环境化学绪论
《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】环境化学绪论
2我国环境污染防治面临主要问题
与发达国家的差距 我国环境污染防治面临的挑战 2020年我国环境保护的目标
3 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 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
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。
• 小麦种在麦仙翁的野草中，产量明显提高； • 羊角芹的种子同期它植物种子种植在一起，其它植物不会发芽； • 黄鱼不能生长在淡水中； • 鲤鱼不会生长在海水中； • 人体血液中元素含量和地壳中元素的丰度具有高度的一致性；
2、环境问题
1）定义 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。
2）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、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。
21、多氯联苯 22、苯酚 23、间-甲酚 24、2，4二氯酚 25、2，4，6-三氯酚 26、五氯酚 27、对-硝基酚 28、硝基苯 29、对-硝基甲苯 30、2，4-二硝基甲苯 31、三硝基甲苯 32、对硝基氯苯 33、2，4-二硝基氯苯 34、苯胺 35、二硝基苯胺 36、对硝基苯胺
《环境化学》重点剖析
环境化学这个内容只是老师讲的重点内容大概，需要结合书本来复习,祝愿大家都考好哈。
第一章绪论1、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。
2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。
环境化学的任务：主要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。
环境化学研究的内容：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态；潜在有害化学物质的来源，以及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。
3、环境化学的特点：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制途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
4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，称为优先污染物。
5、污染物类别：（1）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；（2）按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物、固体污染物（3）按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物、生物污染物6、污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移、生物迁移三种。
物理-化学迁移是最重要的迁移形式7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。
【环境科学课程】《环境化学》第1章 绪论
1.1 环境化学 1.1.1 Why? 1.1.2 What? 1.1.3 How?
1.2 环境化学学科任务及发展方向 1.3 污染物在各圈层中的迁移转化过程简介
1
1.1.1 Why?
Environmental Chemistry
2
(1)社会经济发展的需要
环境污染 (Environmental Pollution) 问题日益严重
我国综合能源消耗相当于美国的3倍、德国的5倍、日 本的近6倍。
5
(2)环境科学研究的需要
造成环境污染的因素
物理因素：噪声、光、电磁辐射 生物因素：动物种群的灭绝 化学因素：汽车尾气、废弃化学物质
化学物质引起的环境污染占80％～90％ 大量的有害化学物质 (Chemicals) 进入地球的各个
13
有害化学物质
有害化学物质即环境污染物：进入环境后使环 境的正常组成和性质发生变化，这种变化会直 接或间接地有害于人类，这样的物质称为环境 污染物。
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环境污染物的分类 (p.12)
按受污染物影响的环境要素分：
大气污染物：例如大气颗粒物、SO2 水体污染物：例如工业废水、生活污水
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效应－环境效应
环境效应—自然过程或人类生产生活活动对环境造 成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发 生变化。(p.13)
按环境变化的性质分为： 环境物理效应 环境化学效应 环境生物效应
