環(huán)境化學(xué)第一章

環(huán)境化學(xué)第一章第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/20231教材介紹教材:

夏立江主編.環(huán)境化學(xué).北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2003.

韋進(jìn)寶、錢沙華．環(huán)境分析化學(xué)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002

第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/20232參考書目參考書《環(huán)境化學(xué)》，華東理工大學(xué)出版社，何燧源《環(huán)境化學(xué)進(jìn)展》，戴樹桂，2005，化學(xué)工業(yè)出版社參考刊物《環(huán)境化學(xué)》，核心期刊，影響因子1.393《環(huán)境科學(xué)學(xué)報》,核心期刊，影響因子1.076《環(huán)境科學(xué)研究》,核心期刊，影響因子1.089《中國環(huán)境科學(xué)》，核心期刊，影響因子1.062《環(huán)境科學(xué)》，核心期刊，影響因子1.310《分析化學(xué)》，核心期刊：影響因子0.790《光譜學(xué)與光譜分析》，核心刊物，影響因子1.360《Chemosphere》IF3.054《Environ.Sci.Technol.》IF4.458《TheScienceoftheTotalEnvironment》IF2.579《WaterResearch》IF3.587第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/20233學(xué)習(xí)方法明確學(xué)習(xí)目的多看文獻(xiàn)，采百家之長善于思考，勇于挑戰(zhàn)第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/20234請說明選修本課程的目的以及自己的專業(yè)興趣和愛好(注明班級和姓名)第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/20235第1章緒論本章從當(dāng)今世界和我國面臨的主要環(huán)境問題入手，介紹環(huán)境化學(xué)環(huán)境分析化學(xué)在環(huán)境科學(xué)和解決環(huán)境問題中的地位和作用及其任務(wù)、內(nèi)容、特點(diǎn)、發(fā)展方向,要求了解環(huán)境化學(xué)的任務(wù)，明確環(huán)境化學(xué)課程學(xué)習(xí)的目的。第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202361.1概述1環(huán)境化學(xué)研究的是什么？2污染物有哪些環(huán)境效應(yīng)？3如何利用所學(xué)的知識解決實際問題？

