环境化学总共.docx

PCBs多氯联苯POPs持久性有机污染物TSP总悬浮颗粒物PAN过氧乙酰基硝酸脂TDS总含盐量PAH多环芳烃BCF生物浓度因子TP总磷TN总氮环境化学；在化学科学的传统理论和方法的基础上发展起来的以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境污染：由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。大气污染物的迁移：是指由污染源排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。大气污染物的转化：污染物在大气中经过化学反应，转化为无毒化合物，从而去除了污染或转化成为毒性更大的二次污染物，加重污染。光化学第一定律：只有被体系吸收的光，对产生光化学反应才是有效的。光化学第二定律：在初级反应中被活化的原子数恰等于被吸收的光量子数。光化学烟雾：含有氮氧化物和碳氢化合物等，一次污染物的大气在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物很合所形成的烟雾污染现象。特征：烟雾呈蓝色，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，并使大气的能见度降低。形成条件：大气中的氮氧化物，碳氢化合物的存在，大气温度较低，而且有强的阳光照射。控制对策：1.控制反应活性高的有机物的排放2.控制臭氧的浓度。酸性降水：指通过降水，如-雨、雪、雾、冰雹，将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。最常见-酸雨（湿沉降）气体（干沉降）温室效应：大气中CO2吸收地面辐射出的红外光，把能量截留于大气中从而使大气温度升高的现象。温室气体；可引起温室效应的气体一次颗粒物：直接由污染源排放出来的颗粒物二次颗粒物：大气中某些污染组分间或这些组分与大气成分间发生反应而产生的颗粒物大气颗粒物分类：总悬浮颗粒物（TSP），飘尘，降尘，可吸入颗粒物大气颗粒物三模态：爱根核模，积聚模，粗粒子模腐殖质：是一种带负电的高分子弱电解质。1.腐殖酸2.富里酸3.腐黑物PM2.5：粒径小于等于2.5UM的颗粒物。来源：土壤扬尘，海洋气溶胶，车辆尾气。危害：释放污染物主要载体，携带有大量重金属和有机污染物，能深入到细胞，引起肺部疾病，能见度降低。天然水的组成：1.可溶性物质2.悬浮物质水中污染物分布：耗氧污染物，治病污染物，合成有机物，植物营养物，无机物及矿物质，由土壤岩石等冲刷下来的沉积物，放射性物质，热污染水中污染物形态：1.可溶态2.悬浮态水中颗粒物的类别：1.矿物微粒和粘土矿物2.金属水合氧化物水环境中颗粒物的吸附作用：1.表面吸附2.离子交换吸附3.专属吸附水体中常见吸附等温线：-H型-F型-L型电子活度：电极上电子有效浓度。光解作用：有机污染物真正的分解过程，因为它不可逆地改变了反应分子，强烈地影响水环境中某些污染物的归趋。光解过程：直接光解，敏化光解，氧化反应。土壤的组成：土壤是由固体，液体和气体三相共同组成的多相体系。固体-土壤矿物质，液体-土壤水分，气体-土壤空气土壤性质：吸附性，酸碱性，氧化还原性土壤吸附原因：土壤胶体，巨大的表面积和带电性。土壤酸度：活性酸度，潜性酸度电位：氧化态物质与还原态物质的相对浓度比。有机磷农药：1.化学降解-吸附催化水解-光降解2.生物降解（马拉硫磷）多氯联苯（PCBs）：由多个氯原子取代联苯分子中氢原子而形成的氯代芳烃类化合物。迁移转化：挥发-大气，干温沉降-湖泊，海洋表面活性剂：分子中同时具有亲水性基团和疏水性基团的物质。分类：阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性表面活性剂，非离子表面活性剂。化学氧化技术：高锰酸钾氧化法，臭氧氧化技术，过氧化氢及Fenton氧化技术（高级）。专属吸附：吸附过程中除化学键作用外，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键作用。离子交换吸附：胶体带负电，易吸附阳离子，在吸附中，胶体每吸附一部分阳离子同时放出等量其他阴离子的吸附过程。优先污染物：由于化学污染物种类繁多，不可能对每一种都制定标准而在众多污染物中选出潜在危险大的作为优先研究控制对象。湿沉降：通过降雨等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。