环境化学

环境污染物
2. 环境污染物的类别


按环境要素分：大气、水体、土壤污染物等 按形态分：气体、液体、固体污染物 按性质分：化学污染物、物理污染物和生物污染物 按来源分：工业、农业、交通运输和生活污染物
环境污染物
2. 环境污染物的类别



(1)工业：主要是工业“三废”，特点是数量大、 成分负责、毒性强。 (2)农业：主要是农药、化肥、农业废弃物等。 (3)交通运输：主要是噪声、汽油（柴油）等燃料 燃烧产生的有毒有害气体。 (4)生活：主要是生活污水和垃圾。
环境污染物
3. 化学污染物的分类




(1)元素：重金属和准金属、卤素、臭氧、黄磷等。 (2)无机物：氰化物、一氧化碳、氮氧化物、卤化物、无 机磷化物等。 (3)有机化合物和烃类：烷烃、非芳香烃、芳烃等。 (4)金属有机和准金属有机化合物：四乙基铅，单甲基或 二甲基胂酸等。 (5)含氧有机化合物：醚、醇、醛、有机源自文库等。
3. 产生环境污染的因素

物理因素：噪声、放射线等 化学因素：工业“三废” 生物因素：细菌，病毒等
约占80%~90%。
环境问题
20世纪 90年代 环 境 问 题 的 认 识 过 程
20世纪 80年代
提出解决环 境问题的根 本途径—可 20世纪 包含生态破 持续发展战 60年代 坏，与社会 略 =环境污染 因素相联系
环境化学
4. 环境化学的分支学科
化学污染物的生态毒理学研究 污染生态化学 环境污染对陆地/水生生态系统的影响 化学物质的生态风险评价 环境界面化学 环境理论化学 定量结构活性相关研究 环境污染预测模型
环境化学
4. 环境化学的发展方向


国际：重视元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物 地球化学讯及其相互耦合的研究；重视化学品安全 评价；重视臭氧层破坏、气候变暖等。 20世纪末， 美国化学家提出了“环境良性化学”。 国内（优先考虑与环境化学有关的环境问题）：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；工业有毒有害废弃物和 城市垃圾对大气、水和土地的污染等。今后一段时 期的环保工作重点包括环境污染防治和自然生态保 护2方面。
环境化学
4.2 各圈层环境化学的发展方向

土壤环境化学：有机物污染物（如农药） 在土壤中的吸附、降解过程机制，土壤 环境复合污染问题，以及污染土壤修复 的化学基础等。
环境化学
4.3 污染控制化学的发展方向

从末端污染控制模式转向全过程控制模 式，提倡污染预防（pollution prevention），清洁生产（cleaner production），循环经济（circular economy）和绿色化学（green chemistry） 。
有害化学物质的存在状态与化学特性
内容
化学行为与效应 控制原理与方法
环境化学
3. 人类活动圈与其它圈层的关系
大气圈 人类活动圈
岩石圈
水圈
生物圈
环境化学
4. 元素的生物地球化学循环


氧的循环 碳的循环 氮的循环 磷的循环 硫的循环
环境化学
4. 环境化学的分支学科
环境分析化学 环境有机分析化学 环境无机分析化学 环境中化学物质的形态分析 各圈层环境化学 大气环境化学 水环境化学 土壤环境化学 大气/水污染控制化学 污染控制化学 固体废物污染控制与资源化 绿色化学与清洁生产 复合污染物的多介质环境行为
环境污染物
3.环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介



物理过程: 蒸发、渗透、凝聚、吸附、 放射元素蜕变等。 化学过程： 氧化-还原、水解、配位或 螯 合、光化学氧化等。 生物过程： 生物体吸收、生物代谢等。
环境污染物
汞在环境中的迁移转化过程
可 持 续 发 展 的 定 义
环境化学
1. 环境科学的任务、对象、手段与内容
任务 对象 环境质量控制与改善 环境问题 自然科学 手段 交叉学科 社会科学
地学、物理、化学、医学等 评价学、规划学等 管理学、经济学和法学等
内容
宏观
环境化学
2. 环境化学的任务、对象、手段与内容
任务 对象 解决化学物质引起的环境问题 化学物质引起的环境问题


