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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。環(huán)境化學(xué)打印戴樹桂第二版課后習(xí)題解答-環(huán)境化學(xué)(戴樹桂第二版)課后部分習(xí)題解答第一章緒論1、環(huán)境問題:全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境中出現(xiàn)不利于人類生存和發(fā)展的各種現(xiàn)象,稱為環(huán)境問題。原生環(huán)境問題:自然力引發(fā),也稱第一類環(huán)境問題,火山噴發(fā)、地震、洪災(zāi)等。次生環(huán)境問題:人類生產(chǎn)、生活引起生態(tài)破壞和環(huán)境污染,反過來危及人類生存和發(fā)展的現(xiàn)象,也稱第二類環(huán)境問題。目前的環(huán)境問題一般都是次生環(huán)境問題。生態(tài)破壞:人類活動直接作用于自然生態(tài)系統(tǒng),造成生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力顯著減少和結(jié)構(gòu)顯著該變,如草原退化、物種滅絕、水土流失等。當(dāng)今
2、世界上最引人注目的幾個(gè)環(huán)境問題溫室效應(yīng)、臭氧空洞、酸雨等是由大氣污染所引起的。2、環(huán)境污染:由于人為因素使環(huán)境的構(gòu)成狀態(tài)發(fā)生變化,環(huán)境素質(zhì)下降,從而擾亂和破壞了生態(tài)系統(tǒng)和人們的正常生活和生產(chǎn)條件。造成環(huán)境污染的因素有物理、化學(xué)和生物的三個(gè)方面,其中化學(xué)物質(zhì)引起的約占80%90%。環(huán)境污染物定義:進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接有害于人類的變化的物質(zhì)稱為環(huán)境污染物。污染物的性質(zhì)和環(huán)境化學(xué)行為取決于它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)和在環(huán)境中的存在狀態(tài)。(五十年代日本出現(xiàn)的痛痛病是由鎘Cd污染水體后引起的;五十年代日本出現(xiàn)的水俁病是由Hg污染水體后引起的)重要污染物(1)元素:Cr,Hg,As,Pb,C
3、l(2)無機(jī)物:CO,NOx,SO2,KCN(3)有機(jī)化合物和烴類:烷烴(飽和)、芳香烴(苯環(huán))、不飽和非芳香烴(不飽和,不帶苯環(huán))、多環(huán)芳烴(4)金屬有機(jī)和準(zhǔn)金屬有機(jī)化合物:四乙基鉛、三丁基錫(5)含氧有機(jī)化合物:環(huán)氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有機(jī)酸等(6)有機(jī)氮化合物:胺、腈、硝基苯、三硝基苯(TNT)(7)有機(jī)鹵化物:氯仿(四氯化碳)、PCBs、氯代二惡英、氯代苯酚(8)有機(jī)硫化合物:硫醇類(甲硫醇)、硫酸二甲酯(9)有機(jī)磷化合物:有機(jī)磷農(nóng)藥、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯按受污染物影響的環(huán)境要素可分為大氣污染物、水體污染物、土壤污染物等;按污染物的形態(tài)可分為氣體污染物、液體污染物和固體廢物;按
4、污染物的性質(zhì)可分為化學(xué)污染物、物理污染物和生物污染物。優(yōu)先控制污染物:概念:基于有毒化學(xué)物的毒性、自然降解的可能性及在水體中出現(xiàn)的概率等因素,從多種有機(jī)物中篩選出的優(yōu)先控制物3、自然過程或人類的生產(chǎn)和生活活動會對環(huán)境造成污染和破壞,從而導(dǎo)致環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,稱為環(huán)境效應(yīng)。分為自然環(huán)境效應(yīng)和人為環(huán)境效應(yīng)。按環(huán)境變化的性質(zhì)劃分,(1)環(huán)境物理效應(yīng):由物理作用引起的環(huán)境效應(yīng)即為環(huán)境物理效應(yīng)。(2)環(huán)境化學(xué)效應(yīng):在各種環(huán)境因素影響下,物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)即為環(huán)境化學(xué)效應(yīng)。(3)環(huán)境生物效應(yīng):環(huán)境因素變化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異而產(chǎn)生的后果即為環(huán)境生物效應(yīng)。4污染物遷移:是指污染物在環(huán)境
5、中的空間位移以及其所導(dǎo)致的污染物富集、分散和消失的過程。5污染物轉(zhuǎn)化:是指污染物在環(huán)境中通過物理、化學(xué)或生物作用導(dǎo)致存在形態(tài)或化學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程。6我國環(huán)境污染面臨的挑戰(zhàn):隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市化進(jìn)程加速和人民生活水平迅速提高,今后10-20年我國環(huán)境保護(hù)和污染防治將面臨更大的挑戰(zhàn)??焖俚慕?jīng)濟(jì)增長污染防治壓力越來越大小康社會生活水平環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高發(fā)達(dá)國家技術(shù)進(jìn)步國際環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格7、污染物的遷移:污染物在環(huán)境中所發(fā)生的空間位移及其所引起的富集、分散和消失的過程。遷移有機(jī)械遷移、物理化學(xué)遷移、生物遷移污染物轉(zhuǎn)化:是指污染物在環(huán)境中通過物理、化學(xué)或生物作用導(dǎo)致存在形態(tài)或化學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變
6、的過程。污染物質(zhì)在環(huán)境中的三大轉(zhuǎn)化途徑為:化學(xué)轉(zhuǎn)化、光化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物轉(zhuǎn)化。8、環(huán)境化學(xué)研究特點(diǎn):(1)以微觀研究宏觀:從原子、分子水平,研究宏觀環(huán)境圈層中環(huán)境現(xiàn)象和變化機(jī)制;(2)研究對象復(fù)雜:既有人為來源的也有天然來源的,處于環(huán)境開放體系內(nèi),多種環(huán)境因素同時(shí)相互作用,其研究需要多學(xué)科的結(jié)合。(3)物質(zhì)水平低:mg/kg(ppm,10-6)、ug/kg(ppb,10-9)1、大氣成分2、大氣層的結(jié)構(gòu):對流層、平流層、中間層、熱層、逸散層對流層特性:由于對流層大氣的重要熱源來自于地面長波輻射,因此離地面越近氣溫越高;離地面越遠(yuǎn)氣溫則越低。在對流層中,高度每增加100m,氣溫降低0.6。云雨的主要
