环境化学教学课件-第一章.ppt

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1、1第一章绪论第一章绪论第一节第一节 环境化学环境化学第二节第二节 环境污染物环境污染物 要求：了解环境化学的任务，明确环境化学课程学习的目的。2第一节第一节 环境化学环境化学一、环境问题一、环境问题二、环境化学二、环境化学3一、环境问题一、环境问题 定义定义：全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。人类面临的两大类环境问题:生态破坏（如草原退化、物种灭绝、水土流失）和环境污染（水污染、大气污染、土壤污染、物理性污染）。极寒天气袭击欧洲和东亚4早期世界著名八大公害早期世界著名八大公害(1)比利时马斯比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件：发生在河谷烟雾事件：发生在19

2、30年年12月，重工业排月，重工业排放的放的SO2使数千人中毒，使数千人中毒，60余人死亡。余人死亡。(2)美国洛杉矶光化学烟雾事件：发生在美国洛杉矶光化学烟雾事件：发生在1943年年510月，造成月，造成400余人死余人死亡。亡。(3)多诺拉烟雾事件：多诺拉烟雾事件：1948年年10月月2631日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇冶炼厂排放的冶炼厂排放的SO2和烟尘，使和烟尘，使5911人发病，人发病，17人丧生。人丧生。(4)伦敦烟雾事件：发生在伦敦烟雾事件：发生在1952年年12月月58日，四天内中毒死亡日，四天内中毒死亡4000多多人。人。(5)四日市哮喘事件：四日

3、市哮喘事件：1955年以来日本四日市石油提炼和工业燃油产生的废年以来日本四日市石油提炼和工业燃油产生的废气严重污染城市大气，哮喘病患者达气严重污染城市大气，哮喘病患者达817人，死亡人，死亡36人。人。(6)痛痛病事件：痛痛病事件：19551972年日本富山县内的锌、铅冶炼厂等排放的含年日本富山县内的锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米含镉，居民镉废水污染神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米含镉，居民食用含镉米和饮用含镉水而中毒，患者超过食用含镉米和饮用含镉水而中毒，患者超过280人，死亡数十人。人，死亡数十人。(7)水俣病事件：水俣病事件：19

4、531956年，日本熊本县水俣市，居民食用含有甲基年，日本熊本县水俣市，居民食用含有甲基汞的鱼，导致水俣湾和新县阿贺野川下游有机汞中毒者汞的鱼，导致水俣湾和新县阿贺野川下游有机汞中毒者283人，其中人，其中60人死亡。人死亡。(8)米糠油事件：米糠油事件：1968年年3月，日本北九州市，爱知县一带生产米糠油时，月，日本北九州市，爱知县一带生产米糠油时，混入多氯联苯，造成混入多氯联苯，造成13000人中毒，死亡人中毒，死亡16人。人。5近几十年来，全世界平均每年约发生近几十年来，全世界平均每年约发生200多起严多起严重公害事件。世界瞩目的有下面重公害事件。世界瞩目的有下面7起起 (1)意大利塞维

5、索化学污染事故。意大利塞维索化学污染事故。1976年年7月月10日意大利北部塞维索地区的一日意大利北部塞维索地区的一家农药厂爆炸，导致剧毒化学品二恶英的污染，使许多人中毒，附近居民被迫迁走，家农药厂爆炸，导致剧毒化学品二恶英的污染，使许多人中毒，附近居民被迫迁走，几年内当地畸形儿的出生率大为增加。几年内当地畸形儿的出生率大为增加。(2)美国三里岛核电站泄露事故。这次事故发生在美国三里岛核电站泄露事故。这次事故发生在1979年年3月月28日，直接经济日，直接经济损失达损失达10多亿美元。多亿美元。(3)墨西哥的液化气爆炸事故。墨西哥的液化气爆炸事故。1984年年11月月19日，墨西哥国家石油公司

6、所属日，墨西哥国家石油公司所属的液化气供应中心发生爆炸，死亡的液化气供应中心发生爆炸，死亡1000多人，伤多人，伤400多人，多人，3万多人无家可归。万多人无家可归。(4)印度博帕尔农药泄漏事故。印度博帕尔农药泄漏事故。1984年年12月月3日，美国联合碳化物公司设在博日，美国联合碳化物公司设在博帕尔市的农药厂的剧毒化学品异氰酸甲酯罐爆裂外泄，受害人数帕尔市的农药厂的剧毒化学品异氰酸甲酯罐爆裂外泄，受害人数20万，死亡万，死亡3000人以上。人以上。(5)原苏联切尔诺贝利核电站泄露事故。原苏联切尔诺贝利核电站泄露事故。1986年年4月月26日位于基辅地区的切尔日位于基辅地区的切尔诺贝利核电站四

