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环境篇

第十四章环境化学基础

本章教学要求了解大气污染、水体污染和土壤污染的基本知识。

绕生命主体的外部世界称为环境(environment)。对于人类，这个外部世

界就是人类的生存环境。环境化学(chemistryofenvironment)是环境科学的一个

分支，主要研究在资源利用过程中产生危及环境质量的化学污染物质在环境中的

存在形式、化学特性及其化学行为，关注人类活动对环境的影响，阐明环境变化

的化学规律，控制污染，保持环境变化的良性循环。

第一个提出环境保护的是美国女生物学家蕾切尔•卡逊(Rachel.Carson,1907

-1964)o20世纪40年代她注意到DDT杀虫剂的滥用对生态环境造成巨大的危

害，1962年出版了《寂静的春天》一书，提出了环境问题，在世界范内引起

轰动。20世纪世界上发生无数公害事件，其中最严重的“八大公害事件”*及温

室效应、臭氧层耗损、酸雨、赤潮等问题进一步唤醒了人们的环境意识。环境保

护已成为人类共同的心声，联合国规定每年6月5日为“世界环境日”，以引起

世界各国的高度重视。

本章主要介绍大气污染、水体污染与土壤污染的基础知识。医学专业学生必

须熟悉环境化学的知识，提高保护生存环境的自觉性和责任感。

第一节大气污染

地球外层的气体构成大气圈。大气是人类生存必不可少的资源之一。

大气污染(airpollution)是指大气中的一种或多种气体、气溶胶或颗粒状污染

物以超过正常含量的浓度和滞留时间存于大气中，从而影响自然环境，导致对人

体和植物生长的伤害以及对社会物质财富的破坏。

按大气污染源产生的原因，可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源

是自然灾害造成的，如火山爆发喷出大量火山灰和S02；森林大火产生的大量的

C02、N02、S02；人为污染源是人类生产和生活造成的。如工厂燃煤、汽车

尾气等。一般所说的大气污染主要是指人为因素引起的污染。

酸雨

(一)酸雨及其危害

酸雨(acidrain)指pH低于5.6的各种酸性降水。“酸雨”一词最早见于1872

年英国人史密斯(R.A.Smith)的《空气和降雨，化学气候学》一书。

目前，全球有三大块酸雨地区：西欧，北美和中国。我国酸雨区域主要在长

江以南，尤以贵州、四川、湖南、广西等省频率最高

酸雨对环境造成很大危害，在酸雨区域内，所有露天材料如桥梁、铁路、

车辆、建筑物、文化古迹等设施遭受腐蚀。酸雨使湖泊酸化，渔业减产，森林衰

退。酸雨的降落抑制植物的发育生长、淋洗掉土壤中的营养元素一钙、镁、钾等

使土壤贫瘠化，对农业生产造成灾难性的危害。

(二)酸雨的形成机理

污染源中的硫氧化物SO、和氮氧化物NO、进入大气，经扩散、迁移、化学

转化、干和湿的沉积一系列过程，最后形成酸雨。酸雨的主要成分是H2s04和

HN03,国外酸雨中硫酸雨和硝酸雨之比为2:1,我国的酸雨以硫酸雨为主，硝酸

雨含量不足1。大气中的硫氧化物主要是由燃烧含硫的煤和石油产生。一般1

吨煤中含硫5~50kg,1吨石油中含硫5〜30kg,这些硫在燃烧时将产生2倍于

硫质量的S02排入大气，全世界每年排入大气中的SCh在1.5亿吨以上。如美国

的燃煤含有1~4的硫，其中大多数以FeS?形成存在，当煤燃烧时，发生下

列反应

4FCS(S)+1102(g)=2FeO3(s)+8SO(g)

222

燃煤产生的S02约有2/3进入大气，这些SCh受到大气中悬浮的尘埃微粒

的催化，如煤烟中的M«+、Fe3+离子的催化光化学反应产生的