7、發(fā)生層,赤道厚兩極薄。平流層特征:在平流層內(nèi),大氣溫度上熱下冷,空氣難以發(fā)生垂直對流運(yùn)動,只能隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生平流運(yùn)動,平流層氣體狀態(tài)非常穩(wěn)定。在平流層內(nèi),進(jìn)入的污染物因平流運(yùn)動形成一薄層而遍布全球。中間層特征:在中間層中,由于層內(nèi)熱源僅來自下部的平流層,因而氣溫隨高度增加而降低,溫度垂直分布特征與對流層相似;由于下熱上冷,空氣垂直運(yùn)動強(qiáng)烈。熱層特征:在熱層中,溫度隨高度增加迅速上升。熱層空氣極稀薄,在太陽紫外線和宇宙射線輻射下,空氣處于高度電離狀態(tài),該層也可以稱為電離層。逸散層:800km以上高空;空氣稀薄,密度幾乎與太空相同;空氣分子受地球引力極小,所以氣體及其微??梢圆粩鄰脑搶犹右莩鋈?。3
8、、逆溫由于過程的不同,可分為近地面的逆溫、自由大氣逆溫。近地面的逆溫:輻射逆溫、平流逆溫、融雪逆溫、地形逆溫自由大氣逆溫:亂流逆溫、下沉逆溫、鋒面逆溫逆溫的危害:在對流層中,由于低層空氣受熱不均,能夠使氣體發(fā)生垂直對流運(yùn)動,致使對流層上下空氣發(fā)生交換。通過垂直對流運(yùn)動,污染源排放的污染物能夠被輸送到遠(yuǎn)方,并由于分散作用而使污染物濃度降低。逆溫現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在較低氣層中,這時(shí)氣層穩(wěn)定性特強(qiáng),對于大氣中垂直運(yùn)動的發(fā)展起著阻礙作用,對大氣垂直流動形成巨大障礙,地面氣流不易上升,使地面污染源排放出來的污染物難以借氣流上升而擴(kuò)散。4、氣團(tuán)的穩(wěn)定性與密度層結(jié)和溫度層結(jié)兩個(gè)因素有關(guān)。5、大氣污染源:自然因素:
9、火山噴發(fā):排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等顆粒物;森林火災(zāi):排放出CO、CO2、SO2、NO2;自然塵(風(fēng)砂、土壤塵);海浪飛沫:顆粒物主要為硫酸鹽與亞硫酸鹽。人為因素:工廠企業(yè)廢氣排放;交通運(yùn)輸:飛機(jī)、機(jī)動車、輪船尾氣;燃油燃煤(農(nóng)村爐灶);農(nóng)業(yè)活動(農(nóng)藥噴灑)。6、大氣中有哪些重要污染物及分類定義:大氣污染物是指由于人類的活動或是自然過程所直接排入大氣或在大氣中新轉(zhuǎn)化生成的對人或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。城市中影響健康的主要大氣污染物是二氧化硫(及進(jìn)一步氧化產(chǎn)物三氧化硫、硫酸鹽)、懸浮顆粒物(煙霧、灰塵、PM10、PM2.5、PM1.0)、氮氧化物、一氧化碳、揮發(fā)性有機(jī)化合
10、物(碳?xì)浠衔锖脱趸铮?、臭氧、鉛和其他有毒金屬。分類:大氣污染物按存在形式分可分為氣態(tài)污染物和顆粒態(tài)污染物;大氣污染物按形成過程又可以分為一次污染物和二次污染物。一次污染物:是指由污染源直接排入大氣環(huán)境中且在大氣中物理和化學(xué)性質(zhì)均未發(fā)生變化的污染物,又稱為原發(fā)性污染物:二次污染物:指由一次污染物與大氣中已有成分或幾種污染物之間經(jīng)過一系列的化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物,又稱為繼發(fā)性污染物。7、重要污染物來源及消除途徑二氧化硫:燃燒。降水清除:雨除、沖刷;氣相或液相氧化成硫酸鹽;土壤:微生物降解、物理和化學(xué)反應(yīng)、吸收;植被:表面吸收、消化攝?。缓Q?、河流:吸收硫化氫:火
11、山噴射、海水浪花、生物活動等。氧化為二氧化硫(寫去除反應(yīng))臭氧:在植被、土壤、雪和海洋表面上的化學(xué)反應(yīng)氮氧化物:燃燒、尾氣排放。土壤:化學(xué)反應(yīng);植被:吸收、消化攝?。粴庀嗷蛞合嗷瘜W(xué)反應(yīng)一氧化碳:不完全燃燒。平流層:與OH自由基反應(yīng);土壤:微生物活動;二氧化碳植被:光合作用,吸收;海洋:吸收甲烷:燃燒、泄露、發(fā)酵。土壤:微生物活動;植被:化學(xué)反應(yīng)、細(xì)菌活動;對流層及平流層:化學(xué)反應(yīng)碳?xì)浠衔铮合蝾w粒物轉(zhuǎn)化;土壤:微生物活動;植被:吸收、消化攝取8、影響大氣污染物遷移的因素由染源排到大氣中的污染物的遷移主要受到空氣的機(jī)械運(yùn)動、由天氣形勢和地理地勢造成的逆溫現(xiàn)象以及污染物本身的特性。9、基本氣象要素
12、:氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、云量10、燃燒過程中NO的生成量主要與燃燒溫度和空燃比有關(guān)11、CFC-11和Halon1211d分子式分別為CFCl3和CF2ClBr12、大氣中的CH4主要來自煤、石油、天然氣的排放。13、大氣中有哪些重要自由基?其來源如何?(產(chǎn)生:熱裂解法、光解法、氧化還原法)大氣中主要自由基有:HO、HO2、R、RO2HO的來源:O3的光解:O3r2O+H2O2HOHNO2的光解:HNO2+rHO+NOH2O2的光解:H2O2+r2HO清潔大氣中HO.來源是O3,污染大氣來源是HNO3和H2O。HO2的來源:主要來自醛特別是甲醛的光解H2CO+rH+HCOH+O2+MHO2+M
13、HCO+O2+MHO2+CO+M亞硝酸酯的光解:CH3ONO+rCH3O+NOCH3O+O2HO2+H2COH2O2的光解:H2O2+r2HOHO+H2O2HO2+H2OR的來源:RH+OR+HORH+HOR+H2OCH3的來源:CH3CHO的光解CH3CHO+rCH3+CHOCH3COCH3的光解CH3COCH3+rCH3+CH3COCH3O的來源:甲基亞硝酸酯的光解CH3ONO+rCH3O+NO甲基硝酸酯的光解CH3ONO2+rCH3O+NO2RO2的來源:R+O2RO214、敘述大氣中NO轉(zhuǎn)化為NO2的各種途徑。NO+O3NO2+O2HO+RHR+H2OR+O2RO2NO+RO2NO2+
14、RORO+O2RCHO+HO2(R比R少一個(gè)C原子)NO+HO2NO2+HO15、氮循環(huán)主要通過同化、氨化、硝化和反硝化等四個(gè)生物化學(xué)過程完成。16、分子、原子、自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)稱光化學(xué)反應(yīng),大氣光化學(xué)反應(yīng)分為初級過程和次級過程。(光化學(xué)第一定律)當(dāng)激發(fā)態(tài)分子的能量足夠使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂,即光子的能量大于化學(xué)鍵時(shí)才能引起光離解反應(yīng)。其次,為使分子產(chǎn)生有效的光化學(xué)反應(yīng),光還必須被所作用的分子吸收,即分子對某特定波長的光要有特征吸收光譜,才能產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。(光化學(xué)第二定律)光被分子吸收的過程是單光子過程,由于電子激發(fā)態(tài)分子的壽命CH3HCH3ClCH3BrCH3I18、含有
