(2024年)环境化学课件

环境化学课件12024/3/26CATALOGUE目录环境化学概述大气环境化学水环境化学土壤环境化学生物体内污染物质运动过程及毒理效应环境质量评价方法及标准当前环境问题与挑战22024/3/2601环境化学概述32024/3/26环境化学是研究化学物质在环境中的存在、转化、行为和效应的科学。定义环境化学起源于20世纪60年代，随着工业化和城市化进程的加速，环境问题日益严重，环境化学逐渐发展成为一门独立的学科。发展环境化学定义与发展42024/3/26环境化学主要研究化学物质在环境中的来源、分布、迁移、转化和归宿，以及它们对环境和生物的影响。揭示化学物质在环境中的行为和效应，为环境保护和污染治理提供科学依据。环境化学研究内容与任务任务研究内容52024/3/26环境化学是化学的一个分支，它运用化学的理论和方法来研究环境问题。与化学的关系环境化学是环境科学的重要组成部分，它为环境科学提供化学物质在环境中的行为和效应方面的理论支持。与环境科学的关系环境化学与生态学密切相关，两者都关注化学物质对生物和环境的影响，但研究角度和方法有所不同。与生态学的关系环境化学与其他学科关系62024/3/2602大气环境化学72024/3/26大气的组成大气主要由氮气、氧气、氩气和二氧化碳等气体组成，其中氮气和氧气占大气总量的99%以上。此外，大气中还含有水汽、尘埃和其他微量气体。大气的结构大气在垂直方向上可分为对流层、平流层、中间层、热层和外大气层。其中，对流层是大气最底层，与人类活动关系最为密切。大气组成与结构82024/3/26大气污染定义大气污染是指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象。大气污染来源大气污染来源主要分为自然源和人为源。自然源包括火山喷发、森林火灾等；人为源包括工业污染源、交通污染源、农业污染源和生活污染源等。大气污染及其来源92024/3/26大气中的污染物可以通过化学反应、光化学反应和生物转化等方式进行转化。例如，二氧化硫在大气中可以氧化成硫酸盐，氮氧化物可以转化成硝酸盐等。污染物转化大气中的污染物最终归宿主要有干沉降、湿沉降和大气自净三种方式。干沉降是指污染物在重力作用下直接降落到地面；湿沉降是指污染物通过降水过程被清除；大气自净是指大气中的污染物在扩散、稀释、氧化等作用下逐渐降低浓度。污染物归宿大气中污染物转化与归宿102024/3/2603水环境化学112024/3/26

水体组成与性质水体的组成包括溶解物质、胶体物质、悬浮物质和底质等。水的物理性质如密度、比热容、表面张力、粘度等。水的化学性质如酸碱度、硬度、氧化还原电位等。122024/3/26123包括对流、扩散、吸附、解吸等。污染物的迁移方式包括生物转化、化学转化和光化学转化等。污染物的转化途径如在水体中的时空分布、迁移转化规律以及最终归宿等。污染物在水体中的分布和归宿水体中污染物迁移转化规律132024/3/2603水质监测与预警包括监测点的设置、监测指标的选取、监测频次和预警机制等。01水质评价的方法和标准包括物理指标、化学指标和生物指标等，以及相应的国家和地方标准。02水质保护的原则和措施如源头控制、过程控制和末端治理等，以及相应的法律法规和政策措施。水质评价与保护142024/3/2604土壤环境化学152024/3/26土壤组成与性质构成土壤骨架，决定土壤物理性质。来源于动植物残体，影响土壤肥力及生物活性。存在于土壤孔隙中，影响土壤通气性、温度及微生物活动。存在于未被水分占据的土壤孔隙中，参与土壤中的气体交换和化学反应。土壤矿物质土壤有机质土壤水分土壤空气162024/3/26工业污染源农业污染源生活污染源其他污染源土壤污染及其来源01020304工业废水、废气、废渣的排放，造成重金属、有机物等污染。农药、化肥的过度使用，导致土壤板结、盐碱化等问题。生活垃圾的随意堆放，造成土壤和地下水的污染。大气沉降、放射性物质等。