7、号反应堆爆炸，造成重大放射性污染，周围十多万居民被疏散，伤诺贝利核电站四号反应堆爆炸，造成重大放射性污染，周围十多万居民被疏散，伤数百人，死亡数百人，死亡31人。人。(6)莱茵河污染事故。莱茵河污染事故。1986年年11月月1日，瑞士巴塞赞德兹化学公司的仓库起火，日，瑞士巴塞赞德兹化学公司的仓库起火，使大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河，造成西欧使大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河，造成西欧10年来最大的污染事故。年来最大的污染事故。(7)海湾战争造成的环境污染。海湾战争造成的环境污染。1991年的海湾战争历时年的海湾战争历时42天，期间油井大火昼天，期间油井大火昼夜燃烧，是迄今历史上最大的石

8、油火灾及海洋石油污染事故，也是人类历史上最严夜燃烧，是迄今历史上最大的石油火灾及海洋石油污染事故，也是人类历史上最严重的一次环境污染，其污染程度超过切尔诺贝利核电站发生的核泄漏事故。这次战重的一次环境污染，其污染程度超过切尔诺贝利核电站发生的核泄漏事故。这次战争所造成的环境污染是灾难性的，已给世界带来了影响。争所造成的环境污染是灾难性的，已给世界带来了影响。“6 十 面 霾 伏厚德载雾万物深锁雾霾中自强不吸一息尚存希冀里7 环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的新型学科。定义：环境化学是一门研究有害化学物质

9、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的科学。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。1、什么是环境化学8研究内容：（1）有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态；（介质存在）（2）潜在有害物质的来源，它们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；（环境行为）（3）有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性；（环境效应）（4）有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。（环境控制）1、什么是环境化学9 研究特点：以微观研究宏观；研究对象复杂；物质水平低。核心：研究化学污染物在环境中的化学转化（trans-fer)

10、和效应(transformation)。分支学科：环境分析化学；各圈层环境化学；污染控制化学。污染生态化学；环境理论化学。1、什么是环境化学10图1-1 各圈层的相互关系112、元素的生物地球化学循环五大营养元素（氧、碳、氮、磷和硫）的循环。图1-3 氧在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈中的循环123、环境化学的发展动向 微量化、微观化 宏观化 复合污染、综合化 理论化 界面过程、多相性 新型化学品 学科交叉 13第二节第二节 环境污染物环境污染物 进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。日本的水俣病（甲基汞中毒）日本的水俣病（甲基汞中毒）太湖蓝藻爆发太

11、湖蓝藻爆发14(1)元素：重金属、准金属、卤素、氧（臭氧）、黄磷等；(2)无机物：CO,NOx,SO2,KCN(3)有机化合物和烃类:烷烃、芳香烃、不饱和非芳香烃、多环芳烃（PAH）等；分类：(4)金属有机和准金属有机化合物：四乙基铅、三丁基锡(5)含氧有机化合物：环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等第二节第二节 环境污染物环境污染物15(6)有机氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT）(7)有机卤化物：氯仿（四氯化碳）、多氯联苯（PCBs）、氯代二恶英、氯代苯酚(8)有机硫化合物：硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯(9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯 分类：16v定定义义:

12、世世界界各各国国筛筛选选一一些些毒毒性性强强、难难降降解解、残残留留时时间间长长、在在环环境中分布广的污染物优先控制。境中分布广的污染物优先控制。v美国从美国从7 7万余种有机物中筛选出万余种有机物中筛选出6565类，类，129129种优先控制污染物。种优先控制污染物。v欧共体于欧共体于19751975年提出有毒化合物的年提出有毒化合物的“黑名单黑名单”和和“灰名单灰名单”。v联邦德国和荷兰也提出有机污染物的控制名单。联邦德国和荷兰也提出有机污染物的控制名单。v中中国国优优先先控控制制污污染染物物 “黑黑名名单单”：共共有有1414类类，6868种种优优先先控控制制的的污污染染物物。其其中中优

13、优先先控控制制的的有有毒毒有有机机化化合合物物有有1212类类，5858种种，占占总数的总数的85.29%85.29%。优先控制污染物（优先控制污染物（黑名单黑名单）171 1 1 1、二氯甲烷、二氯甲烷、二氯甲烷、二氯甲烷2 2 2 2、三氯甲烷、三氯甲烷、三氯甲烷、三氯甲烷3 3 3 3、四氯化碳、四氯化碳、四氯化碳、四氯化碳4 4 4 4、1 1 1 1，2-2-2-2-二氯乙烷二氯乙烷二氯乙烷二氯乙烷5 5 5 5、1 1 1 1，1 1 1 1，1-1-1-1-三氯乙烷三氯乙烷三氯乙烷三氯乙烷6 6 6 6、1 1 1 1，1 1 1 1，2-2-2-2-三氯乙烷三氯乙烷三氯乙烷三氯

