《環(huán)境化學 第一章緒論》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《環(huán)境化學 第一章緒論（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2021-12-251環(huán)境化學陳華林陳華林 博士，副教授博士，副教授溫州大學生命與環(huán)境科學學院溫州大學生命與環(huán)境科學學院2021-12-252與化學有關(guān)的環(huán)境問題臭氧層是如何被破壞的？臭氧層是如何被破壞的？溫室效應是如何產(chǎn)生的？溫室效應是如何產(chǎn)生的？水俁事件中主要污染物是什么？水俁事件中主要污染物是什么？上游工廠排放的廢水對下游居民有沒有上游工廠排放的廢水對下游居民有沒有影響？影響？多環(huán)芳烴是如何產(chǎn)生致癌作用的？多環(huán)芳烴是如何產(chǎn)生致癌作用的？2021-12-253環(huán)境化學第一章第一章 緒論緒論 2學時學時第二章第二章 大氣環(huán)境化學大氣環(huán)境化學 12學時學時第三章第三章 水環(huán)境化學水環(huán)境化學 1

2、8學時學時第四章第四章 土壤環(huán)境化學土壤環(huán)境化學 4學時學時第五章第五章 環(huán)境生物化學和化學毒理學環(huán)境生物化學和化學毒理學 6學時學時第六章第六章 環(huán)境中重要污染物及其生態(tài)效應環(huán)境中重要污染物及其生態(tài)效應 4學時學時第七章第七章 綠色化學綠色化學 4學時學時課堂討論課堂討論 2學時學時習題討論習題討論 2學時學時2021-12-254教學方法講課為主講課為主自學自學閱讀文獻閱讀文獻課堂討論課堂討論課后作業(yè)課后作業(yè)考試考試2021-12-255考核方法課后作業(yè)課后作業(yè) 20%文獻閱讀及課堂討論文獻閱讀及課堂討論 10%期中考試（開卷）期中考試（開卷） 10%期末考試（閉卷）期末考試（閉卷） 60

3、%注注:各類作業(yè)在規(guī)定時間內(nèi)未按時上交的各類作業(yè)在規(guī)定時間內(nèi)未按時上交的成績按每工作日成績按每工作日5%遞減。遞減。2021-12-256第一章 緒 論2021-12-259一、環(huán)境化學的研究內(nèi)容（一）環(huán)境化學的產(chǎn)生（一）環(huán)境化學的產(chǎn)生環(huán)境化學作為一門學科起源于環(huán)境化學作為一門學科起源于50年代。當時，轟年代。當時，轟動世界的公害事件引起了人們的關(guān)切，化學工作動世界的公害事件引起了人們的關(guān)切，化學工作者率先投入到追查日本水俁病的病因中。者率先投入到追查日本水俁病的病因中。近代分析化學的理論和方法在環(huán)境研究中得到應近代分析化學的理論和方法在環(huán)境研究中得到應用。用。環(huán)境化學作為一門獨立的學科是環(huán)境

4、化學作為一門獨立的學科是1972年由美國密年由美國密執(zhí)安大學化學系首先提出的。執(zhí)安大學化學系首先提出的。2021-12-2510（二）環(huán)境化學的概念環(huán)境化學是研究化學物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中環(huán)境化學是研究化學物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學特性、行為和效應及其控的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學。制的化學原理和方法的科學。它主要研究巖石圈、水圈、生物圈、大它主要研究巖石圈、水圈、生物圈、大氣圈的界面組成。氣圈的界面組成。2021-12-2511（三）環(huán)境化學的研究內(nèi)容自然環(huán)境的質(zhì)量包括物理的、化學的和生物的三自然環(huán)境的質(zhì)量包括物理的、化學的和生物的三個方面，它們相應地受到三種環(huán)境因

5、素的影響，個方面，它們相應地受到三種環(huán)境因素的影響，即化學污染物，物理污染因素和生物污染體。即化學污染物，物理污染因素和生物污染體?；瘜W污染物主要是一些有機、無機的化學物質(zhì)?；瘜W污染物主要是一些有機、無機的化學物質(zhì)。物理污染因素是一些能量性因素，如放射性、噪物理污染因素是一些能量性因素，如放射性、噪聲、振動、熱能、電磁波等。聲、振動、熱能、電磁波等。生物污染體包括細菌、病毒、水中反常生長的藻生物污染體包括細菌、病毒、水中反常生長的藻類等。類等。2021-12-2512環(huán)境化學的主要研究內(nèi)容環(huán)境化學的主要研究內(nèi)容：運用化學的理論與方法，鑒定和測定化運用化學的理論與方法，鑒定和測定化學污染物在環(huán)境

