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环境化学. 邓红梅 [email protected]. 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。. 环境问题的定义. 一. 环境问题 ： 当人类向环境索取资源的速度超过了资源本身及其替代 品的再生速度，或者向环境排放废弃物的数量超过了 环境的自净力. 环境对人类、生活的排泄物具有的容纳和清除能力. 环境问题的分类 第一环境问题 第二环境问题. - PowerPoint PPT Presentation
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环境化学
邓红梅
feeling51126com
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
一 环境问题的定义
环境问题当人类向环境索取资源的速度超过了资源本身及其替代 品的再生速度或者向环境排放废弃物的数量超过了环境的自净力
环境对人类生活的排泄物具有的容纳和清除能
力
环境问题的分类 第一环境问题
第二环境问题
（ 1 ）第一环境问题 自然灾害地方病
第一环境问题也称原生环境问题主要指自然界发生异常变化分两类
一是如火山爆发山崩地震海啸台风水旱灾害等自然灾害
二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素如某些地方水土中缺少 ( 或过多 )某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生( 地方病 )
意大利维苏威火山暴发
ldquo 莫拉克rdquo台风
印度洋海啸
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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
一 环境问题的定义
环境问题当人类向环境索取资源的速度超过了资源本身及其替代 品的再生速度或者向环境排放废弃物的数量超过了环境的自净力
环境对人类生活的排泄物具有的容纳和清除能
力
环境问题的分类 第一环境问题
第二环境问题
（ 1 ）第一环境问题 自然灾害地方病
第一环境问题也称原生环境问题主要指自然界发生异常变化分两类
一是如火山爆发山崩地震海啸台风水旱灾害等自然灾害
二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素如某些地方水土中缺少 ( 或过多 )某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生( 地方病 )
意大利维苏威火山暴发
ldquo 莫拉克rdquo台风
印度洋海啸
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
一 环境问题的定义
环境问题当人类向环境索取资源的速度超过了资源本身及其替代 品的再生速度或者向环境排放废弃物的数量超过了环境的自净力
环境对人类生活的排泄物具有的容纳和清除能
力
环境问题的分类 第一环境问题
第二环境问题
（ 1 ）第一环境问题 自然灾害地方病
第一环境问题也称原生环境问题主要指自然界发生异常变化分两类
一是如火山爆发山崩地震海啸台风水旱灾害等自然灾害
二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素如某些地方水土中缺少 ( 或过多 )某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生( 地方病 )
意大利维苏威火山暴发
ldquo 莫拉克rdquo台风
印度洋海啸
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境问题的分类 第一环境问题
第二环境问题
（ 1 ）第一环境问题 自然灾害地方病
第一环境问题也称原生环境问题主要指自然界发生异常变化分两类
一是如火山爆发山崩地震海啸台风水旱灾害等自然灾害
二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素如某些地方水土中缺少 ( 或过多 )某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生( 地方病 )
意大利维苏威火山暴发
ldquo 莫拉克rdquo台风
印度洋海啸
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
（ 1 ）第一环境问题 自然灾害地方病
第一环境问题也称原生环境问题主要指自然界发生异常变化分两类
一是如火山爆发山崩地震海啸台风水旱灾害等自然灾害
二是自然界本来就存在对人类和生物有害的因素如某些地方水土中缺少 ( 或过多 )某些人体所需的化学元素而导致疾病的发生( 地方病 )
意大利维苏威火山暴发
ldquo 莫拉克rdquo台风
印度洋海啸
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
意大利维苏威火山暴发
ldquo 莫拉克rdquo台风
印度洋海啸
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
ldquo 莫拉克rdquo台风
印度洋海啸
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
印度洋海啸
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
印度洋海啸中的伤亡
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
唐山大地震
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
（ 2 ）第二环境问题 人类发展到 20 世纪末人口急剧增长工业高度发达其影响生存环境的能力已经达到了全球化的规模远远超出了史前的水平如今在地球上没有哪个角落不受到人的影响人类将地球上现有 30 以上的陆地上作为农田放牧地和人工经营的林地森林mdashmdashldquo地球之肺rdquo大量被砍伐热带雨林被破坏等等这是第二环境问题又称次生环境问题主要指
人类对自然资源利用的不合理和对废弃物处理的不妥以及由于生产发展和人口膨胀所带来的生态的破坏与环境的污染
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
次生环境问题在不同时期表现出的现象不同归纳起来有两大方面的问题
A 生态的破坏
① 森林植被破坏②沙漠化③土壤侵蚀④环境地质问题 ( 人工爆破地下核试验采空区塌陷等 ) ⑤生物物种的消灭B 环境的污染
① 大气区域性污染②水源与江河水污染③噪声污染④土地污染 ( 废弃物 ) ⑤全球性污染
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境污染大气污染
土壤污染水污染
固体废物污染
噪音污染
放射性污染
二 环境问题的表现－环境污染
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
生态破坏
水土流失
土地荒漠化
森林减少
物种灭绝
温室效应
臭氧层空洞
二 环境问题的表现－生态破坏
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
12 环境问题的发展时期1 人类发展初期的环境问题 人是自然食物的采集者和捕食者主要是利用环境而很少有意识地去改造环境当时人还是自然界的奴隶对自然界的作用是很有限的
人类发展初期的环境问题是因过度的采集和狩猎消灭了居住区周围的许多物种破坏人们的食物来源使其生存受到威胁因而这一时期人类总是在迁徒
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
2 第一次浪潮时期的环境问题
