业的出路在于大力开发和应用基于绿色化学原理发展起来的绿色化学化工技术。
20世纪化学工业：为衣、食、住、行、保健和娱乐以及国防安全提供了丰富的化学物质，也带来了不同程度的环境污染；21世纪绿色化学化工：将证明化学工业有能力推动经济和社会的可持续发展，保障子孙后代的美满幸福生活。
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的，是一个“新化学婴儿”。
它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。
绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。
世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源,又能防止污染。
原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的, 用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。
绿色有机合成应该是原子经济性的。
原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。
绿色化学的核心内容之二，其内涵主要体现在五个“R”上：第一是Reduction一一“减量”，即减少“三废”排放；第二是Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，这是降低成本和减废的需要；第三是Recycling——“回收”，可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求；第四是Regeneration——“再生”，即变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径；第五是Rejection ——“拒用”,指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的，有毒副作用及污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用，这是杜绝污染的最根本方法。
《环境化学》(第二版)全书教学课件
2024/1/26
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环境化学与其他学科关系
01 与化学的关系
环境化学是化学的一个分支，它应用化学的理论 和方法来研究环境问题。
02 与环境科学的关系
环境化学是环境科学的重要组成部分，它为环境 科学提供化学物质在环境中的行为和效应方面的 理论支撑。
03 与其他学科的关系
环境化学还与生态学、毒理学、地理学、气象学
包括混合、扩散、挥发、 吸附等。
化学过程
包括氧化、还原、水解、 络合等。
生物过程
包括生物降解、生物富集 、生物转化等。
污染物迁移途径
包括地表水-地下水交互作 用，水-土界面交互作用， 水-气界面交互作用等。
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土壤环境化学
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土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成物质， 构成了土壤的“骨骼”，一般占土壤 固相部分质量的95%～98%。土壤矿
等。
迁移
包括机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移。机械迁移是指污染物在土壤中的机械运动 ，如耕作、灌溉等引起的污染物在土壤中的混合和搅动；物理-化学迁移是指污染物在 土壤中的溶解、吸附、解吸、沉淀、气化等过程；生物迁移是指污染物通过生物体的吸
收、代谢、死亡等过程而发生的迁移。
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生物体内污染物质运输与转
环境质量评价标准
包括环境质量标准、污染物排放标准、环境基础 标准等。
3
环境影响评价
预测和评价人类活动对环境的影响，提出相应的 预防和治理措施。
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大气污染治理技术
01
颗粒物治理技术
包括机械除尘、湿式除尘、电除 尘等。
化学中的环境化学和绿色化学
化学中的环境化学和绿色化学化学在人类社会中扮演着极为重要的角色，它深刻地影响着我们的生存环境和生活质量。
