环境化学课件化学绪论

1、环环 境境 化化 学学Environmental ChemistryEnvironmental Chemistry任课教师：陈景文任课教师：陈景文 博士、教授博士、教授环境楼环境楼209房间，电话：房间，电话：8470 6269，电子邮件：电子邮件：助课助课李李 超超 (研究生研究生)王双瑀王双瑀 (研究生研究生)张亚南张亚南 (研究生研究生)本课件作者本课件作者本课件的配套教材本课件的配套教材陈景文陈景文 博士、教授博士、教授大连理工大学大连理工大学电话电话/传真：传真： 电子邮件：电子邮件：欢迎批评指正！欢迎批评指正！普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材高等

2、学校理工科环境类规划教材高等学校理工科环境类规划教材环境化学环境化学(2011重印本重印本)Environmental Chemistry陈景文、全燮陈景文、全燮 编著编著大连理工大学出版社出版大连理工大学出版社出版地址：大连市软件园路地址：大连市软件园路80号，邮编：号，邮编：116023发行：发行： ，传真：，传真： ，邮购：邮购： E-mail: , URL: 环境学院环境学院 (School of Environmental Science and Technology)国家重点学科：环境工程国家重点学科：环境工程 (State Key Discipline: Environmenta

3、l Engineering)辽宁省重点学科：环境科学与工程辽宁省重点学科：环境科学与工程 (Liaoning Provincial Key Discipline: Environmental Science and Engineering)工业生态与环境工程教育部重点实验室工业生态与环境工程教育部重点实验室 (Key Laboratory of Industrial Ecology and Environmental Engineering (Ministry of Education) 大连理工大学大连理工大学 (Dalian University of Technology)化工与环境生命

4、学部化工与环境生命学部 (Faculty of Chemical, Environmental and Biological Science and Technology) 授课院系授课院系 内容内容1. 人人人才人才 (大学大学: 学习、生活、学习、生活、发展发展)2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战3. 什么是环境化学？什么是环境化学？4. 教材与参考书目教材与参考书目5. 授课内容授课内容 内容内容1. 人人人才人才(大学大学: 学习、生活、发展学习、生活、发展) 1. 人人 人才人才 (大学大学: 学习、生活、发展学习、生活、发展)中国最不缺少的是中国最不缺少的是“人人”，庞

5、大的人口，庞大的人口压力，给中国的经济社会发展带来沉重压力，给中国的经济社会发展带来沉重负担；中国最缺少的是人才负担；中国最缺少的是人才 中国是人口大国，但不是人力资源强国中国是人口大国，但不是人力资源强国 如果不是人才：就业、发如果不是人才：就业、发展、持续发展展、持续发展 大学教育、研究生教育大学教育、研究生教育 大学生：大学生：“只要是金子，只要是金子，就一定会发光就一定会发光” 人才的构成要素人才的构成要素 素质素质知识知识能力能力 自然科学自然科学 人文科学人文科学 专业知识专业知识 工具性知识：外语、计算机、法工具性知识：外语、计算机、法律律 实践能力实践能力 创新、创造能力创新、

6、创造能力 解决实际问题能力解决实际问题能力 组织领导能力组织领导能力 合作交流能力合作交流能力 写作与演讲、归纳与总写作与演讲、归纳与总结、逻辑思维结、逻辑思维 道德品质、思想情操道德品质、思想情操 社会责任感社会责任感(自己、父母、社区、自己、父母、社区、社会社会) 世界观、人生观、价值观世界观、人生观、价值观 文化品位和修养文化品位和修养 业务素质业务素质 身心素质、意志品质身心素质、意志品质 进取心进取心 团队意识团队意识 国际化素养国际化素养 1. 人人 人才人才 (大学大学: 学习、生活、发展学习、生活、发展) 1. 人人 人才人才 (大学大学: 学习、生活、发展学习、生活、发展)

7、搭建合理的知识结构、培养专业技能搭建合理的知识结构、培养专业技能 一个理工科学生所应具备的知识一个理工科学生所应具备的知识( (高数、物理高数、物理)； 化学、化工化学、化工( (四大化学、四大谱四大化学、四大谱)； 环境科学与工程基础知识：环境科学与工程基础知识： 环境科学与工程、最新进展；环境科学与工程、最新进展； 外语学习、计算机水平外语学习、计算机水平Environmental engineers must balance competing technical, social, and legal issues concerning the use of environmental

