1、會(huì)計(jì)學(xué)1環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué)_化學(xué)污染物的轉(zhuǎn)化行為化學(xué)污染物的轉(zhuǎn)化行為第1頁(yè)/共171頁(yè) 內(nèi)容第一節(jié) 光化學(xué)轉(zhuǎn)化第二節(jié) 典型無(wú)機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化第三節(jié) 有機(jī)污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化第四節(jié) 有機(jī)污染物的生物降解第2頁(yè)/共171頁(yè)一、基本概念二、光吸收與光物理過(guò)程三、光化學(xué)過(guò)程四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)五、光催化降解六、大氣中的重要光化學(xué)過(guò)程 七、天然水中污染物的光化學(xué)降解八、環(huán)境介質(zhì)表面的光化學(xué)降解 內(nèi)容第一節(jié) 光化學(xué)轉(zhuǎn)化第3頁(yè)/共171頁(yè)例1： 一些PAHs可以通過(guò)光化學(xué)轉(zhuǎn)化生成其他物質(zhì)，毒性有所變化。1 Mallakin et al. Ecotox. Environ. Safe. 1999, 43, (2), 2

2、04-212.2 McConkey et al. Environ. Toxicol. Chem. 1997, 16, (5), 892-899.3 Choi et al. Aquatic Toxicology 2003, 65, (3), 243-251.對(duì)浮萍毒性分別增加1.6和15倍!1對(duì)發(fā)光菌和浮萍的毒性增加5倍左右!2對(duì)PLHC-1的細(xì)胞毒性明顯降低!3OOOHOOOOOOOHOHOO 一、基本概念第4頁(yè)/共171頁(yè)例2： 一些污染物可以通過(guò)光化學(xué)轉(zhuǎn)化生成更持久性的物質(zhì)，毒性增大ClNOOOCHCH3COOC2H5精噁唑禾草靈(FE)向下淋溶向下淋溶向下淋溶向下淋溶動(dòng)物攝入動(dòng)物攝入地下

3、水地下水地下水地下水土壤吸附土壤吸附生物降解生物降解大氣揮發(fā)大氣揮發(fā)大氣揮發(fā)大氣揮發(fā)作物吸收作物吸收土壤吸附土壤吸附土壤吸附土壤吸附地表徑流地表徑流 防除禾本科雜草的高效莖葉選擇性除草劑 中國(guó)用量：100 t/y 一、基本概念第5頁(yè)/共171頁(yè)ClNOOOCHCH3COOC2H5fenoxaprop-p-ethyl精噁唑禾草靈fenoxaprop-p精噁唑禾草靈酸4-(6-chloro-2-benzoxazolyl)oxy phenol噁唑酚4-(6-hydroxy-2-benzoxazolyl)oxy phenol6-羥基噁唑酚6-hydroxy-fenoxaprop-p-ethyl6-羥基

4、精噁唑禾草靈6-chloro-2,3-dihydro-benzoxazol-2-one6-氯苯并噁唑酮2-(4-hydroxyphenoxy) propanoate2-(4-羥基苯氧基)丙酸乙酯6-hydroxy-2,3-dihydrobenzoxazol-2-one6-羥基苯并噁唑酮benzoxazoline-2-one苯并噁唑酮hydroquinone對(duì)苯二酚脫烷基HOOHClNOOOHHONOOOCHCH3COOC2H5羥基化羥基化羥基化脫氯醚鍵斷裂醚鍵斷裂醚鍵斷裂醚鍵斷裂HONOOOHHOHNOC OClNOOOCHCH3COOHOHNOHOOCHCH3COOC2H5ClHNOC O精

5、噁唑禾草靈的光解產(chǎn)物及歷程(光源為汞燈， 290 nm) MB1MB1MB2MB3 一、基本概念第6頁(yè)/共171頁(yè)01020304050-4-3-2-10 ln(C/C0)Time (min)Pure waterRiver waterSea waterDark control不同水介質(zhì)中精噁唑禾草靈(FE)的光解動(dòng)力學(xué)純水河水海水 一、基本概念第7頁(yè)/共171頁(yè)ClNOOO CHCH3COOC2H5噁唑酚為精噁唑禾草靈(FE)主要光解產(chǎn)物在 290 nm光照條件下，噁唑酚不光解，積累ClNOOOH噁唑酚精噁唑禾草靈(FE)噁唑酚的光解動(dòng)力學(xué) 一、基本概念第8頁(yè)/共171頁(yè)0246810 12

6、14-3-2-10FE in pyrexCBOP in pyrexFE in quartzCBOP in quartzln (C/C0)Time (h) 200 nm：噁唑酚 290 nm：噁唑酚(不光解) 精噁唑禾草靈光解速率 一、基本概念第9頁(yè)/共171頁(yè)精噁唑禾草靈及其降解產(chǎn)物對(duì)大型溞急性毒性劑量效應(yīng)曲線0.1110100020406080100%InhibitionConcentration (mg/L)1234 5671. 對(duì)苯二酚 EC50 (48 h) = 2.4 mol/L 2. 噁唑酚 EC50 (48 h) = 6.0 mol/L 3. 精噁唑禾草靈 EC50 (48 h)

7、 = 14.3mol/L 4. 6-氯苯并噁唑酮 5. 精噁唑禾草靈酸 6. 2-(4-羥基苯氧基)丙酸乙酯 7. 2-(4-羥基苯氧基)丙酸 一、基本概念第10頁(yè)/共171頁(yè)污染物水環(huán)境過(guò)程污染物水生態(tài)效應(yīng)耦合BiodegradationBioconcentrationSedimentationResuspensionSoilSorptionDesorptionHydrolysisOxidation, ReductionSorptionDesorptionVolatilizationDepositionSedimentsPhotolysisPhotodegradationPhotolysis