第一次浪潮即原始农业畜牧业新石器时期这是人类生产发展史上的一次重大革命使用农具建立灌溉系统过定居的生活等人们不再频繁迁徒了解决了生存的危机有稳定的生活但是ldquo刀耕火种rdquoldquo反复弃耕rdquo导致土壤破坏出现水土流失使沃土变成了不毛之地这就是以土地破坏为特征的人类第二个环境问题
如古代三大文明地区之一ndashndashndash巴比伦的美索不达米亚 (幼发拉底河与底格里斯河）
哈巴拉玛雅 ( 中美洲人类突然消失 )文明
我国的黄河流域等
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
巴比伦的空中花园
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅金字塔
这是墨西哥境内保存较完好的一座玛雅 金字塔
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
3 第二次浪潮的环境问题
以使用蒸汽机为标志的工业革命兴起了第二次浪潮但造成了严重的环境污染现象规模大影响深是前所未有的八大公害事件主要表现为 SO2 污染光化学烟雾水域重金属污染和毒物污染几大类
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
伦 敦 烟 雾
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
日 本 水 俣 病
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
深受痛痛病折磨的人
痛痛病的发病过程图
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
4第三次浪潮的环境问题 60年代以来开始的电子工程遗传工程等新兴工业为基础的第三次浪潮使工业技术阶段发展到信息社会阶段环境问题是发达国家发展新兴产业把技术落后环境污染严重的传统产业转移到发展中国家来即污染转嫁
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子
（选自《黑镜头》）
因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境问题与由来
bull 1 世界环境保护的发展历程(1)限制治理阶段 (20 世纪 50 年代 ~60 年代
末 )
在一些污染事件发生后如八大公害事件环保工作主要治理污染源减少排放量在法律上颁布环境保护的法规和标准在经济上采取给工厂企业补助资金帮助工厂企业建设净化设施等等
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
(2) 综合防治阶段 (20 世纪 70年代初 ~80年代 )
bull 1972年 66 月月 55 日日至 16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议并通过了《人类环境宣言》
bull 冲破了以环境论环境的狭隘观点把环境与资源和发展联系在一起从整体上来解决环境问题对环境污染问题
bull 开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排放总量控制制度从单项治理发展到综合防治
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
(3) 规划管理阶 (20 世纪 80年代以后 )
bull 1992年6月在里约热内卢召开了联合国环境与发展大会这标志着世界环境保护工作又迈上了新的征途探求环境与人类社会发展的协调方法实现人类与环境的可持续发展ldquo和平发展与保护环境是相互依存和不可分割的rdquo至此环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展社会进步这个更广阔的范围ldquo环境与发展rdquo成为世界环境保护工作的主题
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
在即将迈入 21 世纪的今天 历史赋予了我们神圣的使命人类只有一个地球尊重自然就是尊重人类自身保护生态就是保护我们赖以生存的家园为了我们自己也为了我们的子孙后代生活得更好为了把我们共同的家园建设得更美好我们呼唤和平相处呼唤人与自然携手共进呼唤在重视发展的同时重视环境保护实现新的世纪的可持续发展
人与环境应和谐相处
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
我国环境问题的认识过程
bull 我国分别在 1973 1983 1989 和 1996年召开了四次全国环境会议推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展
bull 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而成为全球性的问题
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
区域性
全球性
＋城乡 国家
厄尔尼诺
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
城市环境问题表现为环境污染
乡村环境问题表现为生态破坏
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
发展中国家比发达国家严重
想一想为什 么呢
环境问题全球分布状况
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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－环境质量的要求越来越 发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题
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 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
第二节 环 境 化 学
1 ）环境化学的含义 环境化学是在化学学科的传统理
论和方法的基础上发展起来以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新兴学科
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
研究有害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
环境化学的含义
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学的分支学科
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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
环境化学的任务
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学的特点与发展
特点复杂性综合性精细性发展创造无污染生产过程为目标 环境良性化学
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学的研究特点 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及其防治途径
其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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高环境化
学研究出现新趋势目前国际上较为注重元素（尤其是碳氮硫磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究重视化学品安全评价重视臭氧层破坏气候变暖等全球性问题最近美国环境化学家提出ldquo为 21 世纪环境而设计rdquo 支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学下面按分支学科对发展方向做简要介绍
