環(huán)境地學與化學

1、環(huán) 境 地 學環(huán)境海洋學是研究污染物在海洋中的分布、遷移、轉化的規(guī)律，污染物對海洋生物和對人體的影響及其保護措施的科學。它是50年代以來隨著海洋環(huán)境問題的發(fā)展而逐漸形成的一門新興學科。    進入海洋的廢棄物無法排往他處，海洋水體連成一片，因此海洋污染具有廣泛性和復雜性、擴散范圍不易控制、污染持續(xù)性強等特點。環(huán)境海洋學研究的范圍應是全球海洋，但重點在沿岸的海域、港灣、河口。研究的對象是海水、底質、海洋生物及在這三種介質中積蓄的污染物。    環(huán)境海洋學主要研究海洋環(huán)境中物質通量的研究，即研究某種污染物在一定時間內通過各種途徑排入海洋的

2、量；污染物進入海洋后的遷移、轉化規(guī)律的研究；海洋污染的生物學效應研究，這是目前環(huán)境海洋學研究的核心；海洋污染防治措施的研究等。    目前在環(huán)境海洋學中對海洋自凈能力的研究是一個重要研究領域，低濃度的污染物長時間對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響也是一項重要研究內容。    環(huán)境土壤學是環(huán)境科學與土壤學的交叉學科。它主要研究人類活動引起的土壤環(huán)境質量變化，以及這種變化對人體健康、社會經濟、生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的影響，探索調節(jié)、控制和改善土壤環(huán)境質量的途徑和方法。    環(huán)境土壤學的研究對象土壤-植物系統(tǒng)由土壤無機部分、土

3、壤有機部分、植物三個亞系統(tǒng)組成。環(huán)境土壤學的核心是認識和掌握土壤-植物系統(tǒng)的污染和凈化功能這一對矛盾的發(fā)生、發(fā)展、轉化和統(tǒng)一的過程，以便采取必要的措施，使矛盾朝著有利于人類的方向發(fā)展。    環(huán)境土壤學研究的主要內容有：研究土壤背景值；研究土壤污染現(xiàn)狀，進行綜合評價和預測；研究土壤及其邊界環(huán)境中污染物的遷移、轉化和分布規(guī)律；定量研究人為污染因素對土壤特性的微觀機理和宏觀生態(tài)效應；研究土壤-植物系統(tǒng)對主要污染物的凈化功能和作用機理，反應動力學及其環(huán)境條件；研究土壤環(huán)境質量基準、土壤環(huán)境標準、土壤環(huán)境容量等。環(huán) 境 地 質 學  環(huán)境地質學是研究人類活動和地

4、質環(huán)境相互作用的學科，它是地質學的一個分支，也是環(huán)境地學的組成部分。    20世紀50年代以來，由于工業(yè)污染成為嚴重的環(huán)境問題，影響到人類健康和生態(tài)平衡。因而大批地質學家投入了環(huán)境問題的研究。世界一些國家紛紛建立環(huán)境地質研究機構，出版書刊。從學科的發(fā)展來看，到70年代中期，環(huán)境地質學已發(fā)展成為一門比較完整、獨立的新學科。    環(huán)境地質學的研究內容包括自然和人為引起的環(huán)境地質問題，但也有人從狹義的地質環(huán)境概念出發(fā)，把問題局限于巖石圈。    人類歷史上最早出現(xiàn)的環(huán)境問題，如火山爆發(fā)、地震、山崩、泥石流等

5、都是地質因素引起的。對于這些環(huán)境問題，人類至今還無法控制和準確預測，因此預測和防治地質因素造成的環(huán)境影響 ，是環(huán)境地質學研究的內容之一。    地殼表面的化學元素，在成巖作用和風化侵蝕過程中形成了不均勻分布。生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的物質和流動的能量都同地質環(huán)境有密切關系。地質體系中化學元素的豐度和賦有狀態(tài)必然影響動、植物和人類的生存與發(fā)展 。    一個地區(qū)某種元素嚴重不足或過剩，就有可能引起地方病。如某些地區(qū)由于缺碘或多碘引起居民患地方性甲狀腺腫，高氟地區(qū)引起地方性氟中毒。中國的克山病和大骨節(jié)病也與環(huán)境地質條件有關。研究地質環(huán)境與人類健康的

6、關系，也是環(huán)境地質學的內容之一。    人類賴以生存的地質環(huán)境是經過億萬年演化而形成的。在這一環(huán)境中，地質體系的各部分之間、地質體系與生態(tài)系統(tǒng)之間已形成一種動態(tài)平衡的關系。    產業(yè)革命以來，特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，由于人口劇增，科學技術迅猛發(fā)展，人類活動已變成干預和改變自然體系的強大營力。環(huán)境地質學的一個重要任務就是研究人類活動所引起的環(huán)境地質問題，這其中主要包括：    化學污染引起的環(huán)境地質問題：現(xiàn)代工業(yè)和農業(yè)的飛躍發(fā)展，廢棄物的排放和農藥化肥的施用，把大量有害化學物質散布到地質環(huán)境中，逐漸改變

7、地球表面的化學組成，生態(tài)平衡的物質基礎便遭到破壞。這一方面直接危害人類的生存和健康，如出現(xiàn)公害?。涣硪环矫孢€引起自然環(huán)境不可逆轉的變化，如大氣中二氧化碳濃度的增高，臭氧層被破壞等問題。污染物在地質環(huán)境中的遷移、轉化、積累、凈化的過程，十分復雜，研究這種過程是環(huán)境地質學的基本任務之一。    大型工程和資源開發(fā)引起的環(huán)境地質問題：大型工程建設和資源開發(fā)活動，使地貌不斷發(fā)生變化，如大礦坑出現(xiàn)，山頭被削平，廢石堆積如山，水系改變， 海岸線被侵蝕等。這樣就留下一些難以處置的環(huán)境問題，如露天礦開采后的生態(tài)恢復問題，河流大壩和水庫建成后的綜合性生態(tài)影響問題等。預防工程建設對環(huán)

8、境的不良影響，也是環(huán)境地質學的基本任務。    城市化引起的環(huán)境地質問題：由于人口的高度集中，能源和材料的大量消耗，廢棄物的大量排放，大型和高層樓房的建設而引起的城市環(huán)境地質問題有：水資源(特別是地下水)的勘探、開發(fā)、利用和保護的問題，地下水硬度升高的防治問題，地質環(huán)境的容量問題地面沉降的防治問題，同城市工程建設有關的工程地質問題等。這些問題都同城市建設和發(fā)展、同城市人民的生活息息相關。也是環(huán)境地質學的研究內容。研究這些問題可為新城市的合理規(guī)劃和舊城市的改造提供科學依據。環(huán)境地質學的研究方法    通過對化學物質在環(huán)境中的遷移轉化規(guī)律