第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/20237人類面臨的十大環(huán)境問題酸雨溫室效應(yīng)或氣候變暖臭氧層破壞土地沙漠化森林面積減少物種滅絕與生物多樣性銳減水環(huán)境污染與水資源危機(jī)水土流失城市垃圾成災(zāi)大氣環(huán)境污染與化學(xué)物質(zhì)有關(guān)的與物種和生態(tài)有關(guān)的第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202381.環(huán)境化學(xué)定義環(huán)境化學(xué)是一門研究化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)（大氣、水體、土壤、生物）中的存在形態(tài)、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。1）要掌握污染物在環(huán)境中的存在形態(tài)、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)2）人們是怎樣進(jìn)行研究，現(xiàn)有的理論和方法有哪些？第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/20239環(huán)境化學(xué)的形成分析化學(xué)高分子化學(xué)工程化學(xué)物理化學(xué)有機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)環(huán)境與環(huán)境結(jié)合環(huán)境污染化學(xué)與環(huán)境結(jié)合環(huán)境理論化學(xué)與生命科學(xué)結(jié)合污染生態(tài)化學(xué)污染控制化學(xué)用于污染控制環(huán)境分析化學(xué)用于環(huán)境第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202310環(huán)境監(jiān)測的定義環(huán)境監(jiān)測是研究如何運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論和先進(jìn)實驗技術(shù)來鑒別和測定環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)的種類、成分、含量以及化學(xué)形態(tài)的科學(xué)。第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202311種類繁多污染物質(zhì)化學(xué)物種的多樣化所導(dǎo)致的，僅美國環(huán)保局規(guī)定的水體優(yōu)先監(jiān)測污染物就有一百多種，其中有銅、鉛、鋅、鎘等重金屬，氰化物、氮氧化物等無機(jī)污染物，烷烴、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物；樣品來源廣泛，有空氣、水、沉積物、土壤、固體廢渣、生物體及其代謝物環(huán)境監(jiān)測的特點(diǎn)第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202312含量低大氣、水、土壤及生物體中化學(xué)物質(zhì)的本低水平極微，一般屬于痕量和超痕量分析；某些污染元素或化合物產(chǎn)生毒性效應(yīng)的濃度范圍極低，如汞、鎘的毒性效應(yīng)分別為0.001、0.01mg/L左右；地面水砷：0.04mg/L；揮發(fā)性酚類物質(zhì)：0.01mg/L.第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202313樣品組成復(fù)雜人類生產(chǎn)與社會活動和自然界的生物代謝過程不斷地向周圍環(huán)境排放各種有害物質(zhì)，環(huán)境樣品中往往含有數(shù)十至數(shù)百種不同化合物。樣品的復(fù)雜性使得環(huán)境分析干擾因素多。第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202314具有流動性和不穩(wěn)定性環(huán)境是一個多組成和多變的開放體系。形形色色的污染物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境后可能因為相互作用或外界影響而經(jīng)歷溶解、吸附、沉淀、氧化、光解、水解、生物降解等變化，因此，環(huán)境樣品變化大，不穩(wěn)定，所采集的樣品是環(huán)境中的一部分，是動態(tài)平衡的一部分，它隨氣溫、風(fēng)向、氣壓、溫度的變化而變化。第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202315環(huán)境化學(xué)的形成地球環(huán)境atmospherehydrospheregeosphere大氣環(huán)境化學(xué)biosphere水環(huán)境化學(xué)土壤環(huán)境化學(xué)污染生態(tài)化學(xué)環(huán)境化學(xué)典型污染物在圈層間的遷移與轉(zhuǎn)化環(huán)境修復(fù)綠色化學(xué)第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202316環(huán)境化學(xué)的戰(zhàn)略任務(wù)識別化學(xué)污染物的來源、種類和數(shù)量，提供分析技術(shù)從分子水平上認(rèn)識化學(xué)污染物的環(huán)境行為、評價生態(tài)效應(yīng)風(fēng)險為化學(xué)污染物的管端治理和污染環(huán)境的原位修復(fù)提供原理和手段為從源頭治理因化學(xué)物質(zhì)引起的環(huán)境污染，提供環(huán)境友好技術(shù)為化學(xué)污染物的性質(zhì)和環(huán)境未來變化趨勢的描述以及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定提供基本原理和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202317環(huán)境化學(xué)的研究內(nèi)容有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在的濃度水平和形態(tài)；潛在有害化學(xué)物質(zhì)的評價；在個別環(huán)境介質(zhì)以及不同環(huán)境介質(zhì)間的環(huán)境化學(xué)行為；有害化學(xué)物質(zhì)對人體健康產(chǎn)生效應(yīng)的機(jī)制以及風(fēng)險性；（甲基汞、DDT、多氯聯(lián)苯和三丁基錫的教訓(xùn)）有害化學(xué)物質(zhì)的消除以及防治。日本的水俁病三丁基錫第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202318水俁病1965年，日本熊本縣發(fā)生了水俁病。原因是在縣內(nèi)的阿賀野川上游60公里以外的昭和電氣公司排出的含汞廢水。水俁島第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202319汞的生物放大Hg2＋Hg(CH3)2浮游生物小魚中魚大魚人和貓5%吸收100%吸收血腦屏障大腦0.00001ppm0.0001ppm0.001~0.002ppm0.2~0.5ppm0.8~1.5ppm1~5ppm為什么水俁病只出現(xiàn)在人和貓身上？甲基汞的特性:脂溶性、原形蓄積和高神經(jīng)毒鯰魚體內(nèi)的汞的含量高達(dá)10～20ppm為什么兩條途徑引起的后果不一樣？？