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环境效应之一：环境物理效应
环境物理效应：由物理作用引起的环境效应；
噪声 地面沉降 热岛效应 温室效应 大气能见度降低
会造成环境问题
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碳 循 环
环境化学-王版各章名词解释
第一章绪论1、环境化学研究的内容；主要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。
2、环境污染；由于认为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。
3、环境污染物：是环境化学研究的对象，进入环境后使环境的正常组成和性质发生改变，直接或间接有害于人类与生物的物质。
4、优先污染物；指在众多污染物中筛选出的潜在危险大因而作为优先研究和控制对象的污染物。
5、环境效应；是指由环境变化而产生的环境效果6、环境效应化学：在多种环境条件的影响下，物质之间的化学反应所引起的环境效果。
第二章大气环境化学1、一次污染；是指污染物由污染源直接排入环境所引起的污染2、二次污染；是由一次污染物经化学反应形成的污染物如CO,SO2,NO3、辐射逆温；晴朗平静的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地气层冷却强烈，较高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增。
4、地形逆温；由于山坡散热快，冷空气山坡下沉到谷地，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象。
5、温室效应；大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，6、光量子产率；化学物质吸收光量子后，所产生的光物理过程或光化学过程相对效率。
7、气温垂直递减率气温随高度的变化通常以气温垂直递减率(Г)表示，即每垂直升高100m，气温的变化值：T－绝对温度，K；Z－高度。
8、光化学反应；物质一般在可见光或紫外线的照射下而产生的化学反应。
9、气溶胶；由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。
10、酸雨；被大气中存在的酸性气体污染，pH小于5.65的酸性降水。
11、湿沉降；下雨时，高空雨滴吸收包含酸性物质继而降下时再冲刷酸性物质降到地面。
12、干沉降：不下雨时，大气中酸性物质可被植被吸附或重力沉降到地面。
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。
环境化学考试知识点总结
环境化学考试知识点总结(共5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一绪论：1环境污染：大气污染、臭氧层破坏、酸雨、水资源短缺、土地沙漠化、绿色屏障锐减、垃圾、物种濒危、人口激增、温室效应。
2造成环境污染的因素：物理的、化学的和生物的三方面，其中化学的占80%~90%。
3环境化学的特点是从微观的原子、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。
4由于环境污染物种类繁多，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，称为优先污染物。
5当前世界范围内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所谓“三变”化学污染物，以及环境内分泌干扰物。
6按环境变化的性质划分，则可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应。
7污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移。
二大气环境化学1根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层：对流层、平流层、中间层、热层。
2大气污染物按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤化合物。
3燃料燃烧过程中影响NOx形成的因素：根据NOx形成的机理，燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关。
4甲烷是一种重要的温室气体，每个CH4分子导致温室效应的内力比CO2分子大20倍。
5氟氯烃类化合物既可以破坏臭氧层也可以导致温室效应。
6逆温：在对流层中，气温一般是随高度增加而降低，但在一定条件下会出现反常现象。
7大气稳定度是指气层的稳定程度，或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定程度。
气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率和干绝热垂直递减率（干空气在上升时温度降低值与上升高度之比用Td表示）有关。
一般来讲，大气温度垂直递减率越大，气块越不稳定。
8影响大气污染物迁移的因素：空气机械运动如风和湍流，由于天气形势和地理地势造成的逆温想想以及污染源本身特性。
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
