第三讲环境化学分析
《环境化学》课件第三章
水环境化学 Aquatic Environmental Chemistry
2008-5-12
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《环境化学》 第三章 水环境化学
第一节 水的基本特征及污染物存在 形态
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《环境化学》 第三章 水环境化学
一、水的特征与分布 1、水分子特性
H O H H H H H
infiltration
Lake reservoir
Precipitation 1055
ocean groundwater
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每天的水循环（1012升）
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《环境化学》 第三章 水环境化学
二、海水的特征
1、化学成分
(1) (2) (3) (4) (5)
常量元素(>1mmol/L) 营养元素(N、P、Si、Fe、Mn、Cu) 微量元素(<1μmol/L) 溶存气体：来源于大气、火山爆发、海洋生物和化学反 应，有CO2、CH4、H2S、O2(0~8.5mg/L)、N2和Ar。 有机质(substance)：来源于陆地输入、海洋生物分泌和 尸体破裂。
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《环境化学》 第三章 水环境化学
（4）水生生物 水生生物可直接影响许多物质的浓度,其作用有代谢、 摄取、存储和释放等。 ¾ 自养生物：利用太阳能量和化学能量，把无机物引入 生命分子中组成生命体。 ¾ 异养生物：利用自养生物产生的有机物作为能源及合成自 身生命的原始物质。 ¾ 藻类生成和分解是水体中进行光合作用（P）和呼吸作用 （R）的一典型过程，可用简单化学计量关系来表征：
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《环境化学》 第三章 水环境化学
环境化学中的污染物分析与控制
环境化学中的污染物分析与控制污染物是指通过人类活动排放到环境中的物质，它们对人类健康和生态系统造成了严重的影响。
环境化学是研究污染物的来源、分布和变化规律，以及分析和控制污染物的科学。
本文将介绍环境化学中的污染物分析和控制的方法和技术。
一、污染物的分析方法1. 采样和预处理：对于大气、水体和土壤等环境介质中的污染物，首先需要进行采样和预处理。
采样方法包括现场采样和袋装采样等多种技术，预处理包括样品的提取、富集和净化等工作。
2. 分析技术：环境化学中常用的分析技术包括色谱法、质谱法、电化学分析法等。
其中，色谱法可以分为气相色谱和液相色谱两大类，用于分离和测定有机污染物。
质谱法可以用于鉴定和定量各种污染物，尤其对微量有机污染物具有较高的灵敏度和选择性。
电化学分析法可以用于测定水体和土壤中的无机污染物浓度。
3. 特征分析：通过对污染物的特征分析，可以确定其来源和迁移途径。
特征分析方法包括同位素分析、稳定性分析等。
同位素分析可以通过测定特定同位素之间的比例，确定污染物的来源。
稳定性分析可以研究污染物在环境中的化学和生物降解特性。
二、污染物的控制技术1. 政策与法规：制定环境保护政策和法规是控制污染物的重要手段。
各国政府通过法律和法规对污染物的排放限制进行规范，推动企业和个人按照环境要求进行生产和生活。
2. 清洁生产技术：清洁生产技术是指通过改变生产工艺、优化资源利用和减少废弃物排放等措施，实现对污染物的控制。
比如，在工业生产过程中，可以采用高效过滤器和净化设备，减少大气污染物的排放。
3. 废物处理和处置：对于已经产生的污染物，需要进行有效的废物处理和处置。
比如，将污染物进行分类、分解、氧化或还原等处理过程，以达到无害化排放的要求。
4. 环境修复技术：对于受到污染的环境，可以通过环境修复技术进行治理。
环境修复技术包括土壤修复、水体修复、大气修复等。
常见的方法包括生物修复、化学修复和物理修复等。
总结：环境化学中的污染物分析和控制是保护环境和人类健康的重要任务。
《环境化学》重点剖析
环境化学这个内容只是老师讲的重点内容大概，需要结合书本来复习,祝愿大家都考好哈。
第一章绪论1、为保护人类生存环境，联合国将每年的4月22定位世界地球日，6月5日定位世界环境日。