但是，随着环境问题的加剧和对绿色发展的越来越强烈的要求，化学学科也在不断地转型和升级。
在这样的情境下，环境化学和绿色化学成为了化学学科中备受关注的两大方向。
一、环境化学环境化学是一门集热化学、物质科学、环境科学等多个学科于一体的横向学科，它主要研究自然环境中的化学反应与物质转化规律，以及化学物质对环境质量的影响。
环境化学的研究内容广泛，包括大气化学、水质化学、土壤化学等多个方面。
正是通过对这些不同方向的研究，才有助于全面了解化学物质在自然界中的分布和转化，为环境保护和人类健康提供有力支持。
以大气化学为例，在大气污染治理方面，环境化学起到了重要的作用。
科学家通过研究大气中各种化学物质的产生、传输、转化和消失过程，发现了许多重要物质（如二氧化硫、氮氧化物、臭氧等）在大气中的反应规律，为治理大气污染提供了重要的理论依据。
同时，环境化学对于了解环境中各种污染物的毒性作用也具有极为重要的意义。
通过理解不同物质的毒性机理和作用范围，可以更好地制定针对性治理措施。
二、绿色化学绿色化学是一种没有或很少使用有毒物质及高耗能过程，依靠可持续发展的多方面策略，降低环境影响和资源消耗，提高化学产品性能，从而实现经济现代化的创新技术。
绿色化学是一种新型的化学思想，其主要目的是通过改变化学过程和合成方式以及优化产品的性能，来减少化学污染和化学物质对环境的负面影响，从而建立可持续发展的化学产业体系。
在绿色化学的范畴内，典型的应用包括替代有毒的溶剂或氧化剂、开发新的可再生能源和降低化学反应的温度和催化剂等。
这些应用不仅可以降低化学工业对环境的影响，同时也可以提高化学产品的质量和生产效率。
特别是在食品、医药等行业中，绿色化学带来了革命性的进展，助力于新药的研发和合成，从而推动整个行业的发展。
三、环境化学和绿色化学的交叉点尽管环境化学和绿色化学在研究内容和应用方向上有所不同，但它们在一定程度上也存在着交叉和融合。
(完整word版)环境化学(绿色化学)
环境化学——绿色化学孙启月管理学院管理C106班绿色化学摘要建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发，重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。
为此，工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料，化学反应的绿色化。
关键词绿色化学环境保护生物技术人类正面临有史以来最严重的环境危机，由于人口急剧的增加，资源的消耗日益扩大，人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少，人口与资源的矛盾越来越尖锐；环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。
作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业，在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时，在生产活动中不断排放出大量有毒物质，化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。
发达国家对环境的治理，已开始从治标，即从末端治理污染转向治本，即开发清洁工业技术，消减污染源头，生产环境友好产品。
“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。
绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。
绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。
化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。
传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质，但是在许多场合中却既未有效地利用资源，又产生大量排放物，造成严重的环境污染。
绿色化学则是更高层次的化学，它的主要特点是“原子经济性”，即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放”，因此既可以充分利用资源，又不产生污染。
传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。
绿色化学可以变废为宝，可使经济效益大幅度提高。
绿色化学已在全世界兴起，它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。
