環(huán)境化學(xué)第一章緒論課件

環(huán)境化學(xué)第一章緒論一、環(huán)境問題二、環(huán)境化學(xué)的起源與發(fā)展

三、幾個基本概念

自然環(huán)境物質(zhì)大氣、水、土壤巖石、生物能量風(fēng)、陽光、引力、地磁力自然現(xiàn)象太陽的穩(wěn)定地殼的穩(wěn)定大氣運動水循環(huán)水土演變等多種自然因素地質(zhì)構(gòu)造情況地震、火山情況海嘯自然環(huán)境的內(nèi)涵

小麥種在麥仙翁的野草中，產(chǎn)量明顯提高；羊角芹的種子同其它植物種子種植在一起，其它植物不會發(fā)芽；

黃魚不能生長在淡水中，鯉魚不會生長在海水中；

人體血液中元素含量和地殼中元素的豐度具有高度的一致性；

生物體與環(huán)境的關(guān)系地殼元素含量與人體元素含量關(guān)系圖早期世界著名八大公害

(1)比利時馬斯(Meuse)河谷煙霧事件：發(fā)生在1930年12月，重工業(yè)排放的SO2使數(shù)千人中毒，60余人死亡。

(2)美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件：發(fā)生在1943年5～10月，造成400余人死亡，城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死。

(3)多諾拉煙霧事件：1948年10月26～31日，美國賓夕法尼亞州多諾拉鎮(zhèn)冶煉廠排放的SO2和煙塵，使5911人發(fā)病，17人喪生。

(4)倫敦?zé)熿F事件：發(fā)生在1952年12月5～8日，四天內(nèi)中毒死亡4000多人。

(5)四日市哮喘事件：1955年以來日本四日市石油提煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣嚴(yán)重污染城市大氣，哮喘病患者達817人，死亡36人。

(6)痛痛病事件：1955～1972年日本富山縣內(nèi)的鋅、鉛冶煉廠等排放的含鎘廢水污染灌溉農(nóng)田的河水和飲用水，患者超過280人，死亡數(shù)十人。10年后又有79人死亡。潛伏期長達10一30年。

(7)水俁病事件：1953～1956年，日本熊本縣水俁市，居民食用含甲基汞的魚，導(dǎo)致有機汞中毒者283人，其中60人死亡。1991年，中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。

(8)米糠油事件：1968年3月，日本北九州市，愛知縣一帶生產(chǎn)米糠油時，混入多氯聯(lián)苯，造成13000人中毒，死亡16人。環(huán)境污染的新動向繼“煤煙型”、“光化學(xué)煙霧型”污染后，現(xiàn)代人正進入以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染時期。據(jù)統(tǒng)計，全球近一半的人處于室內(nèi)空氣污染中，室內(nèi)環(huán)境污染已經(jīng)引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的氣管炎、支氣管炎和肺癌。目前中國每年由室內(nèi)空氣污染引起的超額死亡數(shù)已經(jīng)達到11.1萬人，超額急診數(shù)達430萬人次，直接和間接經(jīng)濟損失高達107億美元。來自北京兒童醫(yī)院的調(diào)查在該院接診的白血病患兒中有九成患兒家庭在半年內(nèi)曾經(jīng)裝修。專家據(jù)此推測，室內(nèi)裝修材料中的有害物質(zhì)可能是小兒白血病的一個重要誘因。世界衛(wèi)生組織宣布全世界每年有10萬人因為室內(nèi)空氣污染而死于哮喘病，而其中35%為兒童。據(jù)統(tǒng)計，我國兒童哮喘患病率為2%-5%，其中1至5歲兒童患病率高達85%。

我國環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域急需解決的重大問題

1．地表水污染機理與水環(huán)境修復(fù)

2．地下水污染與修復(fù)

3．安全飲用水技術(shù)保障體系

4．污廢水處理與資源化成套技術(shù)

5．大氣污染形成機理與控制

6．城市空氣質(zhì)量控制機理與技術(shù)

