环境化学与环境监测

1、 环境化学环境化学第二版，戴树桂主编，北京：高等第二版，戴树桂主编，北京：高等教育出版社，教育出版社，20062006年年 环境化学环境化学第四版，何燧源主编，华东理工大第四版，何燧源主编，华东理工大学出版社，学出版社，20052005年年 环境监测技术环境监测技术李弘主编，化学工业出版社，李弘主编，化学工业出版社，20022002年年 课时数：课时数：4040课时课时 授课方式：授课方式：pptppt课件课件 考试形式：平时（考试形式：平时（20%20%）+ + 期末考试（期末考试（80%80%） 可持续发展可持续发展1.1 环境环境 “环境环境”的含义应是的含义应是“以人类社会为主体的外以

2、人类社会为主体的外部世界的总体部世界的总体”。 中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境保护法中所规定的环境，中所规定的环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等乡村等。1.2. 环境问题环境问题20世纪世纪60年代，把环境问题只当成一个污染问题年代，把环境问题只当成一个污染问题1972年，联合国召开人类环

3、境大会，第一次把环境年，联合国召开人类环境大会，第一次把环境 问题与社会因素联系起来问题与社会因素联系起来20世纪世纪80年代，提出可持续发展战略年代，提出可持续发展战略20世纪世纪90年代，巩固并发展了这种思想，形成当代主导的环境意识年代，巩固并发展了这种思想，形成当代主导的环境意识 a. 人口问题人口问题 b. 粮食问题粮食问题 c. 能源问题能源问题 d. 资源问题资源问题 e. 环境保护问题环境保护问题 1.2.2 目前人类面临的主要环境问题目前人类面临的主要环境问题a. 人口问题人口问题b. 水问题水问题c. 大气污染大气污染d. 资源问题资源问题011.3 环境科学环境科学 以以“

4、人类人类-环境环境”为研究对象为研究对象 研究内容：研究内容：探索全球范围内自然环境演化规律探索全球范围内自然环境演化规律探索全球内人与环境的相互依赖关系探索全球内人与环境的相互依赖关系协调人类的生产、消费活动同生态要求协调人类的生产、消费活动同生态要求之间的关系之间的关系探索区域污染综合防治的途径探索区域污染综合防治的途径1.3.1 环境化学的任务、内容与特点环境化学的任务、内容与特点 任务：任务： 研究有害化学物质在环境介质中的存在、化研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。的科学。 特点：特点： 要

5、从微观的原子、分子水平上来研究宏观的要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。研究领域研究领域分支学科分支学科环境分析化学环境分析化学环境有机分析化学环境有机分析化学环境无机分析化学环境无机分析化学各圈层环境化学各圈层环境化学大气环境化学、水环境化学、大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、环境生态化学土壤环境化学、环境生态化学环境工程化学环境工程化学大气污染控制化学、水污染控制化学、大气污染控制化学、水污染控制化学、固体废物污

6、染环境化学固体废物污染环境化学1.3.2 环境污染物环境污染物（1） 环境污染物的类型环境污染物的类型气态污染物气态污染物液态污染物液态污染物固态污染物固态污染物水体中的主要化学污染物水体中的主要化学污染物有害金属有害金属有害阴离子有害阴离子营养物质营养物质有机物有机物放射性物质放射性物质化学污染物化学污染物物理污染物物理污染物生物污染物生物污染物 土壤中的主要化学污染物土壤中的主要化学污染物:化肥，农药，化肥，农药， 重重金属金属 SOx，NOx ， CO，粉尘，粉尘，Pd等金属微粒等金属微粒工业污染物工业污染物农业污农业污染物染物交通污染物交通污染物生活污染物生活污染物大气中的主要化学污染

7、物大气中的主要化学污染物环境效应环境效应 环境物理效应环境物理效应 热岛效应热岛效应 温室效应温室效应 地面沉降地面沉降 环境生物效应环境生物效应 环境化学效应环境化学效应 湖泊酸化湖泊酸化 土壤盐碱化土壤盐碱化 光化学烟雾光化学烟雾九类主要的化学污染物九类主要的化学污染物 元素：元素：Pb, Hg, Cd, Halogen, O3 无机物：无机物： CO, NOx, H2S, SOx 有机化合物和烃类：有机化合物和烃类：烷烃，烷烃，PAHs(多环芳烃多环芳烃, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) 金属有机和准金属有机化合物：金属有机和准金属有机化合物：MeHg

