环境化学课件-南开大学孙红文博导201408第八章
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环境化学《第一节 环境化学》ppt

(3) 当今世界面临的环境问题
(A)大气污染严重 全球性的大气污染有:酸雨、温室效应、臭 氧层的破坏。 区域性的大气污染有:光化学烟雾、大气气 溶胶等。
(a)酸雨:pH<5.6的雨 雪或其它形式的降水。 主要的致酸物质有 H2SO4,HNO3,有机酸。
前体物是SO2,NOX。
世界上最严重的酸雨为 pH<1.5。我国有1/3 国土被酸雨所覆盖。年降 雨一般pH<4.5。
2000年 2000环境千年,行动起来吧。 2001年 世间万物,生命之网 2002年 让地球充满生机 2003年 水——二十亿人生命之所系 2004年 海洋存亡,匹夫有责 2005年 营造绿色城市,呵护地球家园 2006年:沙漠和沙漠化
2007年世界环境日主题为“冰川消融,后 果堪忧”。 年“六· 五”世界环境日中国主题——“污染 减排与环境友好型社会”, 2008年世界环境日的主题—— “转变传统观 念,推行低碳经济”. 2008年“六· 五”世界环境日中国主题—— “绿色奥运与环境友好型社会”
环境科学已形成许多分支:环境地学、 环境生物学、环境化学、环境物理学、 环境工程学、环境医学;环境管理学、 环境经济学、环境法学;环境评价学、 环境规划学等。
环境化学是环境科学的一个重要分支学科
5、环境化学 (Environmental Chemistry)
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。
《中华人民共和国环境保护法》中规定, 环境是指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和总体, 包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森 林、草原、野生生物、自然遗迹、人文 遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市 和乡村等。
南开大学环境化学课件

第三节 土壤中农药的迁移转化
一、土壤中农药的迁移 二、非离子型农药与土壤有机质的作用 三、典型农药在土壤中的迁移转化
图4-9
图 4 - 10
第五章 生物体内污染物质的运动过程 及毒性
第一节 物质通过生物膜的方式
一、生物膜的结构 二、物质通过生物膜的方式
图5-1
第二节 污染物质在机体内的转运
河水Dee河 Conway河 海湾 底泥 海湾污泥 土壤
松花江 松花江泥
蓟运河水泥
表3-9 腐殖酸配合物稳定常数
LgK
Ca
Mg
Cu
Zn
Cd
3.65
3.81
-
-
3.95
4.00
3.56
3.26
-
-
-
-
3.65
3.50
4.65
4.09
3.60
3.50
3.4
2.2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
7.85 8.29
N2 NO
NO2 HNO2 HNO3 NH3 SO2
6.40×10-9 1.97×10-8 9.74×10-8 4.84×10-4
2.07 6.12×10-4 1.22×10-5
表3-2 水在不同温度下的分压
T(℃)
0
5
10
15
20
25
pH2O 0.00611 0.00872 0.01228 (×105Pa)
环境化学
第一章 绪论
第一节 环境化学 一、环境问题 二、环境化学 第二节 环境污染物 一、环境污染物的类别 二、环境效应及其影响因素 三、环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简 介
环境化学课件-南开大学 孙红文博导 最新版本201408精选 课件

2
建议课时安排
第一章 绪论 (2 课时) 第二章 大气环境化学 (6 课时) 第三章 水环境化学 (6 课时) 第四章 土壤环境化学 (4 课时) 第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性 (6 课时) 第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应(4 课时) 第七章 受污染环境的修复(4 课时) 第八章 绿色化学的基本原理和应用(3 课时) 总复习 (1 课时)
环境化学电子教案
孙红文 主编 参加编写人员
戴树桂 主审 汪 磊 马小东 徐 建 王翠苹 吴济舟 王 婷
高等教育出版社 高等教育电子音境化学》(第二版)的配套教材。
普通高等教育“十一五”国家级 规划教材
高等教育出版社, 2006年10月 主编:戴树桂(南开大学)
2007年被评为国家精品教材
3
建议课时安排
第一章 绪论 (2 课时) 第二章 大气环境化学 (6 课时) 第三章 水环境化学 (6 课时) 第四章 土壤环境化学 (4 课时) 第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性 (6 课时) 第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应(4 课时) 第七章 受污染环境的修复(4 课时) 第八章 绿色化学的基本原理和应用(3 课时) 总复习 (1 课时)
