環(huán)境化在環(huán)境科中的作用和地位蔣浩

1、淺談環(huán)境化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的地位和作用（資環(huán)學(xué)院 環(huán)境科學(xué) 蔣浩）摘要 ：隨著環(huán)境問題的日益加重， 環(huán)境科學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。 環(huán)境化學(xué)作為環(huán)境科學(xué)的 重要組成部分，在環(huán)境科學(xué)的研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文通過五個 方面，分別闡述了環(huán)境化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的重要地位和作用。關(guān)鍵詞 ： 環(huán)境化學(xué)；環(huán)境科學(xué)；地位和作用；The position and role of environmental chemistry in the modern environmental science reasearch Abstract：As the environmental problems getting wor

2、se, environmental science arises at the historic moment. As an important part of environmental science, environmental chemistry is playing a more and more important role in the environmental science research. This article discussed the position and role of environmental chemistry in environmental sc

3、ience in five aspects.Key words： environmental chemistry；environmental science；position and role；1 緒論近代以來， 隨著工業(yè)的發(fā)展， 人類征服世界的能力越來越強(qiáng)。 尤其是本世紀(jì) 開始，科技突飛猛進(jìn)地發(fā)展。 二次世界大戰(zhàn)以后和平環(huán)境促進(jìn)了工業(yè)技術(shù)的巨大 進(jìn)步世界得到了空前的繁榮 , 人類也得到了前所未有的繁殖。這樣人類向大自然 索取的東西愈來愈多一味地追求經(jīng)濟(jì)效益忽視了自然資源的保護(hù)以至于無限制 地向自然界擢取資源造成自然資源的耗竭另一方面無顧忌地向自然界拋棄廢物 大自然成了垃圾箱、排水造成自然環(huán)境

4、的污染因而遭到了自然界的報復(fù)能源枯 竭、公害事件頻頻發(fā)生、氣候反常，溫室效應(yīng)、臭氧破壞等事件接踵而至，生物 多樣性也遭到嚴(yán)重破壞。嚴(yán)酷的現(xiàn)實迫使人類不得不采取相應(yīng)的措施， 否則將危及人類自身的生存與 發(fā)展。全球環(huán)境問題，無不與環(huán)境科學(xué)密切相關(guān)。所以，如何闡明這些危害人類 的環(huán)境問題的化學(xué)機(jī)制， 并為解決這些問題提供科學(xué)依據(jù)， 已成為化學(xué)科學(xué)的一個重要職責(zé)。環(huán)境科學(xué)與化學(xué)交叉形成的環(huán)境化學(xué)學(xué)科在這方面負(fù)有特殊使命。1.1 環(huán)境科學(xué)概述環(huán)境科學(xué)是指一門研究人類社會發(fā)展活動與環(huán)境演化規(guī)律之間相互作用關(guān) 系，尋求人類社會與環(huán)境協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展途徑與方法的的科學(xué)。在宏觀上， 環(huán)境科學(xué)要研究人與環(huán)境之間

5、的相互作用、 相互制約的關(guān)系， 要 力圖發(fā)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間協(xié)調(diào)的規(guī)律； 在微觀上， 要研究環(huán)境中的 物質(zhì)在有機(jī)體內(nèi)遷移、 轉(zhuǎn)化、蓄積的過程以及其運(yùn)動規(guī)律， 對生命的影響和作用 機(jī)理，尤其是人類活動排放出來的污染物質(zhì)。環(huán)境科學(xué)要探索全球范圍內(nèi)的環(huán)境演化規(guī)律； 人類活動與自然生態(tài)之間的關(guān) 系；環(huán)境變化對人類生存的影響； 以及區(qū)域環(huán)境污染的防治技術(shù)和管理措施。 它 有環(huán)境物理學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境地學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、環(huán) 境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境法學(xué)、環(huán)境管理學(xué)等許多邊緣性、交叉性的分支學(xué)科。1.2 環(huán)境化學(xué)概述1.2.1 環(huán)境化學(xué)的定義環(huán)境化學(xué)是環(huán)境科學(xué)的重要分支學(xué)科之一， 屬于環(huán)

6、境基礎(chǔ)學(xué)科的范疇。 它是 研究化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中所發(fā)生的化學(xué)現(xiàn)象及對環(huán)境影響與生態(tài)效應(yīng)的科學(xué)。 它主 要是運(yùn)用化學(xué)的理論和方法， 鑒定和測量化學(xué)組分在大氣圈、 水圈、土圈和生物 圈的含量，研究他們在環(huán)境中存在的形態(tài)及其遷移、轉(zhuǎn)化、歸宿影響的規(guī)律。狹 義的環(huán)境化學(xué)即指環(huán)境污染化學(xué)。廣義的環(huán)境化學(xué)研究領(lǐng)域主要有環(huán)境污染化 學(xué)、環(huán)境分析化學(xué)和環(huán)境監(jiān)測等。簡單講環(huán)境化學(xué)是研究化學(xué)污染物及對人類生態(tài)體系可能帶來影響的化學(xué)物質(zhì)在自然 環(huán)境中的化學(xué)變化的規(guī)律的科學(xué)。1.2.2 環(huán)境化學(xué)的主要任務(wù)（1）研究環(huán)境的化學(xué)組成，建立環(huán)境化學(xué)物質(zhì)的分析方法；（2）掌握環(huán)境的化學(xué)性質(zhì)，從環(huán)境化學(xué)的角度提示環(huán)境形成和發(fā)展規(guī)