干沉降：大气中酸性物质在气流作用下直接迁移到地面的过程碱度：水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即可接受H+的物质总量。PE：用来衡量溶液接受或给出电子的相对趋势的量。配合物稳定性：配合物在溶液中解离成中心离子和配体，当解离达到平衡时解离度的大小。生物浓缩因子BCF：有机毒物在生物体内浓度与水中浓度之比。盐基饱和土壤：当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子，且已达吸附饱和时的土壤盐基不饱和土壤：当土壤胶体上吸附的阳离子有部分致酸离子时的土壤。盐基饱和度：在土壤交换阳离子中盐基离子所占的百分数。阳离子交换量：每Kg干土中全部阳离子量。土壤缓冲性能：土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力1.对酸的缓冲能力2.对碱的缓冲能力3.铝离子对碱的缓冲能力土壤氧化还原反应：土壤中无机物和有机物发生迁移转化，并对土壤生态系统产生影响的化学过程影响酸雨形成的因素：1.酸性污染物的排放及其转化条件2.大气中的NH3 3.颗粒物酸度及其缓冲能力4.天气形势的影响。有机磷农药的分类：磷酸酯，硫代磷酸酯，膦酸酯和硫代膦酸酯，磷酰胺和硫代磷酰胺类。光化学反应；分子，原子，离子或自由基吸收光子而发生的化学反应离子交换吸附；胶体带负电，易吸附阳离子，在吸附中，胶体每吸附一部分阳离子，同时放出等量其他阳离子的吸附过程。配合物；有一个占据化合物分子或离子的中心1位置的离子或原子和若干以一定几何形状分布在它周围并与它直接成键的离子或分子组成的结构单元。生物浓缩因子；（BCF）有机毒物在生命内浓度与水中浓度之比。填空环境化学分类；环境分析化学，各圈层环境化学，环境工程化学控制光化学烟雾；控制反应（活性高有机物排放），控制O2浓度SO2稳定性 3SO2SO2 PH4或5 H2O2氧化SO2PH5 O3氧化SO2 PH高 Fe Mn 催化氧化SO2光化学烟雾；氮氧化物氢氧化物湿度低强光伦敦烟雾；冬季气温低湿度大日光弱降水组成；大气固定气体无机物有机物光化产物不溶物降水离子；硫酸根硝酸根氯氨根钙氢离子影响酸雨形成因素；酸性污染物排放及转化程度大气中氨的含量颗粒物酸度及其缓冲能力天气形势颗粒物消除；干沉降重力作用大气湍流扩散成碰撞湿沉降雨除冲刷颗粒物分类；总悬浮颗粒物TSP D100um飘尘D10um可吸入粒子D=10um颗粒三模态；Aitken核膜D2um湿沉降；雨除对半径4um 颗粒物三种表面性质；成核作用粘合吸着酸性降水的主要原因；大气二氧化硫氮氧化物经氧化后溶于水形成硫酸，硝酸和亚硝酸五大自由基来源HO清洁 O3; O3 + hv O2 + O污染HNO2; HNO2 +h v HO + NOHO2甲醛； HCHO + hv HCO + H H + O2 HO2 HCO+O2 HO2 +COR乙醛丙酮；CH3CHO + hv CH3 + HCO烃； RH + O2 R + HO2 RH + HOR + H2ORO甲基亚硝酸酯；CH3ONO + hv CH3O + NO甲基硝酸酯； CH3ONO2 + hv CH3O +NO2RO2 R + O2 RO2酸雨形成 NO2 +HOHNO3硝酸根来源 NO2 + O3 NO3 +O2乙醛生成 C2H6 + HO C2H5 + H2O C2H5 +O2 C2H5O2 C2H5O2+ NO NO2+ C2H5O C2H5O + O2 CH3CHO + HO2家装污染 HCHO + NO3 HCO + HNO3 HCO + O2 HO2 + CO臭氧耗损氮氧化物 HOx CLOx O+ O3 2O2 论述+方程1表面活性剂；分子中同时具有亲水性基团和疏水性基团的物质。它能显著改变液体的表面张力或两相间界面的张力，具有良好的乳化或破乳，湿润，渗透，或反渗透，分散或凝聚，起泡，稳泡和增加溶解力等作用。表面活性剂的分类阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂两性表面活性剂非离子表面活性剂表面活性剂的结构和性质（1）表面活性剂的亲水性表面活性剂的亲油，亲水平衡比值称为亲水性（HLB值），可表示为 HLB=亲水基的亲水性/疏水性的疏水性（2）表面活性剂亲水基团的相对位置对其性质的影响，一般情况下，亲水基团在分子中间者比在末端者润湿性能强。（3）表面活性剂分子大小对其性质的影响一般规律是；表面活性剂分子较小的，其润湿性，渗透作用比较好；分子较大的，其洗涤作用，分散用等较优良。例如在烷基硫酸钠累表面活性剂中，洗涤性能顺序是C16H33SO4NaC14H29SO4NaC12H25SO4Na;但在润湿性能方面则相反。