环境化学.ppt
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主要源于采暖
的逐日变化曲线
最大值出现在吹 南西南（SSW）、 西南（SW）、西 西南（WSW）、 西（W）风情况
下，出现在污染 源下风向。
SO2体 积分数 与风速 成反比。
湍流对污染 物在大气中 的迁移扩散 起重要作用。
逆温： 近地 层小 风或 静风； 逆温 消失： 风速 加大。
白 天 通 常 是
SO2 污 染 得 到 减 轻 的 时 候。
b.H2S 源：人为源排放不大，主要是天然源。 汇：
2.含氮化合物（主要是N2O, NO, NO2) N2O:主要源于天然（土壤中硝酸盐经细菌脱氮产生）； 在低层大气非常稳定，是停留时间最长的含氮化合物。 a.NOX（NO、NO2） 源：燃料燃烧
汇：转化为硝酸和硝酸盐经湿沉降和干沉降去除，湿沉 降是最主要方式。
环境化学的特点：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， 核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
2.环境化学的发展动向
国际：元素的生物地球化学循环及其相互耦合的 研究；化学品安全评价；全球变化问题。
我国：有机物污染为主的水质污染；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。
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。
污染物的迁移：污染物在环境中发生的空间迁移及 其所引起的富集、分散和消失的过程。
污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学或 生物作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。
污染物的迁移方式：机械迁移、物理－化学迁移 （最重要）、生物迁移。
各分支学科发展动向：
A 环境分析化学
B 各圈层环境化学
C 污染控制化学
第二节 环境污染物
优先污染物（priority pollutants):优先控制的毒性 强、难降解、在环境中分布广的污染物。
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。
额外CO2的出路：进入海洋、进入生物圈、停留在 大气圈（影响最大）
c.碳氢化合物 气态形式：C原子数1－10；其余以气溶胶形式存在。 据烃类化合物在光化学反应中活性大小分为： 甲烷和非甲烷烃（NMHC）。 （1）甲烷 源：产生机制为厌氧细菌的发酵过程。另反刍动物 及蚂蚁呼吸也产生。
汇：与HO·自由基反应
汇：光合作用
体积分数 逐年上升
北半球：夏季出现浓度最小值（光合作用及化石燃料取 暖）；南半球：季节变化不明显（大部分为海洋，陆地 主体为荒漠和无植被冰盖）。
南半球：变化不明显
北半球：年较差较大，且 随纬度增加迅速增加。中、 高纬地区达最大。
植物作用；海洋占比例小；中、高纬度大气传输
危害：影响全球气候
一次污染物：直接从污染源排放的污染物质。 二次污染物：由一次污染物经化学反应形成的污染 物。 1.含硫化合物
a.SO2
危害：无色、有刺激性气味，危害人体呼吸道、对植物 有危害；参与硫酸烟雾和酸雨的形成。 源：全球范围：人为源和天然源排放相当；城市：主要 源于含硫燃料燃烧。 汇：50％转化为硫酸或硫酸根；50％干、湿沉降去除。 浓度特征：本底值具明显地区和高度变化；城市浓度具 明显变化规律。
参考书目：
1.《环境化学》王晓蓉编，南京大学出版社 2.《环境化学计算》何燧源编，1996第1版 3.《环境化学教程》邓南圣等编，武汉大学出版 社
教材： 《环境化学》戴树桂编，高等教育出版社， 第二版
第一章 绪论
第一节 环境化学
1.环境化学的任务、内容和特点
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。
少量（小于15％）扩散入平流层，与氯原子反应
扩散入对流层 通过降水清除。
无机污染物的迁移：溶解－沉淀、氧化还原、水解、 配合和螯合、吸附－解吸。
有机污染物的迁移：化学分解、光化学分解、生物 分解。
生物体吸收、代谢、生长、死亡、食物链放大均可 实现污染物迁移。