7、律， 預(yù)測環(huán)境未來；（3）研究和掌握環(huán)境物質(zhì)在環(huán)境中的形態(tài)、分布、遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律；（4）查清環(huán)境污染物的來源；（5）研究污染物的控制和治理的原理及方法；（6）研究環(huán)境化學(xué)物質(zhì)對生態(tài)系統(tǒng)及人類的作用和影響等。1.2.3 環(huán)境化學(xué)的研究內(nèi)容環(huán)境化學(xué)的研究內(nèi)容基本上將環(huán)境的各個方面都涉及到了。 它主要是運(yùn)用化 學(xué)的基本理論和方法，研究化學(xué)污染物在大氣圈、水圈、土壤- 巖石圈和生物圈中的來源、存在形態(tài)、濃度，研究它們在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿的規(guī)律?？?的來說包括：（1）有害物質(zhì)在環(huán)境中存在的濃度水平和形態(tài)；（2）潛在有害物質(zhì)的來源，它們在個別環(huán)境介質(zhì)中和不同介質(zhì)間的環(huán)境化 學(xué)行為；（3）有害物質(zhì)對環(huán)

8、境和生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產(chǎn)生效應(yīng)的機(jī)制和風(fēng)險性；（ 4）有害物質(zhì)已造成影響的環(huán)節(jié)和消除以及防止產(chǎn)生危害的方法和途徑。1.2.4 環(huán)境化學(xué)的重要作用實際的環(huán)境問題往往是復(fù)雜的， 污染物在環(huán)境中的存在也不是單一的。 因為 進(jìn)入環(huán)境化學(xué)物質(zhì)通過物理、 化學(xué)和生物的作用在由大氣、 水體、 土壤和生物等 圈層組成的體統(tǒng)內(nèi)部或之間進(jìn)行遷移、 轉(zhuǎn)化和分配， 最后形成復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境系 統(tǒng)，而且隨著環(huán)境條件的變化又會引起新的遷移、轉(zhuǎn)化和再分配過程。因此，要 有效地認(rèn)識和解決這些環(huán)境問題需要各個學(xué)科的參與和協(xié)作， 而環(huán)境化學(xué)在這當(dāng) 中起著非常重要的作用， 如從污染物環(huán)境背景調(diào)查、 環(huán)境質(zhì)量檢測、 污染物環(huán)境 質(zhì)量

9、基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的制定， 到污染物的治理和原位修復(fù)乃至全球環(huán)境問題的認(rèn)識都 需要環(huán)境化學(xué)的參與。2 環(huán)境化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的作用和地位環(huán)境化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的地位和作用主要表現(xiàn)在：（1）研究污染物對環(huán)境危害的規(guī)律，揭示其危害的原因離不開環(huán)境化學(xué)。 隨著工業(yè)的發(fā)展 , 人口的增加 , 大量的污染物質(zhì)不斷隨工業(yè)廢氣、 生活污水、工 業(yè)廢水及生活和工業(yè)垃圾進(jìn)入人類的生存環(huán)境。 帶來一系列的環(huán)境問題。 究竟是 哪些污染物質(zhì)對環(huán)境起危害作用，它們是如何危害環(huán)境，其遷移轉(zhuǎn)化過程如何 ? 起初, 人們多集中于調(diào)查污染物的來源和排放情況 , 著重于探求處理和控制技 術(shù)。本世紀(jì) 60 年代 , 人們逐漸發(fā)現(xiàn) , 污染物進(jìn)

10、入環(huán)境后的行為 , 環(huán)境對污染物 的作用。污染物對生態(tài)系統(tǒng)的效應(yīng) , 二次污染的生成 , 環(huán)境自凈作用和環(huán)境容量 等等 , 都會對環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生局面性的影響。 這些更廣范圍問題的提出 , 促使環(huán)境 污染研究方面面向自然環(huán)境 , 以便更深入地掌握污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī) 律, 環(huán)境化學(xué)起了很重要的作用 , 同時也推動了環(huán)境化學(xué)的迅速發(fā)展。環(huán)境化學(xué) 的主要研究對象是人類的生產(chǎn)活動和生活向環(huán)境排出的人為污染物 , 例如 : 硫 氧化例如 : 硫氧化物、氮氧化物、煙塵、揮發(fā)性烴、耗氧有機(jī)物、氮磷營養(yǎng)素、 重金屬、多環(huán)芳烴、鹵代烴、多氯聯(lián)苯、放射性物質(zhì)等。但是 , 環(huán)境中的許多非 污染性物質(zhì) , 如無機(jī)