9、的研究，以及對礦物組成和結構特征的研究，探索地質環(huán)境的變化。如水土流失現(xiàn)象與風化過程相關，而風化速率又同組成巖石的礦物性質和外部水熱條件有關，通過對礦物成分和物理化學性質的測定和研究，可以評價風化作用的進程。    又如克山病、氟中毒等疾病的地區(qū)分布與某些環(huán)境地質因素相關，研究這種特定區(qū)域地質環(huán)境中化學元素的豐度及其在各個生態(tài)環(huán)節(jié)中的運動規(guī)律，有利于揭示人體健康與地質環(huán)境間的內在聯(lián)系，以及這些地方病的病因。    再如，通過對工業(yè)污染物的追蹤研究，可以發(fā)現(xiàn)污染物由于地表水的灌溉經過土層滲入地下水的途徑。此外，評價大氣顆粒物對環(huán)境質量的

10、影響時，也要應用礦物學的方法，即不僅要考慮它們的濃度，而且要研究它們粒徑的分散度、形態(tài)特征、礦物和化學組分特征。    在環(huán)境地質學的研究中，為了確定各種環(huán)境要素之間的關系，綜合分析影響環(huán)境質量的地球內力、地表外力和人類活動三種營力之間的相互作用統(tǒng)一宏觀研究與微觀研究的結果，必須應用現(xiàn)代數(shù)學原理和計算方法。如設計研究工作的程序，檢驗樣品和數(shù)據的代表性，分析數(shù)據資料的相關性，進行環(huán)境質量的綜合評價，建立環(huán)境地質或環(huán)境地球化學模型，預測地質環(huán)境的演化趨勢，擬定環(huán)境控制的最佳方案等都需要應用系統(tǒng)分析方法。    地質環(huán)境問題具有空間性、動態(tài)

11、性和綜合性。分析和表示環(huán)境地質問題，圖上作業(yè)是一種理和計算方法。如設計研究工作的程序，檢驗樣品和數(shù)據的代表性，分析數(shù)據資料的相關性，進行環(huán)境質量的綜合評價，建立環(huán)境地質或環(huán)境地球化學模型，預測地質環(huán)境的演化趨勢，擬定環(huán)境控制的最佳方案等都需要應用系統(tǒng)分析方法。    地質環(huán)境問題具有空間性、動態(tài)性和綜合性。分析和表示環(huán)境地質問題，圖上作業(yè)是一種有效的方法。環(huán)境地質圖不僅能表示出某一時刻的環(huán)境狀態(tài)，而且能表示出隨時間流逝所發(fā)生的系統(tǒng)變化。因此在環(huán)境地質圖中，除了應用各種地質圖件的顏色和線條等制圖語言外，還要有數(shù)字和數(shù)學符號。這些數(shù)字和數(shù)學符號同一定的環(huán)境數(shù)學模式相關

12、聯(lián)，因而可使圖件與電子計算機聯(lián)用，形成動態(tài)環(huán)境地質圖。一套完整的區(qū)域環(huán)境地質圖包括環(huán)境地質單要素圖、環(huán)境質量綜合評價圖、環(huán)境演化趨勢圖、環(huán)境區(qū)劃圖、環(huán)境規(guī)劃圖等。    為解決人類環(huán)境問題而發(fā)展起來的環(huán)境地質學在基礎理論和研究方法上帶有地學、生態(tài)學、物理學和化學等學科相互滲透、融合的特色。但環(huán)境地質學仍然是以地質學作為學科基礎的。環(huán) 境 土 壤 學環(huán)境土壤學是研究人類活動引起的土壤環(huán)境質量變化，以及這種變化對人體健康、社會經濟、生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的影響，探索調節(jié)、控制和改善土壤環(huán)境質量的途徑和方法。    土壤是環(huán)境要素之一。從生產的

13、角度看，土壤能為綠色植物提供肥力(水分和養(yǎng)料)；從保護環(huán)境的角度看，土壤具有同化和代謝進入土壤中的污染物的能力，因而是人類不可缺少的自然資源。    環(huán)境土壤學是環(huán)境問題出現(xiàn)以后在土壤學基礎上發(fā)展起來的新興學科，是環(huán)境地學的一個分支。土壤同綠色植物有著密切的相互依存的關系。因此從廣義上說，環(huán)境土壤學研究的對象應當是土壤植物系統(tǒng)。這個系統(tǒng)由土壤的無機部分、土壤的有機部分、植物三個亞系統(tǒng)組成。    土壤-植物系統(tǒng)是生物圈的基本結構單元，是聯(lián)系城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)的紐帶，也是溝通植物和動物的橋梁。這個系統(tǒng)具有把太陽能轉化為生物化學能貯存起來的特殊

14、功能。但是它如果受到污染，尤其是污染負荷超過它的容量，它的生物生產力就會下降，甚至全部喪失。而且土壤中的污染物還會擴散到大氣和水體中，進入植物體，通過食物鏈危害人群的生命和健康。    土壤-植物系統(tǒng)中的有機體密度最高，生命活動最旺盛。因而它對污染物具有很強的凈化能力。它可以通過一系列的物理、化學和生物學過程，如吸收、吸附、離子交換、絡合-整合、氧化還原、沉淀、轉化和降解等作用，凈化進入土壤中的污染物。    環(huán)境土壤學的核心就是認識和掌握土壤一植物系統(tǒng)的污染和凈化功能這一對矛盾的發(fā)生、發(fā)展、轉化和統(tǒng)一的過程，以便采取必要的對策和措施

15、，使矛盾朝著有利于人類的方向發(fā)展。    環(huán)境土壤學在研究方法上主要有下列特點：    綜合運用環(huán)境地學和環(huán)境生物學的研究方法。環(huán)境土壤學研究涉及生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質循環(huán)及其環(huán)境效應，因此在實驗手段方面，近來越來越多地運用微宇宙方法，采用土壤植物系統(tǒng)開放式滲漏器抽汲式滲漏器和受控環(huán)境污染模擬實驗系統(tǒng)。    宏觀研究和微觀研究的結合。環(huán)境土壤學的研究工作中經常要在局部、區(qū)域，甚至全球范圍內通過野外布點采樣，或采用遙感、遙測等手段，取得大量資料信息和分析數(shù)據用宏觀的數(shù)理統(tǒng)計方法去掌握污染物在土壤中分布

16、、遷移的時空規(guī)律，計算土壤環(huán)境對某些污染物的容量；同時，也要深入研究污染物在土壤環(huán)境中反應過程的微觀機理，從宏觀研究和微觀研究的結合上去探索解決問題的途徑。    應用環(huán)境分析化學的測試技術。土壤環(huán)境質量研究需要對土壤、植物中的大量元素、微量和超微量元素以及具有復雜分子結構的有機物進行分析測定，最低檢出限要求達到ppb或ppt數(shù)量級。此外，需要分析的樣品數(shù)量大，時空觀念強，因此，要求有靈敏準確、自動連續(xù)的測試手段。    建立數(shù)學模式。土壤一植物系統(tǒng)的污染及其生態(tài)效應的發(fā)生過程具有隱蔽性、長期性和不易恢復性的特點。土壤的形成和進化要經

