环境化学复习资料Word文件下载.docx
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20世纪70年代:
1972年联合国,瑞典,斯德哥尔摩“人类环境会议”,将环境污染和生态破坏提升到同一高度看待;
环境问题=环境污染+生态破坏+资源枯竭
20世纪80年代:
1987年,由挪威首相布伦特兰夫人组建的“联合国世界环境与发展委员会”发表了《我们共同的未来》;
可持续发展提出
20世纪90年代:
1992年,巴西,里约热内卢,联合国环境与发展大会,强调和正式确立了可持续发展的思想,并形成了当代的环境保护的主导意识。
可持续发展确立
如何认识现代环境问题的发展过程?
环境问题不止限于环境污染,人们对现代环境问题的认识有个由浅入深,逐渐完善的发展过程。
a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题,认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。
对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视,明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。
b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度,而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭;
也宣告一部分环境问题源于贫穷,提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。
这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。
然而,它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径,没明确解决环境问题的责任,没强调需要全球的共同行动。
c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展,这一时期逐步形成并提出了持续发展战略,指明了解决环境问题的根本途径。
d、进入20世纪90年代,人们巩固和发展了持续发展思想,形成当代主导的环境意识。
通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。
它促使环境保护和经济社会协调发展,以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。
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。
你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会?
(1)氧的循环:
(2)碳的循环:
(3)氮的循环
(4)磷的循环
(5)硫的循环
(6)体会:
氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分,它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程,是地球运动和生命过程的主要营力。
根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向,你认为怎样才能学好环境化学这门课程?
(1)环境化学的任务、内容、特点:
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一门新兴学科。
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。
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。
(2)环境化学的发展动向:
国际上较为重视元素(尤其是碳、氮、硫、磷)的生物地球化学循环及其相互耦合的研究;
重视化学品安全评价;
重视臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。
我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是:
以有机物污染为主的水质污染;
以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染;
工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。
(3)我对学好这门课的观点:
环境化学包含大气、水体和土壤环境化学多个分支学科,研究有害化学物质在大气、水体和土壤环境中的来源、存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。
这就决定了环境化学研究中需要运用现场研究、实验室研究、实验模拟系统研究和计算机模拟研究相结合的系统研究方法,主要以化学方法为主,还要配以物理、生物、地学、气象学等其他学科的方法。
因此,要求研究人员具有较广泛的各相关学科的理论知识和实验动手能力。
我们在日常学习中应当以开阔的视野,除了环境化学之外,广泛涉猎各相关学科,并注重培养自己的实验操作,如此才可能学好这门课。
举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。
以汞为例,说明其在环境各圈层的迁移转化过程,见下图。
汞在环境中的存在形态有金属汞、无机汞化合物和有机汞化合物三种。
在好氧或厌氧条件下,水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞。
甲基汞脂溶性大,化学性质稳定,容易被鱼类等生物吸收,难以代谢消除,能在食物链中逐级放大。
甲基汞可进一步转化为二甲基汞。
二甲基汞难溶于水,有挥发性,易散逸到大气中,容易被光解为甲烷、乙烷和汞,故大气中二甲基汞存在量很少。
在弱酸性水体(pH4~5)中,二甲基汞也可转化为一甲基汞。
环境化学分支学科:
1、环境分析化学:
环境分析化学是研究化学品的形态、价态、结构、样品前处理(超临界流体萃取、固相萃取)和痕量分析的学科。
环境分析化学的主要任务就是分析环境中具体化学品的性质和量。
其研究领域包括环境有机分析化学、环境无机分析化学、环境中化学物质的形态分析等。
2、环境污染化学(各圈层的环境化学):
