环境与分析化学

1. 环境与分析化学

2. 世界环境日？何时起？为何选这一天？ • 世界环境保护口号？ • 哥本哈根会议？为何？ • 空气质量报告：API？

3. 1972年6月5日，联合国人类环境会议提出，10月27届联合国大会同意，我国1985年起，每年一个主题：关注臭氧层破坏、水土流失、土壤退化和滥伐森林；水，生命的重要源泉；沙漠化；警惕全球变暖；冰川消融，后果堪忧；海洋存亡，匹夫有责（Wanted! Seas and Oceans——Dead or Alive? ）；拯救地球就是拯救未来（Our Earth - Our Future - Just Save It!）；让地球充满生机（Give Earth a Chance）等 • 只有一个地球 • 世界气候大会，2009年12月7~18号，《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议，喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。 • 缔约国第三次会议：《京都议定书》1997年，2012年12月31日失效

4. 《联合国气候变化框架公约》United Nations Framework Convention on Climate Change • 1992年5月22日联合国政府间谈判委员会就气候变化问题达成的公约，于1992年6月4日在巴西里约热内卢举行的联合国环发大会（地球首脑会议）上通过，于1994年3月21日正式生效，公约参加国有189个，有5个国家以观察员身份出席， 84国签署，截至2009年12月19日，缔约国增加至192个。 • 序言及26条正文组成； • 是一个有法律约束力的公约，旨在控制大气中二氧化碳、甲烷和其他造成“温室效应”的气体的排放，将温室气体的浓度稳定在使气候系统免遭破坏的水平上。

5. 1.工业化国家。这些国家答应要以1990年的排放量为基础进行削减。承担削减排放温室气体的义务。如果不能完成削减任务，可以从其他国家购买排放指标。美国是唯一一个没有签署《京都议定书》的工业化国家。 • 2.发达国家。这些国家不承担具体削减义务，但承担为发展中国家进行资金、技术援助的义务。 • 3.发展中国家。不承担削减义务，以免影响经济发展，可以接受发达国家的资金、技术援助，但不得出卖排放指标。 • 发达国家采取具体措施限制温室气体的排放，并向发展中国家提供资金以支付他们履行公约义务所需的费用。而发展中国家只承担提供温室气体源与温室气体汇的国家清单的义务，制订并执行含有关于温室气体源与汇方面措施的方案，不承担有法律约束力的限控义务。

6. 1995年在柏林举行的第一次缔约方会议中，发达国家承诺将在2000年将二氧化碳排放量恢复到1990年的水平。但这一承诺不足以实现公约中所预期达到的目标。 历经八届会议，在1997年，终于形成了关于限制二氧化碳排放量的成文法案。 在第三届缔约方大会上对这一法案内容的研讨、磋商成为大会的主要议题。公约以当届大会举办地京都命名，始称《京都议定书》。 该议定书中规定工业化国家将在2008到2012年间，使其全部温室气体排放量比1990年减少5%。限排的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N 2 O)、 氢氟碳化物 ( HFCS) 、全氟化碳 (PFCS)、 六氟化硫 (SF 6) 。为达到限排目标，各参与公约的工业化国家都被分配到了一定数量的减少排放温室气体的配额。如欧盟分配到的减排配额大约是8%。中国作为发展中国家在第一阶段不承担二氧化碳减排任务

7. 哥本哈根议题 • 1.工业化国家的温室气体减排额是多少？ • 2.像中国、印度这样的主要发展中国家应如何控制温室气体的排放？ • 3.如何资助发展中国家减少温室气体排放、适应气候变化带来的影响？ • 4.如何管理这笔资金？ • 科学家们预计想要防止全球平均气温再上升2℃，到2050年，全球的温室气体减排量需达到1990年水平的80%。 • 焦点问题主要问题集中在“责任共担”。 • 利益博弈（中美、欧美、中欧），达成不具法律约束力的《哥本哈根协议》

8. 其他公约 保护臭氧层 • 《维也纳公约》（1985年） • 《蒙特利尔议定书》（1987年制定，89年1月1日生效：破坏臭氧层物质：氟氯碳化物CFC管制） • 《巴塞尔公约》（1989，控制危险废物越境转移及其处置的）

9. 大事记 • 1972年6月5-16日 ，瑞典首都斯德哥尔摩召开了联合国人类环境会议 （出席会议的国家有113个，通过《人类环境宣言》与《世界环境行动计划》标志着全球环境法的诞生 ） • 1982年5月10—18日在肯尼亚首都内罗毕 （10周年，内罗毕宣言对国际环境法的进展起到了承前启后的加油站作用 ，后10年国际环境法得到了极大的发展） • 1992年6月3—14日在巴西里约热内卢召开联合国环境与发展大会（UNCED），又名地球首脑会议（The Earth Summit） （ 《里约环境与发展宣言》、 《21世纪议程》、《生物多样性公约》、《气候变化框架公约》）

13. 世界十大环境问题 • （1）沙漠化日益严重，世界沙漠面积扩大，每天大约有 2000公顷肥沃农田被沙漠吞没。 （2）森林遭到严重破坏，造成水土大量流失。 （3）野生动物大量灭绝，严重影响了地球的生态平衡。 （4）世界人口急剧增加。（5）饮水资源日渐匮乏。 （6）渔业资源逐渐减少，迄今已有1／4的渔场遭到破坏。（7）河流遭到严重污染，大量废水倾入江河中，危害水生 资源和人体的健康。 • （8）农药污染，大量使用农药，农作物受到影响，人类也受 损害。（9）地球平均温度上升，对赤道国家产生不良影响。 （10）日趋严重的酸雨危害，工业废气使酸雨增多，对农作 物和人类造成危害。

14. 中国面临的十大环境问题 • （1）占国土65％的山区、占9．7％的生态环境脆弱带、开 发利用不当，形成大范围水土流失，加速生态失调。 （2）自然灾害频率加快，受害成灾面积不断扩大。 （3）中国属于“贫林大国”，森林面积不断缩小，采伐量远 远超过生长量。 （4）中国是“贫草大国”，长期过牧，重用轻养，盲目开垦， 草原每年退化2000万亩，累计13亿亩，占年利用草场地1／3。 （5）中国是沙漠化危害严重的国家，沙漠面积达149万平 方公里，占国土面积的15．5％。 （6）中国是严重缺水大国，过重开采，浪费惊人，人为污 染，水资源危害加剧。 （7）资源分布极不平衡，地区间资源承载力差异甚大，中 国处于人口负荷过重的临界状态。 （8）大气污染严重，酸雨势态扩大，废气排放增加，垃圾包 围城市，已是十分突出的环境问题。 （9）农林环境污染正由点到面向全国蔓延，40％的乡镇企 业成为最大的污染源。 （10）生态环境破坏已造成巨大经济损失，恶性循环突发 事故迭起，直接威胁人民生命财产的安全。

15. 1、洛杉矶光化学烟雾事件 • 洛杉矾40年代初开始，每年从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后，烟雾更加肆虐，以致远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。

17. 光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，一般发生在湿度低、气温在24－32℃度的夏季晴天的中午或午后。汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物为含剧毒的光化学烟雾。光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，一般发生在湿度低、气温在24－32℃度的夏季晴天的中午或午后。汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物为含剧毒的光化学烟雾。

18. 2 、 1953～1956年水俣病事件 • 　日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。

19. 3、1955～1972年骨痛病事件 • 镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得“骨痛病”。病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。

20. 20世纪50年代日本发生的公害病──痛痛病，为了寻找痛痛病的病因，经历了11年之久。20世纪50年代日本发生的公害病──痛痛病，为了寻找痛痛病的病因，经历了11年之久。 光谱法 检查出病区的河水中含有铅、镉、砷等有害元素 元素追踪 分析病区的土壤和粮食,发现铅、镉等含量偏高 光谱定量分析 对患者的尸骨分析。骨灰中的锌、铅、镉含量高 以锌、铅、镉分别掺入饲料喂养动物 元素追踪分析 证实了镉对骨质的严重危害性，揭开了痛痛病 之谜

21. 4、1968年日本米糠油事件 • 　 先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究毒的来源，继而在北九州一带有13000多人受害。这些鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。这次事件曾使整个西日本陷入恐慌中。

22. 5、1984年印度博帕尔事件 • 12月3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。45吨毒气形成一股浓密的烟雾，以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人，受害20多万人，5万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积40平方公里，数千头牲畜被毒死。

24. 6、1986年切尔诺贝利核泄漏事件 • 4月26日，位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站，由于管理不善和操作失误，4号反应堆爆炸起火，致使大量放射性物质泄漏。　 西欧各国及世界大部分地区都测到了核电站泄漏出的放射性物质。31人死亡，237人受到严重放射性伤害。而且在20年内，还将有3万人可能因此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海滨，核电站周围的庄稼全被掩埋，少收2000万吨粮食，距电站7公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，10公里内不能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶……这次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难。这是世界上最严重的一次核污染。

26. 7、1986年剧毒物污染莱茵河事件 • 11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内，60多万条鱼被毒死，500公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使莱茵河因此而“死亡”20年。

27. 据估计，最早到2010年前，全球的臭氧层空洞、温室效应、土地荒漠化、酸雨等现象还会进一步加剧。最理想的情况是到下个世纪中叶，全球人口增长趋于稳定、环境压力开始减轻时，全球环境才可能出现变好的趋势。据估计，最早到2010年前，全球的臭氧层空洞、温室效应、土地荒漠化、酸雨等现象还会进一步加剧。最理想的情况是到下个世纪中叶，全球人口增长趋于稳定、环境压力开始减轻时，全球环境才可能出现变好的趋势。 • O2 → O＋O， O2＋ O →O3

29. 过程 • 现场调查→监测计划设计→优化布点→样品采集→运送保存→分析测试→数据处理→综合评价

30. 采样 • 大气 • 水质 • 底质 冲击式吸收管 气泡吸收管 多孔筛板吸收管

34. 环境标准 分类： 分级： 环境质量标准 核心 支持系统 体系基础 国家标准 污染物排放标准 地方标准 环境方法标准 行业标准 环境标准 环境标准物质标准 环境基础标准 环保仪器、设备标准

35. 水质标准 • 水环境质量标准 • 地表水环境质量标准（GB 3838—2002） • 海水水质标准（GB3097—1997） • 生活饮用水卫生标准（GB5749—85） • 渔业水质标准（GB11607—89） • 农田灌溉用水水质标准（GB5084—85） • 排放标准 • 污水综合排放标准（GB8978—1996） • 医院污水排放标准（GBJ48—83） • 工业水污染物排放标准 • 造纸工业水污染物排放标准（GWPB2—1999） • 甘蔗制糖工业水污染物排放标准（GB3546—83） • 石油炼制工业水污染物排放标准（GB3551—83） • 纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287—92）

36. 地表水环境质量标准（GB 3838—2002） 依据地表水水域环境功能和保护目标、控制功能高低依 次划分为五类 ： • Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区。 • Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。 • Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。 • IV类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。 • V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

37. 大气标准 （一）大气环境质量标准（GB3095—1996） • 标准分为三级： • 一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的空气质量要求。 • 二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动、植物，在长期和短期的情况下，不发生伤害的空气质量要求。 • 三级标准：为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）能正常生长的空气质量要求。

38. 根据地区的地理、气候、生态、政治、经济和大气污染程度划分三类地区：根据地区的地理、气候、生态、政治、经济和大气污染程度划分三类地区： • 一类区：国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等。 • 二类区：城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村寨。 • 三类区：大气污染程度比较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。

39. 固体废物控制标准 • 农用污泥中污染物控制标准（GB4284—84） • 农用粉煤灰中污染物控制标准 （GB8173—87） • 农药安全使用标准（GB4285—84） • 城镇垃圾农用控制标准（GB8172—87） • 有色金属工业固体废物控制标准（GB5085—85） • 建材工业废渣放射性限制标准（GB6763—86）