15、NOx和CH化合物等一次污染物的大氣,在陽光的照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物,這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象,稱為光化學(xué)煙霧。(控制:控制反應(yīng)活性高的有機(jī)物的排放;控制臭氧的濃度)特征:藍(lán)色煙霧,強(qiáng)氧化性,具有強(qiáng)刺激性,使大氣能見度降低,在白天生成傍晚消失,高峰在中午。光化學(xué)煙霧形成的簡單機(jī)制光化學(xué)煙霧形成反應(yīng)是一個(gè)鏈反應(yīng),鏈的引發(fā)主要是NO2的光解。引發(fā)反應(yīng):自由基傳遞:碳?xì)浠衔锏拇嬖谑亲杂苫D(zhuǎn)化和增殖的根本原因:過氧?;K止:19、說明烴類在光化學(xué)煙霧形成過程中的重要作用。烷烴可與大氣中的HO和O發(fā)生摘?dú)浞磻?yīng)。RH+HOR+H2ORH+OR+HOR+O2R
16、O2RO2+NORO+NO2RO+O2RCHO+HO2RO+NO2RONO2另外:RO2+HO2ROOH+O2ROOH+rRO+HO稀烴可與HO發(fā)生加成反應(yīng),從而生成帶有羥基的自由基。它可與空氣中的O2結(jié)合成相應(yīng)的過氧自由基,由于它有強(qiáng)氧化性,可將NO氧化成NO2,自身分解為一個(gè)醛和CH2OH。如乙烯和丙稀。CH=CH+HOCH2CH2OHCH3CH=CH2CH3CHCH2OH+CH3CH(OH)CH2CH2CH2OH+O2CH2(O2)CH2OHCH2(O2)CH2OH+NOCH2(O)CH2OH+NO2CH2(O)CH2OHCH2O+CH2OHCH2(O)CH2OH+O2HCOCH2OH+
17、HO2CH2OH+O2H2CO+HO2稀烴還可與O3發(fā)生反應(yīng),生成二元自由基,該自由基氧化性強(qiáng),可氧化NO和SO2等生成相應(yīng)的醛和酮。光化學(xué)反應(yīng)的鏈引發(fā)反應(yīng)主要是NO2的光解,而烷烴和稀烴均能使NO轉(zhuǎn)化為NO2,因此烴類物質(zhì)在光化學(xué)反應(yīng)中占有很重要的地位。20、硫酸煙霧型污染:由于煤燃燒而排放出來的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。SO2轉(zhuǎn)化為SO3的氧化反應(yīng)主要靠霧滴中錳、鐵、氨的催化作用而加速,硫酸煙霧型污染屬于還原性混合物,稱還原性煙霧。SO2滴的催化氧化速度與金屬離子濃度、PH、溫度有關(guān)。21、硫酸煙霧(倫敦型煙霧)與光化學(xué)煙霧(洛杉磯煙霧)的比較:
18、硫酸煙霧是還原型煙霧,發(fā)現(xiàn)較早,已出現(xiàn)多次,燃煤產(chǎn)生,冬季,低溫高濕度弱光照,白天夜間連續(xù);光化學(xué)煙霧是氧化型煙霧,發(fā)現(xiàn)較晚,汽車尾氣,夏秋季,高溫低濕度強(qiáng)光照,白天。22、二氧化硫的氧化:直接光氧化、被自由基氧化、被氧原子氧化23、酸雨:雨水的pH值約為5.6,可看作未受污染的大氣降水的pH背景值,并作為判斷酸雨的界限。影響酸雨形成的因素主要有:酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件。大氣中NH3的含量及其對酸性物質(zhì)的中和性。大氣顆粒物的堿度及其緩沖能力。天氣形勢的影響。降水的化學(xué)組成:大氣中固定成分、無機(jī)物、有機(jī)物、光化學(xué)反應(yīng)物、不容物。酸雨化學(xué)組成:硫酸硝酸鈣離子。錳銅礬催化。24、酸雨的主要成分
19、是什么?其產(chǎn)生的主要機(jī)制?酸雨的主要危害有哪些?如何控制?酸雨中含有多種無機(jī)酸和有機(jī)酸,主要是硫酸和硝酸。酸雨多成于化石燃料的燃燒:SH2SO4S+O2(點(diǎn)燃)SO2SO2+H2OH2SO3(亞硫酸)2H2SO3+O22H2SO4(硫酸)總的化學(xué)反應(yīng)方程式:S+O2(點(diǎn)燃)SO22SO2+2H2O+O22H2SO4氮的氧化物溶于水形成酸:a.NOHNO3(硝酸)2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO總的化學(xué)反應(yīng)方程式:4NO+2H2O+3O24HNO3b.NO2HNO3總的化學(xué)反應(yīng)方程式:4NO2+2H2O+O24HNO3危害:酸雨可以直接使大片森林死亡,農(nóng)作物枯萎;也會使土壤酸
20、化,抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定,淋洗與土壤離子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營養(yǎng)元素,使土壤貧瘠化;還可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水體底泥中的重金屬進(jìn)入水中,毒害魚類;加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風(fēng)化過程;可能危及人體健康??刂扑嵊甑母敬胧┦菧p少二氧化硫和氮氧化物的排放。目前世界上減少二氧化硫排放量的主要措施有:1、原煤脫硫技術(shù)2、優(yōu)先使用低硫燃料,如含硫較低的低硫煤和天然氣等。3、改進(jìn)燃煤技術(shù),減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。4、對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進(jìn)行煙氣脫硫。5.開發(fā)新能源,如太陽能,風(fēng)能,核能,可燃冰等,25、CO2象溫室的玻璃一樣,允許太陽光中可見光照射到
21、地面,并阻止地面重新輻射的紅外光返回外空間,CO2起單向過濾器作用,大氣中CO2吸收了地面輻射出來的紅外光,把能量截留于大氣中,從而使大氣溫度升高,這種現(xiàn)象稱為溫室效應(yīng)。能引起溫室效應(yīng)的氣體稱溫室氣體。有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、四氯化碳和氟氯烴CFC11,CFC12等都是溫室氣體。26、溫室效應(yīng)機(jī)理及危害?由環(huán)境污染引起的溫室效應(yīng)是指地球表面變熱的現(xiàn)象。溫室效應(yīng)主要是由于現(xiàn)代化工業(yè)社會過多燃燒煤炭、石油和天然氣,這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳等溫室氣體進(jìn)入大氣造成的。二氧化碳等溫室氣體具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無形的玻璃罩,使太陽輻射到地球上的熱量
22、無法向外層空間發(fā)散,其結(jié)果是地球表面變熱起來。它會帶來以下列幾種嚴(yán)重惡果:1)地球上的病蟲害增加;2)海平面上升;3)氣候反常,海洋風(fēng)暴增多;4)土地干旱,沙漠化面積增大。27、為加強(qiáng)世界范圍內(nèi)溫室氣體的控制,1997年12月世界一百四十多個(gè)國家和地區(qū)通過的京都議定書協(xié)議于05年2月16日正式生效。28、消耗臭氧層物質(zhì)(ODP)既有天然源,又有人工源。其人工源主要包括:哈龍、氟利昂、氟氯烴等物質(zhì)臭氧層破壞的化學(xué)機(jī)理:平流層O2光解,臭氧層形成:(平流層中氮氧化物來源:一氧化二氮的氧化、超音速和亞音速飛機(jī)的排放、宇宙射線的分解,還有HOx.CIOx.)總反應(yīng)臭氧的消耗:(光解)(生成O3的逆反應(yīng)
