南开大学《环境化学》课件第一章

1-1环境化学EnvironmentalChemistry1-2本学期主要授课教师孙红文教授蒙民伟楼325房间；23509241，13512001619，[e-mail]马小东博士蒙民伟楼418房间；23504362,13821026128,[e-mail]汪磊博士蒙民伟楼417房间；23504821,13902122257,[e-mail]1-3普通高等教育“十一五”国家级规划教材《环境化学》，戴树桂主编高等教育出版社,2006，102007年被评为国家精品教材主要教材1-4ManahanTE主编的EnvironmentalChemistry(EighthEdition),CRCPress,2005主要参考书及资料Queen’sUniversity,UKUniversityofMissouri-Columbia,USvanLoonGWandDuffySJ主编的EnvironmentalChemistry—aglobalperspective(SecondEdition),OxfordUniversityPress,20051-5EnvironmentalScience&TechnologyEnvironmentalToxicologyandChemistryEnvironmentalPollutionChemosphere环境科学环境化学等1-6课程的地位教育部新世纪教学改革工程《环境类专业基础理论建立与课程体系整体优化的研究》南京大学左玉辉教授获2005年国家级教学成果二等奖环境学环境自然科学环境技术科学环境经济科学环境化学环境社会科学环境生物学化学基础地学基础生态学24X1-7悠久课程建设及教材建设历史，载誉全国——•从1976年就将《环境化学及其实验》设为环境类本科生培养的专业必修课，已经有30年的建设历史。•1987年由戴树桂教授主编的《环境化学》由高等教育出版社出版。•1993年由戴树桂教授主译的《环境化学》由南开大学出版社出版。•1995年由戴树桂教授主编的面向21世纪课程教材《环境化学》由高等教育出版社出版；该教材获得教育部科技进步奖二等奖。•2006年普通高等教育“十一五”国家级规划教材，《环境化学》，戴树桂主编，高等教育出版社。2007年，该教材被评为精品教材。•2007年，孙红文教授被评为全国模范教师。•2008年，被评为国家级精品课程。•2009年，作为主干课程获得天津市教学成果一等奖。•2010年，入选国家级优秀教学团队。1-8南开大学—组织结构—专业学院——环境科学与工程学院—教育教学—精品课——环境化学依托教材启发教学激发兴趣积极引导结合前沿注重实效网上资源教学特色1-91-10南开大学—组织结构—专业学院——环境科学与工程学院—教育教学—精品课——环境化学依托教材启发教学激发兴趣积极引导结合前沿注重实效网上资源教学特色1-11建议课时安排第一章绪论（2课时）第二章大气环境化学（6课时）第三章水环境化学（6课时）第四章土壤环境化学（4课时）第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性（6课时）第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应（4课时）第七章受污染环境的修复（4课时）第八章绿色化学的基本原理和应用（3课时）总复习（1课时）1-12第一章绪论Chapter1.Introduction《环境化学》第一章绪论1-13《环境化学》第一章绪论内容提要及重点要求本章简要介绍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圈层中的迁移转化过程。要求掌握对现代环境问题认识的发展及对环境化学提出的任务，明确学习环境化学课程的目的。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。1-14第一节环境化学1.1EnvironmentalChemistry一、化学与环境ChemistryandEnvironment二、什么是环境化学WhatisEnvironmentalChemistry三、元素地球化学循环GeochemicalCycleofElements四、环境化学的前沿FrontiersofEnvironmentalChemistry《环境化学》第一章绪论1-15一、化学与环境ChemistryandEnvironment《环境化学》第一章绪论化学工业的发展为人类带来福祉，目前我们日常生活和工农业生产所使用的化学品已多达100000种以上。没有化学品，就没有如此繁荣的地球。如，没有农药，就不会有粮食的高产，地球不可能支撑如此庞大的人口；各种药物帮助人类战胜疾病，青霉素的使用使人类寿命出现第二次飞跃，平均增加了20岁。但是，人类过度依赖化学品、不当使用化学品，在生产、使用和废弃化学品的过程中疏于管理，使化学品成为环境污染的罪魁祸首。如，难降解有机氯农药及一些具有良好性能的工业品的使用被证明是过大于功，造成了“寂静的春天”；在人类活动过程中还无意识地产生很多副产物，如燃烧产生的多环芳烃、二噁英，饮用水消毒产生的副产物等。