環(huán)境化學(xué)市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、環(huán)境化學(xué)與監(jiān)測(cè)主講老師：邱海鷗聯(lián)系電話E-mail：10/10/1第1頁(yè)第1頁(yè)教材簡(jiǎn)介教材:夏立江 主編. 環(huán)境化學(xué).北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, .韋進(jìn)寶、錢(qián)沙華環(huán)境分析化學(xué)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，10/10/2第2頁(yè)第2頁(yè)參考書(shū)目參考書(shū)環(huán)境化學(xué)，華東理工大學(xué)出版社，何燧源環(huán)境化學(xué)進(jìn)展，戴樹(shù)桂， ，化學(xué)工業(yè)出版社 參考刊物環(huán)境化學(xué)，關(guān)鍵期刊，影響因子1.393環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),關(guān)鍵期刊，影響因子1.076環(huán)境科學(xué)研究,關(guān)鍵期刊，影響因子1.089中國(guó)環(huán)境科學(xué)，關(guān)鍵期刊，影響因子1.062環(huán)境科學(xué)，關(guān)鍵期刊，影響因子1.310分析化學(xué)，關(guān)鍵期刊：影響因子0.790光譜學(xué)與光譜

2、分析，關(guān)鍵刊物，影響因子1 .360Chemosphere IF 3.054 Environ. Sci. Technol.IF 4.458The Science of the Total EnvironmentIF 2.579 Water Research IF 3.587 10/10/3第3頁(yè)第3頁(yè)學(xué)習(xí)辦法明確學(xué)習(xí)目多看文獻(xiàn)，采百家之長(zhǎng)善于思考，敢于挑戰(zhàn)10/10/4第4頁(yè)第4頁(yè)請(qǐng)闡明選修本課程目的以及自己專業(yè)興趣和興趣(注明班級(jí)和姓名)10/10/5第5頁(yè)第5頁(yè)第1章 緒論 本章從當(dāng)今世界和我國(guó)面臨主要環(huán)境問(wèn)題入手，簡(jiǎn)介環(huán)境化學(xué)環(huán)境分析化學(xué)在環(huán)境科學(xué)和處理環(huán)境問(wèn)題中地位和作用及其任務(wù)、內(nèi)容

3、、特點(diǎn)、發(fā)展方向,要求理解環(huán)境化學(xué)任務(wù)，明確環(huán)境化學(xué)課程學(xué)習(xí)目的。10/10/6第6頁(yè)第6頁(yè)1.1 概述1 環(huán)境化學(xué)研究是什么？2 污染物有哪些環(huán)境效應(yīng)？3 如何利用所學(xué)知識(shí)處理實(shí)際問(wèn)題？ 10/10/7第7頁(yè)第7頁(yè)人類面臨十大環(huán)境問(wèn)題酸雨溫室效應(yīng)或氣候變暖臭氧層破壞土地沙漠化森林面積減少物種滅絕與生物多樣性銳減水環(huán)境污染與水資源危機(jī)水土流失都市垃圾成災(zāi)大氣環(huán)境污染與化學(xué)物質(zhì)相關(guān)與物種和生態(tài)相關(guān)10/10/8第8頁(yè)第8頁(yè)1.環(huán)境化學(xué)定義環(huán)境化學(xué)是一門(mén)研究化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)（大氣、水體、土壤、生物）中存在形態(tài)、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制化學(xué)原理和辦法科學(xué)。1）要掌握污染物在環(huán)境中存在形態(tài)、化學(xué)

