环境化学考核方式
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
考勤 作业 笔记 期末考试成绩
10 20 10 60参考教材
单击处添加标题
1环境化学燧源金云云方编著华东理工学出
版社2000年12月第3版
2环境化学王晓蓉编著 南京学出版社1993年11月第
1版
3环境化学教程邓南圣吴峰编著武汉学出版社
2000年1月第1版
4环境化学陶秀成编高等教育出版社2002年
5Environmental Chemistry (seventh edition) SE Manahan
Lewis Publishers
6环境化学教程刘兆荣陈忠明化学工业出版社2003年1月
7环境水化学魏振枢化学工业出版社2002年7月
8水化学王凯雄化学工业出版社2001年5月
9Chemistry of the Environment Thomas G Spiro William M
Stigliani 清华学出版社（影印版） 2003年7月 1 掌握气基性质组成污染物源汇气中气相反应液相反应
气颗粒物性质等基概念基原理解酸雨温室效应臭氧层破坏等全球关注
气问题
2 掌握天然水体组成性质溶解沉淀氧化原配合作固液界面间相互作
等基原理环境化学中应解毒难降解污染物环境行趋模式
3 掌握土壤理化性质重金属氮磷营养物质土壤环境中迁移积累
机农药等污染物土壤中降解途径解环境条件变化污染物土壤中迁移转化影
响
4解化学物质生物体转运代谢化学物质联合作化学物质引起致突变
致畸致癌作基原理利机物结构致癌作关系预测化学物质致癌性等
5掌握金属形态生物效性污染物微生物转化化学物质生物吸收生物浓缩机理
体健康影响
6解微生物修复植物修复化学氧化技术
教学求环境化学1
环境污染物2
第章 绪容提重点求
章简介绍环境化学解决环境问题
位作研究容特点发展
动环境污染物类环境
圈层中迁移转化程求掌握现代环境
问题认识发展环境化学提出务明
确学环境化学课程目1
环境化学环境问题
二环境化学
化学环境
什环境化学
元素球化学循环
第节 环境化学
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
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滴进步成价值
贯追求
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春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题19
环境问题：指然力类活动导致全球环境区域环
境中出现利类生存社会发展种现象包括
切形式环境恶化生物圈切利影响
分类：
原生环境问题：然力引发称第类环境问题火山喷发
震洪灾等
次生环境问题：类生产生活引起生态破坏环境污染反
危类生存发展现象称第二类环境问题包括：
环境污染生态破坏目前环境问题般次生环境问题110
生态破坏：类活动直接作然生态系统造成生态系统
生产力显著减少机构显著该变草原退化物种灭绝水
土流失等
环境污染：类活动产生副产品废物进入环境环境
中扩散迁移转化环境系统结构功发生变化生态
系统产生系列干扰侵害水污染气污染酸雨臭氧
层破坏海洋污染等等具体说：环境污染指害物质
气水土壤动植物污染达害程度111
早期
世界
著名
八
公害
事件
（1）利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件
（2）美国洛杉矶光化学烟雾事件
（3）诺拉烟雾事件
（4）伦敦烟雾事件
（5）四日市哮喘事件
（6）痛痛病事件
（7）水俣病事件
（8）米糠油事件
年112
早期
世界
著名
八
公害
事件 1930年12月（冬季）利时马斯(Meuse)河谷出现严重雾天气
河谷工业区千发生呼吸道疾病症状表现胸疼咳嗽流泪咽痛
声嘶恶心呕吐呼吸困难等星期60死亡二氧化硫
致害物质早期
世界
著名
八
公害
事件 1943年美国洛杉矶汽车尾气工业排放废气中碳氢化合物氮氧化物强烈
阳光紫外线射发生光化学反应形成光化学烟雾眼睛发红咽喉疼痛呼
吸憋闷头昏头痛般发生湿度低气温24℃32℃度夏季晴天中午午114
早期
世界
著名
八
公害
事件
1952 年 11 月 12 月初伦敦出现异常低温居民取暖
家中量烧煤煤烟便烟囱排放出聚集伦敦空粉尘
中Fe2O3SO2转变成硫酸附着烟尘吸入肺部导致胸闷咳
嗽喉痛呕吐12月中毒死亡4000死亡万115
早期
世界
著名
八
公害
事件
1948年10月26～31日美国宾夕法尼亚州诺拉镇冶炼厂排放
SO2等毒害物质气体金属微粒气候反常情况聚集山
谷中积存散毒害物质附着悬浮颗粒物严重污染
气5911发病17丧生
诺
拉
烟
雾
事
件116
早期
世界
著名
八
公害
事件
19551972年神通川
流域河岸出现种怪病
症状初始腰背手脚
等关节疼痛遍全
身针刺般痛感数年
骨骼严重畸形骨脆易折
甚轻微活动咳嗽
引起发性病理骨折
衰弱疼痛死患者280
死亡34
排放含镉废水污染水体稻米含镉居民长
期饮受镉污染河水食含镉稻米致镉体蓄
积中毒致病117
早期
世界
著名
八
公害
事件
1956年日九州水俣食含甲基汞鱼甲基汞通鱼虾进入
体肠胃吸收侵害脑部身体部分进入脑部甲基汞会脑
萎缩侵害神细胞破坏掌握身体衡脑知觉系统统计
数十万食水俣湾中甲基汞污染鱼虾患者180死亡50118
早期
世界
著名
八
公害
事件
1968年日九州爱知县等23县食含氯联苯
（PCBs）米糠油
米糠油时间
眼皮肿出汗全身红疙瘩
恶心呕吐肺功降甚
死亡患者5000死亡16年
世界
瞩目
7
起严
重公
害事
件
（1）意利塞维索化学污染事1976年7月10日意利北部塞维索区家农药厂爆炸导
致剧毒化学品二恶英污染许中毒附居民迫迁走年畸形出生率
增加
（2）美国三里岛核电站泄露事次事发生1979年3月28日直接济损失达10亿美元
（3）墨西哥液化气爆炸事1984年11月19日墨西哥国家石油公司属液化气供应中心
发生爆炸死亡1000伤4003万家
（4）印度博帕尔农药泄漏事1984年12月3日美国联合碳化物公司设博帕尔市农药厂
剧毒化学品异氰酸甲酯罐爆裂外泄受害数20万死亡3000
（5）原苏联切尔诺贝利核电站泄露事1986年4月26日位基辅区切尔诺贝利核电站四号
反应堆爆炸造成重放射性污染周围十万居民疏散伤数百死亡31
（6）莱茵河污染事1986年11月1日瑞士巴塞赞德兹化学公司仓库起火量毒化学
品灭火水流进莱茵河造成西欧10年污染事
（7）海湾战争造成环境污染1991年海湾战争历时42天期间油井火昼夜燃烧迄
历史石油火灾海洋石油污染事类历史严重次环境污染污染程
度超切尔诺贝利核电站发生核泄漏事次战争造成环境污染灾难性已世界
带影响
年全世界均年约发生200起严重公害事件
类
面
环
境问
题
1气污染
污染物SO2NO2
COO3PM10PM25
类
面
环
境问
题
2臭氧层破坏
1998年9月报道南极空
臭氧空洞面积
2720*104km2南极陆
面积1倍
臭氧层耗散导致：
皮肤癌
白障
类
面
环
境问
题
3酸雨
世界国皆程
度酸雨侵袭
国酸雨覆盖率国
土面积计已40
半数城市受
酸雨害
类
面
环
境问
题
4水体污染水资源短缺
国属贫水国家
均占水量251km3a
低世界数国家
水质恶化水资源更趋
紧张
世界范围已确定
存饮水中机污
染物达1100种年
少1500万死水
污染引起疾病
类
面
环
境问
题
5土荒漠化
全球196*108hm2
土正趋荒漠化
25亿直接受害
国风蚀荒漠化
土面积达
33*104hm2
土退化导致：