8、, Tri-butyl-tin 含氧有机化合物：含氧有机化合物：Phenol, Organic Acids 有机氮化物：有机氮化物：TNT, NO2-Ar 有机卤化物：有机卤化物：CCl4, PCBs(多氯联苯多氯联苯, Polychlorinated Biphenyls) 有机硫化物：有机硫化物：CH3HS, HS-alcohol 有机磷化物：有机磷化物：P-pesticides, P-toxic gas优先污染物优先污染物表表1.1中国环境优先污染物黑名单中国环境优先污染物黑名单表中标有“”符号者为推荐近期实施的名单优先污染物的特点优先污染物的特点难降解难降解在环境中有一定残留水平在环境中

9、有一定残留水平出现频率较高出现频率较高具有生物积累性具有生物积累性毒性较大毒性较大现代已有检出方法现代已有检出方法 当前最关注的化学污染物：持久性有机污染物(POPs, Persistent Organic Pollutants)“三致”化学污染物( (致癌、致畸、致突变致癌、致畸、致突变) )环境内分泌干扰物污染物在环境中的迁移污染物在环境中的迁移 扩散迁移扩散迁移 颗粒物吸附和迁移颗粒物吸附和迁移 挥发迁移挥发迁移 电离电离 水解水解 化学氧化和光化学化学氧化和光化学氧化氧化 生物富集生物富集 微生物降解微生物降解海洋表面海洋表面100mg/L10mg/L1mg/L0.1mg/L海洋流径流

10、扬尘空气流50%50%喷洒喷洒DDT土壤土壤大气大气河流河流浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物小鱼小鱼海鸟海鸟大鱼大鱼人人0.01mg/L10mg/L100mg/L猛禽猛禽DDT农药在环境中的迁移和富集农药在环境中的迁移和富集影响化学物质迁移的因素影响化学物质迁移的因素 内因：内因：元素和化合物的稳定性元素和化合物的稳定性化学键特征化学键特征（影响熔沸点和溶解度）（影响熔沸点和溶解度）键能大小键能大小元素的放射性元素的放射性生成络合物的能力生成络合物的能力 外因：外因：温度温度压力压力浓度浓度氧化氧化-还原电位还原电位酸碱性酸碱性1.4 环境保护环境保护1.4.1 环境保护概念的发展环境保护概念

11、的发展50年代70年代80年代1.5 可持续发展可持续发展 两个基本要点两个基本要点：人类应坚持与自然和谐相处人类应坚持与自然和谐相处当代人不能剥夺后人发展的权利当代人不能剥夺后人发展的权利主要内容环境监测的目的和分类环境监测的目的和分类 环境监测的特点和监测技术概述环境监测的特点和监测技术概述 环境标准环境标准1.6 环境监测的目的和分类1.6.1 环境监测的目的环境监测的目的 根据环境质量标准，评价环境质量。根据环境质量标准，评价环境质量。 根据污染特点、分布情况和环境条件，追踪寻根据污染特点、分布情况和环境条件，追踪寻找污染源、提供污染变化趋势，为实现监督管找污染源、提供污染变化趋势，为

12、实现监督管理、控制污染提供依据。理、控制污染提供依据。 收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据。环境质量提供数据。 为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制定环境法规、标准、规划等服务。源、制定环境法规、标准、规划等服务。 总的来说，环境监测的目的是准确、及时、全面的反映环境质量现状及其发展趋势，从而为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。1.6.2 环境监测的分类1. 1. 按环境监测的目的分类按环境监

13、测的目的分类监视性监测监视性监测特定目的监测特定目的监测（特例监测或应急监测）研究性监测研究性监测2. 2. 按监测的对象分类按监测的对象分类可分为水质监测、大气污染监测、固体废弃物监测、可分为水质监测、大气污染监测、固体废弃物监测、土壤污染监测、噪声污染监测、生物监测、放射性污土壤污染监测、噪声污染监测、生物监测、放射性污染监测、光污染监测、热污染监测等。染监测、光污染监测、热污染监测等。1.7 1.7 环境监测的特点和监测环境监测的特点和监测技术概述技术概述1.7.1 环境监测的发展环境监测的发展分为三个阶段：20世纪50年代：被动监测阶段20世纪70年代 ：主动监测或目的监测阶段20世纪

14、80年代初 ：污染防治监测阶段或自动监测阶 段1.7.2 环境监测技术概述 环境监测技术包括采样技术、测试技术和数据处理技术。 采样技术和数据处理技术将在后面有关章节中进行介绍，测试技术中包括物理技术、化学技术（包括物理化学技术）和生物技术监测分析方法原则：灵敏度满足定量要求；方法成熟、准确；原则：灵敏度满足定量要求；方法成熟、准确；操作简便、易于普及；抗干扰能力好。操作简便、易于普及；抗干扰能力好。 根据上述原则为使监测数据具有可比性，在大量实践的基础上，对各类水体中的不同污染物都制定了相应的分析方法，包括三个层次：国家标准分析方法：环境方法标准国家标准分析方法：环境方法标准统一分析方法统一

