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环境化学初步

环境化学是环境科学的一个分支学科。它主要是运用化学的理论和方法，

鉴定和测量化学污染物在大气圈、水圈、土壤-岩石圈和生物圈中的含量，研究它们在环境

中存在形态及其迁移、转化和归宿的规律。

环境化学是在无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学工程学

的基础上形成的。人们对于水化学、大气化学、土壤化学等早就开始研究，但主要是围绕着

资源的开发和利用进行的，很少注意环境污染问题。后来，人们大量使用煤作燃料，底层大

气中的二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮以及颗粒物等含量不断增加，以至接连发

生由煤烟引起的烟雾污染事件。

第二次世界大战后，又大量使用石油作燃料，出现了光化学烟雾污染问

题，从而使人们对大气的化学研究从还原性烟雾的研究，发展到氧化性烟雾的研究，包括对

臭氧、过氧乙酰硝酸酯、烃类、醛类、酮类铅尘、酸雾的分布状况、生成机理和化学反应动

力学的研究。

另外，核爆炸把放射性尘埃抛射至平流层，造成全球性放射性污染；飞

机在平流层飞行，排出大量的氮氧化物等，对臭氧层有破坏作用，又使大气的化学研究的范

围从对流层扩展到平流层。

随着城市的扩大和工业的发展，大量的生活污水和工业废水排入水体。

进入水体的化学物质，或者通过饮水，或者通过食物链危害人体健康，促使人们对水体的化

学研究从生化耗氧、自然净化、卫生学等方面的研究发展到水的环境毒理学、水生生态平衡

等方面的研究。

进入水体的化学物质即使数量很少，通过生物富集，最终也会危害人类。

所以，化学物质的量的研究，也从常量发展到微量和痕量；对人体健康影响的研究，也从常

量的急性中毒转向微量的慢性中毒。

化学肥料和农药的施用，以及工业和生活废弃物进入土壤，造成农药、

重金届和其他化学物质在土壤中的积累，并进入农作物中。例如，日本的痛痛病事件，主要

就是用含镉的矿山废水灌溉农田的结果；农药稻瘟醇进入稻秆在堆肥中分解为四氯苯甲酸，

含有这种物质的肥料就可引起秧苗畸形。

因此，人们对土壤的化学研究也从研究土壤中化学物质的分布、积累、

迁移、转化等方面的宏观研究，逐渐发展到从细胞水平研究其毒性影响，以及致畸致突变、

致癌作用的机理等方面的微观研究上。

在此基础上，尤其是60年代以后，对化学物质在大气、水体、土壤等

自然环境中引起的化学现象的研究，发展迅速，一些原来不受重视的化学问题，从保护自然

生态和人体健康的角度出发，成为重要的、急待解决的问题。

为了探讨这些问题，逐渐发展了新的研究方法和手段，提出了新的观点

和理论，形成一门新的化学分支学科——环境化学。另一方面，环境化学与环境科学的其他

分支有着密切联系，因而它又是环境科学的一个组成部分。

目前环境化学的基础理论尚处于发展过程中，环境化学的研究领域主要

有：

研究化学污染物在环境中的变化，包括迁移、转化过程中的化学行为、

反应机理、积累和归宿等方面的规律。化学污染物质在大气、水体、土壤中迁移，并伴随着

发生一系列化学的、物理的变化，形成了大气污染化学、水污染化学、土壤污染化学和污染

生态化学。

在环境这个开放体系中，参与反应的物质品种多，含量低，反应复杂，

影响因素很多，促进反应的光能和热能又难以准确模拟。因此必须发展新的技术和理论来进

行研究。如近年来运用系统分析方法，研究多元和多介质体系中污染物迁移和转化反应机理，

就为进行环境污染的预测、预报，以及环境质量评价等提供了科学的依据。

环境化学分析是取得环境污染各种数据的主要手段。要得知化学物质在

环境中的本底水平和污染现状，必须应用化学分析技术。环境中污染物种类繁多，而且含量

极低，相互作用后的情况则更为复杂，因此要求采取灵敏度高、准确度高、重现性好和选择

性也好的手段。

环境化学分析不仅对环境中的污染物要做定性和定量的检测，还对它们

的毒性，尤其是长期低浓度效应进行鉴定；这就要应用各种专门设计的精密仪器，结合各种

物理和生物的手段进行快速、可靠的分析。为了掌握区域环境的实时污染状况及其动态变化，