（4）表面活性剂疏水基团对其性质的影响具有不同疏水基团的表面活性剂分子其亲脂能力也有差别，大致顺序为；脂肪族烷烃=环烷烃脂肪族烯烃脂肪族芳烃芳香烃带弱亲水基团的烃基。疏水基中带弱水基团的表面活性剂，起泡能力弱。利用该特点可改善工业生产中由于泡沫而带来的工艺上的难度。表面活性剂的来源，迁移，转化表面活性剂的降解2光化学烟雾机理（图自己看P92 P94）十二个方程式引发反应 NO2 + hv NO + OO+ O2 +M O3+M NO + O3 NO2 + H2O自由基传递反应 RH+HO(O2)RO2+H2ORCHO + HO(O2)RC(O)O2+H2O RCHO+hv （2O2）RO2+HO2+CO HO2+NO NO2 + HO RO2+NO (O2)NO2 + RCHO+HO2RC(O)O2+NO (O2)NO2+RO2+CO2终止反应 HO+NO2HNO3 RC(O)O2+NO2RC(O)O2NO2 RC(O)O2NO2RC(O)O2+NO2吸收作用：表面吸附，离子交换吸附，专属吸附吸收作用影响因素：溶液ph，颗粒物浓度吸附等温线：H型，F型，L型腐殖质;腐殖酸（容碱不溶算），富里酸（溶于酸碱），腐黑物（不溶酸碱）土壤特性：吸收性，酸碱性，氧化还原性有机氯农药特点：化学性质稳定，残留期长，易溶于脂肪有机磷农药分类：磷酸酯（敌敌畏），硫代硫酸脂（乐果），磷酸酯和硫代磷酸脂类（敌百虫），磷酰胺和留待酸酰胺类（乙酰甲氨）有机磷农药;较易被生物降解，在环境中滞留时间较短，溶解速度快As毒性：三价大于五价，除三价基砷都有毒性PAH降解：光绿化，生物还原Henrey定律：P=Kh*Cw X(aq)=Kh*Px Px=(气压-水蒸气)*气体在所有占比例吸附等温线：H型：C=kc F型：lgC=lgK+lgC L型：1/c=1/c+(A/C)*1/cNernst方程:PE=PE+1/n*lg反应物/生成物 G=-nFE G=-2.303nRT PE=E/0.059v F的值96500分配系数：Kp=Kc0.2（1-Wf）*Wc+Wf*Wc水解作用：半衰期 T0.5=ln*ln/k 水解速率常数 Kn=Kn+w(KaH+KboH-)盐基饱和度：W=交换性盐基总量/阳离子交换量汞的甲基化：CH3CoB12+Hg2+ + H2O=CH3HG+ +H2OCoB12+2CH3Hg+ + H2S=（CH3Hg）S+2H+（CH3Hg）S=(CH2)Hg+HgS卤代烃在对流层：CHCL3+HO=CCL3+H2OCCL3+O2=COCL2+CLOCLO+NO=NO2+CL3CLO+H2O=3CL+2HO+O2卤代烃在平流层: CCL4+hv=CL+CCL3Cl+CH4=HCL+CH3HO+HCL=H2O+CL甲基化变机化 CH3Hg+ +2H=Hg+CH4+H+HgCL2+2H=Hg+2HCL环境化学：在化学科学的传统理论和方法的基础下发展起来的是以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科大气层结构：1.对流层：其厚度随纬度和季节而变化（夏厚冬薄）2.平流层：随海拔高度降低，温度变化不大，气温稳定，空气稀薄3.中间层：温度随海拔高度的增加而迅速降低4.逃逸层：温度随海拔增加迅速增加影响大气污染迁移因素：风和大气流动的影响，天气形势和地理形势的影响自由基：指由于共价键均裂而生成的未成对电子光化学反应：分子，原子，自由基或离子吸收而发生的变化初级过程：化学物质吸收光量形成激发态的物种。次级过程：初级工程中反应物和生成物之间进一步发生反应光化学第一定律：只有被踢吸收的光，对产生光化学才可能是有效的（只有当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂时，才可能引起光解反应，分子对某特定的光需要特征吸收光谱，才能产生光化学反应）光化学第二定律：在初级反应中，在被活化的分子数恰等于吸收光量子数1. 臭氧的光解：平流层o3来源O+o2+Mo3+M(消除O主要过程)光解o3+hvO+o2(紫外区200-300nm和300-360nm,可见光区440-850nm)2. NO2的光解：NO2+hvNO+O（NO2吸收小于420nm光发生光解）O+O2+MO3+M(这是大气唯一已知O3的人为来源)3. HNO2和HNO3的光解：初级过程HNO2+hvHO+NO HNO2+hvH+NO2次级过程HO+NOHNO2 HO+HNO2H2O+NO2 HO+NO2HNO3 HNO3+hvHO+NO2 HO+COCO2+H H+O2+MHO2+M 2HO2H2O2+O24. SO2对光的吸收：三条吸收带340-400nm 极弱240-330nm较强240nm很强（前两个不能使SO2解离SO2+hvSO2*）5. 