環(huán)境污染與化學(xué)-動(dòng)畫版

楊衛(wèi)國(guó)清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院2013年11月環(huán)境污染化學(xué)與環(huán)境是什么？環(huán)境問(wèn)題水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境保護(hù)環(huán)境范疇環(huán)境是什么？環(huán)境問(wèn)題水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境保護(hù)環(huán)境范疇《環(huán)境管理體系、規(guī)范及使用指南》的定義：環(huán)境是指組織運(yùn)行活動(dòng)的外部存在，包括空氣、水、土地、自然資源、植物、動(dòng)物、人以及他們之間的相互關(guān)系。環(huán)境是一個(gè)相對(duì)的概念，是相對(duì)某中心而言，中心以外的都叫環(huán)境。環(huán)境問(wèn)題是怎么形成的？環(huán)境保護(hù)環(huán)境問(wèn)題萌芽階段——工業(yè)革命以前原始社會(huì)——依賴、利用環(huán)境農(nóng)業(yè)社會(huì)——?dú)Я謮ɑ模亮魇h(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇環(huán)境問(wèn)題是怎么形成的？環(huán)境保護(hù)發(fā)展惡化階段——從產(chǎn)業(yè)革命到1984年發(fā)現(xiàn)南極臭氧空洞為止環(huán)境問(wèn)題水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇環(huán)境問(wèn)題是怎么形成的？環(huán)境保護(hù)環(huán)境問(wèn)題水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇20世紀(jì)40~60年代著名的“八大公害”事件環(huán)境保護(hù)環(huán)境問(wèn)題1、比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件（1930）主要污染物：光化學(xué)煙霧災(zāi)害后果：呼吸短促，咳嗽、流淚、喉痛、惡心、胸悶，幾千人發(fā)病，60人死亡致害原因：山谷中重型工業(yè)工廠多，遇到逆溫天氣，工業(yè)污染物積累，不易擴(kuò)散2、美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件（1943）主要污染物：煙塵及SO2災(zāi)害后果：

1955年，因呼吸系統(tǒng)衰竭死亡的65歲以上的老人達(dá)400多人，到1970年，約有75%以上的市民患上紅眼病致害原因：汽車尾氣及工業(yè)廢氣在強(qiáng)烈紫外線作用下生成含劇毒的光化學(xué)煙霧3、美國(guó)賓夕法尼亞州多諾拉煙霧事件（1948）主要污染物：煙塵及SO2災(zāi)害后果：

4天內(nèi)有43%城鎮(zhèn)居民(約6000人)患病，癥狀為眼病、咽喉痛、流鼻涕、咳嗽、頭痛、四肢乏倦、胸悶、嘔吐、腹瀉等，其中20人很快死亡致害原因：硫酸廠、鋼鐵廠、煉鋅廠排放的含有SO2等有毒有害氣體及金屬微粒，在反常氣候條件下聚集并附著在懸浮顆粒物上4、英國(guó)倫敦?zé)熿F事件（1952）主要污染物：煙塵及SO2災(zāi)害后果：

