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1、環(huán) 境 化 學,參考書目 環(huán)境化學 戴樹桂 主編 高等教育出版社,,Whoever saves one life, Saves the entire world,第一章 緒 論,本章從當今世界和我國面臨的主要環(huán)境問題入手，介紹環(huán)境化學在環(huán)境科學和解決環(huán)境問題中的地位和作用及其任務、內容、特點、發(fā)展方向和主要環(huán)境污染物遷移轉化途徑。 要求同學們了解環(huán)境化學的任務，明確環(huán)境化學課程學習的目的。,第一節(jié) 環(huán)境問題,本節(jié)要點：環(huán)境問題；我國環(huán)境污染防治與發(fā)達國家的差距、面臨的挑戰(zhàn)、環(huán)境保護目標和急需解決的重大科學問題。 環(huán)境問題：是指包括一切形式的環(huán)境惡化或對生物圈的一切不利影響。,由于人為因
2、素使環(huán)境的構成或狀態(tài)發(fā)生變化，導致環(huán)境素質下降，從而擾亂和破壞生態(tài)系統(tǒng)和人們正常的生活和生產條件。 環(huán)境污染的具體表現(xiàn)： a、有害物質對大氣、水、土壤和動植物的污染并達到致害的程度 b、生物界的生態(tài)系統(tǒng)遭到不適當?shù)母蓴_和破壞 c、不可再生資源被濫采濫用 d、固體廢棄物、噪聲、振動、惡臭、放射線等造成對環(huán)境的損害 造成環(huán)境污染的因素： 有物理的、化學的和生物的三方面，其中由化學物質引起的約占80%-90%。,1）環(huán)境污染,2）環(huán)境問題的認識過程,20世紀60年代，人們把環(huán)境問題只當成一個污染問題，沒有把環(huán)境問題與自然生態(tài)、社會因素聯(lián)系起來，低估了環(huán)境污染的危害性和復雜性，未能追根尋源。
3、 1972年，聯(lián)合國在瑞典斯德哥爾摩召開了人類環(huán)境會議，第一次把環(huán)境問題與社會因素聯(lián)系起來。 20世紀80年代，人們對環(huán)境的認識有了新的突破性發(fā)展，提出了持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，指明了解決環(huán)境問題的根本途徑。 1992年，聯(lián)合國在巴西里約熱內盧召開了聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會，這是本世紀人類社會的又一重大轉折點，樹立了人類環(huán)境與發(fā)展關系史上新的里程碑。 2002年，在南非約翰內斯堡召開了聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展大會。,2）環(huán)境問題的認識過程,我國分別在1973、1983、1989和1996年召開了四次全國環(huán)境會議，推動了我國環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展和人們對環(huán)境認識的發(fā)展。 隨著環(huán)境問題的日益嚴重，人類對環(huán)境問題的認識也在
4、不斷提高。在當今世界上，人們越來越清楚地看到，環(huán)境問題已不再是某個國家和局部地區(qū)的事情，而成為全球性的問題。,隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展、城市化進程加速和人民生活水平迅速提高，今后10-20年我國環(huán)境保護和污染防治將面臨更大的挑戰(zhàn)。 快速的經(jīng)濟增長污染防治壓力越來越大 小康社會生活水平環(huán)境質量的要求越來越 發(fā)達國家技術進步國際環(huán)境標準越來越嚴格。,3）我國環(huán)境污染防治面臨的挑戰(zhàn),與發(fā)達國家的差距 我國環(huán)境問題的嚴重性和復雜性 發(fā)達國家環(huán)境質量顯著改善，污染控制技術已取得絕對優(yōu)勢； 發(fā)達國家研究重點向綠色技術、環(huán)境修復與環(huán)境安全轉移； 我國環(huán)?？萍颊w水平與發(fā)達國家差距明顯，并有擴大的趨勢。,,
5、,3）我國環(huán)境污染防治面臨的挑戰(zhàn),2020年我國環(huán)境保護的目標, 環(huán)境污染得到有效控制 生態(tài)惡化趨勢基本得到遏制 全國大部分地區(qū)的環(huán)境質量明顯改善 部分重要生態(tài)系統(tǒng)得到重建與修復 建設一批生態(tài)城鎮(zhèn) 重點區(qū)域社會、經(jīng)濟、環(huán)境實現(xiàn)協(xié)調發(fā)展,4）我國環(huán)境科學與工程領域急需解決的重大問題,4）我國環(huán)境科學與工程領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 2地下水污染與修復 3安全飲用水技術保障體系 4污廢水處理與資源化成套技術 5大氣污染形成機理與控制 6城市空氣質量控制機理與技術 7城市物理污染機理及其控制,4）我國環(huán)境科學與工程領域急需解決的重大問題,8土壤污染機理與修復 9固體棄物處理
6、處置與資源化 10綠色化學與清潔生產 11環(huán)境監(jiān)測新技術 12持久性有毒物質與生態(tài)安全 13區(qū)域環(huán)境調控與環(huán)境建設 14國家重大建設項目與生態(tài)環(huán)境安全,第二節(jié) 環(huán) 境 化 學,1）環(huán)境化學的含義 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。,研究有害物質在環(huán)境介質中的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學。,1）環(huán)境化學的含義,2）環(huán)境化學的分支學科,研究有害化學物質在環(huán)境介質中的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法 用化學的基本理論和方法發(fā)現(xiàn)和解決環(huán)境問題,