40. EPA公布了水中129种优先污染物名单 • 根据优先污染物的理化性质及生物效应，如溶解性、降解性、挥发性、在辛醇/水二元溶剂中的分配系数、归宿等，将129种优先污染物分为10大类 • 15种金属与无机化合物(砷、铬、镉、铅、汞等)；20种农药；7种多氯联苯（PCBs）；26种卤代脂肪烃； 7种醚类 ；12种单环芳香族化合物 ；11种苯酚类和甲酚类 ；6种酞酸酯类 ； 16种多环芳烃类（PAHs）；7种亚硝胺和其它化合物

41. 环境分析化学研究的特点 测定的污染元素或化合物的含量很低，特别是在环境、野生动、植物和人体组织中的含量极微,其绝对含量往往在10-6～10-12克水平。 • 领域非常宽广，对象相当复杂，包括大气、 水体、土壤、底泥、矿物、废渣，以及植物、动物、食品、人体组织等。

42. 有害物质的毒理学研究方法 • 试验动物的选择及毒性试验分类 • 试验动物的选择 • 毒性试验分类 • 急性毒性试验 • 亚急性毒性试验 • 慢性毒性试验 • LC50,LD50

43. 吸入毒性试验 • 口服毒性试验(饲喂法、灌胃法)

44. 1.前处理预分离是关键环节之一 2.各种色谱技术的发展推动环境分析的发展 （1）毛细管色谱技术的不断发展和应用 （2）高效液相色谱法(HPLC)的广泛应用 （3）超临界流体色谱(SFC)的发展 （4）离子色谱(IC)的应用 3.联用技术 4.与生物学科的结合多方面促进环境分析的发展 （1）优先检测污染物的筛选 （2）生物实验指导的分离分析 （3）生物检测—免疫分析 5.计算机的推广应用使环境分析化学不断出现新 的成果 6.环境分析的质量保证体系 （1）分析方法的标准化 （2）标准（参考）物质

45. 大气层 1、 对流层：大气的底层，平均厚度为12km 2、平流层：在对流层之上，其高度约在17-55km之间。该层内气体状态非常稳定。 3、中间层：在平流层之上，其高度约在55km-85km之间，温度随高度的增加而降低，顶部可达-920C左右，空气垂直运动相当强烈。 4、热层：中间层顶到800km之间，温度随高度的增加而迅速升高，顶部可达1000K以上。该层内空气极稀薄，在太阳紫外线和宇宙射线的辐射下，空气处于高度电离状态，因而也称为电离层。 5、逸散层：超过800km以上的高空，气体分子受地球引力极小，因而大气质点会不断地向星际空间逃逸。

46. 大气污染物 清洁空气的主要组分：氮78.06%、氧20.95%、氩0.93%，这三种约占空气总体积的99.94%，其余占0.1。 硫化物：H2S、SO2、SO3、H2SO4、 SO32-、SO42-、有机硫化物等

47. 来源：火山喷发：H2S、 SO2等 土壤厌氧微生物与植物释放： H2S、(SO2) 陆地上降雨：SO2、SO42- 风吹起的海盐：SO42- 人为活动

48. 含氮化合物 NO、NO2、N2O5、NH3、NO3-、 NO2-、NH4+ 来源：光化学反应、闪电、微生物固化、 火山爆发森林失火 人为污染：燃料燃烧、氮肥、炸药、染料

49. 含碳化合物： CO、CO2、CHx、含氧烃等 来源：海洋中生物作用、植物叶绿素的 分解、森林中CO2的放出,人为活 动：含碳燃料燃烧不完全（CO）、 CO2温室效应 含卤素化合物： 氟氯烃类 破坏臭氧层

50. 粒子状污染物 • 是分散在大气中的液体和固体颗粒。粒径大小在0.01-100um之间，复杂的非均匀体系。 • 直径>10um为降尘（TSP） 滤膜捕集-重量法 • 直径<10um为飘尘，又名气溶胶PM10(雾，烟，尘) 重量法；压电晶体差频法