一、绿色化学的产生及其背景当今，可持续发展观是世人普遍认同的发展观。
它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展，既要发展经济，又要保护自然资源和环境，使子孙后代能永续发展。
绿色化学复习资料
绿色化学复习资料填空题1、环境因子仅仅体现了废物与目标产物的相对比例，废物排放到环境中后，其对环境的影响和污染程度还与相应废物的性质以及废物在环境中的毒性行为有关。
2、分子机器是指在生命过程中，最需要高度的选择性和原子经济性，在生物体内进行的化学反应都是以酶作为催化剂的。
这些酶催化的反应通常都是高度专一、高选择性和原子经济的。
因此，这种酶催化剂被称为分子机器，其大小以纳米计。
3、在生产商用亲电性物质时，不把产品直接做成亲电性的成品，而采用一些掩蔽剂把亲电基团掩蔽起来，使用时再用适当的试剂去掉掩蔽剂，使需要的亲电物质现场生成，这种方法称为掩蔽法。
这样，就减少了该产品在生产、运输和保存过程中的危险性。
4、化工过程强化是近年来发展起来的一个新兴研究领域。
它包括发展新设备和新技术，这些新设备和新技术与现行设备和技术相比，使反应体积变得更小，过程变得更清洁，能量的利用更为有效的任何化学工程的进步都可认为是化工过程强化。
化工过程强化可以通过设备改进来实现，也可以通过方法的改进来实现。
5、在水溶液及土壤环境中，有机物的降解机理主要是生物降解，这也是现代污水处理厂水处理的理论基础。
因此，通过分子设计不仅可增大化学品的安全性，同时也可增大产生的污物的可处理性。
6、大部分对水生生物有毒的化学品都是通过麻醉作用而使水生生物中毒的。
特征致命化学品均有其特殊机理，其分子通常能与细胞大分子反应，从而产生除麻醉作用模式以外的其他毒性，称为特征的毒效模式。
7、绿色化学致力于研究经济技术上可行的、以环境不产生污染的、对人类无害的化学品的设计、制造和使用；研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学过程的设计和应用。
8、原子利用率达到100%的反应有两大特征：1）最大限度地利用了反应原料，最大限度地节约了资源； 2）最大限度地减少了废物排放（因达到了零废物排放），因而最大限度地减少了环境污染，或者说从源头上消除了由化学反应副产物引起的污染。
绿色化学与环境保护
绿色化学与环境保护摘要：绿色化学是指利用一系列原理来降低或消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生的科学。
它致力于从源头上制止污染物的生成。
发展绿色化学是实现环境保护的途径。
关键词：绿色化学、环境保护、可持续发展从七八百年前人类开始用煤产生的空气污染到当代多方面的全球环境问题，无不与化学科学密切相关。
化学工业的迅猛发展，在为人类创造大量物质财富的同时，产生的大量排放物对生态环境造成极大的威胁。
为了保护环境和促进经济社会可持续发展，大力研究和开发从源头上减少和消除污染的绿色化学势在必行。
1传统化学的贡献与危害化学对人类做出了巨大贡献，我们每个人的衣食住行都离不开化学。
化学，尤其是有机合成化学的发展和进步，在很大程度上提高了人类的生活质量，改变了人类的生活方式。
药品的发展减轻了人类的痛苦，延长了人类的寿命；农药、化肥的大力发展使人类得以增产增收，减轻了人121增长对食物需求的压力；聚合物技术的创新促进了制衣等日用产品和建筑材料以及电视、电话、计算机等高科技产品部件的更新换代。
20世纪化学工业的巨大成就举世瞩目，它在国民经济中的发展速度超出了其他任何部门。
不幸的是，在许多成功的故事中蕴涵着一些化学家们所始料不及的不良后果。
例如，当时人们没有认识到那些多氯代杀虫剂像l，l—双(4—氯苯基)—2，2，2—三氯乙烷(DDT)，会由鸟类进行生物富集，引起蛋壳变薄和筑巢失败，从而导致游隼、秃鹰、鹗和鹈鹕等鸟类数量的急剧下降[1]。
传统的化学化工对整个人类赖以生存的生态环境造成的严重污染和破坏是不争之事实，人类正面临着有史以来最为严峻的环境危机。
随着世界人口的急剧增加、各国工业化进程的加快、资源和能源的大量消耗与日渐枯竭、工农业污染物和生活废弃物等的大量排放，人类生存的生态环境迅速恶化，主要表现为大气被污染、酸雨成灾、全球气候变暖、臭氧层被破坏、淡水资源紧张和被污染、海洋被污染、土地资源退化和沙漠化、森林锐减、生物多样性减少、固体废弃物造成污染等。
大学化学易考知识点环境化学的基本概念和应用
大学化学易考知识点环境化学的基本概念和应用大学化学易考知识点：环境化学的基本概念和应用在当今社会中，环境问题日益突出，人们对环境保护的关注度也越来越高。
而环境化学作为一门交叉学科，起着关键作用。
它主要研究物质在环境中的行为、变化以及对环境的影响。