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学的发展方向环境分析化学
主要集中在环境样品的前处理技术完善开发分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气水体和
土壤环境中的形成迁移转化和归趋过程中的化学行为和生态效应
大气环境化学研究对象涉及大气颗粒物酸沉降大气有机物痕量气体臭氧耗损及全球气候变暖等空间尺度从室内空气城市区域环境远距离乃至全球
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学的发展方向 水环境化学主要研究河流湖泊和水库
其次是河口海湾和近海海域地下水污染集中研究水体界面化学过程金属形态转化动力学过程有机物的化学降解过程有机物的化学降解过程金属和准金属甲基化等方面
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学的发展方向土壤环境化学主要研究农用化学品在土壤环境中
的迁移转化和归趋及其对土壤和人体健康的影响包括有机污染物在土壤中的降解土壤中温室气体的释放污染物在固 -液界面上的化学过程和土壤污染的化学与生物修复等内容
环境生态化学主要研究农用化学品在生态系统中产生效应的化学过程如稀土农用的环境化学行为及生态安全等
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学的发展方向染控制化学 控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变
提出了污染预防清洁生产绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路
希望生产不产生有害中间产物和副产品实现废物和排放物的内部循环达到污染最小化和资源能源利用最大化的目的
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学对公害事件的认识做出了重要的贡献
ndash引起人们对环境问题严重关注的是由化学污染物造成的上世纪公害事件如马斯河谷烟雾事件日本富山县的ldquo痛痛rdquo病事件
ndash通过多年的研究人们对这些事件的起因产生的机制危害等问题有较好的认识
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
马斯河谷烟雾事件1930年 12月 1日至 5日时值隆冬大雾笼罩了整个比利时大地比利时列日市西部马斯河谷工业区上空的雾此时特别浓由于该工业区位于狭长的河谷地带气温发生了逆转大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空致使工厂排出的有害气体和煤烟粉尘在地面上大量积累无法扩散二氧化硫的浓度也高得惊人 在这种气候反常变化的第 3天这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病有 63 人死亡为同期正常死亡人数的 105倍发病者包括不同年龄的男女症状是流泪喉痛声嘶咳嗽呼吸短促胸口窒闷恶心呕吐咳嗽与呼吸短促是主要发病症状死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
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bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析排除了氟化物致毒的可能性认为 SO2气体和 SO3烟雾的混合物是主要致害的物质据推测事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累据费克特博士在 1931年对这一事件所写的报告推测大气中 SO2的浓度约为 25～ 100毫克 立方米（ 9～ 37微克）空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向 SO3 转化加剧对人体的刺激作用而且一般认为是具有生理惰性的烟雾通过把刺激性气体带进肺部深处也起了一定的致病作用 在马斯河谷烟雾事件中地形和气候扮演了重要角色从地形上看该地区是一狭窄的盆地气候反常出现的持续逆温和大雾使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
痛痛病事件bull 指 1955年至 1972年发生在日本富山县神通川流域的公
害事件 1955年在神通川流域河岸出现了一种怪病症状初始是腰背手脚等各关节疼痛随后遍及全身有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形骨脆易折甚至轻微活动或咳嗽都能引起多发性病理骨折最后衰弱疼痛而死经调查分析痛痛病是河岸的锌铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体使稻米含镉而当地居民长期饮用受镉污染的河水以及食用含镉稻米致使镉在体内蓄积而中毒致病此病以其主要症状而得名截至 1968年 5月共确诊患者 258例其中死亡 128例到 1977年 12月又死亡 79例
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
成绩评定bull 考试成绩 70
bull 读书报告 15
bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
环境化学为全球环境
问题的认识做出了
杰出的贡献
ndash1995年度的 Nobel化
学奖授予了 Rowland
Molina Crutzen
三位环境化学家是最好的说明
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
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有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
罗兰 (FSRowland) (1927-)
bull 克鲁岑莫利纳罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成分解的过程及机制指出臭氧层对某些化合物极为敏感空调器和冰箱使用的氟利昂喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物都会导致臭氧层空洞扩大他们于 1995 年获奖罗兰美国化学家发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解破坏臭氧层引起联合国重视使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体
bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
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乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
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含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
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有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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bull ndash这些事件充分肯定了环境化学在解决局部环境问题和全球环境问题中发挥的重要作用也标志着环境科学已趋于成熟并为世界主流科学认可