7．城市物理污染機理及其控制

8．土壤污染機理與修復(fù)

9．固體棄物處理處置與資源化

10．綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)

11．環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)

12．持久性有毒物質(zhì)與生態(tài)安全

13．區(qū)域環(huán)境調(diào)控與環(huán)境建設(shè)

14．國家重大建設(shè)項目與生態(tài)環(huán)境安全

3）環(huán)境問題的認(rèn)識過程

20世紀(jì)60年代人們只把環(huán)境問題作為污染來看待，沒有認(rèn)識到生態(tài)破壞的問題.20世紀(jì)70年代1972年聯(lián)合國，瑞典，斯德哥爾摩“人類環(huán)境會議”，將環(huán)境污染和生態(tài)破壞提升到同一高度看待。

20世紀(jì)80年代1987年，由挪威首相布倫特蘭夫人組建的“聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展委員會”發(fā)表了《我們共同的未來》。

20世紀(jì)90年代1992年，巴西，里約熱內(nèi)盧，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會，強調(diào)和正式確立了可持續(xù)發(fā)展的思想，并形成了當(dāng)代的環(huán)境保護的主導(dǎo)意識。二、環(huán)境化學(xué)的起源與發(fā)展孕育階段(1970年以前)形成階段(70年代)發(fā)展階段(80年代以后)1、環(huán)境化學(xué)發(fā)展的三個階段1950年代開始，1960年代的醞釀和準(zhǔn)備。針對早期的污染控制工作和污染防治工作，結(jié)合化學(xué)的理論，提出一些基本觀點。

最早是一門化學(xué)分支學(xué)科，由如湖泊學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物地球化學(xué)等方面學(xué)者提出。如農(nóng)藥對水生生物影響，湖泊富營養(yǎng)化，環(huán)境中元素地理分布等。出現(xiàn)一些新的趨勢。

1980年代后的新趨勢主要元素，尤其生命必需元素循環(huán)研究化學(xué)品安全評價全球變化研究污染控制化學(xué)研究污染預(yù)防化學(xué)

《自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報告：環(huán)境化學(xué)》一書提出：“環(huán)境化學(xué)是一門研究潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、行為、效應(yīng)（生態(tài)效應(yīng)、人體健康效應(yīng)及其它環(huán)境效應(yīng)）以及減少或消除其產(chǎn)生的科學(xué)”。2、環(huán)境化學(xué)的定義

1972年R.AHonne在所著《環(huán)境化學(xué)》定義：“環(huán)境化學(xué)是研究巖石圈、水圈、生物圈、外層大氣圈的化學(xué)組成和其中發(fā)生的過程，特別是界面上的化學(xué)組成和過程的學(xué)科”。

戴樹桂等認(rèn)為：“環(huán)境化學(xué)是一門研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。它既是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分，也是化學(xué)科學(xué)的一個新的重要分支”。（1）有害物在環(huán)境介質(zhì)中濃度水平和形態(tài)分布(介質(zhì)存在)；

（2）有害物的遷移轉(zhuǎn)化和歸宿(環(huán)境行為)；

（3）有害物對生態(tài)和人體作用的途徑、方式、程度和風(fēng)險(環(huán)境效應(yīng))；

（4）有害物已造成的影響或防止它們可能造成影響的方法和途徑(環(huán)境控制)。3、環(huán)境化學(xué)的內(nèi)容4、環(huán)境化學(xué)的分支學(xué)科及發(fā)展趨勢●環(huán)境分析化學(xué):

環(huán)境樣品的前處理技術(shù)；儀器分析的靈敏度和重復(fù)性?！癍h(huán)境污染化學(xué)：化學(xué)污染物在大氣、水體和土壤中形成、遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨過程化學(xué)行為和生態(tài)效應(yīng)。

包括：大氣環(huán)境化學(xué)、水環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)