8、resources. Because of the complexity of these challenges, environmental engineers need a broad understanding not only of engineering disciplines but also of chemistry, biology, geology, economics, and management. 1. 人人 人才人才 (大学大学: 学习、生活、发展学习、生活、发展)成绩构成成绩构成平时成绩：平时成绩： 30，取决于作业，取决于作业平时成绩：平时成绩：10，课堂讨论、小

9、报告，课堂讨论、小报告期末考试：期末考试：30%的城市空气污染严重；的城市空气污染严重；1/3 国土受到酸雨污染国土受到酸雨污染;垃圾围城普遍，有毒有害废弃物影响开垃圾围城普遍，有毒有害废弃物影响开始显现始显现;环境污染造成的损失相当环境污染造成的损失相当GDP的的3-8%;环境污染极其严重环境污染极其严重 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战生态恶化形势严峻生态恶化形势严峻 水土流失面积超过国土面积的水土流失面积超过国土面积的1/3 (367 万万km2)，每年新增，每年新增1.5万万km2土地沙漠化趋势未减，每年扩展土地沙漠化趋势未

10、减，每年扩展 3436 km2, 沙化土地沙化土地174万万km2森林覆盖率只有森林覆盖率只有16.55%，相当于世界，相当于世界森林覆盖率的森林覆盖率的61% 90%以上天然草场退化以上天然草场退化 地下水超采地下水超采(8万万 km2) 1015的高等植物物种处于濒危的高等植物物种处于濒危状态，物种资源流失严重，有害外来状态，物种资源流失严重，有害外来物种入侵每年造成物种入侵每年造成1200亿元经济损失亿元经济损失 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战环境健康问题日渐突出环境健康问题日渐突出 空气污染地区死于肺癌人数高出空气污染地区死于肺癌人数高出59倍倍 11个最大城市，空气污

11、染每年使个最大城市，空气污染每年使5万万多人夭折，多人夭折，40万人染呼吸系统疾病万人染呼吸系统疾病沈阳市约沈阳市约40%的儿童血铅含量超标的儿童血铅含量超标 (2000年年) 二恶英类化合物已在市售牛奶（深、二恶英类化合物已在市售牛奶（深、港）、母乳港）、母乳(江浙江浙)中检出中检出 天津市严重污染的蔬菜地土壤中汞天津市严重污染的蔬菜地土壤中汞含量超标含量超标98倍倍 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战 2003年恶性肿瘤发病率年恶性肿瘤发病率与与1986年比上升了年比上升了75%，发病率最高的是肺癌，其发病率最高的是肺癌，其次为胃癌、肝癌；次为胃癌、肝癌； 上升幅度最大的是膀胱

12、上升幅度最大的是膀胱癌癌(191.06%)，其次为肠癌，其次为肠癌(127%)、乳腺癌、乳腺癌(124%)、胰腺癌（胰腺癌（59%）、肺癌）、肺癌(58%)、肝癌、肝癌(19%); 近近30年来，国内癌症的发病率和年来，国内癌症的发病率和死亡率都呈明显上升的趋势。在死亡率都呈明显上升的趋势。在城镇居民中，癌症已经成为死因城镇居民中，癌症已经成为死因的首位。的首位。目前，我国癌症的发病率每年递目前，我国癌症的发病率每年递增增2.5%，死亡率每年递增，死亡率每年递增1.8%；农村的上升速度明显高于城市。农村的上升速度明显高于城市。 20世纪世纪7080年代，胃癌、食管年代，胃癌、食管癌、肝癌、肺癌

13、和宫颈癌，目前：癌、肝癌、肺癌和宫颈癌，目前：肺癌、肝癌、胃癌、食管癌和结肺癌、肝癌、胃癌、食管癌和结/直肠癌。直肠癌。男性的前三位为肺癌、肝癌和胃男性的前三位为肺癌、肝癌和胃癌，女性的前三位为乳腺癌、肺癌，女性的前三位为乳腺癌、肺癌和肝癌。癌和肝癌。全国全国大连大连 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战环境污染和生态破坏环境污染和生态破坏造成巨大损失造成巨大损失 有害外来物种入侵每年造成有害外来物种入侵每年造成1200亿亿元的经济损失元的经济损失 世界银行：世界银行：1995年空气和水污染损年空气和水污染损失，占当年失，占当年GDP的的8% 2003年，污染与生态破坏损失，占年，污

