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1、环境化学与监测主讲老师：邱海鸥联系电话：15327196551 E-mail：* *1 1教材介绍教材:夏立江 主编. 环境化学.北京:中国环境科学出版社, 2003.韦进宝、钱沙华环境分析化学北京：化学工业出版社， 2002DateDate2 2参考书目l参考书l环境化学，华东理工大学出版社，何燧源l环境化学进展，戴树桂， 2005，化学工业出版社 l参考刊物l环境化学，核心期刊，影响因子1.393l环境科学学报,核心期刊，影响因子1.076l环境科学研究,核心期刊，影响因子1.089l中国环境科学，核心期刊，影响因子1.062l环境科学，核心期刊，影响因子1.310l分析化学，核心期刊：影
2、响因子0.790l光谱学与光谱分析，核心刊物，影响因子1 .360lChemosphere IF 3.054 lEnviron. Sci. Technol.IF 4.458lThe Science of the Total EnvironmentIF 2.579 lWater Research IF 3.587 DateDate3 3学习方法l明确学习目的l多看文献，采百家之长l善于思考，勇于挑战DateDate4 4请说明选修本课程的目的以及自己的专业兴趣和爱好(注明班级和姓名)DateDate5 5第1章 绪论本章从当今世界和我国面临的主要环境问题入手，介绍环境化学环境分析化学在环境科学和
3、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,要求了解环境化学的任务，明确环境化学课程学习的目的。DateDate6 61.1 概述1 环境化学研究的是什么？2 污染物有哪些环境效应？3 如何利用所学的知识解决实际问题？DateDate7 7人类面临的十大环境问题p酸雨p温室效应或气候变暖p臭氧层破坏p土地沙漠化p森林面积减少p物种灭绝与生物多样性锐减p水环境污染与水资源危机p水土流失p城市垃圾成灾p大气环境污染与化学物质有关的 与物种和生态有关的DateDate8 81.1.环境化学定义环境化学定义环境化学是一门研究化学物质在环境介质（大气、水体、土壤、生物）中的存在形态、化学特
4、性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。1）要掌握污染物在环境中的存在形态、化学特性、行为和 效应2）人们是怎样进行研究，现有的理论和方法有哪些？DateDate9 9环境化学的形成分析化学高分子化学工程化学物理化学有机化学无机化学环境与环境结合环境污染化学与环境结合环境理论 化学与生命科学结合污染生态化学污染控制 化学 用于污染控制环境分 析化学用于环境DateDate1010环境监测的定义环境监测是研究如何运用现代 科学理论和先进实验技术来鉴别和测定环境中化学物质的种类、成分、含量以及化学形态的科学。DateDate1111l 种类繁多污染物质化学物种的多样化所导致的，仅美国环保局
5、规定的水体优先监测污染物就有一百多种，其中有铜 、铅、锌、镉等重金属，氰化物、氮氧化物等无机污 染物，烷烃、多环芳烃等有机污染物；样品来源广泛，有空气、水、沉积物、土壤、固体废 渣、生物体及其代谢物环境监测的特点DateDate1212l 含量低大气、水、土壤及生物体中化学物质的本低水平极微，一般属于痕量和超痕量分析；某些污染元素或化合物产生毒性效应的浓度范围极低，如汞、镉的毒性效应分别为0.001、0.01 mg/L左右；地面水砷：0.04 mg/L；挥发性酚类物质：0.01 mg/L.DateDate1313l 样品组成复杂人类生产与社会活动和自然界的生物代谢过程不断地向周围环境排放各种有