甲醛的光解初级过程H2CO+hvH+HCO H2CO+hvH2+CO次级过程H+HCOH2+CO(如有O2存在H+O2HO22H+MH2+M(在对流层HCO+O2HO2+CO2HCO2CO+H2其他醛类光解RCHO+hvH+RCO H+O2HO2 6. 卤代烃的光解卤代甲烷在近紫外光CH3X+hvCH3+X1) 如果卤代甲烷含有一种以上卤素，断裂最弱键CH3-FCH3-HCH3-ClCH3-BrCH3-I2) 高能量的短波长紫外光照射可能发生两个键断裂，应断两个最弱键3) 即使是最短波长的光，三键断裂也不常见HO最高含量出现在热带n 大气中五中自由基来源1. HOO3的光解O3+hvO+O2 O+H2O2HOHNO2和H2O2的光解H2O2+hv2HO HNO2+hvHO+NO2. HO21) 醛的光解H2CO+hvH+HCO H+O2+MHO2+M HCO+O2HO2+CO2) 亚硝酸光解CH3ONO+hvCH3O+NO CH3O+O2HO2+H2CO3) H2O2的光解H2O2+hv2HO HO+H2O2HO2+H2O若有CO存在HO+COCO2+H H+O2HO23. R(CH3)乙醛光解 CH3CHO+hvCH3+HCO 丙酮光解CH3COCH3+hvCH3+CH3COH摘除反应RH+OR+HO RH+HOR+H2O4. RO1) 甲基亚硝酸酯光解CH3ONO+hvCH3O+NO2) 甲基硝酸酯光解CH3ONO2+hvCH3O+NO25. RO2烷基与O2反应R+O2RO2n Nox的迁移和转化N2O NO NO2 其中N2O是底层大气中含量最高的含氮化合物，N2O非常稳定，是停留时间最长的NOx,由燃料的燃烧产生，最终转化为NO3+和HNO3，微粒经湿沉降和干沉降从大气去除O2O+O O+N2NO+N N+O2NO+O N+OHNO+HNO+1/2O2NO 总:N2+O22NOn NO氧化O3氧化剂NO+O3NO2+O2RO2氧化剂NO+RO2NO2+ROHO2氧化剂NO+HO2HO+NO2HO氧化剂HO+NOHNO2RO氧化剂RO+NORONOn NO2的转化光解NO2+hvNO+OHO: NO2+HOHNO3O3: NO2+O3NO3+O2O : NO2+ONO+O2RO2: NO2+RO2RO2NO2RO: NO2+RORONO2NO2+NO3N2O5n PAN热不稳定性乙醛主要来源C2H6+HOC2H5+H2O C2H5+O2C2H5O2 C2H5O2+NOC2H5O+NO2 C2H5O+O2CH3CHO+HO2CH3CHO+hvCH3CO+H CH3CO+O2CH3C(O)OO CH3C(O)OO+NO2PANn 碳氢化合物转化1. CO1) 人为来源C+1/2O2CO CO2+C2CO2) 天然来源CH3+HOCH3+H2O CH3+O2HCHO+HO HCHO+hvCO+H23) 土壤吸收CO+1/2O2CO24) 与HO反应CO+HOCO2+H H+O2+MHO2+M CO+HOCO2+HO2. 烷烃的反应1) 与HO和O反应 RH+HOR+H2O RH+OR+HO2) R与空气重O2结合生成RO2例CH3+O2CH3O2RO2可将NO氧化为NO2，并生成ROCH3O2+NONO2+CH2O CH3O+NO2CH3ONO23) O2可从RO摘除H,生成HO2和一个醛或酮CH3O+O2HO2+H2CO3. 与NO3反应1) NO3极易光解 NO3+hvNO+O2 NO3+hvNO2+O2) NO2+O3NO3+O2 RH+NO3R+HNO34. 醛的反应，醛类尤其甲醛，酰是一次污染物，又可有大气中的烃氧化而来HCHO+HOHCO+H2O HCO+O2CO+HO2 H2CO+HO2(HO)H2COO RCHO+NO3RCO+HNO3n 光化学烟雾：含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳关照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种一次污染物和二次污染物的混合物所形成的的烟雾污染现象。特征：烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激眼睛，伤害植物叶子，使大气能见度降低。