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前言

环境化学作为环境科学与工程领域的核心学科之一，旨在探究化学物质在环境中的来源、迁移、转化、归趋及其与生物和人体相互作用的科学规律。本复习资料旨在梳理环境化学的核心知识点，帮助同学们系统回顾课程内容，巩固基础，提升分析和解决实际环境化学问题的能力，以期在考试中取得理想成绩。资料内容力求全面、重点突出，注重理论与实际应用的结合。

第一章绪论

1.1环境化学的定义、研究对象与任务

环境化学是研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。其研究对象包括自然环境中的化学物质和进入环境的外来化学物质（污染物）。核心任务是阐明化学物质在环境中的来源、迁移转化规律、归宿以及对生态系统和人类健康的影响，并为污染控制和环境管理提供科学依据。

1.2环境化学的发展历程与学科特点

环境化学的发展大致经历了孕育阶段、形成阶段和快速发展阶段。学科特点表现为：跨学科性强，融合了化学、生物学、地理学、气象学等多学科知识；研究对象复杂，涉及多介质、多界面；从微观分子水平到宏观全球尺度；既关注污染物的化学行为，也重视其生态效应和健康风险。

1.3环境污染物的类别与来源

环境污染物可按性质分为无机污染物（如重金属、酸、碱、盐等）和有机污染物（如农药、多环芳烃、卤代烃等）；按环境介质可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等。其来源主要包括自然来源（如火山喷发、森林火灾、岩石风化等）和人为来源（如工业“三废”排放、农业面源污染、交通运输尾气、生活污染等），其中人为来源是造成环境污染的主要原因。

1.4环境化学的研究方法

主要包括现场调查法、实验室研究法和模型模拟法。现场调查旨在获取环境介质中污染物的实际浓度水平和分布特征；实验室研究则通过模拟环境条件，深入探究污染物的迁移转化机理和毒理效应；模型模拟则利用数学和计算机技术，预测污染物在环境中的行为和发展趋势，为环境风险评估和管理提供工具。

第二章大气环境化学

2.1大气的组成与结构

大气主要由氮气、氧气、氩气等恒定组分，二氧化碳、水蒸气等可变组分以及悬浮颗粒物等不定组分组成。其垂直结构按温度随高度的变化特征可分为对流层、平流层、中间层、热成层（电离层）和散逸层。对流层是人类活动的主要区域，也是大气污染发生的主要场所；平流层中的臭氧层对地球生命具有保护作用。

2.2大气污染物的种类与来源

大气污染物按存在状态可分为气态污染物（如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机物等）和颗粒态污染物（如总悬浮颗粒物TSP、可吸入颗粒物PM10、细颗粒物PM2.5等）。主要来源包括化石燃料的燃烧、工业生产过程、交通运输、农业活动以及生物质燃烧等。

2.3大气光化学反应基础

大气中的许多化学反应需要在光的作用下才能发生。光化学反应的初级过程是分子吸收光子后发生电子激发，形成激发态分子；次级过程则是激发态分子发生离解、重排、与其他分子反应等。量子产率是衡量光化学反应效率的重要参数。

2.4重要的大气污染化学问题

光化学烟雾：由氮氧化物和挥发性有机物在阳光照射下发生一系列光化学反应而形成的浅蓝色烟雾，主要成分包括臭氧、过氧乙酰硝酸酯（PAN）、醛类等，对人体健康和植物生长危害极大。

酸雨：指pH值小于5.6的降水，主要由大气中的二氧化硫和氮氧化物等酸性气体与水反应形成硫酸和硝酸所致，对生态系统、建筑材料和人类健康均有严重影响。

臭氧层破坏：人类活动排放的氯氟烃（CFCs）等物质进入平流层后，在紫外线作用下分解出氯原子，催化破坏臭氧分子，导致臭氧层变薄甚至出现空洞，使到达地面的紫外线辐射增强。

温室效应与全球气候变化：大气中的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体能够吸收地面长波辐射，使地球表面温度升高。温室效应的加剧导致全球气候变暖、冰川融化、海平面上升等一系列环境问题。

2.5大气污染物的迁移与扩散

大气污染物的迁移扩散受气象条件（如风、湍流、温度层结、降水等）、地形地貌以及污染物自身理化性质的影响。逆温层的存在会抑制空气对流，不利于污染物扩散。高斯扩散模型是描述点源污染物在大气中扩散的常用模型。

第三章水环境化学

3.1天然水的组成与性质

天然水由水分子和溶解的无机物、有机物以及悬浮颗粒物、胶体物质、水生生物等组成。其主要性质包括：水温、pH值、碱度、硬度、溶解氧（DO）、氧化还原电位（Eh）、电导率等。这些性质直接影响水中污染物的存在形态和迁移转化行为。

3.2水中污染物的分布与存在形态

污染物进入水体后，会通过溶解、沉淀、吸附、配合、氧化还原等作用，以不同形态存在于水相、颗粒物相或生物相中。重金属元素在水中可以简单离子、配合离子、氢氧化物、硫化物、碳酸盐等多种形态存在，其形态不同，毒性大小和迁移能力也不同。有机污染物则可能以溶解态、吸附态或挥发态存在。

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