● 沙尘暴健康危害：呼吸系统疾病沙漠肺综合症心血
系统疾病患病死亡率增加
● 水土流失土壤营养物流失
类
面
环
境问
题
6固体废物污染
类
面
环
境问
题
7全球变暖
●北极海冰区域约10
年收缩9
●海面世纪均升
1020厘米
类
面
环
境问
题
8绿色屏障锐减
9物种减少
10海洋污染环境问题
二环境化学
化学环境
什环境化学
元素球化学循环
第节 环境化学129
化学环境
化学工业发展类带福祉目前日常生活工
农业生产化学品已达100000种没化学品
没繁荣球
没农药会粮食高产球支撑
庞口
种药物帮助类战胜疾病青霉素类寿命出
现第二次飞跃均增加20岁
类度赖化学品化学品生产
废弃化学品程中疏理化学品成环境污染
罪魁祸首
难降解机氯农药具良性工业品
证明功造成寂静春天
类活动程中意识产生副产物燃烧产
生环芳烃二噁英饮水消毒产生副产物等• 1928年英国细菌学家弗莱明发现青
霉素1940年牛津学病理学家弗
洛里病理化学家钱恩合成青霉素
三获1945年诺贝尔生理学医学奖
青霉素成功合成带动药物合成革命
青霉素廉价效抗
生素抗生素滥造成环
境积累生态系统产生危害
•1945年瑞士化学家穆勒发明合成
DDT 够效杀死蚊虫控制疟疾
蔓延穆勒1948年荣获诺贝尔生
理医学奖发现包括DDT
机氯农药难降解生物体富
集着食物链放危害类生态
系统健康131
早期
世界
著名
八
公害
事件
（1）利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件
（2）美国洛杉矶光化学烟雾事件
（3）诺拉烟雾事件
（4）伦敦烟雾事件
（5）四日市哮喘事件
（6）痛痛病事件
（7）水俣病事件
（8）米糠油事件
年环境问题
二环境化学
化学环境
什环境化学
元素球化学循环
第节 环境化学
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
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春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题1定义：
环境化学门研究害化学物
质环境介质中存化学特性
行效应控制化学原理方
法科学SO2
SO2+12O2+H2O→H2SO4
H2SO4 Acid
precipitationS (in coal)+O2→SO2
H2SO4
From Environmental Chemistry SE
Manahan CRC Press 20041 掌握气基性质组成污染物源汇气中气相反应液相反应
气颗粒物性质等基概念基原理解酸雨温室效应臭氧层破坏等全球关注
气问题
2 掌握天然水体组成性质溶解沉淀氧化原配合作固液界面间相互作
等基原理环境化学中应解毒难降解污染物环境行趋模式
3 掌握土壤理化性质重金属氮磷营养物质土壤环境中迁移积累
机农药等污染物土壤中降解途径解环境条件变化污染物土壤中迁移转化影
响
4解化学物质生物体转运代谢化学物质联合作化学物质引起致突变
致畸致癌作基原理利机物结构致癌作关系预测化学物质致癌性等
5掌握金属形态生物效性污染物微生物转化化学物质生物吸收生物浓缩机理
体健康影响
6解微生物修复植物修复化学氧化技术
教学求2 研究容
● 害物质环境中存浓度水形态
● 潜害物质源环境介质中介质间环境化学行
● 害物质环境生态系统体健康产生效应机制风险性
● 害物质已造成影响缓解消防止产生危害方法途径
3研究特点
● 微观研究宏观：原子分子水研究宏观环境圈层中环境现象变化
机制
● 研究象复杂：源天然源处环境开放体系
种环境素时相互作研究需学科结合
● 物质水低：mgkg（ppm 106）)ugkg（ppb 109）甚（ppt 1012）
4 核心：
研究化学污染物环境介质中迁移转化137
5 发展方
●环境污染化学
研究化学污染物气水体土壤环境中形成迁移转化趋
程中化学行生态效应
●气环境化学：
研究象涉气颗粒物酸沉降气机物痕量气体臭氧耗损
全球气候变暖等空间尺度室空气城市区域环境远距离全
球
●水环境化学
研究河流湖泊水库次河口海湾海海域水污染集中研究
水体界面化学程金属形态转化动力学程机物化学降解程机物
化学降解程金属准金属甲基化等方面
●土壤环境化学
研究农化学品土壤环境中迁移转化趋土壤体健康影响
包括：机污染物土壤中降解土壤中温室气体释放污染物固液界面
化学程土壤污染化学生物修复等容
●环境生态化学
研究农化学品生态系统中产生效应化学程稀土农环境化学行
生态安全等138
6 分支学科
分支学科 研究领域
环境分析化学
环境机分析化学
环境机分析化学
环境中化学物质形态分析
圈层环境化学
气环境化学
水环境化学
土壤环境化学
复合污染物介质环境行
污染（环境）生态化学
化学污染物生态毒理学研究
环境污染陆生态系统影响
环境污染水生生态系统影响
化学物质生态风险评价
环境理化学
环境界面化学
定量结构活性相关研究
环境污染预测模型
污染控制化学
气污染控制
水污染控制
固体废物污染控制资源化
绿色化学清洁生产害化合物 环境系统
数学模型
重环境程 (运输混合等) 相关特性(温度
pH土壤组成光强度风速微生物活性)
表征
环境系统中害化合物概念模型
定量描述害化合物考虑环境系统中命运
测定关化合物性
质反应活性
回答问题
输入数
环
境
化
学
研
究
思
路140
环
境
圈
层
包含气圈水圈岩石圈圈层然环境生物圈代表生
态环境组成球环境系统反映类生产生活技术活动类生活
圈形成彼相互间存错综复杂关系综合体系Thermosphere
气圈
0
20
40
60
80
100
160 200 240 280
高度
km
TK
气温度垂直分布
热层
中间层
流层
流层气中水
冰雪 类生活市政
工业水
气中云雾降水中水
生物圈中水
海洋水
表淡水
井水
含水层中水
水圈构成
Water in the geosphere
Groundwater in aquifers
水
圈
水循环1012 LdO2 CO2
CO2 +H2O + h→{CH2O} + O2
变温层 光解
相较高溶解O2 化学物质氧化态存
温跃层
均温层
相较低溶解O2 化学物质原态存
沉积物进行物质交换
湖泊分层
水体分层
From Environmental Chemistry SE
Manahan CRC Press 2004
水
圈144
沉积物水
环境污染物
汇深度
沉积物反映
年代污染
着水环境
改善污染沉
积物成水
污染源
滇池沉积物
中磷释放
滇池水体富营养
化作
From Environmental Organic Chemistry RP Schwarzenbach
WileyInterscience 2003土 壤
土 壤
干湿
沉降
挥发
扬尘
陆生食物链
垃圾填埋场
储油罐
农药
流失
吸附
水
水
吸
附
解
吸
重金属形态
程
机污染物
微生物降解
水解等程
吸收摄取
土
壤
圈环境问题
二环境化学
化学环境
什环境化学
元素球化学循环
第节 环境化学
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题
单击处添加标题
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题三 元素球化学循环 1 氧循环气中CO2
溶解性机碳
HCO3
－
溶性机碳
CaCO3
CaCO3• MgCO3
固定机碳（CH2O）
异型生物质碳
固定机烃类
（CxH2x ）油母页
岩
2碳循环
生物降解 光合作 溶解作化学程
化学沉淀作
机碳结合