23、)當(dāng)水蒸氣、氮氧化物、氟氯烴等進(jìn)入平流層后加速O3的消耗,起到催化的作用。導(dǎo)致臭氧層破壞的催化反應(yīng)過程:總反應(yīng)Y-直接參加破壞O3的催化活性物種,包括NOX、HOX、ClOX等29、大氣:各種固體或液體均勻地分散在空氣中形成的一個(gè)龐大的分散體系,也是氣溶膠體系。氣溶膠體系中分散的各種粒子稱為大氣顆粒物(分散性、凝聚性、形成氣溶膠性)。顆粒物的去除途徑:干沉降、濕沉降干沉降:指顆粒物在重力作用下的沉降,或與其它物體碰撞后發(fā)生的沉降。濕沉降:是指通過降雨、降雪等降水過程而使大氣顆粒物發(fā)生沉降的過程。其是去除大氣顆粒物和痕量氣態(tài)污染物的有效方法。濕沉降包括雨除和沖刷兩種機(jī)制。大氣顆粒物的分類:總懸浮
24、顆粒物(TSP):粒徑一般在100m以下。飄塵:長期漂浮在大氣中、粒徑小于10m的懸浮物,又稱為可吸入粒子。降塵:粒徑大于10微米以上的、由于重力作用能沉降下來的微粒??晌肓W有∮?0m。30、大氣顆粒物(分為無機(jī)顆粒物和有機(jī)顆粒物)的三模態(tài):根據(jù)大氣顆粒物按表面積與粒徑分布的關(guān)系得到了三種不同類型的粒度模,并用它來解釋大氣顆粒物的來源與歸宿。愛根核模(Dp0.05m)、積聚模(0.05mDp2m)31、顆粒物的表面性質(zhì):成核作用、粘合、吸著成核作用:過飽和蒸汽在顆粒物表面凝結(jié)成液滴。粘合:粒子彼此相互間緊緊粘合或在固體表面上粘合,是小顆粒形成較大凝聚體最終沉降的過程。離子粘合,靜電除塵。吸
25、著:氣體或蒸汽吸附在顆粒物表面(Adsorption)。32、有機(jī)污染物一般通過吸附作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解和生物富集和降解等過程進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化。33、環(huán)境污染物有哪些類別?主要的化學(xué)污染物有哪些?按環(huán)境要素可分為:大氣污染物、水體污染物和工業(yè)污染物。按污染物的形態(tài)可分為:氣態(tài)污染物、液態(tài)污染物和固體污染物;按污染物的性質(zhì)可分為:化學(xué)污染物、物理污染物和生物污染物。第二章:大氣環(huán)境化學(xué)1大氣的重要性體現(xiàn)在哪些方面:生命養(yǎng)育功能:大氣是生物所需O2和植物所需CO2的源泉;是固氮菌和制造氨的植物所需氮的供應(yīng)源;是水循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),能夠把水從海洋輸送到陸地,起著巨大冷凝器的作用。巨大保護(hù)功能
26、:能夠吸收來自外層空間的大部分宇宙射線,使生物免遭射線危害;能夠吸收來自太陽的對生命組織具有破壞作用的低于300nm的紫外輻射。熱平衡保護(hù)功能:大氣既能夠吸收來自太陽的紅外輻射,也能夠吸收地球以紅外輻射形式再發(fā)射的能量,對地球熱平衡起著重要穩(wěn)定作用。2大氣污染源:自然因素火山噴發(fā):排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等顆粒物。森林火災(zāi):排放出CO、CO2、SO2、NO2自然塵(風(fēng)砂、土壤塵)海浪飛沫:顆粒物主要為硫酸鹽與亞硫酸鹽人為因素工廠企業(yè)廢氣排放交通運(yùn)輸飛機(jī)、機(jī)動車、輪船尾氣燃油燃煤(農(nóng)村爐灶)農(nóng)業(yè)活動(農(nóng)藥噴灑)3大氣中有哪些重要污染物及分類定義:大氣污染物是指由于人類的活
27、動或是自然過程所直接排入大氣或在大氣中新轉(zhuǎn)化生成的對人或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。城市中影響健康的主要大氣污染物是二氧化硫(及進(jìn)一步氧化產(chǎn)物三氧化硫、硫酸鹽)、懸浮顆粒物(煙霧、灰塵、PM10、PM2.5、PM1.0)、氮氧化物、一氧化碳、揮發(fā)性有機(jī)化合物(碳?xì)浠衔锖脱趸铮?、臭氧、鉛和其他有毒金屬。大氣污染物按存在形式分可分為氣態(tài)污染物和顆粒態(tài)污染物氣態(tài)污染物指在大氣中以分子狀態(tài)存在的污染物,與載氣構(gòu)成均相體系。氣態(tài)污染物的種類很多,常見有以二氧化硫?yàn)橹鞯暮蚧衔?;以一氧化氮和二氧化氮為主的含氮化合物,碳氧化物,碳?xì)浠衔锛胞u素化合物和臭氧等大氣污染物按形成過程又可以分為一次污染物和二次污
28、染物一次污染物:是指由污染源直接排入大氣環(huán)境中且在大氣中物理和化學(xué)性質(zhì)均未發(fā)生變化的污染物,又稱為原發(fā)性污染物。二次污染物:指由一次污染物與大氣中已有成分或幾種污染物之間經(jīng)過一系列的化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物,又稱為繼發(fā)性污染物。4酸雨的主要成分是什么?其產(chǎn)生的主要機(jī)制?酸雨的主要危害有哪些?如何控制?(自己寫的)酸雨中含有多種無機(jī)酸和有機(jī)酸,主要是硫酸和硝酸。酸雨多成于化石燃料的燃燒:SH2SO4S+O2(點(diǎn)燃)SO2SO2+H2OH2SO3(亞硫酸)2H2SO3+O22H2SO4(硫酸)總的化學(xué)反應(yīng)方程式:S+O2(點(diǎn)燃)SO22SO2+2H2O+O22H2SO
29、4氮的氧化物溶于水形成酸:a.NOHNO3(硝酸)2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO總的化學(xué)反應(yīng)方程式:4NO+2H2O+3O24HNO3b.NO2HNO3總的化學(xué)反應(yīng)方程式:4NO2+2H2O+O24HNO3酸雨可以直接使大片森林死亡,農(nóng)作物枯萎;也會使土壤酸化,抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定,淋洗與土壤離子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營養(yǎng)元素,使土壤貧瘠化;還可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水體底泥中的重金屬進(jìn)入水中,毒害魚類;加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風(fēng)化過程;可能危及人體健康。控制酸雨的根本措施是減少二氧化硫和氮氧化物的排放。目前世界上減少二氧化硫排放量的主要措施有:1、原
30、煤脫硫技術(shù)2、優(yōu)先使用低硫燃料,如含硫較低的低硫煤和天然氣等。3、改進(jìn)燃煤技術(shù),減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。4、對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進(jìn)行煙氣脫硫。5.開發(fā)新能源,如太陽能,風(fēng)能,核能,可燃冰等,5顆粒物的干沉降和濕沉降的定義大氣顆粒物沉降主要有干沉降和濕沉降兩種方式。干沉降:指顆粒物在重力作用下的沉降,或與其它物體碰撞后發(fā)生的沉降。濕沉降:是指通過降雨、降雪等降水過程而使大氣顆粒物發(fā)生沉降的過程。其是去除大氣顆粒物和痕量氣態(tài)污染物的有效方法。濕沉降包括雨除和沖刷兩種機(jī)制。雨除:是指某些粒徑較小的顆粒物可以作為云的凝結(jié)核,進(jìn)而凝結(jié)成雨降落到地面而使污染物沉降的過程