4、特性、行為和效應(yīng)2）人們是如何進(jìn)行研究，既有理論和辦法有哪些？10/10/9第9頁(yè)第9頁(yè)環(huán)境化學(xué)形成分析化學(xué)高分子化學(xué)工程化學(xué)物理化學(xué)有機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)環(huán)境與環(huán)境結(jié)合環(huán)境污染化學(xué)與環(huán)境結(jié)合環(huán)境理論化學(xué)與生命科學(xué)結(jié)合污染生態(tài)化學(xué)污染控制化學(xué)用于污染控制環(huán)境分析化學(xué)用于環(huán)境10/10/10第10頁(yè)第10頁(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)定義環(huán)境監(jiān)測(cè)是研究如何利用當(dāng)代 科學(xué)理論和先進(jìn)試驗(yàn)技術(shù)來(lái)判別和測(cè)定環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)種類、成份、含量以及化學(xué)形態(tài)科學(xué)。10/10/11第11頁(yè)第11頁(yè)種類繁多污染物質(zhì)化學(xué)物種多樣化所造成，僅美國(guó)環(huán)境保護(hù)局要求水體優(yōu)先監(jiān)測(cè)污染物就有一百各種，其中有銅、鉛、鋅、鎘等重金屬，氰化物、氮氧化物等無(wú)機(jī)污染

5、物，烷烴、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物；樣品起源廣泛，有空氣、水、沉積物、土壤、固體廢渣、生物體及其代謝物環(huán)境監(jiān)測(cè)特點(diǎn)10/10/12第12頁(yè)第12頁(yè)含量低大氣、水、土壤及生物體中化學(xué)物質(zhì)本低水平極微，普通屬于痕量和超痕量分析；一些污染元素或化合物產(chǎn)生毒性效應(yīng)濃度范圍極低，如汞、鎘毒性效應(yīng)分別為0.001、0.01 mg/L左右；地面水砷：0.04 mg/L；揮發(fā)性酚類物質(zhì)：0.01 mg/L.10/10/13第13頁(yè)第13頁(yè)樣品組成復(fù)雜 人類生產(chǎn)與社會(huì)活動(dòng)和自然界生物代謝過(guò)程不停地向周?chē)h(huán)境排放各種有害物質(zhì)，環(huán)境樣品中往往含有數(shù)十至數(shù)百種不同化合物。樣品復(fù)雜性使得環(huán)境分析干擾原因多。10/10/14

6、第14頁(yè)第14頁(yè)含有流動(dòng)性和不穩(wěn)定性 環(huán)境是一個(gè)多構(gòu)成和多變開(kāi)放體系。形形色色污染物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境后也許由于互相作用或外界影響而經(jīng)歷溶解、吸附、沉淀、氧化、光解、水解、生物降解等改變，因此，環(huán)境樣品改變大，不穩(wěn)定，所采集樣品是環(huán)境中一部分，是動(dòng)態(tài)平衡一部分，它隨氣溫、風(fēng)向、氣壓、溫度改變而改變。10/10/15第15頁(yè)第15頁(yè)環(huán)境化學(xué)形成環(huán)境化學(xué)典型污染物在圈層間遷移與轉(zhuǎn)化環(huán)境修復(fù)綠色化學(xué)10/10/16第16頁(yè)第16頁(yè)環(huán)境化學(xué)戰(zhàn)略任務(wù)辨認(rèn)化學(xué)污染物起源、種類和數(shù)量，提供分析技術(shù)從分子水平上結(jié)識(shí)化學(xué)污染物環(huán)境行為、評(píng)價(jià)生態(tài)效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)為化學(xué)污染物管端治理和污染環(huán)境原位修復(fù)提供原理和手段為從源頭治理因化

7、學(xué)物質(zhì)引起環(huán)境污染，提供環(huán)境友好技術(shù)為化學(xué)污染物性質(zhì)和環(huán)境未來(lái)改變趨勢(shì)描述以及環(huán)境原則制定提供基本原理和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)10/10/17第17頁(yè)第17頁(yè)環(huán)境化學(xué)研究?jī)?nèi)容有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中存在濃度水平和形態(tài)；潛在有害化學(xué)物質(zhì)評(píng)價(jià)；在個(gè)別環(huán)境介質(zhì)以及不同環(huán)境介質(zhì)間環(huán)境化學(xué)行為；有害化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體健康產(chǎn)生效應(yīng)機(jī)制以及風(fēng)險(xiǎn)性；（甲基汞、DDT、多氯聯(lián)苯和三丁基錫教訓(xùn)）有害化學(xué)物質(zhì)消除以及防治。日本水俁病三丁基錫10/10/18第18頁(yè)第18頁(yè)水 俁 病1965年，日本熊本縣發(fā)生了水俁病。原因是在縣內(nèi)阿賀野川上游60公里以外昭和電氣公司排出含汞廢水。水俁島10/10/19第19頁(yè)第19頁(yè)汞生物放大Hg2H

