环境化学课件第一章.

环境化学全书内容学时分配与重点第一章绪论(基本了解，3学时)第二章大气环境化学(重点掌握，14学时)第三章水环境化学(重点掌握，16学时)第四章土壤环境化学(重点掌握，10学时)第五章生物体内污染物质运动过程(重点掌握，15学时)第六章典型污染物在环境圈层中转归与效应(重点了解，6学时)第七章有害废物及放射性固体废物(自学)教学要求1.掌握大气的基本性质和组成，污染物的源和汇，大气中主要的气相反应和液相反应以及大气颗粒物性质等基本概念和基本原理；了解酸雨、温室效应及臭氧层破坏等全球关注的大气问题。2.掌握天然水体的组成和性质、溶解和沉淀、氧化和还原、配合作用及固液界面间相互作用等基本原理在环境化学中的应用；了解主要有毒难降解污染物的环境行为及归趋模式。3.掌握土壤主要的理化性质，重金属及氮、磷营养物质在土壤环境中的迁移、积累以及有机农药等污染物在土壤中的降解途径和持留，了解环境条件变化对污染物在土壤中迁移转化的影响。4.掌握金属形态的生物有效性、污染物的微生物转化、化学物质的生物吸收和生物浓缩机理以及对人体健康的影响。5.了解化学物质在生物体内的转运和代谢，化学物质的联合作用以及化学物质引起致突变、致畸和致癌作用基本原理，利用有机物结构与致癌作用关系预测化学物质的致癌性等。考核方式平时(测验、作业、点名):30%期末考试：70%参考教材类1.《环境化学》何燧源金云云何方编著华东理工大学出版社2000年12月第3版2.《环境化学》王晓蓉编著南京大学出版社1993年11月第1版3.《环境化学教程》邓南圣吴峰编著武汉大学出版社2000年1月第1版4.《环境化学》，陶秀成主编．高等教育出版社，2002年。5.EnvironmentalChemistry(seventhedition)SE.ManahanLewisPublishers6.环境化学教程刘兆荣，陈忠明化学工业出版社2003年1月7.环境水化学魏振枢化学工业出版社2002年7月8.水化学王凯雄化学工业出版社2001年5月9.ChemistryoftheEnvironmentThomasG.SpiroWilliamM.Stigliani清华大学出版社（影印版），2003年7月第一章绪论本章从当今世界和我国面临的主要环境问题入手，介绍环境化学在环境科学和解决环境问题中的地位和作用及其任务、内容、特点、发展方向和主要环境污染物迁移转化途径。要求同学们了解环境化学的任务，明确环境化学课程学习的目的。第一节环境问题本节要点：环境问题；我国环境污染防治与发达国家的差距、面临的挑战、环境保护目标和急需解决的重大科学问题。环境问题：是指由于自然力或人类活动所导致的全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和社会发展的各种现象。包括一切形式的环境恶化或对生物圈的一切不利影响。1）环境问题分类原生环境问题：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。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机构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。环境污染：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，使环境系统的结构与功能发生变化，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。具体地说：环境污染就是指有害物质对大气、水、土壤和动植物污染并达到有害的程度。2）环境问题的认识过程20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，没有把环境问题与自然生态、社会因素联系起来，低估了环境污染的危害性和复杂性，未能追根寻源。1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，第一次把环境问题与社会因素联系起来。20世纪80年代，人们对环境的认识有了新的突破性发展，提出了持续发展的战略，指明了解决环境问题的根本途径。1992年，联合国在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展大会，这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。2002年，在南非约翰内斯堡召开了联合国可持续发展大会。早期世界著名八大公害(1)比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件：发生在1930年12月，重工业排放的SO2使数千人中毒，60余人死亡。(2)美国洛杉矶光化学烟雾事件：发生在1943年5～10月，造成400余人死亡。(3)多诺拉烟雾事件：1948年10月26～31日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇冶炼厂排放的SO2和烟尘，使5911人发病，17人丧生。(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神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米含镉，居民食用含镉米和饮用含镉水而中毒，患者超过280人，死亡数十人。(7)水俣病事件：1953～1956年，日本熊本县水俣市，居民食用含有甲基汞的鱼，导致水俣湾和新县阿贺野川下游有机汞中毒者283人，其中60人死亡。(8)米糠油事件：1968年3月，日本北九州市，爱知县一带生产米糠油时，混入多氯联苯，造成13000人中毒，死亡16人。近年来，全世界平均每年约发生200多起严重公害事件。世界瞩目的有下面7起(1)意大利塞维索化学污染事故。