31、;其對粒徑小于1m的顆粒物沉降效率較高。沖刷:是指云下的顆粒物與降落的雨滴發(fā)生碰撞、擴(kuò)散或吸附而使顆粒物沉降的過程;其對粒徑大于4m的顆粒物具有較高的沉降效率。6什么是光化學(xué)煙霧?光化學(xué)煙霧形成條件和形成機(jī)制?光化學(xué)煙霧的影響?如何預(yù)防光化學(xué)煙霧發(fā)生?光化學(xué)煙霧是大氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下反應(yīng)生成的多種污染物的混合物。光化學(xué)煙霧最具危害的兩種物質(zhì)是臭氧(O3)和過氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)7大氣顆粒物按粒徑大小分為哪幾類?p131通常在大氣質(zhì)量管理和控制中,還根據(jù)大氣中粉塵(或煙塵)顆粒的大小將其分為總懸浮顆粒(TSP),降塵,飄塵和微細(xì)顆粒
32、物(fineparticulate)。總懸浮顆粒系指大氣中大氣動力學(xué)直徑小于100m的所有顆粒物。降塵是大氣中大氣動力學(xué)直徑大于10m的固體顆粒。飄塵,又稱為可吸入塵,PM10,是指大氣中大氣動力學(xué)直徑小于10m的固體顆粒。微細(xì)顆粒物,亦即PM2.5,是指大氣中大氣動力學(xué)直徑小于2.5m的固體顆粒。8常見的濕法脫硫方法有:石灰石/石膏法、雙堿法、金屬氧化物法、氨法、海水法。常見的干法脫硫法有:噴霧干燥法、循環(huán)流化床脫硫技術(shù)、電子束照射法、荷電干式噴射法、活性炭吸附法9大氣污染的特點(diǎn):大氣具有良好流動性和相當(dāng)大的稀釋容量,因此與受到邊界條件約束的水體和固體污染相比,其污染特性也就表現(xiàn)出局地的嚴(yán)重
33、性和全球性的特點(diǎn)。局地的嚴(yán)重性是指一般情況下大氣污染嚴(yán)重的區(qū)域往往出現(xiàn)在污染源的附近,污染的急性效應(yīng)往往隨擴(kuò)散距離而迅速衰減。同時(shí)局地的污染狀況與地形、地理位置、氣象條件等密切相關(guān)。大氣污染的全球性體現(xiàn)在大氣無國界,對于那些在大氣中具有較長停留時(shí)間的污染物可擴(kuò)散傳播到全球各地,并在遷移轉(zhuǎn)化的過程中產(chǎn)生出影響全球氣候、生態(tài)系統(tǒng)等的慢性效應(yīng)。包括溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨等三大問題。10溫室效應(yīng)機(jī)理及危害?(自己寫)由環(huán)境污染引起的溫室效應(yīng)是指地球表面變熱的現(xiàn)象。溫室效應(yīng)主要是由于現(xiàn)代化工業(yè)社會過多燃燒煤炭、石油和天然氣,這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳等溫室氣體進(jìn)入大氣造成的。二氧化碳等溫室氣體
34、具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無形的玻璃罩,使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散,其結(jié)果是地球表面變熱起來。它會帶來以下列幾種嚴(yán)重惡果:1)地球上的病蟲害增加;2)海平面上升;3)氣候反常,海洋風(fēng)暴增多;4)土地干旱,沙漠化面積增大。11影響大氣中污染物遷移的主要因素是什么?主要有:(1)空氣的機(jī)械運(yùn)動如風(fēng)和大氣湍流的影響;(2)天氣和地理地勢的影響;(3)污染源本身的特性。12.說明烴類在光化學(xué)煙霧形成過程中的重要作用。烷烴可與大氣中的HO和O發(fā)生摘?dú)浞磻?yīng)。烯烴可與HO發(fā)生加成反應(yīng),從而生成帶有羥基的自由基。它可與空氣中的O2結(jié)合成相應(yīng)的過氧自由基,由于它有強(qiáng)氧化
35、性,可將NO氧化成NO2,自身分解為一個(gè)醛和CH2OH。如乙和丙稀。烯烴還可與O3發(fā)生反應(yīng),生成二元自由基,該自由基氧化性強(qiáng),可氧化NO和SO2等生成相應(yīng)的醛和酮。光化學(xué)反應(yīng)的鏈引發(fā)反應(yīng)主要是NO2的光解,而烷烴和稀烴均能使NO轉(zhuǎn)化為NO2,因此烴類物質(zhì)在光化學(xué)反應(yīng)中占有很重要的地位。13影響酸雨形成的因素主要有酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件。大氣中NH3的含量及其對酸性物質(zhì)的中和性。大氣顆粒物的堿度及其緩沖能力。天氣形勢的影響。14什么是大氣顆粒物的三模態(tài)?如何識別各種粒子膜答(1)依據(jù)大氣顆粒物按表面積與粒徑分布關(guān)系得到了三種不同類型的粒度模,并用它來解釋大氣顆粒物的來源與歸宿,即愛根核模,
36、積聚模,粗粒子模。愛根模:Dp0.05M積聚模:0.05Dp2M粗粒子模:Dp2M。第三章水環(huán)境化學(xué)(P195)水中八大離子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-為常見八種離子2溶解氣體與Henry定律溶解于水中的氣體與大氣中的氣體存在平衡關(guān)系,氣體的大氣分壓PG與氣體的溶解度的比表現(xiàn)為常數(shù)關(guān)系,稱為Henry定律,該常數(shù)稱為Henry定律常數(shù)KH。例題:計(jì)算1.013105Pa和25時(shí),含有飽和空氣的水中O2的溶解性。在干燥空氣中,O2含量為20.95%.水在25時(shí)蒸汽壓為0.03167105Pa解:O2分壓:PO2=(1.0130-0.03167)10
37、50.2095=0.2056105Pa溶解度:O2(aq)=KHPO2=1.2610-80.2056105=2.610-4mol/L3碳酸平衡:在封閉體系中,H2CO3*、HCO3-和CO32-可隨pH變化而改變,但總的碳酸量始終保持不變(即CT保持不變)。而對于開放體系來說,HCO3-、CO32-和CT均隨pH的改變而變化,但H2CO3*總保持與大氣相平衡的固定數(shù)值。4水體中顆粒物的類別:(1)礦物微粒和粘土礦物(鋁或鎂的硅酸鹽)(2)金屬水合氧化物(鋁、鐵、錳、硅等金屬)(3)腐殖質(zhì)(4)水體懸浮沉積物(5)其他(藻類、細(xì)菌、病毒等)5.吸附等溫線:在一定溫度,處于平衡狀態(tài)時(shí)被吸附的物質(zhì)和
38、該物質(zhì)在溶液中的濃度的關(guān)系曲線稱為吸附等溫線;水環(huán)境中常見的吸附等溫線主要有L型、F型和H型。6吸附機(jī)制:水環(huán)境體系中固體顆粒吸附作用可以分為表面吸附、化學(xué)吸附、離子交換吸附和專屬吸附。表面吸附:指吸附劑和吸附質(zhì)間通過分子間作用力而產(chǎn)生的物理吸附,其源于膠體顆粒巨大的比表面和表面能。表面吸附在常溫就能夠進(jìn)行,且水體膠體可以同時(shí)吸附多種物質(zhì);但物理吸附吸附作用較弱、容易解吸。化學(xué)吸附:指吸附劑和吸附質(zhì)間由于發(fā)生化學(xué)作用,即通過化學(xué)鍵而引起的吸附?;瘜W(xué)吸附是一吸熱過程,通常在較高溫度下進(jìn)行;化學(xué)吸附具有選擇性;吸附只能形成單分子層;吸附物質(zhì)很難解吸。離子交換吸附:指膠體顆粒對溶液中各種離子的吸附,