8、g(CH3)2浮游生物小魚(yú)中魚(yú)大魚(yú)人和貓5%吸取100%吸取血腦屏障大腦0.00001ppm0.0001ppm0.0010.002ppm0.20.5ppm0.81.5ppm15ppm為何水俁病只出現(xiàn)在人和貓身上？甲基汞特性:脂溶性、原形蓄積和高神經(jīng)毒 鯰魚(yú)體內(nèi)汞含量高達(dá)1020ppm為何兩條路徑引發(fā)后果不同？ ？甲基鈷胺素10/10/20第20頁(yè)第20頁(yè)伊朗南部港口賈斯克附近海灘結(jié)識(shí)三丁基錫9月份共有152條海豚死在這一帶海灘上10/10/21第21頁(yè)第21頁(yè)結(jié)識(shí)三丁基錫10/10/22第22頁(yè)第22頁(yè)三丁基錫結(jié)識(shí)三丁基錫10/10/23第23頁(yè)第23頁(yè)三丁基錫結(jié)識(shí)三丁基錫10/10/24第2

9、4頁(yè)第24頁(yè)于是，中毒海豚迷失了方向，沖向了沙灘！慎用化學(xué)物質(zhì)！結(jié)識(shí)三丁基錫10/10/25第25頁(yè)第25頁(yè)環(huán)境化學(xué)發(fā)展孕育階段20世紀(jì)60年代形成階段19701980發(fā)展階段19801990生命元素生物地球化學(xué)循環(huán)、化學(xué)品安全評(píng)價(jià)、化學(xué)物質(zhì)在多介質(zhì)間面間遷移和轉(zhuǎn)化、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)增強(qiáng)等研究成熟階段1990內(nèi)分泌干擾物篩選、大氣中自由基化學(xué)、冰晶表面光化學(xué)、氣溶膠多相化學(xué)反應(yīng)、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化增進(jìn)因子、重金屬存在形態(tài)及其轉(zhuǎn)化、土壤中有機(jī)物降解、土壤中溫室氣體釋放、分子水平生態(tài)毒理學(xué)、環(huán)境原位修復(fù)等10/10/26第26頁(yè)第26頁(yè)我國(guó)環(huán)境化學(xué)研究進(jìn)展湖泊富營(yíng)養(yǎng)化、水污染治理、垃圾處理、水體顆粒

10、物和難降解污染物環(huán)境化學(xué)行為和生態(tài)毒理效應(yīng)、區(qū)域酸雨形成與控制、有毒有機(jī)物結(jié)構(gòu)效應(yīng)、煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)、大氣中二氧化碳固定技術(shù)、納米光催化技術(shù)含有我國(guó)特色研究結(jié)果稀土農(nóng)用環(huán)境化學(xué)行為及生態(tài)毒理效應(yīng)研究（倪嘉瓚）農(nóng)藥在環(huán)境中改變及生態(tài)效應(yīng)（葉常明）10/10/27第27頁(yè)第27頁(yè)2. 元素生物地球化學(xué)循環(huán)10/10/28第28頁(yè)第28頁(yè)2. 元素生物地球化學(xué)循環(huán)大氣中CO2溶解作用和化學(xué)過(guò)程溶解性無(wú)機(jī)碳，主要為HCO3-化學(xué)沉淀作用和無(wú)機(jī)碳結(jié)合于微生物外殼不溶解性無(wú)機(jī)碳，主要為CaCO3和CaCO3MgCO3溶解CO2溶解（離解）作用生物降解光合作用固定有機(jī)碳（CH2O）和異型生物質(zhì)碳石油原

