环境化学引言简

厦门大学环境与生态学院研究生学位课程环境化学2015年春引言1周环境污染物1周水圈

4周第1次考试

1周大气圈

3.5周土圈

2.5周第2次考试

1周

共14周环境化学课程安排课程成绩评定依据作业12.5%×4=50%考试25%×2=50%第一章引言1-1环境化学的定义、内容及特点1-2环境化学的常用术语及概念1-3环境化学研究实例1-1-1环境化学的定义

研究化学污染物及对人类生态体系可能带来影响的化学物质在自然环境中的化学变化规律的科学环境化学是在化学学科的传统理论和方法的基础上发展起来，以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。讨论：“化学”与“环境化学”的差异；“环境”两字的真实意义环境化学与其他分支学科的关系环境分析化学环境监测污染化学环境化学园地分析化学毒理学工程学管理学污染控制工程与技术基于监测的一体化环境管理1-1-2环境化学的基本内容环境行为：（环境污染化学）

来源、分布、迁移、降解、转化、归宿生态效应：（环境污染化学）

生物毒性效应、生态影响分析方法：（环境分析化学和环境监测）

灵敏、可靠、快速、现场控制和管理：（污染控制化学和环境管理）从微观的原子、分子水平上，研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径；其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。环境化学的研究内容

1.水圈hydrosphere

水组成的水体总和

2.大气圈atmosphere

大气组成的大气层的总和

3.土壤岩石圈lithosphere

土壤、岩石组成的农田、草地、山脉等的总和

4.生物圈biosphere

生物组成的各种生物群落的总和

化学污染物的来源、分布、迁移、归宿（环境污染化学）化学污染物的分析鉴定、控制治理（环境分析化学和环境监测）环境化学不等于分析化学（开放体系，低浓度）仅是污染物？生源要素呢？讨论“分析化学”与“环境化学”的差异化学污染物的控制治理（污染控制化学）治理过程中污染物的转化和中间产物的生成与环境治理工程的交融1-1-3环境化学的特点

复杂性和综合性

研究对象是多组分多介质的复杂体系

跨学科，综合化学、物理、气象、生物、数学、医学和地理学等。

环境化学与其他分支学科的关系

精细性

污染物极低浓度，“杂质”多为常量浓度

要求分析技术灵敏、准确、连续、自动方法、设备规范化和标准化。整体效应环境的整体性，大于诸要素的个体之和。统一性和制约性各个环境要素相互作用、相互联系，又相互制约。堵车的世界纪录在中国，其长度竟达260公里。1-2环境化学的常用术语及概念

1-2-1污染物

pollutant

（注意与contaminant的差异）

环境中由于人类活动造成的浓度高于天然值的有害物质1-2-2环境污染environmentalpollution

由于人类活动引起的环境质量下降并导致对人类健康和生物生存有不良影响的现象

按要素分类：大气、水、土壤

按性质分类：化学、生物、物理、放射性

按形态分类：废水、废气、废固物、噪声、热

按原因分类：生活、工业、农业、交通1-2-3环境本底值

environmentalbackgroundvalue

未受污染的情况下，各种环境要素中的化学元素或化学物质的基线含量。与地理、地质有关。

不再用“环境背景值”

1-2-4生物半衰期

biologicalhalflife

污染物在生物体内的量减少到原有量的一半所需的时间t1/2

半衰期越长，毒物消除反应速度越小，稳定性越大，危害性越大1-2-5协同作用和拮抗作用

synergismandantagonism

协同：一种污染物加强另一种的危害性

拮抗：一种有害物质的作用被另一种抑阻

e.g.大气中二氧化硫增强苯并芘的致癌性

1-2-6阈值

thresholdvalue

生物接触毒物后，使机体产生异常的最小剂量

从阈剂量到刚好引起受试动物死亡的剂量，称为毒性作用带1-2-7富营养化和赤潮

eutrophicationandredtide

人类活动使江河湖海内生物所需的N、P等营养物短期内大量增加（富营养化），引起藻类和浮游生物的迅速繁殖（赤潮），导致水中溶解氧下降，水质恶化，鱼类和其它生物死亡。

由于浮游生物的颜色不同，水面呈现颜色。在江河湖泊中称为水华，在海中称为赤潮。1-2-8环境激素

environmentalhormone/estrogen

可干扰鸟类、爬行类以及哺乳类野生动物或实验动物正常的内分泌功能，改变动物在发育和成年阶段胞内信号过程，并由此造成雌雄性别的改变以及畸形等病变的化学物质。环境雌激素环境雄激素1-2-9POPs持久性有机污染物POPsPersistentOrganicPollutants

一组有毒的，能在环境中长期存在，并能通过食物链生物积蓄和放大的有机污染化合物。现可归类到环境雌激素中1-2-10绿色化学汽车尾气：催化转化器、燃料电池核废料：分离和浓缩绿色化学greenchemistry——从源头上杜绝不安全因素绿色化学新合成的化学品不破坏环境或无不良生物效应：CFCs与臭氧层清洁生产化学产品：绿色合成绿色合成——原料、试剂易得，原料和试剂在反应中充分利用，尽量减少副产物和无法循环使用的溶剂，反应条件低能耗。非原子经济反应1-2-11原子经济反应绿色合成：原子经济反应世卫组织、美国FDA唯一共同推荐的儿童退烧药和抗炎药