环境污染物
3. 环境效应




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。 可分为自然环境效应和人为环境效应。也可按性质作如下划分： 1.环境物理效应：物理作用引起，如噪声、电磁辐射、温室效 应等。 2.环境化学效应：化学反应产生的，如湖泊的酸化、土壤盐碱 化、光化学烟雾等。 3.环境生物效应：生态系统变异产生的，如工业废水对水生生 态系统的毒害效应，“三致”污染物对人体健康的危害等。
1. 绪论 2. 大气环境化学 3. 水环境化学 4. 土壤环境化学 5. 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应 6. 实验部分（3个实验） 7. 复习 共68（50+18）学时 2学时 14学时 20学时 8学时
4学时
18学时 2学时
第一章 绪 论
【概念】环境污染；环境化学；环境 污染物；环境效应；迁移；转化；全 过程管理模式；优先污染物
可持续发展 战略得到国 际认同
1972年
环境问题

可持续发展是指既满足现代人的需求以不损害 后代人满足需求的能力。换句话说，就是指经 济、社会、资源和环境保护协调发展，它们是 一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目 的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、 海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙 后代能够永续发展和安居乐业。
环境化学
超临界流体萃取技术是利用处于临界压力和临界温度以上的 流体，具有特异增加的溶解能力而发展起来的分离新技术。 它具有萃取效率高、分离工艺简单、不需要溶剂回收设备、 工作条件温和、应用前景广泛等特点，一般是在室温或接近 室温下完成。例如深水鱼油（EPA、DHA即脑黄金）；维生 素E；维生素C等的提取。当将排放的有机废料与氧置于超临 界水中时，氧化反应进行的非常快，常常在几分钟将有机物 完全转化为二氧化碳和水。在处理难转换的酚类化合物、氯 烃类化合物、含氮化合物、有机氧化物、军事材料等方面的 废弃物污染方面，超临界流体技术都显示了其无与伦比的优 越性。尤其是对二恶 英的清理更是如此。
环境化学

自由基也称游离基，是指由于共价键均裂而生 成的带有未成对电子的碎片。大气中常见的自 由基如HO·，RO·等都是非常活拨的，存在 时间很短，一般只有几分之一秒。
环境化学
1943年，美国洛杉矶第一次出现，所以光化学烟雾也 称为洛杉矶烟雾，呈蓝色，具强氧化性，能使橡胶开 裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，使大气能见度 降低。 含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在 阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种 一次污染物和二次污染物（如臭氧，醛等）的混合物 所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
环境污染物
3. 化学污染物的分类


(6)有机氮化合物：胺、三硝基苯（TNT）等。 (7)有机卤化合物：四氯化碳、多氯联苯（PCBs） 和氯代二噁英类等。 (8)有机硫化合物：烷基硫化物、硫醇等。 (9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸酯类化合 物等。
环境污染物
由于化学污染物种类繁多，世界各国都筛选一些 毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广 的污染物优先进行控制。例如，美国，1976年， 确定了129种优先污染物。我国：68种。 当前世界范围最关注的化学污染物主要是：持久 性有机污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作 用的“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰 物（天然或人工合成的激素药物、二恶英、多氯 联苯等均能影响人类的免疫系统）。

环境化学
4.2 各圈层环境化学的发展方向

大气环境化学方面：①研究对象：大气颗粒物、 酸沉降、大气有机物、痕量气体、臭氧损耗及 全球气候变暖等；②空间尺度：从小到大（从 室内空气、城市、区域环境、远距离乃至全 球）；③化学过程：大气光化学过程、大气自 由基反应；④模式研究：光化学烟雾和酸雨的 形成机制研究。
【其它】对环境问题的认识过程；环境 化学的任务、内容和特点；环境污染物 和化学污染物的分类及组成；环境污染 物在环境各圈层的迁移转化过程
本 章 重 点
第一节 环境化学