条件：大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在，大气湿度较低，有强光照射日变化曲线：光化学烟雾在白天生产，傍晚消失，污染高峰在中午或稍后，烃和NO体积分数最大值在早晨，而此时NO2浓度很低，随着太阳辐射的增强，NO2和O3的浓度迅速增大，中午时已达较高浓度，峰值比NO晚出现4+5h，由此可知NO2,O3和醛在日光照射下有大气光化学反应而产生，属于二次污染物早晨由汽车排放出来的为期是产生这些光化学反应的直接原因，傍晚交通繁忙时刻，虽然仍有较多为期排放，但由于日光较弱，不足引起光化学反应，因而不能产生光化学烟雾现象7. 臭氧的光解：平流层o3来源O+o2+Mo3+M(消除O主要过程)光解o3+hvO+o2(紫外区200-300nm和300-360nm,可见光区440-850nm)8. NO2的光解：NO2+hvNO+O（NO2吸收小于420nm光发生光解）O+O2+MO3+M(这是大气唯一已知O3的人为来源)9. HNO2和HNO3的光解：初级过程HNO2+hvHO+NO HNO2+hvH+NO2次级过程HO+NOHNO2 HO+HNO2H2O+NO2 HO+NO2HNO3 HNO3+hvHO+NO2 HO+COCO2+H H+O2+MHO2+M 2HO2H2O2+O210. SO2对光的吸收：三条吸收带340-400nm 极弱240-330nm较强240nm很强（前两个不能使SO2解离SO2+hvSO2*）11. 甲醛的光解初级过程H2CO+hvH+HCO H2CO+hvH2+CO次级过程H+HCOH2+CO(如有O2存在H+O2HO22H+MH2+M(在对流层HCO+O2HO2+CO2HCO2CO+H2其他醛类光解RCHO+hvH+RCO H+O2HO2 12. 卤代烃的光解4) 卤代甲烷在近紫外光CH3X+hvCH3+X5) 如果卤代甲烷含有一种以上卤素，断裂最弱键CH3-FCH3-HCH3-ClCH3-BrCH3-I6) 高能量的短波长紫外光照射可能发生两个键断裂，应断两个最弱键7) 即使是最短波长的光，三键断裂也不常见HO最高含量出现在热带n 大气中五中自由基来源6. HOO3的光解O3+hvO+O2 O+H2O2HOHNO2和H2O2的光解H2O2+hv2HO HNO2+hvHO+NO7. HO24) 醛的光解H2CO+hvH+HCO H+O2+MHO2+M HCO+O2HO2+CO5) 亚硝酸光解CH3ONO+hvCH3O+NO CH3O+O2HO2+H2CO6) H2O2的光解H2O2+hv2HO HO+H2O2HO2+H2O若有CO存在HO+COCO2+H H+O2HO28. R(CH3)1) 乙醛光解 CH3CHO+hvCH3+HCO丙酮光解CH3COCH3+hvCH3+CH3COH摘除反应RH+OR+HO RH+HOR+H2O9. RO3) 甲基亚硝酸酯光解CH3ONO+hvCH3O+NO4) 甲基硝酸酯光解CH3ONO2+hvCH3O+NO210. RO2烷基与O2反应R+O2RO2n Nox的迁移和转化N2O NO NO2 其中N2O是底层大气中含量最高的含氮化合物，N2O非常稳定，是停留时间最长的NOx,由燃料的燃烧产生，最终转化为NO3+和HNO3，微粒经湿沉降和干沉降从大气去除O2O+O O+N2NO+N N+O2NO+O N+OHNO+HNO+1/2O2NO总:N2+O22NOn NO氧化O3氧化剂NO+O3NO2+O2RO2氧化剂NO+RO2NO2+ROHO2氧化剂NO+HO2HO+NO2HO氧化剂HO+NOHNO2RO氧化剂RO+NORONOn NO2的转化光解NO2+hvNO+OHO: NO2+HOHNO3O3:NO2+O3NO3+O2O:NO2+ONO+O2RO2: NO2+RO2RO2NO2RO: NO2+RORONO2NO2+NO3N2O5n PAN热不稳定性乙醛主要来源C2H6+HOC2H5+H2O C2H5+O2C2H5O2 C2H5O2+NOC2H5O+NO2 C2H5O+O2CH3CHO+HO2CH3CHO+hvCH3CO+HCH3CO+O2CH3C(O)OO CH3C(O)OO+NO2PANn 碳氢化合物转化5. CO5) 人为来源C+1/2O2CO CO2+C2CO6) 天然来源CH3+HOCH3+H2O CH3+O2HCHO+HO HCHO+hvCO+H27) 土壤吸收CO+1/2O2CO28) 与HO反应CO+HOCO2+H H+O2+MHO2+M CO+HOCO2+HO6. 烷烃的反应4) 与HO和O反应 RH+HOR+H2O RH+OR+HO5) R与空气重O2结合生成RO2例CH3+O2CH3O2RO2可将NO氧化为NO2，并生成ROCH3O2+NONO2+CH2O CH3O+NO2CH3ONO26) O2可从RO摘除H,生成HO2和一个醛或酮CH3O+O2HO2+H2CO7. 