环境化学绪论省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

环境化学

EnvironmentalChemistry主讲：1/97《环境化学》（第二版）戴树桂编高等教育出版社使用教材讲课时间-32课时2/97Reference1.《环境化学》王晓蓉编，南京大学出版社，2.《环境化学》刘绮编，化学工业出版社，3.《环境化学》赵美萍,邵敏编著，北京大学出版社，4.网络资源3/97讲课课时：32课时（1-8周）绪论大气环境化学水环境化学土壤环境化学经典污染物在环境各圈层中转归与效应受污染环境修复课内考试（5.1后，第10周）课程安排4/97学习要求成绩评定平时（作业、考勤、课堂提问）30%期末考试70%纪律要求按时上课，3次不到，取消考试资格。恪守课堂纪律！！！5/97第一章绪论思索题：⒈什么是环境污染？⒉国内外主要有哪些环境问题？⒊什么是环境化学？环境化学研究内容及特点是什么？⒋什么是环境效应?⒌什么是污染物迁移和转化?★

重点内容6/97

第一节环境化学本节关键点：环境与环境问题环境化学内容及特点环境化学发展动向7/97你理想中地球是怎么样？8/97蓝天，碧水绿色、清静9/97温馨一家10/97我们对世界充满好奇和友善，千万别伤害我们哦！11/9712/9713/9714/9715/9716/9717/9718/97

1.1环境与环境问题19/97“环境”一词含义通常是指围绕人群空间，以及其中能够直接或间接影响人类生活和发展各种自然和社会原因综合。我国法律中“环境”强调是与人类生存关系最亲密环境要素。1.1.1环境含义★水、大气、生物、土壤、阳光等20/971.1.2基本概念1）环境背景值指自然环境在未受污染情况下，各环境要素中化学元素或化合物正常含量，又叫本底值。2）环境容量普通指在人群健康和自然生态不受危害前提下，环境各要素对污染物最大容量。21/97人类环境依赖作用于自然资源废物提供被开发利用排放恩赐报复环境问题环境破坏环境污染有限被索取过多过多反作用22/97黄河：长江，长江，我是黄河，我是黄河。长江：黄河，黄河，我也是黄河，我也是黄河23/971.1.3环境问题★1）环境问题（EnvironmentalProblems）环境问题是指因为人类活动作用于周围环境所引发环境质量改变，以及这种改变对人类生产、生活和健康造成影响。环境问题通常可分为两类：一是自然灾害问题（原生环境问题），如地震、洪涝、干旱、泥石流、台风等；（反常现象）二是因为人类活动作用其周围环境而引发人为环境问题，这是人类社会发展与环境关系不协调所引发（次生环境问题），如大气、水污染等。

人为环境问题将是环境化学主要研究对象24/972）环境污染（EnvironmentalPollution）

★定义：因为人为原因使环境组成或状态发生改变，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们正常生活和生产条件。换句话说，环境污染是指有害物质对大气、水质、土壤和动植物污染，并到达致害程度。造成环境污染原因有：物理、化学和生物三方面，其中因化学物质引发约占80％～90%。25/973）将人类所面临环境问题可分为三种类型：①消耗型：②污染型：③破坏型：26/9727/974）人们对环境问题认识过程☆①在20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要是城市和工农业发展带来对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。不足：对土地沙化、热带森林破坏和野生动物一些品种频危灭绝等并未从战略上给予重视。没有把环境问题与自然生态联络起来，低估了环境污染危害性和复杂性；在20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题28/97②1972年斯德哥尔摩人类环境会议发表人类环境宣言，明确指出环境问题不但表现在水、气、土壤等污染已到达危险程度，而且表现在对生态破坏和资源枯竭；同时宣告一部分环境问题是因为贫穷造成，并明确提出发展中国家要在发展中处理环境问题。（环境问题—社会原因）

不足：并未从战略高度指明防治环境问题根本路径，没明确处理环境问题责任，没强调需要全球共同行动。把环境问题与社会原因联络起来联合国环境规划署（UNEP）29/97③20世纪80年代对环境认识有新突破性发展，提出可连续发展战略。由挪威前首相布伦特兰夫人任联合国世界环境与发展委员会主席，组织来自21个国家著名教授学者到各国实地考查后，于1987年4月发表了题为《我们共同未来》长篇汇报。强调世界各国政府和人民要对经济发展和环境保护两大任务结合起来，这一时期逐步形成可连续发展战略，指明了处理环境问题根本路径。30/97④进入20世纪90年代，巩固和发展了这种指导思想，形成当代主导环境意识。