14、染与生态破坏损失，占当年当年GDP的的15% 环保总局环保总局2001年测算，西部年测算，西部9省区生省区生态破坏的损失相当于甘肃和青海两省态破坏的损失相当于甘肃和青海两省GDP之和之和 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战 2003年，世界第二石油和电力消费大国年，世界第二石油和电力消费大国; 能源：创造每万元能源：创造每万元GDP所消耗的能源，是美所消耗的能源，是美国的国的3倍、德国的倍、德国的5倍、日本的近倍、日本的近6倍。倍。 钢铁、有色金属、化工等钢铁、有色金属、化工等8个高耗能行业的单个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高位产品能耗平均比世界先进水平高47。我。我

15、国的工业部门每年多烧掉了约国的工业部门每年多烧掉了约2.3亿吨标准煤。亿吨标准煤。 2003年全国煤产量年全国煤产量16亿吨，按照国民经济年亿吨，按照国民经济年均增长均增长78的发展速度和目前的能源消耗水的发展速度和目前的能源消耗水平，平，2020年我国的能源需求将比年我国的能源需求将比2000年增加年增加2.5倍，达到约倍，达到约60亿吨标准煤。这相当于每年亿吨标准煤。这相当于每年要建成五六个大同煤矿。要建成五六个大同煤矿。资料来源：中国环境报资料来源：中国环境报(2004-4-1),(2004-4-1),数字中国：我们必须选择新型工业化。数字中国：我们必须选择新型工业化。 能源压力巨大能源

16、压力巨大 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战 矿产资源：建国矿产资源：建国50多年来，多年来，GDP增长了增长了10多多倍，矿产资源消耗却增长了倍，矿产资源消耗却增长了40多倍。多倍。 2003年，我国已成为煤炭、钢铁、铜的世界第年，我国已成为煤炭、钢铁、铜的世界第一消费大国，全球最大的铁矿石进口国。一消费大国，全球最大的铁矿石进口国。 电解铝生产所需原料电解铝生产所需原料50以上依赖进口。以上依赖进口。 到到2020年，我国年，我国45种主要矿产资源只有种主要矿产资源只有9种能种能依靠国内保障供应。依靠国内保障供应。 2002年：中国人均矿产资源占有量仅为世界平年：中国人均矿产资

17、源占有量仅为世界平均水平的均水平的58。资料来源：中国环境报资料来源：中国环境报(2004-4-1),(2004-4-1),数字中国：我们必须选择新型工业化。数字中国：我们必须选择新型工业化。 矿产资源压力巨大矿产资源压力巨大 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战 国土面积虽然大，但现有耕地却不多，仅占国土面积虽然大，但现有耕地却不多，仅占国土面积的国土面积的14，相较于美国的，相较于美国的51和印和印度的度的59则显得很少。则显得很少。 可利用的土地资源东西部分布不均，占全国可利用的土地资源东西部分布不均，占全国土地面积土地面积47.6的东部地区却拥有全国的东部地区却拥有全国93的

18、人口。的人口。 土地利用程度过高，影响了整个国家的生态土地利用程度过高，影响了整个国家的生态效益效益(沙尘暴、水体流失、气候失调沙尘暴、水体流失、气候失调)；土地资源压力巨大土地资源压力巨大资料来源：中国环境报资料来源：中国环境报(2004-4-1),(2004-4-1),数字中国：我们必须选择新型工业化。数字中国：我们必须选择新型工业化。 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战 生活污染物排放增大生活污染物排放增大 汽车尾气排放加剧大气污染汽车尾气排放加剧大气污染 电子废物等新型固体废弃物电子废物等新型固体废弃物增加增加 工艺落后的企业向中小城镇工艺落后的企业向中小城镇转移转移化肥、

19、农药加剧面源化肥、农药加剧面源污染污染 养殖业发展加重污养殖业发展加重污染染 乡镇企业发展导致乡镇企业发展导致新一轮环境污染新一轮环境污染城镇化将增加城市生态、城镇化将增加城市生态、环境压力环境压力农村环境问题农村环境问题不容忽视不容忽视新一轮经济增长的巨大压力新一轮经济增长的巨大压力 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战经济经济: : 高投入、高消耗、重污染、低产出高投入、高消耗、重污染、低产出0%0%10%10%20%20%30%30%40%40%50%50%60%60%70%70%80%80%90%90%100%100%GDP原油原油原煤原煤铁矿石铁矿石钢材钢材氧化铝氧化铝水泥