与NO3反应3) NO3极易光解 NO3+hvNO+O2 NO3+hvNO2+O4) NO2+O3NO3+O2 RH+NO3R+HNO38. 醛的反应，醛类尤其甲醛，酰是一次污染物，又可有大气中的烃氧化而来HCHO+HOHCO+H2O HCO+O2CO+HO2 H2CO+HO2(HO)H2COO RCHO+NO3RCO+HNO3n 光化学烟雾：含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳关照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种一次污染物和二次污染物的混合物所形成的的烟雾污染现象。特征：烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激眼睛，伤害植物叶子，使大气能见度降低。条件：大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在，大气湿度较低，有强光照射日变化曲线：光化学烟雾在白天生产，傍晚消失，污染高峰在中午或稍后，烃和NO体积分数最大值在早晨，而此时NO2浓度很低，随着太阳辐射的增强，NO2和O3的浓度迅速增大，中午时已达较高浓度，峰值比NO晚出现4+5h，由此可知NO2,O3和醛在日光照射下有大气光化学反应而产生，属于二次污染物早晨由汽车排放出来的为期是产生这些光化学反应的直接原因，傍晚交通繁忙时刻，虽然仍有较多为期排放，但由于日光较弱，不足引起光化学反应，因而不能产生光化学烟雾现象简化机制：引发反应NO2+hv=NO+O O+O2+M=O3+M NO+O3=NO2+O2HCHO+hv=RCO+H=H2+HCO+O2=HO2+CO自由基传递反应：RH+HO+O2=RO2+H2O RCHO+HO+O2=RC(O)O2+H2ORCHO+hv+2O2=RO2+HO2+CO HO2+NO=NO2+HO RO2+NO+O2=NO2+RCHO+HO2RC(O)O2+NO+O2=NO2+RO2+CO2终止反应：HO+NO2=HNO3 RC(O)O2+NO2=RC(O)O2NO2 (PAN)RC(O)O2NO2=RC(O)O2+NO2 三分子NO被氧化成NO2SO2的气相氧化：A.直接光氧化：SO2+O2=SO4=SO3或SO4+SO2=2SO3B. 自由基氧化：与HO反应 HO+SO2+M=HOSO2 C. HOSO2+O2+M=HO2+SO3 SO3+H2O=H2SO4与二元自由基反应 CH3CHOO+SO2=CH3CHO+SO3与HO2反应 HO2+SO2=HO+SO3 与RO2反应 RO2+SO2=RO+SO3与RC(O)O2反应 RC(O)O2+SO2=RC(O)O+SO3SO2的液相氧化：A.O3: O3+SO2H2O+K0=2H+SO4+O2（最慢）O3+HSO3+K1=HSO4+O2（其次）O3+SO3+K2=SO4+O2（速度最快）B.H2O2：HSO3+H2O2=SO2OOH+H2O SO2OOH+H=H2SO4C.金属离子对其催化作用：2SO2+2H2O+O2+Mn=2H2SO4 SO2+H2O=H2SO3=H+HSO3=2H+SO3 (液相平衡)几种途径比较：当PH4或5时，H2O2途径更重要；当PH=5时，O3比H2O2快十倍；在高PH下，金属离子是主要的。硫酸烟雾型污染：伦敦型烟雾，多发生在冬季，气温较低湿度较高和日光较弱的气象条件下；硫酸烟雾和光化学烟雾的比较项目伦敦烟雾光化学烟雾概况发生较早，次数很多发生较晚，发生光化学反应污染物颗粒物，SO2，硫酸雾碳氢化合物，硫的氧化物O3 PAN 醛燃料煤汽油煤气石油气象条件季节东夏秋气温低4以下高24以上湿度高低日光弱强臭氧浓度低高出现时间日夜连续白天毒性对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡对眼和呼吸道刺激强烈，有氧化破坏作用，严重导致死亡酸性降水：指通过降水如雨雪雾冰雹将大气中的酸性物质迁移到地面的过程酸沉降：分为湿沉降和干沉降，湿沉降即降水，干沉降是大气中酸性物质在气流作用下直接迁移到地面的过程降水的组成：大气固定气体成分，无机物，有机物，光化学反应产物，不溶物降水PH降低的主要原因：大气中SO2和NOx经氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸；缓冲作用：当大气中酸性气体浓度高时，如果中和酸的碱性物质很多，即缓冲能力很强影响酸雨形成因素：A.