微生物外壳生物球
化学程
石油原料生产
异型生物质
溶解CO2溶
解（解离）作类活动圈
NH3HNO3NONO2
机硝酸盐机氮化合物
生物圈
生物结合氮蛋白质中
氨基（ —NH2）氮
气圈
N2N2O痕量
NONO2HNO3
NH4NO3
水圈岩石圈
溶解NO3
－NH4
＋
死生物质化石燃料中
机结合氮
3氮循环
化肥含
氮污染物
N2固定
NH3 污染物排
放NO
NO2
采矿
硝
酸盐
沉
降溶
解NH4
＋
NO3
－
微生物
演化释
放N2
N2O
NH3
分子N2
固定
作
氨基
氮
化肥
NO3
－
分解
产生
NH4
＋
NO3
－4 磷循环
溶性机磷酸盐HPO4
2—
H2PO4
—聚磷酸盐
化肥径流废水
洗涤剂废物
溶性机磷酸盐Ca5
(OH)(PO4) 3磷酸铁
异型生物质机
磷酸盐
生物磷核酸
ADPATP
沉积物中生物机机磷酸盐
生物体
化作
生物降解
溶解
沉淀作151
5 硫循环 气中硫SO2H2SH2SO4(CH3)2S
溶溶形式机SO4
2—
元素硫S
生物硫包
括—SH H2S金属硫化物FeS
微生物产生分子中机
硫—SHR—S—R族
异型生物质杀
虫剂中 P S
微生物
代谢
生物降解
硫化物氧化
硫酸根原
S氧化
生命体
化作
H2S氧化
分解
气中硫物种环境圈层中硫物种相
互转化2
环境污染物环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物（1）定义
环境污染物：环境化学研究象指进入环境
环境正常组分性质发生直接间接害类
变化物质部分污染物类生产生活活动产生
（2）分类
●受污染物影响环境素
●污染物形态
●污染物性质
●类社会功
●化学组分分类环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物156
（）重金属
元素周期表中二十二非金属元素（包括
惰性元素）余全金属元素（包括渡元
素）环境学毒理学意义重金属包
括汞镉铅锌铜钴镍钡锡锑等
毒性角度通常砷铍锂硒硼铝等
包括
141157
重金属废水传统生物
处理程效赖
专门分离技术：离子交
换（电）化学沉淀吸
附膜分离
重金属污染土壤修复
稀释法
相转移：洗植物修复
电动力学热解析
形态转化固定化价态转
化
阳极 阴极
+ −
土壤颗粒
土壤颗粒
土壤颗粒
土壤颗粒
−＋
＋
＋
＋
＋−− −
−
+
+
+
+
+
+
+
+
+
阳极 阴极
+ −
土壤颗粒
土壤颗粒
土壤颗粒
土壤颗粒
−−＋＋
＋＋
＋＋
＋＋
＋＋−−−− −−
−−
++
++
++
++
++
++
++
++
++158
● 水环境：吸附 解吸溶解 沉淀氧化 原
配合胶体结合态
● 土壤环境：水溶态交换态碳酸盐结合态金
属氧化物结合态机物结合态硫化物结合态
残渣态等
●金属机污染物：机汞机锡机砷机
硒
2 形态
价态结合状态等形态
① 铝家餐具材料铝离子穿血脑
屏障进入脑组织 引起痴呆等严重果
② 铜铅锌离子态毒性远远配合态
配合物愈稳定毒性愈低
③ 金属机态毒性机态毒性
④ 价态毒性铬（Ⅵ）毒性铬
（Ⅲ）亚砷酸盐毒性砷酸盐60倍
⑤ 价态配合力土壤中腐殖酸固定程
度生态系统威胁转变铅
（Ⅱ）移动性远远铅（Ⅳ）
形态研究意义160
3 路易斯软硬酸碱理
➢ 半径电荷量高者较高电负性极化度：硬离子化
➢ 半径电荷量者较电负性极化度：软价键
◆路易斯硬酸：H+Na+K+Be2+Mg2+Ca2+Mn2+Al3+
Cr3+Fe3+As3+
◆Intermediate：Co2+Fe2+Ni2+Cu2+Zn2+Pb2+
◆路易斯软酸：Cu+Ag+Hg2
2+Pd2+Cd2+Hg2+CH3Hg+
◆路易斯硬碱：H2OOHFClPO4
3SO4
2CO3
2O2
◆Intermediate：BrNO2
SO3
2
◆路易斯软碱：SHS2RSCNSCNR2SRSHRS
构成然圈层岩石成分
重金属生物分子结合产生毒性机制环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物162
水中NPCO微量元素FeMnZn
湖泊等水体中生物必需元素营养元素丰富水体通
光合作产生量植物生命体构成水生态系统
初级生产力营养元素剩时导致藻类疯长
引起系列水环境问题——水体富营养化
（二）营养元素
2007年太湖蓝藻暴发
水
葫
芦
成
灾
害163
全国水体富营养化趋势加重
中国水域水质等级变化中华民国环境保护部制定水质标准
水域 20世纪60
年代
20世纪70
年代
20世纪80
年代
20世纪90
年代 现 污染物
滇池 (草海) Ⅱ Ⅲ Ⅴ 劣Ⅴ 劣Ⅴ 总氮总磷
滇池 (外海) Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ 总氮总磷
太湖 Ⅰ~Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅳ~Ⅴ 劣Ⅴ 总氮总磷
巢湖 水质尚 Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ 总氮总磷
洪泽湖 水质尚 中~富营养化 富营养化 总氮总磷
洞庭湖 水质尚 贫~中营养化 富营养化 总氮总磷
鄱阳湖 水质尚 中营养化 富营养化 总氮总磷
三峡库区 水质尚 富营养化 总氮总磷164
化肥度成水体营养元素污染原
中国世界国家区耕化肥量较
1978－1999年国化肥量变化情况
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
年 份
化肥量（纯量）
10
4
t
kghm2 中国 美国 欧洲 德国 东亚东南亚
含氮化肥
量 190 58 48 120 86
含磷化肥
量 71 23 16 24 67◼ 固氮：气态氮转化铵根离子
◼ 硝化：铵根离子转化硝酸盐
◼ 反硝化：硝酸盐亚硝酸盐转化氮气
NH4
+—N2 —N2O —NO —NO2
—NO2 —NO3
固氮 反硝化
氮具复杂形态生物球化学程
硝 化◼ pE < 5时NH4
+氮形态
◼ pE5 ~ 7时NO2
形态
◼ pE > 7时NO3
形态
水土环境中机氮形态分布
lg
c
pE167
陆生生态系统中氮循环168
气中机氮氧化物转化环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物数元素 碳氢氧氮硫磷卤素
（氟氯溴碘）等通价键组成
（三）机污染物
1 基特性
电负性
成键
● 单键：饱键
● 双键三键：饱键
● 离域键：芳香结构
● 氢键171
2环境机化合物分类
(1) 碳氢化合物
① BTEX
苯
甲苯
乙苯
三二甲苯异构体
邻 间
BTEX化合物汽油中重组分
广泛作溶剂化合物土壤
水中常见污染物尤苯具
高毒性化合物引发
关土壤水修复领域研究
乙苯 邻间
二甲苯
苯 甲苯
乙苯 邻间
二甲苯172
② 环芳烃
环芳烃类污染物环境中源包括化石燃料（汽油
石油煤）燃烧森林火矿物油（事性直接输入）
木材防腐剂杂酚类化合物应等
[a]173
（2）机卤化物
惰性燃气体液体固体稳定理化性质 典型例子包括
氯代含碳两碳化合物物质量巨（年达数
十万吨数百万吨）作气溶胶喷射剂制冷剂塑料窗体发
泡剂麻醉剂种途溶剂等物质流层中具
高挥发性强持久性尤氟烃氟氯烃（FCsCFCs称氟利
昂）导致流层层臭氧耗竭够造成全球气候变暖
受广泛关注物质正分含氢氟烃氯氟烃（HFCs
HCFCs）等取代者半衰期
F 氟 Cl 氯
Br 溴 I 碘
① 氟氯烃174
② 机氯溶剂
Compound Name（s） Formula Major Use