本文将系统介绍环境化学的基本概念和其在实际应用中的重要性。
第一部分：环境化学的基本概念1. 环境化学的定义环境化学是研究物质在大自然环境中的行为，包括其分布、转化、降解等过程，以及其中的化学反应、动力学和热力学等方面的科学。
2. 环境化学的研究内容环境化学主要关注以下几个方面：(1) 环境中的污染物及其来源；(2) 污染物在环境中的迁移和转化过程；(3) 污染物对环境和生态系统的影响；(4) 环境治理和修复技术。
3. 环境化学的基本原理(1) 物质的传递和迁移原理：了解污染物在环境中的迁移路径和途径，掌握物质在土壤、水体和大气中的传递规律。
(2) 反应动力学原理：研究污染物在环境中的化学反应速率，揭示分解、降解等反应过程的速率规律。
(3) 热力学原理：探讨污染物的稳定性和活性，判断其在环境中的存在形式和分布规律。
第二部分：环境化学的应用1. 环境污染物的监测和分析环境化学在污染物的监测和分析方面发挥着重要作用。
通过采集样品，运用分析方法和仪器手段，可以定量检测和分析环境中的各类污染物，为环境管理和保护提供科学依据。
2. 污染物的降解和修复环境化学研究污染物在环境中的行为，探讨如何利用化学方法降解有机污染物，还原和修复受污染的环境。
例如，采用光催化、电化学降解等技术，可以有效分解和去除水体和土壤中的有机污染物。
3. 环境风险评估环境化学可通过定量分析和模拟，评估污染物对环境和人体健康的潜在风险。
可以通过生态毒理学、生物监测等方法，分析污染物的毒性和生态效应，为环境管理者提供决策依据。
4. 环境保护政策的制定环境化学研究还可以为环境保护政策的制定提供科学依据。
绿色化学环境化学ppt课件
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丙烯环氧化制环氧丙烷
传统工艺—氯醇法：原子经济性=31%
+ 2CH3 CH CH2
2HOCl
次氯酸
+ CH3 CH CH2 CH3 CH CH2
OH Cl
Cl OH
1- 氯丙醇
2- 氯丙醇 O
+ + CH3 CH CH2 CH3 CH CH2 Ca(OH)2
第二步
原子经济性
~99%
(包括醋酸) 获1997年美国总统 第三步 “绿色化学挑战奖”
简单 多了！
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Baeyer-Villiger反应 ——用于生产医药、塑料添加剂
传统工艺
O
O
Cl
+ Cl
+
O
O
O
O OH
OH
O
O
O
O
Cl
Cl
++
O
O
OH
OH
3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物
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中国21世纪的绿色科技发展
（一）绿色科技的含义
绿色科技是以保护人体健康和人类赖以生存的环境 ，促进经济可持续发展为核心内容的所有科技活动的总 称。
无论从内涵和外延都超越了环境科技，然而，它将 保护自然资源和生态环境作为主要价值目标之一，对我 国环保事业发展将提供全方位和系统的技术支持，对全 国科技发展具有重要指导意义。
♦ DDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。 ♦然而，它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟
类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰，鹗和棕色鹈鹕等。
★其它一些持久性多氯代化合物，如
绿色化学
非传统催化剂
催化剂的正确选择，对合成化学反应速度、 催化剂的正确选择，对合成化学反应速度、反应的选 择性和转化率， 择性和转化率，以及减少或消除产生副产物等有重要 影响。 影响。无毒无害和高效催化剂的研究和开发是绿色化 学的一个重要研究方向。 学的一个重要研究方向。
绿色化学在工业生产中的应用
玻璃工业
非传统原材料 现在，在人工合成的有机化学品中， 现在，在人工合成的有机化学品中，绝大多数是 从石化原料制备的。要经氧化、 从石化原料制备的。要经氧化、加氧或类似的过 传统上， 程。传统上，这个氧化过程是化学合成中污染环 境最严重的步骤之一。 境最严重的步骤之一。农业性原材料和生物性原 材料是很好的非传统原材料。 材料是很好的非传统原材料。这些原材料的分子 中多数都含有大量的氧原子，所以用它们取代石 中多数都含有大量的氧原子， 油作起始原料可以消除污染严重的氧化步骤。 油作起始原料可以消除污染严重的氧化步骤。探 索和开发非传统的可再生原材料是绿色化学的另 一主要内容。 一主要内容。