8、PhotodegradationPartitionKOWKOCKOA, PLKOA, PL毒害污染物的光化學(xué)轉(zhuǎn)化，可能生成更穩(wěn)定、毒性更大的持久性有毒物質(zhì)！ 一、基本概念第11頁(yè)/共171頁(yè) 一、基本概念Wavelength (nm) Major range Wavelength (nm) Subrange 基態(tài)。分子激發(fā)過(guò)程快(約10-15 s)、分子一次振動(dòng)慢(約10-12 s)。突然激發(fā)，彈簧效應(yīng)，導(dǎo)致化學(xué)鍵的突然斷裂。分子軌道能級(jí)（分子軌道能級(jí)（E1，E2，）、）、分子振動(dòng)能級(jí)（分子振動(dòng)能級(jí)（V1，V2，V3，）和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)（和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)（r1，r2，r3，）示意圖示意圖核間距離核間距離r

9、 r0 0，r r1 1，r r2 2，勢(shì)能勢(shì)能V0VV2V1V0V1V2V3E E1 1 E E2 2r r0 0，r r1 1，r r2 2，分子軌道能級(jí)（分子軌道能級(jí)（E1，E2，）、）、分子振動(dòng)能級(jí)（分子振動(dòng)能級(jí)（V1，V2，V3，）和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)（和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)（r1，r2，r3，）示意圖示意圖核間距離核間距離r r0 0，r r1 1，r r2 2，勢(shì)能勢(shì)能V0VV2V1V0V1V2V3E E1 1 E E2 2r r0 0，r r1 1，r r2 2，第39頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程(3) 有些情況下，激發(fā)態(tài)分子不穩(wěn)定，核間的排斥作用大于吸引作用，導(dǎo)致化學(xué)鍵斷裂。例如氫氣分子，當(dāng)其吸

10、收光子時(shí)，發(fā)生*激發(fā)，分解。 激發(fā)態(tài)分子斷裂生成自由基或小分子是最常見的光化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)鍵的斷裂很少生成離子。 如果生成的自由基不是處于激發(fā)態(tài)，它們的行為和其它過(guò)程生成的自由基完全一樣的。 通常將由于吸收光子而導(dǎo)致的有機(jī)物的分解反應(yīng)稱為光解或光降解。(Photolysis, Photodegradation)第40頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程直接光解Direct photolysis is the direct absorption of light by a chemical followedby a reaction which transforms the parent chemica

11、l into one or moreproducts. 物質(zhì)吸收光子后而直接引發(fā)的分解反應(yīng)。A + hv A* B + C + 間接光解 (Indirect Photolysis, Sensitized Photolysis, Sensitizer)： 首先由另外一個(gè)化合物吸收光子 (這個(gè)化合物叫做敏化劑) ，然后將能量轉(zhuǎn)移給某物質(zhì)而引起的分解反應(yīng)。A* + B A + B* B* C + D + 光催化降解？第41頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程單分子反應(yīng)：激發(fā)態(tài)分子分解為小分子、分解為自由基、分子內(nèi)重排和光致異構(gòu)化。雙分子反應(yīng)：主要是一個(gè)激發(fā)態(tài)分子和一個(gè)處于基態(tài)的分子發(fā)生反應(yīng)，兩個(gè)激發(fā)態(tài)分子

12、發(fā)生反應(yīng)的情況罕見。光 解 ( P h o t o l y s i s , Photodegradation)分子內(nèi)重排光致異構(gòu)化摘 取 氫 ( H y d r o g e n - a t o m abstraction)光致聚合光化學(xué)反應(yīng)第42頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程光化學(xué)反應(yīng)的初級(jí)過(guò)程： 吸收光量子后直接發(fā)生的光物理和光化學(xué)過(guò)程。光化學(xué)反應(yīng)的次級(jí)過(guò)程： 初級(jí)過(guò)程中的反應(yīng)物、生成物之間進(jìn)一步的反應(yīng)。基態(tài)分子激發(fā)單線態(tài)分子激發(fā)三線態(tài)分子光物理過(guò)程光化學(xué)過(guò)程產(chǎn)物1、產(chǎn)物2產(chǎn)物x反應(yīng)物光化學(xué)反應(yīng)次級(jí)過(guò)程光化學(xué)反應(yīng)的初級(jí)過(guò)程第43頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程 醛和酮分子經(jīng)230330 nm的

13、光照射，可以斷裂為兩個(gè)自由基。RCR2OhvRCOR1+ R2+ CO 光解生成自由基2. 光化學(xué)反應(yīng)類型初級(jí)過(guò)程次級(jí)過(guò)程過(guò)氧化合物中的O-O鍵和脂肪偶氮化合物R-N=N-R中的C-N鍵也可以發(fā)生這種類型的反應(yīng)。R-N=N-R光解可以產(chǎn)生穩(wěn)定的產(chǎn)物N2，可以生成大量的R自由基。 第44頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程醛分子經(jīng)光照射后還可以分裂為兩個(gè)小分子： 光解生成小分子RCOHhvRH + COClNHOOOOCH3OCH3精噁唑禾草靈ClNHOOOH噁唑酚光解CO2, H2O, HCl, 蒽苯并a芘benzoapyrene第45頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程CH3CCH2CH2CH2CH3O

14、hvCOH3CCH2CH2CHHCH3H3CCOHH2CH2CHCCH3H2CHCCH3CH3CCH2OHCH3CCH3O對(duì)于碳上帶有氫的酮的光解，則具有另外一種歷程 。Norrish II型裂解反應(yīng)第46頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程CHONO2COOHNOhvCCHHC6H5C6H5hvCCHC6H5HC6H5CCHHCOOHHOOChvCCHCOOHHHOOC 分子內(nèi)重排鄰硝基苯甲醛第47頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程C6H5COC6H5hvC6H5COC6H5C6H5COC6H5異丙醇C6H5COHC6H5系間竄躍C6H5CHOHC6H5PhCOHCPhPhPhOH(Ph = C6H5

