环境化学绪论

环境化学EnvironmentalChemistry参考书：戴树桂主编，环境化学，高等教育出版社，1997年3月第一版；王晓蓉编著，环境化学，南京大学出版社，1993年11月第一版何燧源金云云何方编著，环境化学，华东理工大学出版社，2000年12月第三版StanleyE.Manahan,2000.EnvironmentalChemistry,LewisPublishers,BocaRaton,London,NewYork,Washington,D.C.ThomasG.Spiro,ChemistryoftheEnvironment（SecondEdition）,清华大学出版社。主要期刊环境化学环境科学学报环境科学中国环境科学EnvironmentalScienceandTechnologyChemosphereEnvironmentalToxicologyandChemistryTheScienceoftheTotalEnvironment本课程的内容第一章：绪论第二章：大气环境化学第三章：水环境化学第四章：土壤环境化学第五章：化学物质的生物效应和生态效应第六章：典型污染物在环境各圈层中的转归与效应第七章：有害废物及放射性固体废物第一章绪论Chapter1.Introduction所谓环境总是相对于某一中心事物而言，作为某一中心事物的对立面而存在。它因中心事物的不同而不同，随中心事物的变化而变化。与某一中心事物有关的周围事物，就是这个中心事物的环境。环境科学所研究的环境，其中心事物是人类，是以人类为主体的外部世界，即人类目前生存、繁衍所必需的、相适应的环境，或物质的综合体。包括自然环境和人工环境两种。1.环境与环境科学1.1环境(TheEnvironment)1.1.1自然环境(NaturalEnvironment)1.环境与环境科学直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体。有时简称为环境。物质：空气、水、生物、岩石、土壤……自然现象：水土演变等多种自然因素、大气力量、水循环、地壳的稳定性、太阳的稳定性……能量：阳光地热、地磁、引力……大气圈水圈土壤圈生物圈化学圈ChemosphereChemistry,BiologyandToxicologyasRelatedtoEnvironmentalProblemsBiosphereAtmosphereHydrosphereGeosphereLithosphere1.环境与环境科学1.1.2人工环境人工环境综合生产力（包括人的素质）技术进步人工构筑物人工产品和能量政治体制社会行为宗教信仰文化与地方因素等人工环境是指人类活动而形成的环境要素，它包括由人工形成的物质、能量和精神产品，以及人类活动中所形成的人与人之间的关系或上层建筑。1.环境与环境科学环境科学是以实现人与自然和谐为目的，研究以及调整人与自然关系的科学。是一门综合性学科。是研究人类活动与其环境质量之间关系的科学。Environmentalscienceinitsbroadestsenseisthescienceofthecomplexinteractionsthatoccuramongtheterrestrial,atmospheric,aquatic,livingandanthropologicalenvironments.Itincludesallthedisciplines,suchaschemistry,biology,ecology,sociology,andgovernment,thataffectordescribetheseinteractions.1.2环境科学(EnvironmentalScience)1.环境与环境科学610环境科学技术610.10环境科学技术基础学科610.1010环境物理学(包括环境声学等)610.1015环境化学610.1020环境生物学610.1025环境气象学610.1030环境地学(包括环境地球化学、环境地质学等)610.1035环境生态学610.1040环境毒理学610.1045自然环境保护学610.1050环境管理学610.1099环境科学技术基础学科其他学科610.20环境学610.2010大气环境学610.2020水体环境学(包括海洋环境学)610.2030土壤环境学610.2040区域环境学610.2099环境学其他学科610.30环境工程学610.3010环境保护工程610.3015大气污染防治工程610.3020水污染防治工程610.3025固体污染防治工程610.3030三废处理与综合利用610.3035噪声与震动控制610.3040环境质量监测与评价610.3045环境规划610.3050环境系统工程610.3099环境工程学其他学科610.99环境科学技术其他学科学科分类与代码(GB/T13745-92)1.环境与环境科学1.2.1环境科学中所研究的环境主要指自然环境，包括自然生物圈这一层和人工环境中的人工构筑物、人工产品和能量以及人与人的关系问题。《中华人民共和国环境保护法》指出，“本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人工遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”。1.环境与环境科学1.2.2环境质量(EnvironmentalQuality)一般是指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。影响环境质量的因素有人为因素也有天然因素，但主要是人为因素。例如污染物的排放、对资源利用的合理性、人群的文化状态。1.环境与环境科学环境问题原生环境问题次生环境问题原生环境问题：由自然力引起的环境问题，也叫第一环境问题。地震、洪涝、干旱、台风、滑坡等。次生环境问题：由人类活动引起的环境问题，也叫第二环境问题。也叫第二环境问题。