●污染控制化學(xué)：從終端污染控制模式向全過程控制模式轉(zhuǎn)變，提出了污染預(yù)防（Pollution-Prevention）、清潔生產(chǎn)（Cleaner-Production）、綠色化學(xué)（GreenChemistry）和工業(yè)生態(tài)學(xué)（IndustrialEcology）等一些列污染控制的戰(zhàn)略思路。

（1）

以微觀研究宏觀：從原子、分子水平，研究宏觀環(huán)境圈層中環(huán)境現(xiàn)象和變化機制；（2）研究對象復(fù)雜：既有人為來源的也有天然來源的，處于環(huán)境開放體系內(nèi)，多種環(huán)境因素同時相互作用，其研究需要多學(xué)科的結(jié)合。（3）物質(zhì)水平低：mg/kg(ppm,10-6)、ug/kg(ppb,10-9)、甚至ppt,10-125、環(huán)境化學(xué)的研究特點

環(huán)境污染：當(dāng)環(huán)境中某物質(zhì)濃度超過了正常水平而對環(huán)境產(chǎn)生了不良效應(yīng)。該物質(zhì)被稱為環(huán)境污染物。如人類活動產(chǎn)生的副產(chǎn)品和廢物進入環(huán)境，并在環(huán)境中擴散、遷移、轉(zhuǎn)化，使環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化，對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的一系列干擾和侵害，如水污染、大氣污染、酸雨、臭氧層破壞、海洋污染等等。環(huán)境污染物分為：一次污染物和二次污染物。一次污染物：即原發(fā)性污染物。二次污染物：即一次污染物的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。3、環(huán)境污染與污染物5、急性毒性與慢性毒性急性毒性：環(huán)境污染物一次性或短時間內(nèi)作用于生物機體引起損害作用。其大小常用半數(shù)有效量ED50和半數(shù)致死量LD50表示。如：Cd對金魚的96hLD50為2.13mgL-1。慢性毒性：環(huán)境污染物在生物體大部分或整個生命周期內(nèi)持續(xù)作用于生物機體引起損害作用。4、源和匯

源指污染物的發(fā)生源。分為人工源和天然源。匯指污染物的歸宿，即去除過程。8、生物半衰期（BHL）

BHL—BiologicalhalfLife，污染物進入生物體內(nèi)后，在代謝作用下，污染物削減到初始濃度的一半所需要的時間，即生物半衰期。一般，污染物在生物體內(nèi)的代謝符合一級動力學(xué)方程：（k為衰減常數(shù)）所以：

例如在人體內(nèi)衰減pb：t1/2=20aCd：t1/2=13a無機Hg：t1/2=45d

氣態(tài)Hg：t1/2=58d

甲基Hg：t1/2=70d9、常用單位介紹mg/L——一般水環(huán)境中污染物的濃度；mg/kg——一般土壤中污染物的濃度，或生物體內(nèi)污染物的濃度；mg/m3——一般大氣中污染物濃度。ppm,ppb,ppt——10-6，10-9，10-12LD——致死劑量，lethaldoseLD100——絕對致死劑量LD50——半數(shù)致死劑量LD0——最大耐受劑量ppm和mg/m3之間的換算（原因是有些大氣污染物的濃度是用ppm表示的，有些是用mg/m3表示的）。mg/m3

×=ppm=ppm一般標(biāo)態(tài)下（T=25℃，P=101.325Pa），摩爾體積=22.4L/mol。一些自由基濃度為ppt級，經(jīng)常用每立方厘米中的分子個數(shù)來表示，這時可以有換算關(guān)系：在標(biāo)態(tài)下：每立方厘米的分子數(shù)目：n/V=2.46×1019個分子/cm3則1ppm相當(dāng)于2.46×1013個分子/cm31ppt相當(dāng)于2.46×107個分子/cm3思考題1、幾種毒物對小鼠吸入染毒2h后的LC50，求毒物毒性大小順序（提示用mmol/L）2、60年代日本發(fā)現(xiàn)的“痛痛病”病人體內(nèi)的含Cd量平均為5000ppm，若Cd在全身的半衰期為t1/2=13a，