1-2-12有机食品

认证：国际有机农业运动联合会及其认可机构

基础：有机农业，禁止使用化肥、农药、添加剂以及转基因技术。

原料产地：大气环境质量、生产用水、土壤理化性质符合规定。

生产：严禁使用化学物质和转基因技术。

加工：95%以上原料符合有机食品标准，只使用天然色素、防腐剂、维生素和添加剂等。

中国的绿色食品

分为两级——Ａ级和ＡＡ级

基础：同我国的“生态农业”相联系

Ａ级：生产和加工过程中允许限量、限时、限品种使用一些安全性较高的化学合成物质。

ＡＡ级：严格按照有机农业的生产原则生产，生产加工过程中禁止使用任何有害的化学合成物质。

绿色食品1-3环境化学研究实例污染物的来源、分布、迁移、转化、归宿@燃煤中汞的迁移和转化@近海表层海水中PAHs的分布和迁移监测和检测技术研究@奶粉事件的推进@地沟油事件的推进@肌醇掺假的检测@降解产物分析燃煤中的汞水俣湾水俣病纪念碑日本“水俣病”是最著名的汞中毒事件。化工厂含汞废水未经处理排入水俣湾，共有2000多人受到毒害。我国的松花江流域、贵州万山汞矿区等地也发生过汞污染事件

汞污染途径生物富集—食物链传递母婴传递上世纪60年代日本的著名的新闻图片“母亲给智子洗澡”。王启超等(1999年)：中国煤中汞0.22mg/kgBelkin等(2005年)：中国煤中汞0.15mg/kgQuick等(2003年)：美国煤中汞0.1mg/kg煤中汞的含量煤中的汞是燃煤过程汞污染产生的根源SO2被海水吸收排海的同时

Hg也被海水吸收排放烟气海水脱硫工艺削减燃煤SO2污染沿海燃煤火力发电厂海水脱硫带来的汞污染转移脱硫塔

出水取样点原烟气净烟气除雾器喷淋层取样点进水塔内5层喷淋层，烟气与海水接触时间2.4s，脱硫效率>95%烟气净化工艺de-NOx,de-flyash,de-SO2

锅炉烟囱脱硫,FGD除尘,ESP脱硝,SCR除尘,ESPDe-NOxDe-flyashDe-SO2近海表层海水中PAHs的分布和迁移环境分析化学和环境监测——监测和检测技术研究奶粉事件推进的检测技术进步三聚氰胺，有机化工中间产品，作为三聚氰胺甲醛树脂的原料。该树脂广泛用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业。动物长期摄入会造成生殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可诱发膀胱癌。被不法商人用作食品添加剂，以提升食品检测中的蛋白质含量指标，因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。食品中蛋白质的测定方法

GB/T5009.5-1985蛋白质含氮，量比较恒定。食品与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，生成硫酸铵。然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，蒸馏出来并用过量的硼酸液吸收，再以标准盐酸滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量。蛋白质主要由氨基酸组成，含氮量一般不超过30%，而三聚氰胺含氮量为66％。通用的蛋白质测试方法“凯氏定氮法”通过测出含氮量来估算蛋白质含量，因此，添加三聚氰胺会使得食品的蛋白质测试含量偏高。GB/T22388-2008

原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法高效液相色谱法（HPLC)，定量限2mg/kg,液相色谱-质谱/质谱法（LC-MS/MS），定量限0.01mg/kg气相色谱-质谱联用法，包括气相色谱-质谱法（GC-MS），定量限0.05mg/kg；气相色谱-质谱/质谱法（GC-MS/MS），定量限0.005mg/kg）地沟油事件推进的检测技术进步地沟油，狭义上指从地沟直接刨出来的废弃动植物油脂。广义上泛指各种生产、生活过程中产生的废弃动植物油脂。从建筑物的下水道(俗称地沟)获取油脂混合物，经过简单的沉淀、熬煮制成的油脂。制造过程环境污染严重，品质低劣，色泽浑浊、气味难闻、过氧化值高、浸出油溶剂残留高、含有大量有毒物质。“地沟油”主要成分仍然是甘油三酯，却又比真正的食用油多了许多致病、致癌的毒性物质。用地沟油生产的食用油，肉眼看来色泽甚至比正规的油都要好看。国家标准2716-2005《食用植物油卫生标准》，食用油检验通常都是检验酸价、苯并芘、农药残留等9项指标。而如果仅检验这9项，地沟油可能“合格”，蒙混过关。也就是说，地沟油这东西在专家们手里并未检验出有什么异样。从各国情况看，地沟油并无特效检测技术。2011年9-12月，卫生部两次向社会公开征集方法。有281个单位和个人提交了315项“地沟油