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第1篇

1.（1）觀測圖繪制。該圖的繪制主要針對城市環(huán)境中某些特定參數，例如化學元素種類，在該圖中應當有相關的標示，且每種元素的檢測值應當與分布地理位置進行對應。這繼承了傳統(tǒng)地球化學觀測圖的繪制方法。

（2）化學系統(tǒng)分布圖繪制。該圖需要針對區(qū)域進行，通過特定的觀測手段與數據統(tǒng)計，將區(qū)域內地球化學的相關參數以空間分布形式展現出來。

（3）化學系統(tǒng)關系圖繪制。有了化學系統(tǒng)的數據分布，要想獲得更多的信息，還需要將這些信息有條理的建立聯(lián)系。例如水文觀測與地球環(huán)境化學轉移，運用模擬遷移對地球化學的運動規(guī)律進行分析。景觀地球學則更有利于展示地球化學的系統(tǒng)概覽，對于化學轉移的過程有更加直觀的理解，相關化學控制因素也更加突出。這樣的關系圖能夠有效的模擬真實環(huán)境系統(tǒng)的各項化學行為，并且在加入評價體系后，人類主觀的參與可以將該圖作為環(huán)境規(guī)劃的主要參考內容。

（4）預測圖繪制。更接近實際的地理圖，通過分布圖和關系圖的分析，在預測圖上針對區(qū)域進行環(huán)境污染的分析，預測污染的過程和涉及范圍，在聯(lián)系實際情況規(guī)劃污染治理策略，是主要的環(huán)境治理參考圖。

2.城市環(huán)境地球化學中人為因素人類生產生活活動向自然環(huán)境中釋放了多種有害元素，這些元素一是生產活動釋放，例如化肥農藥的使用，向自然環(huán)境中釋放了打破原有平衡的元素，還改變了土壤的主要結構，破壞了土壤化學平衡，相應的土壤受到污染還會將這些有害元素通過循環(huán)作用釋放到更大的環(huán)境中；二是生活廢物的排放，這些有害廢物不經處理直接進入環(huán)境中，例如生活廢水和垃圾，因為食物變質產生的有害元素因此進入土壤或者水環(huán)境，城市垃圾的主要處理方法填埋等幾種處理方法又將這些有害元素富集起來，加重了城市水環(huán)境和土壤環(huán)境的污染。

二、城市環(huán)境地球化學治理工程學

城市環(huán)境出現了嚴重污染，就需要人為進行治理和幫助環(huán)境進行自我恢復，地球環(huán)境治理工程學的相關技術和原理就發(fā)揮著至關重要的作用。治理學是工程學新生分支學科，對環(huán)境發(fā)展有著至關重要的作用，從其根本目標和基本科學思想來看，有著巨大的環(huán)境經濟效益，應當受到國家相關部門和社會各界的關注。地球環(huán)境治理工程學也可以稱作是地球化學改造應用科學，利用地球自然資源和基礎化學特性，盡量降低人類對自然環(huán)境的干擾，按照原有化學環(huán)境進行人為的平衡。地球環(huán)境治理工程學與人類生存的環(huán)境有著至關重要的作用，從地球環(huán)境化學基本原理入手，研究地球上各大生態(tài)體系及生態(tài)體系之間的關系，更關注了交互關系的研究，將污染原理、規(guī)律和環(huán)境效應直觀的表達出來，所以地球環(huán)境治理工程學應當用做與環(huán)境發(fā)展，合理治理和修復以破壞的城市生態(tài)壞境。

第2篇

關鍵詞環(huán)境化學回顧與展望

環(huán)境化學主要研究化學物質在環(huán)境中的存在、轉化、行為和效應及其控制化學的原理和方法。它是化學科學的一個新的重要分支，也是環(huán)境科學的核心組成部分。根據國家自然科學基金委員會《自然科學學科發(fā)展戰(zhàn)略調研報告》的劃分，環(huán)境化學的研究主要包括環(huán)境分析化學，大氣、水體和土壤環(huán)境化學，污染生態(tài)化學，污染控制化學等四部分內容［1］。