39、其是一種物理化學(xué)吸附。離子交換吸附包括陽離子交換吸附和陰離子交換吸附。專屬吸附:指除化學(xué)鍵作用外,還有強(qiáng)憎水作用和范德華力共同發(fā)生作用的吸附。項(xiàng)目非專屬吸附專屬吸附金屬離子所起作用反離子配位離子發(fā)生的反應(yīng)離子交換配體交換要求反應(yīng)體系的pH零電位點(diǎn)任意值發(fā)生位置擴(kuò)散層吸附層對表面電荷的影響無負(fù)電荷減少,正電荷增加7溶解與沉淀:例題:Zn(OH)2的溶度積為Ksp=7.110-18,pKsp=17.15,在pH=7.0的溶液中,H+=OH-=10-7,求溶解的鋅離子濃度Zn2+=7.110-18/(10-7)2=7.110-4mol/LZn2+=65.47.110-4103=46.4mg/L8電子
40、活度:電子活度(ae)即平衡狀態(tài)下的氧化還原體系電子的有效濃度,用來衡量溶液接受或遷移電子的相對傾向;也可以應(yīng)用負(fù)對數(shù)pE來表示。pE=-lg(ae+)電子活度越大或pE越小,體系供出電子的傾向越大9正新醇水分配系數(shù):是指在有機(jī)化合物的正辛醇水平衡體系中,水飽和辛醇相中有機(jī)物的濃度(CO)與辛醇飽和水相中有機(jī)物濃度(CW)的比值。它反映了化合物在水相和有機(jī)相之間的遷移能力,是描述有機(jī)化合物在環(huán)境中行為的重要物理化學(xué)參數(shù),它與化合物的水溶性、土壤吸附常數(shù)和生物濃縮因子密切相關(guān)。10沉淀物中重金屬重新釋放誘發(fā)因素:11凝聚過程:是在外來因素(如化學(xué)物質(zhì))作用下降低靜電斥力,引力超過斥力時(shí)膠粒便合在
41、一起。絮凝過程:借助于某種架橋物質(zhì)(聚合物)聯(lián)結(jié)膠體粒子,使凝結(jié)的粒子變的更大。12生物富集:生物從周圍環(huán)境(水體、土壤、大氣)吸收并積累某種元素或難降解的物質(zhì),使其在有機(jī)體內(nèi)的濃度超過周圍環(huán)境中濃度,該現(xiàn)象稱為生物富集(bio-concentration)。生物富集常用生物富集系數(shù)(BCF)表示,即生物體內(nèi)污染物的濃度與其生存環(huán)境中該污染物濃度的比值。13水體富營養(yǎng)化定義?危害及防治措施?(自己寫)水體富營養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類活動的影響下,生物所需的氮,磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊,河口,海灣等緩流水體,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧量下降,水質(zhì)惡化,魚類及
42、其他生物大量死亡的現(xiàn)象.發(fā)生在海域時(shí)叫赤潮;發(fā)生在湖泊時(shí)叫水華危害:1使水味變得腥臭難聞2降低水體的透明度3影響水體的溶解氧4向水體釋放有毒物質(zhì)5影響供水水質(zhì)并增加制水成本6對水生生態(tài)的影響在正常情況下,湖泊水體中各種生物都處于相對平衡的狀態(tài).但是,一旦水體受到污染而呈現(xiàn)富營養(yǎng)狀態(tài)時(shí),水體的這種正常的生態(tài)平衡就會被擾亂,某些種類的生物明顯減少,而另外一些生物種類則顯著增加.這種生物種類演替會導(dǎo)致水生生物的穩(wěn)定性和多樣性降低,破壞了湖泊生態(tài)平衡.措施:控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入制訂營養(yǎng)物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).根據(jù)湖泊水環(huán)境磷容量,實(shí)施總量控制.實(shí)施截污工程或者引排污染源合理使用土地,最大限制地減少土
43、壤侵蝕,水土流失與肥料流失.減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷1生物性措施生物性措施是指利用水生生物吸收利用氮,磷元素進(jìn)行代謝活動這一自然過程達(dá)到去除水體中氮,磷營養(yǎng)物質(zhì)目的的方法.2工程性措施工程性措施主要包括挖掘底泥沉積物,進(jìn)行水體深層曝氣,注水沖稀等.3化學(xué)方法這類方法包括凝聚沉降和用化學(xué)藥劑殺藻等.對那些溶解性營養(yǎng)物質(zhì)如正磷酸鹽等,采用往湖中投加化學(xué)物質(zhì)使其生成沉淀而沉降.而使用殺藻劑可殺死藻類,這適合于水華盈湖的水體.藻類被殺死后,水藻腐爛分解仍舊會釋放出磷,因此,死藻應(yīng)及時(shí)撈出,或者再投加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥品,將藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降.利用物理化學(xué)方法去除污水中的氮,磷營養(yǎng)物質(zhì)可以采用以下方
44、法:(1)鐵鹽凝聚沉降法(2)鋁離子交換法(3)石灰凝聚與氨氣提法14光解作用:光解反應(yīng)能夠使有機(jī)物結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)地改變,其對水環(huán)境有機(jī)污染物歸趨有重要影響。光解過程主要有直接光解和間接光解,間接光解又包含敏化光解和氧化光解。直接光解指化合物本身直接直接吸收太陽能而發(fā)生的分解反應(yīng);間接光解指由其它化合物吸收光子生成多種活性物種,進(jìn)而引發(fā)有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的過程。敏化光解即水體中天然物質(zhì)被陽光激發(fā)后又將其激發(fā)能轉(zhuǎn)移至化合物而使其分解的反應(yīng);氧化反應(yīng)是指陽光輻射產(chǎn)生的強(qiáng)氧化自由基等中間體與化合物作用而發(fā)生的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。15光量子產(chǎn)率:化合物i激發(fā)態(tài)分子發(fā)生的導(dǎo)致化合物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的所有反應(yīng)過程的
45、分?jǐn)?shù)。16生色團(tuán)定義:生色團(tuán)指HYPERLINK/view/25255.htm分子中含有的,能對HYPERLINK/view/210035.htm光輻射產(chǎn)生HYPERLINK/view/310477.htm吸收、具有HYPERLINK/view/485014.htm躍遷的不飽和基團(tuán)。這類HYPERLINK/view/719234.htm基團(tuán)與不含非鍵HYPERLINK/view/3476.htm電子的飽和基團(tuán)成鍵后,使該分子的最大吸收位于200nm或200nm以上。簡單的生色團(tuán)由HYPERLINK/view/946259.htm雙鍵或HYPERLINK/view/2295013.htm叁鍵HY