酸性污染物的排放及转化条件：与大气中SO2和降水中SO4浓度的分布有关；B.大气中的NH3：因其极易溶于水，能与酸性气体溶胶或雨水中的酸起中和作用，从而降低酸度；SO2与NH3反应而减少；C.颗粒物酸度及其缓冲能力：所含金属可催化成H2SO4;D.天气形势的影响：如果气象条件和地形有利于污染物的扩撒，则大气中污染物浓度降低，酸雨减弱；酸雨化学成分：阳离子H Ca NH4 Na K Mg 阴离子：SO4 NO3 Cl HCO3酸雨的危害：A.使胡泊酸化；B.使流域土壤和水体底泥中金属溶于水体，危害鱼类；C.抑制土壤中有机物的分解，氮的固定，使土壤贫瘠化；D.伤害植物的新芽，影响生长发育；E.腐蚀建筑材料金属结构油漆和古建筑温室效应：大气中的二氧化碳吸收了地面辐射出来的红外光，把能量留于大气中，从而使大气温度升高；臭氧层：能吸收99%以上的来自太阳的紫外辐射，从而使地球上的生物不会受紫外辐射的伤害；平流层O3的来源：O2+hv=O+O O+O2+M=O3+M 消除途径：O3+hv=O2+O O3+O=2O2一次颗粒物：直接由污染源排放出来的二次颗粒物：大气中某些污染组分之间，或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的颗粒物大气颗粒物的消除：A.干沉降：重力作用下或碰撞后 B.湿沉降：通过降水使颗粒物从大气中去除大气颗粒物按途径分类：A.总悬浮颗粒物（TSP）：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集的颗粒物的总质量，直径在100纳米以下；B.可在大气中长期飘浮的悬浮物，粒径小于10纳米；C.降尘：能用采样罐收集到的大气颗粒物，直径大于10纳米；D.可吸入离子：易于通过呼吸过程进入呼吸道的粒子大气颗粒物的三模态：A.Aitken核膜（Dp0.05纳米）：燃烧产生的一次颗粒物均相成核而生成的二次颗粒物；B.聚积模（0.05纳米Dp2纳米）：机械过程产生的一次颗粒物；PM10：可吸入颗粒物PM2.5：细颗粒物PM2.5的危害：是人类活动所释放污染物的主要载体，携带有大量的重金属和有机污染物，其在呼吸过程中能深入到细胞而长期存留到人体中，由于颗粒物与气态污染物的联合作用，还会使空气污染的危害进一步加剧，使呼吸道疾病患者增多，心肺病死亡人数增多。同时PM2.5对大气能见度也有影响，细粒子增加，大气能见度大幅度降低。天然水主要离子组成（八大离子）：钾离子，钠离子，钙离子，镁离子，碳酸根，硝酸根，氯离子，硫酸根氧气在水中溶解度：20.95%计算氧气在1.013*10的五次方Pa，25摄氏度饱和水中的溶解度（25摄氏度水的蒸汽压为0.03167*10的五次方）P(O2)=（1.013-0.03167）*10的5次方*0.2095=0.2056*10的五次方【O2】=KHPO2=1.26*10的-8次方*0.2056*10的五次方=2.6*10的-4次方溶解度=2.6*10的-4次方*32=8.32二氧化碳在水中溶解度：在干燥空气中含量为0.0314%计算CO2在1.013*10五次方，25摄氏度下水中的溶解度。P(CO2)=（1.013-0.03167）*10五次方*3.14*10的-4次方=30.8pa【CO2】=（3.34*10的-7次方*30.8）=1.03*10的-5次方自养生物：利用太阳能或化学能量，把简单无生命的无机物元素引进到复杂的生命分子中即组成生命体；异养生物：利用自养生物产生的有机物作为能量来源合成它自身生命的原始物质；富营养化：在高生产率的水中藻类生产旺盛，死藻的分解引起水中溶解氧水平降低的情况碳酸平衡：开放体系中，CT（总量）随ph的改变而改变。当ph小于6时，H2CO3主要存在；当ph为610时，HCO3主要存在；当ph大于10.3时，CO3主要存在碱度：指水中能与碳酸发生中和作用的全部物质，即能接受质子H的物质总量；总碱度=HCO3-+2CO3 2-+OH-+H+ 甲基橙酚酞碱度=CO3 2-+OH-H2CO3-H+ 酚酞苛性碱度=0H-HCO3-2H2CO3-H+ 缺少适合的指示剂2酚酞碱度-总碱度=苛性碱度酸度：指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质总量。总碱度=H+HCO3-+2H2CO3-OH-CO2酸度=H+H2CO3-CO3 2-OH- 酚酞无机酸度=H+-HCO3-2CO3 2-OH- 甲基橙在封闭体系中加入强酸或强碱，总碳酸量Ct不变，而加入CO2时，总碱度值不变。