6、害物质，环境样品中往往含有数十至数百种不同化合物。样品的复杂性使得环境分析干扰因素多。DateDate1414l 具有流动性和不稳定性环境是一个多组成和多变的开放体系。形形色色的污染物质进入环境后可能因为相互作用或外界影响而经历溶解、吸附、沉淀、氧化、光解、水解、生物降解等变化，因此，环境样品变化大，不稳定，所采集的样品是环境中的一部分，是动态平衡的一部分，它随气温、风向、气压、温度的变化而变化。DateDate1515环境化学的形成地球环境atmospherehydrospheregeosphere大气环境化学biosphere水环境化学土壤环境化学污染生态化学环境化学典型污染物在圈层间的迁
7、移与转化环境修复绿色化学DateDate1616环境化学的战略任务l识别化学污染物的来源、种类和数量，提供分析技 术l从分子水平上认识化学污染物的环境行为、评价生 态效应风险l为化学污染物的管端治理和污染环境的原位修复提 供原理和手段l为从源头治理因化学物质引起的环境污染，提供环 境友好技术l为化学污染物的性质和环境未来变化趋势的描述以 及环境标准的制定提供基本原理和基础数据DateDate1717环境化学的研究内容p有害化学物质在环境介质中的存在的浓度水平和形态；p潜在有害化学物质的评价；p在个别环境介质以及不同环境介质间的环境化学行为；p有害化学物质对人体健康产生效应的机制以及风险性；（甲
8、基汞、DDT、多氯联苯和三丁基锡的教训）p有害化学物质的消除以及防治。日本的水俣病三丁基锡DateDate1818水 俣 病1965年，日本熊本县发生了水俣病。原因是在县内的阿贺野川上游60公里以外的昭和电 气公司排出的含汞废水。水俣岛DateDate1919汞的生物放大Hg2Hg(CH3)2浮游生物小鱼中鱼大鱼人和猫5%吸收100%吸收血脑屏障大脑0.00001ppm0.0001ppm0.0010.002ppm0.20.5ppm0.81.5ppm15ppm为什么水俣病只出 现在人和猫身上？甲基汞的特性:脂 溶性、原形蓄积和 高神经毒 鲶鱼体内的汞的含 量高达10 20ppm为什么两条途径引
9、起的后果不一样？ ？甲基钴胺素DateDate2020伊朗南部港口贾斯克附近海滩认识三丁基锡2007年9月份共有152条海豚死在这一带的海滩上DateDate2121认识三丁基锡DateDate2222三丁基锡认识三丁基锡DateDate2323三丁基锡认识三丁基锡DateDate2424于是，中毒的海豚迷失了方向，冲向了沙滩！慎用化学物质！认识三丁基锡DateDate2525环境化学的发展l孕育阶段20世纪60年代l形成阶段19701980l发展阶段19801990l生命元素的生物地球化学循环、化学品的安全评价、化学物质在多介质间面间的迁移和转化、臭氧层破坏、温室效应增强等研究l成熟阶段19
10、902000l内分泌干扰物的筛选、大气中自由基化学、冰晶表面的光化学、气溶胶多相化学反应、湖泊富营养化促进因子、重金属存在形态及其转化、土壤中有机物的降解、土壤中温室气体的释放、分子水平的生态毒理学、环境的原位修复等DateDate2626我国环境化学研究进展l湖泊富营养化、水污染治理、垃圾处理、水体颗 粒物和难降解污染物环境化学行为和生态毒理效 应、区域酸雨的形成与控制、有毒有机物的结构 效应、烟气脱硫脱硝的一体化技术、大气中二氧 化碳的固定技术、纳米光催化技术l具有我国特色的研究成果l稀土农用的环境化学行为及生态毒理效应研究（倪嘉 瓒）l农药在环境中的变化及生态效应（叶常明）DateDat
11、e27272. 元素的生物地球化学循环DateDate28282. 元素的生物地球化学循环大气中的CO2溶解作用和化学过程溶解性无机碳，主要 为HCO3-化学沉淀作用 和无机碳结合 于微生物外壳不溶解性的无机碳 ，主要为CaCO3和 CaCO3MgCO3溶解的CO2的溶 解（离解）作用生物降解光合作用固定的有机碳（ CH2O）和异型生物 质的碳石油原料生产 的异型生物质生物地球 化学过程固定的有机烃类 （CxH2x）和油母 页岩碳的循环DateDate29292.元素的生物地球化学循环大气圈N2，一些N2O，痕 量NO，NO2， HNO3,NH4NO3生物圈生物结合氮， 比如蛋白质中的氨氮 （