环境污染化学是研究有害物质在环境中的变化,包括迁移转化过程中的化学行为、反应机理、积累和归宿等方面的规律。
其研究领域包括大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、复合污染物的多介质环境行为等。
3、污染(环境)生态化学:
污染生态化学是研究化学污染物在生态系统中产生生态效应的化学过程的科学。
其研究领域包括化学污染物的生态毒理学研究、环境污染对陆地生态系统的影响、环境污染对水生生态系统的影响、化学物质的生态风险评价等。
4、污染控制化学:
环境控制化学是研究与污染控制有关的机制与工艺技术中的化学基础性问题。
其研究领域包括大气污染控制、水污染控制、固体废物污染控制及资源化、绿色化学及清洁生产等。
环境化学的特点:
(1)以微观研究宏观:
从原子、分子水平,研究宏观环境圈层中环境现象和变化机制;
(2)研究对象复杂:
既有人为来源的也有天然来源的,处于环境开放体系内,多种环境因素同时相互作用,其研究需要多学科的结合。
(3)物质水平低:
mg/kg(ppm,10-6)、ug/kg(ppb,10-9)
热点问题:
目前,国界上较为重视元素(尤其是碳、氮、硫和磷)的生物地球化学循环及其相互偶合的研究;
重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。
当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是:
以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染;
工业有毒有害废物和城市垃圾对水体和土壤的污染。
原生环境问题:
自然力引发,也称第一类环境问题,火山喷发、地震、洪涝、干旱、台风、滑坡等。
次生环境问题:
人类生产、生活引起生态破坏和环境污染,反过来危及人类生存和发展的现象,也称第二类环境问题。
包括生态破坏问题和环境污染问题。
目前的环境问题一般都是次生环境问题。
环境污染物:
进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。
一次污染物(primarypollutant):
由污染源直接排入环境中,其物理化学性质未发生变化的污染物。
二次污染物(secondarypollutant):
排入环境中的一次污染物在其物理、化学性质因素或生物的作用下发生变化或与环境中其他污染物发生反应所形成的物理、化学性质与一次污染物不同的新污染物。
化学污染物(chemicalpollutant):
由于人为活动或人工制造的化学物质(化学品)进入环境后,造成污染作用的物质。
环境学或毒理学意义的重金属:
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、铝也包括在内。
重金属形态(Speciation)研究意义:
①铝是人们家用餐具的材料,而铝离子能穿过血脑屏障而进入人的大脑组织,会引起痴呆等严重后果;
②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;
③金属有机态的毒性往往大于无机态的毒性。
④价态不同毒性也不同,铬(VI)的毒性大于铬(III);
而亚砷酸盐的毒性比砷酸盐大60倍。
⑤价态不同,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(II)的移动性远远小于铅(IV)。
POPs(PersistentOrganicPollutants)“持久性有机污染物”。
是一类具有长期残留性、生物累积性、半挥发性和高毒性,并通过各种环境介质(大气、水、生物等)能够长距离迁移对人类健康和环境具有严重危害的天然的或人工合成的有机污染物。
优先污染物(prioritypollutant):
在众多污染物中筛选出潜在危险性大的作为优先研究和控制对象的污染物。
优先污染物特点:
1、难以降解;
2、在环境中有一定残留水平;
3、出现频率高;
4、具有生物积累性;
5、属于三致物质;
6、毒性较大以及现代已有检出方法的。
环境效应(environmentaleffect):
自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏,从而导致环境系统的结构和功能发生的变化,称为环境效应。
环境物理效应是由物理作用引起的,比如噪声,光污染,电磁辐射污染,地面沉降,热岛效应,温室效应等。
环境化学效应:
在各种环境因素影响下物质间发生化学反应的环境效应。
如湖泊的酸化,土壤的盐碱化、地下水硬度升高,局部地区发生光化学烟雾,有毒有害固体废弃物的填埋造成地下水污染等。
环境生物效应:
环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。
大型水利工程可能破坏水生生物的回游途径,从而影响它们的繁殖。
大量工业废水排入江、河、湖、海,对水生生态系统产生毒性效应,使鱼类受害而减少甚至灭绝。
污染物的迁移:
污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程。
污染物的转化:
污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。
迁移形式:
机械迁移、物理化学迁移、生物迁移转化形式:
物理转化、化学转化、生物转化
污染物可通过蒸发、渗透、凝聚、吸附和放射性元素蜕变等物理过程实现转化,可通过光化学氧化、氧化还原、配位和螯合、水解等化学作用实现转化,也可以通过生物的吸收、代谢等生物作用实现转化。
第二章大气环境化学
大气环境化学主要研究大气环境中污染物质的化学组成、性质、存在状态等物理化学特性及其来源、分布、迁移、转化、累积、消除等过程中的化学行为、反应机制和变化规律,探讨大气污染对自然环境的影响等。
源参数
决定大气污染程度的因素气象条件通过影响大气中污染物的迁移而影响局地大
下垫面状况气环境污染状况
迁移:
污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。
原因:
空气的运动:
①水平运动——风
②垂直运动——对流动力源:
温度差异
温度层结:
垂直方向上的温度分布,称为大气温度层结。
气温垂直递减率(γ或Γ):
大气垂直方向上每升高100米温度的降低值。
(℃/l00m)
干绝热
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