6、中的含量；學污染物在環(huán)境中的含量；研究它們在環(huán)境中的存在形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)研究它們在環(huán)境中的存在形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化和歸宿的規(guī)律；化和歸宿的規(guī)律；探討污染物的回收利用和分解成無害的探討污染物的回收利用和分解成無害的簡單化合物的機理。簡單化合物的機理。2021-12-2513目前環(huán)境化學有四個分支學科：目前環(huán)境化學有四個分支學科：1、環(huán)境分析化學、環(huán)境分析化學2、大氣、水體、土壤環(huán)境化學、大氣、水體、土壤環(huán)境化學3、污染生態(tài)化學、污染生態(tài)化學4、污染控制化學、污染控制化學2021-12-25141、環(huán)境分析化學是應用近代物理化學方法追蹤污染物的含量及是應用近代物理化學方法追蹤污染物的含量及其分布，研究污染物

7、的存在形式及其結(jié)構(gòu)。其分布，研究污染物的存在形式及其結(jié)構(gòu)。目前主要研究內(nèi)容有目前主要研究內(nèi)容有(1)分析方法標準化和環(huán)境標準參考物質(zhì)分析方法標準化和環(huán)境標準參考物質(zhì)(2)污染物的形態(tài)與結(jié)構(gòu)分析方法研究污染物的形態(tài)與結(jié)構(gòu)分析方法研究(3)環(huán)境痕量和超痕量元素分析環(huán)境痕量和超痕量元素分析(4)環(huán)境有機物（包括金屬有機物）的分析研究環(huán)境有機物（包括金屬有機物）的分析研究(5)優(yōu)先分析對象的篩選研究優(yōu)先分析對象的篩選研究(6)環(huán)境分析儀器化、自動化的研究環(huán)境分析儀器化、自動化的研究2021-12-25152、大氣、水體和土壤環(huán)境化學是運用化學的理論和方法研究化學污染是運用化學的理論和方法研究化學污染物

8、質(zhì)在大氣、水體、土壤環(huán)境中的形成、物質(zhì)在大氣、水體、土壤環(huán)境中的形成、遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿過程中的化學行為和遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿過程中的化學行為和生態(tài)效應。生態(tài)效應。2021-12-25161）大氣環(huán)境化學：大氣化學物質(zhì)的表征研究；）大氣環(huán)境化學：大氣化學物質(zhì)的表征研究；大氣化學轉(zhuǎn)化過程的研究；全球大氣環(huán)境中化大氣化學轉(zhuǎn)化過程的研究；全球大氣環(huán)境中化學變化研究；大氣化學模式研究。學變化研究；大氣化學模式研究。2）水環(huán)境化學：水體界面化學過程；金屬形態(tài)）水環(huán)境化學：水體界面化學過程；金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化動力學過程；有機物的化學、生物降解過轉(zhuǎn)化動力學過程；有機物的化學、生物降解過程；金屬和類金屬甲基化。程；金屬和

9、類金屬甲基化。3）土壤環(huán)境化學：土壤中有機污染物的研究；）土壤環(huán)境化學：土壤中有機污染物的研究；土壤中金屬存在形態(tài)及其轉(zhuǎn)化過程的研究；污土壤中金屬存在形態(tài)及其轉(zhuǎn)化過程的研究；污染物在土壤固染物在土壤固液界面上的化學過程的研究；液界面上的化學過程的研究；土壤中溫室效應氣體的釋放研究。土壤中溫室效應氣體的釋放研究。2021-12-25173、污染生態(tài)化學主要研究化學污染物質(zhì)引起生態(tài)效應的主要研究化學污染物質(zhì)引起生態(tài)效應的化學原理、過程和機制；化學原理、過程和機制；宏觀上研究化學物質(zhì)在維持和破壞生態(tài)宏觀上研究化學物質(zhì)在維持和破壞生態(tài)平衡中的基本化學問題；平衡中的基本化學問題；微觀上研究化學物質(zhì)和生物

10、體相互作用微觀上研究化學物質(zhì)和生物體相互作用過程的化學機制。過程的化學機制。2021-12-25181）有機污染生態(tài)化學）有機污染生態(tài)化學主要包括有機污染物物理化學行為的研主要包括有機污染物物理化學行為的研究；究；有機污染物結(jié)構(gòu)有機污染物結(jié)構(gòu)活性物質(zhì)相關(guān)性研究，活性物質(zhì)相關(guān)性研究，包括結(jié)構(gòu)活性關(guān)系（包括結(jié)構(gòu)活性關(guān)系（SAR）和定量構(gòu)效）和定量構(gòu)效關(guān)系（關(guān)系（QSAR）研究；）研究；環(huán)境有機物的結(jié)構(gòu)與致癌相關(guān)性研究。環(huán)境有機物的結(jié)構(gòu)與致癌相關(guān)性研究。2021-12-25192）無機污染生態(tài)學）無機污染生態(tài)學研究金屬元素沿食物鏈傳遞和在生物體內(nèi)研究金屬元素沿食物鏈傳遞和在生物體內(nèi)富集；富集；金屬形