17、歷很長的年代，但可以因人為污染毀于一旦，因此土壤污染的防治對策，應當特別重視預防為主的方針。要求從污染源的調查，污染物的定性、定量分析開始，結合其他變化條件，將土壤一植物系統(tǒng)及其邊界環(huán)境中污染物的遷移、歸宿的物理化學過程，轉化為數(shù)學模式和電子計算機語言程序，以便預測土壤環(huán)境中某些主要參數(shù)的變化趨勢為制定環(huán)境保護政策和優(yōu)選技術方案提供科學依據。環(huán)境土壤學的基本內容    保護土壤資源，提高土壤-植物系統(tǒng)的生產能力，充分利用土壤-植物系統(tǒng)對污染物的凈化能力，是環(huán)境土壤學研究的基本目的。它的主要研究內容包括：    研究土壤背景值。其方法是

18、，積累原始性和基礎性資料，建立土壤環(huán)境背景資料數(shù)據庫，以保證研究資料的準確性、可比性、系統(tǒng)性和完整性。    研究土壤環(huán)境污染現(xiàn)狀，進行綜合評價，并根據國民經濟發(fā)展的需要以及可能采取的環(huán)境保護措施，對土壤環(huán)境質量作出科學的預測。    研究土壤及其邊界環(huán)境中污染物特別是主要污染物的遷移、轉化和分布規(guī)律，弄清它們的來源和歸宿。    定量研究人為污染因素(物理的、化學的和生物學的)對土壤物理、化學、生物學特性的微觀機理和宏觀生態(tài)效應。    研究土壤-植物系統(tǒng)污染的生態(tài)效應和衛(wèi)

19、生學評價，進行流行病學的統(tǒng)計相關分析和因果關系定量分析。如土壤及其邊界環(huán)境污染對資源利用、生物生產力和生態(tài)效應的影響評價。    研究土壤-植物系統(tǒng)對主要污染物的凈化功能和作用機理、反應動力學及其環(huán)境條件，為發(fā)展城市污水的土地處理系統(tǒng)提供科學依據。    建立土壤及其邊界環(huán)境中污染物遷移、轉化規(guī)律的生物物理化學行為數(shù)學模式，并通過實踐不斷加以修改和完善。    在嚴格的環(huán)境土壤學實驗基礎上，參考各種環(huán)境質量基準值，研究土壤環(huán)境標準。    綜合污染源、污染物類型、污染方式、污

20、染途徑、土壤類型及其分布的地貌條件、地球化學特征、氣候和水文條件等因素，計算土壤的環(huán)境容量，確定表述土壤環(huán)境容量的數(shù)學模式，為實行土壤污染的總量控制土壤環(huán)境容量的數(shù)學模式，為實行土壤污染的總量控制提供科學依據。    在發(fā)展國民經濟的過程中，研究廠礦、企業(yè)、城市和大工程對土壤環(huán)境質量的影響。    通過實地調查和實驗，研究土壤-植物系統(tǒng)及其邊界環(huán)境的污染防治途徑和措施。    研究土壤環(huán)境質量基準，例如收集和制備各種標準土壤樣品、生物樣品、純化學標準品，建立跨部門的技術協(xié)作網，實現(xiàn)土壤環(huán)境分析測試方法的標

21、準化。環(huán)境土壤學展望    過去環(huán)境土壤學的研究工作取得了一定進展：但還局限在土壤、大氣、水這些單介質中進行。今后必須十分重視污染物在土壤-植物系統(tǒng)及其邊界環(huán)境中遷移、轉化的生物、物理和化學行為、反應機理和動力學等重要過程的動態(tài)研究；充分利用系統(tǒng)分析原理和方法建立數(shù)學模式和電子計算機語言程序。    只要把上述研究和土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的工作以及開展野外調查和定位站研究等有機地結合起來，是可以把環(huán)境土壤學的研究工作提高到新的水平上。環(huán) 境 海 洋 學環(huán)境海洋學是環(huán)境地學的一個分支，它主要研究污染物進入海洋的途徑；污染物在海洋的分布、遷移、

22、轉化的規(guī)律，和對海洋生物以及對人體的影響；并在此基礎上提出保護和改造海洋的措施的學科。    海洋是自然資源的寶庫。海洋沿岸是建設城市、發(fā)展工農業(yè)生產和旅游事業(yè)，以及建立休養(yǎng)地的好地方。海上航線是天然的交通大道。隨著海洋資源的開發(fā)，沿海城市和生產的發(fā)展，沿海港口頻繁的貿易往來，海洋環(huán)境的污染日趨嚴重。    例如，由于人類的活動：海洋中的重金屆和放射性物質在逐年增加，海洋中本來不存在的有機化合物DDT、多氯聯(lián)苯等，不僅在近海發(fā)現(xiàn)，而且在3000米的深海處和南極冰塊中發(fā)現(xiàn)。這些無機物、有機物、放射性物質在海洋中不斷積累，直接影響海洋生物

23、的正常生長和繁殖，并對人類的健康造成直接的危害和潛在的影響。水俁病就是人們食用了含甲基汞的海洋水產品引起的。石油是海洋中最常見的污染物之一，石油污染可引起環(huán)境因素的改變，進而引起生物生活環(huán)境的變遷。    現(xiàn)代人類活動給海洋環(huán)境質量帶來的上述各種不利影響，越出了傳統(tǒng)的海洋科學的研究范圍。為了保護海洋生態(tài)系統(tǒng)，要求了解、控制和消除這些有害影響。因此，從20世紀50年代以來，在零星的和不系統(tǒng)的研究基礎上，逐步匯集成一門新興的環(huán)境海洋學。它是環(huán)境科學的組成部分，又是海洋科學的組成部分。    不少國家設有專門機構研究海洋污染問題，如中國的海

24、洋環(huán)境保護研究所，美國環(huán)境保護局所屬的柯伐利斯環(huán)境研究所、娜拉崗塞特環(huán)境研究所、勃里士海灣環(huán)境研究所，英國自然環(huán)境委員會所屬的普利茅斯海洋環(huán)境研究所等。環(huán)境海洋學的內容    海洋環(huán)境具有自己的特點。海洋處于生物圈的最低部位，所容納的廢棄物無法排往他處。海洋之間彼此連成一片，相互溝通，都在以極快的速度蓄積污染物。    凡是對人類最重要的水域表層海水、沿岸海域、江河出口，往往都最先受到污染。海洋污染在某種意義上說，比河流、湖泊和大氣污染更具有廣泛性和復雜性，這就是污染源廣，持續(xù)性強，危害性大，擴散范圍不易控制。  

