环境化学26678

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1、1 环境与环境科学一：环境的概念 环境：指以人类为中心周围客观事物的总合，是直接、间接影响人类生存和发展的各种自然因素（自然环境）和社会因素（社会环境）的总体。 自然环境：包括大气、水体、土壤、阳光、生物和各种矿物资源。环保法规定：环境是指大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉疗养区、自然保护区、生活居住区等。二：环境的分类： 迄今为止，人类还是主要居住于地球表层，但人类活动领域已经远远超出了地球表层。不仅深入地壳深处，而且离开地球进入了星际空间，形成了多级分类系统。 1.聚落环境，人类聚集场所的环境,是人类有目的、有计划地利用和改造自然环境而创造出来

2、的生存环境。根据性质、功能和规模又可分为院落环境、村落环境和城市环境。 2.地理环境，位于地球表层，处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互交叉、互相渗透、相互转化的交错带上。下起岩石圈的表层上至大气圈的对流层。人类活动的基地。 3.地质环境，地幔以上的岩石圈，是在地理环境的基础上在星际环境的影响下发生、发展的。 4.星际环境，地球圈以外的部分，人类生存环境中的能源主要来自太阳。 另外，从自然科学属性上还可把自然环境分为：物理环境、化学环境、和生物环境。三：环境科学的形成与发展 1.环境问题，广义是指包括一切形式的环境恶化或对生物圈一切不利影响（环境污染、生态破坏等）。狭义是指环境污染，即有害物质

3、在自然界积累，其数量达到或超过人类和生物正常生存和生活所允许的量。产生原因：工业的发展人口的增长农业的发展 2.震惊世界的环境公害事件：比利时马斯（meuse）河谷烟雾事件1930年12月5-8日洛杉矶光化学烟雾事件20世纪40-50年代多诺拉烟雾事件1948年10月26-31日伦敦烟雾事件1952年12月5-8日四日市重油烟雾事件（哮喘病）1955年（1961年）骨痛病事件（富山县）1955年-1972年水俣病事件（熊本县）米糠油事件（北九州市、爱知县）1968年3月印度博帕尔市农药泄露事件1984年12月2日切尔诺贝利核泄露事件1986年4月26日瑞士巴塞尔市桑多兹化工仓库爆炸事件1986

4、年11月1日二恶英鸡饲料事件1999年2 月巴雅梅尔金矿堤坝漫水事件2000年1月底-2月初松花江水污染事件2005年11月13日 3.环境科学的产生，围绕着保护和改善环境应运产生。萌芽阶段，60年代前寂静的春天加强控制和治理，立法阶段，诞生第一个“环境法”，60年代初到60年代末防治结合、以防为主阶段，60年代末到70年代中期。合理布局、综合利用、可持续发展战略，70年代后。 4.环境科学的分类基础环境学：环境数学环境物理学环境化学环境生物学环境学：综合环境学部门环境学理论环境学应用环境学：环境工程学环境经济学环境法学环境管理学环境医学2 环境化学一：环境化学概念： 研究化学物质在环境介质中

5、的存在形式、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学，是化学学科的一个分支也是环境科学的核心组成部分。二：环境化学的特点： 研究对象体系开放的多组分综合体系，研究方法、手段多学科综合。 污染物在环境里含量极低、分布广泛，监测和分析技术灵敏、准确、选择行好、速度快、自动化程度高。三：环境化学的分类： 环境分析化学大气、水体、土壤环境化学污染生态学污染控制化学（环境工程化学）四：环境化学发展趋势 3 环境保护战略一：环境与发展的辩正关系二：环境保护战略的含义三：持续发展战略的形成四：持续发展战略的主要内容五：我国的可持续发展战略1 概 述一：关于四个地球化学圈：大气圈、水圈、岩石圈和生物

6、圈。二：地壳： 岩石圈地壳固体部分 约33公里 水 圈地壳间断的、被水填充的部分 的厚度。大气圈地壳外表层气体部分约100公里厚。三：地球化学圈的化学组成：P12表2-1岩石圈的平均化学组成P13表2-2地壳大气圈的化学组成P14表2-3海水中元素（化合物）的组成 2 岩 石 圈一：岩石圈：指从地表（陆地地表和海底）深达莫氏面的壳 层。一般认为包括大陆地表下约35公里，大洋 底面下约15公里处的地壳表层。二：丰度：元素在地壳中的平均含量。克拉克值：各元素的 相对平均含量；“重量克拉克值”和“原子克拉克 值”。用ppm或g/t表示。 P17表2-4地壳中元素的丰度。说明：由于自然界的复杂性和科技