15、)異丙醇聚合S1T1 摘取氫的反應(yīng) 當(dāng)溶解在異丙醇溶液中的二苯酮受到光的照射時(shí)，激發(fā)三線態(tài)的二苯酮可以抽取異丙醇分子上的氫，這是一個(gè)摘取氫的反應(yīng)，即： 第48頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程 光致聚合反應(yīng)Photochemical synthesis of OCDD from pentachlorophenol (PCP) in atmospheric condensed water is the most significant source of OCDD to the environment.Environ. Sci. Technol. 2000, 34(14): 2879-2886ClO

16、HClClClClOOClClClClClClClClOctachlorodibenzo-p-dioxin(OCDD)PCPPolychlorinated dibenzo-p-dioxin (PCDD)Polychlorinated dibenzofuran (PCDF), PCB, biphenyl, diphenylmono-, di-, tri-, tetra-, penta- hexa-, hepta-, octa-, octanol, nona-, deca-第49頁(yè)/共171頁(yè) 三、光化學(xué)過(guò)程光物理過(guò)程振動(dòng)馳豫、內(nèi)部轉(zhuǎn)變輻射熒光系間竄躍輻射磷光熱失活和能量轉(zhuǎn)移光化學(xué)過(guò)程光解(光降解

17、)：分子、自由基分子內(nèi)重排、光致異構(gòu)化、摘取氫(Hydrogen-atom abstraction)光致聚合單分子反應(yīng)雙分子反應(yīng)第50頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(1) 第一定律：只有被體系吸收的光，對(duì)于產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)才是有效的。 吸收光譜對(duì)于研究光化學(xué)反應(yīng)的意義。(2) 光的吸收定律：分子吸收光的過(guò)程是單光子過(guò)程。 量子產(chǎn)率：化學(xué)物種吸收光子后，所產(chǎn)生的光物理過(guò)程或光化學(xué)過(guò)程的相對(duì)效率可用量子產(chǎn)率來(lái)表示。1. 光化學(xué)基本定律實(shí)線：吸收光譜虛線：發(fā)射光譜第51頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué))()(單位時(shí)間單位體積吸收光子數(shù)目單位時(shí)間單位體積子數(shù)目過(guò)程所產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)分ii 對(duì)于光化

18、學(xué)反應(yīng)，除了初級(jí)量子產(chǎn)率外，還要考慮總量子產(chǎn)率，或稱表觀量子產(chǎn)率。因?yàn)樵趯?shí)際光化學(xué)反應(yīng)中，初級(jí)反應(yīng)的產(chǎn)物還可以繼續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。1i量子產(chǎn)率(Quantum Yield)的定義：所有初級(jí)過(guò)程的量子產(chǎn)率之和必定等于1。第52頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué))( ClClCl)( ClHHClH)( ClHhvHCl2M2次級(jí)過(guò)程次級(jí)過(guò)程初級(jí)過(guò)程熱反應(yīng) 假設(shè)100個(gè)HCl分子，吸收100個(gè)光子，其中50個(gè)分子發(fā)生內(nèi)部轉(zhuǎn)變，30個(gè)分子輻射熒光，20個(gè)分子反應(yīng)，則在初級(jí)過(guò)程生成多少個(gè)H？其量子產(chǎn)率是多少？HCl光解消失過(guò)程的總的量子產(chǎn)率是多少？HCl光解反應(yīng)生成H2的量子產(chǎn)率是多少？ 總反應(yīng)：2H

19、Cl + hv H2 + Cl2第53頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)丙酮光解的初級(jí)過(guò)程為：CH3COCH3 + hv CO + 2CH3 生成CO的初級(jí)量子產(chǎn)率為1，即在丙酮光解的初級(jí)過(guò)程中，每吸收一個(gè)光子便可離解生成一個(gè)CO分子。而且從各種數(shù)據(jù)得知，CO只是由初級(jí)過(guò)程而產(chǎn)生的。因而可以斷定生成CO總量子產(chǎn)率 =CO = 1。 NO = = dNO/dt-dNO2/dtIaIaNO2光解的初級(jí)過(guò)程為： NO2 + hv NO + O 計(jì)算該反應(yīng)NO的初級(jí)量子產(chǎn)率為：入射光強(qiáng)，單位時(shí)間、體積內(nèi)NO2吸收的光子數(shù)第54頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 以上僅考慮了光化學(xué)中的一個(gè)初級(jí)反應(yīng)。

20、若NO2光解體系中有O2存在，則初級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物還會(huì)與O2發(fā)生熱反應(yīng)：O + O2 O3O3 + NO O2 + NO2 由此可看出，光解后生成的一部分NO還有可能被O3氧化成NO2。最終觀察到的結(jié)果，所生成的NO總量子產(chǎn)率要比上面計(jì)算出來(lái)的小，即： NO 若光解體系是純NO2，光解產(chǎn)生的O可與NO2發(fā)生如下熱反應(yīng)：NO2 + O NO + O2 在這一光化學(xué)反應(yīng)體系中，最終觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)： = 2NO 第55頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)量子產(chǎn)率(Quantum Yields)、表觀量子產(chǎn)率、量子效率 例：在30.6 ，用波長(zhǎng)為435.8 nm的黃色光照射，肉桂酸與溴發(fā)生光加成反應(yīng)，光強(qiáng)為I

21、=1.4 10-3 J/s，溶液能吸收80.1%的入射光。經(jīng)照射1105 s之后，Br2減少0.075 mmol，求此反應(yīng)的量子產(chǎn)率(效率)。HCCHCOOHHHHHH第56頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)6 .161052. 4105 . 7mol105 . 7Brmol1052. 42740001105%1 .80104 . 1/274000108 .4351031062. 61002. 66552639834230所以起反應(yīng)的被吸收的光子數(shù)解：molJhNE第57頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)對(duì)于環(huán)境中的污染物質(zhì)，其光化學(xué)反應(yīng)一般遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)或準(zhǔn)(pseudo-)一級(jí)反應(yīng)

22、動(dòng)力學(xué)。2. 光解速率kteCCkCdtdCkt2ln2/10The decrease of selected PAHs in sunlight irradiation and dark control experiments. Ct is the concentration of each PAH at time t and C0 is the initial concentration.第58頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 影響光解速率常數(shù)的因素(以直接光解為例): 光解量子產(chǎn)率；摩爾吸光系數(shù)；Il.k3032光強(qiáng)；光程；光化學(xué)反應(yīng)的量子產(chǎn)率表示發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)對(duì)光子的利用效率。