十二条绿色化学原则
预防（ ）。防止产生废物 预防（Prevention）。防止产生废物，比在他产生后再 ）。防止产生废物， 处理或清除更好。 处理或清除更好。 原子经济性（ ）。设计合成方法时 原子经济性（Atom Economy）。设计合成方法时，应 ）。设计合成方法时， 尽可能使用于生产加工过程的材料都进入最后的产品中。 尽可能使用于生产加工过程的材料都进入最后的产品中。 无害（或少害）的化学合成（ 无害（或少害）的化学合成（Less Hazardous Chemical Syntheses）。设计的合成方法中所采用的原料与生成的 ）。设计的合成方法中所采用的原料与生成的 ）。 产物对人类与环境都应当是低毒或无毒的。 产物对人类与环境都应当是低毒或无毒的。 设计无危险的化学品（ ）。设计 设计无危险的化学品（Design Safer Chemicals）。设计 ）。 生产的产品性能要考虑限制其毒性。 afer Solvents and Auxiliaries）。 ）。 所使用的辅助物质包括溶剂、分离试剂、和其他物品应 所使用的辅助物质包括溶剂、分离试剂、 是无害的。 是无害的。
(2024年)环境化学全部ppt课件
2024/3/26
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CHAPTER 06
环境质量评价方法及标准
2024/3/26
23
环境质量评价概述
环境质量评价的定义和意义
环境质量评价的分类和内容
环境质量评价的程序和步骤
2024/3/26
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环境质量评价方法
环境质量指数法
指数的计算方法和步骤
指数的优缺点及适用范围
2024/3/26
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环境质量评价方法
排泄规律
生物体通过多种途径将污染物质排出体外，包括尿液、汗液 、呼吸、乳汁等。不同物质的排泄方式和速率也有所不同， 如重金属往往通过胆汁和尿液排出，而某些有机污染物则可 能通过皮肤排泄。
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污染物质对生物体毒理效应
慢性毒性效应
低剂量或浓度的污染物质长时间作用对生 物体造成的潜在损害，如致癌、致畸、致
环境影响
酸雨会对土壤、水体和植物造成危害，破坏生态系统的平衡，还会腐 蚀建筑物和文物。
2024/3/26
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持久性有机污染物问题
2024/3/26
有机氯农药
人类历史上大量使用的有机氯农药（如DDT等）在环境中难以降解，成为持久性有机污染 物。
多环芳烃等化合物
多环芳烃（PAHs）等化合物也是常见的持久性有机污染物，它们主要来源于石油、煤炭 等化石燃料的燃烧。
2024/3/26
7
大气组成与结构
01
02
03
大气的组成
包括氮气、氧气、氩气等 主要成分，以及水蒸气、 二氧化碳、臭氧等次要成 分。
2024/3/26
大气的结构
根据温度、压力和密度等 因素，大气可分为对流层 、平流层、中间层、热层 和逃逸层。
环境化学第一章优秀课件
学习方法
明确学习目的 多看文献，采百家之长 善于思考，勇于挑战
（甲基汞、DDT、多氯联苯和三丁基锡的教训） 有害化学物质的消除以及防治。
日本的水俣病
三丁基锡
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
汞的生物放大
0.00001ppm 5%吸收
？
Hg2＋
人和猫ห้องสมุดไป่ตู้
血脑屏障
大脑
甲基钴胺素
0.0001ppm
② 某些污染元素或化合物产生毒性效应的浓度范围极低， 如汞、镉的毒性效应分别为0.001、0.01 mg/L左右； 地面水砷：0.04 mg/L；挥发性酚类物质：0.01 mg/L.
样品组成复杂
人类生产与社会活动和自然界的生物代谢过程不断地向 周围环境排放各种有害物质，环境样品中往往含有数十 至数百种不同化合物。样品的复杂性使得环境分析干扰 因素多。
环境化学第一章
教材介绍
教材: 夏立江 主编. 环境化学.北京:中国环境科学出版社, 2003. 韦进宝、钱沙华．环境分析化学．北京：化学工业出版社， 2002
参考书目
参考书
《环境化学》，华东理工大学出版社，何燧源 《环境化学进展》，戴树桂， 2005，化学工业出版社
参考刊物