7、发展的局限性所测克拉克值不代 表元素在地壳中的真正含量，因为： 地壳概念不统一。 岩石圈的深度是人为确定的。 数据不包括海洋地壳成分。 未考虑地壳岩石成分随深度的变化。规律：元素含量的分布相差很大。 地壳中元素的分布随原子序数的增加而减小。 偶数规则：地壳中原子序数为偶数的元素含量高于 原子序数为奇数的元素。 四倍规则：原子量除以4（质量数除以4），把元素 分成四组即：4q型；4q+3型；4q+2型； 4q+1型。 岩石圈中元素分布量取决于原子核的稳定性，而不 取决于它们的化学性质。三：地壳中元素的地球化学分类：P24表2-6地壳元素的地球化学分类。按含量分为：主要元素（含量1%）。 次要元素

8、（含量=0.n%）。 微量元素（含量8.2时：HCO3-电离得CO32-和H+，水中主要CO32-。 pH8.2时：CO32-和H+作用为HCO3-，水中主要HCO3- pH4.5时：HCO3-和H+进一步作用，析出CO2。Ca2+天然水中分布最广的阳离子之一。 主要来源：土壤和岩石中淋沥而进入天然水。 水中Ca2+的含量因CO2浓度而定，大气CO2处于平 衡时地表水饱和时平均含2030mg/l，由于HCO3- 和CO32-的作用甚至可达4050mg/l，在硫酸盐型 水中可达600mg/l，在土壤中由于CO2的增加可达 100mg/l。Mg2+的性质与Ca2+相似。 大气CO2处于平衡时水中可

9、含190mg/l，一般水中 Mg2+约为140mg/l，在和富含镁的岩石接触的水 中可达100mg/l。Na+和K+是在水和岩石及土壤沥取时转入水中的。 天然水中Na+浓度约为120mg/l，天然水中K+浓 度约为10mg/l。2. 可溶性气体：O2、CO2、H2S等。氧气：水中O2的浓度在016mg/l之间。 水中氧气的来源，大气在水中的溶解及水生植物的 光合作用。 水中氧气的消耗，植物的吸收、生物体腐败、还原 性物质氧化等生物化学及地球化学作用而消耗。二氧化碳：主要来自大气的溶解和有机物的氧化。 CO2在大气和水之间进行连续的交换并建立动态平衡。3. 生物营养元素：N、P、Si等氮；N2的

10、溶解度00C时约为0.02l/l（H2O），在水中主 要以无机态存在（NH4、NO2-、NO3-）。磷：天然水中以无机及有机态存在，含量一般不超过0.xmg/l。决定磷浓度的主要因素是磷在无机态、有机态及生物体之间的转换。4. 微量元素：在天然水中与主要离子含量相比，含量极 微的所有其它化学元素。在天然水中分布 广、含量小（低于微克/升）、作用大、影响 动植物体的生命活动。包括： 重金属元素：Zn、Cu、Pb、Ni、Cr等。稀有金属：Li、Rb、Cs、Be等。卤族元素：Br、I 、F。放射性元素：5. 有机物：腐殖质等，一般条件下，有机物从土壤转入 天然水中，水中可溶有机物能结合许多微量元 素

11、成可溶性络合物，提高微量元素在水中的迁 移能力。三：影响水质的因素：一方面取决于水中所含元素，另一方 面取决于影响水的化学性质的硬度、 碱度、氧化性极腐蚀性等。1.直接影响因素：土壤极岩石的化学组成及性质。 生物体的存在及人类的活动。2间接影响因素：影响物质和水相互作用的条件，如： 气候、地形、植物等。四：水体的分类：主要根据水的特性：矿化度、水化学组成、 水的特殊组分以及它们浓度比值。 1.最简单水的分类是基于它们的总矿化度，例如：前苏联的标准（P44） 2.根据天然水主要组分的浓度进行分类 根据主要阴离子的含量分成：重碳酸盐组、硫酸盐组 和氯化物组。 根据主要阳离子的含量分成：钙组、镁组和钠组。 根据离子间的比值分成四种类型： 第组：HCO3-Ca2+Mg2+是火成岩的淋沥或离子交换 所形成的低矿化度水。 第组：HCO3- Ca2+Mg2+HCO3-+SO42-是水和沉积岩以 及火成岩淋沥结果所形成的水，主要是河水、 湖水和低矿化度的水。 第组：HCO3-+SO42-Na+由变质作用 下所形成的水，高矿化度地下水以及海水、高 矿化度的湖水。 第组：HCO3-=0不含HCO3- 的酸性水、沼泽水、火山 水以及矿井水。