20、水泥占世界总量的比例占世界总量的比例2003年年 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战 生态环境总体恶化的趋势尚未根生态环境总体恶化的趋势尚未根本扭转，环境治理的任务依然相当本扭转，环境治理的任务依然相当艰巨；艰巨； 消耗高、资源浪费、污染环境消耗高、资源浪费、污染环境等粗放经营方式仍比较严重等粗放经营方式仍比较严重; 人口、资源、环境对经济发展人口、资源、环境对经济发展的压力越来越大，特别是资源的制的压力越来越大，特别是资源的制约作用日益明显；约作用日益明显； 我国人口多、资源人均占有量少的国情不会改变，不可再生我国人口多、资源人均占有量少的国情不会改变，不可再生性资源储量和可用量

21、不断减少的趋势难以改变性资源储量和可用量不断减少的趋势难以改变;资料来源：胡锦涛在中科院、工程院院士大会上的讲话，资料来源：胡锦涛在中科院、工程院院士大会上的讲话，20042004年年6 6月月2 2日日 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战环境库兹涅茨曲线：上世纪环境库兹涅茨曲线：上世纪50年代诺贝尔奖获得者、经济学年代诺贝尔奖获得者、经济学家库兹涅茨用来分析人均收入水平与分配公平程度之间关系家库兹涅茨用来分析人均收入水平与分配公平程度之间关系的一种学说。的一种学说。收入不收入不均现象均现象部分污部分污染物染物(COD、SO2等）等）排放总排放总量量人均收入或经济增长人均收入或经济

22、增长(GDP) 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战中国非常需要环境科学与中国非常需要环境科学与工程专业的高级专门人才工程专业的高级专门人才孟子孟子告子下告子下“故天故天将降大任于斯人也，必先将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身行，行其体肤，空乏其身行，行拂乱其所为，所以动心忍拂乱其所为，所以动心忍性，曾益其所不能。人恒性，曾益其所不能。人恒过，然后能改。困于心，过，然后能改。困于心，衡于虑，而后作衡于虑，而后作” 前途光明、道路曲折；前途光明、道路曲折；“九五九五”期间：全国环保累计投入期间：全国环保累计投入3600亿元，占亿元，占GD

23、P的的0.93%“十五十五”期间：全国环保累计投入期间：全国环保累计投入约约7000亿元，占亿元，占GDP的的1.3%06，07两年全国环保投入达到两年全国环保投入达到5500多亿元，多亿元， 占占GDP的的1.24%。拉动对环保人才的需求拉动对环保人才的需求 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战2008年年4500亿元亿元2009-2012年：年：2.3万亿万亿 2. 环境专业的机遇与挑战环境专业的机遇与挑战环境学科专业特点环境学科专业特点 国家战略需求，长远发展好国家战略需求，长远发展好 就业面广，企业单位、政府部门、研究机构、事业单位就业面广，企业单位、政府部门、研究机构、事业

24、单位 复杂环境问题：需要研究型人才复杂环境问题：需要研究型人才/ /创新型人才创新型人才 本科生直接就业起点低本科生直接就业起点低 工业污染防治、重化工业、化学化工基础工业污染防治、重化工业、化学化工基础 创新型人才：为什么创新型人才：为什么“研究研究”？成为科学家？成为科学家/工程师？高工程师？高水平人才：知识结构水平人才：知识结构(标准规范标准规范)、独立从事创造性工作、独立从事创造性工作的能力、道德素质，转型期的社会，亘古不变的规律的能力、道德素质，转型期的社会，亘古不变的规律 理想目标、理想目标、“勤奋勤奋 + 思考思考 + 实践实践” 内容内容3. 什么是环境化学？什么是环境化学？

25、为什么要学环为什么要学环 境境 化化 学学? 背景：多环芳烃背景：多环芳烃(PAHs)是一类主要是一类主要来自于化石燃料燃烧的有毒污染物，来自于化石燃料燃烧的有毒污染物，许多许多PAHs具有致癌、致畸和致突变的具有致癌、致畸和致突变的“三致三致”效应。美国环保局优先控制的效应。美国环保局优先控制的PAHs有有16种，有上千种种，有上千种PAHs，如何确，如何确定优先污染物？定优先污染物？ 假设：近年来大连地区人群癌症的发病率与假设：近年来大连地区人群癌症的发病率与PAHs有关。有关。每年各种污染源排放的每年各种污染源排放的16种种PAHs总量总量(PAHs)为为10000 kg(怎么知道？各个