Dichlorodifluoromethane
(CFC12)
CCl2F2
Aerosol propellants refrigerants
(domestic automobile air
conditioning) flowing agents for
plastic foams etc
Trichlorofluoromethane
(CFC11)
CCl3F
Chlorodifluoromethane
(HCFC22)
CHClF2
1112Tetrafluoroethane
(HCFC134a)
F3C—CH2F
11Dichloro1fluoroethane
(HCFC141b)
Cl2FC—CH3
Dichloromethane
(Methylene chloride)
CH2Cl2 solvent
Trichloroethene
(Trichloroethylene TRI)
ClHCCCl2 solvent
Tetrachloroethene
(Tetrachloroethylene
Perchloroethylene PER)
Cl2CCCl2 solvent
111Trichloroethane Cl3C—CCl3 solvent
Examples of Important Industrially Product C1 and C2 Halocarbons③ 机氯农药
175
DDT Methoxychlor
DieldrinEndrin Chlordane Aldrin
123456Hexachloro
cyclohexane gamma
isomer (Lindane)
C
CCl Cl
Cl
Cl
H
Cl C
CCl Cl
Cl
H
H3CO OCH3
O Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
CH
H
H3C
H3C(Cl)x
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl H
H
H
H
H
H
Heptachlor Toxaphene
甲氧DDT
艾氏剂氯 丹(异)狄氏剂
七氯 毒杀芬
林 丹
草剂杀虫剂176
④氯联苯（PCBs）
迄止PCBsPCTs产量超100 万t物质广泛作蜡
印墨油漆颜料电容器绝缘液变压器散热剂液压机液
体传热液体润滑油增塑剂阻燃剂等物质生产储存时
尤处置进入环境然PCBsPCTs国家已禁止严
格限制生产环境中然处
氯联苯209系物
氯三联苯（PCTs）8149系物
Clm Cln
Clm
Clk Cln
氯联苯 氯三联苯
（PCBs209系物） （PCTs 8149系物）⑤ 消毒副产物
废水饮水中氯进行消毒造纸厂漂白工艺等会产
生已知未知氯代化合物进入环境例三卤代甲烷
化合物氯代化合物中较重类中包括CHCl3
CHBrCl2CHBr2ClCHBr3等
⑥ 二噁英 （PCDDFs）
工业程垃圾燃烧副产物特焚烧氯含量高废物焚
烧温度低800 ℃ 时存金属铁铜等催化条件二噁英会
量产生
氯代二苯二噁英（PCDDs）（135异构体） 氯代二苯呋喃（PCDFs）（75异构体）
pp178
氧具高电负性（35）氢原子碳原子氮原子
磷原子硫原子形成极性价键增加化合物溶解性反应活
性
（3） 含氧官团
① 醇酚醚
－OH官团特性：
• 形成氢键
•R－OH基团水溶液中会发生解离相弱酸
• 酚类化合物容易氧化形成稳定基② 羧酸酯
邻苯二甲酸酯类物质作增塑剂塑料中游离态存
非常容易释放全球年产量超100万t
COOR1
COOR2
R异基丁基甲基等
着侧链延长溶解性减
弱生物富集性增加降
解性减弱
疑似致癌物
疑似分泌干扰物180
① 氨基 （NH2）
– 氨基会参氢键形成
– 氨基弱碱水溶液中获质子形成铵根离子
– 氨基作电子供体
– 作抗氧化剂
②硝基
– 硝基具强吸电子性质
– 硝基具强氧化性
（4）含氮官团
NO2
NO2
O2N
CH3
246三硝基甲苯
TNT第二次世界战期间炸药181
③偶氮（—NN—）
④含氮草剂
三嗪类 triazine herbicide 双吡啶类 bipyridilium herbicide
阿特拉津 atrazine 敌草快 diquat
目前止70染料
偶氮结构基础偶
氮染料降解产生具致
癌作芳香胺
国家禁182
（5）含硫官团
机分子中硫具氧化态（2 +6）硫原
子周围环绕10电子（亚砜）甚12电子（砜磺酸
衍生物）种力够发生族元素氧发生
氧化原反应硫氧间外重区硫电负性
（25）氧参形成氢键力弱
含氧化态硫原子官团中重芳香族磺酸基
团例线性烷基苯磺酸盐作阴离子表面活性剂LAS生
产应量年200万t磺酰胺类药物类抗菌
剂
LAS 磺胺嘧啶药物 磺基脲草剂
R＝C10 C13183
（6） 含磷官团
● 理然磷氮样具氧化态（3 +5）环
境相关化学物质中磷原子氧化态出现+3+5
● 途：农药增塑剂阻燃剂化学武器沙林
O P O
O
O
三苯基磷酸盐
增塑剂阻燃剂
S
O
马拉硫磷
杀虫剂杀螨剂
O P O
CH2
CH3
NO2CH3CH2POPs ：Persistent Organic Pollutants
判定标准
• 高持久性
• 高生物蓄积性
• 高毒性
• 半挥发性 全球迁移
• 远距离区域化学品测定
• 生物效性
• 社会 济素185
首批POPs名单
滴滴涕 DDT
狄氏剂 dieldrin
异狄氏剂 endrin
艾氏剂 aldrin
氯丹 chlordane
七氯 heptachlor
六氯苯 hexachlorobenzene (HCB)
灭蚁灵 mirex
毒杀芬 camphechlor
氯联苯 polychlorinated biphenyls (PCBs)
二噁英 dioxins
呋喃 furans
2001年斯德哥尔摩公约
2005年国生效186
2009年5月第四次缔约国会新增9种POPs
林丹（六氯环烷）
六氯环烷
六氯环烷
商五溴联苯醚
商六溴代二苯
开蓬 Kepone名 Chlordecone
中文全称：十氯代八氢亚甲基环丁异[cd]戊搭烯2酮
商八溴联苯醚
五氯苯
PFOS全氟辛磺酸新型污染物
药物护理品溴代物氟代物等新型污染物
PPCPs（Pharmaceutics and Personal Care Products）环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物二环境效应影响素
然程类生产生活活动会环境造成污染
破坏导致环境系统结构功发生变化称
环境效应
般环境变化性质划分分
环境物理效应
环境化学效应
环境生物效应
物理作引起环境效应噪声
面沉降热岛效应温室效应等
种环境素影响物质间发生化学反应
产生环境效应酸雨湖泊土壤酸化
臭氧层破坏光化学烟雾水污染
环境素变化导致生态系统变异产生
果型水利工程破坏水生生物回
游途径影响繁殖量工业废水排
放水生生物毒性效应环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物三环境污染物圈层迁移转化程简介
迁移程：污染物环境中发生空间位移极引
起富积分散消失程污染物迁移
迁移方式：
●机械迁移：运移（富集分散）
●物理化学迁移 溶解沉淀氧化原水解配位螯合
吸附解吸等作实现迁移机污染物通化学分解
光分解生物分解进行迁移
●生物迁移：生物体吸收代谢生长死亡通食物
链传递产生放积累等作实现迁移三环境污染物圈层迁移转化程简介
转化程：
污染物环境中通物理化学生物作改变存
形态转变种物质程
方式：
物理程 蒸发渗透凝聚吸附放射元素蜕变等
化学程：氧化原水解配位螯合光化学氧化等