1976年7月10日意大利北部塞维索地区的一家农药厂爆炸，导致剧毒化学品二恶英的污染，使许多人中毒，附近居民被迫迁走，几年内当地畸形儿的出生率大为增加。(2)美国三里岛核电站泄露事故。这次事故发生在1979年3月28日，直接经济损失达10多亿美元。(3)墨西哥的液化气爆炸事故。1984年11月19日，墨西哥国家石油公司所属的液化气供应中心发生爆炸，死亡1000多人，伤400多人，3万多人无家可归。(4)印度博帕尔农药泄漏事故。1984年12月3日，美国联合碳化物公司设在博帕尔市的农药厂的剧毒化学品异氰酸甲酯罐爆裂外泄，受害人数20万，死亡3000人以上。(5)原苏联切尔诺贝利核电站泄露事故。1986年4月26日位于基辅地区的切尔诺贝利核电站四号反应堆爆炸，造成重大放射性污染，周围十多万居民被疏散，伤数百人，死亡31人。(6)莱茵河污染事故。1986年11月1日，瑞士巴塞赞德兹化学公司的仓库起火，使大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河，造成西欧10年来最大的污染事故。(7)海湾战争造成的环境污染。1991年的海湾战争历时42天，期间油井大火昼夜燃烧，是迄今历史上最大的石油火灾及海洋石油污染事故，也是人类历史上最严重的一次环境污染，其污染程度超过切尔诺贝利核电站发生的核泄漏事故。这次战争所造成的环境污染是灾难性的，已给世界带来了影响。博帕尔毒气泄漏博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜在切尔诺贝利事故中受到核污染的患者马斯河谷烟雾洛杉矶光化学烟雾日本通通病伦敦烟雾日本水俣病环境问题的全球共识随着环境问题的日益严重，人类对环境问题的认识也在不断提高。在当今世界上，人们越来越清楚地看到，环境问题已不再是某个国家和局部地区的事情。酸雨、温室效应、臭氧层破坏等已远远超出国家和地区的局限而成为全球性的问题。这些问题严重威胁着人类的生存和发展，成为世界各国关心的大问题，也成为国际社会注意的热点。全球十大环境问题土壤遭受严重破坏，肥沃程度降低，剥蚀情况严重，年流失量大增。能源的浪费引起气温升高，对农业和生态系统产生严重影响。自然区域越来越小，导致数以千计物种灭绝甚至引起新的温度。森林面积严重减少，引起一系列环境问题。淡水资源受到威胁，1/4的地方长期缺水。化学污染威胁动植物健康，引发癌症，导致土壤肥力减弱。城市序扩大，严重破坏环境。过度开发海洋，渔业资源锐减。空气污染威胁人们的健康。极地臭氧洞扩大，南极的臭氧层损失50%以上。随着社会经济快速发展、城市化进程加速和人民生活水平迅速提高，今后10-20年我国环境保护和污染防治将面临更大的挑战。●快速的经济增长－污染防治压力越来越大●小康社会生活水平－对环境质量的要求越来越高●发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格。3）我国环境污染防治面临的挑战与发达国家的差距●我国环境问题的严重性和复杂性●发达国家环境质量显著改善，污染控制技术已取得绝对优势；●发达国家研究重点向绿色技术、环境修复与环境安全转移；●我国环保科技整体水平与发达国家差距明显，并有扩大的趋势。3）我国环境污染防治面临的挑战2020年我国环境保护的目标●环境污染得到有效控制●生态恶化趋势基本得到遏制●全国大部分地区的环境质量明显改善●部分重要生态系统得到重建与修复●建设一批生态城镇●重点区域社会、经济、环境实现协调发展4）我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题国家需求和科技目标污染预防污染控制环境修复环境建设4）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第二节环境化学1）环境化学的定义1972年R.AHonne在所著《环境化学》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”。《自然科学学科发展战略研究报告：环境化学》一书提出：“环境化学是一门研究潜在有害化学物质在环境介质中的存在、行为、效应（生态效应、人体健康效应及其它环境效应）以及减少或消除其产生的科学”。戴树桂等认为：“环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支”。2）环境化学的发展环境化学的发展大致可以划分为三个阶段：孕育阶段(1970年以前)1950年代开始，1960年代的酝酿和准备。针对早期的污染控制工作和污染防治工作，结合化学的理论，提出一些基本观点。形成阶段(70年代)发展阶段(80年代以后)最早是一门化学分之学科，由如湖泊学、生态学、生物地球化学等方面学者提出。如农药对水生生物影响，湖泊富营养化，环境中元素地理分布等。出现一些新的趋势：主要元素，尤其生命必需元素循环研究；化学品安全评价；全球变化研究；污染控制化学研究；污染预防化学.3）环境化学的分支学科环境化学环境分析化学环境污染化学污染控制化学环境无机分析化学环境有机分析化学大气环境化学水环境化学环境生态化学土壤环境化学大气污染控制化学水污染控制化学固体废物污染控制化学●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●用化学的基本理论和方法发现和解决环境问题4）环境化学的任务5）环境化学的研究内容●有害物质在环境中存在的浓度水平和形态；●潜在有害物质的来源，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。6）环境化学的研究特点（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：mg/kg(ppm,10-6)、ug/kg(ppb,10-9)、甚至ppt,10-127）环境化学的发展方向●随着环境问题日益严峻和人们认识提