11、料生產(chǎn)異型生物質(zhì)生物地球化學(xué)過(guò)程固定有機(jī)烴類（CxH2x）和油母 頁(yè)巖碳循環(huán)10/10/29第29頁(yè)第29頁(yè)2.元素生物地球化學(xué)循環(huán)大氣圈N2，一些N2O，痕量NO，NO2，HNO3,NH4NO3生物圈生物結(jié)合氮，比如蛋白質(zhì)中氨氮（NH3）人類活動(dòng)圈NH3，HNO3,NO,NO2,無(wú)機(jī)硝酸鹽,有機(jī)氮化合物化肥、含氮污染物采礦硝酸鹽水圈和巖石圈溶解NO3-，NH4+，在死生物質(zhì)和化石燃料中有機(jī)結(jié)合氮化肥，NO3-分解產(chǎn)生NH4+,NO3-來(lái)自沉降溶解NH4+，NO3-微生物演化散出N2，N2O，NH3分子N2固定作用，像氨基氮N2固定，像NH3污染物排放，NO，NO2氮循環(huán)10/10/30第30

12、頁(yè)第30頁(yè)2.元素生物地球化學(xué)循環(huán)可溶性無(wú)機(jī)磷酸鹽，HPO42-，H2PO4-和聚磷酸鹽不溶性無(wú)機(jī)磷酸鹽，如Ca5(OH)(PO4)3，或磷酸鐵生物磷，主要是核酸，ADP，ATP沉積物中生物有機(jī)和無(wú)機(jī)磷酸鹽化肥徑流，廢水，洗滌劑廢物溶解沉淀作用磷循環(huán)生物降解異型生物質(zhì)有機(jī)磷酸鹽生命體同化作用10/10/31第31頁(yè)第31頁(yè)2. 元素生物地球化學(xué)循環(huán)大氣中硫，SO2，H2S，H2SO4，CS4，（CH3）2SH2S和金屬氧化物，F(xiàn)eS生物硫,包括-SH硫酸根還原硫化物氧化硫循環(huán)可溶和不可溶形式無(wú)機(jī)SO42-大氣中硫物種與其它環(huán)境圈層中硫物種互相改變生物降解異型生物質(zhì)硫，比如殺蟲(chóng)劑中P=S功效團(tuán)分

13、解H2S氧化元素硫，S硫氧化微生物產(chǎn)生小分子中有機(jī)硫，如-SH和R-S-R族生命體同化作用微生物代謝10/10/32第32頁(yè)第32頁(yè)3.環(huán)境化學(xué)發(fā)展動(dòng)向環(huán)境分析化學(xué)：檢測(cè)、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、同位素各圈層環(huán)境化學(xué)：污染物在大氣、水、土壤環(huán)境中形成、遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨；以及生態(tài)效應(yīng)。污染控制化學(xué)：控制污染化學(xué)機(jī)制和工藝技術(shù)中基礎(chǔ)向化學(xué)問(wèn)題。10/10/33第33頁(yè)第33頁(yè)大氣顆粒物酸沉降大氣有機(jī)物痕量氣體臭氧耗損全球變暖環(huán)境化學(xué)研究對(duì)象大氣環(huán)境化學(xué)研究對(duì)象河流湖泊水庫(kù)河口海灣、近海海域地下水污染水環(huán)境化學(xué)研究對(duì)象10/10/34第34頁(yè)第34頁(yè)農(nóng)用化學(xué)品在土壤環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化和歸趨及其對(duì)土壤和人體健康影響。