生物程：生物体吸收生物代谢等
污染物迁移转化相伴进行超越圈层界限实现
介质迁移转化形成循环：汞环境中迁移转化汞环境中迁移转化程
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考勤 作业 笔记 期末考试成绩
10 20 10 60参考教材
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1环境化学燧源金云云方编著华东理工学出
版社2000年12月第3版
2环境化学王晓蓉编著 南京学出版社1993年11月第
1版
3环境化学教程邓南圣吴峰编著武汉学出版社
2000年1月第1版
4环境化学陶秀成编高等教育出版社2002年
5Environmental Chemistry (seventh edition) SE Manahan
Lewis Publishers
6环境化学教程刘兆荣陈忠明化学工业出版社2003年1月
7环境水化学魏振枢化学工业出版社2002年7月
8水化学王凯雄化学工业出版社2001年5月
9Chemistry of the Environment Thomas G Spiro William M
Stigliani 清华学出版社（影印版） 2003年7月 1 掌握气基性质组成污染物源汇气中气相反应液相反应
气颗粒物性质等基概念基原理解酸雨温室效应臭氧层破坏等全球关注
气问题
2 掌握天然水体组成性质溶解沉淀氧化原配合作固液界面间相互作
等基原理环境化学中应解毒难降解污染物环境行趋模式
3 掌握土壤理化性质重金属氮磷营养物质土壤环境中迁移积累
机农药等污染物土壤中降解途径解环境条件变化污染物土壤中迁移转化影
响
4解化学物质生物体转运代谢化学物质联合作化学物质引起致突变
致畸致癌作基原理利机物结构致癌作关系预测化学物质致癌性等
5掌握金属形态生物效性污染物微生物转化化学物质生物吸收生物浓缩机理
体健康影响
6解微生物修复植物修复化学氧化技术
教学求环境化学1
环境污染物2
第章 绪容提重点求
章简介绍环境化学解决环境问题
位作研究容特点发展
动环境污染物类环境
圈层中迁移转化程求掌握现代环境
问题认识发展环境化学提出务明
确学环境化学课程目1
环境化学环境问题
二环境化学
化学环境
什环境化学
元素球化学循环
第节 环境化学
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环境问题：指然力类活动导致全球环境区域环
境中出现利类生存社会发展种现象包括
切形式环境恶化生物圈切利影响
分类：
原生环境问题：然力引发称第类环境问题火山喷发
震洪灾等
次生环境问题：类生产生活引起生态破坏环境污染反
危类生存发展现象称第二类环境问题包括：
环境污染生态破坏目前环境问题般次生环境问题110
生态破坏：类活动直接作然生态系统造成生态系统
生产力显著减少机构显著该变草原退化物种灭绝水
土流失等
环境污染：类活动产生副产品废物进入环境环境
中扩散迁移转化环境系统结构功发生变化生态
系统产生系列干扰侵害水污染气污染酸雨臭氧
层破坏海洋污染等等具体说：环境污染指害物质
气水土壤动植物污染达害程度111
早期
世界
著名
八
公害
事件
（1）利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件
（2）美国洛杉矶光化学烟雾事件
（3）诺拉烟雾事件
（4）伦敦烟雾事件
（5）四日市哮喘事件
（6）痛痛病事件
（7）水俣病事件
（8）米糠油事件
年112
早期
世界
著名
八
公害
事件 1930年12月（冬季）利时马斯(Meuse)河谷出现严重雾天气
河谷工业区千发生呼吸道疾病症状表现胸疼咳嗽流泪咽痛
声嘶恶心呕吐呼吸困难等星期60死亡二氧化硫
致害物质早期
世界
著名
八
公害
事件 1943年美国洛杉矶汽车尾气工业排放废气中碳氢化合物氮氧化物强烈
阳光紫外线射发生光化学反应形成光化学烟雾眼睛发红咽喉疼痛呼
吸憋闷头昏头痛般发生湿度低气温24℃32℃度夏季晴天中午午114
早期
世界
著名
八
公害
事件
1952 年 11 月 12 月初伦敦出现异常低温居民取暖
家中量烧煤煤烟便烟囱排放出聚集伦敦空粉尘
中Fe2O3SO2转变成硫酸附着烟尘吸入肺部导致胸闷咳
嗽喉痛呕吐12月中毒死亡4000死亡万115
早期
世界
著名
八
公害
事件
1948年10月26～31日美国宾夕法尼亚州诺拉镇冶炼厂排放
SO2等毒害物质气体金属微粒气候反常情况聚集山
谷中积存散毒害物质附着悬浮颗粒物严重污染
气5911发病17丧生
诺
拉
烟
雾
事
件116
早期
世界
著名
八
公害
事件
19551972年神通川
流域河岸出现种怪病
症状初始腰背手脚
等关节疼痛遍全
身针刺般痛感数年
骨骼严重畸形骨脆易折
甚轻微活动咳嗽
引起发性病理骨折
衰弱疼痛死患者280
死亡34
排放含镉废水污染水体稻米含镉居民长
期饮受镉污染河水食含镉稻米致镉体蓄
积中毒致病117
早期
世界
著名
八
公害
事件
1956年日九州水俣食含甲基汞鱼甲基汞通鱼虾进入
体肠胃吸收侵害脑部身体部分进入脑部甲基汞会脑
萎缩侵害神细胞破坏掌握身体衡脑知觉系统统计
数十万食水俣湾中甲基汞污染鱼虾患者180死亡50118
早期
世界
著名
八
公害
事件
1968年日九州爱知县等23县食含氯联苯
（PCBs）米糠油
米糠油时间
眼皮肿出汗全身红疙瘩
恶心呕吐肺功降甚
死亡患者5000死亡16年
世界
瞩目
7
起严
重公
害事
件
（1）意利塞维索化学污染事1976年7月10日意利北部塞维索区家农药厂爆炸导
致剧毒化学品二恶英污染许中毒附居民迫迁走年畸形出生率
增加
（2）美国三里岛核电站泄露事次事发生1979年3月28日直接济损失达10亿美元
（3）墨西哥液化气爆炸事1984年11月19日墨西哥国家石油公司属液化气供应中心
发生爆炸死亡1000伤4003万家
（4）印度博帕尔农药泄漏事1984年12月3日美国联合碳化物公司设博帕尔市农药厂
剧毒化学品异氰酸甲酯罐爆裂外泄受害数20万死亡3000
（5）原苏联切尔诺贝利核电站泄露事1986年4月26日位基辅区切尔诺贝利核电站四号
反应堆爆炸造成重放射性污染周围十万居民疏散伤数百死亡31
（6）莱茵河污染事1986年11月1日瑞士巴塞赞德兹化学公司仓库起火量毒化学
品灭火水流进莱茵河造成西欧10年污染事
（7）海湾战争造成环境污染1991年海湾战争历时42天期间油井火昼夜燃烧迄
历史石油火灾海洋石油污染事类历史严重次环境污染污染程
度超切尔诺贝利核电站发生核泄漏事次战争造成环境污染灾难性已世界
带影响
年全世界均年约发生200起严重公害事件
类
面
环
境问
题
1气污染
污染物SO2NO2
COO3PM10PM25
类
面
环
境问
题
2臭氧层破坏
1998年9月报道南极空
臭氧空洞面积
2720*104km2南极陆
面积1倍
臭氧层耗散导致：
皮肤癌
白障
类
面
环
境问
题
3酸雨
世界国皆程
度酸雨侵袭
国酸雨覆盖率国
土面积计已40
半数城市受
酸雨害
类
面
环
境问
题
4水体污染水资源短缺
国属贫水国家
均占水量251km3a
低世界数国家
水质恶化水资源更趋
紧张
世界范围已确定
存饮水中机污
染物达1100种年
少1500万死水
污染引起疾病
类
面
环
境问
题
5土荒漠化
全球196*108hm2
土正趋荒漠化
25亿直接受害
国风蚀荒漠化
土面积达
33*104hm2
土退化导致：
● 沙尘暴健康危害：呼吸系统疾病沙漠肺综合症心血
系统疾病患病死亡率增加
● 水土流失土壤营养物流失
类
面
环
境问
题
6固体废物污染