环境问题 环境化学

2006年十大环境事件之一
化 工 污 水 ： 二 甲 基 苯 胺
2006年十大环境事件之四
工 业 废 水 ： 铅 污 染 和 砷 污 染
环 境 化 学
课程特点
发展快 概念多 内容新 范围广

教材 1. 戴树桂主编. 环境化学. 北京：高等教育出版社，2006. 2. 董德明，朱利中主编. 环境化学实验. 北京：高等教育出 版社，2002
理 科 中 的 文 科

培养兴趣 联系实际
多记 抓关键词



教学内容与课时安排
环境问题
1. 环境污染的概念
前因 人为因素 环境素质 后果 生态系统
工业“三废”，化肥农 业，生活垃圾等 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
生产生活
环境问题
2. 环境污染的内涵


有害物质的环境污染 生态系统的干扰和破坏 不可再生资源的滥采滥用 固废、噪声等造成的环境损害
环境污染物
3.环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介



1.污染物的迁移：指污染物在环境中所发生的空间位移及 其引起的富集、分散和消失的过程。污染物的转化：指污 染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态 或转变为另一种物质的过程。污染物的迁移和转化常常相 伴进行。 2.迁移方式：机械、物理-化学和生物迁移3种。物理-化学 迁移是最重要的迁移形式。 3.转化方式：物理、化学和生物作用转化3种。
环境化学
即指通过改变产品设计和生产工艺路线，使不 生成有害的中间产物和副产品，实现废物或排 放物的内部循环，达到污染物最小量化并节约 资源和能源的目的，减小它们对人类和环境的 危害。也就是政府和学术界提倡的“清洁生产” 和“循环经济”模式。

环境化学
时间：1991年，美国环保局Anastas博士首先提出绿色 化学名词的创意。此后发展很快。 绿色化学（green chemistry）亦称可持续的化学 （sustainable chemistry）。它是研究利用一套原理在 化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用 或产生对人类健康和环境有害物质的科学。 例如：开发氯氟烃类化合物（常用作冰箱和空调的制冷剂） 的代替品，目前已经开发的代替品有氢氯氟烃HCFCs和含 氢氟代烷HCFs，排放到大气中后，即可通过与大气中的 活性物种进行反应而得到去除，减小对臭氧层的破坏。



第二节 环境污染物
1. 环境污染物的概念


环境污染物是指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。 它是环境化学研究的对象。 环境污染物大部分由人类的生产和生活活动产生 的。环境污染物是个相对的概念，“放错地点的 原料”。它进入环境后可通过物理、化学、生物 反应而变成危害更大或将降解成无害的物质。
环境化学

环境良性化学（environmental benign chemistry）是以创造无污染 生产过程和产品为目的化学。例如设 计无铅儿童用品。
环境化学
4.1 环境分析化学的发展方向

研究污染物形态、价态和结构分析方法是环境 化学的一个重要发展方向。研究方法：环境有 机分析方面，20世纪80年，环境样品前处理技 术：超临界流体萃取法和固相萃取法；联用仪 器技术、连续自动分析和遥感分析等。研究对 象：有机污染物（如多环芳烃和有机氯等）、 挥发性有机物、胺类化合物、表面活性剂、砷、 汞、锡等金属有机物化合物的分析。


环境化学
4.2 各圈层环境化学的发展方向

水环境化学方面：①研究对象：有毒有害物质 （固体废物填埋引起的）污染地下水的研究； 重点研究对象：重金属（含准金属）及持久性 有毒有机污染物；②研究过程：天然水体污染 过程和废水净化过程研究；水体界面化学研究、 金属形态转化动力学过程、有机物的化学降解 过程、金属和准金属甲基化等方面的研究。