25、  鑒于上述特點，環(huán)境海洋學研究的范圍是全球海洋，但重點是沿岸的海域、港灣、河口。研究的對象是海水底質、生物以及在這三種介質中積蓄的污染物。    環(huán)境海洋學的研究是從以下五個方面的問題展開的：    某一海域的污染物種類和數(shù)量，它們進入的方式和特點；污染物入海后的擴散、沉積和遷移的物理和化學過程；污染物被海洋生物吸收的方式；污染對海洋生物和人類產生的效應，以及使環(huán)境發(fā)生的變化；海域中污染物的最后歸宿。    為了回答上述五個方面的問題，研究的主要內容可歸結為：   

26、; 海洋環(huán)境中物質通量的研究。污染物除通過船舶和沿海工廠直接捧入海洋外，還通過河流、地面徑流、風和冰川等途徑輸送入海洋。通量是指某種污染物在一定時間內通過各種途徑捧入海洋的量。通量研究的目的是正確估計陸源物質給海洋造成的負荷。    污染物進入海洋后的遷移、轉化規(guī)律的研究。包括水遷移的動力學問題；污染物由于生物化學作用造成的化學形態(tài)的變化；污染物被海洋生物吸收后的遷移；懸浮物對污染物的吸附特性和共沉淀規(guī)律等。在研究過程中特別要注意幾個界面的變化(河-海界面，海-氣界面，固-液界面，海-底界面)    海洋污染的生物學效應研究。這是環(huán)境

27、海洋學研究的核心。從生態(tài)系統(tǒng)的觀點研究污染物對海洋生物的毒性毒理的作用，特別要注意低含量、長時間所造成的慢性作用。    防治措施的研究。海洋環(huán)境一旦遭受嚴重污染是難以治理和恢復的，重點在于預防。研究在合理利用海洋自凈能力的基礎上，提出控制污染物入海量的可行措施，制定和選擇沿岸工農業(yè)生產布局的最佳方案。    環(huán)境海洋學的研究步驟一般為：    背景調查，目的是確定陸源污染物的輸入、擴散途徑以及在沿岸和公海區(qū)域典型動植物中的蓄積量，以便估價它們對生命活動的威脅；動態(tài)監(jiān)測，其任務是提供海洋環(huán)境因素方面的情報

28、資料；定期測定海水、底質和某些指示生物體中各種污染物的含量，以及其他水質參數(shù)；在海水、底質或某種指示生物體內污染物超過最高容許濃度時發(fā)布警報；基礎研究：在上述基礎上，研究污染物的轉化機理和遷移規(guī)律。    經過20多年的努力，全球海洋污染的基本狀況，特別是各濱海國家領海范圍的污染狀況已經有了清楚的了解。對主要污染物的輸入途徑、轉移規(guī)律尤其是食物鏈上各營養(yǎng)級生物對污染物的吸收、積累和遷移的機理，認識也較為深刻。    生物學效應的研究，在微觀上已深入到細胞水平探索有毒物質對海洋生物的毒性毒理作用；在宏觀上開始綜合分析污染對生態(tài)系統(tǒng)影響的

29、基本規(guī)律，并由室內實驗過渡到現(xiàn)場實驗，即所謂現(xiàn)場“控制生態(tài)系統(tǒng)污染實驗”。    新技術的應用，例如多項參數(shù)的自動探測儀、遙感、遙測、地球資源衛(wèi)星等的應用，以及數(shù)學模擬的研究等，為海洋污染的調查研究開拓了新的前景。防治措施也由單純采取阻止陸源污染物入海的“濃度標準”，發(fā)展到合理利用海洋自凈能力，以環(huán)境容量為標準的“總量控制”的綜合防治。    廣袤無垠的海洋，具有極大的自凈能力，人類目前對它遠未達到充分利用的程度。把海洋的自凈能力視為資源加以合理開發(fā)，將是環(huán)境海洋學深入研究的一個方向；低濃度的污染物長時間對海洋生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能影響

30、的研究是環(huán)境海洋學重要的研究內容。    環(huán)境海洋學是由海洋科學中新生長的一門邊緣學科，它的發(fā)展既要繼續(xù)吸收母體學科的營養(yǎng)，同時又將對海洋科學的進一步發(fā)展起促進作用。污染氣象學污染氣象學是研究大氣運動同大氣中污染物相互作用的學科。它是現(xiàn)代氣象學的一個分支，也是環(huán)境科學的重要組成部分。污染氣象的發(fā)展歷史    產業(yè)革命以來，工業(yè)飛速發(fā)展，人口急劇增長，消耗了大量的煤、石油、天然氣等燃料，排出的二氧化硫、二氧化碳等大氣污染物的數(shù)量日益增多。早在1861年就有學者指出，大氣中二氧化碳含量增加，溫室效應會增強，可能影響氣候。 

31、60;  1921年，英國為了弄清軍事上施放毒氣的氣象條件，開始進行大氣擴散實驗。40年代，原子能工業(yè)興起，一些國家開始進行放射性物質污染預測和控制的研究，促進了大氣擴散實驗和理論研究的發(fā)展。    5060年代，一些工業(yè)集中的地區(qū)和城市相繼發(fā)生嚴重的大氣污染事件。其原因一是 排入大氣中的污染物數(shù)量大、濃度高；二是氣象條件不利于大氣污染物的擴散和遷移。為了控制和消除大氣污染，一些國家開展了城市或區(qū)域性的大氣污染物輸送、擴散、遷移和轉化規(guī)律的實驗和研究，并在一些污染嚴重的地區(qū)開展了大氣污染預報的研究。    70年代，在全球范

32、圍內出現(xiàn)了頻繁的氣候災害，如非洲出現(xiàn)嚴重干旱等，人們把這些現(xiàn)象歸因于大氣污染。這樣就推動了許多氣象學者不僅進行氣象因素對污染物擴散影響的研究，而且開展了大氣污染對天氣、氣候影響的研究。    同時，高空飛行器對平流層的污染以及污染物在 平流層和對流層之間的遷移轉化，促使人們研究全球性的大氣污染與氣象的關系。在此基礎上，氣象學分蘗出一個新的學科污染氣象學。污染氣象學的內容    污染氣象學主要研究近地層大氣運動引起的污染物擴散、輸送、遷移和轉化過程，以及大氣污染對天氣和氣候變化的影響。    污染物在大氣中

33、的擴散和輸送受風和溫度的空間分布的制約，而大氣湍流運動則引起污染物的稀釋和再分配。風和溫度的空間分布、大氣湍流狀況同地形、下墊面狀況(水面、陸面、植被、城市等)有密切關系。地形和下墊面等狀況不同也會影響污染物的輸送和擴散過程。    在平原地區(qū)，風向和風速在某一水平面上是均勻的。某一污染源 排放的污染物受當?shù)仫L向頻率的影響，最高風頻的下風地區(qū)受污染的次數(shù)最多。在晴天的夜間，風速較小時，近地面幾百米高度出現(xiàn)輻射逆溫層，大氣穩(wěn)定，污染物的擴散能力差 ；在中午前后，溫度垂直遞減率每100米可大于1，熱力和動力湍流發(fā)展，大氣很不穩(wěn)定，污染物的擴散能力增強。 &#