14、乙烷7 7 7 7、1 1 1 1，1 1 1 1，2 2 2 2，2-2-2-2-四氯乙烷四氯乙烷四氯乙烷四氯乙烷8 8 8 8、三氯乙烯、三氯乙烯、三氯乙烯、三氯乙烯9 9 9 9、四氯乙烯、四氯乙烯、四氯乙烯、四氯乙烯10101010、三溴甲烷、三溴甲烷、三溴甲烷、三溴甲烷11111111、苯、苯、苯、苯12121212、甲苯、甲苯、甲苯、甲苯13131313、乙苯、乙苯、乙苯、乙苯14141414、邻二甲苯、邻二甲苯、邻二甲苯、邻二甲苯15151515、间、间、间、间-二甲苯二甲苯二甲苯二甲苯16161616、对、对、对、对-二甲苯二甲苯二甲苯二甲苯17171717、氯苯、氯苯、氯苯、

15、氯苯18181818、邻、邻、邻、邻-二氯苯二氯苯二氯苯二氯苯19191919、对、对、对、对-二氯苯二氯苯二氯苯二氯苯20202020、六氯苯、六氯苯、六氯苯、六氯苯21212121、多氯联苯、多氯联苯、多氯联苯、多氯联苯22222222、苯酚、苯酚、苯酚、苯酚23232323、间、间、间、间-甲酚甲酚甲酚甲酚24242424、2 2 2 2，4 4 4 4二氯酚二氯酚二氯酚二氯酚25252525、2 2 2 2，4 4 4 4，6-6-6-6-三氯酚三氯酚三氯酚三氯酚26262626、五氯酚、五氯酚、五氯酚、五氯酚27272727、对、对、对、对-硝基酚硝基酚硝基酚硝基酚28282828、

16、硝基苯、硝基苯、硝基苯、硝基苯29292929、对、对、对、对-硝基甲苯硝基甲苯硝基甲苯硝基甲苯30303030、2 2 2 2，4-4-4-4-二硝基甲苯二硝基甲苯二硝基甲苯二硝基甲苯31313131、三硝基甲苯、三硝基甲苯、三硝基甲苯、三硝基甲苯32323232、对硝基氯苯、对硝基氯苯、对硝基氯苯、对硝基氯苯33333333、2 2 2 2，4-4-4-4-二硝基氯苯二硝基氯苯二硝基氯苯二硝基氯苯34343434、苯胺、苯胺、苯胺、苯胺35353535、二硝基苯胺、二硝基苯胺、二硝基苯胺、二硝基苯胺36363636、对硝基苯胺、对硝基苯胺、对硝基苯胺、对硝基苯胺37373737、2 2 2

17、 2，6-6-6-6-二氯硝基苯胺二氯硝基苯胺二氯硝基苯胺二氯硝基苯胺38383838、萘、萘、萘、萘39393939、荧蒽、荧蒽、荧蒽、荧蒽40404040、苯并、苯并、苯并、苯并b b b b 荧蒽荧蒽荧蒽荧蒽41414141、苯并、苯并、苯并、苯并K K K K 荧蒽荧蒽荧蒽荧蒽42424242、苯并、苯并、苯并、苯并kkkk芘芘芘芘43434343、茚茚茚茚并并并并1111，2 2 2 2，3-cd3-cd3-cd3-cd芘芘芘芘44444444、苯并、苯并、苯并、苯并ghighighighi芘芘芘芘45454545、酞酸二甲脂、酞酸二甲脂、酞酸二甲脂、酞酸二甲脂46464646、酞酸

18、二丁脂、酞酸二丁脂、酞酸二丁脂、酞酸二丁脂47474747、酞酸二辛脂、酞酸二辛脂、酞酸二辛脂、酞酸二辛脂48484848、六六六、六六六、六六六、六六六49494949、滴滴涕、滴滴涕、滴滴涕、滴滴涕50505050、满滴畏、满滴畏、满滴畏、满滴畏51515151、乐果、乐果、乐果、乐果52525252、对硫磷、对硫磷、对硫磷、对硫磷53535353、甲基对硫磷、甲基对硫磷、甲基对硫磷、甲基对硫磷54545454、除草谜、除草谜、除草谜、除草谜55555555、敌百虫、敌百虫、敌百虫、敌百虫56565656、丙烯腈、丙烯腈、丙烯腈、丙烯腈57575757、N-N-N-N-亚硝基二丙胺亚硝基二