1-16•Allmatterischemical;wearechemical•ThehumanbodyisacomplexchemicalfactoryChemistryisGoodGoodThingsfromChemistry•Pharmaceuticalsthathaveimprovedhealthandextendedlife•Fertilizersthathavegreatlyincreasedfoodproductivity•SemiconductorsthathavemadepossiblecomputersandothermodernelectronicdevicesTheDownsideofChemistry•Pollutants•Toxicsubstances•NonbiodegradableplasticcontainersThesehaveresultedinharmtotheenvironment《环境化学》第一章绪论1-17•1928年由英国细菌学家弗莱明发现了青霉素，1940年，牛津大学的病理学家弗洛里和病理化学家钱恩合成了青霉素。三人获1945年诺贝尔生理学和医学奖。青霉素的发明带动了药物合成革命，而且至今青霉素都是一个廉价有效的抗生素。但是一些抗生素的滥用，造成环境积累，对生态系统产生危害。《环境化学》第一章绪论•1945年，瑞士化学家穆勒发明合成了DDT，能够有效地杀死蚊虫、控制疟疾蔓延。穆勒因此于1948年荣获诺贝尔生理医学奖。后来发现包括DDT在内的很多有机氯农药难于降解，在生物体内富集，沿着食物链放大，危害人类和生态系统健康。1-18“Bysensibledefinition，anyby-productofachemicaloperationforwhichthereisnoprofitableuseisawaste.Themostconvenient,leastexpensivewayofdisposingofsaidwaste-upthechimneyordowntheriver-isbest.”FromAmericanChemicalIndustry—AHistory,W.Haynes,D.VanNostrandCo.,1954TheOldAttitude《环境化学》第一章绪论1-71-19全球十大环境污染事件1.马斯河谷烟雾事件1930年2.洛杉矶光化学烟雾事件1943年3.多诺拉烟雾事件1948年4.伦敦烟雾事件1952年5.日本水俣病事件1953-1956年6.日本骨痛病事件1955-1972年7.日本米糠油事件1968年8.印度博帕尔事件1984年9.剧毒物质污染莱茵河事件1986年10.切尔诺贝利核泄漏事件1986年《环境化学》第一章绪论1-20•Chemistryisrequiredtodealwithenvironmentalproblemsandchallengestosustainability•Ofallprofessionals,chemistsarethebestqualifiedtounderstandenvironmentalproblemsfromthemisuseofchemicals•Thepracticeofenvironmentallybeneficialchemistryisnotaburden,butratheranopportunitythatchallengeshumanimaginationandingenuity•GreenChemistryseekstopresentabodyofchemicalknowledgefromthemostfundamentallevelwithinaframeworkoftherelationshipbetweenchemicalscienceandhumanbeings,theirsurroundings,andtheirenvironment.ChemistsandChemistryarePartoftheSolution《环境化学》第一章绪论1-21第一节环境化学1.1EnvironmentalChemistry一、化学与环境ChemistryandEnvironment二、什么是环境化学WhatisEnvironmentalChemistry三、元素地球化学循环GeochemicalCycleofElements四、环境化学的前沿FrontiersofEnvironmentalChemistry《环境化学》第一章绪论1-22二、什么是环境化学WhatisEnvironmentalChemistry1.学科隶属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新型学科。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.定义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。《环境化学》第一章绪论1-23EnvironmentalChemistrymaybedefinedasthestudyofthesources,reactions,transport,effects,andfatesofchemicalspeciesinwater,soil,air,andlivingenvironmentsandtheeffectsoftechnologythereon.《环境化学》第一章绪论SO2SO2+1/2O2+H2OH2SO4H2SO4AcidprecipitationS(incoal)+O2SO2H2SO4FromEnvironmentalChemistry,S.E.Manahan,CRCPress,20041-243.研究内容：环境化学研究有害物质在环境介质中存在的来源、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。《环境化学》第一章绪论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迁移transfer转化transformation