2化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。
环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新型科学。
环境化学的任务：主要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。
环境化学研究的内容：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态；潜在有害化学物质的来源，以及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题和土壤的污染。
3、环境化学的特点：要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防制途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
4由于化学污染物种类繁多，世界各国都筛选一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制，称为优先污染物。
5、污染物类别：（1）按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；（2）按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物、固体污染物（3）按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物、生物污染物6、污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移、生物迁移三种。
物理-化学迁移是最重要的迁移形式7由于人为因素使环境的构成状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。
2023高中化学选修三 环境化学 课件
2023高中化学选修三环境化学课件环境化学，作为一门重要的学科，研究着化学在环境中的应用和影响。
在本课件中，我们将探讨环境化学的一些基本概念、原理和应用。
一、环境化学导论环境化学主要研究化学物质在自然界中的行为，以及它们与生物和人类的相互作用。
其研究目的是保护和改善环境质量，防止污染和生态灾害的发生。
二、环境中的化学物质1. 环境中的自然物质：水、空气、土壤等自然资源，它们的质量对环境健康至关重要。
2. 环境中的污染物：大气污染物、水污染物、土壤污染物等，它们的排放和累积会导致环境问题和健康风险。
三、污染物的来源和传输1. 污染源的分类：点源污染和非点源污染。
2. 污染物的传输途径：空气、水、土壤和生物等介质的运动和迁移。
四、环境中的化学反应1. 自然界中的化学反应：如大气中的光化学反应、水体中的水化反应等。
2. 污染物的化学转化：污染物在环境中的化学反应和降解过程，如酸雨的形成、有机物的分解等。
五、环境监测与分析1. 环境监测的目的和方法：环境质量评估、控制和改善的手段。
2. 常用的环境分析技术：色谱法、质谱法、光谱法等，用于分析环境中的化学物质。
六、环境化学的应用1. 环境污染防治：通过环境化学的研究，制定和实施环境保护政策和措施。
2. 环境修复与废物处理：研究如何降解和处理污染物，恢复环境生态平衡。
3. 环境风险评估：分析和评估化学物质对环境和人类健康的潜在威胁。
七、环境化学的挑战与前景1. 全球环境问题：气候变化、酸雨、水污染等问题对环境化学提出了新的挑战。
2. 可持续发展：环境化学在推动可持续发展和绿色化学方面具有重要作用。
八、总结环境化学作为一门交叉学科，对环境保护和人类健康具有重要意义。
通过对环境中的化学过程和问题的研究，我们可以更好地认识和解决环境挑战，推动可持续发展。
以上就是关于2023高中化学选修三《环境化学》的课件，希望能为大家提供一些基本的概念和知识，并引发大家对环境保护和可持续发展的思考。
环境化学水环境化学第三节讲解
例：某有机分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中， 若悬浮物种85%为细颗粒，有机碳含量为5%，其余 粗颗粒有机碳含量为1%，已知该有机物在水中溶解 度为0.05mg/L，那么其分配系数（Kp）如何计算？