环境化学第一章绪论
3、环境污染与污染物
环境污染：当环境中某物质浓度超过了正常水平而对环 境产生了不良效应。该物质被称为环境污染物。 如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，使环境系统的构造与功能发生变化， 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。 环境污染物分为：一次污染物和二次污染物。 一次污染物：即原发性污染物。 二次污染物：即一次污染物的转化产物。
(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灌溉农
3〕环境问题的认识过程 20世纪60年代 人们只把环境问题作为污染来对待，
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 高度对待。
20世纪80年代 1987年，由挪威首相布伦特兰夫人 组建的“联合国世界环境与开展委员会〞发表了?我们共 同的未来?。
地壳元素含量与人全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和开展的各
种现象，称为环境问题。 2〕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、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开展的现象，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。
藻类对六六六：BCF=600 鱼类对六六六：BCF=1260 鱼类对氯化甲基汞：BCF=3 000
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五、环境化学中的几个基本概念
限界浓度：通常把一系列对人类（或其它
生物体）有害的物质在环境中的最大允许 剂量，称限界浓度。 地化本底值：自然界中某物质含量的天然 水平。
2018/12/6 31
地化异常值：有害物质和地化本底值之间 的偏差称为地球化学异常值。 地化异常可以有“正异常”（即该物质在 自然界含量大于地化本底值）和“负异常” （即该物质在自然界中含量小于地化本底 统中的作
用、化学机制及其利用。
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4、污染控制化学
研究与污染控制有关的化学机制和工艺技 术中的化学基础性问题，以便最大限度地 控制化学污染，为开发经济而高效的污染 控制技术，发展清洁工艺提供科学依据。
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物质在大气、水体、土壤环境中的形成、
迁移、转化和归宿过程中的化学行为和 生态效应。
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1）大气环境化学：大气化学物质的表征研究； 大气化学转化过程的研究；全球大气环境中化
学变化研究；大气化学模式研究。
2）水环境化学：水体界面化学过程；金属形态 转化动力学过程；有机物的化学、生物降解过 程；金属和类金属甲基化。 3）土壤环境化学：土壤中有机污染物的研究； 土壤中金属存在形态及其转化过程的研究；污 染物在土壤固—液界面上的化学过程的研究；
一是全面开展对主要元素，尤其是生命 必需元素的生物地化循环和各主要循环 之间的相互作用，人类活动对这些循环 产生的干扰和影响；
二是重视化学品安全评价； 三是对全球变化研究； 四是污染控制化学研究。
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三、环境化学研究的重要环境问题
全球气候变化、酸沉降与温室气体
发 生 地 点 比利时的马斯河谷工业区 美国宾夕法尼亚州多诺拉镇 美国洛杉矶 英国伦敦 日本四日市 日本熊本县水俣镇 日本富山县神通川流域 日本北九州市爱知县一带 印度博帕尔市 苏联乌克兰基辅市 瑞士巴塞尔桑多兹化工厂
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(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
环境化学知识点总结及课后答案
环境化学知识点总结及课后答案环境化学知识点总结第一章绪论内容提要及重点要求：本章主要讲解了环境化学在环境科学中和解决环境问题上的地位和作用。
它的研究内容、特点和发展动向，主要环境污染物的类别和它们在环境各图中的迁移转化过程。
要求掌握对现代环境问题的认识以及对环境化学提出的任务，明确学习环境化学的目的。
第一节环境化学地球的形成及其演化地球作为宇宙中较小的一分子，人们对其形成和演化过程的认识也有一个漫长的和递进的过程。
“星云假说”在当时，18世纪占有重要的意义。
由德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯先后独立提出来的第一个科学的天体演化理论，具有代表性的：俘获说、灾变说、星子说，大部分各有其合理的部分，以现有的事实为基础又提出一些任意的假说，思想上带有片面性。
“星云假说”认为地球的形成是由星云状的物质凝聚的结果，这种星云是由尘埃和气体质点组成，它的体积很大，曾遍布在整个太阳系所占据的空间。