《环境化学》，核心期刊，影响因子1.393 《环境科学学报》,核心期刊，影响因子1.076 《环境科学研究》,核心期刊，影响因子1.089 《中国环境科学》，核心期刊，影响因子1.062 《环境科学》，核心期刊，影响因子1.310 《分析化学》，核心期刊：影响因子0.790 《光谱学与光谱分析》，核心刊物，影响因子1 .360
2024年环境化学(带)
环境化学(带附件)环境化学是一门研究化学物质在环境中的存在、迁移、转化、归趋和影响的科学。
它是环境科学与化学的交叉学科，旨在揭示化学物质与环境的相互作用规律，为环境保护和污染控制提供科学依据。
本文将从环境化学的定义、研究内容、研究方法和发展趋势等方面进行阐述。
一、环境化学的定义环境化学是研究化学物质在环境中的行为、效应及其与环境相互作用的科学。
它关注化学物质在空气、水、土壤、生物等环境介质中的分布、迁移、转化、降解和生物可利用性等方面。
环境化学的研究对象包括自然环境中存在的化学物质和人类活动排放的化学物质。
二、环境化学的研究内容1.环境分析化学：研究环境中化学物质的检测、测定和监控方法，为环境化学研究提供数据支持。
2.环境污染化学：研究污染物的来源、排放、迁移、转化和归宿，探讨污染物的环境行为和生态效应。
3.环境生物化学：研究生物体与化学物质相互作用的规律，探讨化学物质对生物体的毒性、代谢和生物降解等过程。
4.环境催化化学：研究催化剂在环境污染物降解和资源化中的作用，为环境污染控制提供技术支持。
5.环境地球化学：研究地球表层环境中化学元素的分布、迁移和循环，探讨化学物质在地质历史演变中的作用。
6.环境化学污染控制：研究化学污染物的治理技术、政策和法规，为环境管理提供科学依据。
三、环境化学的研究方法1.采样与分析方法：采用现场采样、实验室分析和仪器检测等技术，获取化学物质在环境中的浓度、形态和分布等数据。
2.模型模拟方法：建立数学模型，模拟化学物质在环境中的迁移、转化和归趋过程，预测污染物的影响范围和程度。
3.实验室模拟方法：通过实验室模拟环境条件，研究化学物质的环境行为和生物效应。
4.现场监测方法：利用遥感、传感器等技术，实时监测环境中化学物质的浓度和分布。
5.联合研究方法：结合多种研究手段，从不同角度探讨化学物质与环境相互作用的过程和机制。
四、环境化学的发展趋势1.环境纳米化学：研究纳米材料在环境化学污染控制中的应用，探讨纳米技术在环境保护领域的潜力。
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。
化学绿色化学与环境化学
(2)碳酸化转化炼铅湿法新工艺，消除了火法过程中铅蒸汽和 二氧化硫对环境的污染
1
常压
PbS
(NH4
)2
CO3
2
O2
H2O
50~60o C
PbCO3
S
2NH3
H2O
一、绿色化学
4.资源再生利用 近年来,越来越多的研究者认为由CO2 为主导因子的温
室效应引发的全球变暖和海平面上升正威胁着人类的生存。 随着人们对资源短缺和全球变暖问题重视程度的提高, CO2 的减排、回收、利用及资源化正成为21 世纪最为重要的环境 和能源问题之一。
据报道，2000年南开大学元素有机研究所研制 了新型除草剂----“单嘧磺隆”，不仅对危害农作物 的杂草具有除去功能，而且对温血动物几乎无害。
一、绿色化学
2.绿色原料 20世纪90年代以来，一生物质作为原料的合成
研究已经取得一些成果。
生物质气化制氢气
太阳能
生物质
光和作用
600~1000℃
C
Na OH
熔融碳酸盐燃料电池是在闭合电路(应用一个外部电动势) 下通过膜传输CO2 3 - , 其反应原理如下:
阴极: O2 + 2 CO2 + 4 e- = 2 CO2 -3 阳极: 2 H2 + 2 CO2 -3 = 2 CO2 + 2 H2O + 4 e总反应: O2 + 2 H2 = 2 H2O CO2 资源化利用实例一： CO2 生成二甲醚
二、环境保护
2.堆肥无害化处置 堆肥是利用污泥中的微生物进行发酵的过程。在污泥中加
入一定比例的膨松剂和调理剂(如秸杆、稻草、木屑或生活垃 圾等)，利用微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化 分解并转化为类腐殖质。研究表明，经过堆肥的污泥质地疏松， 阳离子交换量(CEC)显著增加、容重减小、可被植物利用的营 养成分增加、病原菌和寄生虫卵几乎全被杀灭。
环境化学考试习题
环境化学考试习题环境化学考试习题二、填空：1、一般情况下Se对Hg2+能产生抑制作用。
2、环境化学的发展大致可以划分为三个阶段，即??孕育阶段??、?形成阶段??、?发展阶段?。
3、金属锌(Zn)能够抑制镉（Cd）的毒性4、世界环境日为6月5日??。
5环境中污染物的迁移主要有?机械迁移、?物理-化学迁移??和?生物迁移三种方式。
6、环境效应按环境变化的性质可分为?环境物理效、环境化学效应? 和??环境生物效应? 。