lgKow=5.00-0.670×lg(0.05×103/192 ) Kow=2.46×105 由公式Koc=0.63Kow Koc=0.63×2.46×105=1.55×105 由公式Kp= Koc[ 0.2(1-f) Xocs + f Xocf ] Kp =1.55×105 [ 0.2(1-0.85) ×0.01 + 0.85×0.05 ] Kp =6.63×103
解；烷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ芳基磺酸盐LAS，含磷，泡沫减少，可生物降解) 有机农药（有机氯农药DDT、六六六等毒性大，难分解，
禁用，有机磷农药含杀虫剂与除草剂，毒性大，难降解）
取代苯类化合物(苯环上的氢被硝基、胺基取代后生成的芳 香族卤化物，主要来自染料、炸药、电器、塑料、制药、 合成橡胶等工业)。
六、水体的污染小结
四、光解作用
光解作用是有机污染物真正的分解过程，因为它不可逆 的改变了反应分子，强烈的影响水环境中某些污染物 的归趋。
光解过程可分为三类： 1、直接光解：化合物本身直接吸收了光能而进行分解反
应。
2、敏化光解：水体中存在的天然物质被阳光激发后，又 将其激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。
3、氧化反应：天然物质被辐照而产生自由基获纯态氧等 中间体，这些中间体又与化合物作用而生成转化的产 物。
许多有机毒物可以像天然有机化合物那样作为 微生物的生长基质。只要用这些有毒物质作为 微生物培养的唯一碳源便可鉴定是否属于生长 代谢。在这种代谢过程中微生物对这些有毒物 质可以进行较彻底的降解或矿化，因而是解毒 生长基质。
环境化学分析
环境化学分析环境化学分析是对环境中各种物质和化学反应进行定性和定量研究的科学方法。
它是环境科学的重要分支，可用于监测和评估环境中的污染物、了解环境变化、评估环境质量以及确定环境保护措施的有效性等方面。
本文将介绍环境化学分析的基本原理、方法和应用。
一、环境化学分析的基本原理环境化学分析的基本原理是通过对环境中样品中的物质进行定性和定量分析来获取有关环境的信息。
它涉及多个学科领域，如化学、物理、统计学等。
在环境化学分析中，常用的技术手段包括光谱分析、质谱分析、色谱分析、电化学分析等。
1. 光谱分析光谱分析是利用物质对不同波长的电磁辐射的吸收、发射或散射进行分析。
常见的光谱分析方法有紫外可见吸收光谱、红外光谱、核磁共振等，它们常用于环境中有机物、无机物和污染物的分析。
2. 质谱分析质谱分析是利用质谱仪对物质进行分子结构的分析和质量的定量测定。
质谱分析技术在环境化学分析中具有高灵敏度、高选择性和高分辨率等优点，常用于有机物和无机物的分析。
3. 色谱分析色谱分析是利用不同物质在固定相和流动相作用下沿色谱柱分离的原理进行分析。
常见的色谱分析方法有气相色谱、液相色谱等，它们广泛应用于环境中溶剂、有机物和气体的分析。
4. 电化学分析电化学分析是利用电化学方法对物质进行分析。
电化学分析常用的技术手段包括电位滴定、电化学传感器等。
电化学分析技术在环境化学分析中常用于重金属、有机物和污染物的测定。
二、环境化学分析的方法环境化学分析方法根据所研究物质的性质和分析要求的不同，可以选择不同的分析方法。
1. 定性分析定性分析是指对于环境样品中某种物质的存在与否进行判断。
定性分析常用的方法包括红外光谱分析、核磁共振分析、质谱分析等。
2. 定量分析定量分析是指对环境样品中某种物质的含量进行准确测定。
定量分析常用的方法包括标准曲线法、内标法、滴定法等。
3. 全面分析全面分析是指对环境中多种物质进行定性和定量分析，以全面了解环境中的污染情况。
环境化学课件
探讨减少污染物排放的技术和政策措施。
2
增强监管
解释如何加强污染物排放的监管和执法。
3
发展清洁能源
讨论发展清洁能源对污染物治理的重要性。
4
采用环境友好技术
介绍采用环境友好技术来减少污染物排放和处理。
环境化学的前景
展望环境化学的发展和研究方向。
环境化学的发展现状
讨论环境化学的当前研究领域和进展。
环境化学的研究方向
阐述悬浮颗粒物的来源和对空气质量和健康 的影响。
5 揮发性有机物
介绍揮发性有机物的性质、来源和处理方法。
污染物的来源
了解导致环境污染的主要来源。
工业排放
解释工业排放对环境的影响和 应对措施。
交通排放
探讨交通排放对空气质量的影 响，以及减少交通污染的方法。
化石燃料燃烧
阐述化石燃料燃烧对大气环境 和气候变化的影响。
污染物的危害
讲解污染物对人类和环境造成的危害。
1
食品安全
探讨污染物对食品安全和食物链的影响。
水资源供应