甲基鈷胺素第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202320伊朗南部港口賈斯克附近海灘認(rèn)識三丁基錫2007年9月份共有152條海豚死在這一帶的海灘上第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202321認(rèn)識三丁基錫第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202322三丁基錫認(rèn)識三丁基錫第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202323三丁基錫認(rèn)識三丁基錫第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202324于是，中毒的海豚迷失了方向，沖向了沙灘！慎用化學(xué)物質(zhì)！認(rèn)識三丁基錫第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202325環(huán)境化學(xué)的發(fā)展孕育階段20世紀(jì)60年代形成階段1970～1980發(fā)展階段1980～1990生命元素的生物地球化學(xué)循環(huán)、化學(xué)品的安全評價、化學(xué)物質(zhì)在多介質(zhì)間面間的遷移和轉(zhuǎn)化、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)增強(qiáng)等研究成熟階段1990～2000內(nèi)分泌干擾物的篩選、大氣中自由基化學(xué)、冰晶表面的光化學(xué)、氣溶膠多相化學(xué)反應(yīng)、湖泊富營養(yǎng)化促進(jìn)因子、重金屬存在形態(tài)及其轉(zhuǎn)化、土壤中有機(jī)物的降解、土壤中溫室氣體的釋放、分子水平的生態(tài)毒理學(xué)、環(huán)境的原位修復(fù)等第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202326我國環(huán)境化學(xué)研究進(jìn)展湖泊富營養(yǎng)化、水污染治理、垃圾處理、水體顆粒物和難降解污染物環(huán)境化學(xué)行為和生態(tài)毒理效應(yīng)、區(qū)域酸雨的形成與控制、有毒有機(jī)物的結(jié)構(gòu)效應(yīng)、煙氣脫硫脫硝的一體化技術(shù)、大氣中二氧化碳的固定技術(shù)、納米光催化技術(shù)具有我國特色的研究成果稀土農(nóng)用的環(huán)境化學(xué)行為及生態(tài)毒理效應(yīng)研究（倪嘉瓚）農(nóng)藥在環(huán)境中的變化及生態(tài)效應(yīng)（葉常明）第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023272.元素的生物地球化學(xué)循環(huán)第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023282.元素的生物地球化學(xué)循環(huán)大氣中的CO2溶解作用和化學(xué)過程溶解性無機(jī)碳，主要為HCO3-化學(xué)沉淀作用和無機(jī)碳結(jié)合于微生物外殼不溶解性的無機(jī)碳，主要為CaCO3和CaCO3·MgCO3溶解的CO2的溶解（離解）作用生物降解光合作用固定的有機(jī)碳（CH2O）和異型生物質(zhì)的碳石油原料生產(chǎn)的異型生物質(zhì)生物地球化學(xué)過程固定的有機(jī)烴類（CxH2x）和油母頁巖碳的循環(huán)第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023292.元素的生物地球化學(xué)循環(huán)大氣圈N2，一些N2O，痕量NO，NO2，HNO3,NH4NO3生物圈生物結(jié)合氮，比如蛋白質(zhì)中的氨氮（NH3）人類活動圈NH3，HNO3,NO,NO2,無機(jī)硝酸鹽,有機(jī)氮化合物化肥、含氮污染物采礦的硝酸鹽水圈和巖石圈的溶解的NO3-，NH4+，在死生物質(zhì)和化石燃料中的有機(jī)結(jié)合氮化肥，NO3-分解產(chǎn)生的NH4+,NO3-來自沉降的溶解NH4+，NO3-微生物演化散出N2，N2O，NH3分子N2的固定作用，像氨基氮N2的固定，像NH3污染物的排放，NO，NO2氮的循環(huán)第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023302.元素的生物地球化學(xué)循環(huán)可溶性無機(jī)磷酸鹽，HPO42-，H2PO4-和聚磷酸鹽不溶性的無機(jī)磷酸鹽，如Ca5(OH)(PO4)3，或磷酸鐵生物磷，主要是核酸，ADP，ATP沉積物中生物有機(jī)和無機(jī)磷酸鹽化肥徑流，廢水，洗滌劑廢物溶解沉淀作用磷的循環(huán)生物降解異型生物質(zhì)的有機(jī)磷酸鹽生命體的同化作用第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023312.元素的生物地球化學(xué)循環(huán)大氣中的硫，SO2，H2S，H2SO4，CS4，（CH3）2SH2S和金屬氧化物，F(xiàn)eS生物硫,包括-SH硫酸根還原硫化物氧化硫的循環(huán)可溶和不可溶形式的無機(jī)SO42-大氣中的硫物種與其他環(huán)境圈層中硫物種的相互變化生物降解異型生物質(zhì)的硫，比如殺蟲劑中的P=S功能團(tuán)分解H2S氧化元素硫，S硫氧化微生物產(chǎn)生的小分子中的有機(jī)硫，如-SH和R-S-R族生命體的同化作用微生物代謝第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023323.環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動向環(huán)境分析化學(xué)：檢測、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、同位素各圈層環(huán)境化學(xué)：污染物在大氣、水、土壤環(huán)境中的形成、遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨；以及生態(tài)效應(yīng)。污染控制化學(xué)：控制污染的化學(xué)機(jī)制和工藝技術(shù)中的基礎(chǔ)向化學(xué)問題。第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202333大氣顆粒物酸沉降大氣有機(jī)物痕量氣體臭氧耗損全球變暖環(huán)境化學(xué)研究對象大氣環(huán)境化學(xué)研究對象河流湖泊水庫河口海灣、近海海域地下水污染水環(huán)境化學(xué)研究對象第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202334農(nóng)用化學(xué)品在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和歸趨及其對土壤和人體健康的影響。環(huán)境化學(xué)研究對象有機(jī)物在土壤中有何降解和遷移規(guī)律？天然溫室氣體的釋放？污染物在固－液界面上的化學(xué)過程？重金屬在土壤-植物間的遷移過程？土壤環(huán)境化學(xué)研究對象第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202335環(huán)境化學(xué)分支學(xué)科劃分研究領(lǐng)域分支學(xué)科環(huán)境分析化學(xué)環(huán)境有機(jī)分析化學(xué)環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)各圈層的環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)水環(huán)境化學(xué)土壤環(huán)境化學(xué)環(huán)境生態(tài)化學(xué)環(huán)境工程化學(xué)大氣污染控制化學(xué)水污染控制化學(xué)固體廢物污染控制化學(xué)第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023361.2污染物的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接有害于人類的變化的物質(zhì)——環(huán)境污染物。氟利昂CCl2F2