11、鹽類、金屬氧化物、粘土礦物、腐殖物質(zhì) , 以及空氣、水、 土壤礦物、生物等環(huán)境介質(zhì) , 還有各種物理因素如光照、輻射、氣象、水文、地 質(zhì)、地理條件等 , 都是污染物存在的環(huán)境背景。 它們或者與污染物相互作用 , 或 者給污染物以間接影響 , 必須同時加以考慮。 因此, 環(huán)境化學(xué)的研究對象實際應(yīng) 是由污染物及其環(huán)境背景共同構(gòu)成的綜合體系。 所以環(huán)境化學(xué)的研究對象是十分 復(fù)雜的。污染物在環(huán)境中的遷移包括來源、 擴(kuò)散、 分布、循環(huán)等環(huán)節(jié) ; 轉(zhuǎn)化則包括形 態(tài)、反應(yīng)、過程、歸宿等環(huán)節(jié)。表面來看 , 遷移好象只是變換空間位置的物理運(yùn) 動 , 實際上包含著復(fù)雜的化學(xué)內(nèi)容 , 同污染物的轉(zhuǎn)化交織在一起 ,

12、相互依賴 , 相互促進(jìn) , 同時生物和微生物對污染物的遷移和轉(zhuǎn)化所起的作用 , 也都和化學(xué) 反應(yīng)過程密切相關(guān)。 例如 : 大氣污染物二氧化硫在空氣中擴(kuò)散遷移時 , 可被氧化 成為三氧化硫 , 形成硫酸鹽顆粒物 , 它們因降水而沉落于地面 , 受徑流沖刷進(jìn) 入水體 , 成為沉積物 ; 其中的硫酸鹽 , 處于水底缺氧條件下 , 作為受氫體經(jīng)硫 酸鹽還原菌作用 , 可以還原為硫化氫 , 再次進(jìn)入大氣。盡管這只是硫在環(huán)境中循 環(huán)途徑之一 , 但每一步驟往往包含有物理化學(xué)或生物化學(xué)的反應(yīng)。 大氣中二氧化 硫的氧化還包含著復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)。為了掌握污染物在環(huán)境中轉(zhuǎn)化、 危害環(huán)境的規(guī)律 , 需要闡明其化學(xué)反

13、應(yīng)和過 程。自然環(huán)境中的影響因素復(fù)雜多變 , 只用一般的化學(xué)規(guī)律很難揭示反應(yīng)的實質(zhì) 和全貌。只有詳細(xì)研究環(huán)境中的污染物質(zhì)在空氣和水等流動介質(zhì)中的遷移、 轉(zhuǎn)化、 歸宿的規(guī)律 , 才能揭示污染物質(zhì)在環(huán)境中的危害原理 , 這樣才能找到合理的預(yù) 防和治理措施。環(huán)境保護(hù)才能向更深更廣處發(fā)展 , 才能有效地保護(hù)環(huán)境。這時， 環(huán)境化學(xué)首當(dāng)其沖。（2）污染物的污染控制、治理，生態(tài)保護(hù)離不開環(huán)境化學(xué)。 在環(huán)境污染的控制的治理方面 , 因污染物的來源、種類等因素不同 , 方法各異 , 但環(huán)境化學(xué)起很重要的作用。污染又分為大氣污染，水污染，土壤污染等。大氣污染源點(diǎn)多面廣 , 有流動污染源 （ 主要是交通污染 ） 和

14、靜止污染源 （如 鍋爐煙塵、冶煉煙塵、化工尾氣等工業(yè)、采暖污染 ） 。大氣污染物質(zhì)流動性很大 , 涉及范圍很廣 , 危害從局部直至全球。 同時, 大氣污染物質(zhì)會隨雨雪降落 , 轉(zhuǎn)變 為水污染和土壤污染。 所以環(huán)境污染治理中 , 治理大氣污染占很重要的地位。 目 前, 主要燃料是煤、石油、天燃?xì)獾?, 尤其是煤炭燃燒以后 , 煙氣中存在大量的 CO2 、SO 2、NO x等有害氣體 , 消除它們主要有兩種化學(xué)方法 , 一種是通過吸收 劑的吸收 ; 另一種是通過化學(xué)反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。生活和工業(yè)廢水大量排入江河 , 如何減少污水對環(huán)境的危害 , 從管理上到 技術(shù)上都有許多方法和措施。 廢水排放

