环境化学总结.doc

1.环境污染物：进入环境后使正常的环境组成和性质发生了直接或间接的改变，而这种变化是有害于正常的自然过程或对人类的健康产生危害的物质，称为环境污染物质。2.环境效应：自然过程或人类的生产和生活活动对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，这就叫做环境效应。可分为环境物理效应 、环境化学效应、.环境生物效应。 3.大气温度层结：静大气的温度在垂直方向上的分布，分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。4.对流层特点：a.该层内气温随高度的增加而降低(=0.6K/100m )。b. 具有强烈的对流运动，易于污染物扩散。C. 密度大5.辐射逆温层：气温随高度的增加而升高的现象。6.辐射逆温：地面因强烈辐射而冷却降温形成，当白天地面受日光照射而升温时，近地面空气的温度随之而升高，夜晚地面由于向外辐射而冷却，便是近地面空气的温度自下而上逐渐降低，由于上面的空气比下面的空气冷却的慢，结果就形成逆温现象。7.大气稳定度：指气层的稳定程度或在某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定的程度。8.大气稳定度的判断：d，表明大气是稳定的；d，表明大气是不稳定的;d，大气处于平衡状态。在对流层09.影响大气污染物迁移的因素：污染物本身的特性（相态，降解性，浓度）；空气的机械运动(风和乱流)；天气和地理地势的影响(局地环流)。10.最大混合层高度(MMD):受热气块会不断上升，直到T与T相等为止。这时气块与周围空气达到中性平衡。这个高度定义为对流混合层上限，或称为最大混合层高度（MMD）。11. 光化学烟雾现象 定义：含有氮氧化物和碳氢化物等一次污染物，在阳光照射下发生光化学反应而生成二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾，称为光化学烟雾。 危害：具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，并能使大气能见度降低。 形成条件：1。大气中有氮氧化物和碳氢化物存在2大气温度较低3强的阳光照射4氧气存在日变化曲线：早晨交通繁忙时，NO和烃类物质浓度最大；随后N O被氧化成NO2， NO2光解产生O3，烃类进一步转化成醛类12.光化学烟雾的控制对策：（1）控制反应活性高的有机物排放，如碳氢化合物。（2）在大气中散发能控制自由基形成的阻化剂 （3）通过改变RH和NOx的浓度来控制O3的浓度13.光化学烟雾形成过程的基本化学特征：a.NO向NO2转化 ；b.由于氧化过程使烃类消耗c.臭氧及其他二次污染物生成。14.硫酸烟雾型污染定义：主要是由于燃煤而排放的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物造成的大气污染现象。特点：多发生在冬季，低温，湿度较大，日光较弱的气象条件下。是一种还原性烟雾。15.酸性降水：是指通过降水如雨、雪、冰雹、雾等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。最常见的就是酸雨。这种过程称为湿沉降。大气中的酸性物质在气流作用下直接迁移到地面的过程称为干沉降。这两种过程都称为酸沉降。16.降水pH值背景值：pH大于等于5.6，表明降水未受到人为活动的干扰，即使有，这种雨水也有足够的缓冲容量，不会使雨水酸化。pH5.05.6，表明雨水可能受到人为活动的影响，但未超出天然本底硫的范围。如果雨水pH值小于5.0，就可以确信有人为影响的存在 。17.影响酸雨形成的因素 ：（1）酸性污染物的排放和及其转化的条件（2）大气中的氨（3）颗粒物的酸度及其缓冲能力（4）天气形式的影响18.温室效应：大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。CO2 CH4 CO O3 CCL4 N2O CH3CHCL2 氟氯烃19.臭氧洞：臭氧层是大气平流层中O3浓度最大处，是地球的一个保护层，太阳紫外线辐射大部分被其吸收，臭氧洞是大气平流层中一些区域臭氧及其稀薄，与周围相比，好像是形成了一个“洞”20.大气颗粒物：大气是由各种固体或液体微粒均匀分散在空气中形成的一个庞大的分散体系，也可称为气溶胶体系。气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物。21.干沉降：干沉降是指颗粒物在重力的作用下的沉降，或与其他物体碰撞后发生的沉降。两种机制：a. 对于粒径大于0.1m的球形颗粒物是通过重力对颗粒物的作用使其降落在土壤、水体的表面或植物建筑物等物体上 。 b.粒径小于0.1m的颗粒靠布朗运动扩散， 相互碰撞凝集成较大的颗粒，通过大气湍流扩散到地面或碰撞而去除。22.湿沉降：是指通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程。 a.雨除（云内清除）是指一些颗粒物可作为形成云的凝结核，成为雨滴的中心，通过凝结过程使其增大为雨滴，进一步长大为形成雨降落到地面，颗粒物也就随之从大气中被去除。欲出对半径小于1um的颗粒物的去除效率较高，特别是具有吸湿性和可溶性的颗粒物更明显。b.冲刷（云下清除）降雨时在云下面的颗粒物于降下来的雨滴发生惯性碰撞或扩散、赐福过程，从而使颗粒物去除。冲刷对半径为4ym以上的颗粒物的去除效率较高。23. 