23、光解速率常數(shù)表示光化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征。第59頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)3. 水中光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)大氣對(duì)不同波長(zhǎng)的光的衰減程度是不一樣的。波長(zhǎng)越短，越不容易通過(guò)大氣層，尤其是波長(zhǎng) 295 nm的光線，不能通過(guò)大氣層。通常來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)光的強(qiáng)度隨著太陽(yáng)傾角的減小而減小。因此，光強(qiáng)度從中午到日落、從低緯度地區(qū)到高緯度地區(qū)、從夏季到冬季是遞減的。 光的衰減：臭氧、氣溶膠(1) 地球表面的太陽(yáng)輻射第60頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 太陽(yáng)光的強(qiáng)度和光譜分布在地平面上有個(gè)穩(wěn)定分布。波長(zhǎng)/nm2.52.01.51.00.500 200 400 600 800 1000 1600 2000 26

24、00 3000太陽(yáng)通量/Wm-2nm-16000 K照體能量曲線大氣層外 太陽(yáng)輻照曲線太陽(yáng)直射時(shí)，內(nèi)平面輻照曲線太陽(yáng)輻射光譜第61頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 日光通過(guò)大氣層，光強(qiáng)被衰減。 UV-B受衰減程度比比UV-A更明顯。 UV-B光強(qiáng)度也受到大氣臭氧含量的季節(jié)波動(dòng)和不同地理位置的影響。在北半球，隨著緯度的增高和從秋季到春季的過(guò)渡，臭氧的含量增加。 大氣的散射作用隨著波長(zhǎng)的減小而增強(qiáng)，這種散射作用對(duì)于藍(lán)色和紫外光特別明顯。 UV-B光的50%以上來(lái)自于大氣的散射作用。 到達(dá)地面的光，既有太陽(yáng)光的直接輻射，也有天空的散射輻射。 光強(qiáng)衰減 散射作用第62頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)

25、動(dòng)力學(xué)(2) 水體中的光輻射與光程光程：可以定義為一束光在水平大氣層或水體中所通過(guò)的距離。ZZsinsin zn hD反射折射入射 如果規(guī)定大氣層的厚度為h，水體的深度為D，則太陽(yáng)光的直接輻射在大氣中的光程為：zhsecsecD在水體中的光程為：Snell定律來(lái)sinsinzn n表示折射率第63頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 隨著太陽(yáng)高度的降低，折射的光的量增大。近似從水平方向照射到水面的光線，其折射程度最大，這是最大的折射角大約是48。 研究發(fā)現(xiàn)，天空散射光在大氣中的光程大約是 2h。如果忽略天空的反射作用并假設(shè)天空是晴朗的，那么天空散射光在水體中的平均光程為：)1(22nnDnls

26、 以水的折射率(n = 1.34)計(jì)算，ls = 1.20D。如果同時(shí)也考慮反射光的作用，ls = 1.19D。反射作用對(duì)這個(gè)計(jì)算值的作用不大，因?yàn)樵谒械奶炜丈⑸涔庵校瓷涔獠糠謨H僅是一小部分。第64頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 水體對(duì)光線有吸收和散射作用，導(dǎo)致光線的強(qiáng)度受到衰減。水在藍(lán)光區(qū)是最透明的。相對(duì)來(lái)說(shuō)，散射作用與波長(zhǎng)的關(guān)系不大。 在海洋中，吸收光的主要物質(zhì)是水。太陽(yáng)光的在海水中散射作用使得海水顯藍(lán)色。太陽(yáng)光可以照射到海洋的深層。(3) 光線在自然水體中的衰減 在內(nèi)陸水體中，由于水中所含有的有機(jī)物的光吸收作用，太陽(yáng)光照射的不深。第65頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)水體對(duì)

27、光的吸收系數(shù)與光的波長(zhǎng)有關(guān)系，從一個(gè)水體到另一個(gè)水體，這個(gè)值波動(dòng)很大。在紫外-可見光區(qū)，波長(zhǎng)越短，水體對(duì)光的吸收作用越強(qiáng)。 水體中物質(zhì)對(duì)光的吸收作用是導(dǎo)致光的強(qiáng)度被衰減的主要原因，相比之下，水體的散射作用不是很重要，尤其對(duì)于紫外光，更是如此。第66頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(4) 描述水體中光解速度的方程 根據(jù)光化學(xué)第一定律: Only light that is absorbed can effect chemical change in a system.(Equations Describing Direct Photolysis Rates)The average photo

28、lysis rate, , at a certain wavelength in a completely mixed water body is directly proportional to the rate of light absorption by the pollutant per unit volume. )(dtPd第67頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) -水體的對(duì)光的衰減系數(shù)(light absorption coefficient)l-光程 (pathlength of the light)；Io-某波長(zhǎng)下入射光的強(qiáng)度 (incident light intensit

29、y);)101 (0lII 單位時(shí)間內(nèi)光的吸收量I可以根據(jù)Lambert定律計(jì)算。即： 第68頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)Id-太陽(yáng)直接輻射光的光強(qiáng)；Is -太陽(yáng)散射輻射光的光強(qiáng)；ld-太陽(yáng)直接輻射光的光程；ls-太陽(yáng)散射光的光程；照射到水體的光既有直接輻射，又有散射輻射，如果水體深度為D，則單位體積的平均光吸收速率(I)為：DIIIsdlslda)101 ()101 (direct radiation sky radiation pathlength第69頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)由于水中污染物P的存在，可以使光吸收系數(shù)變?yōu)镻這樣，污染物所吸收光的比率(fraction)是

30、PPSince pollutant concentrations in water are usually very low, PP - the molar extinction coefficient of the pollutant; P - concentration of a pollutant;PPPP第70頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) Thus, the average rate of light absorption by a pollutant may be expressed asPkIjPIIaaaa，jIkaawhere j 是一個(gè)轉(zhuǎn)換常數(shù)(j=6.02 1023