46、PERLINK/view/390091.htm體系組成,例如,C=CC=O,-N=N-,-CC-,-CN-等。分子結(jié)構(gòu)的某些基團(tuán)吸收某種波長的光,而不吸收另外波長的光,從而使人覺得好像這一物質(zhì)發(fā)出顏色似的,因此把這些基團(tuán)又稱為發(fā)色基團(tuán)/發(fā)色團(tuán)17微生物代謝途徑:(1)通過酶催化的親核水解反應(yīng)(2)利用氧的親電行為的氧化反應(yīng)(3)通過氫化物親核行為或還原金屬的還原反應(yīng)(4)加成反應(yīng)或自由基H提取和富馬酸加成反應(yīng)18水體酸度與堿度:總堿度:水中各種堿度成分的總和,即加酸至HCO3-和CO32-全部轉(zhuǎn)化為CO2。指示劑為甲基橙酚酞堿度:表示OH-被中和,CO32-全部轉(zhuǎn)化為HCO3-,此時(shí)碳酸鹽只中
47、和了一半。指示劑為酚酞苛性堿度:全部轉(zhuǎn)化為CO32-所需酸量時(shí)的堿度稱為苛性堿度。無特異指示劑,可通過下式計(jì)算:無機(jī)酸度:以甲基橙為指示劑滴定到pH4.3游離CO2酸度:以酚酞為指示劑滴定到pH8.3總酸度:在pH10.8處得到。但此時(shí)滴定曲線無明顯突躍,難以選擇適合的指示劑名詞定義:分配系數(shù);標(biāo)化分配系數(shù);辛醇水分配系數(shù);生物濃縮因子;亨利定律常數(shù);水解速率;直接光解;光量子產(chǎn)率;生長物質(zhì)代謝和共代謝。(1)分配系數(shù):在土壤水體系中,土壤對非離子性有機(jī)化合物的吸著主要是溶質(zhì)的分配過程(溶解),即非離子性有機(jī)化合物可通過溶解作用分配到土壤有機(jī)質(zhì)中,并經(jīng)過一定時(shí)間達(dá)到分配平衡,此時(shí)有機(jī)化合物在土
48、壤有機(jī)質(zhì)和水中含量的比值稱為分配系數(shù)。(2)標(biāo)化分配系數(shù):有機(jī)化合物在顆粒物水中的分配系數(shù)與顆粒物中有機(jī)碳呈正相關(guān),以固相有機(jī)碳為基礎(chǔ)的分配系數(shù)即標(biāo)化分配系數(shù)。(3)辛醇水分配系數(shù):有機(jī)化合物的正辛醇-水分配系數(shù)(KOW)是指平衡狀態(tài)下化合物在正辛醇和水相中濃度的比值。它反映了化合物在水相和有機(jī)相之間的遷移能力,是描述有機(jī)化合物在環(huán)境中行為的重要物理化學(xué)參數(shù)。KOW與化合物的水溶性、土壤吸附常數(shù)和生物濃縮因子等密切相關(guān)。(4)生物濃縮因子:有機(jī)毒物在生物體內(nèi)濃度與水中該有機(jī)物濃度之比。(5)亨利定律常數(shù):通??衫斫鉃榉请娊赓|(zhì)稀溶液的氣水分配系數(shù)。(6)水解速率:反映某一物質(zhì)在水中發(fā)生水解快慢程
49、度的一個(gè)參數(shù)。(7)直接光解:化合物本身直接吸收太陽能而進(jìn)行分解反應(yīng)。(8)光量子產(chǎn)率:分子被活化后,它可能進(jìn)行光反應(yīng),也可能通過光輻射的形式進(jìn)行“去活化”再回到基態(tài),進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)的光子數(shù)占吸收光子數(shù)之比稱為光量子產(chǎn)率。(9)生長物質(zhì)代謝和共代謝:生物降解過程中,一些有機(jī)污染物作為食物源提供能量和提供酶催化反應(yīng)分解有機(jī)物,這稱為生長物質(zhì)代謝。某些有機(jī)污染物不能作為微生物的唯一碳源與能源,必須有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源時(shí),該有機(jī)物才能被降解,這種現(xiàn)象稱為共代謝。19、水體中可能存在的碳酸組分CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3(H2CO3*)20、天然水中的堿度和酸度:堿度:
50、水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì),即能夠接受質(zhì)子H+的物質(zhì)總量;酸度:凡在水中離解或水解后生成可與強(qiáng)堿(OH-)反應(yīng)的物質(zhì)(包括強(qiáng)酸、弱酸和強(qiáng)酸弱堿鹽)總量;即水中能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)總量。21、天然水中的總堿度=HCO3-+2CO32-+OH-H+22、水體中顆粒物的類別(1)礦物微粒和粘土礦物(鋁或鎂的硅酸鹽)(2)金屬水合氧化物(鋁、鐵、錳、硅等金屬)(3)腐殖質(zhì)(4)水體懸浮沉積物(5)其他(藻類、細(xì)菌、病毒等)影響水體中顆粒物吸附作用的因素有:顆粒物濃度、溫度、PH。23、水環(huán)境中膠體顆粒物的吸附作用有表面吸附、化學(xué)吸附、離子交換吸附和專屬吸附。24、天然水的PE隨水中溶解氧
51、的減少而降低,因而表層水呈氧化性環(huán)境。25、吸附等溫線:在一定溫度,處于平衡狀態(tài)時(shí)被吸附的物質(zhì)和該物質(zhì)在溶液中的濃度的關(guān)系曲線稱為吸附等溫線;水環(huán)境中常見的吸附等溫線主要有L型、F型和H型。26、無機(jī)物在水中的遷移轉(zhuǎn)化過程:分配作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解作用、生物富集、生物降解作用。27、PE:pE越小,電子活度越高,提供電子的傾向越強(qiáng),水體呈還原性。pE越大,電子活度越低,接受電子的傾向越強(qiáng),水體呈氧化性。pe影響因素:1)天然水的pE隨水中溶解氧的減少而降低;2)天然水的pE隨其pH減少而增大。28、什么是電子活度pE,以及pE和pH的區(qū)別。答:定義電極上電子有效濃度為電子活度,記作E
52、,其負(fù)對數(shù)記作pE。電子活度越大或pE越小,電子供出電子的傾向越大。在電化學(xué)研究中,通常用電極電位表示電極供出或接受電子的傾向,當(dāng)給出電子活度E和電子活度的負(fù)對數(shù)pE明確的熱力學(xué)意義之后,就可以明確地表示不同電對在反應(yīng)條件下供出或接受電子能力的相對大小。在一定溫度下,pE與電極電位成直線關(guān)系,pE越大,電子活度越小,電極的氧化能力或接受電子的能力越強(qiáng),供出電子能力越弱,pE與電子活度的關(guān)系同pH與H+活度的關(guān)系相似。pH亦稱氫離子濃度指數(shù),是溶液中氫離子活度的一種標(biāo)度,也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。pH值越趨向于0表示溶液酸性越強(qiáng),反之,越趨向于14表示溶液堿性越強(qiáng),pH=7的溶液為
53、中性溶液。若水體的PE值高,有利于下列Cr、Mn在水體中遷移。29、腐殖質(zhì)的組成:由生物體物質(zhì)在土壤、水體和沉積物中經(jīng)腐敗作用后的分解產(chǎn)物,是一種凝膠性有機(jī)高分子物質(zhì)。分為腐殖酸:溶于稀堿但不溶于酸的部分;富里酸:即可溶于堿又可溶于酸的部分;腐黑物:不能被酸和堿提取的部分。一般認(rèn)為,當(dāng)濃度較高時(shí),金屬離子與腐殖質(zhì)的反應(yīng)以溶解為主,當(dāng)金屬離子濃度較低時(shí),則以沉淀和凝聚為主。30、沉淀物中重金屬重新釋放誘發(fā)因素:鹽濃度升高:堿金屬和堿土金屬陽離子可將被吸附在固體顆粒上的金屬離子交換出來。氧化還原條件的變化:有機(jī)物增多,產(chǎn)生厭氧環(huán)境,鐵猛氧化物還原溶解,使結(jié)合在其中的金屬釋放出來。pH值降低:氫離子