5天內(nèi)4000人死亡，毒霧消散后兩個(gè)月內(nèi)，又有近8000人因煙霧事件而死于呼吸系統(tǒng)疾病致害原因：燃煤產(chǎn)生的CO2、CO、SO2、粉塵等形成有毒濃霧水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇20世紀(jì)40~60年代著名的“八大公害”事件環(huán)境保護(hù)環(huán)境問(wèn)題1、比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件（1930）2、美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件（1943）3、美國(guó)賓夕法尼亞州多諾拉煙霧事件（1948）4、英國(guó)倫敦?zé)熿F事件（1952）5、日本熊本縣水俁事件（1953-1961）主要污染物：甲基汞災(zāi)害后果：截至2006年，先后有2265人被確診患有水俁病，其中大部分已經(jīng)病故致害原因：氮肥公司生產(chǎn)過(guò)程中使用含汞催化劑，并把未經(jīng)處理的廢水排放到水俁灣中，汞離子在水中的魚蝦體內(nèi)轉(zhuǎn)化成甲基汞，被人體攝入后導(dǎo)致神經(jīng)衰弱綜合征，精神障礙、昏迷、癱瘓、震顫等，并可發(fā)生心臟、肝臟、腎臟損害甚至急性腎功能衰竭6、日本四日哮喘病事件（1955）主要污染物：SO2、煤塵及重金屬粉塵災(zāi)害后果：支氣管炎、哮喘、肺氣腫500多人患病，其中有10多人在氣喘病中死亡致害原因：工廠排出SO2和粉塵的數(shù)量大，并含有鈷、錳、鈦等重金屬粉塵7、日本北九州市米糠油事件（1968）主要污染物：多氯聯(lián)苯（PCBs）災(zāi)害后果：首先出現(xiàn)原因不明的皮膚病，截至1977年死亡30余人，到1978年，確診患者1684名致害原因：九州食用油廠在生產(chǎn)米糠油時(shí)，為追求利潤(rùn)，在脫臭過(guò)程中使用PCBs液體作導(dǎo)熱油。因管理不善使PCBs混進(jìn)米糠油中，造成人的中毒生病甚至死亡8、日本富山事件（1931-1975）主要污染物：鎘（Cd）災(zāi)害后果：鎘在體內(nèi)蓄積，造成身體各部位神經(jīng)痛和全身骨病，使人不能行動(dòng)，最后骨骼軟化萎縮，自然骨折，直到飲食不進(jìn)，在衰弱疼痛中死去，有的人因無(wú)法忍受痛苦而自殺。1955年至1972年3月共發(fā)現(xiàn)患者130人，其中死亡81人致害原因：神岡煉鋅廠長(zhǎng)期將未經(jīng)處理的含鎘廢水排入神通川，污染了周圍的耕地和水源，兩岸居民飲用河水灌溉使稻米含鎘，居民食用含鎘稻米和飲用含鎘水而中毒。骨痛病在日本蔓延，患區(qū)從神通川擴(kuò)大到黑川、鉛川、二迫川等7條河的流域水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇環(huán)境問(wèn)題是怎么形成的？環(huán)境保護(hù)環(huán)境問(wèn)題當(dāng)代環(huán)境問(wèn)題階段——全球性環(huán)境問(wèn)題水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇森林破壞土地荒漠化極地冰川融化生物多樣性減少海洋污染水的組成環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)O2Cl-N2CO2H2SNa+K+Ca2+Mg2+BrIFRaRn懸浮固態(tài)顆粒膠體狀有機(jī)物水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)H+OH-R+（1）酸、堿和無(wú)機(jī)鹽：腐蝕水下各類設(shè)備及船舶;改變水生生物種群;水體含鹽量增高，硬度變大，用這種水灌溉，會(huì)使農(nóng)田鹽漬化大致可分為無(wú)機(jī)無(wú)毒物質(zhì)無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)有機(jī)耗氧物質(zhì)有機(jī)有毒物質(zhì)——無(wú)機(jī)無(wú)毒物質(zhì)水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（2）N、P等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)NPNNNNPPPP水體中化學(xué)污染物——無(wú)機(jī)無(wú)毒物質(zhì)水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（1）

重金屬如Be、Cr、Co、Cd及As、Ti、Ni、Sc、Mn、Zr、Pb、Pd等都有致癌性?！獰o(wú)機(jī)有毒物質(zhì)水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物——無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（2）

氰化物（含氰基（CN-）的化合物，是劇毒物質(zhì)）在酸性溶液中氰化物可生成HCN而揮發(fā)。各種氰化物分解出CN-及HCN的難易程度不同，其毒性也不同。KCN、NaCN、Ca(CN)2可解離出CN-，有劇烈毒性;較易分解的絡(luò)合物[如Zn(CN)42-、Ni(CN)42-等]也有相當(dāng)?shù)亩拘?較穩(wěn)定的絡(luò)合物[Fe(CN)42-和CNO-氧化物]則基本無(wú)毒。電鍍焦化高爐煤氣水體中含氰化物：0.1mg/L能殺死蟲類；0.3mg/L能殺死賴以自凈的微生物；0.3~0.5mg/L時(shí)，魚類中毒死亡。人只要口服0.28g左右KCN則可致死。水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物——無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（3）

氟化物（F-）水體含氟量低時(shí)對(duì)人體有益，飲用水濃度超過(guò)1mg/L時(shí)則出現(xiàn)氟斑牙，更高時(shí)使人骨骼變形，引起氟骨癥和損害腎臟等。攝入過(guò)量的氟對(duì)身體是非常有害的，會(huì)造成脫發(fā)、發(fā)育不良、牙齒參差不齊、牙齒嚴(yán)重發(fā)黃等一系列癥狀，水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)蛋白質(zhì)油脂木質(zhì)素微生物O2O2O2厭氧微生物H2SNH3硫醇——有機(jī)耗氧物質(zhì)水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物——有機(jī)有毒物質(zhì)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（1）

酚類化合物常溫下無(wú)色晶體，有毒；暴露在空氣中呈粉紅色；有特殊氣味；微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑；溫度高于65℃時(shí)，能跟水以任意比例互溶；能使細(xì)胞蛋白質(zhì)發(fā)生變性和沉淀。制藥廠油漆生產(chǎn)當(dāng)水體中酚濃度為0.1~0.2mg/L時(shí)，魚肉產(chǎn)生酚味；濃度高時(shí)，可使魚類大量死亡。若人們長(zhǎng)期飲用含酚水，可引起頭昏、貧血及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，甚至中毒。石油化工焦化高爐煤氣水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物——有機(jī)有毒物質(zhì)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（2）

