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环境化学参考书目环境化学戴树桂主编高等教育出版社•任课讲师：辜敏•环境化学是研究有害化学物质在环境介质中的存在、特性、行为和效应及其控制的的化学原理与方法的科学。本课程依次讲解大气、水、岩石（土壤）各圈层的环境化学之后，对典型污染物在各圈层之间的迁移转化规律做了专门论述。通过学习：•了解环境化学在环境科学中和解决环境问题上的作用，环境化学研究的内容、特点和发展动向。•掌握主要环境污染物的类别和它们在环境各圈层中的迁移转化过程，具备一定的处理实际环境问题的思路、方法和技术。第一章绪论本章主要介绍当今世界面临的全球性环境问题、我国环境污染防治面临的主要问题；环境化学在环境科学和解决环境问题中的地位和作用及其任务、内容、特点、发展方向和主要环境污染物迁移转化途径。要求同学们了解现代环境问题的认识发展以及环境化学的任务，明确环境化学课程学习的目的。第一节环境问题•本节要点：环境问题；我国环境污染防治与发达国家的差距、面临的挑战、环境保护目标和急需解决的重大科学问题。•环境问题：是指包括一切形式的环境恶化或对生物圈的一切不利影响。•我们的脆弱世界•由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，导致环境素质下降，从而扰乱和破坏生态系统和人们正常的生活和生产条件。环境污染的具体表现：a、有害物质对大气、水、土壤和动植物的污染并达到致害的程度b、生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏c、不可再生资源被滥采滥用d、固体废弃物、噪声、振动、恶臭、放射线等造成对环境的损害。1）环境污染造成环境污染的因素：有物理的、化学的和生物的三方面，其中由化学物质引起的约占80%-90%。化学公害世界上曾发生过八大公害事件：•(1)比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件：发生在1932年12月，重工业排放的SO2使数千人中毒，60余人死亡。(2)美国洛杉矶光化学烟雾事件：发生在1943年5～10月，造成400余人死亡。(3)多诺拉烟雾事件：1948年10月26～31日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇冶炼厂排放的SO2和烟尘，使5911人发病，17人丧生。(4)伦敦烟雾事件：发生在1952年12月5～8日，四天内中毒死亡4000多人。世界上曾发生过八大公害事件：(5)四日市哮喘事件：1955年以来日本四日市石油提炼和工业燃油产生的废气严重污染城市大气，哮喘病患者达817人，死亡36人。(6)痛痛病事件：1955～1972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。(7)水俣事件：1953～1956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283人，其中60人死亡。(8)米糠油事件：1968年3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13000人中毒，死亡16人。近年来，全世界平均每年约发生200多起比较严重的公害事件。世界瞩目的有下面7起:•(1)意大利塞维索化学污染事故。1976年7月10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，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1979年3月28日，直接经济损失达10多亿美元。(3)墨西哥的液化气爆炸事故。1984年11月19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1000多人，伤400多人，3万多人无家可归。(4)印度博帕尔农药泄漏事故。1984年12月3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20万，死亡2000人以上。•(5)原苏联切尔诺贝利核电站泄露事故。1986年4月26日位于基辅地区的切尔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31人。(6)莱茵河污染事故。1986年11月1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10年来最大的污染事故。(7)海湾战争造成的环境污染。1990年底爆发的海湾战争历时42天，期间油井大火昼夜燃烧，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。这次战争所造成的环境污染是灾难性的，已给世界带来了影响。2）环境问题的认识过程•20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，没有把环境问题与自然生态、社会因素联系起来，低估了环境污染的危害性和复杂性，未能追根寻源。•1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，第一次把环境问题与社会因素联系起来。•20世纪80年代，人们对环境的认识有了新的突破性发展，提出了持续发展的战略，指明了解决环境问题的根本途径。•1992年，联合国在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展大会，这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。•2002年，在南非约翰内斯堡召开了联合国可持续发展大会。2）环境问题的认识过程•我国分别在1973、1983、1989、1996和2002年召开了五次全国环境保护会议，推动了我国环境保护事业的发展和人们对环境认识的发展。历届全国环境保护会议•1973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的序幕。会议通过了《关于保护和改善环境的若干规定》，确定了“全面规划，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”的环境保护工作方针。★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。