31、)，通過(guò)j的轉(zhuǎn)換，光強(qiáng)度的單位與濃度的單位達(dá)到一致。經(jīng)轉(zhuǎn)換，P的濃度為mol/L，光強(qiáng)的單位為光子數(shù)/cm2s。DIIIsdlslda)101 ()101 (，第71頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)The equation of k simplifies under two circumstances: If ld and ls are both greater than 2, then essentially all the sunlight responsible for photolysis is absorbed by the system and the expression f

32、or k becomesDIIIsdajDWkDWIaa，WIIsdDIIIsdlslda)101 ()101 (jIkaa第72頁(yè)/共171頁(yè) 四、光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) If ld and ls are both less than 0.02, then k becomes independent of and can be approximately expressed as:jDlIlIkDlIlIIssddassdda)(303. 2)(303. 2DIIIsdlslda)101 ()101 (jIkaa%5 . 4101101%100)101 (02. 000llIIIIVery lit

33、tle light ( Eg) e- + h+ (1)e- + h+ TiO2 + 熱能或光能 (2)h+ + H2O OH + H (3)e- + O2 O2- HO2 (4)2HO2 O2 + H2O2 (5)H2O2 + O2- OH + OH- + O2 (6)H2O2 + hv 2OH (7)h+ + OH- OH (8)第81頁(yè)/共171頁(yè) 五、光催化降解(1) 同其它吸附物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(2) 發(fā)生電子與空穴的復(fù)合或通過(guò)無(wú)輻射躍遷途徑消 耗激發(fā)態(tài)能量；(3) 從半導(dǎo)體表面擴(kuò)散參加溶液中的化學(xué)反應(yīng)。這幾 種途徑之間相互競(jìng)爭(zhēng)而且與界面周圍環(huán)境密切相關(guān)?？昭ê碗娮拥男袨?只有抑制電子和

34、空穴的復(fù)合，才有可能使光化學(xué)順利發(fā)生。 界面吸附十分重要。光催化反應(yīng)第82頁(yè)/共171頁(yè) 六、大氣中的重要光化學(xué)過(guò)程 1. 大氣中重要吸光物質(zhì)的光離解 (1) 氧分子和氮分子O2 + hv O + O 240 nmO2吸收光譜log (nm)43210-1-2-3-4120 160 200 240氧 分 子 的 鍵 能 為493.8 kJ/mol，通常認(rèn)為240nm以下的紫外光可以引起O2的分解。第83頁(yè)/共171頁(yè) 六、大氣中的重要光化學(xué)過(guò)程 N2的鍵能較大，為939.4kJ/mol，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為127nm。N2 + hv N + N在上層大氣中 120 nm(2) 臭氧的光離解 臭氧吸收1

35、180 nm以下的光就可以離解，但主要吸收290 nm以下的光，較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光可能進(jìn)入對(duì)流層和地面。O3 + hv O + O2 250 nm的光，因而在日光照射的純水中不發(fā)生光解。但是，當(dāng)水體中含有mol/L級(jí)H2O2時(shí)，艾氏劑可快速光氧化生成狄氏劑及其他產(chǎn)物；而在黑暗中H2O2并不能氧化艾氏劑。 藻類：過(guò)氧化氫和單線態(tài)氧。 DOM：腐殖質(zhì)等。第108頁(yè)/共171頁(yè) 七、天然水中污染物的光化學(xué)降解 3. 光致毒性直接光毒性：UV-B (280-320 nm)間接光毒性：光修飾作用和光敏化 光致毒性通常指的是毒性增加的現(xiàn)象，例如，pH 8.0時(shí)，三氯生(triclosan，一種廣泛應(yīng)用的殺菌劑)

36、直接光解生成2,8-二氯代二苯并二噁英(2,8-DCDD)，量子產(chǎn)率為3.010-2 (Boreen等人, 2003)：OClOClOHhv ( 290)- Cl-ClOClO第109頁(yè)/共171頁(yè)A combustion and exposure system for producing PAHs and PCDD/FsPCDD/Fs,PAHs 八、環(huán)境介質(zhì)表面的光化學(xué)降解 1. 土壤顆粒表面2. 植物表面3. 大氣顆粒物表面第110頁(yè)/共171頁(yè) 八、環(huán)境介質(zhì)表面的光化學(xué)降解 PCDD/Fs,PAHsArtificial SunlightNatural SunlightSpruce nee

37、dlesPine needles.Atmos. Environ. 2005, 39:4583-4591. Environ. Pollut., 2003, 123(1): 39-45. Sci. Total Environ., 2004,322(1-3): 231-241. Chemosphere, 2003, 50(9): 1217-1225. SAR QSAR Environ. Res., 2004, 18(4): 265-277.SunlightSimulated Sunlight第111頁(yè)/共171頁(yè) 八、環(huán)境介質(zhì)表面的光化學(xué)降解 010203040506070BaABapPheAntP

38、yrChrt1/2, P (Half-lives, h) .SpruceFly ashPineWaterComparison of photolysis half-lives in natural water with these on the surfaces of pine needles, spruce needles and fly ash for selected PAHs第112頁(yè)/共171頁(yè) 內(nèi)容第二節(jié) 典型無(wú)機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化三、溶解-沉淀四、配合平衡五、氧化-還原一、概述：轉(zhuǎn)化與遷移二、空氣中硫氧化物的轉(zhuǎn)化和硫酸煙霧型污染第113頁(yè)/共171頁(yè) 一、概述轉(zhuǎn)化(Transforma