26、污染源到底排放多少，如何减排？怎么知道？各个污染源到底排放多少，如何减排？)，其，其中一部分排放到大气中，一部分排放到水中。中一部分排放到大气中，一部分排放到水中。 为什么要学环为什么要学环 境境 化化 学学? 问题：大连区域内问题：大连区域内PAHs的排放量会逐年增加还是降低？的排放量会逐年增加还是降低？该区域环境中该区域环境中PAHs的浓度会逐年增加吗？的浓度会逐年增加吗？ 问题：问题：PAHs会主要存在于哪些环境介质会主要存在于哪些环境介质(水、土壤、沉水、土壤、沉积物、大气、生物积物、大气、生物)，比例如何？不同，比例如何？不同PAHs在不同环境介质在不同环境介质中的分配受什么因素的制

27、约？中的分配受什么因素的制约？PAHs在环境中会变化吗会降在环境中会变化吗会降解吗？降解速率？降解产物？降解产物的毒性？解吗？降解速率？降解产物？降解产物的毒性？ 问题：如何采样和分析环境中问题：如何采样和分析环境中PAHs的浓度？如何评价的浓度？如何评价PAHs的区域环境中的污染水平？如何识别的区域环境中的污染水平？如何识别PAHs的来源并的来源并进而控制进而控制PAHs的污染？如何预防的污染？如何预防PAHs的污染？如何修复的污染？如何修复PAHs的污染？的污染？ 如何预测众多的污染物如何预测众多的污染物(含含PAHs)的性质？的性质？. 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？环境问题环境

28、问题原生环境原生环境问题问题次生环次生环境问题境问题环境环境污染污染生态生态破坏破坏人人环境环境物理性污染物理性污染生物性污染生物性污染化学物质污染化学物质污染环境地学环境地学环境生态学环境生态学环境化学环境化学无机物、无机物、有机物、有机物、有机金属有机金属化合物化合物来源、水平、行来源、水平、行为、毒理、风险、为、毒理、风险、控制控制环境科学环境科学Environmental chemistry may be defined as the study of the sources, reactions, transport, effects, and fates of chemical s

29、pecies in water, soil, air and living environments, and the effects of technology thereon.环境化学：是研究有害化学环境化学：是研究有害化学物质在环境介质中的存在、特性、物质在环境介质中的存在、特性、行为和效应及其控制的化学原理行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。和方法的科学。3.1 环境化学的研究对象环境化学的研究对象 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？环境分析化学环境分析化学环境污染化学环境污染化学污染控制化学污染控制化学污染生态化学污染生态化学环境计算化学环境计算化学环境生物化学环境生物化学

30、3.2 环境化学的分支学科环境化学的分支学科 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？ 环境分析化学是研究化学品的形环境分析化学是研究化学品的形态、价态、结构、样品前处理态、价态、结构、样品前处理(例如超例如超临界流体萃取、固相萃取临界流体萃取、固相萃取)和痕量分析和痕量分析的学科。的学科。 环境分析化学的主要任务就是分析环境分析化学的主要任务就是分析环境中具体化学品的性质和量。环境中具体化学品的性质和量。 One of environmental chemistrys major challenge is the determination of the nature and quantity

31、 of specific pollutants in the environment.3.2.1 环境分析化学环境分析化学 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？ 气相色谱气相色谱 GC: Gas Chromatography 液相色谱液相色谱 LC: Liquid Chromatography 高效液相色谱高效液相色谱 HPLC-High Pressure (Performance) Liquid Chromatography 电子捕获检测器电子捕获检测器 ECD-Electron Capture Detector 质谱质谱 MS-Mass Spectrum常用分析仪器术语常用分析仪器术语

32、气质联用，液质联用气质联用，液质联用: GC-MS, HPLC-MS 原子吸收光谱原子吸收光谱 AAS: Atomic Absorption Spectrum 原子发射光谱原子发射光谱 AES: Atomic Emission Spectrum 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计 UV-Vis: Ultraviolet-visible 总有机碳分析议总有机碳分析议TOC-Total Organic Carbon Analyzer 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？大气、水体和土壤环境化学、大气、水体和土壤环境化学、元素循环的化学过程。元素循环的化学过程。大气：颗粒物、酸沉降、温大气：颗粒