制定经济建设、城乡建设和环境建设同步规划、同步实施、同步发展，实现经济效益、社会效益、环境效益相统一的指导方针，实行“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。★1996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持续发展战略的关键，保护环境就是保护生产力。★2002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的一项重要职能，要按照社会主义市场经济的要求，动员全社会的力量做好这项工作。•随着环境问题的日益严重，人类对环境问题的认识也在不断提高。在当今世界上，人们越来越清楚地看到，环境问题已不再是某个国家和局部地区的事情。酸雨、温室效应、臭氧层破坏等已远远超出国家和地区的局限而成为全球性的问题。这些问题严重威胁着人类的生存和发展，成为世界各国关心的大问题，也成为国际社会注意的热点。随着社会经济快速发展、城市化进程加速和人民生活水平迅速提高，今后10-20年我国环境保护和污染防治将面临更大的挑战。快速的经济增长－污染防治压力越来越大小康社会生活水平－环境质量的要求越来越发达国家技术进步－国际环境标准越来越严格。3）我国环境污染防治面临的挑战与发达国家的差距●我国环境问题的严重性和复杂性●发达国家环境质量显著改善，污染控制技术已取得绝对优势；●发达国家研究重点向绿色技术、环境修复与环境安全转移；●我国环保科技整体水平与发达国家差距明显，并有扩大的趋势。3）我国环境污染防治面临的挑战我国环境污染防治面临的挑战随着社会经济快速发展、城市化进程加速和人民生活水平迅速提高，今后10-20年，我国环境保护和污染防治将面临更大的挑战7%的经济增长－污染防治的压力越来越大小康社会生活水平－环境质量的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2020年我国环境保护的目标●环境污染得到有效控制●生态恶化趋势基本得到遏制●全国大部分地区的环境质量明显改善●部分重要生态系统得到重建与修复●建设一批生态城镇●重点区域社会、经济、环境实现协调发展4）我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题4）我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题•1．地表水污染机理与水环境修复•2．地下水污染与修复•3．安全饮用水技术保障体系•4．污废水处理与资源化成套技术•5．大气污染形成机理与控制•6．城市空气质量控制机理与技术•7．城市物理污染机理及其控制4）我国环境科学与工程领域急需解决的重大问题•8．土壤污染机理与修复•9．固体弃物处理处置与资源化•10．绿色化学与清洁生产•11．环境监测新技术•12．持久性有毒物质与生态安全•13．区域环境调控与环境建设•14．国家重大建设项目与生态环境安全第二节环境化学主要讲述环境化学课程的任务、内容、学科体系、特点和发展方向。1）环境化学的含义环境化学是在化学学科的传统理论和方法的基础上发展起来，以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。研究有害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。1）环境化学的含义2）环境化学的分支学科●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●用化学的基本理论和方法发现和解决环境问题3）环境化学的任务4）环境化学的研究内容●有害物质在环境中存在的浓度水平和形态；●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；●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。环境化学的特点与发展特点：复杂性、综合性、精细性发展：创造无污染生产过程为目标环境良性化学EnvironmentalBenignChemistryCleanerProduction,PollutionPreventionGreenChemistry(SustainableChemistry)5）环境化学的研究特点●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及其防治途径；●其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。6）环境化学的发展方向●随着环境问题日益严峻和人们认识提高，环境化学研究出现新趋势。目前，国际上较为注重元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究；重视化学品安全评价；重视臭氧层破坏、气候变暖等全球性问题。最近，美国环境化学家提出“为21世纪环境而设计”，支持以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学。下面按分支学科对发展方向做简要介绍：●环境化学的发展方向环境分析化学主要集中在环境样品的前处理技术完善、开发，分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主；样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上。6）环境化学的发展方向环境污染化学研究化学污染物在大气、水体和土壤环境中的形成、迁移、转化和归趋过程中的化学行为和生态效应。大气环境化学：研究对象涉及大气颗粒物、酸沉降、大气有机物、痕量气体、臭氧耗损及全球气候变暖等；空间尺度从室内空气、城市、区域环境、远距离乃至全球。•地球上的生命主要存在于大气、水和土壤三个圈层之中。人类活动造成的环境污染和生态破坏，目前主要发生在大气圈、水圈和土壤圈之中。因此，有必要对这三个圈层加以介绍，这对理解环境污染和生态破坏发生和发展的规律以及寻找解决这些问题的方法具有重要意义。•水圈是地球外圈中作用最为活跃的一个圈层。它与大气圈、生物圈和地球内圈的相互作用，直接关系到影响人类活动的表层系统的演化。水圈也是外动力地质作用的主要介质，是塑造地球表面最重要的角色。水体存在方式不同，其作用方式也有比较大的差别，按照水体存在的方式可以将水圈划分为：海洋、河流、地下水、冰川、湖泊等五种主要类型。大气是指在地球引力作用下聚集在地球外部的气体包层。在环境科学中大气层称为大气圈，也称大气环境。6）环境化学的发展方向水环境化学：主要研究河流湖泊和水库，其次是河口、海湾和近海海域，地下水污染；集中研究水体界面化学过程、金属形态转化动力学过程、有机物的化学降解过程、有