34、160;  在沿海(或濱湖)地區(qū)，由于海陸風的交換，有時低層 排放的污染物被海陸風輸送到一定距離后，又會被高空反氣流帶回到原地，導致原地污染物濃度的增加。    由于水陸氣溫的差異(春、夏季水面氣溫低于陸面，而秋冬季則相反)，在冷水面(或陸面)形成的逆溫層的空氣流經暖陸面(或水面)，逆溫層被破壞，逆溫層上部積聚的污染物被熱對流帶到地面，在短時間內會產生污染物濃度增高的“熏煙過程”。    此外，由于陸面的粗糙度大于水面，水陸溫度差異造成大氣穩(wěn)定度的差異，大氣擴散能力也出現(xiàn)很大差異一般說來，陸面的大氣擴散參數(shù)大于水面。

35、0;   在山區(qū)，由于地形起伏，造成日輻射強度和輻射冷卻不均而引起的熱力環(huán)流，稱為地形風。在地形的影響下山谷中不同位置、不同高度的大氣運動狀況不同，對污染物的輸送能力也各不相同。    在城市，熱島效應使城市溫度的垂直分布在白天和夜晚都是遞減的，形成城市混合層。污染物的垂直擴散受到限制，混合層內的污染物濃度趨于均勻。    熱島效應形成熱島環(huán)流，還會增加輻合區(qū)的污染。輻合上升氣流使高煙囪的煙氣上升，減少了對城市的污染。由于城市對氣流的擾動和城市大氣的熱對流造成的揣流比平原地區(qū)強，所以城市大氣擴散的能力比平原大得多。

36、    在重力作用下，大氣中一些顆粒物會沉降到地面。大氣降水能沖洗大氣中的污染物。雨雪在降落過程中通過碰撞而捕獲大氣中的顆粒物，捕獲量同雨滴大小、顆粒物大小和密度有關。雪花比雨滴體積大，降落慢，同樣的降水量，雪的沖刷能力比雨大。氣態(tài)污染物是通過分子擴散被雨雪溶解的，氣體的分子擴散系數(shù)越大，溶解度也越大，清洗作用也就越大。因此降水的沖刷作用能使大氣中的污染物濃度顯著減低。    污染物在大氣環(huán)境諸因素的影響下發(fā)生極為復雜的化學反應。這些反應可使污染物毒性增強或減弱，或者喪失，或者形成新的污染物。    二氧

37、化硫在日光照射下可氧化成三氧化硫 ，三氧化硫溶于大氣中的水，形成硫酸霧。二氧化硫也可溶于水，形成亞硫酸，再氧化成硫酸。氮氧化物與臭氧化合溶于大氣中的水，可形成硝酸。硫酸和硝酸可使雨水酸化，也可能與其他物質化合形成鹽類。氮氧化合物和碳氫化合物共存于大氣中，經紫外線照射，會發(fā)生光化學反應而產生危害甚大的光化學煙霧。     大氣污染對局部地區(qū)氣候和區(qū)域氣候也會發(fā)生影響。由于大氣污染，英國倫敦和曼徹斯特曾出現(xiàn)過一年中有兩百多天中午的能見度不到10.5公里。由于能見度降低，受污染地區(qū)的太陽輻射量比周圍地區(qū)少1520%，而紫外線則少得更多。  

38、  城市污染源向大氣中排放大量顆粒物。這些顆粒物作為凝結核把水氣凝聚成水筋，在熱島輻合上升氣流的作用下造成降水。據英國和北美幾個城市統(tǒng)計，這些城市的降水量比郊區(qū)多510%。    大氣污染對全球氣候的影響，也是污染氣象學的一個重要的研究內容。從19世紀開始，大氣中的二氧化碳在不斷增長。二氧化碳吸收太陽和地面的紅外輻射形成溫室效應，會使地面溫度增加。不過50年代以來全球二氧化碳 排放量雖然增多，但氣溫反而下降。關于這個問題還需要探討。    大氣中的飄塵有三分之一是人為排放的。過去認為飄塵具有“陽傘效應”，它能反射和吸收太陽輻

39、射能，特別是減少紫外光的透過，使地面獲得的太陽輻射能減少，引起氣溫降低。以后的模式試驗表明，飄塵增加不多時，地面有增溫現(xiàn)象。個別科學家甚至認為，飄塵越多，增熱效果越大。因此飄塵的全球效應仍是值得繼續(xù)研究的問題。    人類消費能源所釋放的熱量也有增溫的效應。據估計，當前全球人為釋放的熱量約相當于全球接受的太陽輻射能量的萬分之一。即使今后人口增加到200億，人為釋放的熱量也只有全球接受的太陽輻射能量的0.5%左右，只能使地面氣溫增加1。美國和澳大利亞等國學者根據地球上不同地區(qū)的用能分布進行數(shù)學模式計算，認為在近期人類使用能量的水平上，對氣候尚不至于有顯著的影響。&#

40、160;   污染氣象學是氣象學和技術科學的結合體，又是氣象學和化學、空氣動力學等學科的結合體。它的發(fā)展將促進氣象科學和相應科學的發(fā)展。大氣污染證明了人類本身也參加了氣象過程，并且影響越來越大。因此，污染氣象學的出現(xiàn)也是氣象科學向綜合性學科發(fā)展的一個里程碑。環(huán) 境 地 球 化 學環(huán)境地球化學是環(huán)境科學與地球化學之間的一門新興的邊緣學科，是環(huán)境地學的一個分支。它主要研究環(huán)境中天然的和人為釋放的化學物質的遷移轉化規(guī)律，及其與環(huán)境質量、人體健康的關系。    環(huán)境地球化學是20世紀70年代發(fā)展起來的，它的基礎是地球化學。地球化學是研究地球物質化學運動

41、規(guī)律的學科。    近代地球化學著重研究化學元素在地殼中的遷移、轉化、分散和富集問題。各種金屆和非金屆元素、各種天然的無機和有機化合物在自然界的運動受地球化學規(guī)律的支配。隨著社會生產的發(fā)展，出現(xiàn)了環(huán)境問題。    人為釋放的各種金屬和非金屬元素、各種無機和有機化合物也加入自然界原有物質循環(huán)之中，它們在自然界的運動同樣受地球化學規(guī)律的支配。因此，地球化學的許多原理和方法可以應用于環(huán)境問題的研究，這樣就促進了環(huán)境科學與地球化學的結合，導致了環(huán)境地球化學這門新興的邊緣學科的誕生。環(huán)境地球化學的主要內容    環(huán)

