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环境化学EnvironmentalChemistry环境与生物工程学院梁红玉当面锣对面鼓总成绩=平时30%+实验20%+期末50%平时=课堂报告10%+作业10%+课堂表现10%教改：演讲（题目自拟，5分钟）10%-15%课堂表现：出勤、笔记、课堂提问、课堂讨论、精神面貌等实验：态度20%+操作40%+报告40%期末：教考分离旷课1/5以上，缺课1/4以上，或平时成绩不足一半者，视为平时成绩考核不合格，取消考试资格。历史：班级考试人数卷面不及格卷面均分补考重修环工07512962.3813--环工08532660.2811--环工09601866.389--环科06431667.449--环科0731378.2311环科0850777.6511萝卜：甜蜜蜜……大棒：N多高压线，触者有你好看！完胜：两全其美or两败俱伤当面锣对面鼓2班11名女生中2人90分以上，6人80分以上，14名男生只有4人及格。第一章绪论Chapter1.Introduction第一节环境化学第二节环境污染物1、山顶和山下、楼顶和楼下温度比较《中秋诗》水调歌头宋-苏轼明月几时有？把酒问青天，不知天上宫阙今夕是何年。我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。起舞弄清影，何似在人间。转朱阁，低倚户，照无眠，不应有恨，何事长向别时圆。人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全，但愿人长久，千里共婵娟。“高处不胜寒”：几个问题几个问题2、“飞机”：空中客车飞行高度，对环境影响3、“酸雨”：城乡、南北差别4、“房屋”：选房（二恶英火葬场附近）5、“古堡幽灵”“装修”：氡气（花岗岩）几个问题第一节环境化学一、地球形成及演化1、地球形成及结构：地球是宇宙中极小一分子，宇宙的定义：中西古今观点不谋而合“四方上下曰字，往古来今曰宙”--我国古代学者尸佼(公元前四世纪)“是时间和空间统一体”--20世纪爱因斯坦第一节环境化学地球--宇宙中极小一分子，有其空间和时间上的形成和演化过程。人们对这方面的认识也有一个漫长的和递进的过程。中国----盘古开天辟地的神话；国外----上帝耶和华创造太阳、地球。神学第一节环境化学科学宇宙观-“康德-拉普拉斯星云假说”，18世纪德国哲学家康德：地球是物质的。并把地球的形成归因于星云物质引力和斥力这一对矛盾；地球既不是生而有之的，也不是万古长存的。法国数学家拉普拉斯：太阳系是由一团气体星云形成的。形成太阳系的物质，是一团炽热的气体。二者都认为太阳系起源于弥漫物质（星云）。星云假说比较完满地解释了太阳系的基本特征。第一节环境化学地球结构-熟鸡蛋：地球就像一个煮熟的鸡蛋，其中的蛋黄、蛋白和蛋壳就分别相当于地球的三个不同圈层：同心排列的地核、地幔和地壳。第一节环境化学地球环境系统岩石圈（lithosphere）：地壳和地幔顶部坚硬岩石（70-100km）水圈（hydrosphere）：海洋、江河、湖泊、冰川，体积为地球的千分之一。地下水大气圈（atmosphere）：从地面到1000~3000km高空自然环境生态环境：生物圈（biosphere）：指地球上所有生物体的总合，即生活在大气、水和岩石圈界面上的生物所构成的有生命的圈层第一节环境化学由包含大气、水和土壤各圈层的自然环境和以生物圈为代表的生态环境组成地球环境系统。2、地球各圈层的演化大气圈：原始大气中主要成分可能是H和He，通过聚变反应部分转化为重元素C、N、O，再通过化学反应生成CH4、NH3和H2O等。此后发生的各种演化过程(特别是长时期的光合作用)，使大气层成分发生了进一步变化，逐渐形成了今天地球大气圈所具有的成分。O2、CO2……逐渐增大至平衡第一节环境化学水圈：盐分由于河流的搬运作用，把地面上的可溶性盐类带入了海洋，通过年长日久的贮积，使海水中含盐量越来越多，达到了目前的水平。