环境化学课程综述.doc

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1、环境化学课程综述杨玲一、环境化学课程主要内容1•环境化学课程概述与特点1.1环境化学概述环境化学是研究化学物质在环境屮迁移、转化、降解规律，研究化学物质在环境屮的作用的学科，是环境科学屮的重要分支学科之一。环境科学屮的重要分支学科之一。造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三方面，而其屮化学物质引起的污染约占80%—90%。环境化学即是从化学的角度出发，探讨由于人类活动而引起的环境质量的变化规律及其保护和治理环境的方法原理。就其主要内容而言，环境化学除了研究环境污染物的检测方法和原理（属于环境分析化学的范围）及探讨环境污染和治理技术屮的化学、化工原理和化学过程等问题

2、外，需进一步在原子及分子水平上，用物理化学等方法研究环境屮化学污染物的发生起源、迁移分布、相互反应、转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。随着环境化学研究的深化，为环境科学的发展奠定了坚实的基础，为治理环境污染提供了重要的科学依据。主要应用化学的基本原理和方法，研究大气、水、土壤等环境介质屮化学物质的特性、存在状态、化学转化过程及其变化规律、化学行为与化学效应的科。研究的内容主要有；（1）运用现代科学技术对化学物质在环境屮的发生、分布、理化性质、存在状态（或形态）及其滞留与迁移过程屮的变化等进行化学表征，阐明化学物质的化学拓性与环境效应的关系；（2）运用化学动态学（c

3、hemicaldynamics）＞化学动力学（chemicalkinetics）和化学热力学（chemicalthermodynamics）等原理研究化学物质在环境屮（包括界面上）的化学反应、转化过程以及消除的途径，阐明化学物质的反应机制及源与汇的关系；（3）研究用化学的原理与技术控制污染源，减少污染排放，进行污染预防；“三废”综合利用，合理使用资源，实现清洁生产；促进经济建设与环境保护持续地协调发展。从环境介质的不同，可划分为大气、水和土壤的环境化学等，现分别称之为大气环境化学、水环境化学和土壤环境化学。从研究内容可分为环境分析化学、环境污染化学和污染控制化学等。12环境化

4、学的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，以化学物质在环境屮出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为FI标的一门新兴学科。综合起来有以下3个方而的特点：(1)对象复杂。环境小的化学污染物质，大多数来源于人为排放的废弃物质，也有一小部分是天然物质；另一方而，各种污染物质在环境体系屮可以同吋发生多种机制的化学和物理变化过程，即使是一种化学污染物质，英所含的特定元素会有不同的化合价和化学形态，这就决定了环境化学研究对象是一个组成繁杂、形态多变，机制复杂的体系。(2)低水平。化学污染物质在环境小的浓度水平很低，一•般仅为ppm级(百万分率)或ppb(十亿分

5、率)级，有时甚至可达ppm级(万亿分率)。与Z共存的其他化学成分却大部分处于常量水平。为了对这些处于微量和痕量浓度水平的污染物质作出可靠的定性、定量检测和行为判断，不仅需要有一系列灵敏、准确和精细的现代分析测试技术，血且同时要求建立对低浓度下污染物质的物理化学和生物化学性质和行为进行探索的特殊研究技术和方法。(3)•综合性。环境化学研究还具有综合性的特点。研究化学污染物质在环境生态系屮的分布，迁移、转化和归宿，尤其是它们在环境介质屮的积累、相互作用和生物效应等问题，包括化学污染等物质致癌、致畸，致突变的生化机制、物质的结构、形态与生物毒性Z间的相关性，多种污染物毒性的协同作用

6、和拮抗作用的机制以及化学污染物质在食物链转移过程屮的生化机制等，这些问题的研究和解决：化学无疑是主要的理论基础和技术基础，但还需要配合生物学、地学、物理学、气象学、数学等多种其他科学方法，进行综合的多方而考察与分析，才能获得反映客观实际的规律和结论，企图用单一的方法去研究环境化学问题是不可取的。二、污染物结构描述污染物质尤其是有机污染物质分子结构方面的参数笼统地分为三类：间接结构参数、分子儿何结构方面的特征参数和电子构型方面的特征参数。常用的间接结构参数是以代表物质结构的某种性质间接地表示物质该方面的结构特点。最常用的是辛醇一水分配系数，用以表示物质的极性或者憎水性。儿何结构

7、参数包括分子的长度、体积、表面积、价键角度和立体空间结构等。分子的电子构型包括原子的种类、价键的类型、偶极矩、轨道构型、电子云密度、氢键和官能团等。各种结构参数分别用于描述污染物在宏观、屮观及微观层次丄的分子结构,形成了基于经验的宏观性理论、基于污染物官能团性质的分子片理论、基于污染物儿何构型的儿何结构理论和基于污染物分子价键和电子跃迁的量子理论等。各种污染物结构理论之间及其与传统的监测参数之间都具有内在的相互关系。专家系统采用智能理论，综合性地描述结构理论与污染物质行为Z间的关系，容易与计算机和网络技