1.3 环境化学的定义、内容和研究方法

　　环境化学能独树一帜，成为环境科学领域中的一门重要分支学科大约始于本世纪70年代初。在此之前，大气化学、土壤化学、海洋化学、生物化学等早已有了长足的发展，它们也都是以环境中的化学现象为其主要研究内容的。这些学科似乎都可归入环境化学范畴之内，但实际上这些学科的研究对象主要在于资源利用而不在于环境。而环境化学则主要着重于研究在资源利用过程中产生危及环境质量的诸多化学污染物的化学行为。由此看来，两方面所涉及的学科范围是不同的，但在它们之间无疑是有着密切联系的。

　　有关环境化学的初期研究工作大多由非化学专业人员作出，他们是对生物化学、生态学、湖泊学等进行研究的专业人员。是生物学家首先发现和研究了施用农药后产生的种种不良的生态效果；是卫生工程技术人员发现和研究了污水处理工厂曝气池壁覆盖的厚层泡沫；也正是湖泊研究专家最早发现正常湖水突然萌生大量蓝绿藻并发生恶臭的现象，如此等等。由此看来，环境化学和环境生态、工程技术等方面也有着密切的联系。

　　目前，对环境化学下一确切定义并明确划定其研究范围还是很困难的。一般似可将其定义为研究环境中危及环境质量的化学物质，特别是化学污染物的来源、迁移、分布、反应、转化、效应、归宿以及人类活动对这些过程可能发生的作用和影响。从实用观点来看，环境化学的主要任务是要研究环境质量、其变化规律和改善环境质量的技术等方面的有关化学问题。由此，我们可将环境化学的内容归纳为三个方面：环境污染物的分析监测；从分子级水平研究环境污染的化学机理；应用化学方法、物理化学方法和生物化学方法等防治污染的有关技术中所涉及的化学原理。在其研究领域中有时还旁及化学污染物对生物体产生毒性的化学机理。以上几方面内容是互相联系而又互相沟通的，并可借以阐明环境质量的变化规律、控制污染的发生和发展，保持生态环境的良性循环。简而言之，环境化学是研究化学物质，特别是危及环境质量的化学污染物在环境中所发生各种化学现象的科学。图1-2显示了包括环境化学在内的环境科学的学科组成及其在自然科学中的地位。由此图可看出，环境化学是一门综合性很强的学科，它与众多的其他学科相邻、相关、相沟通。实际上，环境系统是一个有机整体，不是哪一门学科能够包容环境全体和单独地解决问题的，包括环境化学在内的有关环境的研究课题都需要各门基础自然科学（还包括社会科学）的合作和密切配合才能完成。

　　环境化学与许多理论性和实用性的化学学科及环境学科的其他分支学科有着最密切的联系。大多数环境化学的研究工作还是袭用那些老学科的研究方法。但应指出，环境化学还有如下与其研究对象特性相关联的独特的研究方法：①由于被研究对象（主要是化学污染物）在环境中微量、低浓、形态多歧，又随时随地发生迁移和形态间的转化，所以需要以非常准确而又灵敏的环境分析监测手段作为研究工作的先导。例如对许多结构不明的有机污染物，经常需要用强有力的结构分析仪（如红外光谱仪、色质联用仪）予以分析鉴定；对污染物在环境介质中的相间平衡或反应动力学机理研究常需用高灵敏度的同位素示踪技术等。②实际的环境体系是自然体系，它所发生的一切过程都是自发进行的，不可逆的，体系中污染物与其所处介质间也往往处于不平衡状态，所以单用化学热力学来处理这类体系的有关问题就有可能远离实际情况。目前正在兴起的环境化学动态学针对热力学的不足，以研究化学物质在环境流体中迁移、转化历程为目标，取得了许多有意义的成果，已有很多专著发表。但还应指出，目前仍不能舍弃化学热力学方法，因为它是我们研究动态问题的出发点。再则，在前人工作基础上，化学热力学具备着充分的现成数据可资利用。③由于体系组成的复杂性，所发生的多种过程又交互重叠，所以在研究问题时经常需要用简化手段，以单体系、单组分、单过程作为研究问题的起点，尽可能地把影响环境质量的主要因素和次要因素分开，以便找出最本质的东西。在此基础上，再进一步考虑环境的整体性和相关性，使所得最后结果能与实际情况一致。④环境体系是宏大、多元的，对化学物质造成环境污染的现象作综合的宏观研究，还需借助于物理和数学的手段。一般是在掌握了体系的有关结构、功能和性能数据之后运用物理图像作为模型，运用数学关系式作为模式，将化学污染物在环境中的种种宏观行为分别作出定性和定量的表述。在此基础上，再以模拟实验（实验室模拟、现场模拟、计算机模拟）来验证前所提出的模型和模式。综上所述，在环境化学研究方法中需运用多方结合的手段，即多种学科结合、宏观和微观结合、静动结合、简繁结合，“软硬”结合等。
　　本文标题：1.3 环境化学的定义、内容和研究方法--环境化学绪论
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