质点分布不均匀，在引力收缩的过程中，大部分物质向中心集结，逐渐形成原始的太阳。
同时，环绕在太阳周围的质点由于互相碰撞，向原始太阳的某一轨道面集中，而形成环绕太阳旋转的，包括地球在内的各个行星。
因单纯建立牛顿力学的基础之上，含有形而上学因素随着科学技术的进步，人们思想认识不断发展，太阳系演化学说40多种。
演化：在地球形成之后的漫长地质年代，地球逐渐冷却，内中的物质同时发生异作用。
使地球逐步分出了不同的圈层，地核、地幔和地壳。
三个圈层位于不同的深度，具有不同的物理性质。
深度越深，密度、压力和温度越高。
软流层：集中大量的放射性物质呈熔融状态，被认为是岩浆的发源地。
由地幔顶部和地壳的坚硬岩石组成了厚约为70—100km的岩石圈同时地球上还分异出了水圈和大气圈。
由于有了水、空气给生物的发生和发展提供了条件，形成了生物圈地球各圈层形成之后各个圈层之间并不是彼此独立，静止不变的，而是相互制约、相互渗透、相互影响、不断发展和变化的。
原始大气成分（H、He）→部分C、N、O→CH→→→环境问题的产生和发展环境：对某一生物主体而言，环境指的是那些影响该主体生存、发展和演化的外来原因和后天性的因素。
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课程特点
其它 记忆
概念记忆
分析推理 计算
反应方程式 记忆
考试方式
平时考核-20% 期末考试-80%
最终成绩
第一章 绪论
教学内容
• 环境问题 • 环境化学产生的历史、任务、内容、
21世纪—节能减排、低碳经济
前进 Company name
八大公害事件
名称
时间地点
中毒情况
原因
马斯河谷烟雾事件 1930年 比利时 洛杉矶光化学烟雾事件 1943年美国
咳嗽，呼吸短促，流泪 SO2转化
喉痛入肺部
刺激眼、喉、鼻，得眼病、
汽车尾气 中的碳氢
环境问题的认识阶段
• 20世纪60年代—起步 (环境污染）
• 1972年斯德哥尔摩召开人类环境会议—里程 碑 （生态破坏和资源的枯竭） 沙漠
• 20世纪80年代提出“可持续发展”—全世界 将经济发展和环境保护有机结合起来
• 20世纪90年代—形成主导的环境意识
2012 年 1 月 15 日 ， 龙 江 河 宜 州 市 怀远镇河段水质出现异常，河池市 环保局在调查中发现龙江河拉浪电 站坝首前200米处，镉含量超《地 表水环境质量标准》类标准约80倍 。
广西龙江河镉污染事故已锁定 两个违法排污嫌疑对象，分别是 广西金河矿业股份有限公司和金 城江鸿泉立德粉厂。
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我国的环境问题状况
进入大范 围生态退 化和复合 性环境污 染的阶段
发达国家上百年 工业化过程中分 阶段出现的环境 问题已在我国集 中出现
2006年我国十大环境污染事件
事件一：甘肃徽县铅污染：368个生命的368幕悲剧 事件二：湖南岳阳砷污染：8万多居民饮水遭威胁 事件三：母亲河屡遭污染：两次见红 一次泛白 事件四：东海废电池污染：500万电池误入海中 事件五：贵州遵义磷污染：60万市民饮水受威胁 事件六：松花江支流污染：造成5公里污染带 事件七：泸州柴油泄漏污染： 17吨柴油泄漏长江 事件八：国家森林公园垃圾成灾 事件九：我国家电和电子产品报废高峰来临 污染控制火烧眉毛 事件十：香格里拉圣湖美景遭遇《无极》“劫色”之痛
环境化学 Environmental Chemistry
总学时： 36学时 任课教师：冯彩霞
教材与参考书
1
2
戴树桂主编.《环 境化学》. 北京： 高等教育出版社， 2006年10月第2 版(普通高等教育 “十一五”国家 级规划教材)
王晓蓉主编. 《环境化学》. 南京：南京大 学出版社， 1993
3
四号核反应堆发生爆炸， 放射性物质泄漏出来早 成放射性污染
大量鱼类，水鸭死亡，前联邦德 桑多兹化工厂一仓库爆 国，芬兰、卢森堡、法国等国家 炸，30多吨有毒化学品 深受其害，井水、自来水禁用。 随灭火液体流入莱茵河
9
1
O
8
2
7
O
3
6
4
Dibenzodioxin PCDD
9 8
1 2
7
O
3
6
4
Dibenzofuran PCDF
实验表明，1节废电池全部溶 出的金属足以使该水体内50%的 生物达到急性死亡。在随后的解 剖实验里，在3种生物体内都发 现程度不同的重金属超标。
贵州遵义磷污染：60万名市民饮水受威胁
2006年7月，遵义磷肥厂发 生两起工业废水管道泄漏、酸 性废水直排洛江河引起死鱼的 事件。环保部门应急监测了所 有点位，结果发现泄漏废水的 pH值、总磷、氟化物均超标， 其 中 氟 化 物 最 高 超 标 达 10.9 倍 ， 使部分河段污染严重。
• 2006年9月8日15时，岳阳市环境监测中心站在对岳阳县城饮 用水源新墙河水质进行水质例行监测时，发现砷浓度为 0.31~0.62 mg/L，超标10倍左右。新墙河是岳阳县城8万多居 民的自来水取水口。
砷中毒症状及后果
• 三氧化二砷，俗称砒霜。属无臭
无味的白色粉末，高毒，为致癌
物。 • 主要影响神经系统和毛细血管通
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。
环境化学的对象，任务和内容
环境化学
对象 化学物质引起的环境问题
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。
内容
1，有害物质在环境介质中 存在的浓度水平和形态；