2
讨论污染物对水资源的污染和供应的影
响。
3
空气质量
解释污染物对空气质量的影响以及相关
健康影响
4
的健康问题。
讲解污染物对人类健康的直接和间接影 响。
污染物的治理
介绍污染物治理的策略和方法。
1
减少排放
为什么环境化学重要
解释环境化学对环境保护和可持续发展的重要性。
污染物的种类
了解不同种类的污染物，它们对环境和人类健康的影响。
1 氮氧化物
讨论氮氧化物的来源、危 害和治理。
2 化学需氧量
介绍化学需氧量的概念以 及与有机废弃物和污染物 的关系。
环境化学原理和知识点总结
环境化学原理和知识点总结环境化学的研究对象主要包括大气、水体和土壤环境中的化学物质。
在大气环境中，环境化学研究大气污染物的来源、转化过程，以及大气中的化学反应、形成和消解机制。
在水体环境中，环境化学研究水中各种化学物质的赋存形式、分布规律，以及水质污染的识别、监测和治理技术。
在土壤环境中，环境化学研究土壤中各种污染物的迁移、转化和归趋规律，以及土壤污染的防治和修复措施。
此外，环境化学还涉及各种环境介质之间的相互作用和耦合效应，以及生物体对环境中化学物质的吸收、富集和代谢过程。
环境化学的基本原理包括化学动力学、热力学、电化学、光化学等多个方面。
在环境化学中，化学动力学是研究化学反应速率和反应机制的核心原理。
化学动力学可以描述环境中的化学反应速率的变化规律，揭示环境中的化学反应过程。
热力学是研究物质能量转化和平衡状态的原理，它可以描述环境中化学反应的热效应和平衡态条件。
电化学是研究化学反应中电荷转移和电化学反应的原理，它可以揭示环境中的电化学过程和电化学污染物的迁移规律。
光化学是研究光能与物质之间相互作用的原理，它可以解释环境中的光化学反应和光化学污染物的转化机制。
环境化学中的一些重要知识点包括污染物的生物富集和生物放大效应、环境中的化学平衡和动态平衡、环境中的氧化还原反应和氧化还原电位、环境中的化学分馏和物质迁移、环境中的化学传递和物质转换、环境中的污染物降解和修复技术等。
在污染物的生物富集和生物放大效应中，环境化学关注生物体对环境污染物的吸收和富集能力以及生物体之间污染物的传递和转化规律。
在环境中的化学平衡和动态平衡中，环境化学研究环境中各种化学平衡态条件的形成机制和破坏规律。
在环境中的氧化还原反应和氧化还原电位中，环境化学揭示了环境中氧化还原反应的热力学和动力学机制，以及氧化还原电位的测定和应用方法。
在环境中的化学分馏和物质迁移中，环境化学研究环境中物质在不同介质之间的分馏和迁移规律，以及分馏过程中的物质分布和转化机制。
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3.1 环境与生态平衡
1. 环境 环境包括自然环境和社会环境
自然环境：生活，生产，自然条件和自然资源 阳光、气候、温度、地磁、空气、水、土壤、岩 石、微生物、动植物以及地壳稳定性等因素
社会环境：基础，物质和精神，发展，创造和建 立的人工环境，包括：生产（工农），交通环境 （路，水，航），商业环境，居住环境，文教， 卫生，旅游。 环境问题产生根源： 不合理的开放、利用自然资源；工农业生产和人 类生活 必然出现，需要妥善处理
3.2 自然环境中化学物质的循环
1.生态圈：自然环境可分为四个圈层：生物圈、大气圈、水圈和岩石圈
自然环境发展：地球的形成、生物的出现、人类的出现，地球46亿年
2. 生物体内水循环
生物体内与外界体循环
6CO 2
+
光照 6H2O 叶绿素催化C6H12O6
+
6O2
燃烧（氧化）
3.地球上的水循环
3. 氮
What Can We Do？不发展了吗？
一方面，化学方法技术研究环境中物质的相互作 用，包括物质在环境介质（大气、水体、土壤， 生物）中的存在、化学特性、行为和效应，研究 控制污染的化学原理和方法。（环境化学） 另一方面，利用化学原理和方法从源头上消除污 染，采用无毒、无害的原料和洁净、无污染和化 学反应途径与工艺，生产出有利于环境保护与人 类安全的环境友好型化学产品，如可降解塑料、 和循环使用的金属和橡胶、对臭氧层不会构成威 胁的新型制冷剂，能控制害虫而不危害人类的生 物农药等。（绿色化学）
四 大气环境的污染与保护
1. 大气圈
氮为78.09%、氧为20.85%、氩为0.93%、 CO2为0.03% 对流层：海平面以上11.2 km
2.大气污染
主要大气污染物及来源
一次污染物： • CO, CO2 • SO2, H2S • NO, NH3
• 颗粒污染物
二次污染物：
- SO3, H2SO4, MSO4