11、態(tài)與生物有效性的關(guān)系；金屬形態(tài)與生物有效性的關(guān)系；金屬元素與生物體的相互作用；金屬元素與生物體的相互作用；金屬元素在生物體內(nèi)的協(xié)同作用和拮抗作金屬元素在生物體內(nèi)的協(xié)同作用和拮抗作用；用；金屬的甲基化過程和脫甲基化作用。金屬的甲基化過程和脫甲基化作用。2021-12-25203）化學信息物的一些化學問題）化學信息物的一些化學問題主要研究化學信息物在生態(tài)系統(tǒng)中的作主要研究化學信息物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用、化學機制及其利用。用、化學機制及其利用。2021-12-25214、污染控制化學研究與污染控制有關(guān)的化學機制和工藝技研究與污染控制有關(guān)的化學機制和工藝技術(shù)中的化學基礎(chǔ)性問題，以便最大限度地術(shù)中的化學基

12、礎(chǔ)性問題，以便最大限度地控制化學污染，為開發(fā)經(jīng)濟而高效的污染控制化學污染，為開發(fā)經(jīng)濟而高效的污染控制技術(shù)，發(fā)展清潔工藝提供科學依據(jù)?？刂萍夹g(shù)，發(fā)展清潔工藝提供科學依據(jù)。2021-12-25221）終端污染控制中的化學研究。）終端污染控制中的化學研究。2）污染控制材料和技術(shù)的化學研究。）污染控制材料和技術(shù)的化學研究。包括絮凝劑、吸附劑、離子交換劑、膜包括絮凝劑、吸附劑、離子交換劑、膜材料、催化劑等。材料、催化劑等。2021-12-25233）污染預防中化學研究的趨向。）污染預防中化學研究的趨向。主要是通過改變產(chǎn)品或產(chǎn)品設(shè)計，改變主要是通過改變產(chǎn)品或產(chǎn)品設(shè)計，改變生產(chǎn)工藝或工藝技術(shù)，改變原材料或添

13、生產(chǎn)工藝或工藝技術(shù)，改變原材料或添加劑的投入，實現(xiàn)廢物內(nèi)部循環(huán)。加劑的投入，實現(xiàn)廢物內(nèi)部循環(huán)。2021-12-2524二、環(huán)境化學的發(fā)展1、孕育階段（、孕育階段（1970年以前）。開始對有機氯年以前）。開始對有機氯農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留進行研究。農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留進行研究。2、形成階段（、形成階段（1970年代）。一系列專著的出年代）。一系列專著的出現(xiàn)如現(xiàn)如全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（1973），），環(huán)環(huán)境污染物：分析方法選編境污染物：分析方法選編（1975），），全全球碳循環(huán)球碳循環(huán)（1979）。）。2021-12-25253、發(fā)展階段（、發(fā)展階段（1980年代以后）。出現(xiàn)了四年代以后）。

14、出現(xiàn)了四個新的發(fā)展趨勢：個新的發(fā)展趨勢：一是全面開展對主要元素，尤其是生命一是全面開展對主要元素，尤其是生命必需元素的生物地化循環(huán)和各主要循環(huán)必需元素的生物地化循環(huán)和各主要循環(huán)之間的相互作用，人類活動對這些循環(huán)之間的相互作用，人類活動對這些循環(huán)產(chǎn)生的干擾和影響；產(chǎn)生的干擾和影響；二是重視化學品安全評價；二是重視化學品安全評價；三是對全球變化研究；三是對全球變化研究；四是污染控制化學研究。四是污染控制化學研究。2021-12-2526三、環(huán)境化學研究的重要環(huán)境問題全球氣候變化、酸沉降與溫室氣體全球氣候變化、酸沉降與溫室氣體室內(nèi)空氣質(zhì)量室內(nèi)空氣質(zhì)量水體富營養(yǎng)化、赤潮和藻毒素污染水體富營養(yǎng)化、赤潮和