39、tion) 、遷移 (Transport)轉(zhuǎn)化：污染物的變化(形態(tài)變化、化學(xué)變化) 。影響環(huán)境效應(yīng)、生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng)。遷移：污染物在環(huán)境介質(zhì)內(nèi)部或環(huán)境介質(zhì)之間的物理運(yùn)動(dòng)(時(shí)間和空間)。不發(fā)生化學(xué)變化。物理轉(zhuǎn)化：相變、滲透、凝聚、吸附以及放射性元素蛻變等?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化：光化學(xué)氧化、氧化還原和絡(luò)合水解等作用。生物化學(xué)轉(zhuǎn)化：生物的吸收和代謝作用而發(fā)生的變化 。第114頁(yè)/共171頁(yè) 二、空氣中硫氧化物的轉(zhuǎn)化和硫酸煙霧型污染Transformation of Sulfur Oxides in Air and Pollution of Sulfuric Acid Aerosol 1. 硫的來(lái)源含硫礦物燃料燃燒

40、煤 (0.5-11%)占60%石油(0.03-7.89%)占30%人為來(lái)源： 天然來(lái)源：火山噴發(fā)，10%2. SO2的氣相氧化 (1) 直接光氧化SO2+ hv1SO2(290-340 nm)3SO2(340-400 nm)MSO2M+ M O2SO4SO3+ O 2SO3 SO2第115頁(yè)/共171頁(yè) 二、空氣中硫氧化物的轉(zhuǎn)化和硫酸煙霧型污染(2) SO2被自由基氧化SO2+ HOHOSO2M O2MSO3+ HO2H2OH2SO4NO HO + NO2SO2與HO的反應(yīng)第116頁(yè)/共171頁(yè) 二、空氣中硫氧化物的轉(zhuǎn)化和硫酸煙霧型污染SO2與其他自由基的反應(yīng)CH3CHOO + SO2 CH3

41、CHO + SO3HO2 + SO2 HO + SO3CH3O2 + SO2 CH3O + SO3CH3C(O)O2 + SO2 CH3C(O)O + SO3COR1R2CR3R4OOO3 +CCR1R2R3R4CCR1R2OR3R4+OO二元活性自由基第117頁(yè)/共171頁(yè) 二、空氣中硫氧化物的轉(zhuǎn)化和硫酸煙霧型污染硫酸煙霧也稱為倫敦?zé)熿F，最早發(fā)生在英國(guó)倫敦。它主要是由于燃煤而排放出來(lái)的SO2、顆粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象。3. 硫酸煙霧型污染第118頁(yè)/共171頁(yè) 二、空氣中硫氧化物的轉(zhuǎn)化和硫酸煙霧型污染項(xiàng) 目 倫敦型 洛杉磯型概 況 發(fā)生較早（1873年）

42、，至今已多次出現(xiàn) 發(fā)生較晚（1946年），發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)污 染 物 顆粒物、SO2、硫酸霧等 碳?xì)浠衔?、NOx、O3、PAN、醛類等燃 料 煤 汽油、煤氣、石油氣象條件 季 節(jié) 冬 夏、冬氣 溫 低（4以下） 高（24以上）濕 度 高 低日 光 弱 強(qiáng)臭氧濃度 低 高出現(xiàn)時(shí)間 白天夜間連續(xù) 白天毒 性 對(duì)呼吸道有刺激作用， 對(duì)眼睛和呼吸道有強(qiáng)刺激作用。 O3等氧化劑 嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡。 有強(qiáng)氧化破壞作用，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡。 注：本表摘自王曉蓉，1993。倫敦型煙霧與洛杉磯煙霧的比較第119頁(yè)/共171頁(yè) 三、溶解-沉淀溶解沉淀氧化還原配合作用(與有機(jī)物相互作用)植物攝取食物鏈遷移動(dòng)物攝取生物

43、富集烷基化作用揮發(fā)作用淋溶作用吸附作用1. 金屬類污染物可能發(fā)生的遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程第120頁(yè)/共171頁(yè) 三、溶解-沉淀2. 水中金屬類化合物的溶解和沉淀(1) 氧化物和氫氧化物金屬化合物在水中的遷移能力，直觀地可以用溶解度來(lái)衡量。溶解度大的，遷移能力大；對(duì)于金屬類化合物，在固-液平衡體系中，一般用溶度積來(lái)表征溶解能力。Me(OH)n (s) Men+ + nOH-Ksp= Men+OH-nMen+ = Ksp/OH-n = KspH+n/Kwn-lgMen+ = -lgKsp - nlgH+ + nlgKwpC = pKsp npKw + npH第121頁(yè)/共171頁(yè) 三、溶解-沉淀氫氧化物金

44、屬離子飽和濃度對(duì)數(shù)值與pH值的關(guān)系 第122頁(yè)/共171頁(yè) 三、溶解-沉淀PbO (s) + 2H+Pb2+H2O lgKs0=12.7PbO (s) + H+Pb(OH)+ lgKs1=5.0PbO (s) + H2OPb(OH)2 lgKs2=-4.4PbO (s) + 2H2OPb(OH)3- +H+ lgKs3=-15.4Pb(II)T=Ks0H+2+Ks1H+Ks2+Ks3H+-1溶解度應(yīng)該考慮多種因素，例如羥基的配合作用：n1nznzTMe(OH)MeMe第123頁(yè)/共171頁(yè) 三、溶解-沉淀PbO的溶解度(James F. Pankow, Aquatic Chemistry Co

45、ncepts, 1991)pH第124頁(yè)/共171頁(yè)金屬硫化物是比氫氧化物溶度積更小的一類難溶沉淀物，只要水環(huán)境中存在S2-，幾乎所有的重金屬均可以從水體中除去。S2-H+2=K1,2H2SS2-=K1,2H2S/H+2Me2+S2-=KspMe2+=Ksp/S2-=KspH+2/K1,2H2SMe2+=KspH+2/K1K2H2S(2) 硫化物H2S H+ + HS- , K1 = 8.9 10-8HS- H+ + S2- , K2 = 1.3 10-15 H2S 2H+ + S2- 三、溶解-沉淀第125頁(yè)/共171頁(yè) 四、配合平衡1. 配合作用水中金屬，大部分以配合物形態(tài)存在，其遷移、轉(zhuǎn)