14、環(huán)境化學(xué)研究對(duì)象有機(jī)物在土壤中有何降解和遷移規(guī)律？天然溫室氣體釋放？污染物在固液界面上化學(xué)過(guò)程？重金屬在土壤-植物間遷移過(guò)程？土壤環(huán)境化學(xué)研究對(duì)象10/10/35第35頁(yè)第35頁(yè)環(huán)境化學(xué)分支學(xué)科劃分研究領(lǐng)域分支學(xué)科環(huán)境分析化學(xué)環(huán)境有機(jī)分析化學(xué)環(huán)境無(wú)機(jī)分析化學(xué)各圈層環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)水環(huán)境化學(xué)土壤環(huán)境化學(xué)環(huán)境生態(tài)化學(xué)環(huán)境工程化學(xué)大氣污染控制化學(xué)水污染控制化學(xué)固體廢物污染控制化學(xué)10/10/36第36頁(yè)第36頁(yè)1.2 污染物環(huán)境效應(yīng)進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境正常構(gòu)成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接有害于人類改變物質(zhì)環(huán)境污染物。氟利昂CCl2F2 CCl3F FCl2CCClF2 ClF+O3 = O2+FOClO10

15、/10/37第37頁(yè)第37頁(yè)1、環(huán)境污染物無(wú)機(jī)物氰化物、一氧化碳、氮氧化物、鹵化物、鹵間化合物、次氯酸及其鹽、硅無(wú)機(jī)化合物、無(wú)機(jī)硫磷化合物、鹵間化合物重金屬、準(zhǔn)金屬、鹵素、臭氧、黃磷元 素10/10/38第38頁(yè)第38頁(yè)1、環(huán)境污染物有機(jī)污染物含氧有機(jī)化合物：環(huán)氧乙烷、醚、醇、醛、酚、有機(jī)酸、脂、酐、酚類化合物 含氮有機(jī)化合物：胺、腈、硝基甲烷、硝基苯、三硝基甲苯、亞胺烴類有機(jī)化合物: 烷烴、芳烴、多環(huán)芳烴金屬有機(jī)和準(zhǔn)金屬有機(jī)化合物：四乙基鉛、羰基鎳、有機(jī)砷、二苯鉻、有機(jī)錫10/10/39第39頁(yè)第39頁(yè)2、污染物環(huán)境效應(yīng)環(huán)境物理效應(yīng)：噪聲、地面沉降、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)；環(huán)境化學(xué)效應(yīng)：湖泊酸化

16、、土壤鹽堿化、光化學(xué)煙霧、酸雨；環(huán)境生物效應(yīng)：大型水利工程、三致物質(zhì)等。環(huán)境效應(yīng)：人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)或者自然過(guò)程對(duì)環(huán)境造成污染和破壞，從而造成環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功效發(fā)生改變。10/10/40第40頁(yè)第40頁(yè)3、污染物遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程遷移：污染物在環(huán)境中所發(fā)生空間位移及其所引起富集、分散和消失過(guò)程。轉(zhuǎn)化：污染物在環(huán)境中通過(guò)物理、化學(xué)或生物作用改變存在形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)物質(zhì)過(guò)程。（物質(zhì)性質(zhì)改變）.10/10/41第41頁(yè)第41頁(yè)(1) 污染物遷移方式機(jī)械遷移: 運(yùn)移（富集、分散）物理化學(xué)遷移: 溶解沉淀、氧化還原、水解、配位和螯合、吸附解吸等作用實(shí)現(xiàn)遷移；有機(jī)污染物還可通過(guò)化學(xué)分解、光分解和生物分解進(jìn)行遷移。生物遷移：生物體吸取、代謝、生長(zhǎng)、死亡，以及通過(guò)食物鏈傳遞產(chǎn)生遷移和積累作用。遷移方式 transport processes10/10/42第42頁(yè)第42頁(yè)汞在環(huán)境各圈間遷移轉(zhuǎn)化空氣水沉積物CH4（CH3）2HgC2H6HgCH3HgCH3Hg（CH3）2HgHg22Hg2HgHg微生物魚(yú)微生物微生物微生物污染物遷移還能夠在單一環(huán)境中進(jìn)行或者在多個(gè)環(huán)境界面中發(fā)生。Hg2+10/10/4