172024/3/26物理迁移化学迁移生物迁移复合迁移土壤中污染物迁移转化规律污染物的扩散、对流、吸附等物理过程。植物吸收、微生物降解等生物过程，影响污染物在土壤中的分布和归宿。污染物发生氧化、还原、水解等化学反应，导致形态和毒性变化。物理、化学和生物过程相互作用，共同影响污染物在土壤中的迁移转化。182024/3/2605生物体内污染物质运动过程及毒理效应192024/3/26污染物质可通过呼吸道、消化道和皮肤等途径进入生物体内。吸收分布排泄污染物质在生物体内随血液和淋巴液循环分布到各组织器官。生物体可通过尿液、汗液和粪便等途径将污染物质排出体外。030201生物体内污染物质吸收、分布和排泄202024/3/26污染物质在生物体内经过氧化、还原或水解等反应，转化为更易排泄或毒性更低的代谢产物。第一阶段代谢代谢产物与生物体内的内源性物质结合，形成更易排泄的复合物，进一步降低毒性。第二阶段代谢污染物质在生物体内代谢过程212024/3/26高剂量污染物质短时间内暴露可引起生物体急性中毒，表现为头痛、恶心、呕吐等症状。急性毒性效应慢性毒性效应致突变效应致畸效应低剂量污染物质长时间暴露可引起生物体慢性中毒，表现为免疫力下降、生殖障碍、癌症等。某些污染物质可引起生物体基因突变或染色体畸变，导致遗传信息改变。孕妇暴露于某些污染物质可引起胎儿畸形发育。污染物质对生物体毒理效应222024/3/2606环境质量评价方法及标准232024/3/26环境质量评价是对环境的优劣进行定量或定性的描述和评估，为环境规划、管理、决策等提供依据。环境质量评价的定义通过环境质量评价，可以了解环境质量的现状、变化趋势和存在的问题，为制定环境保护政策和措施提供科学依据。环境质量评价的意义按照评价对象的不同，环境质量评价可分为大气环境、水环境、土壤环境等不同类型的评价。环境质量评价的分类环境质量评价概述242024/3/26通过对环境中各种污染物的监测和分析，了解环境质量现状和变化趋势。监测分析法通过对环境背景值、污染源、环境受体等方面的调查，对环境质量进行评价。调查评价法通过建立数学模型，对环境质量进行预测和评估。数学模型法将监测分析、调查评价和数学模型等方法综合运用，对环境质量进行全面、客观的评价。综合评价法环境质量评价方法252024/3/26制定原则科学性、实用性、可操作性、可更新性。要点一要点二制定内容环境质量标准应包括环境质量指标、标准限值、监测方法、数据处理和评价标准等方面的内容。其中，环境质量指标应能够反映环境质量的本质特征；标准限值应根据国家环保政策和环境质量标准制定，具有可操作性和可实施性；监测方法应准确可靠，能够反映环境质量实际情况；数据处理和评价标准应科学严谨，能够客观反映环境质量状况。环境质量标准制定原则和内容262024/3/2607当前环境问题与挑战272024/3/26人类活动导致大量二氧化碳、甲烷等温室气体排放，引发全球气候变暖。温室气体排放气候变化导致极端天气事件（如暴雨、干旱、热浪等）频发，对人类社会和自然环境造成严重影响。极端天气事件海洋吸收热量并扩张，导致海平面上升，威胁沿海城市和岛国。海平面上升全球气候变化问题282024/3/26皮肤癌等疾病增加臭氧层破坏导致到达地面的紫外线辐射增强，增加人类患皮肤癌等疾病的风险。氟利昂等化学物质人类使用的某些化学物质（如氟利昂等）会破坏大气中的臭氧层，导致紫外线辐射增强。生态系统影响紫外线辐射增强还会对植物和动物造成伤害，影响生态系统的平衡。臭氧层破坏问题292024/3/26化石燃料燃烧人类大量燃烧化石燃料（如煤、石油等），产生二氧化硫和氮氧化物等酸性气体。酸雨形成这些酸性气体在大气中经过化学反应，形成硫酸和硝酸等酸性物质，随雨水降落到地面形成酸雨。环境影响酸雨会破坏森林、湖泊等生态系统，腐蚀建筑物和文物，还会对人体健康造成危害。酸雨问题302024/3/26有机氯农药人类历史上大量使用的有机氯农药（如DDT等）在环境中难以降解，成为持久性有机污染物。多环芳烃等