1、Environmental Chemistry 环 境 化 学 主 讲：庄 婉 娥 15080005920 Environmental Chemistry 第一章 绪论 第二章 大气环境化学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性 第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复 第八章 绿色化学的基本原理与应用 目 录 Environmental Chemistry 第二节 环 境 污 染 物 第一章 绪 论 第一节 环 境 化 学 Environmental Chemistry 第一节 环 境 化 学 化学与环境 1 环境
2、化学 2 元素地球化学循环 3 环境化学前沿 4 Environmental Chemistry 一、化学与环境 化 学 环 境 例如 青霉素 DDT PAHs Environmental Chemistry 1928年由英国细菌学家弗莱明 发现 了 青霉素 ，1940年，牛津大学的病理学家弗洛里和病理化学家钱恩 合成 了 青霉素 。三人获 1945年诺贝尔生理学和医学奖。青霉素的发明带动了药物合成革命，而且至今青霉素都是一个廉价有效的抗生素。但是一些抗生素的滥用，造成环境积累，对生态系统产生危害。 Environmental Chemistry 1945年，瑞士化学家穆勒发明合成了 DDT，
3、能够有效地杀死蚊虫、控制疟疾蔓延。穆勒因此于 1948年荣获诺贝尔生理医学奖。后来发现包括 DDT在内的很多有机氯农药难于降解，在生物体内富集，沿着食物链放大，危害人类和生态系统健康。 Environmental Chemistry 4 马斯河谷烟雾事件 1930年 1 2 3 5 9 6 7 8 10 洛杉矶光化学烟雾事件 1943年 多诺拉烟雾事件 1948年 伦敦烟雾事件 1952年 日本水俣病事件 1953-1956年 日本骨痛病事件 1955-1972年 日本米糠油事件 1968年 印度博帕尔事件 1984年 剧毒物质污染莱茵河事件 1986年 切尔诺贝利核泄漏事件 1986年 Cl
4、ick to add Text 全球十大环境污染事件 Environmental Chemistry 二、环境化学 1.学科隶属 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。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。 Environmental Chemistry 2.定义 环境化学 是一门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 方法的科学。 3.研究内容 环境化学研究有害物质在环境介质中存在的 来源、浓度 水平和
5、 形态 ；它们在个别环境介质中和不同介质间的环境 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的 机制和风险性 ；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。 Environmental Chemistry 4.研究特点 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。 5.核心 研究化学污染物在环境介质中的 迁移 transfer 转化 transformation Environmental Chemistry 环 境 各 圈 层 Environmental Chemistry 6.分支学科 Environmental Ch
6、emistry 三、元素地球化学循环 油漆 工厂烟雾 固体废弃物 干沉降 湿沉降 吸附、解吸 生物富集 农田 湿沉降 Environmental Chemistry 氧的循环 Environmental Chemistry 碳的循环 Environmental Chemistry 氮的循环 Environmental Chemistry 磷的循环 Environmental Chemistry 硫的循环 Environmental Chemistry 四、环境化学的前沿 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 环境友好技术的开发 Environ
7、mental Chemistry 第二节 环 境 污 染 物 营 养 元 素 重 金 属 有 机 污 染 物 1 2 3 Environmental Chemistry 一、 重 金 属 Environmental Chemistry 元素周期表中，只有 22个 非金属元素 （包括惰性元素），其余全为 金属元素 （包括过渡元素）。 但是有 环境学 或 毒理学 意义的重金属，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。 Environmental Chemistry 重 金 属 特 性 非降解性： 传统的生物处理过程无效 形态
8、： 价态、结合状态等 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 Environmental Chemistry 形态研究的意义 铝是人们家用餐具的材料，而铝离子能穿过血脑屏障进入人的大脑组织，引起痴呆等严重后果。 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（ ）的毒性大于铬（ ）。而亚砷酸盐的毒性比砷酸盐大 60倍。 价态
9、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（ ）的移动性远远小于铅（ ）。 Environmental Chemistry 二、营养元素 水中的 C、 N、 P、 O和微量元素如 Fe、 Mn、 Zn是湖泊等水体中生物的必需元素。 在人类活动的影响下，生物所需的 N、 P等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体 溶解氧量 下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。 水体富营养化 Environmental Chemistry 全国水体富营养化趋势加重 中国主要水域的水质等级变化 Environmental Chemistry 化肥 的过度使用成为水体营养元素污染的一个主要原因 Environmental Chemistry 三、有机污染物 基本特性： (1)碳、氢、氧、氮、磷、硫和卤素（氟、氯、溴、碘） 等通过共价键组成。 (2)成键单键：饱和键 双键、三键：不饱和键 离域键：芳香结构 氢键 (3)立体异构 Environmental Chemistry 环境有机化合物的分类 (1) 碳氢化合物 BTEX 苯、甲苯、乙苯、 二甲苯（邻、对、间） BTEX化合物是 汽油 中的重要组分，并广泛用作 溶剂 。 这些化合物是土壤和地下水中最常见的污染物，尤其是 苯 具有很高的毒性。