33、物、酸沉降、温室效应、臭氧层、持久性有机污室效应、臭氧层、持久性有机污染物、大气化学反应。染物、大气化学反应。水体：河流、湖泊（水库）、水体：河流、湖泊（水库）、海洋；地下水污染、持久性有机海洋；地下水污染、持久性有机污染物、转化反应。污染物、转化反应。 土壤：温室气体排放、农用土壤：温室气体排放、农用化学品的行为（有机氯农药、吸化学品的行为（有机氯农药、吸附、光化学行为、生物降解）。附、光化学行为、生物降解）。3.2.2 环境污染化学环境污染化学. 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？3.2.3 污染生态化学污染生态化学污染生态化学是研究化污染生态化学是研究化学污染物在生态系统中产生学污染

34、物在生态系统中产生生态效应的化学过程的科学。生态效应的化学过程的科学。研究对象包括生物多样研究对象包括生物多样性、种群、群落和内分泌干性、种群、群落和内分泌干扰效应。扰效应。生态毒理学。生态毒理学。Resin channelMecrotubuleMesophyllStomataInner cortexCuticle Resin channelMecrotubuleMesophyllStomataInner cortexCuticle 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？Octanol phaseAir phase 多介质环境模型：大气、气溶胶、水、水生生物、土壤、多介质环境模型：大气、气溶胶

35、、水、水生生物、土壤、植物植物计算毒理学，高通量筛选，定量结构计算毒理学，高通量筛选，定量结构-性质关系性质关系 (Quantitative Structure-Property Relationship, QSPR); 定量结构定量结构-活性关系活性关系(Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR)3.2.4 环境计算化学环境计算化学fC*fC*8 fCHfC*fC*8 fCH10 ffCHC*fC*10 ffCHC*fC*O2fC*fC*-O-C*8 fCHO2fC*fC*-O-C*8 fCHO10 fCHfC*-O-C*O10 f

36、CHfC*-O-C* 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？ 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？案例：多介质环境模型案例：多介质环境模型 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？HCHs -HCH 60%70% -HCH 5%10% -HCH 10%12%致癌活性致癌活性蓄积性蓄积性杀虫活性杀虫活性 -HCH 6%10% 黄河下游流域黄河下游流域(花园口花园口-黄河入海口黄河入海口)是我国粮食是我国粮食主产区之一，是历史上主产区之一，是历史上HCHs施用量较大的地区。施用量较大的地区。算法的探究、模型可靠性检验算法的探究、模型可靠性检验不同空间尺度、不同时间跨度污染水平不同空间尺度、不同时间

37、跨度污染水平受污染的环境系统在零排放或降低排放后的恢复时间受污染的环境系统在零排放或降低排放后的恢复时间 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？排放数据：排放数据：HCHs农业施用量农业施用量19701983年：每年施用约年：每年施用约1470 t19521969年：每年施用约年：每年施用约530 t环境属性参数环境属性参数1984年：年：0 tHCHs各异构体的理化性质参数各异构体的理化性质参数模型参数的确定模型参数的确定环境迁移参数环境迁移参数 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？Text模模型型构构建建i = A、W、S、Sed, 分别表示大气、水、土壤和沉积物；分别表示大气、水、土壤

38、和沉积物；Vi : 第第i相的体积相的体积 (m3)； Zi : 第第i相的逸度容量相的逸度容量 (molm-3Pa-1) ； fi：第：第i 相相 的逸度的逸度( Pa-1 )； Ei : 污染物污染物 向向第第i相的输入速率相的输入速率(molh-1)；Dji : 第第j相向第相向第i 相的通量系数相的通量系数(molh-1Pa-1)；DRi : 第第i相中降解通量系数；相中降解通量系数；DAi : 第第i相中平流通量系数相中平流通量系数 根据黄河下游流域根据黄河下游流域HCHs的多介质环境行为，构建的多介质环境行为，构建IV级逸度模型。级逸度模型。 AAAAAAW-A WS-A SA-W