42、境地球化學主要研究人類環(huán)境的化學性質、研究污染物在環(huán)境中的遷移轉化規(guī)律、研究環(huán)境中的化學物質對生物體和人體健康的影響三個方面 。    從地球化學的角度看：人類環(huán)境可分為五個地球化學系統(tǒng)，即表面巖石圈系統(tǒng)、大氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)、土壤-生物系統(tǒng)和技術系統(tǒng)。為了改善人類環(huán)境質量，必須深入了解這些系統(tǒng)的地球化學性質。這些系統(tǒng)是在地質歷史過程中逐步演化、依次產生的，它們的化學性質不斷地發(fā)生變化。    到了近代，人類運用強大的技術力量大規(guī)模地改變自然界的面貌，地殼深處大量的化學物質被采掘出來，種類越來越多、數(shù)量越來越大的自然界本來不存在的化合物被

43、合成出來，它們中的一部分不可避免地被散布到環(huán)境中。在原來環(huán)境物質循環(huán)的基礎上，疊加了這些新的物質的循環(huán)，對人類環(huán)境質量產生了嚴重影響。    環(huán)境地球化學的重要任務之一就在于及時地研究現(xiàn)代環(huán)境化學變化的過程和趨勢，在原來地球化學的基礎上，更加深入地研究組成人類環(huán)境的各個系統(tǒng)的地球化學性質。    人為散發(fā)的污染物在環(huán)境中不斷發(fā)生空間位置的移動和存在形態(tài)的轉化。這種遷移轉化的結果，可以向著有利的方向發(fā)展，如污染物被稀釋、擴散、分解，甚至消失；也可以向著不利的方向發(fā)展，如污染物在某些條件下積累起來，轉變成為持久的次生污染物。 &

44、#160;  污染物在環(huán)境中的存在形態(tài)可以通過各種化學作用不斷發(fā)生變化，如溶解、沉淀、水解、絡合與整合、氧化、還原、化學分解、光化學分解和生物化學分解等。    污染物的存在形態(tài)不同，其毒性也往往不同，如六價鉻的毒性大于三價鉻，銅的絡離子的毒性小于銅離子，且絡離子愈穩(wěn)定，其毒性愈小。    污染物的存在形態(tài)不同，生物對它的吸收作用也不同，如水稻易于吸收金屆汞、甲基汞，而不吸收硫化汞。在環(huán)境污染研究中，不但要研究污染物的總量，還必須研究污染物的形態(tài)。    在一個特定的環(huán)境中，污染物的存在形態(tài)取決

45、于環(huán)境的地球化學條件，如環(huán)境的酸堿條件、氧化-還原條件，環(huán)境中膠體的種類和數(shù)量、環(huán)境中有機質的數(shù)量和性質等。    地球化學的研究表明，在地球表面上的每一特定地區(qū)都有它特有的地球化學性質，所以應用地球化學的原理和方法，能夠較好地闡明污染物在環(huán)境中遷移轉化規(guī)律。這方面的研究有助于評價環(huán)境質量，預測環(huán)境質量變化的趨勢；有助于了解自然界對污染物的自然凈化能力；有助于制定環(huán)境標準和制定改造已被污染的環(huán)境的措施。    環(huán)境地球化學是在生物地球化學的基礎上發(fā)展起來的。關于環(huán)境元素和生命元素的關系，早在40年代，生物地球化學的研究即指出：有機體中

46、所含的化學元素與生物圈中所存在的化學元素成正比；組成有機體的主要元素在生物圈中都是容易形成氣體和水溶性化合物的元素。    人體的組成是人類在漫長的歲月中通過新陳代謝，與環(huán)境進行物質交換，并通過遺傳、變異等過程建立了動態(tài)平衡的結果。顯然，人類釋放到環(huán)境中的各種各樣的化學物質，必然會以不同的程度進入生物和人的機體。當機體組織不能忍受這些物質時，就會產生嚴重的后果。汞污染引起的水俁病和鎘污染引起的痛痛病是這方面的突出的例子。    環(huán)境地球化學在這方面的任務不僅研究現(xiàn)代環(huán)境化學組成的變化同生命體、人體化學組成和人類健康的關系，而且在更廣闊

47、的地質背景上研究宇宙元素、地殼元素、海洋元素同生命元素之間的關系，研究生命過程的地球化學演化等問題。環(huán)境地球化學的研究方法    環(huán)境地球化學的研究方法通常有兩種：現(xiàn)場調查研究法和實驗室模擬試驗研究法。    在現(xiàn)場調查研究方面，科學地確定取樣地點最為重要。采樣點必須有代表性和有足夠的數(shù)量。為查明化學物質在環(huán)境中的遷移轉化特點，通常采用共軛布點法。    所謂共軛布點法就是同時對各種有關連的環(huán)境要素進行對比取樣分析。如在研究風化殼的化學成分時，同時采集流經這種風化殼的河流的水樣進行分析；在研究土壤的化學成

48、分時，同時采集生長在這種土壤上的植物樣品集流經這種風化殼的河流的水樣進行分析；在研究土壤的化學成分時，同時采集生長在這種土壤上的植物樣品進行分析，這樣就能獲得關于環(huán)境諸要素間存在著密切的地球化學聯(lián)系的資料，從而了解所研究的化學物質在全環(huán)境中的遷移狀況。    現(xiàn)場調查研究法只能說明所研究的物質在環(huán)境中遷移作用的結果，而不能說明這種結果發(fā)生的原因和機制必須在實驗室內進行簡單的或復雜的模擬實驗，即在人工設計的環(huán)境中進行某一過程的觀測研究。設計時所采用的環(huán)境參數(shù)既要服從實驗目的，又要盡可能接近環(huán)境的實際情況。    現(xiàn)代分析測試技術是研究環(huán)

49、境地球化學的重要手段在環(huán)境地球化學研究中已經采用的現(xiàn)代分析測試技術有中子活化分析法、火花源質譜法、化學電離質譜法、用電感耦合等離子體源的原子發(fā)射光譜法、無火焰原子吸收光譜法、x射線熒光譜法、電子探針法、化學分析電子能譜法、陽極溶出伏安法、差示脈沖極譜法和氣相色譜法等。    進行環(huán)境地球化學研究，要求分析測試方法的靈敏度要高，準確度要好，基體反應要小，并能進行多元素分析。環(huán) 境 化 學環(huán)境化學是環(huán)境科學的一個分支學科。它主要是運用化學的理論和方法，鑒定和測量化學污染物在大氣圈、水圈、土壤-巖石圈和生物圈中的含量，研究它們在環(huán)境中存在形態(tài)及其遷移、轉化和歸宿的規(guī)律。

50、    環(huán)境化學是在無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、化學工程學的基礎上形成的。人們對于水化學、大氣化學、土壤化學等早就開始研究，但主要是圍繞著資源的開發(fā)和利用進行的，很少注意環(huán)境污染問題。后來，人們大量使用煤作燃料，底層大氣中的二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮以及顆粒物等含量不斷增加，以至接連發(fā)生由煤煙引起的煙霧污染事件。    第二次世界大戰(zhàn)后，又大量使用石油作燃料，出現(xiàn)了光化學煙霧污染問題，從而使人們對大氣的化學研究從還原性煙霧的研究，發(fā)展到氧化性煙霧的研究，包括對臭氧、過氧乙酰硝酸酯、烴類、醛類、酮類鉛塵、酸霧的分