7、3）環(huán)境化學的任務,4）環(huán)境化學的研究內容, 有害物質在環(huán)境中存在的濃度水平和形態(tài)； 潛在有害物質的來源，它們在個別環(huán)境介質中和不同介質間的環(huán)境化學行為； 有害物質對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產生效應的機制和風險性； 有害物質已造成影響的緩解和消除以及防止產生危害的方法和途徑。,環(huán)境化學的特點與發(fā)展,特點：復雜性、綜合性、精細性 發(fā)展：創(chuàng)造無污染生產過程為目標 環(huán)境良性化學 Environmental Benign Chemistry Cleaner Production, Pollution Prevention Green Chemistry(Sustainable Chemistry
8、),5）環(huán)境化學的研究特點, 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。,6）環(huán)境化學的發(fā)展方向, 隨著環(huán)境問題日益嚴峻和人們認識提高，環(huán)境化學研究出現(xiàn)新趨勢。目前，國際上較為注重元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的地球生物化學循環(huán)及其相互耦合研究；重視化學品安全評價；重視臭氧層破壞、氣候變暖等全球性問題。最近，美國環(huán)境化學家提出“為21世紀環(huán)境而設計” ，支持以創(chuàng)造無污染生產過程為目的的環(huán)境良性化學。下面按分支學科對發(fā)展方向做簡要介紹： 環(huán)境分析化學 主要集中在環(huán)境樣品的前處理技術完善、開發(fā)，分析對象從無機化合物為
9、主轉變?yōu)橛袡C化合物和有機金屬化合物為主；樣品儀器分析方法上集中于儀器分析的靈敏度和重線性提高上。,6）環(huán)境化學的發(fā)展方向,環(huán)境污染化學 研究化學污染物在大氣、水體和土壤環(huán)境中的形成、遷移、轉化和歸趨過程中的化學行為和生態(tài)效應。 大氣環(huán)境化學： 研究對象涉及大氣顆粒物、酸沉降、大氣有機物、痕量氣體、臭氧耗損及全球氣候變暖等；空間尺度從室內空氣、城市、區(qū)域環(huán)境、遠距離乃至全球。,6）環(huán)境化學的發(fā)展方向,水環(huán)境化學：主要研究河流湖泊和水庫，其次是河口、海灣和近海海域，地下水污染；集中研究水體界面化學過程、金屬形態(tài)轉化動力學過程、有機物的化學降解過程、有機物的化學降解過程、金屬和準金屬甲基化等方
10、面。 土壤環(huán)境化學：主要研究農用化學品在土壤環(huán)境中的遷移轉化和歸趨及其對土壤和人體健康的影響，包括：有機污染物在土壤中的降解、土壤中溫室氣體的釋放、污染物在固-液界面上的化學過程和土壤污染的化學與生物修復等內容。 環(huán)境生態(tài)化學：主要研究農用化學品在生態(tài)系統(tǒng)中產生效應的化學過程，如稀土農用的環(huán)境化學行為及生態(tài)安全等。,6）環(huán)境化學的發(fā)展方向,污染控制化學 控制模式從終端污染控制模式(End-of-pipe Control)向全過程控制模式轉變； 提出了污染預防（Pollution-Prevention）、清潔生產（Cleaner-Production）、綠色化學（Green Chemis
11、try）和工業(yè)生態(tài)學（Industrial Ecology）等一些列污染控制的戰(zhàn)略思路； 希望生產不產生有害中間產物和副產品，實現(xiàn)廢物和排放物的內部循環(huán)，達到污染最小化和資源、能源利用最大化的目的。,一、污染物的類別 環(huán)境中化學污染物是環(huán)境化學研究的對象主要分為： 元 素 重金屬、準金屬、鹵素、臭氧、黃磷等。,第三節(jié) 環(huán)境污染物Environmental Pollutants,氰化物、一氧化碳、氮氧化物、 鹵化物、鹵間化合物、次氯酸及其 鹽、硅的無機化合物、無機硫磷化合 物、鹵間化合物等。,無機物,有機污染物,烴類有機化合物: 烷烴、芳烴、多 環(huán)芳烴(PAHs)等。 金屬有機和
12、準金屬有機化合物：四 乙基鉛、羰基鎳、有機砷、二苯鉻、 有機錫等。,含氧有機化合物：環(huán)氧乙烷、醚、醇、醛、酚、有機酸、脂、酐、酚類化合物等 有機氮化合物：胺、腈、硝基甲烷、硝基苯、三硝基甲苯、亞胺等。,有機污染物,有機鹵化合物：四氯化碳、脂肪基 和烯烴的鹵化物、芳香族鹵化物、多 氯聯(lián)苯（PCBs）、氯代二噁英等。 有機磷化合物：磷酸脂類化合物、 有機磷農藥、有機磷軍用毒氣等。,有機污染物,有機硫化合物：烷基硫化物、硫醇、巰基甲烷、二甲砜、硫酸二甲脂等。,有機污染物,二、環(huán)境污染物的遷移轉化,遷移過程 transport processes 機械遷移：運移（富集、分散） 物理化學遷移: 溶解-沉淀、氧化-還原、水解、配位或螯合、吸附-解吸等作用實現(xiàn)遷移；有機污染物還可通過化學分解、光分解和生物分解進行遷移。,生物遷移: 生物體吸收、代謝、生長、死亡，以及通過食物鏈傳遞產生的放大和積累等作用 實現(xiàn)遷移。,物理過程: 蒸發(fā)、滲透、凝聚、吸附、 放射元素蛻變等。 化學過程： 氧化-還原、水解、配位或 螯合、光化學氧化等。 生物過程： 生物體吸收、生物代謝等。,汞在環(huán)境中的遷移轉化過程,,
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