環(huán)境化學的發(fā)展大致可分為三個階段：1970年以前為孕育階段，70年代為形成階段，80年代以后為發(fā)展階段。二次大戰(zhàn)以后至60年代，發(fā)達國家經濟從恢復逐步走向高速發(fā)展，由于當時只注意經濟的發(fā)展而忽視了環(huán)境保護，污染環(huán)境和危害人體健康的事件接連發(fā)生，事實促使人們開始研究和尋找污染控制途徑，力求人與自然的協(xié)調發(fā)展。60年代初，由于當時有機氯農藥污染的發(fā)現，農藥中環(huán)境殘留行為的研究就已經開始。這個階段是環(huán)境化學的孕育階段。到了70年代，為推動國際重大環(huán)境前沿性問題的研究，國際科聯(lián)1969年成立了環(huán)境問題專門委員會(SCOPE)，1971年出版了第一部專著《全球環(huán)境監(jiān)測》，隨后，在70年代陸續(xù)出版了一系列與化學有關的專著，這些專著在70年代環(huán)境化學研究和發(fā)展中起了重要作用。

1972年在瑞典斯德歌爾摩召開了聯(lián)合國人類環(huán)境會議，成立了聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署，確立了一系列研究計劃，相繼建立了全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)(GEMS)和國際潛在有毒化學品登記機構(IRPTC)，并促進各國建立相應的環(huán)境保護結構和學術研究結構。應該說，這一系列的舉措在人類的環(huán)境保護事業(yè)中起到了里程碑作用。

80年代全面地開展了對各主要元素，尤其是生命必需元素的生物地球化學循環(huán)和各主要元素之間的相互作用，人類活動對這些循環(huán)產生的干擾和影響，以及對這些循環(huán)有重大影響的種種因素的研究；重視了化學品安全性評價；開展了全球變化研究，涉及臭氧層破壞、溫室效應等全球性環(huán)境問題。同時加強了污染控制化學的研究范圍。

1992年在巴西里約熱內盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議(UNCED)，國際科聯(lián)組織了數十個學科的國際學術機構開展環(huán)境問題研究。例如：國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)1989年制訂了“化學與環(huán)境”研究計劃，開展了空氣、水、土壤、生物和食品中化學品測定分析等六個專題的研究。

1991年和1993年在我國北京召開的亞洲化學大會和IUPAC會議上，環(huán)境化學均是重要議題之一。

1995年諾貝爾化學獎第一次授予三位環(huán)境化學家Crutzen,Rowland和Molina，他們首先提出平流層臭氧破壞的化學機制。Crutzen于1970年提出了NOx理論，Rowland和Molina于1974年提出了CFCs理論，這幾位化學家的實驗室模擬結果在現實環(huán)境中得到驗證。從發(fā)現平流層中氧化氮可以被紫外輻射分解而破壞全球范圍的臭氧層開始，追蹤對流層大氣中十分穩(wěn)定的CFCs類化學物質擴散進入平流層的同樣歸宿，闡明了影響臭氧層厚度的化學機理，使人類可以對耗損臭氧的化學物質進行控制。這些理論的研究成果因1985年南極“臭氧洞”的發(fā)現而引起全世界的“震動”，從而導致1987年《蒙特利爾議定書》的簽訂。這充分表明環(huán)境化學家的工作已經引起全人類的重視，環(huán)境化學已經開始走向全面發(fā)展。

我國的環(huán)境化學研究也已經有了20多年的歷史，自70年代起，在典型地區(qū)環(huán)境質量評價，環(huán)境容量和環(huán)境背景值調查，污染源普查，圍繞工業(yè)“三廢”污染，在大氣、水體、土壤中環(huán)境污染物的表征、遷移轉化規(guī)律，生物效應以及控制等方面進行了大量的工作。近年來，完成了一批攻關課題和重大基金項目等國家任務。“八五”和“九五”期間，在有毒污染物環(huán)境化學行為和生態(tài)毒理效應、水體顆粒物和環(huán)境工程技術、大氣化學和光化學反應動力學、對流層臭氧化學、區(qū)域酸雨的形成和控制、天然有機物環(huán)境地球化學、有毒有機物結構效應關系、廢水無害化和資源化原理與途徑等方面的工作分別得到了國家自然科學基金、國家科技攻關、中國科學院重大重點等項目的支持，取得了一批具有創(chuàng)新性的研究成果，形成了一支從政府到地方各級行政管理與環(huán)境保護部門、科研單位、高等院校等多層次的管理人員與研究人員隊伍［2，3］。

在酸雨測量技術、形成機制、物理化學特征、高空云雨化學、大氣酸性污染物來源和沉降過程等方面取得重要成果，在天然源研究、區(qū)域酸沉降模式和酸雨成因、能源與環(huán)境協(xié)調規(guī)劃、酸雨區(qū)域綜合防治和臨界負荷的研究方法等方面達到國際先進水平，獲國家科技進步一等獎。