CCl3F

FCl2C－CClF2

ClF+O3=O2+FOClO第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023371、環(huán)境污染物無機(jī)物氰化物、一氧化碳、氮氧化物、鹵化物、鹵間化合物、次氯酸及其鹽、硅的無機(jī)化合物、無機(jī)硫磷化合物、鹵間化合物重金屬、準(zhǔn)金屬、鹵素、臭氧、黃磷元素第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023381、環(huán)境污染物有機(jī)污染物含氧有機(jī)化合物：環(huán)氧乙烷、醚、醇、醛、酚、有機(jī)酸、脂、酐、酚類化合物含氮有機(jī)化合物：胺、腈、硝基甲烷、硝基苯、三硝基甲苯、亞胺烴類有機(jī)化合物:烷烴、芳烴、多環(huán)芳烴金屬有機(jī)和準(zhǔn)金屬有機(jī)化合物：四乙基鉛、羰基鎳、有機(jī)砷、二苯鉻、有機(jī)錫第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023392、污染物的環(huán)境效應(yīng)環(huán)境物理效應(yīng)：噪聲、地面沉降、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)；環(huán)境化學(xué)效應(yīng)：湖泊的酸化、土壤的鹽堿化、光化學(xué)煙霧、酸雨；環(huán)境生物效應(yīng)：大型水利工程、三致物質(zhì)等。環(huán)境效應(yīng)：人類的生產(chǎn)和生活活動或者自然過程對環(huán)境造成污染和破壞，從而導(dǎo)致環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/2023403、污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程遷移：污染物在環(huán)境中所發(fā)生的空間位移及其所引起的富集、分散和消失的過程。轉(zhuǎn)化：污染物在環(huán)境中通過物理、化學(xué)或生物的作用改變存在形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程。（物質(zhì)性質(zhì)的變化）.第四十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期一6/20/202341(1)污染物的遷移方式機(jī)械遷移:運(yùn)移（富集、分散）物理－化學(xué)遷移: