環(huán)境化學引言簡

廈門大學環(huán)境與生態(tài)學院研究生學位課程環(huán)境化學2015年春引言1周環(huán)境污染物1周水圈

4周第1次考試

1周大氣圈

3.5周土圈

2.5周第2次考試

1周

共14周環(huán)境化學課程安排課程成績評定依據(jù)作業(yè)12.5%×4=50%考試25%×2=50%第一章引言1-1環(huán)境化學的定義、內(nèi)容及特點1-2環(huán)境化學的常用術語及概念1-3環(huán)境化學研究實例1-1-1環(huán)境化學的定義

研究化學污染物及對人類生態(tài)體系可能帶來影響的化學物質在自然環(huán)境中的化學變化規(guī)律的科學環(huán)境化學是在化學學科的傳統(tǒng)理論和方法的基礎上發(fā)展起來，以化學物質在環(huán)境中出現(xiàn)和引起的環(huán)境問題為研究對象，以解決環(huán)境問題為目標的一門新興學科。討論：“化學”與“環(huán)境化學”的差異；“環(huán)境”兩字的真實意義環(huán)境化學與其他分支學科的關系環(huán)境分析化學環(huán)境監(jiān)測污染化學環(huán)境化學園地分析化學毒理學工程學管理學污染控制工程與技術基于監(jiān)測的一體化環(huán)境管理1-1-2環(huán)境化學的基本內(nèi)容環(huán)境行為：（環(huán)境污染化學）

來源、分布、遷移、降解、轉化、歸宿生態(tài)效應：（環(huán)境污染化學）

生物毒性效應、生態(tài)影響分析方法：（環(huán)境分析化學和環(huán)境監(jiān)測）

靈敏、可靠、快速、現(xiàn)場控制和管理：（污染控制化學和環(huán)境管理）從微觀的原子、分子水平上，研究宏觀的環(huán)境現(xiàn)象與變化的化學機制及其防治途徑；其核心是研究化學污染物在環(huán)境中的化學轉化和效應。環(huán)境化學的研究內(nèi)容

1.水圈hydrosphere

水組成的水體總和

2.大氣圈atmosphere

大氣組成的大氣層的總和

3.土壤巖石圈lithosphere

土壤、巖石組成的農(nóng)田、草地、山脈等的總和

4.生物圈biosphere

生物組成的各種生物群落的總和

化學污染物的來源、分布、遷移、歸宿（環(huán)境污染化學）化學污染物的分析鑒定、控制治理（環(huán)境分析化學和環(huán)境監(jiān)測）環(huán)境化學不等于分析化學（開放體系，低濃度）僅是污染物？生源要素呢？討論“分析化學”與“環(huán)境化學”的差異化學污染物的控制治理（污染控制化學）治理過程中污染物的轉化和中間產(chǎn)物的生成與環(huán)境治理工程的交融1-1-3環(huán)境化學的特點

復雜性和綜合性

研究對象是多組分多介質的復雜體系

跨學科，綜合化學、物理、氣象、生物、數(shù)學、醫(yī)學和地理學等。

環(huán)境化學與其他分支學科的關系

精細性

污染物極低濃度，“雜質”多為常量濃度

要求分析技術靈敏、準確、連續(xù)、自動方法、設備規(guī)范化和標準化。整體效應環(huán)境的整體性，大于諸要素的個體之和。統(tǒng)一性和制約性各個環(huán)境要素相互作用、相互聯(lián)系，又相互制約。堵車的世界紀錄在中國，其長度竟達260公里。1-2環(huán)境化學的常用術語及概念

1-2-1污染物

pollutant

（注意與contaminant的差異）

環(huán)境中由于人類活動造成的濃度高于天然值的有害物質1-2-2環(huán)境污染environmentalpollution

由于人類活動引起的環(huán)境質量下降并導致對人類健康和生物生存有不良影響的現(xiàn)象

按要素分類：大氣、水、土壤

按性質分類：化學、生物、物理、放射性

按形態(tài)分類：廢水、廢氣、廢固物、噪聲、熱

按原因分類：生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通1-2-3環(huán)境本底值

environmentalbackgroundvalue

未受污染的情況下，各種環(huán)境要素中的化學元素或化學物質的基線含量。與地理、地質有關。

不再用“環(huán)境背景值”

1-2-4生物半衰期

biologicalhalflife

污染物在生物體內(nèi)的量減少到原有量的一半所需的時間t1/2

半衰期越長，毒物消除反應速度越小，穩(wěn)定性越大，危害性越大1-2-5協(xié)同作用和拮抗作用

synergismandantagonism

協(xié)同：一種污染物加強另一種的危害性

拮抗：一種有害物質的作用被另一種抑阻

e.g.大氣中二氧化硫增強苯并芘的致癌性

1-2-6閾值

thresholdvalue

生物接觸毒物后，使機體產(chǎn)生異常的最小劑量

從閾劑量到剛好引起受試動物死亡的劑量，稱為毒性作用帶1-2-7富營養(yǎng)化和赤潮

eutrophicationandredtide

人類活動使江河湖海內(nèi)生物所需的N、P等營養(yǎng)物短期內(nèi)大量增加（富營養(yǎng)化），引起藻類和浮游生物的迅速繁殖（赤潮），導致水中溶解氧下降，水質惡化，魚類和其它生物死亡。

由于浮游生物的顏色不同，水面呈現(xiàn)顏色。在江河湖泊中稱為水華，在海中稱為赤潮。1-2-8環(huán)境激素

environmentalhormone/estrogen

可干擾鳥類、爬行類以及哺乳類野生動物或實驗動物正常的內(nèi)分泌功能，改變動物在發(fā)育和成年階段胞內(nèi)信號過程，并由此造成雌雄性別的改變以及畸形等病變的化學物質。環(huán)境雌激素環(huán)境雄激素1-2-9POPs持久性有機污染物POPsPersistentOrganicPollutants

一組有毒的，能在環(huán)境中長期存在，并能通過食物鏈生物積蓄和放大的有機污染化合物?，F(xiàn)可歸類到環(huán)境雌激素中1-2-10綠色化學汽車尾氣：催化轉化器、燃料電池核廢料：分離和濃縮綠色化學greenchemistry——從源頭上杜絕不安全因素綠色化學新合成的化學品不破壞環(huán)境或無不良生物效應：CFCs與臭氧層清潔生產(chǎn)化學產(chǎn)品：綠色合成綠色合成——原料、試劑易得，原料和試劑在反應中充分利用，盡量減少副產(chǎn)物和無法循環(huán)使用的溶劑，反應條件低能耗。非原子經(jīng)濟反應1-2-11原子經(jīng)濟反應綠色合成：原子經(jīng)濟反應世衛(wèi)組織、美國FDA唯一共同推薦的兒童退燒藥和抗炎藥

1-2-12有機食品

認證：國際有機農(nóng)業(yè)運動聯(lián)合會及其認可機構

基礎：有機農(nóng)業(yè)，禁止使用化肥、農(nóng)藥、添加劑以及轉基因技術。

原料產(chǎn)地：大氣環(huán)境質量、生產(chǎn)用水、土壤理化性質符合規(guī)定。

生產(chǎn)：嚴禁使用化學物質和轉基因技術。

加工：95%以上原料符合有機食品標準，只使用天然色素、防腐劑、維生素和添加劑等。

中國的綠色食品

分為兩級——Ａ級和ＡＡ級

基礎：同我國的“生態(tài)農(nóng)業(yè)”相聯(lián)系

Ａ級：生產(chǎn)和加工過程中允許限量、限時、限品種使用一些安全性較高的化學合成物質。

ＡＡ級：嚴格按照有機農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)原則生產(chǎn)，生產(chǎn)加工過程中禁止使用任何有害的化學合成物質。

綠色食品1-3環(huán)境化學研究實例污染物的來源、分布、遷移、轉化、歸宿@燃煤中汞的遷移和轉化@近海表層海水中PAHs的分布和遷移監(jiān)測和檢測技術研究@奶粉事件的推進@地溝油事件的推進@肌醇摻假的檢測@降解產(chǎn)物分析燃煤中的汞水俁灣水俁病紀念碑日本“水俁病”是最著名的汞中毒事件?；S含汞廢水未經(jīng)處理排入水俁灣，共有2000多人受到毒害。我國的松花江流域、貴州萬山汞礦區(qū)等地也發(fā)生過汞污染事件

汞污染途徑生物富集—食物鏈傳遞母嬰傳遞上世紀60年代日本的著名的新聞圖片“母親給智子洗澡”。王啟超等(1999年)：中國煤中汞0.22mg/kgBelkin等(2005年)：中國煤中汞0.15mg/kgQuick等(2003年)：美國煤中汞0.1mg/kg煤中汞的含量煤中的汞是燃煤過程汞污染產(chǎn)生的根源SO2被海水吸收排海的同時

Hg也被海水吸收排放煙氣海水脫硫工藝削減燃煤SO2污染沿海燃煤火力發(fā)電廠海水脫硫帶來的汞污染轉移脫硫塔

出水取樣點原煙氣凈煙氣除霧器噴淋層取樣點進水塔內(nèi)5層噴淋層，煙氣與海水接觸時間2.4s，脫硫效率>95%煙氣凈化工藝de-NOx,de-flyash,de-SO2

鍋爐煙囪脫硫,FGD除塵,ESP脫硝,SCR除塵,ESPDe-NOxDe-flyashDe-SO2近海表層海水中PAHs的分布和遷移環(huán)境分析化學和環(huán)境監(jiān)測——監(jiān)測和檢測技術研究奶粉事件推進的檢測技術進步三聚氰胺，有機化工中間產(chǎn)品，作為三聚氰胺甲醛樹脂的原料。該樹脂廣泛用于木材、塑料、涂料、造紙、紡織、皮革、電氣、醫(yī)藥等行業(yè)。動物長期攝入會造成生殖、泌尿系統(tǒng)的損害，膀胱、腎部結石，并可誘發(fā)膀胱癌。被不法商人用作食品添加劑，以提升食品檢測中的蛋白質含量指標，因此三聚氰胺也被人稱為“蛋白精”。食品中蛋白質的測定方法

GB/T5009.5-1985蛋白質含氮，量比較恒定。食品與硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質分解，生成硫酸銨。然后在堿性條件下將銨鹽轉化為氨，蒸餾出來并用過量的硼酸液吸收，再以標準鹽酸滴定，根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)，即為蛋白質含量。蛋白質主要由氨基酸組成，含氮量一般不超過30%，而三聚氰胺含氮量為66％。通用的蛋白質測試方法“凱氏定氮法”通過測出含氮量來估算蛋白質含量，因此，添加三聚氰胺會使得食品的蛋白質測試含量偏高。GB/T22388-2008

原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法高效液相色譜法（HPLC)，定量限2mg/kg,液相色譜-質譜/質譜法（LC-MS/MS），定量限0.01mg/kg氣相色譜-質譜聯(lián)用法，包括氣相色譜-質譜法（GC-MS），定量限0.05mg/kg；氣相色譜-質譜/質譜法（GC-MS/MS），定量限0.005mg/kg）地溝油事件推進的檢測技術進步地溝油，狹義上指從地溝直接刨出來的廢棄動植物油脂。廣義上泛指各種生產(chǎn)、生活過程中產(chǎn)生的廢棄動植物油脂。從建筑物的下水道(俗稱地溝)獲取油脂混合物，經(jīng)過簡單的沉淀、熬煮制成的油脂。制造過程環(huán)境污染嚴重，品質低劣，色澤渾濁、氣味難聞、過氧化值高、浸出油溶劑殘留高、含有大量有毒物質?！暗販嫌汀敝饕煞秩匀皇歉视腿?，卻又比真正的食用油多了許多致病、致癌的毒性物質。用地溝油生產(chǎn)的食用油，肉眼看來色澤甚至比正規(guī)的油都要好看。國家標準2716-2005《食用植物油衛(wèi)生標準》，食用油檢驗通常都是檢驗酸價、苯并芘、農(nóng)藥殘留等9項指標。而如果僅檢驗這9項，地溝油可能“合格”，蒙混過關。也就是說，地溝油這東西在專家們手里并未檢驗出有什么異樣。從各國情況看，地溝油并無特效檢測技術。2011年9-12月，衛(wèi)生部兩次向社會公開征集方法。有281個單位和個人提交了315項“地溝油