类
面
环
境问
题
7全球变暖
●北极海冰区域约10
年收缩9
●海面世纪均升
1020厘米
类
面
环
境问
题
8绿色屏障锐减
9物种减少
10海洋污染环境问题
二环境化学
化学环境
什环境化学
元素球化学循环
第节 环境化学129
化学环境
化学工业发展类带福祉目前日常生活工
农业生产化学品已达100000种没化学品
没繁荣球
没农药会粮食高产球支撑
庞口
种药物帮助类战胜疾病青霉素类寿命出
现第二次飞跃均增加20岁
类度赖化学品化学品生产
废弃化学品程中疏理化学品成环境污染
罪魁祸首
难降解机氯农药具良性工业品
证明功造成寂静春天
类活动程中意识产生副产物燃烧产
生环芳烃二噁英饮水消毒产生副产物等• 1928年英国细菌学家弗莱明发现青
霉素1940年牛津学病理学家弗
洛里病理化学家钱恩合成青霉素
三获1945年诺贝尔生理学医学奖
青霉素成功合成带动药物合成革命
青霉素廉价效抗
生素抗生素滥造成环
境积累生态系统产生危害
•1945年瑞士化学家穆勒发明合成
DDT 够效杀死蚊虫控制疟疾
蔓延穆勒1948年荣获诺贝尔生
理医学奖发现包括DDT
机氯农药难降解生物体富
集着食物链放危害类生态
系统健康131
早期
世界
著名
八
公害
事件
（1）利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件
（2）美国洛杉矶光化学烟雾事件
（3）诺拉烟雾事件
（4）伦敦烟雾事件
（5）四日市哮喘事件
（6）痛痛病事件
（7）水俣病事件
（8）米糠油事件
年环境问题
二环境化学
化学环境
什环境化学
元素球化学循环
第节 环境化学
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单击处添加标题1定义：
环境化学门研究害化学物
质环境介质中存化学特性
行效应控制化学原理方
法科学SO2
SO2+12O2+H2O→H2SO4
H2SO4 Acid
precipitationS (in coal)+O2→SO2
H2SO4
From Environmental Chemistry SE
Manahan CRC Press 20041 掌握气基性质组成污染物源汇气中气相反应液相反应
气颗粒物性质等基概念基原理解酸雨温室效应臭氧层破坏等全球关注
气问题
2 掌握天然水体组成性质溶解沉淀氧化原配合作固液界面间相互作
等基原理环境化学中应解毒难降解污染物环境行趋模式
3 掌握土壤理化性质重金属氮磷营养物质土壤环境中迁移积累
机农药等污染物土壤中降解途径解环境条件变化污染物土壤中迁移转化影
响
4解化学物质生物体转运代谢化学物质联合作化学物质引起致突变
致畸致癌作基原理利机物结构致癌作关系预测化学物质致癌性等
5掌握金属形态生物效性污染物微生物转化化学物质生物吸收生物浓缩机理
体健康影响
6解微生物修复植物修复化学氧化技术
教学求2 研究容
● 害物质环境中存浓度水形态
● 潜害物质源环境介质中介质间环境化学行
● 害物质环境生态系统体健康产生效应机制风险性
● 害物质已造成影响缓解消防止产生危害方法途径
3研究特点
● 微观研究宏观：原子分子水研究宏观环境圈层中环境现象变化
机制
● 研究象复杂：源天然源处环境开放体系
种环境素时相互作研究需学科结合
● 物质水低：mgkg（ppm 106）)ugkg（ppb 109）甚（ppt 1012）
4 核心：
研究化学污染物环境介质中迁移转化137
5 发展方
●环境污染化学
研究化学污染物气水体土壤环境中形成迁移转化趋
程中化学行生态效应
●气环境化学：
研究象涉气颗粒物酸沉降气机物痕量气体臭氧耗损
全球气候变暖等空间尺度室空气城市区域环境远距离全
球
●水环境化学
研究河流湖泊水库次河口海湾海海域水污染集中研究
水体界面化学程金属形态转化动力学程机物化学降解程机物
化学降解程金属准金属甲基化等方面
●土壤环境化学
研究农化学品土壤环境中迁移转化趋土壤体健康影响
包括：机污染物土壤中降解土壤中温室气体释放污染物固液界面
化学程土壤污染化学生物修复等容
●环境生态化学
研究农化学品生态系统中产生效应化学程稀土农环境化学行
生态安全等138
6 分支学科
分支学科 研究领域
环境分析化学
环境机分析化学
环境机分析化学
环境中化学物质形态分析
圈层环境化学
气环境化学
水环境化学
土壤环境化学
复合污染物介质环境行
污染（环境）生态化学
化学污染物生态毒理学研究
环境污染陆生态系统影响
环境污染水生生态系统影响
化学物质生态风险评价
环境理化学
环境界面化学
定量结构活性相关研究
环境污染预测模型
污染控制化学
气污染控制
水污染控制
固体废物污染控制资源化
绿色化学清洁生产害化合物 环境系统
数学模型
重环境程 (运输混合等) 相关特性(温度
pH土壤组成光强度风速微生物活性)
表征
环境系统中害化合物概念模型
定量描述害化合物考虑环境系统中命运
测定关化合物性
质反应活性
回答问题
输入数
环
境
化
学
研
究
思
路140
环
境
圈
层
包含气圈水圈岩石圈圈层然环境生物圈代表生
态环境组成球环境系统反映类生产生活技术活动类生活
圈形成彼相互间存错综复杂关系综合体系Thermosphere
气圈
0
20
40
60
80
100
160 200 240 280
高度
km
TK
气温度垂直分布
热层
中间层
流层
流层气中水
冰雪 类生活市政
工业水
气中云雾降水中水
生物圈中水
海洋水
表淡水
井水
含水层中水
水圈构成
Water in the geosphere
Groundwater in aquifers
水
圈
水循环1012 LdO2 CO2
CO2 +H2O + h→{CH2O} + O2
变温层 光解
相较高溶解O2 化学物质氧化态存
温跃层
均温层
相较低溶解O2 化学物质原态存
沉积物进行物质交换
湖泊分层
水体分层
From Environmental Chemistry SE
Manahan CRC Press 2004
水
圈144
沉积物水
环境污染物
汇深度
沉积物反映
年代污染
着水环境
改善污染沉
积物成水
污染源
滇池沉积物
中磷释放
滇池水体富营养
化作
From Environmental Organic Chemistry RP Schwarzenbach
WileyInterscience 2003土 壤
土 壤
干湿
沉降
挥发
扬尘
陆生食物链
垃圾填埋场
储油罐
农药
流失
吸附
水
水
吸
附
解
吸
重金属形态
程
机污染物
微生物降解
水解等程
吸收摄取
土
壤
圈环境问题
二环境化学
化学环境
什环境化学
元素球化学循环
第节 环境化学
春种粒粟秋收万颗籽点
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贯追求
单击处添加标题
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题
单击处添加标题
春种粒粟秋收万颗籽点
滴进步成价值
贯追求
单击处添加标题三 元素球化学循环 1 氧循环气中CO2
溶解性机碳
HCO3
－
溶性机碳
CaCO3
CaCO3• MgCO3
固定机碳（CH2O）
异型生物质碳
固定机烃类
（CxH2x ）油母页
岩
2碳循环
生物降解 光合作 溶解作化学程
化学沉淀作
机碳结合
微生物外壳生物球
化学程
石油原料生产
异型生物质
溶解CO2溶
解（解离）作类活动圈
NH3HNO3NONO2
机硝酸盐机氮化合物
生物圈
生物结合氮蛋白质中
氨基（ —NH2）氮
气圈
N2N2O痕量
NONO2HNO3
NH4NO3
水圈岩石圈