环境化学电子教案
孙红文 主编 参加编写人员
戴树桂 主审 汪 磊 马小东 徐 建 王翠苹 吴济舟 王 婷
高等教育出版社 高等教育电子音境化学》(第二版)的配套教材。
普通高等教育“十一五”国家级 规划教材
高等教育出版社, 2006年10月 主编:戴树桂(南开大学)
2007年被评为国家精品教材
3
环境化学全部PPT课件

提出了“持续发展”的战略
——把经济发展和环境保护相结合。
第三阶段:90年代以来
巩固和发展“持续发展”的战略思想。
——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展
环境化学的发展:
孕育阶段:二次大战-1970年;
形成阶段:70-80年代;
发展阶段:80年代。
24
二次大战-20世纪60年代:研究环境中农药
环 境 化 学
Environmental chemistry
1
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 环 境 化 学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章生物体内污染物质 的运动过程及毒性 第六章典型污染物在环境各 圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复
2
参考书籍
3
参考期刊
环境科学 环境化学 化工环保 环境保护 环境工程 环境科学学报 中国环境科学 农村生态环境 环境污染与防治 环境污染治理技术与设备
19
世界地球日的由来
1969年,美国民主党参议员盖洛 德。尼尔森提议,在全国各大学校 园内举办环保问题讲演会,并将次 年的4月22日作为“地球日”。 1970年4月22日,由美国哈佛大学 学生丹尼斯· 海斯发起并组织的环境 保护活动,犹如星火燎原。全美国 共有2000多万人参加,约1万所中 小学,2000所高等院校和全国的各 大团体参加了这次活动,这一天就 成了第一个地球日。
27
3. 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-绪论 PPT课件

环境问题
• 人类生活和生产活动不断影响和改变环境条件,甚至引起环 境污染。
• 工业化过程中的处置失当,特别是对自然资源的不合理开发 利用,造成了全球性的环境污染和生态破坏。 空气、水和土地污染的环境退化现象 臭氧层破坏 气候变化 水资源的短缺和污染 有毒化学品和团体废弃物的危害 生物多样性的损伤
2. 造成环境污染的三因素 物理的
噪声、震动等 化学的
九大类 生物的
大米草、水葫芦、赤藻等
温室效应
酸雨
光化学烟雾
伦敦烟雾事件
臭氧空洞
海洋污染
赤潮
农药污染
3. 认识环境问题的三个阶段
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。 第一阶段: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的是城市和工农业 发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声 的污染。对土地沙化、热带森林破坏和野生动物某些 品种的濒危灭绝等并未从战略上予以重视。我国当时 以污染控制为中心进行环境管理,曾对改善城市和人 民生活的环境质量起了重要作用。 存在问题: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。
每年有600万公顷具有生产力的旱地变成沙漠
有1100多万公顷的森林遭到破坏
在非洲,干旱将3500万人置于危难之中
在印度,博帕尔农药厂化学品泄漏造成两千人死亡
在墨西哥城,液化气罐爆炸使千人遇难
在前苏联,切尔诺贝利核反应堆爆炸使核尘埃遍布欧洲
在瑞士,农用化学品、溶剂和录污染了莱茵河,使数百万 尾鱼被毒死
样是热门课题。
(2)各圈层环境化学
环境化学.ppt

主要源于采暖
的逐日变化曲线
最大值出现在吹 南西南(SSW)、 西南(SW)、西 西南(WSW)、 西(W)风情况
下,出现在污染 源下风向。
SO2体 积分数 与风速 成反比。
湍流对污染 物在大气中 的迁移扩散 起重要作用。
逆温: 近地 层小 风或 静风; 逆温 消失: 风速 加大。
白 天 通 常 是
SO2 污 染 得 到 减 轻 的 时 候。
b.H2S 源:人为源排放不大,主要是天然源。 汇:
2.含氮化合物(主要是N2O, NO, NO2) N2O:主要源于天然(土壤中硝酸盐经细菌脱氮产生); 在低层大气非常稳定,是停留时间最长的含氮化合物。 a.NOX(NO、NO2) 源:燃料燃烧
汇:转化为硝酸和硝酸盐经湿沉降和干沉降去除,湿沉 降是最主要方式。
环境化学的特点: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治途径, 核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
2.环境化学的发展动向