环境污染生态环境破坏1.3.1环境问题的分类1.3环境问题(EnvironmentalProblems)1.环境与环境科学环境污染：由于人为的因素，环境的化学组成或物理状态发生了变化，与原来的情况相比，环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统和人们正常的生产和生活条件，就叫环境污染。具体地说，主要指工业三废对大气、水体、土壤和生物的污染。生态环境破坏：人类活动直接作用于自然界引起的。例如乱砍滥伐森林、过度放牧、大面积开荒、滥采滥捕野生动物。1.环境与环境科学1.3.2环境问题的由来(1)环境问题的产生和生态环境的早期破坏人类出现以后——产业革命以前(2)城市环境问题突出和“公害”加剧工业革命、城市化能源和资源的大量消耗公害和事故频繁发生发达国家的环境问题部分地得到了解决发展中国家？怎么办？可持续发展？1.环境与环境科学(3)全球性的环境问题1.环境与环境科学温室效应、臭氧层耗竭持久性环境污染物污染转移？世界经济一体化？环境？人口问题城市化问题淡水资源短缺生物多样性减少海洋污染危险废弃物越境转移(4)发达国家的环境状况①比较好地解决了国内的环境污染问题：空气比以前新鲜了,不少水体变清了。②仍存在的(新的)环境问题：温室效应、臭氧层、工业废物、生活垃圾急剧增加；噪声问题仍很突出；NOx的污染仍未得到有效控制；大气中有害物质污染如故；水环境问题还未解决；持久性污染物的问题相当严重。1.环境与环境科学2.中国的环境、生态、资源环境保护工作改革开放经济快速发展进入大范围生态退化和复合性环境污染的阶段19701980199020002020新一轮的经济发展压力、挑战200019801940微生物污染、耗氧有机物SO2、颗粒物、光化学烟雾、酸雨、重金属、氮磷富营养化、垃圾温室气体、黑碳、霾、臭氧层、持久性有毒物质(PTS、POPs)、二次污染、核废料、工业危险废弃物发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的环境问题已在我国集中出现；面临全球最严峻、最复杂的环境问题；结构性、复合性环境污染；资料来源：人民日报，2005年4月23日，第五版2.中国的环境、生态、资源七大江河水系的741个监测断面的水质：I－Ⅲ类:38.1%;Ⅳ、Ⅴ类:32.2%;劣Ⅴ类:41%;城市内湖和大多数湖泊(75%)富营养化；近3亿农村人口饮用不合格的水；30%的城市空气污染严重；1/3国土受到酸雨污染;垃圾围城普遍，有毒有害废弃物影响开始显现;环境污染造成的损失相当GDP的3-8%;资料来源：人民日报，2005年4月23日，第五版2.中国的环境、生态、资源2.中国的环境、生态、资源生态恶化形势严峻水土流失面积超过国土面积的1/3(367万km2)，每年新增1.5万km2；土地沙漠化趋势未减，每年扩展3436km2,沙化土地174万km2;森林覆盖率只有16.55%，相当于世界森林覆盖率的61%;90%以上天然草场退化；地下水超采(8万km2);10％—15％的高等植物物种处于濒危状态，物种资源流失严重，有害外来物种入侵每年造成1200亿元经济损失；资料来源：人民日报，2005年4月23日，第五版2.中国的环境、生态、资源环境健康问题日渐突出空气污染地区死于肺癌人数高出5~9倍;11个最大城市，空气污染每年使5万多人夭折，40万人染呼吸系统疾病;沈阳市约40%的儿童血铅含量超标(2000年);二恶英类化合物已在市售牛奶（深、港）、母乳(江浙)中检出;天津市严重污染的蔬菜地土壤中汞含量超标98倍;2.中国的环境、生态、资源环境污染和生态破坏造成巨大损失有害外来物种入侵每年造成1200亿元的经济损失；世界银行：1995年空气和水污染损失，占当年GDP的8%；2003年，污染与生态破坏损失，占当年GDP的15%；环保总局2001年测算，西部9省区生态破坏的损失相当于甘肃和青海两省GDP之和；资料来源：人民日报，2005年4月23日，第五版2.中国的环境、生态、资源生态环境总体恶化的趋势尚未根本扭转，环境治理的任务依然相当艰巨；消耗高、资源浪费、污染环境等粗放经营方式仍比较严重;人口、资源、环境对经济发展的压力越来越大，特别是资源的制约作用日益明显；我国人口多、资源人均占有量少的国情不会改变，不可再生性资源储量和可用量不断减少的趋势难以改变;资料来源：胡锦涛在中科院、工程院院士大会上的讲话，2004年6月2日2.中国的环境、生态、资源经济:高投入、高消耗、重污染、低产出0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%GDP原油原煤铁矿石钢材氧化铝水泥占世界总量的比例2003年2.中国的环境、生态、资源2003年，世界第二石油和电力消费大国;能源：创造每万元GDP所消耗的能源，是美国的3倍、德国的5倍、日本的近6倍。钢铁、有色金属、化工等8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47％。我国的工业部门每年多烧掉了约2.3亿吨标准煤。2003年全国煤产量16亿吨，按照国民经济年均增长7~8％的发展速度和目前的能源消耗水平，2020年我国的能源需求将比2000年增加2.5倍，达到约60亿吨标准煤。这相当于每年要建成五六个大同煤矿。资料来源：中国环境报(2004-4-1),数字中国：我们必须选择新型工业化。能源压力巨大2.中国的环境、生态、资源矿产资源：建国50多年来，GDP增长了10多倍，矿产资源消耗却增长了40多倍。2003年，我国已成为煤炭、钢铁、铜的世界第一消费大国，全球最大的铁矿石进口国。电解铝生产所需原料50％以上依赖进口。到2020年，我国45种主要矿产资源只有9种能依靠国内保障供应。2002年：中国人均矿产资源占有量仅为世界平均水平的58％。资料来源：中国环境报(2004-4-1),数字中国：我们必须选择新型工业化。矿产资源压力巨大2.中国的环境、生态、资源国土面积虽