有機(jī)農(nóng)藥農(nóng)藥噴在農(nóng)田中，經(jīng)淋溶等作用進(jìn)入水體，產(chǎn)生污染。有機(jī)磷農(nóng)藥毒性大；易分解；累積性不強(qiáng)；對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響不明顯。有機(jī)氯農(nóng)藥易溶于脂肪和有機(jī)溶劑；不易溶于水；毒性大；光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；殘留時(shí)間長(zhǎng)；積累性極高，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響顯著。DDTDDT對(duì)硫磷水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物——有機(jī)有毒物質(zhì)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（3）

多環(huán)芳烴（PAH）石油、煤等燃料及木材，可燃?xì)怏w在不完全燃燒或在高溫處理?xiàng)l件下所產(chǎn)生的。排入大氣中的懸浮粉塵經(jīng)沉降和雨洗等途徑到達(dá)地表，加之各類廢水的排放引起地表水和地下水污染。PAH是環(huán)境中重要致癌物質(zhì)之一。如接觸含PAH較多的煤焦油和瀝青的作業(yè)工人，可發(fā)生職業(yè)性癌癥。水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物——有機(jī)有毒物質(zhì)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（4）

多氯聯(lián)苯（PCBs）聯(lián)苯分子中一部分氫或全部氫被氯取代后所形成的各種異構(gòu)體混合物的總稱。一種穩(wěn)定性極高的合成化學(xué)物質(zhì)；在環(huán)境中不易降解；不溶于水而溶于油或有機(jī)溶劑中；難以和酸、堿、氧化劑等作用；高度耐熱，在1000~1400℃高溫下才能完全分解；進(jìn)入生物體內(nèi)相當(dāng)穩(wěn)定，一旦進(jìn)入肌體就不易排泄，易聚集在脂肪組織、肝和腦中，引起皮膚和肝臟損害。電器絕緣材料增塑劑水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇水體中化學(xué)污染物——有機(jī)有毒物質(zhì)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（5）

洗滌劑水體中含量達(dá)0.5mg/L時(shí)，水面上將浮起一層泡沫，影響大氣中的氧向水中的溶解交換；大于10mg/L時(shí)，魚類難以生存；達(dá)45mg/L時(shí)，水稻生長(zhǎng)會(huì)受到嚴(yán)重危害，甚至死亡；洗滌劑中均含有以磷酸鹽為主的增凈劑，因而可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化；洗滌劑中表面活性劑會(huì)使水生動(dòng)物的感官功能減退，甚至喪失覓食或避開有毒物質(zhì)的能力，喪失生存本能。水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇烷烴、烯烴和芳香烴的混合物；在水上形成油膜，阻礙水體復(fù)氧作用，油類粘附在魚腮上，可使魚窒息；粘附在藻類、浮游生物上，可使其死亡；抑制水鳥產(chǎn)卵和孵化，嚴(yán)重時(shí)使鳥類大量死亡，還能使水產(chǎn)品質(zhì)量降低。水體中化學(xué)污染物——有機(jī)有毒物質(zhì)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（6）

石油類污染物主要來(lái)自工業(yè)排放，清洗石油運(yùn)輸船只的船艙、機(jī)件及油船事故、海上采油等。水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣的組成環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)其他：二氧化碳（CO2）臭氧（O3）氖（Ne）氦（He）氪（Kr）氫（H2）氙（Xe）干潔空氣水汽:主要來(lái)自海水蒸發(fā)，少量來(lái)處江河、湖泊水的蒸發(fā)以及生物圈土壤和植物的蒸散作用；大氣中的水又可以通過(guò)凝結(jié)成降水而離開大氣回到生物圈和水圈。懸浮顆粒：固體和液體雜質(zhì)，主要來(lái)源于土壤、巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)、宇宙塵埃、植物花粉以及海水飛沫等，形成自然界的塵埃及凝結(jié)核。水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的污染物主要來(lái)源環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)一次污染物顆粒物、SO2、CO、NOx、碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锎髿庠谐煞忠淮挝廴疚锒挝廴疚飩惗責(zé)熿F中H2SO4光化學(xué)煙霧中過(guò)氧乙酰硝酸酯酸雨中H2SO4和HNO3等O3、光化學(xué)氧化劑顆粒小毒性更強(qiáng)水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)粉塵、煙、飛灰、黑煙、煤煙塵——顆粒污染物水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——顆粒污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——?dú)鈶B(tài)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（1）含硫化合物（主要指SO2、SO3、H2S等）大都在燃燒含硫的煤和石油等燃料時(shí)產(chǎn)生；黑色和有色金屬冶煉、硫酸化工廠等的生產(chǎn)過(guò)程中也排放出大量含硫化合物。SO2O2SO3H2OH2SO4硫酸煙霧(倫敦?zé)熿F)SO42-MnFeNH3煤煙型污染多發(fā)生在冬季，且氣溫較低、濕度較高和曝光較弱的氣象條件下。水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——?dú)鈶B(tài)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（2）氮氧化物（

NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等的總稱）NOO2NO2毒性不大毒性為NO的5倍；形成光化學(xué)煙霧后，毒性更強(qiáng)主要來(lái)源：燃料的燃燒過(guò)程、機(jī)動(dòng)車和柴油機(jī)的排氣；生產(chǎn)和使用硝酸的工廠、氮肥廠、有機(jī)中間體廠及黑色和有色金屬冶煉廠等排放的尾氣H2OHNO3HNO2顆粒物水酸雨水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——?dú)鈶B(tài)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)氮氧化物在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化——光化學(xué)煙霧NOxHC臭氧（O3

）

醛PAN（過(guò)氧乙酰硝酸酯）一次污染物二次污染物淡藍(lán)色，強(qiáng)氧化性刺激眼睛和呼吸系統(tǒng)傷害植物葉子使橡膠老化開裂建筑物損壞變舊大氣能見(jiàn)度降低光化學(xué)煙霧強(qiáng)曝光；低濕度；中午或午后；下風(fēng)方向幾十到幾百公里處水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——?dú)鈶B(tài)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（3）碳氧化合物（主要是CO、CO2）CO：無(wú)色、無(wú)嗅的有毒氣體；

化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以在大氣中停留較長(zhǎng)時(shí)間；一定條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，但轉(zhuǎn)變速率很低。COO2CO2是一種溫室氣體血紅蛋白水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——?dú)鈶B(tài)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（4）碳?xì)浠衔铮N類）甲烷CH4非甲烷烴主要來(lái)源：厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過(guò)程（如水稻田底有機(jī)質(zhì)的分解、原油和天然氣的泄漏等）；是一種重要的溫室氣體主要來(lái)源：汽油燃燒、有機(jī)物品焚燒、石油蒸發(fā)、運(yùn)輸損耗和廢物提煉等；形成光化學(xué)煙霧的主要成分在活潑的氧化物（如原子氧、O3、HO·等）作用下，HC將發(fā)生一系列鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，生成一系列化合物，如醛、酮、烷、烯以及重要的中間產(chǎn)物——自由基。自由基進(jìn)一步促進(jìn)NO向NO2轉(zhuǎn)化，形成光化學(xué)煙霧的重要二次污染物——臭氧、醛、過(guò)氧乙酰硝酸酯。水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——?dú)鈶B(tài)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（5）含鹵素化合物（鹵代烴、其他含氯化合物、氟化物）鹵代烴氣溶膠形式：有機(jī)氯農(nóng)藥DDT、六六六、多氯聯(lián)苯等；氣態(tài)：2個(gè)碳原子或2個(gè)碳原子以下的鹵代烴。主要人為污染源：化學(xué)溶劑、有機(jī)合成工業(yè)的重要原料和中間體（揮發(fā)進(jìn)入大氣）如三氯甲烷（CHCl3）、二氯乙烷（CH3CHCl2）、四氯化碳（CCl4）、氯乙烯（C2H3Cl）、氯氟甲烷等水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——?dú)鈶B(tài)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（5）含鹵素化合物（鹵代烴、其他含氯化合物、氟化物）其他含氯化合物Cl2：化工廠、塑料廠、自來(lái)水凈化廠，火山活動(dòng)HCl：鹽酸制造。在空氣中可形成鹽酸霧。除硫酸和硝酸外，鹽酸也是構(gòu)成酸雨的成分。水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染環(huán)境范疇大氣中的主要污染物——?dú)鈶B(tài)污染物環(huán)境問(wèn)題環(huán)境保護(hù)（5）含鹵素化合物（鹵代烴、其他含氯化合物、氟化物）氟化物氟化氫（HF）、氟化硅（SiF4）、氟硅酸（H2SiF6）氟化氫（HF）含氟化合物原料電子工業(yè)強(qiáng)酸性腐蝕劑生產(chǎn)“氟利昂”、含氟樹脂、有機(jī)氟化物等無(wú)色有強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性的有毒氣體；極易溶于水，還能溶于醇和醚；對(duì)人的呼吸器官和眼結(jié)膜有強(qiáng)烈刺激性，長(zhǎng)期吸入低濃度的HF會(huì)引起慢性中毒。斑釉齒癥水環(huán)境污染大氣環(huán)境污染