46、化及生物毒性等均與配合作用密切相關(guān)。毒性：自由銅離子的毒性大于配合態(tài)銅，而甲基汞的毒性遠(yuǎn)大于無(wú)機(jī)汞。由具有電子給體性質(zhì)的配體與具有接受電子空位的離子或原子形成配合物的過(guò)程。金屬離子可與含電子給體的物質(zhì)結(jié)合，形成配位化合物。 第126頁(yè)/共171頁(yè) 四、配合平衡 配合物在溶液中的穩(wěn)定性是指配合物在溶液中離解成中心離子和配位體，當(dāng)離解達(dá)到平衡時(shí)離解程度的大小。 配合物的逐級(jí)生成常數(shù)(或逐級(jí)穩(wěn)定常數(shù))和積累穩(wěn)定常數(shù)(積累生成常數(shù))是表征配合物在溶液中穩(wěn)定性的重要參數(shù)。重要的無(wú)機(jī)配位體有：OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-等。有機(jī)配位體：天然水體中有動(dòng)植物組織的天然降解產(chǎn)物，如氨基酸

47、、糖、腐殖酸；生活廢水中有洗滌劑、清潔劑、EDTA、農(nóng)藥和大分子環(huán)狀化合物等。這些有機(jī)物相當(dāng)一部分具有配合能力。 (1) 配合物在溶液中的穩(wěn)定性第127頁(yè)/共171頁(yè) 四、配合平衡421232223222332232322322233232322312332102 . 8NHZn)Zn(NH)Zn(NHNH2Zn101 . 2NHZnNH)Zn(NH)Zn(NHNHZnNH109 . 3NHZnZnNHZnNHNHZn為例，Zn以KKKK這里將K1,K2稱為逐級(jí)生成常數(shù)(或逐級(jí)穩(wěn)定常數(shù))，稱1、2為積累穩(wěn)定常數(shù)。第128頁(yè)/共171頁(yè) 四、配合平衡2. 羥基對(duì)重金屬離子的配合作用)( )Me(

48、OHOH4Me)( )Me(OHOH3Me)( )Me(OHOH2Me)( MeOHOHMe)OHMe(OH)Me(OH)( Me(OH)OHOH)(Me)OHMe(OH)Me(OH)( Me(OH)OHOH)(Me)OHMe(OH)Me(OH)( Me(OH)OHMeOH)OHMeMeOH( MeOHOHMe4321432321332212022112-3243-24-0233-300220221232KKKKKKKKKKKKKK第129頁(yè)/共171頁(yè) 四、配合平衡nnnOH OHMeOHMeMeMeOH OHMeOHMeMeMeOH/1MeMeMeMeOHOHOHOH1OHOHOHOH1M

49、e OHMe OHMeOHMeOHMeMe Me(OH)Me(OH)Me(OH)MeOHMeMe0220221T210221T1T202T443322144332212424323222212243022T同理，設(shè)第130頁(yè)/共171頁(yè) 四、配合平衡4 6 8 10 12 14-10 -8 -6 -4 -2 01.00.80.60.40.20.0比例lgOH-pHCd2+ - OH- 配合離子在不同pH值下的分布（陳靜生編，1987）Cd(OH)3-Cd2+Cd(OH)42-CdOH+Cd(OH)2第131頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原1. 氧化-還原的重要性 氧化還原反應(yīng)，在環(huán)境中普遍存在。

50、 水環(huán)境中的氧化還原反應(yīng)具有自身特點(diǎn)：水體深度不同，其氧化還原狀況不同，例如同一個(gè)湖泊存在兩個(gè)典型的氧化-還原界面，即湖面和湖底 ； 天然水域中常見氧化態(tài)物質(zhì)有：O2、SO42-、NO3-、PO43-以及Fe3+、Mn4+、Cu2+、Zn2+等金屬離子；常見的還原態(tài)無(wú)機(jī)物質(zhì)有：Cl-、Br-、F-、N2、NH3、NO2-、H2S、CH4等。 水和土壤中：微生物發(fā)揮重要作用。 在實(shí)際天然水或污水體系中，許多氧化還原反應(yīng)非常緩慢。第132頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原2. 氧化-還原反應(yīng)趨勢(shì)的表征定義：電子活度酸堿反應(yīng)：pH = -lg(aH+)aH+_ 氫離子在水溶液中的活度，它衡量溶液接受或遷

51、移 質(zhì)子的相對(duì)趨勢(shì)；還原劑和氧化劑可以定義為電子供體和電子接受體，可定義p為：p = -lg(ae)(1) 電子活度和氧化還原電位第133頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原p的嚴(yán)格熱力學(xué)定義是由Stumm和Morgan提出的，基于下列反應(yīng)：2H+(aq) + 2e H2 (g)當(dāng)H+(aq)在1單位活度與1.013105Pa的H2平衡(同樣活度為1)的介質(zhì)中, 電子活度為1.00, p = 0.0。p越小，電子濃度越高，體系提供電子的傾向越強(qiáng)；p越大, 電子濃度越低，體系接受電子的傾向越強(qiáng)p減小方向p增大方向第134頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原(2) 氧化還原電位E與p的關(guān)系)Oxedlog(l

52、og1logOxedlogOxedOxedlg303. 2OxRedlg303. 2lg303. 2RedneOx000RKnpKRnpKReeRKKnFRTEnFRTEEnFRTEEnn平衡在理論上考慮可以寫出還原態(tài)氧化態(tài)第135頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原RTFEKnKnFRTnFRTKnFRTE303. 2)OxRedlg(lg1)OxRedlg(lg303. 2OxRedlg303. 2lg303. 2)(059. 0303. 2lglg1059. 01303. 2059. 01303. 2)OxRedlg(lg10000000pnnERTFnEKnppERTFEpERTFEKnp生