54、的競爭吸附作用、金屬在低pH值條件下致使金屬難溶鹽類以及配合物的溶解。增加水中配合劑的含量:天然或合成的配合劑使用量增加,能和重金屬形成可溶性配合物,有時(shí)這種配合物穩(wěn)定性較大,以溶解態(tài)形式存在,使重金屬從固體顆粒上解吸下來。31、凝聚過程:是在外來因素(如化學(xué)物質(zhì))作用下降低靜電斥力,引力超過斥力時(shí)膠粒便合在一起。絮凝過程:借助于某種架橋物質(zhì)(聚合物)聯(lián)結(jié)膠體粒子,使凝結(jié)的粒子變的更大。簡述膠體凝聚和絮凝之間的區(qū)別。答:絮凝在膠?;驊腋◇w內(nèi)加入極少量的可溶性高分子化合物,可導(dǎo)致溶膠迅速沉淀,沉淀呈疏松的棉絮狀,這類沉淀稱為絮凝物,這種現(xiàn)象呈絮凝作用。聚沉膠體粒子聚集由小變大,最終導(dǎo)致粒子從溶液
55、中析出的過程。高分子對溶膠的絮凝作用與電解質(zhì)的聚沉作用完全不同,由電解質(zhì)引起的聚沉作用緩慢,沉淀顆粒緊密、小;高分子的絮凝作用則是由于吸附了溶膠粒子以后,高分子化合物本身的鏈段旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動,相當(dāng)于本身的痙攣?zhàn)饔?,將固體粒子聚集在一起而產(chǎn)生沉淀。32、生物富集:生物從周圍環(huán)境(水體、土壤、大氣)吸收并積累某種元素或難降解的物質(zhì),使其在有機(jī)體內(nèi)的濃度超過周圍環(huán)境中濃度,該現(xiàn)象稱為生物富集。生物富集常用生物富集系數(shù)(BCF)表示,即生物體內(nèi)污染物的濃度與其生存環(huán)境中該污染物濃度的比值。17、水體富營養(yǎng)化:指在人類活動的影響下,生物所需的氮,磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊,河口,海灣等緩流水體,引起藻類及其他
56、浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧量下降,水質(zhì)惡化,魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象.發(fā)生在海域時(shí)叫赤潮,發(fā)生在湖泊時(shí)叫水華。危害:1使水味變得腥臭難聞2降低水體的透明度3影響水體的溶解氧4向水體釋放有毒物質(zhì)5影響供水水質(zhì)并增加制水成本6對水生生態(tài)的影響,在正常情況下,湖泊水體中各種生物都處于相對平衡的狀態(tài).但是,一旦水體受到污染而呈現(xiàn)富營養(yǎng)狀態(tài)時(shí),水體的這種正常的生態(tài)平衡就會被擾亂,某些種類的生物明顯減少,而另外一些生物種類則顯著增加.這種生物種類演替會導(dǎo)致水生生物的穩(wěn)定性和多樣性降低,破壞了湖泊生態(tài)平衡.措施:1控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入制訂營養(yǎng)物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).根據(jù)湖泊水環(huán)境磷容量,實(shí)施總量控制
57、.實(shí)施截污工程或者引排污染源合理使用土地,最大限制地減少土壤侵蝕,水土流失與肥料流失.2減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷生物性措施:是指利用水生生物吸收利用氮,磷元素進(jìn)行代謝活動這一自然過程達(dá)到去除水體中氮,磷營養(yǎng)物質(zhì)目的的方法.工程性措施:工程性措施主要包括挖掘底泥沉積物,進(jìn)行水體深層曝氣,注水沖稀等.化學(xué)方法:包括凝聚沉降和用化學(xué)藥劑殺藻等.對那些溶解性營養(yǎng)物質(zhì)如正磷酸鹽等,采用往湖中投加化學(xué)物質(zhì)使其生成沉淀而沉降.而使用殺藻劑可殺死藻類,這適合于水華盈湖的水體.藻類被殺死后,水藻腐爛分解仍舊會釋放出磷,因此,死藻應(yīng)及時(shí)撈出,或者再投加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥品,將藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降.18、光解作用
58、:光解反應(yīng)能夠使有機(jī)物結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)地改變,其對水環(huán)境有機(jī)污染物歸趨有重要影響。光解過程主要有直接光解和間接光解,間接光解又包含敏化光解和氧化光解。直接光解指化合物本身直接吸收太陽能而發(fā)生的分解反應(yīng);間接光解指由其它化合物吸收光子生成多種活性物種,進(jìn)而引發(fā)有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的過程。敏化光解即水體中天然物質(zhì)被陽光激發(fā)后又將其激發(fā)能轉(zhuǎn)移至化合物而使其分解的反應(yīng);氧化反應(yīng)是指陽光輻射產(chǎn)生的強(qiáng)氧化自由基等中間體與化合物作用而發(fā)生的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。19、微生物代謝途徑:(1)通過酶催化的親核水解反應(yīng)(2)利用氧的親電行為的氧化反應(yīng)(3)通過氫化物親核行為或還原金屬的還原反應(yīng)(4)加成反應(yīng)或自由基H提取和富
59、馬酸加成反應(yīng)20、降水中主要的陰離子有硫酸根離子、氯離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子。21、pHpK210.33時(shí),溶液中主要以CO32-為主;pH介于pK1與pK2之間時(shí),溶液中主要以HCO3-為主。22、金屬污染物:Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Tl、Ni、Be23、環(huán)境中某一重金屬的毒性與其游離金屬離子濃度、配合作用、和化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。24、TN、TP總磷、總氮和COD常衡量水體富營養(yǎng)化的指標(biāo)。25、水體的自凈作用可分為物理作用、化學(xué)作用和生物作用。26、pEpH圖:在高H+活度,高電子活度的酸性還原介質(zhì)中,F(xiàn)e2+為主要形態(tài)。(酸性還原性介質(zhì));在高H+活度,低電子活度的酸性氧
60、化介質(zhì)中,Fe3+為主要形態(tài)。(酸性氧化性介質(zhì));堿性氧化介質(zhì),F(xiàn)e(OH)3(S)為主要形態(tài);堿性還原介質(zhì),F(xiàn)e(OH)2(S)為主要形態(tài)。27、天然水體中重要的無機(jī)配體有:OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-、CN-、NH328、不易水解的有機(jī)污染物:烷烴烯烴芳香烴硝基苯雜環(huán)化合物PCBs醇類醚類羧酸易水解的有機(jī)污染物:鹵代烷烴酰胺胺羧酸酯氨基甲酸鹽環(huán)氧化物腈類有機(jī)磷酸酯尿素類磺酸酯酐29、簡述有機(jī)配位體對水體中重金屬遷移的影響。答:水溶液中共存的金屬離子和有機(jī)配位體經(jīng)常生成金屬配合物,這種配合物能夠改變金屬離子的特征從而對重金屬離子的遷移產(chǎn)生影響,起通過影響顆粒物對重金屬
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