溶解NO3
－NH4
＋
死生物质化石燃料中
机结合氮
3氮循环
化肥含
氮污染物
N2固定
NH3 污染物排
放NO
NO2
采矿
硝
酸盐
沉
降溶
解NH4
＋
NO3
－
微生物
演化释
放N2
N2O
NH3
分子N2
固定
作
氨基
氮
化肥
NO3
－
分解
产生
NH4
＋
NO3
－4 磷循环
溶性机磷酸盐HPO4
2—
H2PO4
—聚磷酸盐
化肥径流废水
洗涤剂废物
溶性机磷酸盐Ca5
(OH)(PO4) 3磷酸铁
异型生物质机
磷酸盐
生物磷核酸
ADPATP
沉积物中生物机机磷酸盐
生物体
化作
生物降解
溶解
沉淀作151
5 硫循环 气中硫SO2H2SH2SO4(CH3)2S
溶溶形式机SO4
2—
元素硫S
生物硫包
括—SH H2S金属硫化物FeS
微生物产生分子中机
硫—SHR—S—R族
异型生物质杀
虫剂中 P S
微生物
代谢
生物降解
硫化物氧化
硫酸根原
S氧化
生命体
化作
H2S氧化
分解
气中硫物种环境圈层中硫物种相
互转化2
环境污染物环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物（1）定义
环境污染物：环境化学研究象指进入环境
环境正常组分性质发生直接间接害类
变化物质部分污染物类生产生活活动产生
（2）分类
●受污染物影响环境素
●污染物形态
●污染物性质
●类社会功
●化学组分分类环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物156
（）重金属
元素周期表中二十二非金属元素（包括
惰性元素）余全金属元素（包括渡元
素）环境学毒理学意义重金属包
括汞镉铅锌铜钴镍钡锡锑等
毒性角度通常砷铍锂硒硼铝等
包括
141157
重金属废水传统生物
处理程效赖
专门分离技术：离子交
换（电）化学沉淀吸
附膜分离
重金属污染土壤修复
稀释法
相转移：洗植物修复
电动力学热解析
形态转化固定化价态转
化
阳极 阴极
+ −
土壤颗粒
土壤颗粒
土壤颗粒
土壤颗粒
−＋
＋
＋
＋
＋−− −
−
+
+
+
+
+
+
+
+
+
阳极 阴极
+ −
土壤颗粒
土壤颗粒
土壤颗粒
土壤颗粒
−−＋＋
＋＋
＋＋
＋＋
＋＋−−−− −−
−−
++
++
++
++
++
++
++
++
++158
● 水环境：吸附 解吸溶解 沉淀氧化 原
配合胶体结合态
● 土壤环境：水溶态交换态碳酸盐结合态金
属氧化物结合态机物结合态硫化物结合态
残渣态等
●金属机污染物：机汞机锡机砷机
硒
2 形态
价态结合状态等形态
① 铝家餐具材料铝离子穿血脑
屏障进入脑组织 引起痴呆等严重果
② 铜铅锌离子态毒性远远配合态
配合物愈稳定毒性愈低
③ 金属机态毒性机态毒性
④ 价态毒性铬（Ⅵ）毒性铬
（Ⅲ）亚砷酸盐毒性砷酸盐60倍
⑤ 价态配合力土壤中腐殖酸固定程
度生态系统威胁转变铅
（Ⅱ）移动性远远铅（Ⅳ）
形态研究意义160
3 路易斯软硬酸碱理
➢ 半径电荷量高者较高电负性极化度：硬离子化
➢ 半径电荷量者较电负性极化度：软价键
◆路易斯硬酸：H+Na+K+Be2+Mg2+Ca2+Mn2+Al3+
Cr3+Fe3+As3+
◆Intermediate：Co2+Fe2+Ni2+Cu2+Zn2+Pb2+
◆路易斯软酸：Cu+Ag+Hg2
2+Pd2+Cd2+Hg2+CH3Hg+
◆路易斯硬碱：H2OOHFClPO4
3SO4
2CO3
2O2
◆Intermediate：BrNO2
SO3
2
◆路易斯软碱：SHS2RSCNSCNR2SRSHRS
构成然圈层岩石成分
重金属生物分子结合产生毒性机制环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物162
水中NPCO微量元素FeMnZn
湖泊等水体中生物必需元素营养元素丰富水体通
光合作产生量植物生命体构成水生态系统
初级生产力营养元素剩时导致藻类疯长
引起系列水环境问题——水体富营养化
（二）营养元素
2007年太湖蓝藻暴发
水
葫
芦
成
灾
害163
全国水体富营养化趋势加重
中国水域水质等级变化中华民国环境保护部制定水质标准
水域 20世纪60
年代
20世纪70
年代
20世纪80
年代
20世纪90
年代 现 污染物
滇池 (草海) Ⅱ Ⅲ Ⅴ 劣Ⅴ 劣Ⅴ 总氮总磷
滇池 (外海) Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ 总氮总磷
太湖 Ⅰ~Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅳ~Ⅴ 劣Ⅴ 总氮总磷
巢湖 水质尚 Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ 总氮总磷
洪泽湖 水质尚 中~富营养化 富营养化 总氮总磷
洞庭湖 水质尚 贫~中营养化 富营养化 总氮总磷
鄱阳湖 水质尚 中营养化 富营养化 总氮总磷
三峡库区 水质尚 富营养化 总氮总磷164
化肥度成水体营养元素污染原
中国世界国家区耕化肥量较
1978－1999年国化肥量变化情况
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
年 份
化肥量（纯量）
10
4
t
kghm2 中国 美国 欧洲 德国 东亚东南亚
含氮化肥
量 190 58 48 120 86
含磷化肥
量 71 23 16 24 67◼ 固氮：气态氮转化铵根离子
◼ 硝化：铵根离子转化硝酸盐
◼ 反硝化：硝酸盐亚硝酸盐转化氮气
NH4
+—N2 —N2O —NO —NO2
—NO2 —NO3
固氮 反硝化
氮具复杂形态生物球化学程
硝 化◼ pE < 5时NH4
+氮形态
◼ pE5 ~ 7时NO2
形态
◼ pE > 7时NO3
形态
水土环境中机氮形态分布
lg
c
pE167
陆生生态系统中氮循环168
气中机氮氧化物转化环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物数元素 碳氢氧氮硫磷卤素
（氟氯溴碘）等通价键组成
（三）机污染物
1 基特性
电负性
成键
● 单键：饱键
● 双键三键：饱键
● 离域键：芳香结构
● 氢键171
2环境机化合物分类
(1) 碳氢化合物
① BTEX
苯
甲苯
乙苯
三二甲苯异构体
邻 间
BTEX化合物汽油中重组分
广泛作溶剂化合物土壤
水中常见污染物尤苯具
高毒性化合物引发
关土壤水修复领域研究
乙苯 邻间
二甲苯
苯 甲苯
乙苯 邻间
二甲苯172
② 环芳烃
环芳烃类污染物环境中源包括化石燃料（汽油
石油煤）燃烧森林火矿物油（事性直接输入）
木材防腐剂杂酚类化合物应等
[a]173
（2）机卤化物
惰性燃气体液体固体稳定理化性质 典型例子包括
氯代含碳两碳化合物物质量巨（年达数
十万吨数百万吨）作气溶胶喷射剂制冷剂塑料窗体发
泡剂麻醉剂种途溶剂等物质流层中具
高挥发性强持久性尤氟烃氟氯烃（FCsCFCs称氟利
昂）导致流层层臭氧耗竭够造成全球气候变暖
受广泛关注物质正分含氢氟烃氯氟烃（HFCs
HCFCs）等取代者半衰期
F 氟 Cl 氯
Br 溴 I 碘
① 氟氯烃174
② 机氯溶剂
Compound Name（s） Formula Major Use
Dichlorodifluoromethane
(CFC12)
CCl2F2
Aerosol propellants refrigerants
(domestic automobile air
conditioning) flowing agents for