53、成物反應(yīng)物第136頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原3. 天然水的p天然水中含有許多無(wú)機(jī)及有機(jī)氧化劑及還原劑。水中主要氧化劑有溶解氧、Fe(III)、Mn(IV)、S(VI)等，其被還原后依次被轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O、Fe(II)、Mn(II)、S(-2)等。水中主要還原物質(zhì)是各種有機(jī)化合物，有機(jī)化合物被氧化后，生成各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。由于天然水是一個(gè)復(fù)雜的氧化還原混合體系, 其p應(yīng)介于其中各個(gè)單體系的p之間，而且接近于含量較高的單系p值。第137頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原若某個(gè)單體系的含量比其他體系高得多, 則此時(shí)該單體系的p幾乎等于混合復(fù)雜體系的p。一般天然水環(huán)境中，溶解氧是決定p的物質(zhì)。58.13

54、)100 . 1 ()10013. 1/1021. 0lg(1175.20()75.20( OH21eHO41,100 . 1HPa,1021. 074/15502275O2ppp壓力以大氣壓為單位）根據(jù)：若水中l(wèi)g10生成物反應(yīng)物nppRedneOx第138頁(yè)/共171頁(yè)13. 4Hlg1187. 2)87. 2( OH41CH81HCO81, 0 . 7pH,COCH生81481242CHCO0242CHCO24ppppepp根據(jù)反應(yīng)：的缺氧水，假定及作用產(chǎn)水，例如一個(gè)由微生物若是有機(jī)物豐富的缺氧天然水中的鐵主要以Fe(OH)3(S)或Fe2+的形式存在。4. 無(wú)機(jī)鐵的氧化還原轉(zhuǎn)化 五、氧

55、化-還原第139頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原lgFe13.05-pFelgFeFelg1105.13)05.13(p FeeFe mol/L,100 .123230233p反應(yīng)：并且有如下解鐵的濃度為設(shè)總?cè)?5.16Felg0 .3FelgFeFep32230pp，所以，時(shí)，則當(dāng)pp05.10Felg0 .3FelgFeFep23230，所以，時(shí)，則。當(dāng)?shù)?40頁(yè)/共171頁(yè) 五、氧化-還原0-3-6-9-12-15-6 -3 0 3 6 9 12 15 18pp0lgC Fe3+Fe2+Fe3+、Fe2+氧化還原平衡的lg pE圖 （W. Stumm, J. J. Morgan, 1981

56、）p第141頁(yè)/共171頁(yè) 內(nèi)容第三節(jié) 有機(jī)污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化一、酸堿解離二、水解反應(yīng)三、氧化降解第142頁(yè)/共171頁(yè) 一、酸堿解離1. 酸堿解離 (Acid-base Dissociation)平衡 酸(HA)是質(zhì)子供體，堿(B)是質(zhì)子受體，其解離平衡為：HA A- + H+H+ + B BH+總反應(yīng)：HA + B BH+ + A-A-稱為HA的共軛堿，BH+稱為B的共軛酸。-aH A HAK-bBH OH BK 很多化合物具有不止一個(gè)酸性或堿性基團(tuán)。 某些化合物同時(shí)具有酸性和堿性基團(tuán)B + H2O BH+ + OH-第143頁(yè)/共171頁(yè) 一、酸堿解離在某個(gè)pH值時(shí)，有機(jī)酸在水中以酸形式存

57、在的分?jǐn)?shù)a為： aa-(pH-p)-HA11A HA A 1 101HAK酸形態(tài)的分?jǐn)?shù)與pH值的關(guān)系pH = pKa時(shí)，酸、堿形態(tài)等濃度存在；即HA = A-，BH+ = B. 第144頁(yè)/共171頁(yè) 一、酸堿解離具有多個(gè)酸堿官能團(tuán)的化合物在不同pH值時(shí)共軛酸堿的相對(duì)豐度(Schwarzenbach等，2004) 第145頁(yè)/共171頁(yè) 一、酸堿解離很多化合物具有不止一個(gè)酸性或堿性基團(tuán)。如4-羥基甲酸是一種“雙質(zhì)子酸”，1,2-二胺基丙烷是一種“雙質(zhì)子堿”，它們?cè)谶m當(dāng)?shù)膒H范圍水溶液中可以形成二價(jià)離子。某些化合物同時(shí)具有酸性和堿性基團(tuán)，例如羥基異喹啉和氨基酸。對(duì)于這類化合物，當(dāng)pH值為某個(gè)數(shù)值

58、時(shí)體系中所有物種的平均凈電荷為零，這個(gè)pH值稱為等電點(diǎn)。2. 等電點(diǎn)NCOOHOH第146頁(yè)/共171頁(yè) 一、酸堿解離2. 等電點(diǎn)The isoelectric point (pI) is the pH at which a molecule or surface carries no net electrical charge. In order to have a sharp isoelectric point, a molecule (or surface) must be amphoteric, meaning it must have both acidic and basic fu

59、nctional groups. Proteins and amino acids are common molecules that meet this requirement.a1a21pHpp2KK等電點(diǎn)For an amino acid with only one amine and one carboxyl group, the pI can be calculated from the pKas of this molecule.第147頁(yè)/共171頁(yè) 水解作用是有機(jī)化合物與水之間的作用。 二、水解反應(yīng)ClNHOOOOCH3OCH3精噁唑禾草靈ClNHOOOH噁唑酚光解ClNHOO

60、OCH3OHO精噁唑禾草靈酸水解HOOCH3OOH水解ClNHOO水解水解6-氯苯并噁唑酮OCH3OCH3OHO水解2-(4-羥基苯氧基)丙酸乙酯OHOH對(duì)苯二酚生物 降解2-(4-羥基苯氧基)丙酸第148頁(yè)/共171頁(yè) 二、水解反應(yīng) 能發(fā)生水解反應(yīng)的物質(zhì)：烷基鹵、酰胺、氨基甲酸脂、羧酸脂、環(huán)氧化物、腈、膦酸酯、磷酸酯、磺酸脂、硫酸脂。CH3-CH2-CH-CH3BrH2OCH3-CH2-CH-CH3 + Br- + H+OHCOOCH3H2OCOOH+ CH3OHPOH3COCH3OCH3H2OPOH3COHOCH3+ CH3OHOH2OHOCH2CH2OHCH2CN2H2OCH2COOH+