7世界水日为每年的3月22日。
8环境中污染物的转化主要有? ??物理??、化学? 和? ?生物??三种方式。
9世界最关注的化学污染物为持久性有机污染? 、“三致”化学污染物?和?环境内分泌干扰物三类。
三、问答：环境中主要的化学污染物有哪些？主要有：元素、无机物、有机化合物和烃类、金属有机和准金属有机化合物、含氧有机化合物、有机氮化合物、有机卤化物、有机硫化物、有机磷化物等。
我国环境科学与工程领域急需解决哪些重大问题？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?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当前三大全球环境问题：气候变化、酸沉降、臭氧层损耗都发生在大气圈内3、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。
（P15）4．简述世界著名八大公害事件。
(1)比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件。
(2)美国洛杉矶光化学烟雾事件：(3)多诺拉烟雾事件(4)伦敦烟雾事件：(5)四日市哮喘事件(6)痛痛病事件：(7)水俣病事件：。
(8)米糠油事件：二、填空：1、HO·自由基的时空分布规律是：低空多于高空，低纬多于高纬，南半球多于北半球，夏天多于冬天，白天多于夜间。
绿色化学参考问题详解
1、绿色化学的定义：绿色化学(Green Chemistry)，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学等。
它是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的使用和产生的新兴学科。
是一门从源头上减少或消除污染的化学。
绿色化学的特点：绿色化学的特点主要体现在“5R ”上：（这一小问，是否可直接写5R 就行？）减量——Reduction 是从省资源、无污染、零排放角度提出的。
重复使用——Reuse 是指实际工业生产中，能多次使用的物质应该不断重复使用。
重复使用不仅是降低成本的需要，更是减废的需要。
回收——Recycling 是指对工业生产过程中与产品无关的物质或生活废弃物进行全面的回收。
回收可以有效实现 “ 省资源、少污染、减成本”的要求。
再生——Regeneration 再生包括废旧物质的再生利用，也包括可再生能源、原材料的利用等。
再生是变废为宝、节省资源、减少污染的有效途径。
拒用——Rejection 拒绝使用是实现生产、生活绿色化的最根本办法。
一方面，是指拒绝使用非绿色化的工业产品、食品、生活用品等，另一方面是指对一些有毒、有害，无法替代，又无法回收、再生和重复使用的原料及辅助原料等，拒绝在生产过程中使用。
绿色化学与环境化学和环境治理的区别：绿色化学不同于环境化学。
环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。
环境治理则是对已被污染了的环境进行治理，即研究污染物对环境的污染情况和治理污染物的原理和方法。
而绿色化学是从源头上阻止污染物生成的新学科，它是利用化学原理来预防污染，不让污染产生，而不是处理已有的污染物。
绿色化学是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。
它研究污染的根源——污染的本质在哪里，它不是去对终端或过程污染进行控制或进行处理。
2、原子经济性：高效的化学反应应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合成目标产物，达到零排放。
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二、绿色化学的特点
1 2
采用无毒、无害的原料
在无毒无害的反 应条件下进行 具有“原子经济性”
绿色 化学 的 特点
3
4 5
产品应是环境友好的
满足“物美价廉”
三、绿色化学的研究进展
1.开发原子经济反应 4 .催化剂的绿色化
2.化工原料的绿色化
5 .产品的绿色化 3.反应溶剂的绿色化四、清洁生产1.Fra bibliotek洁生产的起源与发展
3.清洁生产的主要内容
政策和管理研究
企业审计
宣传教育
清洁生产
信息交换
技术研究、开发和示范
清洁技术转让推广
4.清洁生产的战略与方法
污染预防
削减有毒品使用
为环境而设计
5.清洁生产的意义及发展