51、布狀況、生成機理和化學反應動力學的研究。    另外，核爆炸把放射性塵埃拋射至平流層，造成全球性放射性污染；飛機在平流層飛行，排出大量的氮氧化物等，對臭氧層有破壞作用，又使大氣的化學研究的范圍從對流層擴展到平流層。    隨著城市的擴大和工業(yè)的發(fā)展，大量的生活污水和工業(yè)廢水排入水體。進入水體的化學物質，或者通過飲水，或者通過食物鏈危害人體健康，促使人們對水體的化學研究從生化耗氧、自然凈化、衛(wèi)生學等方面的研究發(fā)展到水的環(huán)境毒理學、水生生態(tài)平衡等方面的研究。    進入水體的化學物質即使數(shù)量很少，通過生物富集

52、，最終也會危害人類。所以，化學物質的量的研究，也從常量發(fā)展到微量和痕量；對人體健康影響的研究，也從常量的急性中毒轉向微量的慢性中毒。    化學肥料和農藥的施用，以及工業(yè)和生活廢棄物進入土壤，造成農藥、重金屆和其他化學物質在土壤中的積累，并進入農作物中。例如，日本的痛痛病事件，主要就是用含鎘的礦山廢水灌溉農田的結果；農藥稻瘟醇進入稻稈在堆肥中分解為四氯苯甲酸，含有這種物質的肥料就可引起秧苗畸形。    因此，人們對土壤的化學研究也從研究土壤中化學物質的分布、積累、遷移、轉化等方面的宏觀研究，逐漸發(fā)展到從細胞水平研究其毒性影響，以及致畸

53、致突變、致癌作用的機理等方面的微觀研究上。    在此基礎上，尤其是60年代以后，對化學物質在大氣、水體、土壤等自然環(huán)境中引起的化學現(xiàn)象的研究，發(fā)展迅速，一些原來不受重視的化學問題，從保護自然生態(tài)和人體健康的角度出發(fā)，成為重要的、急待解決的問題。    為了探討這些問題，逐漸發(fā)展了新的研究方法和手段，提出了新的觀點和理論，形成一門新的化學分支學科環(huán)境化學。另一方面，環(huán)境化學與環(huán)境科學的其他分支有著密切聯(lián)系，因而它又是環(huán)境科學的一個組成部分。    環(huán)境中的化學污染物一般情況下是人工合成的和環(huán)境中原來有的天

54、然污染物共存。而且，各種污染物在環(huán)境中可以發(fā)生化學反應或物理變化，即使是一種化學污染物，所含的元素也有不同的化合價和化合態(tài)的變化。這就決定了環(huán)境化學研究的對象是一個多組分、多介質的復雜體系。    化學污染物在環(huán)境中的含量是很低的，一般只有百萬分之幾或十億分之幾的水平，但是分布范圍廣大，且處于很快的遷移或轉化之中。為了求得這些化學污染物在環(huán)境中的含量和污染程度，不僅要對污染物進行定性和定量的檢測，而且還要對其毒性和影響作出鑒定。這就決定了環(huán)境化學的分析技術和方法具有一些新的特點，如要求對污染物進行靈敏、準確、連續(xù)、自動的分析等。   

55、 環(huán)境化學研究化學污染物在環(huán)境中的遷移、轉化和歸宿，特別是污染物在環(huán)境中的積累、相互作用和生物效應等問題，包括化學污染物致畸、致突變、致癌的生化機理，化學物質的結構與毒性之間的相關性，多種污染物毒性的協(xié)同作用和拮抗作用的化學機理，以及化學污染物在食物鏈傳遞中的生化過程等問題，需要應用化學、生物學醫(yī)學和地學等許多學科的基礎理論和方法來進行研究，從而推動了環(huán)境化學和這些學科互相滲透，互相促進。因此環(huán)境化學具有跨學科的特點。    目前環(huán)境化學的基礎理論尚處于發(fā)展過程中，環(huán)境化學的研究領域主要有：    研究化學污染物在環(huán)境中的變化，包括遷

56、移、轉化過程中的化學行為、反應機理、積累和歸宿等方面的規(guī)律?；瘜W污染物質在大氣、水體、土壤中遷移，并伴隨著發(fā)生一系列化學的、物理的變化，形成了大氣污染化學、水污染化學、土壤污染化學和污染生態(tài)化學。    在環(huán)境這個開放體系中，參與反應的物質品種多，含量低，反應復雜，影響因素很多，促進反應的光能和熱能又難以準確模擬。因此必須發(fā)展新的技術和理論來進行研究。如近年來運用系統(tǒng)分析方法，研究多元和多介質體系中污染物遷移和轉化反應機理，就為進行環(huán)境污染的預測、預報，以及環(huán)境質量評價等提供了科學的依據。    環(huán)境化學分析是取得環(huán)境污染各種數(shù)據的主

57、要手段。要得知化學物質在環(huán)境中的本底水平和污染現(xiàn)狀，必須應用化學分析技術。環(huán)境中污染物種類繁多，而且含量極低，相互作用后的情況則更為復雜，因此要求采取靈敏度高、準確度高、重現(xiàn)性好和選擇性也好的手段。    環(huán)境化學分析不僅對環(huán)境中的污染物要做定性和定量的檢測，還對它們的毒性，尤其是長期低濃度效應進行鑒定；這就要應用各種專門設計的精密儀器，結合各種物理和生物的手段進行快速、可靠的分析。為了掌握區(qū)域環(huán)境的實時污染狀況及其動態(tài)變化，還必須應用自動連續(xù)監(jiān)測和衛(wèi)星遙感等新技術。    由于環(huán)境分析和監(jiān)測的需要，必須在采樣方法、樣品保存方面，在信

58、息傳遞、數(shù)據統(tǒng)計和處理方面，在分析方法和技術方面進行革新；必須在分析方法、樣品、儀器設備方面實行規(guī)范化、標準化。    此外，污染物的生物效應是當前環(huán)境化學研究領域里十分活躍的研究課題，它綜合運用化學、生物、醫(yī)學三方面的理論和方法，研究化學污染物造成的生物效應，如致畸、致突變、致癌的生物化學機理，化學物質的結構與毒性的相關性，多種污染物毒性的協(xié)同和拮抗作用的化學機理，污染物食物鏈作用的生物化學過程等。隨著分析技術和分子生物學的發(fā)展，環(huán)境污染的生物化學研究取得很大進展，并與環(huán)境生物學、環(huán)境醫(yī)學相互交叉滲透，成為當前生命科學的一個重要組成部分。  