空气动力学直径：与所研究的粒子有相同终端降落速度、密度为1g/cm3的球体直径。 大气颗粒物按其粒径大小可分为如下几类：总悬浮颗粒物：用TSP表示。其粒径多在100m以下，尤以 10m以下的为最多。飘尘：其粒径主要是小于10 m 的颗粒物。 降尘：一般直径大于10m的粒子可吸入粒子：直径小于等于10m。大气颗粒的三模态：1Aitken核模（Dp0.05 2 积聚模0.05Dp2m 3 离子膜Dp2m24. 天然水中的主要离子组成 K+ 、 Na+ 、Ca2+ 、Mg2+、 HCO3-（ CO32- ）、 Cl- 和 SO42- 、 NO3-水的总含盐量：TDS= Ca2+ +Mg2+ + Na+ + K+ + HCO3-+ Cl- +SO42-25.总碱度=HCO3-+2CO32-+OH- - H+总碱度=cT(1 +22) + Kw/H+ H+ 酚酞碱度= CO32- +OH- - H2CO3* - H+（pH=8.3时，HCO3不授不受H+） 苛性碱度=OH- - HCO3- - 2H2CO3* - H+ （ pH=10.8 CO32-不受H+）总酸度=H+HCO3-+2H2CO3*-OH- CO2酸度=H+H2CO3*-CO32-OH- pH=8.3 酚酞指示剂无机酸度=H+-HCO3-2CO32-OH- pH=4.3 甲基橙指示剂总酸度=cT(1 +20) +H+Kw/H+ 26.特别注意:在封闭体系中加入强酸或强碱，总碳酸量CT不受影响，碱度的改变值即为加入的酸量或是碱量。而加入CO2时,总碱度值并不发生变化。这时溶液pH值和各碳酸化合物浓度虽然发生变化,但它们的代数综合值仍保持不变. 因此总碳酸量CT、总碱度在一定条件下具有守恒特性。水环境中胶体颗粒的吸附作用：1表面吸附 胶体表面积，表面吸附能，吸附作用 （物理吸附）2离子交换吸附 吸附电荷与胶体所带电荷相反，并且释放出与吸附电荷等量的同电荷离子。（物理化学吸附）3专属吸附 体系中有加强的憎水键和范德华力或氢键，发生配位作用。可使胶体表面电荷改变符号，并且可使离子化合物吸附在相同电荷的表面上。（化学吸附）吸附曲线：a.Henry G=kc b. Freundlich型 G=kC1/n lgG=lgk+1/nlgCc. langmuir型 G=GoC/(A+C) 诱发释放的主要因素：a升高温度b 盐浓度升高c 氧化-还原条件的变化d 降低pH值 e增加水中配合物的含量27.异体凝聚理论：A.如果两个电荷符号相反的颗粒物靠近时，吸附力总是占优势。B.若两个颗粒物所带电荷相同，但强度不同时，位能曲线上的能峰高度总是决定于荷电较弱，电位较低的一方。因此，只要其中有一种胶体的稳定性很低，而电荷达到临界状态，就可以发生快速凝聚。综合位能曲线：a不同溶液离子强度有不同VR曲线，VR随颗粒间的距离按指数律下降bVA则只随颗粒间的距离变化，与溶液中离子强度无关c不同溶液离子强度有不同VT曲线。在离子强度较小时，综合位能曲线上出现较大Vmax，此时，排斥作用占较大优势，颗粒借助于热运动能量不能超过此位能峰，彼此无法接近，体系保持分散稳定状态。当离子强度增大到一定程度时，Vmax由于双电层被压缩而降低，则一部分颗粒有可能超越该位能峰。当离子强度相当高时，Vmax可以完全消失。(1) 压缩双电层(2) 专属吸附凝聚(3) 胶体相互凝聚(4) 边对面凝聚(5) 第二极小值絮凝(6)聚合物粘结架桥絮凝(7)无机高分子的絮凝(8)絮团卷扫絮凝(9)颗粒层吸附絮凝(10)生物絮凝在硫化物和硫化氢均达到饱和的溶液中，金属离子的饱和浓度为：电子活度小，电子浓度小，pE值大 ，体系接受电子的趋势 大 ，体系的氧化态浓度大。电子活度大，体系中的电子浓度大，pE值小，提供电子的能力大,体系中还原态的相对浓度 大 。28.决定电位：在一个氧化还原混合体系中，若其中某个体系的含量显著高于其它体系，那么该体系的电位几乎等于混合体系的pE值。这个电位就叫“决定电位”。29. 分配理论：在土壤水体系中，非离子型有机化合物是通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经过一定时间达到平衡。这时，有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数。 a.颗粒物从水中吸着憎水有机物的量与颗粒物中有机物的含量成正比关系。 b.憎水有机物在土壤上的吸附等温线为直线。 c.土壤水分配系数与有机物在水中的溶解度成反比。d.与活性炭吸附机理是不同的 30.生物浓缩因子（BCF）：有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比。31.生长代谢：有机污染物作为食物源提供能量有机污染物提供细胞生长所需的碳（C）共代谢：一些有机物不能单独作为唯一碳源和能源，还必须有另外的化合物提供能量或碳源。 32.土壤胶体的凝聚性和分散性：由于胶体的比表面和表面能都很大，为减少表面能，胶体具有互相吸引、凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。但是在土壤溶液中，胶体常带负电荷，即具有负的电动电位，所以胶体微粒又因相同电荷而相互排斥，电动电位越高，相互排斥力越强，交替为例呈现出的分散性也越强。33.土壤中的氢离子和铝离子是土壤产生酸性的根源；碳酸钙是维持土壤中性至微酸性反应的物质基础；碳酸钠的存在是土壤呈碱性和强碱性的原因。34.活性酸度：土壤的活性酸度是自由扩散到土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称为有效酸度。 潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和A13+。可分为水解性酸度、代换性酸度。 35.活性酸度与潜性酸度的关系：土壤的活性酸度和潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。两者可以相互转化，在一定的条件下处以暂时平衡状态。土壤的活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。土壤交易是H+和A13+的贮存库，潜性酸度是活性酸度的储备。土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多，两者的比例，在沙土中约为1000，在有机质丰富的年途中则可高达50000-100000 36.植物对重金属污染产生耐性的几种机制1.植物根系的作用：植物根系通过改变根际化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子跨膜吸收 2.重金属与植物的细胞壁结合：金属离子被局限于细胞壁上，而不能进入细胞质影响细胞内代谢活动，使植物对重金属表现出耐性3.酶系统的作用：耐性植物中有几种酶的活性在重金属增加时仍能维持正常水平。此外，在耐性植物中还发现另一些没可以被激活，从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常的代谢4.形成重金属硫蛋白或植物络合素：能合成MT的细胞对重金属有明显的抗性。36物质通过生物膜的方式：1.膜孔滤过 D小于膜孔的水溶性物质，可借助于膜两侧静水压及渗透压经膜空滤过。2.被动扩散：顺浓度梯度扩散3.被动异化扩散：高浓度向低浓度，需特异蛋白，不耗能。4.主动转运：低浓度到高浓度，需特异蛋白，耗能。5.胞吞和胞饮：少数物质与膜上某种蛋白质有特殊亲和力，当其与膜接触后，可改变这部分膜的表面强力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内，固体 胞吞 液体 胞饮37. 扩散：是由于分子热能引起分子的不规则运动而使物质分子发生转移的过程。 吸收：吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透体膜进入血液的过程。 分布：分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液转送至机体各组织，与组织成分结合，从组织返回血液，以及再反复的过程。排泄：排泄是污染物质及其代谢物质向有机体外转运的过程。 蓄积：机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及代谢转化，就会出现该污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。血脑屏障与胎盘屏障：与一般器官组织的多孔性毛细血管壁不同，中枢神经系统的毛细血管壁内皮细胞互相紧密相连，几乎无空隙，当污染物由血液进入脑部时，必须穿过这一毛细血管壁内皮的血脑屏障。此时，污染物质的经膜通透性成为其转运的限速因素。高脂溶性低解离度的污染物质经膜通透性好，容易通过血脑屏障，由血液进入脑部，如甲基汞化合物。非脂溶性污染物很难进入脑，如无机汞化合物。污染物质由母体转运到胎儿以内，必须通过由数层生物膜组成的胎盘，成为胎盘屏障。肠肝循环：有些物质有胆汁排泄，在肠道运行中又重新被吸收。38.生物富集：指生物通过非吞食的方式，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该中物质的浓度超过环境中浓度的现象。 生物放大：是指生态系统中同一食物链上，由于高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在有机体中的浓度随营养级的提高逐步增大的现象。 生物积累：生物积累就是生物从周围环境（水、土壤、大气）和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。 39.致畸作用：人或动物在胚胎发育过程中由于各种原因所形成的形态结构异常，称为先天性畸形或畸胎。遗传因素、物理因素(如电离辐射)、化学因素、生物因素(如某些病毒)，母体营养缺乏或内分泌障碍等都可引起先天性畸形，并称为致畸作用。 40.甲烷发酵：在无氧氧化条件下糖类、脂肪和蛋白质都可借助产酸菌的作用降解成简单的有机酸、醇等化合物。 然后再在产氢菌和产乙酸菌作用下，可被转化为乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳，进而经产甲烷菌作用产生甲烷,这一总过程，称为甲烷发酵。 41.氮的微生物转化：(1)同化:绿色植物和微生物吸收硝态氮和铵态氮，组成机体中蛋白质、核酸等含氮有机物质的过程称为同化。(2)氨化:生物残体中的有机氮化合物，经微生物分解为氨态氮的过程则称为氨化。 (3)硝化:氨在有氧条件下通过微生物作用，氧化成硝酸盐的过程称为硝化。(4)反硝化:硝酸盐在通气不良条件下，通过微生物作用而还原的过程称为反硝化。(5) 固氮:通过微生物的作用把分子氮转化为氨的过程称为固氮。（6）硫化：硫化氢 S在微生物作用下进行氧化，最后生成硫酸的过程（7）反硫化：硫酸根 亚硫酸盐在微生物作用下进行氧化，最后生成硫化氢的过程 42.