15、藻毒素污染土壤和地下水污染土壤和地下水污染持久性有機污染物和環(huán)境內(nèi)分泌干擾物持久性有機污染物和環(huán)境內(nèi)分泌干擾物重金屬和類金屬污染重金屬和類金屬污染食品安全及生態(tài)安全食品安全及生態(tài)安全2021-12-2527四、環(huán)境化學的特點1、研究的對象復雜，組分多樣、研究的對象復雜，組分多樣環(huán)境中的化學污染物質(zhì)，既有人為排放的廢棄環(huán)境中的化學污染物質(zhì)，既有人為排放的廢棄物質(zhì)，也有一小部分是天然物質(zhì)；物質(zhì)，也有一小部分是天然物質(zhì)；這些污染物質(zhì)在環(huán)境體系中可以同時發(fā)生多種這些污染物質(zhì)在環(huán)境體系中可以同時發(fā)生多種機制的化學和物理變化過程。機制的化學和物理變化過程。2021-12-25282、研究對象濃度極低，分布

16、廣泛、研究對象濃度極低，分布廣泛化學污染物質(zhì)在環(huán)境中的濃度水平很低，化學污染物質(zhì)在環(huán)境中的濃度水平很低，一般僅為一般僅為mg/kg級或級或ug/kg級，有時甚至級，有時甚至可達可達ng/kg級。級?；瘜W污染物的低濃度判斷需要靈敏、準化學污染物的低濃度判斷需要靈敏、準確和精細的現(xiàn)代分析測試技術(shù)。確和精細的現(xiàn)代分析測試技術(shù)。2021-12-25293、綜合性、綜合性在環(huán)境化學研究中，化學是主要的理論在環(huán)境化學研究中，化學是主要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)；基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)；需要配合生物學、地學、物理學、氣象需要配合生物學、地學、物理學、氣象學、數(shù)學等多種其他科學方法；學、數(shù)學等多種其他科學方法；進行綜合的多

17、方面考察分析，才能獲得進行綜合的多方面考察分析，才能獲得反映客觀實際的規(guī)律和結(jié)論。反映客觀實際的規(guī)律和結(jié)論。2021-12-25304、開放性、開放性環(huán)境化學研究的自然環(huán)境體系是一個多環(huán)境化學研究的自然環(huán)境體系是一個多元開放體系，影響污染物的化學過程因元開放體系，影響污染物的化學過程因素多，多種過程交叉進行，且常處于非素多，多種過程交叉進行，且常處于非平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。研究污染物的環(huán)境化學行為需要熱力學研究污染物的環(huán)境化學行為需要熱力學與動力學有機的結(jié)合。與動力學有機的結(jié)合。2021-12-2531五、環(huán)境化學中的幾個基本概念限界濃度：通常把一系列對人類（或其它限界濃度：通常把一系列對人類（

18、或其它生物體）有害的物質(zhì)在環(huán)境中的最大允許生物體）有害的物質(zhì)在環(huán)境中的最大允許劑量，稱限界濃度。劑量，稱限界濃度。地化本底值：自然界中某物質(zhì)含量的天然地化本底值：自然界中某物質(zhì)含量的天然水平。水平。2021-12-2532地化異常值：有害物質(zhì)和地化本底值之間地化異常值：有害物質(zhì)和地化本底值之間的偏差稱為地球化學異常值。的偏差稱為地球化學異常值。地化異?？梢杂械鼗惓？梢杂小罢惓Ｕ惓！保丛撐镔|(zhì)在（即該物質(zhì)在自然界含量大于地化本底值）和自然界含量大于地化本底值）和“負異常負異?！保丛撐镔|(zhì)在自然界中含量小于地化本底（即該物質(zhì)在自然界中含量小于地化本底值）。值）。2021-12-2533元素的

19、地化遷移：是指化學元素在地殼中元素的地化遷移：是指化學元素在地殼中的轉(zhuǎn)移，即它們的分散或富集的再分配過的轉(zhuǎn)移，即它們的分散或富集的再分配過程。程。內(nèi)因：取決于元素本身的原子結(jié)構(gòu)及其化內(nèi)因：取決于元素本身的原子結(jié)構(gòu)及其化學性質(zhì)。學性質(zhì)。外因：元素所處環(huán)境的物理化學條件。外因：元素所處環(huán)境的物理化學條件。2021-12-2534進入環(huán)境的化學物質(zhì)通過溶解、揮發(fā)、遷進入環(huán)境的化學物質(zhì)通過溶解、揮發(fā)、遷移、擴散、吸附、沉降等物理過程或物理移、擴散、吸附、沉降等物理過程或物理化學過程，分配散布在各環(huán)境圈層之中?；瘜W過程，分配散布在各環(huán)境圈層之中。進入環(huán)境的化學物質(zhì)在環(huán)境中形跡所到之進入環(huán)境的化學物質(zhì)在環(huán)境中形跡所到之處，也留下它們的印記，使環(huán)境質(zhì)量發(fā)生處，也留下它們的印記，使環(huán)境質(zhì)量發(fā)生一定程度的變化。一定程度的變化。