15、是引起水污染的一個重要方面 , 廢水處理 是減輕環(huán)境污染的一個重要途徑。 廢水處理通常用物理、 化學(xué)或生物方法或幾種 方法配合使用以去除廢水中的有害物質(zhì)。如曝氣、吸附、化學(xué)凝聚和沉淀、離子 交換、電滲析、反滲透、氯消毒等。從中可以看到 , 將污水資源化 , 利用化學(xué)方 法的第三級處理后可以得到純凈的水 , 可見環(huán)境化學(xué)在污水處理中起著重要作 用。環(huán)境污染必然引起生態(tài)平衡破壞。 通過環(huán)境化學(xué)可以研究其產(chǎn)生危害的主要 物質(zhì)，危害機(jī)理，從而才能建立針對性的生態(tài)修復(fù)措施。從以上所述可知 , 在污染物的治理和生態(tài)保護(hù)中環(huán)境化學(xué)意義重大。（3）探索全球范圍內(nèi)環(huán)境演化規(guī)律離不開環(huán)境化學(xué)。污染物在環(huán)境中通過生

16、物或理化作用不斷的遷移、 轉(zhuǎn)化和富集， 進(jìn)而產(chǎn)生危 害。我們要希望環(huán)境向有利于人類的方向發(fā)展， 必須了解環(huán)境變化過程， 包括基 本特性，結(jié)構(gòu)的形式和演化機(jī)理等。 只有讓環(huán)境更多的朝有利于人類的方向發(fā)展， 人類才能有更好的生活環(huán)境。（4）環(huán)境化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的重要作用。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護(hù)的耳目和助手 , 只有通過環(huán)境監(jiān)測才能了解環(huán)境中污 染物現(xiàn)狀 , 作出環(huán)境質(zhì)量評價才能有效地制訂相應(yīng)的對策 , 控制污染物對環(huán)境 的危害。環(huán)境化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中有著廣泛的應(yīng)用。 環(huán)境分析方法就是測定環(huán)境污 染物質(zhì)的性質(zhì)、 來源、含量和分布狀態(tài)以及環(huán)境背景值的方法。 它是在應(yīng)用現(xiàn)代 分析化學(xué)各個領(lǐng)域的測試技術(shù)和手段的

17、基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 , 要求方法靈敏、準(zhǔn) 確、精密以及簡便、 快速和連續(xù)自動等特點(diǎn)。 環(huán)境分析方法很多 , 每種分析方法 都有一定的適用范圍和對象。 常用的環(huán)境分析方法可分為化學(xué)分析法、 光譜分析 法、色譜分析法和電化學(xué)分析法等四類。 這些分析方法都是環(huán)境化學(xué)涉及的范圍 , 它們同時又豐富了環(huán)境化學(xué)的內(nèi)容。（5）研究污染物對人體健康及心理上的影響離不開環(huán)境化學(xué)煤炭、鋼鐵、石油、化工和交通的迅猛發(fā)展 , 工業(yè)廢氣、廢水、廢渣、農(nóng)藥 等有機(jī)合成物質(zhì) , 放射性物質(zhì)和噪聲等污染物質(zhì)嚴(yán)重污染環(huán)境而形成公害。 倫敦 煙霧事件、美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件、日本水俁病、痛痛病、四日市哮喘以及 米糠油事件 （ 多

18、氯苯中毒 ） 等重大公害 , 奪去了成千上萬人的生命 , 極大地危害 了人類的生理心理的健康。 另外 , 嚴(yán)重威脅人類生命的癌癥以及非特異性疾病發(fā) 病率和死亡率的增高和污染嚴(yán)重地區(qū)胎兒的畸型率的增高也引起人們的廣泛重 視。研究和探討環(huán)境因素對人體健康的影響及其發(fā)生和控制的規(guī)律和方法都離不 開環(huán)境化學(xué)。利用化學(xué)方法 , 不斷探索和研究污染物質(zhì)給人類帶來的直接和間接 的影響，科學(xué)地增強(qiáng)人類的防治污染的能力 , 使人體在生理上和心理上少受以至 不受污染物質(zhì)的侵害 , 使我們?nèi)祟愑袕?qiáng)壯的體魄、 健康的心理 , 在以人類自己為 中心的環(huán)境里創(chuàng)造更多的財富和更高級的文明。3 結(jié)語本文從以上從五個方面闡述了環(huán)境化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的作用。 環(huán)境科學(xué)的誕 生距今時間不是很長 , 環(huán)境科學(xué)還在不斷地豐富和發(fā)展。 作為其中的一個分支的 環(huán)境化學(xué)也是這樣 , 它在環(huán)境保護(hù)中起著極大的作用 , 它和環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境生物 學(xué)、環(huán)境地學(xué)、環(huán)境物理學(xué)、環(huán)境工程學(xué)等其它環(huán)境科學(xué)的分支不