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
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乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
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含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
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有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
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有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
二环境化学课程与环境化学学科
bull ndashldquo 本学科主要运用化学和其他学科的原理和方法研究化学物质特别是污染物在各种环境介质中的存在行为归趋效应和控制研究从微观到宏观从静态到动态不断地深入与系统
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
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乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
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有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
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有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
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二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
bull 环境化学ldquo是化学学科一个重要分支也是环境科学的核心组成部分rdquo（国家自然科学基金项目指南 1994）
一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
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有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
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有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
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二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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一污染物的类别 环境中化学污染物是环境化学研究的对象主要分为 元 素 重金属准金属卤素臭氧黄磷等
环境污染物
氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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氰化物一氧化碳氮氧化物卤化物卤间化合物次氯酸及其盐硅的无机化合物无机硫磷化合物卤间化合物等
无机物
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
有机污染物
烃类有机化合物 烷烃芳烃多
环芳烃 (PAHs)等
金属有机和准金属有机化合物四
乙基铅羰基镍有机砷二苯铬
有机锡等
含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
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物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酚有机酸脂酐酚类化合物等
有机氮化合物胺腈硝基甲烷硝基苯三硝基甲苯亚胺等
有机污染物
有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
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二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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有机卤化合物四氯化碳脂肪基和烯烃的卤化物芳香族卤化物多氯联苯（ PCBs）氯代二噁英等 有机磷化合物磷酸脂类化合物有机磷农药有机磷军用毒气等
有机污染物
有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
汞在环境中的迁移转化过程
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有机硫化合物烷基硫化物硫醇巯基甲烷二甲砜硫酸二甲脂等
有机污染物
二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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二环境污染物的迁移转化 迁移过程 机械迁移运移（富集分散） 物理化学迁移 溶解 -沉淀氧化 -还
原水解配位或螯合吸附 - 解吸等作用实现迁移有机污染物还可通过化学分解光分解和生物分解进行迁移
生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
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物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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生物迁移 生物体吸收代谢生长死亡以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用
实现迁移
物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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物理过程 蒸发渗透凝聚吸附 放射元素蜕变等 化学过程 氧化 -还原水解配位或 螯合光化学氧化等 生物过程 生物体吸收生物代谢等
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汞在环境中的迁移转化过程
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bull 课堂讨论（考勤） 15
课堂讨论
1048766 提供讨论主题 参考刊物名称1048766 查阅文献mdashmdash撰写报告mdashmdash课堂交流1048766 提高查阅文献写作口头表达等能力1048766 进一步掌握环境化学的基本知识1048766 了解学科发展的前沿1048766 提高获取知识和发现环境问题的能力
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