盐碱化和富营养化过程是自然趋势第一节环境化学岩石圈：地壳也是一直不断地运动着。地壳是由“漂浮”在地幅之上的一些板块组成的。这些板块的互相推碰或互相靠拢以至于剧烈碰撞，是一切地壳运动现象的根源。板块运动：大陆漂移、火山爆发、地震、山脉、河流第一节环境化学生物圈（见表1-2）：长时期内渐次演变的，且与地球表面上的环境变化息息相关。整个地质历史划分为：五个代（太古代、远古代、古生代、中生代和新生代）和十余个纪。最原始的生物：发生在太古代晚期（46亿年以前），爬行动物和裸子植物时代：中生代侏罗纪（1亿8千万前）。第一节环境化学第一节环境化学第一节环境化学世界上第一批保有丝绒皮肤衍生物恐龙中华龙鸟白垩纪早期—1亿3千万年前1996年，朝阳北票，中国地质博物馆：季强始祖鸟距今约1亿5千5百万到1亿5千万年前的侏罗纪。完整骨架连羽毛于1861年发现于德国。始祖鸟脑颅膨大，口内则有槽生的牙齿，尾长，尾椎很多，前肢已发育为翅膀，但尚不十分完善，有三指。大小如现代的野鸡，飞翔能力可能也只能和现代野鸡相比。第一节环境化学哺乳动物、鸟类和被子植物：7000万年的新生代第一节环境化学“地球地一枝花”“世界最早的花”------辽宁古果、中华龙果第一节环境化学。辽宁古果：吉大孙革课题组，辽西北票黄半吉沟1996年发现。貌似蕨类的分叉状枝条，其似叶子的部分呈凸起状，不同于常见的蕨类植物。在主枝和侧枝上呈螺旋状排列着40几枚类似豆荚的果实，每枚果实中都包藏着2至4粒种子。“这是确凿无疑的被子植物。”当晚，“辽宁古果”这个新的分类群便被确定了下来。98年《科学》封面文章发表。中华龙果：2000年辽西凌源被子植物与裸子植物根本区别：种子外面有无果实包被住。裸子植物的种子仅仅被一鳞片覆盖起来，决不会把种子紧密地包被起来。如银杏、松常从其他一些特点来判断：首先看它是草本还是木本植物，如果是草本植物，一定是被子植物，因为裸子植物全部是木本植物。如果碰到的是木本植物，那么先看看有没有花，有花的则是被子植物，因为裸子植物是不开花的。如果碰到没有花的木本植物，则可看叶片，裸子植物的叶片，除了银杏以外，叶形通常狭小，呈针形、鳞形、条形、锥形等。银杏叶片虽宽，但呈展开的折扇状，叶脉二叉分枝，也很容易识别。其他少数裸子植物叶片稍宽一些，也仅仅呈狭披针形，叶脉除中脉外，侧脉都不明显，叶片质地也较厚，都是常绿植物。第一节环境化学地球的产生和演化过程告诉我们：整个地球有一部漫长的历史，生物的出现和进化只是其中的一小段，而人类的历史更是短暂的“一瞬”。第一节环境化学人类：新生代最晚一个阶段，即第四纪，人类不过有大约100万年的历史。3、人类对人与大自然关系认识过程：①人定胜天（屈从和敬畏：图腾）②1万年农业文明：相抗衡③工业文明：人定胜天，人类从奴隶到主人④地球是一个超级生物：（河流是血管，森林是肺，海洋是心脏）不能“人定胜天”，只能“天人合一”，行“自行其事”和“自我约束”之间的中庸之道。第一节环境化学二、环境问题（EnvironmentalProblems）1、环境有关定义环境：对某生物主体而言，是与遗传相对，影响该生物生存、发展和演化的外来原因和后天性因素。《中华人民共和国环境保护法》－环境“影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然保护区、风景名胜、城市和乡村等。”第一节环境化学环境科学所研究的环境，其中心事物是人类，是以人类为主体的外部世界，即人类目前生存、繁衍所必需的、相适应的环境，或物质的综合体。即人类生存环境，包括自然环境和人工环境两种第一节环境化学物质：空气、水、生物、岩石、土壤……自然现象：水土演变等多种自然因素、大气力量、水循环、地壳的稳定性、太阳的稳定性……自然环境：直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体。有时简称为环境。