第二章 大气环境化学 第一节 大气的组成及其主要污染物 一、大气层的结构
度据 变温 化度 分随
海 拔 高
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、大气中的主要污染物 按物理状态分：气态污染物和颗粒物； 按形成分：一次污染物、二次污染物； 按化学组成分：含硫化合物、含氮化合物、含卤素 化合物。
主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、 化学特性、行为和效应极其控制的化学原理和方 法。
是环境科学的核心组成，是化学科学的新的 重要分支。
环境介质：是指自然环境中各个独立组成部分中所 具有的物质。如大气、水体、土壤和岩石、生物体 中所具有各自特性的气体、水、固体颗粒、肌肉和 体液等不同介质(或不同的相)，它们之间常发生相 互作用或关联。
b.燃料燃烧过程中NOX的形成机理 途径一： 途径二：空气中N2在高温（大于1200℃）下氧化
链反应
NO2是否大多来源于N2氧化？
c.燃料燃烧过程中影响NOX形成的因素
燃烧温度的影 响
空燃比的 影响
空燃比：空气质量与燃料质量的比值。 化学计量空燃比：燃烧完全，无过量O2时的组成。 富燃料：空气的量少于化学计量的量。 贫燃料：空气的量多于化学计量的量。
NOX环境本底值随地理位置而变；城市浓度冬季最 高，夏季最低；我国城市浓度较国外低。
危害：能与血红蛋白结合，但其浓度低于CO，故对 血红蛋白影响小；浓度高，严重危害人体健康，对 植物也有危害。导致光化学污染的重要物质。
3.含碳化合物
a.CO（毒性极强、无色、无味）
源：人为：燃料不完全燃烧产生。
CO中C与O以三键结 合，故氧化为CO2速率 很慢。
源：天然：以甲烷转化最重要。
汇：1)土壤吸收：土壤中细菌将CO代谢为CO2和CH4。 2)与氢氧自由基反应：是主要消除途径。
CO浓度分布及停留时间（短）
链反应，去除 50%的CO
南半球低、北半球高
城市浓度比非城市高，城市浓度与交通密度关系大。
b.CO2: 无毒、无味，是重要温室气体
源：人为（矿物燃料燃烧）； 天然（海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸、腐败和燃烧）。
的逐日变化曲线
最大值出现在吹 南西南（SSW）、 西南（SW）、西 西南（WSW）、 西（W）风情况
下，出现在污染 源下风向。
SO2体 积分数 与风速 成反比。
湍流对污染 物在大气中 的迁移扩散 起重要作用。
逆温： 近地 层小 风或 静风； 逆温 消失： 风速 加大。
白 天 通 常 是
SO2 污 染 得 到 减 轻 的 时 候。
b.H2S 源：人为源排放不大，主要是天然源。 汇：
2.含氮化合物（主要是N2O, NO, NO2) N2O:主要源于天然（土壤中硝酸盐经细菌脱氮产生）； 在低层大气非常稳定，是停留时间最长的含氮化合物。 a.NOX（NO、NO2） 源：燃料燃烧
汇：转化为硝酸和硝酸盐经湿沉降和干沉降去除，湿沉 降是最主要方式。
环境化学的特点：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， 核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
2.环境化学的发展动向
国际：元素的生物地球化学循环及其相互耦合的 研究；化学品安全评价；全球变化问题。
我国：有机物污染为主的水质污染；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。
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。
污染物的迁移：污染物在环境中发生的空间迁移及 其所引起的富集、分散和消失的过程。
污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学或 生物作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。
污染物的迁移方式：机械迁移、物理－化学迁移 （最重要）、生物迁移。
各分支学科发展动向：
A 环境分析化学
B 各圈层环境化学
C 污染控制化学
第二节 环境污染物
优先污染物（priority pollutants):优先控制的毒性 强、难降解、在环境中分布广的污染物。