15、分析方法等效方法等效方法 1.7.3 环境优先污染物和优先监测 经过优先选择的污染物称为环境优先污染经过优先选择的污染物称为环境优先污染物，简称为物，简称为优先污染物优先污染物（priority pollutants） 对优先污染物进行的监测称为优先监测对优先污染物进行的监测称为优先监测 环境监测的要求环境监测的要求 准确可靠准确可靠 快速灵敏快速灵敏 选择性好选择性好1.7.4 环境监测的特点 环境监测就其对象、手段、时间、空间的多变性，污染组分的复杂性等，其特点可归纳为：环境监测的综合性主要表现在： （1）监测手段包括物理、化学、物理化学、生物化学、生物物理等一切可以表征环境质量的方法。

16、（2）监测对象包括空气、水体、土壤、固废物、生物等客体，只有对这些客体进行综合分析才能确切描述环境质量。 （3）对环境数据进行统计处理、综合分析需涉及该地区的自然社会各个方面情况，因此，必须综合考虑才能正确阐明数据的内涵。环境监测的追踪性： 环境监测包括一系列复杂而有联系的过程。环境监测数据的五性：1.8 1.8 环境标准环境标准 环境标准环境标准是政府部门颁布的强制性的技术法规，它是环境保护法的一部分，也是进行环境保护的手段和依据。 由于环境包括大气、水、土壤等要素，环境问题又涉及到许多行业和部门，环境要素的不同、各行业和部门的要求不同，因而环境标准只能分门别类地制定，所有分门别类的标准的总

17、和所有分门别类的标准的总和叫做环境标准体系叫做环境标准体系。1.8.1 环境标准的分类和分级分类：环境标准环境标准环境质量标准环境质量标准污染物排放标准污染物排放标准环境基础标准环境基础标准环境方法标准环境方法标准环境标准物质标准环境标准物质标准环保仪器、设备标准环保仪器、设备标准：国家标准国家标准地方标准地方标准行业标准行业标准1.8.2 环境质量标准环境质量标准 环境质量标准环境质量标准是以保护人体健康与正常生活条件、工作条件、防止生态系统破坏而制定的各种污染物或因素在环境中的最高允许浓度或限值。水质标准 水环境质量标准水环境质量标准 地表水环境质量标准（地表水环境质量标准（GB38382

18、002） 海水水质标准（海水水质标准（GB30971997） 生活饮用水卫生标准（生活饮用水卫生标准（GB574985） 渔业水质标准（渔业水质标准（GB1160789） 农田灌溉用水水质标准（农田灌溉用水水质标准（GB508485） 排放标准排放标准 污水综合排放标准（污水综合排放标准（GB89781996） 医院污水排放标准（医院污水排放标准（GBJ4883） 工业水污染物排放标准工业水污染物排放标准 造纸工业水污染物排放标准（造纸工业水污染物排放标准（GWPB21999） 甘蔗制糖工业水污染物排放标准（甘蔗制糖工业水污染物排放标准（GB354683） 石油炼制工业水污染物排放标准（石油炼

19、制工业水污染物排放标准（GB355183） 纺织染整工业水污染物排放标准（纺织染整工业水污染物排放标准（GB428792）（一）地表水环境质量标准（GB 38382002） 依据地表水水域环境功能和保护目标、控制功能高低依依据地表水水域环境功能和保护目标、控制功能高低依次划分为五类次划分为五类 ：类类 主要适用于源头水、国家自然保护区。主要适用于源头水、国家自然保护区。类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。饵场等。类类 主要适用于集

20、中式生活饮用水地表水源地二级保护主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。游泳区。IVIV类类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。乐用水区。V V类类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。（二）生活饮用水卫生标准（GB574985） 细菌总数细菌总数 大肠杆菌群大肠杆菌群 游离性余氯游离性余氯大气标准（一）大气环境质量标准（一）大气环境质量标准（GB30951996） 标准分为三级：标准分为三级： 一级标准：为保护自然生态和人群健康，在一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的空长期接触情况下，不发生任何危害影响的空气质量要求。气质量要求。 二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动、植物，在长期和短期的情况下，不发生动、植物，在长期和短期的情况下，不发生伤害的空气质量要求。伤害的空气质量要求。 三级标准：为保护人群不发生急、慢性中毒三级标准：为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）能正常和城市一般动、植物（敏感者除外）能正常生长的空气质量要求。生长的空气质量要求。 根据地区的地