清洁生产的推广对环境保护和经济的发展 起着重要的作用。我们面临着一个相互矛 盾的环境问题,一方面,我们花费大量资金与 资源处理污染,而处理的结果又有新废物产 生,又需要资源来处理它;另一方面,我们的环 境质量只得到局部改善,而更严重的全球性 环境问题,如臭氧层破坏、温室效应等对人 类与环境造成新的威胁。因而,只有实行清 洁生产才能解决上述矛盾。
中国：
2.清洁生产的定义
清洁生产是一项实现与环境协调发展的环境策 略,其定义为①对生产过程,要求节约原材料和能 源,淘汰有毒原材料,减降所有废弃物的数量和毒 性;②对产品,要求减少从原材料提炼到产品最终 处置的全生命周期的不利影响;③对服务,要求将 环境因素纳入设计和所提供的服务中。该思想将 整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品 和服务中,以增加生态效率和减少人类及环境的 风险。
破坏 、 全球变暖 、 海洋污染、 淡水资源的紧张和污染、 土 地的退化和沙漠化、 森林锐减、 生物多样性减少、 环境公害、 有害化学品和危险废物。其中大部分与化学和化工产品的化
学物质有关。
自身发展的要求，具有全新理念的“绿色化学”应用而生。 绿色化学的提出及有关科学研究，是具有产业革命性质的跨世 纪科技战略问题，具有重大的科学、经济和社会意义。
O O OCH3
当用发霉的花生喂火鸡时造成火鸡发病 或死亡才发现了它，已知它是致癌物
环境问题凸显
人类绝不能再走
“先污染，后治理”
的老路！
一、绿色化学的概念
随着全球化环境污染的日益加剧和资源的急剧耗竭,人类的发 展受到前所未有的威胁. 人类正面临着有史以来最严重的环境 和生态危机。当代全球的十大环境问题是:大气污染 、 臭氧层
国际：
1974.美国3M公司推行污染预防有回报“3P(Pollution Prevention Pays)”计划. 1989.5.联合国环境规划署(UNEP)首次提出清洁生产的概念. 1990.10.UNEP正式提出清洁生产计划 . 1992.6.联合国环境与开展大会正式将清洁生产定为实现可持续发展的先决条件, 同时也是工业界达到改善和保持竞争力和可盈利性的核心手段之—,并将清洁 生产纳入《二十一世纪议程》中. 1994年5月,可持续发展委员会再次认定清洁生产足可持续发展的基本条件. 20世纪70年代提出“预防为主,防治结合”,“综合利用,化害为利”的环境保护方 针 20世纪80年代开始推行少废和无废的清洁生产过程 20世纪90年代《中国环境与发展十大对策》中强调清洁生产 1993.10.第二次全国工业污染防治会议将大力推行清洁生产、实现经济持续发 展作为实现工业污染防治的重要任务 2003.1.1,我国开始实施《中华人民共和国清洁生产促进法》
20世纪90年代初，综合考虑环保、经济、社会以及化学工业
绿色化学的定义：
绿色化学又称为环境无害化学、环境友好化学、 清洁化学，是指设计和生产没有或者尽可能小的 环境负作用并且在技术上和经济上可行的化学品 和化学过程。它是利用化学原理和方法来减少或 消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的反 应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的 使用和产生的新兴学科 ，是一门从源头上减少或 消除污染的化学。
绿色化学是近年来才被人们认 识和开展研究的一门新兴学科, 是实用背景强、国计民生亟需 解决的热点研究领域。对整个 工业来说,研究绿色化学,推行 清洁生产是提高效益、节约资 源和能源、改善环境、保持可 持续发展的战略措施。未来经 济和社会可持续发展要求传统 化学工业必须向绿色化学与清 洁生产方向发展, 中国的化学 与化工面临新的机遇与挑战。
只有绿色化学清洁生产才能保护我们的地球
南极企鹅体内也检验出DDT
案例二：反应停
在1950年代后期到1962年曾用作处理 孕妇作呕的药剂，然而后来发现在46 个国家中有8000个儿童具有出生缺陷。 在巴西，曾用此种药治疗麻疯病，导 致数十个生育畸形。
O N NH O O O
thalidomide
案例三：黄曲霉毒素
O
O
O
由于很多化学品有毒，出现了一些憎 化学品的呼声，认为全天然总比化学 品为好！其实不然，天然物中也含有 有毒化学物质。
绿色化学与清洁生产
应化1007班 刘洋 2010016197
几个与化学物质有关的案例
案例一：DDT，持久有机污染物之一
DDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。 然而，它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变 薄，使很多鸟类种群显著减少，如猎鹰， 秃鹰，鹗和棕色鹈鹕等。 其它一些持久性多氯代化合物，如PCBs， 二恶英等都是具有雌激素性质，成为环境 内分泌干扰物。