国际:元素的生物地球化学循环及其相互耦合的 研究;化学品安全评价;全球变化问题。
我国:有机物污染为主的水质污染;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。
按环境变化的性质分为:环境物理效应、环境化学 效应、环境生物效应。
污染物的迁移:污染物在环境中发生的空间迁移及 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 生物作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。
污染物的迁移方式:机械迁移、物理-化学迁移 (最重要)、生物迁移。
各分支学科发展动向:
A 环境分析化学
B 各圈层环境化学
的逐日变化曲线
最大值出现在吹 南西南(SSW)、 西南(SW)、西 西南(WSW)、 西(W)风情况
下,出现在污染 源下风向。
SO2体 积分数 与风速 成反比。
湍流对污染 物在大气中 的迁移扩散 起重要作用。
逆温: 近地 层小 风或 静风; 逆温 消失: 风速 加大。
白 天 通 常 是
SO2 污 染 得 到 减 轻 的 时 候。
b.H2S 源:人为源排放不大,主要是天然源。 汇:
2.含氮化合物(主要是N2O, NO, NO2) N2O:主要源于天然(土壤中硝酸盐经细菌脱氮产生); 在低层大气非常稳定,是停留时间最长的含氮化合物。 a.NOX(NO、NO2) 源:燃料燃烧
汇:转化为硝酸和硝酸盐经湿沉降和干沉降去除,湿沉 降是最主要方式。
环境化学的特点: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治途径, 核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
2.环境化学的发展动向
国际:元素的生物地球化学循环及其相互耦合的 研究;化学品安全评价;全球变化问题。
我国:有机物污染为主的水质污染;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。
按环境变化的性质分为:环境物理效应、环境化学 效应、环境生物效应。
污染物的迁移:污染物在环境中发生的空间迁移及 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 生物作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。
污染物的迁移方式:机械迁移、物理-化学迁移 (最重要)、生物迁移。
各分支学科发展动向:
A 环境分析化学
B 各圈层环境化学
环境化学全套课件

环境污染的全生命周期管理
从源头预防到末端治理,对环境污染进行全生命周期的管理,降低 环境负荷。
跨学科的交叉融合
环境化学与生物学、地理学、社会学等学科的交叉融合,为解决环 境问题提供更多思路和方法。
应对挑战的策略与措施
加强环境化学基础研究
深入开展环境化学过程和机理研究,为污染治理和预防提供科学 依据。
物种灭绝、基因资源丧失、生态平衡破坏等。
03
环境化学污染物
有机污染物
持久性有机污染物
这类污染物在环境中难以降解,可在水、土壤和生物体内积累, 对环境和人体健康造成长期危害。
含氯有机污染物
如多氯联苯、二噁英等,这些物质具有致癌、致畸和致突变性, 对环境和人体健康造成严重威胁。
含磷有机污染物
这类污染物具有生物富集性,可导致水体富营养化,对水生生态 系统造成破坏。
详细描述
物理化学过程包括溶解、沉淀、挥发、氧化还原等,这些过程在环境中的元素 迁移转化中起着重要作用。例如,土壤中的重金属离子可以通过溶解作用进入 地下水,进而影响地下水的质量。
生物化学过程
总结词
生物化学过程是环境化学中不可或缺的一部分,主要涉及生物体与环境中的化学 物质之间的相互作用。
详细描述
生物化学过程包括生物降解、生物转化和生物积累等。例如,土壤中的有机污染 物可以通过微生物的降解作用被分解为无害的物质,从而降低土壤污染的程度。
环境化学全套课件
汇报人:
202X-12-23
• 环境化学基础 • 环境污染与生态破坏 • 环境化学污染物 • 环境化学反应与过程 • 环境化学监测与评价 • 环境化学治理与修复 • 环境化学的未来发展与挑战
01
环境化学基础
环境化学的定义与重要性
从源头预防到末端治理,对环境污染进行全生命周期的管理,降低 环境负荷。
跨学科的交叉融合
环境化学与生物学、地理学、社会学等学科的交叉融合,为解决环 境问题提供更多思路和方法。
应对挑战的策略与措施
加强环境化学基础研究
深入开展环境化学过程和机理研究,为污染治理和预防提供科学 依据。
物种灭绝、基因资源丧失、生态平衡破坏等。
03
环境化学污染物
有机污染物
持久性有机污染物
这类污染物在环境中难以降解,可在水、土壤和生物体内积累, 对环境和人体健康造成长期危害。
含氯有机污染物
如多氯联苯、二噁英等,这些物质具有致癌、致畸和致突变性, 对环境和人体健康造成严重威胁。
含磷有机污染物
这类污染物具有生物富集性,可导致水体富营养化,对水生生态 系统造成破坏。
详细描述