2. 生态系统
生产者
生物环境
消费者
（生物成分） （动物）
绿色植物 光合细菌等其他自养生物 初级消费者：草食动物 次级消费者：肉食动物
生态系统
自然环境 （非生物成分）
三级消费者 ：大型肉食动物
分解者：微生物、小型动物 湿度 阳光 土壤 水 二氧化碳 氧气 有机物
3. 生物链
生物与生物之间通过吃与被吃的 食物关系形成的一条一环扣一环的链 条，比如草原生态中：昆虫吃牧草， 蛙吃昆虫，蛇吃蛙，鹰吃蛇
50多人死亡，280多人患 甲基汞 病
81人死亡，130多人患病 镉
10多人死亡，800多人患 病
16人死亡，五千多人发 病
SO2，烟尘 多氯联苯
CO
来源
汽车尾气，化石燃料燃烧
火山爆发、森林火灾
植物生长过程的光分解
海洋生物代谢
与土壤中微生物反应
CO —— CO2 与OH·反应
CO2
1968年3月 日本
伦敦烟雾事件 洛杉矶光化学烟雾 事件 水俣事件—汞中毒
富山事件—骨痛病
四日市事件—哮喘 病 米糠油事件
中毒情况
致害原因
60人死亡，几千多人发 SO2，烟尘 病
17人死亡，六千多人患 SO2，烟尘 病
4天内死亡4000多人
SO2，烟尘
2天内65岁以上老人死亡 光化学烟雾
400人，大多数居民患病
NH3的氧化 燃料燃烧
面或水系
NOx与光化学烟雾、 酸雨、臭氧层破坏都
Hale Waihona Puke 合成氨生产（很少） 有关系
颗粒物
颗粒物（particulate matter）又称尘。大气中的固体或液体颗粒状物质。颗粒物可 分为一次颗粒物和二次颗粒物。 一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物，例如 土壤粒子、海盐粒子、燃烧烟尘等等。 二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分（如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等） 之间，或这些组分与大气中的正常组分（如氧气）之间通过光化学氧化反应、催化氧 化反应或其他化学反应转化生成的颗粒物，例如二氧化硫转化生成硫酸盐。
第三讲 环境化学
一. 讲授目的 让学生全面了解环境保护的重要性，提高环境保 护的意识
二. 讲授的内容 1.环境与生态平衡的基本概念 2.自然界中化学物质的基本循环 3.大气环境的保护 4.水资源的保护 5.可持续发展的基本化学问题
三. 讲授课时 4学时
人类面临的环境问题
20世纪，人类高速发展，物质和精神财富。四 大发明 难题 不可再生资源趋于枯竭；淡水减少、河流、湖泊 以及空气污染；可供耕种土地严重不足；温室效 应加剧；臭氧层被破环；大量生物物种灭绝，水 土流失
循
环
4. 碳循环
碳是构成生物体的最基本元素之一，也是构成地壳岩石（石灰 石、白云石等）和矿物燃料（煤、石油、天然气）的主要元素。
5. 氧循环
3. 温室效应的加剧
温室效应的加剧导 致全球气候变暖
1998、1997、 1995、1990、 1999、2000、 1991、1994、 1983、1988、 1996、1994、 1993、1989
来源 汽车尾气，化石燃料
燃烧 火山爆发、森林火灾
温室效应
汇 植物的光合作用
SOX
来源
电厂、工业排放
自然界火山、海洋 排放
生物腐败或生产排 放出的H2S, 经氧 化生成SO2
汇 地面或水系
酸雨
NOX
来源
汇
天然土壤、海洋中细 NO ——
菌对硝酸盐的分解
NO2 ——
闪电过程
HNO3 —— 地
4.生态平衡
生态系统发展到一定阶段，它的生物 种类的组成、各个种群的数量比率及 能量和物质的输入、输出等，就都处 于相对稳定的状态，这种状态称为生 态平衡
自动调节并维持自身结构和功能稳定
超过限度，失调
5. 生态平衡失调
破坏生态平衡的因素 自然因素： 火山喷发、地震、台风、旱涝灾害，森林大火 人为因素：生产，生活 物理的：噪音、振动、热、光、辐射，放射性 生物：微生物，寄生虫 化学：有毒的无机物和有机物 时间和空间不同，相互作用，迁移转化 来源：工农业生产，能源利用，交通运输 人口膨胀，盲目发展
• NO2, HNO3, MNO3, O3
• 醛、酮
二十世纪国外八大环境污染事件
发生时间 发生地 事件名称 1930年12月 比利时 马斯河谷烟雾事件
1948年10月 美国 多诺拉烟雾事件
1952年12月 英国
1955年5~10 美国 月
1953~1956 日本 年
1955~1972 日本 年
1961~1972 日本 年