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。
额外CO2的出路：进入海洋、进入生物圈、停留在 大气圈（影响最大）
c.碳氢化合物 气态形式：C原子数1－10；其余以气溶胶形式存在。 据烃类化合物在光化学反应中活性大小分为： 甲烷和非甲烷烃（NMHC）。 （1）甲烷 源：产生机制为厌氧细菌的发酵过程。另反刍动物 及蚂蚁呼吸也产生。
汇：与HO·自由基反应
汇：光合作用
体积分数 逐年上升
北半球：夏季出现浓度最小值（光合作用及化石燃料取 暖）；南半球：季节变化不明显（大部分为海洋，陆地 主体为荒漠和无植被冰盖）。
南半球：变化不明显
北半球：年较差较大，且 随纬度增加迅速增加。中、 高纬地区达最大。
植物作用；海洋占比例小；中、高纬度大气传输
危害：影响全球气候
一次污染物：直接从污染源排放的污染物质。 二次污染物：由一次污染物经化学反应形成的污染 物。 1.含硫化合物
a.SO2
危害：无色、有刺激性气味，危害人体呼吸道、对植物 有危害；参与硫酸烟雾和酸雨的形成。 源：全球范围：人为源和天然源排放相当；城市：主要 源于含硫燃料燃烧。 汇：50％转化为硫酸或硫酸根；50％干、湿沉降去除。 浓度特征：本底值具明显地区和高度变化；城市浓度具 明显变化规律。
参考书目：
1.《环境化学》王晓蓉编，南京大学出版社 2.《环境化学计算》何燧源编，1996第1版 3.《环境化学教程》邓南圣等编，武汉大学出版 社
教材： 《环境化学》戴树桂编，高等教育出版社， 第二版
第一章 绪论
第一节 环境化学
1.环境化学的任务、内容和特点
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。
少量（小于15％）扩散入平流层，与氯原子反应
扩散入对流层 通过降水清除。
无机污染物的迁移：溶解－沉淀、氧化还原、水解、 配合和螯合、吸附－解吸。
有机污染物的迁移：化学分解、光化学分解、生物 分解。
生物体吸收、代谢、生长、死亡、食物链放大均可 实现污染物迁移。
第二章 大气环境化学 第一节 大气的组成及其主要污染物 一、大气层的结构
度据 变温 化度 分随
海 拔 高
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、大气中的主要污染物 按物理状态分：气态污染物和颗粒物； 按形成分：一次污染物、二次污染物； 按化学组成分：含硫化合物、含氮化合物、含卤素 化合物。
主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、 化学特性、行为和效应极其控制的化学原理和方 法。
是环境科学的核心组成，是化学科学的新的 重要分支。
环境介质：是指自然环境中各个独立组成部分中所 具有的物质。如大气、水体、土壤和岩石、生物体 中所具有各自特性的气体、水、固体颗粒、肌肉和 体液等不同介质(或不同的相)，它们之间常发生相 互作用或关联。
b.燃料燃烧过程中NOX的形成机理 途径一： 途径二：空气中N2在高温（大于1200℃）下氧化
链反应
NO2是否大多来源于N2氧化？
c.燃料燃烧过程中影响NOX形成的因素
燃烧温度的影 响
空燃比的 影响
空燃比：空气质量与燃料质量的比值。 化学计量空燃比：燃烧完全，无过量O2时的组成。 富燃料：空气的量少于化学计量的量。 贫燃料：空气的量多于化学计量的量。
NOX环境本底值随地理位置而变；城市浓度冬季最 高，夏季最低；我国城市浓度较国外低。
危害：能与血红蛋白结合，但其浓度低于CO，故对 血红蛋白影响小；浓度高，严重危害人体健康，对 植物也有危害。导致光化学污染的重要物质。
3.含碳化合物
a.CO（毒性极强、无色、无味）
源：人为：燃料不完全燃烧产生。
CO中C与O以三键结 合，故氧化为CO2速率 很慢。
源：天然：以甲烷转化最重要。
汇：1)土壤吸收：土壤中细菌将CO代谢为CO2和CH4。 2)与氢氧自由基反应：是主要消除途径。
CO浓度分布及停留时间（短）
链反应，去除 50%的CO
南半球低、北半球高
城市浓度比非城市高，城市浓度与交通密度关系大。
b.CO2: 无毒、无味，是重要温室气体
源：人为（矿物燃料燃烧）； 天然（海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸、腐败和燃烧）。