59、  環(huán)境化學的興起和發(fā)展，為人類保護、改善環(huán)境提供了化學方面的依據。一些研究課題日益受到人們的重視。如：大氣平流層中臭氧層破壞的過程和速度，以及由此而造成的影響；農藥、硫酸煙霧在大氣中的反應動力學及其變化過程；酸雨的形成和危害；大氣中二氧化碳的積累及其溫室效應；致畸、致突變和致癌物質的篩選，以及污染物的致畸、致突變、致癌性與其化學結構間的關系；有毒物質毒性產生的機理，拮抗和協(xié)同作用的機理，及其與化學結構的關系；新的污染物的發(fā)現(xiàn)和鑒定；分析方法的探討和分析技術的改進；衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)和光學遙感系統(tǒng)的研制等。環(huán)境分析化學環(huán)境分析化學是環(huán)境科學和環(huán)境保護的重要基礎，是環(huán)境化學的一個分支，簡稱環(huán)

60、境分析。    人們?yōu)榱苏J識、評價、改造和控制環(huán)境，就必須了解引起環(huán)境質量變化的原因，這就要對環(huán)境的各組成部分，特別是對某些危害大的污染物的性質、來源、含量及其分布狀態(tài)，進行細致的監(jiān)測和分析。環(huán)境分析化學就是研究環(huán)境中污染物的種類、成分，以及如何對環(huán)境中化學污染物進行定性分析和定量分析的一個學科。    例如，某一區(qū)域環(huán)境受到化學物質污染，首先要查明危害是由何種化學污染物引起的。為此就須要鑒別污染物，也就是進行定性分析；其次，為了說明污染的程度，還須要測定污染物的含量，即進行定量分析。    環(huán)境分析化學

61、研究的領域非常寬廣，對象也相當復雜。它包括大氣、水體、土壤、底泥、礦物、廢渣，以及植物、動物、食品、人體組織等。環(huán)境分析化學所測定的污染元素或化合物的含量很低，特別是在環(huán)境、野生動、植物和人體組織中的含量極微，其絕對含量往往在百萬分之一克水平以下。    環(huán)境分析化學因為研究對象廣，污染物含量低，所以分析手段必須靈敏而準確，選擇性好，速度快，自動化程度高。環(huán)境分析化學已由元素和組分的定性定量分析，發(fā)展到對復雜對象的組分進行價態(tài)、狀態(tài)和結構分析，系統(tǒng)分析，微區(qū)和薄層分析。環(huán)境分析化學為了解決面臨的任務，動用了現(xiàn)代分析化學的幾乎所有的測試技術和手段。 

62、60;  環(huán)境分析化學已滲透到整個環(huán)境科學的各個領域，起著偵察兵的作用。例如二十世紀50年代日本發(fā)生的曾驚動了全世界的公害病痛痛病和水俁病，就是通過環(huán)境分析找到因由的。    為了尋找痛痛病的病因，前后經歷了11年之久。后來環(huán)境分析化學的科學學家運用光譜分析，檢查出病區(qū)的河水中含有鉛、鎘、砷等有害元素。繼而用元素追蹤的手段，分析病區(qū)的土壤和糧食，發(fā)現(xiàn)鉛、鎘等含量偏高，以后又進一步對痛痛病患者的尸骨進行光譜定量分析。骨灰中的鋅、鉛、鎘含量高得驚人。為了確定致病因子，又以鋅、鉛、鎘分別摻入飼料喂養(yǎng)動物，在動物身上進行元素追蹤分析，配合病理解剖，最終證實了鎘對

63、骨質的嚴重危害性，揭開了痛痛病的病因之謎。    與此類似，日本漁民的水俁病是汞污染引起的這一事實，也是通過對元素的追蹤分析確定的。如今，已知癌癥發(fā)病率同環(huán)境污染有關，但其病因有待環(huán)境分析工作者與其他科學工作者密切協(xié)作，共同解決。    環(huán)境分析化學的發(fā)展，不但要應用現(xiàn)代分析化學中的各項新成就，而且要引進近代化學、物理、數(shù)學、電子學、生物學和其他技術科學的最新成就，來共同解決環(huán)境污染分析問題。這其中主要是研究發(fā)展適用于環(huán)境污染分析的新型儀器，特別是自動化儀器；研究新型的分析方法，特別是發(fā)展準確、可靠、靈敏、選擇性強、快速、簡便的環(huán)境污

64、染分析技術和新型污染物的分析測試方法；研究制訂環(huán)境污染的標準分析方法，特別是分析方法的標準化和研制環(huán)境標準物質。    環(huán)境分析化學未來的發(fā)展將在分析方法標準化、分析技術自動化、計算機在分析中的應用、多種方法和儀器的聯(lián)合使用、激光技術在分析中的應用以及痕量和超痕量分析等方面進一步的發(fā)展。    分析方法標準化是環(huán)境分析的基礎和中心環(huán)節(jié)。環(huán)境質量評價和環(huán)境保護規(guī)劃的制定和執(zhí)行，都要以環(huán)境分析數(shù)據作為依據，因而須要研究制訂一整套的標準分析方法，以保證分析數(shù)據的可靠性和準確性。    環(huán)境分析化學逐漸由經典的化

65、學分析過渡到儀器分析，由手工操作過渡到連續(xù)自動化的操作。70年代以來，已出現(xiàn)每小時可連續(xù)測定數(shù)十個試樣的自動分析儀器，并已正式定為標準分析方法。    目前經常使用的有比色分析、離子選擇性電極、x射線熒光光譜、原子吸收光譜、極譜、氣相色譜、液相色譜、流動注射分析等自動分析方法及相應的儀器。特別是流動注射分析法，分析速度可達每小時200多個試樣，試劑和試樣的消耗量少，儀器的結構簡單，比較容易普及，是近年來發(fā)展較快的方法之一。    在環(huán)境分析化學中應用電子計算機，極大地提高了分析能力和研究水平。在現(xiàn)代化的分析實驗室中，很多分析儀器已采用

66、電子計算機控制操作程序、處理數(shù)據和顯示分析結果，并對各種圖形進行解釋。應用電子計算機，可實現(xiàn)分析儀器自動化和樣品的連續(xù)測定。    如配備有電子計算機的-能譜儀可同時測定幾百個樣品中多種元素；利用傅里葉變換在計算機上進行計算，既可提高分析的靈敏度和準確度，又可使核磁共振儀能測得碳13訊號，使有機骨架結構的測定有了可能，為從分子水平研究環(huán)境污染物引起的生態(tài)學和生理機制的有關問題開拓了前景。    多種方法和儀器的聯(lián)合使用可以有效地發(fā)揮各種技術的特長，解決一些復雜的難題，再配用電子計算機，更可大大提高分析效果，并能及時給出分析結果。例如，色譜-質譜-計算機聯(lián)用，能快速測定各種揮發(fā)性有機物。這種方法已應用于廢水的分析，可檢測200種以上的污染物。    利用激光作為分析化學的光源已發(fā)展了吸收光譜、拉曼光譜