39、A-SA(A)R(A)A()dfV ZEG CDfD fDDDDfdtWW WA-W AS-W SSed-W SedW -AW -SedA(W)R(W)W()WWdfV ZG CDfDfDfDDDDfdtSSSSA-SAS-AS-WR(S)S()dfV ZEDfDDDfdtSedSedSedW-SedWSed-WR(Sed)Sed()dfV ZDfDDfdt 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？1950 1960 1970 1980 1990 2000 201010-810-710-610-510-410-310-21950 1960 1970 1980 1990 2000 201010-8

40、10-710-610-510-4 沉积物1950 1960 1970 1980 1990 2000 201010-1010-910-810-710-6 水体1950 1960 1970 1980 1990 2000 201010-1310-1110-9 空气 a-HCH -HCH-HCH -HCH 浓度(mol/m3)土壤年份19522010 年年HCHs各异构体在各环境介质中的浓各异构体在各环境介质中的浓度随时间的变化度随时间的变化时间节点：时间节点：1952， 1969，1983。84年，年，气、水、土气、水、土壤、沉积物壤、沉积物中降低中降低99%, 74%, 33%, 30%; 201

41、0年，年，0.06%, 0.05%, 0.05 %, 0.09%. 稳态时间：稳态时间：大气、水体、大气、水体、土壤、沉积土壤、沉积物物 异构体分布异构体分布 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？19522010 年年HCHs在相邻介质间的迁移通量随时在相邻介质间的迁移通量随时间的变化间的变化195019601970198019902000201010-610-410-2100102 迁移通量 (mol/h)年份 水体 大气 水体 沉积物 沉积物 水体 大气 水体 土壤 大气 大气 土壤 土壤 水体 3.2.5 环境生物化学环境生物化学环境科学最终关注的目标是生命本身。环境生物化学就环境科学

42、最终关注的目标是生命本身。环境生物化学就是研究环境化学品对生命的影响的一门学科。是研究环境化学品对生命的影响的一门学科。The ultimate environmental concern is that of life itself. The discipline that deals specially with the effects of environmental chemical species on life is environmental biochemistry. 毒物化学是研究有毒物质尤其是各种有毒物质之间的相毒物化学是研究有毒物质尤其是各种有毒物质之间的相互作用对生物组

43、织和生物体的影响的学科。互作用对生物组织和生物体的影响的学科。Toxicological chemistry, is the chemistry of toxic substances with emphasis upon their interactions with biologic tissue and living organisms. 3. 什么是环境化学？什么是环境化学？ 内容内容4. 教材与参考书目教材与参考书目(1) Colin Baird, Environmental Chemistry, W. H. Freeman and Company, New York; (Unive

44、rsity of Western Ontario)(2) Stanley E. Manahan, 2000. Environmental Chemistry, Lewis Publishers, Boca Raton, London, New York, Washington, D.C. 4. 教材和参考书目教材和参考书目Ecological Chemistry Environmental Chemistry(3) Papers(4) InternetEvaluating Environmental Chemistry TextbooksJanuary 1, 2001 / Volume 35

45、, Issue 1 / pp. 32 A 38 ARonald A. HitesMany chemistry and environmental science departments now feature a course on environmental chemistry, and several textbooks support these courses. As you might expect, the coverage and quality of these textbooks varyin some cases dramatically. This opinion pie

46、ce examines the availability, coverage, strengths, and weaknesses of these books. 4. 教材和参考书目教材和参考书目Although it is obviously a matter of opinion (depending on the instructors background and skills), it seems to be that a good textbook on environmental chemistry should include at least the following t

47、opics: steady- and nonsteady-state modeling, chemical kinetics, stratospheric ozone, photochemical smog, the greenhouse effect, carbonate equilibria, the application of partition coefficients (Kow, etc.), pesticides, and toxic metals.Environmental Chemistry. The book by C. Baird seems to have everyt

48、hing one would wantmajor sections on air, toxic substances, water, and waste management. There is nothing to dislike about this book. 4. 教材和参考书目教材和参考书目Environmental Chemistry. This book by S. E. Manahan is probably the most widely used text. Virtually every topic in environmental chemistry (and then

49、 some) is covered at length; for example, there are six chapters each on water and air issues alone.This book is too long (870 pages) to serve as an effective textbook in a one-semester environmental chemistry course.Despite the great bulk of this book, the coverage of mass balance and kinetic tools is thin. 4. 教材和参考书目教材和参考书目I do not use any textbook at all; rather, I use a set of notes that I have developed over the 20-year history of teaching this course. However, as a supplement to these notes, I recommend that the students borrow or buy