19、丙胺亚硝基二丙胺亚硝基二丙胺58585858、N-N-N-N-亚硝基二正丙胺亚硝基二正丙胺亚硝基二正丙胺亚硝基二正丙胺中国中国优先控制的有毒有机化合物黑名单优先控制的有毒有机化合物黑名单1010种卤种卤代烃，代烃，6 6种苯系种苯系物，物，4 4种氯代种氯代苯类，苯类，1 1种多氯种多氯联苯，联苯，6 6种酚类，种酚类，6 6种硝基种硝基苯，苯，4 4种苯胺，种苯胺，7 7种多环种多环芳烃，芳烃，3 3种酞酸种酞酸酯，酯，8 8种农药、种农药、丙烯腈丙烯腈2 2种亚硝种亚硝胺。胺。18持久性有机污染物持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，简称，简称POP

20、s）定义：是指那些难以通过物理、化学或生物途径降解的有害有机污染物。具有“三致”作用，以及环境内分泌干扰物。滴滴涕 DDT狄氏剂 dieldrin异狄氏剂 endrin艾氏剂 aldrin氯丹 chlordane七氯 heptachlor六氯苯 hexachlorobenzene(HCB)灭蚁灵 mirex毒杀芬 camphechlor多氯联苯 polychlorinated biphenyls(PCBs)k二恶英 dioxindsl呋喃 furansPOPs名单名单20012001年斯德哥尔摩公约年斯德哥尔摩公约20052005年在我国生效年在我国生效19DDT的故事DDT结构式经经食食物物

21、链链浓浓缩缩107倍倍水中DDT浓度10-6ppm鹰体内DDT浓度25ppm瑞克 卡尔松20重金属heavy metals：21第二节第二节 环境污染物环境污染物 重金属主要包括汞、镉、铅、铬、锌、铜、钴、镍、钡、锡、锑等，从毒性角度通常将砷、铍、锂、硒、硼、铝等也包括在内。22 重金属的存在形态 speciation水环境：吸附解吸、溶解沉淀、氧化还原、配合、胶体结合态土壤环境：水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、金属氧化物结合态、有机物结合态、硫化物结合态、残渣态等金属有机污染物：有机汞、有机锡、有机砷、有机硒23铝是人们家用餐具的材料，而铝离子能穿过血脑屏障而进入人的大脑组织，会引起痴呆等严

22、重后果；铜、铅、锌离子态的毒性都远远大于络合态，而且络合物愈稳定，其毒性愈低；金属有机态的毒性往往大于无机态的毒性。价态不同毒性也不同，铬（VI）的毒性远大于铬（III）。而亚砷酸盐的毒性比砷酸盐大60倍。价态不同，其络合能力及被土壤中腐殖酸固定程度也不同，对生态系统的威胁也随之转变。如铅（II）的移动性远远小于铅（IV）。形态研究的意义形态研究的意义24 自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，称为环境效应。二、环境效应二、环境效应环境物理效应 环境化学效应 环境生物效应由物理作用引起的环境效应，比如噪声、地由物理作用引起的环境效应，比如噪

23、声、地面沉降、热岛效应、温室效应等。面沉降、热岛效应、温室效应等。在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应，如酸雨、湖泊和土壤的酸化、臭生的环境效应，如酸雨、湖泊和土壤的酸化、臭氧层破坏、光化学烟雾、地下水污染。氧层破坏、光化学烟雾、地下水污染。环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。如大型水利工程可能破坏水生生物的回游途径并如大型水利工程可能破坏水生生物的回游途径并影响它们的繁殖；大量工业废水排放对水生生物影响它们的繁殖；大量工业废水排放对水生生物的毒性效应。的毒性效应。25第三节第三节 环境各圈及环境污染物在的环境各圈及环境污染物在的迁移转化过程迁移转化过程迁移(transport)转化(transformation)对于有机污染物：水解微生物降解氧化还原光降解电离热层中间层平流层对流层：自由基，迁移、颗粒物室内空气污染干湿沉降挥发工业及生活污水生物富集食物链吸附/解吸沉降再悬浮悬浮颗粒物胶体DOC流失吸附土 壤土 壤NAPL干湿沉降挥发扬尘陆生食物链垃圾填埋场地下储油罐农药流失吸附地下含水层地下含水层28EEE土壤不均一系统土壤不均一系统