在環(huán)境分析化學方面，從80年代起，我國先后制訂出《環(huán)境監(jiān)測標準方法》，《環(huán)境污染分析方法》和《環(huán)境監(jiān)測分析方法》等，選取了200多種分析方法，近百種無機和有機物，所用的方法靈敏、準確、可靠，多年來在全國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和有關實驗室廣泛應用。對監(jiān)測分析方法的統(tǒng)一與標準化，在提高分析監(jiān)測水平及實驗室質量控制方面起了重要作用。

1992～1995年，國家基金委化學部資助了重大基金項目“典型有機污染物環(huán)境化學行為與生態(tài)效應”的研究，探討了某些有毒有害污染物的環(huán)境行為、在介質中的遷移轉化規(guī)律、污染物的環(huán)境風險評價、水生天然有機物的起源、表征、與重金屬相互作用機理與模型以及鹵代烴生成潛力等。在新農藥單甲脒的環(huán)境行為和生態(tài)毒理效應以及有機錫的生態(tài)毒理效應研究中取得了創(chuàng)新性成果。首次發(fā)現城市水源中的硝基多環(huán)芳烴的存在，對多氯聯(lián)苯等的光解規(guī)律和產物毒性提出了新的機理和解釋。部分研究成果達到國際先進水平，該工作于1999年獲得了中國科學院自然科學一等獎。

在O3的測量技術、中國光化學煙霧特征、室內大氣光化學反應模擬、空氣質量模式、汽車尾氣高效凈化等方面取得了重大成果，其中大氣微量組分源排放、大氣氧化能力、大氣光化學模擬和模式的研究達到世界先進水平，曾獲國家科技進步二、三等獎。

在天然水質變化與水污染控制原理、難降解有毒有害污染物的物理化學去除與生物降解和高級化學氧化、水質凈化的高效生物和絮凝反應器、廢水的無害化與資源化、清潔生產等方面取得了達到國際先進水平的研究成果，獲中國科學院科技進步二等獎和國家教委科技進步二等獎等獎勵。

第3篇

一、高中化學理論下大氣污染：溫室效應、酸雨、光化學煙霧、臭氧空洞、鉛污染。

1、CO2與溫室效應：（此知識已在初中化學學習）

我們知道燃燒礦物燃料燃燒后，產生CO2、CH4、CFCl3、N2O…，允許陽光進入地面，對紅外線有強烈吸收作用，使大氣溫度上升。它的危害將非常深遠：近百年地球氣候年均升溫0.6℃；夏季降水量將減少，臺風頻繁發(fā)生；森林減少，荒漠擴大，昆蟲北移；預計到2100年全球氣溫上升3.5℃；兩極冰山融化，海平面上升15-95cm；中緯度氣候帶北移150-550km。

2、SO2與硫酸酸霧：（此知識在高一化學氧族元素）

SO2來自含S的煤石油的燃燒，H2SO4廠，礦物煅燒：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4。在SO2、NO2和水作用下形成酸雨，它將使祖國土壤、江河湖泊酸化，導致魚類不能繁育，腐蝕建筑和古跡，影響人體健康，使農作物枯死。而且酸雨可以漂移，造成大范圍公害。有季節(jié)性，夏季pH高。我國酸雨屬硫酸型。

3、NOx與光化學煙霧（此知識在高二化學氮族元素）

氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是對人體有害的氣體。氮氧化物和碳氫化合物(HC)在大氣環(huán)境中受強烈的太陽紫外線照射后產生一種新的二次污染物----光化學煙霧，在這種復雜的光化學反應過程中，主要生成光化學氧化劑(主要是O3)及其他多種復雜的化合物，統(tǒng)稱光化學煙霧。CxHy化物、NO2在日光下：NO2NO+O、O+O2O3、O3+CxHyRCHO、RCHO+NO2+NOCH3(CO)OONO2（PAN）、PAN+O3+RCHO光化學煙霧（強氧化劑）。

1943年，美國洛杉磯市發(fā)生了世界上最早的光化學煙霧事件，此后，在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區(qū)也先后出現這種煙霧。經過反復的調查研究，直到1958年才發(fā)現，這一事件是由于洛杉磯市擁有的250萬輛汽車排氣污染造成的，這些汽車每天消耗約1600t汽油，向大氣排放1000多噸碳氫化合物和400多噸氮氧化物，這些氣體受陽光作用，釀成了危害人類的光化學煙霧事件。目前，由于我國內地汽車油耗量高，污染控制水平低，已造成汽車污染日益嚴重。部分大城市交通干道的NOx和CO嚴重超過國家標準，汽車污染已成為主要的空氣污染物；一些城市臭氧濃度嚴重超標，已具有發(fā)生光化學煙霧污染的潛在危險。

4、氣臭氧層及其破壞（此知識在高一化學氧族元素）

大氣臭氧層分布于平流層，是地球的天然屏障，可以吸收99%的紫外線。氟里昂即氯氟烴，包括F-11（CFCl3）F-12（CF2Cl2）哈龍1301（CF3Br）等。當氟里昂進入同溫層受紫外線照射并與O3反應：CF2Cl2CF2Cl·+Cl·、Cl·+O3ClO·+O2、ClO·+OCl·+O2。每一Cl·(氯自由基)消耗10萬O3。O3減少10%，紫外線輻射增加19-22%，皮膚癌增加15-25%。危害角膜、免疫系統(tǒng)。

5、鉛污染

自1923年美國實際使用四乙基鉛作為汽油的抗爆性能（即汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒能力，用辛烷值表示）起，到70年代初，世界各國大都采用含鉛汽油。在當時的技術水平和歷史條件下，汽油加鉛對改造汽油性能起到了重要作用。但是，四乙基鉛是一種無色油狀、易溶于汽油的劇毒物質。使用含鉛汽油的車輛，所排放的廢氣中鉛主要是以氧化鋁形式存在，它損害人的造血機能，使腸胃中毒，嚴重時可使神經中樞中毒，還能損害心臟和腎臟功能。它對孕婦和嬰兒的影響尤為重要，血鉛含量過高影響兒童的身體發(fā)育和智力；兒童血鉛含量每公斤體重增加10微克，智商水平下降2－4個智商數，而鉛在人體中蓄積，不易排出，衰期為12年，一旦嬰兒體內血鉛增高，將產生長期的危害。鉛不僅使人體健康遭到嚴重損害，也可使汽車凈化裝置中的催化劑“中毒”而失去凈化效果，使機動車輛排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。據分析，城市中80％的空氣污染物源于含鉛汽油，全世界有17億人的健康因此受到威脅。

二、高中化學理論下水污染：水體富營養(yǎng)化與赤潮與海洋污染、重金屬污染。

水污染的種類有：1.無機污染物、2.有機污染物、3.水體富營養(yǎng)化、4.水體熱污染、5.赤潮與海洋污染等。其中水體富營養(yǎng)化與赤潮與海洋污染是高中化學經常接觸的。（此知識在高二化學氮族元素）

1、水體富營養(yǎng)化與赤潮與海洋污染

赤潮是在特定的環(huán)境條件下，海水中某些浮游植物、原生動物或細菌爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現象。赤潮是一個歷史沿用名，它并不一定都是紅色，實際上是許多赤潮的統(tǒng)稱。

由于城市工業(yè)廢水和生活污水大量排入海中，使營養(yǎng)物質在水體中副集，造成海域富營養(yǎng)化。此時，水域中氮、磷等營養(yǎng)鹽類；鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加，促進赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明，赤潮發(fā)生海域的水體均已遭到嚴重污染，富營養(yǎng)化。氮磷等營養(yǎng)鹽物質大大超標。據研究表明，工業(yè)廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的鐵螯合劑和小于2mg/dm3的錳螯合劑，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率，相反，在沒有鐵、錳元素的海水中，即使在最適合的溫度、鹽度、PH和基本的營養(yǎng)條件下也不會增加種群的密度。

2、重金屬污染。

1）水俁病事件：1953～1956年日本熊本縣水俁市含甲基汞的工業(yè)廢水污染水體，使水俁灣和不知火海的魚中毒，人食用毒魚后受害。1972年日本環(huán)境廳公布：水俁灣和新縣阿賀野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。2）痛痛病事件：1955～1972年日本富山縣神通川流域鋅、鉛冶煉廠等排放的含廢水污染了神通川水體，兩岸居民利用河水灌溉農田，使稻米和飲用水含鎘而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。

三、高中化學理論下土壤污染：無機污染物、有機污染物

無機污染物：Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等；有機污染物：酚、氰、農藥等。（此知識在高二化學氮族元素）

染污的土壤，影響作物的生長如Mn、Cu和磷酸影響植物對Fe的吸收；無機砷影響水稻的生長；磷肥中的三氯乙醛影響小麥的生長等。影響人體的健康，土壤污染可以進而造成大氣污染、水污染，吸入人體或通過飲水和食物鏈進入人體，影響健康。