能量：阳光地热、地磁、引力……第一节环境化学第一节环境化学人工环境：是指人类活动而形成的环境要素，它包括由人工形成的物质、能量和精神产品，以及人类活动中所形成的人与人之间的关系或上层建筑。综合生产力（包括人的素质）技术进步人工构筑物人工产品和能量政治体制社会行为宗教信仰文化与地方因素等人工环境第一节环境化学环境问题原生环境问题（自然）次生环境问题（人为）⑵次生环境问题：由人类活动引起的环境问题，也叫第二环境问题。环境污染生态环境破坏2、环境问题⑴原生环境问题：由自然力引起的环境问题，也叫第一环境问题。地震、洪涝、干旱、台风、滑坡等。⑶环境污染：由于自然或人为（生活、生产）的原因，往原先处于正常状态的环境中附加了物质、能量或生物体，其数量或强度超过了环境的自净能力（自动调节能力），使环境质量变差，并对人们的健康或环境中某些有价值物质产生有害影响。第一节环境化学：火山喷发：局部地区①火山灰遮光，喜光植物死亡，气温下降②火山灰增加降雨可能。局部引发全球性变化①局部降雨增多，引起其他地区降雨减少而引发干旱②降雨及气温变化，引发全球环流变化环境污染自然人为第一节环境化学物质：物理（固废），化学（越战“二恶英”-战后生婴儿畸形率高）能量：核（切尔诺贝利核电站）、手机信号发射塔、光（玻璃墙）生物体：水葫芦（凤眼莲，1901年首次引进观赏，后因观赏、饲料和重金属吸附再次引进）环境污染自然人为第一节环境化学⑷生态环境破坏：人类活动直接作用于自然界引起的。例如乱砍滥伐森林、过度放牧、大面积开荒、滥采滥捕野生动物。第一节环境化学第一节环境化学3、人们对现代环境问题认识环境问题并非只限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个发展过程。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联系起来，低估了环境污染的危害性和复杂性；没有把环境污染与社会因素相联系，未能追根寻源第一节环境化学1972年，关注生态的破坏和资源的枯竭，把环境问题与社会因素联系起来20世纪80年代，对环境的认识有新的突破性发展，提出持续发展战略20世纪90年代，巩固和发展持续发展的指导思想，形成当代主导的环境意识第一节环境化学三、环境化学(EnvironmentalChemistry)1、环境化学的概念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，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。环境污染物：分类迁移、转化：定义环境效应：定义、分类光化学烟雾、酸雨、臭氧洞等第一节环境化学由包含大气、水和土壤各圈层的自然环境和以生物圈为代表的生态环境组成地球环境系统。化学圈:包括自然界产生的和人类活动排放的各种化学物质形成的（chemosphere）覆盖于地球环境系统之上。第一节环境化学是一门综合性学科，环境科学与化学学科交叉形成。2、环境化学的任务（1）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。（2）用化学的基本理论和方法发现和解决环境问题。第一节环境化学3、环境化学的研究内容（1）有害物质在环境中存在的浓度水平和形态；（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；（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；（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。第一节环境化学4、环境化学的特点:复杂性、综合性、精细性5、环境化学的发展动向⑴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。⑵各圈层环境化学⑶环境工程化学