plastic foams etc
Trichlorofluoromethane
(CFC11)
CCl3F
Chlorodifluoromethane
(HCFC22)
CHClF2
1112Tetrafluoroethane
(HCFC134a)
F3C—CH2F
11Dichloro1fluoroethane
(HCFC141b)
Cl2FC—CH3
Dichloromethane
(Methylene chloride)
CH2Cl2 solvent
Trichloroethene
(Trichloroethylene TRI)
ClHCCCl2 solvent
Tetrachloroethene
(Tetrachloroethylene
Perchloroethylene PER)
Cl2CCCl2 solvent
111Trichloroethane Cl3C—CCl3 solvent
Examples of Important Industrially Product C1 and C2 Halocarbons③ 机氯农药
175
DDT Methoxychlor
DieldrinEndrin Chlordane Aldrin
123456Hexachloro
cyclohexane gamma
isomer (Lindane)
C
CCl Cl
Cl
Cl
H
Cl C
CCl Cl
Cl
H
H3CO OCH3
O Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
CH
H
H3C
H3C(Cl)x
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl H
H
H
H
H
H
Heptachlor Toxaphene
甲氧DDT
艾氏剂氯 丹(异)狄氏剂
七氯 毒杀芬
林 丹
草剂杀虫剂176
④氯联苯（PCBs）
迄止PCBsPCTs产量超100 万t物质广泛作蜡
印墨油漆颜料电容器绝缘液变压器散热剂液压机液
体传热液体润滑油增塑剂阻燃剂等物质生产储存时
尤处置进入环境然PCBsPCTs国家已禁止严
格限制生产环境中然处
氯联苯209系物
氯三联苯（PCTs）8149系物
Clm Cln
Clm
Clk Cln
氯联苯 氯三联苯
（PCBs209系物） （PCTs 8149系物）⑤ 消毒副产物
废水饮水中氯进行消毒造纸厂漂白工艺等会产
生已知未知氯代化合物进入环境例三卤代甲烷
化合物氯代化合物中较重类中包括CHCl3
CHBrCl2CHBr2ClCHBr3等
⑥ 二噁英 （PCDDFs）
工业程垃圾燃烧副产物特焚烧氯含量高废物焚
烧温度低800 ℃ 时存金属铁铜等催化条件二噁英会
量产生
氯代二苯二噁英（PCDDs）（135异构体） 氯代二苯呋喃（PCDFs）（75异构体）
pp178
氧具高电负性（35）氢原子碳原子氮原子
磷原子硫原子形成极性价键增加化合物溶解性反应活
性
（3） 含氧官团
① 醇酚醚
－OH官团特性：
• 形成氢键
•R－OH基团水溶液中会发生解离相弱酸
• 酚类化合物容易氧化形成稳定基② 羧酸酯
邻苯二甲酸酯类物质作增塑剂塑料中游离态存
非常容易释放全球年产量超100万t
COOR1
COOR2
R异基丁基甲基等
着侧链延长溶解性减
弱生物富集性增加降
解性减弱
疑似致癌物
疑似分泌干扰物180
① 氨基 （NH2）
– 氨基会参氢键形成
– 氨基弱碱水溶液中获质子形成铵根离子
– 氨基作电子供体
– 作抗氧化剂
②硝基
– 硝基具强吸电子性质
– 硝基具强氧化性
（4）含氮官团
NO2
NO2
O2N
CH3
246三硝基甲苯
TNT第二次世界战期间炸药181
③偶氮（—NN—）
④含氮草剂
三嗪类 triazine herbicide 双吡啶类 bipyridilium herbicide
阿特拉津 atrazine 敌草快 diquat
目前止70染料
偶氮结构基础偶
氮染料降解产生具致
癌作芳香胺
国家禁182
（5）含硫官团
机分子中硫具氧化态（2 +6）硫原
子周围环绕10电子（亚砜）甚12电子（砜磺酸
衍生物）种力够发生族元素氧发生
氧化原反应硫氧间外重区硫电负性
（25）氧参形成氢键力弱
含氧化态硫原子官团中重芳香族磺酸基
团例线性烷基苯磺酸盐作阴离子表面活性剂LAS生
产应量年200万t磺酰胺类药物类抗菌
剂
LAS 磺胺嘧啶药物 磺基脲草剂
R＝C10 C13183
（6） 含磷官团
● 理然磷氮样具氧化态（3 +5）环
境相关化学物质中磷原子氧化态出现+3+5
● 途：农药增塑剂阻燃剂化学武器沙林
O P O
O
O
三苯基磷酸盐
增塑剂阻燃剂
S
O
马拉硫磷
杀虫剂杀螨剂
O P O
CH2
CH3
NO2CH3CH2POPs ：Persistent Organic Pollutants
判定标准
• 高持久性
• 高生物蓄积性
• 高毒性
• 半挥发性 全球迁移
• 远距离区域化学品测定
• 生物效性
• 社会 济素185
首批POPs名单
滴滴涕 DDT
狄氏剂 dieldrin
异狄氏剂 endrin
艾氏剂 aldrin
氯丹 chlordane
七氯 heptachlor
六氯苯 hexachlorobenzene (HCB)
灭蚁灵 mirex
毒杀芬 camphechlor
氯联苯 polychlorinated biphenyls (PCBs)
二噁英 dioxins
呋喃 furans
2001年斯德哥尔摩公约
2005年国生效186
2009年5月第四次缔约国会新增9种POPs
林丹（六氯环烷）
六氯环烷
六氯环烷
商五溴联苯醚
商六溴代二苯
开蓬 Kepone名 Chlordecone
中文全称：十氯代八氢亚甲基环丁异[cd]戊搭烯2酮
商八溴联苯醚
五氯苯
PFOS全氟辛磺酸新型污染物
药物护理品溴代物氟代物等新型污染物
PPCPs（Pharmaceutics and Personal Care Products）环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物二环境效应影响素
然程类生产生活活动会环境造成污染
破坏导致环境系统结构功发生变化称
环境效应
般环境变化性质划分分
环境物理效应
环境化学效应
环境生物效应
物理作引起环境效应噪声
面沉降热岛效应温室效应等
种环境素影响物质间发生化学反应
产生环境效应酸雨湖泊土壤酸化
臭氧层破坏光化学烟雾水污染
环境素变化导致生态系统变异产生
果型水利工程破坏水生生物回
游途径影响繁殖量工业废水排
放水生生物毒性效应环境污染物类
重金属
营养元素
机污染物
二环境效应影响素
三环境污染物环境圈迁移转化
程简介
第二节 环境污染物三环境污染物圈层迁移转化程简介
迁移程：污染物环境中发生空间位移极引
起富积分散消失程污染物迁移
迁移方式：
●机械迁移：运移（富集分散）
●物理化学迁移 溶解沉淀氧化原水解配位螯合
吸附解吸等作实现迁移机污染物通化学分解
光分解生物分解进行迁移
●生物迁移：生物体吸收代谢生长死亡通食物
链传递产生放积累等作实现迁移三环境污染物圈层迁移转化程简介
转化程：
污染物环境中通物理化学生物作改变存
形态转变种物质程
方式：
物理程 蒸发渗透凝聚吸附放射元素蜕变等
化学程：氧化原水解配位螯合光化学氧化等
生物程：生物体吸收生物代谢等
污染物迁移转化相伴进行超越圈层界限实现
介质迁移转化形成循环：汞环境中迁移转化汞环境中迁移转化程
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