1992年6月在巴西里约召开了联合国环境与发展大会，有183个国家代表团和70个国际组织代表出席，并有102位国家元首或政府首脑到场，大会高举连续发展旗帜，经过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等主要文件。愈加巩固了环境保护和经济、社会发展结合起来指导思想。⑤我国分别在1973、1983、1989、1996、、、年召开了七次全国环境保护大会，推进了我国环境保护事业发展和人们对环境认识发展。31/971973年8月，第一次全国环境保护会议在北京召开，揭开了中国环境保护事业序幕。会议经过了《关于保护和改进环境若干要求》，确定了“全方面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”环境保护工作方针。

1983年12月31日，国务院召开第二次全国环境保护会议，将环境保护确立为基本国策。制订经济建设、城镇建设和环境建设同时规划、同时实施、同时发展，实现经济效益、社会效益、环境效益相统一指导方针，实施“预防为主，防治结合”、“谁污染，谁治理”和“强化环境管理”三大政策。1989年5月，国务院召开第三次全国环境保护会议，提出要加强制度建设，深化环境监管，向环境污染宣战，促进经济与环境协调发展。32/971996年7月，国务院召开第四次全国环境保护会议，提出保护环境是实施可连续发展战略关键，保护环境就是保护生产力。年1月8日，国务院召开第五次全国环境保护会议，提出环境保护是政府一项主要职能，要按照社会主义市场经济要求，动员全社会力量做好这项工作。

年4月，温家宝总理讲话，会议提出了“三个转变”。年12月，李克强副总理主要讲话和《国务院关于加强环境保护重点工作意见》。33/971、人口问题2、资源问题3、生态环境恶化4、大气环境污染5、生物多样性危机6、水体污染是当前世界上公认主要环境问题。5）全球主要环境问题★34/9735/9736/97

据统计，全世界每年流失表土达2.5×1010t以上。植被破坏引发大气中氧和二氧化碳平衡受到影响，从而造成气候反常。我国曾在某段时期内，因为指导思想上失误，片面致力于短期农业生产增加，植被破坏现象也是比较严重。比如：近几年沙尘暴。37/97沙尘暴38/97原因之一：森林滥砍滥伐、森林火灾等39/97原因之一：森林滥砍滥伐、森林火灾等40/97原因之二：水土流失41/97原因之三：生态破坏42/97

矿物燃料燃烧过程是大气污染最主要起源，全球性酸雨、二氧化碳浓度上升、臭氧层破坏巳成为尤其关注三大问题。臭氧层空洞温室效应酸雨大气环境污染43/97

酸雨通常是由排入大气中氮氧化物或硫氧化物转化为硝酸或硫酸后随雨雪降落所形成。全世界每年因酸雨腐蚀而造成经济损失高达200亿美元。我国每年排放SO2

己达2×107t以上，成了世界上SO2排放量最多国家之一。四川、贵州、湖南、云南、重庆和广西六省(市、自治区)是我国主要酸雨区。44/97

酸雨能加速建筑物和文物古迹腐蚀和风化过程。45/97

酸雨使湖泊、河流酸化并溶解土壤和水体底泥中重金属进入水中，毒害鱼类，造成鱼类死亡。46/97

酸雨能加速金属腐蚀，出现空洞和裂缝，强度降低，桥梁损坏。如重庆嘉陵江大桥，锈蚀速度每年为0.16毫米，远超出瑞典斯德哥尔摩每年0.03毫米速度。47/97

酸雨能够直接使大片森林死亡，农作物枯萎。1982年6月18日晚重庆下了一场酸雨，市郊2万亩水稻叶片突然枯黄。控制酸雨根本办法控制酸雨根本办法是降低二氧化硫和氮氧化物排放。48/97温室效应

所谓温室效应，就是太阳短波辐射能够透过大气射入地面，而地面增暖后放出长波辐射却被大气中二氧化碳等物质所吸收，从而使大气变暖效应。大气中二氧化碳就像一层厚厚玻璃，把地球变成了一个大暖房。据预计，假如没有大气，地表平均温度就会下降到－23℃，而实际地表平均温度为15℃，这就是说温室效应使地表温度提升38℃。

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在近130年时间里CO2浓度上升了约13％。

1850年1978年290ppm330ppm50/97“温室效应”将加速两极冰雪融化，海面上升。

过去100年中海平面已经上升了10～15厘米，今后到2030年将上升30厘米，100年后可能上升1米左右。

海平面升高会淹没许多城市和港口。51/9752/97二氧化碳、甲烷、低空臭氧、氯氟烃以及水气等称为温室气体。沼泽地也是温室效应元凶之一（产生甲烷气体）首先，要主动治理大气污染。其次，要保护好现有森林。最终，还要经过各种路径降低矿物能源总消耗，尽可能采取核能、太阳能、水能、风能等新能源，以降低二氧化碳排放。针对温室效应采取办法53/97