物理化学过程包括溶解、沉淀、挥发、氧化还原等,这些过程在环境中的元素 迁移转化中起着重要作用。例如,土壤中的重金属离子可以通过溶解作用进入 地下水,进而影响地下水的质量。
生物化学过程
总结词
生物化学过程是环境化学中不可或缺的一部分,主要涉及生物体与环境中的化学 物质之间的相互作用。
详细描述
生物化学过程包括生物降解、生物转化和生物积累等。例如,土壤中的有机污染 物可以通过微生物的降解作用被分解为无害的物质,从而降低土壤污染的程度。
环境化学全套课件
汇报人:
202X-12-23
• 环境化学基础 • 环境污染与生态破坏 • 环境化学污染物 • 环境化学反应与过程 • 环境化学监测与评价 • 环境化学治理与修复 • 环境化学的未来发展与挑战
01
环境化学基础
环境化学的定义与重要性
环境化学课件-南开大学-孙红文博导-最新版本08-第六章知识讲解

内容提要及重点要求
主要介绍了以重金属、持久性有机污染物 (Persistent Organic Pollutants,POPs)为 代表的持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances, PTS)等典型污染物在各圈层中 的转归与效应。要求了解这些典型污染物的来 源、用途和基本性质。掌握它们在环境中的基 本转化、归趋规律与效应。
4
在RH=30%的空气中
27
湿空气中, RH饱和 干空气中, RH<1%
13
2
6-6
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
有机汞化合物曾作为一种农药,特别是作 为一种杀真菌剂而获得广泛应用;这类化合物 包括芳基汞(如二硫代二甲氨基甲酸苯基汞)。
Hg S C N(CH3)2 S
6-11
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
甲基钴氨素的再生:水合钴氨素(H2OCoB12+)被辅 酶FADH2还原,使其中钴由三价降为一价,然后辅酶甲 基四氢叶酸(THFA-CH3)将正离子CH3+ 转移给钴,并从 钴上取得两个电子,以CH3-与钴结合,完成了甲基钴 氨素的再生,使汞的甲基化能够继续进行。
2.汞的甲基化
在天然环境中,某些无机形态的金属元素能转化 为有机金属化合物,主要过程为环境甲基化,又称生 物甲基化。
甲基钴氨素是金属甲基化过程中甲基基团的重要 生物来源。
CH3CoB12 + Hg2+ + H2O → H2OCoB12++ CH3Hg+
在S2-或H2S存在时,甲基汞离子转化为二甲基汞。 2CH3Hg++S2- → (CH3Hg)2S (CH3Hg)2S → (CH3)2Hg + HgS
主要介绍了以重金属、持久性有机污染物 (Persistent Organic Pollutants,POPs)为 代表的持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances, PTS)等典型污染物在各圈层中 的转归与效应。要求了解这些典型污染物的来 源、用途和基本性质。掌握它们在环境中的基 本转化、归趋规律与效应。
4
在RH=30%的空气中
27
湿空气中, RH饱和 干空气中, RH<1%
13
2
6-6
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
有机汞化合物曾作为一种农药,特别是作 为一种杀真菌剂而获得广泛应用;这类化合物 包括芳基汞(如二硫代二甲氨基甲酸苯基汞)。
Hg S C N(CH3)2 S
6-11
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
甲基钴氨素的再生:水合钴氨素(H2OCoB12+)被辅 酶FADH2还原,使其中钴由三价降为一价,然后辅酶甲 基四氢叶酸(THFA-CH3)将正离子CH3+ 转移给钴,并从 钴上取得两个电子,以CH3-与钴结合,完成了甲基钴 氨素的再生,使汞的甲基化能够继续进行。
2.汞的甲基化
在天然环境中,某些无机形态的金属元素能转化 为有机金属化合物,主要过程为环境甲基化,又称生 物甲基化。
甲基钴氨素是金属甲基化过程中甲基基团的重要 生物来源。
CH3CoB12 + Hg2+ + H2O → H2OCoB12++ CH3Hg+
在S2-或H2S存在时,甲基汞离子转化为二甲基汞。 2CH3Hg++S2- → (CH3Hg)2S (CH3Hg)2S → (CH3)2Hg + HgS
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第一节 绿色化学的诞生和 发展简史
8.1 Emergence and Development of Green Chemistry
一、绿色化学的定义 Definition of Green Chemistry
二、关于绿色化学的发展史简介 Introduction of Development of Green Chemistry
一、绿色化学的定义 Definition of Green Chemistry
在生态环境保护领域,20世纪末到21世纪初,工业和经济 发达国家相继采取措施,使其工作重心从污染治理转向污 染预防。