3，查明有害物质对环境(生态系统 )和人体健康产生效应的机制和风 险性； 4，探索缓解或消除有害物质已造 成的影响或防止可能造成影响的方 法和途径。广西龙江镉污染
燃煤产生 的SO2和 粉尘污染
水俣病事件
富山痛痛病事件 爱知米糠油事件
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马斯河谷烟雾事件
洛杉矶光化学烟雾事件
多诺拉烟雾事件
伦敦烟雾事件
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石油
天然气 煤炭
41年
67年 192年
全世界每天消耗8400万桶石油，世界人口60亿比19世纪 末期增加2倍多，而能源消费统计增加16倍多。 返回
可
• 可持续发展是指既满足现代人的需求以不损害
持
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
续
一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目
发
的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、
展
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。
的
定
义
名称 时间及地点
2，有害物质的来源，并查 明它们在环境介质中 和不 同环境介质之间的迁移转 化和归宿(环境行为)；
饮用水
越南战争期间，美国在越南施放了40万L 落叶剂，含 有大量的PCDD ，引起了大量的畸形儿；
从20世纪70年代到80年代，在越南服过兵役的美军人员中许多人得了奇怪的病， 他们的后代也都出现了不同程度的生理缺陷。
松花江两次污染
• 2006年8月21日，吉林市环保局举报中心接到群众举报，牤牛河附近 发生化工污染。经吉林市环保局工作人员现场勘察，发现部分水质呈 红色，并伴有少量泡沫。初步检测污染物主要是二甲基苯胺，造成的 污染带长约5公里。 7名肇事者及肇事企业的负责人被刑事拘留，该
11月航拍的受污染的松花江
2006年4月7日发现甘肃省徽县水阳乡一名儿童血铅超标以来， 截至9月7日，共发现368人血铅超标（100μg/L以上），环保总 局工作组赶赴现场协助地方政府进行了处理，控制了事态。目前 ，造成污染的徽县有色金属冶炼公司已被地方政府彻底取缔。
湖南岳阳砷污染：8万多居民饮水遭威胁
建在新墙河上的岳阳 县自来水厂取水塔
母亲河屡遭污染：前两次见红 这次泛白 黄 河兰州段染白
• 12月5日，大量泛着白色泡沫的 红褐色污水，沿着黄河支流奔 流而下。兰州市环保局认定， 红褐色污水及白色泡沫污染为 兰州百美纸业有限公司所排放。
• 10月22日，兰州市南滨河路体育公园附 • 12 月 22 日 ， 黄 河 兰 州 段 约 30 近一排污管道向黄河排放红色污水，致 km长的河道水质开始变白。 使下游1 km的黄河水变成了红色。 原 因：兰州市滩尖子第二供热站冲洗锅炉 内部染色剂“玫瑰精”，废水经市政管 网排入黄河。
中毒情况
原因
二噁英污 染事件
返 海难事件 回
核事件
博帕尔事 件
切尔诺贝 利事件
莱茵河污 染事件
1976年，意大 利米兰
1979年，南美 洲邻近特立尼 达海域 1983年英国威 尔士 1984年，印度 博帕尔市
1984年，前苏 联乌克兰切尔 诺贝利核电站
1986年，瑞士 巴塞尔市
家畜大量死亡，自然流产和畸形 化工厂爆炸散发PCDD 儿增多，8个月后在法国北部检 测到越界的PCDD
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Stanley E. Manahan
《Environmental Chemistry》，. Lewis Publishers
课程性质
环境化学
高等院校本 科环境科学 专业必修课 （72学时）
高等院校本 科其它专业 选修课 （36学时）
目录
• 第一章 绪论(理解性掌握) • 第二章 大气环境化学(重点掌握) • 第三章 水环境化学(重点掌握) • 第四章 土壤环境化学(重点了解)
岳阳县的居民在接洒水车送来 的干净自来水。
透性，对皮肤和粘膜有刺激作用。
中毒后会出现恶心，呕吐，腹痛，
四肢痛性痉挛，最后会昏迷、抽
搐，呼吸麻痹而死亡。如果是慢
性中毒，也会导致肝肾损害与多
发性周围神经炎，最终可致肺癌、 临湘市桃矿化工有限责任公司
皮肤癌。
的厂房内，污水循环设备形同
虚设，里面充满刺鼻气味。
喉炎，大多数居民患病， 化合物和
65岁以上老人死亡400人 氮氧化物
多诺拉烟雾事件 1948年美国
伦敦烟雾事件
四日市哮喘事件
1952年英国
咳嗽，胸闷，呕吐，腹泻， 4天内6000人患病，17人死亡
胸闷，咳嗽，喉痛，呕吐， 5d内4000人死亡，历年发生 12起，死亡近万人。
SO2同烟 尘作用生 成硫酸盐 吸入肺部
食、住、行，资源耗竭，对生存的环境带来威胁。
第二节 环境化学
一门以研究环境质量及其控制和改善为目的的综合性新学科
环境科学
环境医学
环境地学
环境管理学
环境生物学 自然 社会 科学 科学
环境化学 方面 方面
环境物理学 环境工程学
环境经济学 环境法学
环境化学的定义
环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上 发展起来的，以化学物质在环境中的出现而引起 的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标 的一门新兴学科。