全球大气中臭氧总量约有30亿吨，假如在摄氏零度温度下，沿着垂直于地表方向将大气中臭氧全部压缩到一个标准大气压，那么臭氧层总厚度只有3毫米左右。因为氟里昂、其它含氯氟烃和氮氧化物释放，均能降低和破坏臭氧层。1985年在南极上空有一个“臭氧空洞”，其臭氧含量下降了40％。

臭氧层空洞被定义为臭氧柱浓度小于200D.U.，也即臭氧浓度较臭氧洞发生前降低超出30%区域。臭氧层空洞54/97南极臭氧浓度

计算机三维模拟图

55/971981年和年臭氧层浓度对比图

1981年年采取合理可行办法补救制订保护性国际条约；降低并逐步停顿氟里昂生产和使用；利用各种高科技伎俩修补臭氧层56/9757/9758/97

因为人类活动把废物排入河流、湖泊、海洋或地下水等水体，使水和水体底质理化性质和生物群落组成发生改变，从而降低了水体使用价值，这就是水体污染现象。据年上六个月公布资料，我国工业废水排放量为120.4亿t，COD排放689.6万t。我国约有78条主要河流，其中有54条受到污染，严重污染有14条。水体污染59/9750年代淘米洗菜60年代洗衣浇灌70年代水质变坏80年代鱼虾绝代90年代身心受害………60/97水体富营养化（N、P过量）发生赤潮、水华，造成水生生物死亡。61/97

水体中污染物种类甚多，其中对人体和生物体危害最大是有毒重金属和难分解有机物。有毒重金属主要是指汞、镉、铬、铅等，它们在自然界中极难消失，能够经过食物链聚集。这类物质直接作用于人体能够致病，或者促进一些慢性病发展。难分解有机物主要是有机氯化物、多环芳香烃、有机芳香胺类化合物和有机金属化合物等。这些化合物中不少含有致癌、致畸、致突变性质，因而对人类健康潜在危害更大。62/976）重大公害事件

“公害”通常是指因为人类活动而引发环境污染和破坏，以致对公众安全、健康、生命、财产和生活舒适性等造成严重危害。公害事件危害程度与发生频率，直接反应了环境问题广度、深度以及严重后果。/GB/huanbao/259/6899/index.html63/97①比利时马斯河谷烟雾事件②多诺拉烟雾事件③洛杉矶光化学烟雾事件④伦敦烟雾事件⑤四日市哮喘事件⑥痛痛病事件⑦水俣病事件⑧米糠油事件

世界上曾发生过八大公害事件64/971930年12月1～5日比利时马斯河谷工业区窄盆地、气温逆转，有害气体在近地层积累症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等、心脏病、肺病患者死亡率最高。

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马斯河谷事件65/9766/97

1948年10月26～31日美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇该镇处于河谷受反报旋和逆温控制，连续有雾，使大气污染物在近地层积累二氧化硫及其氧化作用产物与大气中尘粒结合是致害原因症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人

2、多诺拉事件67/9740年代早期美国洛杉矶市全市250多万辆汽车天天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长盆地中，汽车排出废气在日光作用下，形成以臭氧为主光化学烟雾。

3、洛杉矶光化学烟雾事件68/971952年12月5～8日英国伦敦市5～8日英国几乎全境为浓雾覆盖，当初伦敦上空烟尘最高浓度达4.5mg/m3，为平时10倍；SO2浓度高达3.8mg/m3，为平时6倍。四天中死亡人数较常年同期约多40000人，45岁以上死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡，约为平时2倍。事件发生一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数9.3倍。4、伦敦烟雾事件69/975、四日市哮喘事件1961年日本四日市1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生废气，严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年哮喘病发作，1967年一些患者不堪忍受而自杀。1972年市共确认哮喘病患者达817人，死亡10多人。

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1968年3月日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中热载体，因为生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超出1400人，至七八月份患病者超出5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000人。

6、米糠油事件71/97

1953～1956年日本熊本县水俣市含甲基汞工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。7、水俣病事件72/97

1955～1972年日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水浇灌农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。