长期以来,化学品的开发、生产和应用为人类社会的进步 作出了不可磨灭的巨大贡献,然而,许多事实表明有害化 学品的负面影响已给生态环境乃至人类健康造成现实的或 潜在的巨大威胁。
化学污染物的问题只靠“点水止沸”式的治理是不 行的,必须从化学品设计,生产过程着手进行“釜 底抽薪”式的革新来消除产生负面效应的根源。
根本的有力措施是把化学改革成可持续发展的学科 ,为满足此种迫切需要,就产生了“绿色化学”这 一崭新学科。
定义
绿色化学(Green Chemistry),也可叫作可持续的化学 (Sustainable Chemistry),它是一个概括性的概念: “化学是一种给予能力的或可操作的科学,利用它可使 经济和环 境的发展 协调地进 行 。”( Chemistry is an enabling science that will allow economic progress and environmental progress to proceed in harmony)。
内容提要及要点要求
本章介绍一个颇具生命力的一门新兴交叉学科——绿 色化学的诞生和发展过程,讨论了绿色化学的原理和应用。
学习中要充分理解和体会绿色化学的重要学术意义和 实用价值;掌握绿色化学的12条原理及其与绿色工程和工 业生态学原理的相互联系;明确绿色化学的主要研究方向, 并从典型应用实例中学习灵活运用绿色化学原理解决实际 问题的学术思路,认识绿色化学在保护生态环境、促进可 持续发展战略方针贯彻方面的巨大作用。
按照定义,绿色化学就是研究利用一套原理在化学产品 的设计、开发和加工生产等过程中都应减少或消除使用 或产生对人类健康和环境有害物质的科学。
Green chemistry is the sustainable practice of chemical
science and manufacturing within a framework of industrial
二、关于绿色化学的发展史简介 Introduction of Development of Green
Chemistry
1 美国EPA于1991年开始了绿色化学规划,当时在该局
污染预防和毒物办公室工作的Anastas 博士提出了绿色化 学名词的创意。
第一节 绿色化学的诞生和 发展简史
8.1 Emergence and Development of Green Chemistry
一、绿色化学的定义
Definition of Green Chemistry
二、关于绿色化学的发展史简介
Introduction of Development of Green Chemistry
Green Chemistry的“Sustainable”从三方面体现:
• Economic: At a high level of sophistication, green chemistry normally costs less in conventional economic terms (as well as environmental costs) than chemistry as it is traditionally practiced
ecology in a manner that is sustainable, safe, and non-
polluting,ຫໍສະໝຸດ consuming minimum amounts of energy and
material resources while producing virtually no wastes.
1987年联合国提出关于“Our Common Future”的报 告,率先提出了可持续发展的概念。随之,1992年在 巴西里约举行的联合国环境与发展大会上受到百余国家 元首的一致肯定。这意味着工业增长、经济发展必须既 符合当代社会需要并能为人类后代保护资源和环境。
1990年美国通过了着眼污染预防的第一个环境法规— —污染防治法(pollution prevention act of 1990) 。
• Materials: By efficiently using materials, maximum recycling, and minimum use of virgin raw materials, green chemistry is sustainable with respect to materials
• Waste: By reducing insofar as possible, or even totally eliminating their production, green chemistry is sustainable with respect to wastes
有一些重要事件促使了绿色化学的诞生:
Reaction conditions, catalysts
Recycle
Product
Renewable feedstocks
Control
No waste
Degradability
From Green Chemistry & the Ten Commandments of sustainability, 2nd ed. Manahan S E. ChemChar Research, Inc. 2006. 9 .