12、NH3）人类活动圈NH3， HNO3,NO,NO2,无机硝 酸盐,有机氮化合物化肥、含氮 污染物采矿的硝 酸盐水圈和岩石圈的溶解的NO3-， NH4+，在死生物 质和化石燃料中 的有机结合氮化肥，NO3- 分解产生的 NH4+,NO3-来自沉降的溶解NH4+ ，NO3-微生物演化散出N2 ，N2O，NH3分子N2的固定作用 ，像氨基氮N2的固定， 像NH3污染物的排放， NO，NO2氮的循环DateDate30302.元素的生物地球化学循环可溶性无机磷酸盐， HPO42-，H2PO4-和聚磷 酸盐不溶性的无机磷酸盐，如 Ca5(OH)(PO4)3，或磷酸铁生物磷，主要是核酸， ADP，ATP沉
13、积物中生物有机和无机磷酸盐化肥径流，废水 ，洗涤剂废物溶解沉淀作用磷的循环生物降解异型生物质 的有机磷酸 盐生命体的同化作用DateDate31312. 元素的生物地球化学循环大气中的硫，SO2，H2S， H2SO4，CS4，（CH3）2SH2S和金属氧化物，FeS生物硫,包括-SH硫酸根还原硫化物氧化硫的循环可溶和不可溶形式的 无机SO42-大气中的硫物种与其他环境 圈层中硫物种的相互变化生物降解异型生物质的硫，比如 杀虫剂中的P=S功能团分解H2S氧化元素硫，S硫氧化微生物产生的小分子中的有 机硫，如-SH和R-S-R族生命体的同化作用微生物代谢DateDate32323.环境化学的发展动
14、向v环境分析化学：检测、形态、结构、同位素v各圈层环境化学：污染物在大气、水、土壤环 境中的形成、迁移、转化和归趋；以及生态效 应。v污染控制化学：控制污染的化学机制和工艺技 术中的基础向化学问题。DateDate3333l大气颗粒物l酸沉降l大气有机物l痕量气体l臭氧耗损l全球变暖环境化学研究对象大气环境化学研究对象大气环境化学研究对象l河流l湖泊l水库l河口l海湾、近海海域l地下水污染水环境化学研究对象水环境化学研究对象DateDate3434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。环境化学研究对象p有机物在土壤中有何降解和迁移规律 ？p天然温室气体的释放？p污
15、染物在固液界面上的化学过程？p重金属在土壤-植物间的迁移过程？土壤环境化学研究对象DateDate3535环境化学分支学科划分研究领域分支学科 环境分析化学环境有机分析化学 环境无机分析化学 各圈层的环境化学大气环境化学 水环境化学 土壤环境化学 环境生态化学 环境工程化学大气污染控制化学 水污染控制化学 固体废物污染控制化学DateDate36361.2 污染物的环境效应进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质环境污染物。氟利昂CCl2F2 CCl3F FCl2CCClF2 ClF+O3 = O2+FOClODateDate37371、环境污染物无机物p氰化物、一
16、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p重金属、准金属、卤素、臭氧、黄磷元 素DateDate38381、环境污染物有机污染物p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p 含氮有机化合物：胺、腈、硝基甲烷、硝基 苯、三硝基甲苯、亚胺p烃类有机化合物: 烷烃、芳烃、多环芳烃p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DateDate39392、污染物的环境效应l环境物理效应：噪声、地面沉降、热岛效应、 温室效应；l环境化学效应：湖泊的酸化、土壤的盐碱化、 光化学烟雾、酸雨；l环境生物效应：大型水利工程、三致物质等。环境效应：人类的生产和生活活动或者自然过程对 环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和 功能发生变化。DateDate40403、污染物的迁移转化过程迁移：污染物在环境中所发生的空间位移及其 所引起的富集、分散和消