8、痛痛病事件73/97环境问题产生原因环境问题人口压力资源不合理利用人口基数大人口增加快对自然环境认识不足生态意识淡薄只以产值和利润增加，物质、财富增加为目标，不重视环境保护，以损害环境为代价来换取经济增加。片面追求经济发展环境问题产生本质是发展问题74/977）我国环境污染防治面临挑战伴随社会经济快速发展、城市化进程加速和人民生活水平快速提升，今后10-20年我国环境保护和污染防治将面临更大挑战。快速经济增加－污染防治压力越来越大小康社会生活水平－环境质量要求越来越高发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格75/97保护环境呵护我们家园76/97

美国宇航员詹姆斯·欧文返回地球后说：

“站在月球上远远望去，我第一次惊异发觉，我们地球是那样伟大而漂亮，又是那样渺小而脆弱！……造化赐给我们人类竟是一个如此狭小生存空间，她太宝贵了！我突然扪心自问，我们从前生活方式是不是有些自私？那一刻，我最迫切想法是重返地球并告诉全部人们：只有我们地球是温暖，有生命。好好地照料我们地球，珍惜我们地球，加倍爱护环境，爱护生命，爱护生活吧！”77/97莫让地球再流泪78/971.2环境科学与环境化学1.2.1环境科学79/97★1.2.2环境化学

从20世纪70年代早期产生一门新生学科，是由美国密执安大学化学系提出（1972年）。1）环境化学(EnvironmentalChemistry)

简单说，是研究化学物质在环境中运动规律及其对生物、生态影响科学。它既是环境科学关键组成部分，也是化学科学一个新主要分支80/972）环境化学研究内容有害物质在环境中存在浓度水平和形态；潜在有害物质起源，它们在个别环境介质中和不一样介质间环境化学行为；有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效应机制和风险性；有害物质已造成影响缓解和消除以及预防产生危害方法和路径。81/97

3）环境化学研究特点①环境本身是一个多原因开放性体系，变量多、条件较复杂，许多化学原理和方法则不易直接利用；②化学污染物在环境中含量很低，普通只有10-6、10-9、10-12级水平；③环境样品普通组成比较复杂，化学污染物在环境介质中还会发生存在形态改变。82/97⑴实地观察⑵试验室研究①高效环境分析方法研究②基础理论研究③试验模拟⑶模式计算4）环境化学研究方法83/975）环境化学分支学科划分环境分析化学环境有机分析化学环境无机分析化学各圈层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环境工程化学大气污染控制化学水污染控制化学固体废物污染控制化学84/97本节关键点环境污染物类别环境效应环境污染物在环境中迁移转化★第二节环境污染物

EnvironmentalPollutants85/97★定义：进入环境后使环境正常组成和性质发生直接或间接有害于人类改变物质称为环境污染物（主要是人类生产和生活活动中产生各种化学物质

）。2.1环境污染物类别①按受污染物影响环境要素：大气污染物、水体污染物、土壤污染物等②按污染物形态：气体污染物、液体污染物和固体废物③按污染物性质：为化学污染物、物理污染物和生物污染物环境化学研究对象86/97①工业：对自然资源过量开采，造成各种化学元素在生态系统中超量循环；能源和水资源消耗与利用；生产过程中产生“三废”。数量大、成份复杂、毒性强。②农业：因为使用农药、化肥、农业机械等工业品，农业本身造成水土流失和农业废弃物。农家肥料中常含有细菌和微生物。③交通运输：噪声、燃料燃烧产物排放和有毒有害物。④生活：生活活动也能产生物理、化学和生物污染，排放“三废”。分散取暖和炊事燃煤是城市主要大气污染源之一。生活污水、城市垃圾。2.1.1人类社会不一样功效产生污染物87/972.1.2化学污染物(ChemicalPollutants)

元素如：铅、镉、铬、汞、砷无机物如：氰化物、氮氧化物有机化合物和烃类如：烷烃、芳烃金属有机物和准金属有机化合物如：四乙基铅含氧有机化合物如：环氧乙烷、醇、醛有机氮化合物如：胺、腈、硝基苯有机卤化物如：四氯化碳、多氯联苯有机硫化合物如：烷基硫化物、硫醇有机磷化合物如：有机磷农药88/97优先控制污染物（prioritypollutants）：毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广污染物优先进行控制。美国：129种、我国：68种。持久性有机污染物（POPs），如有机氯农药、二恶英，多氯联苯等。环境内分泌干扰物（EDCs），如农药，塑料中稳定剂和增塑剂。“三致”化学污染物几个名词89/97★2.2环境效应(EnvironmentalEffect)

★定义：自然过程或人类生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而造成环境系统结构和功效发生改变，称作环境效应。2.2.1环境物理效应由物理作用引发，如噪声、地面沉降、热岛效应、温室效应等。因燃料燃烧而放出大量热量，再加