水的酸化和碱化问题：eg：若一个天然水的PH为7.0，碱度为1.4mmol/L，求加多少酸能把水体PH 降到6.0？解：总碱度=Ct（1+22）+Kw/H+-H+Ct=1/（1+22）（总碱度+H+-OH-） H+和OH-可忽略不计，则G=*碱度PH=7时，查表=1.224 Ct=1.244*1.4=1.71mmol/L若加强酸，G不变，查表=3.247 碱度=G/d=1.71/3.247=0.527mmol/L A=1.4-0.527=0.873mmol/L总碱度=G(1+22)+Kw/H+-H+总酸度=G(1+22 )+H+-Kw/H+H2CO3=H+HCO3-/K1 CO3 2-=K2HCO3-/H+有机氯农药：难以被化学降解和生物降解。在环境中滞留时间长，较低水溶性，高的辛醇水分配系数，分配到沉积物有机质和生物脂肪中。有机磷农药：与有机氯农药相比，较易被生物降解，滞留时间短，降解速率较快，杀虫力较高，吸附和生物积累，被生物吸收。多氯联苯（PCBS）：化学稳定性和热稳定性较好，难溶于水，不易分解，易溶于有机溶剂和脂肪。卤代脂肪烃：挥发性，并进行光解，水中溶解度高，辛醇水分子分配系数低，不易进入有机物。醚类：优先污染物（由于有毒物质品种太多，选危险大的优先研究和控制的对象）。单环芳香族化合物：挥发，光解，不是持久性污染物，生物降解和化学降解速率比挥发。苯酚类和甲酚类：高溶性，低辛醇水分配系数，不能在沉积物和脂肪中富集，主要残留水中酚酸脂类：水中溶解度小，高辛醇水分配系数，不能在沉积物和脂肪中富集，主要残留水中多环芳香烃类（PAH）：水溶解度小，高辛醇水分配系数，不能在沉积物和脂肪中富集，滞留性污染物，发光光解反应。亚硝胺：水中长效剂，残留在沉积物中，可在生物体累积。镉：溶解度受碳酸根或羟基浓度所制约，水生生物对镉有很强的富集能力。汞：水体中悬浮物和低质对汞有强烈的吸附作用。甲基汞有很强的亲脂性，极易被水生生物吸收，通过食物链逐级富集。铅：天然水中铅主要为pb2+ 砷：毒性3价5价无机有机铬：毒性 6价3价水体若3价铬占优势，主要存在于沉积物。水体若6价铬占优势，主要存在于水中。铜：河流对铜有显著的自净能力。粘土矿物：天然水中具有显著胶体化学特性的微粒。腐殖质：是一种带负电的高分子弱电解质，其形态构型与官能团的解离程度有关。水环境中颗粒物的吸附作用：表面吸附、离子交换吸附、专属吸附。引起吸附的主要原因：溶质对水的疏水性和溶质对固体颗粒的高度亲和力。水体中常见的吸附等温线：H型：直线型 G=kc F型：G=KC(1/n) L型：G=G0C/(A+C)影响吸附作用的因素：溶液PH 对吸附作用的影响、颗粒物的粒度和浓度对重金属吸附量的影响。诱发沉积物中重金属的释放的主要因素：盐浓度升高、氧化还原条件的变化、降低PH、增加水中配合剂的含量。氧化物与氢氧化物计算：pc=pKsp-npKw+npH可以导出PH=14-(1/n)pKsp 溶液中金属离子饱和浓度对数值与PH的关系：直线斜率=n，即金属离子价。当离子价为+3，+2，+1时，则直线斜率分别为-3，-2，-1。同价金属离子的各线均有相同的斜率。靠图右边的斜线代表的金属氢氧化物的溶解度大于靠右边的溶解度。可查出各金属离子在不同PH溶液中所能存在的最大饱和度。PH 高：溶解度小，迁移能力小；PH小，溶解度大，迁移能力也大。硫化物：水中以H2S气体存在，H2S的分子浓度为0.1mol/L。KsP=0.1K1K2.若存在2价金属离子Me2+，则Me2+=KspH+2/0.1K2K1，可求出金属最大溶解量。CaCO3溶解度CA2+=Ksp/Ct2.CaCO3在纯水中的溶解：当PHPk2,lgCa2+=0.5lgKsp；当PK1PHPK2,lgCa2+=0.5 lgKsp-0.5lgK2-0.5PH;当PHPK1,lgCa2+=0.5 lgKsp-0.5lgK1K2-PH开放体系：Ca2+=(0/2)Ksp/(KHPCO2)氧化还原：电子活度：PE=-lg（ae） PE越小，电子活度越高，体系给出的倾向越强；反之，PE越大，电子活度越低，体系接受电子的倾向就越强。25摄氏度时，PE标准=1/0.059E标准， lgK=nE标准/0.059。 PE=PE标准+（1/n）lg（反应/生成）。G标准= -2.303nRT(PE标准) lgK=n（PE标准）。天然水的PE和决定电位：O2H2O Fe（）Fe() Mn()Mn() S()S(-),若水中PO2=21000pa，H+=10(-7)mol/L,则PE=20.75+lg(PO2/101300)H+=13.58水氧化限度：PE=20.75-PH 水还原限度:PE= -PH配合作用：Kn=MLn/MLn-1L n=MLn/（MNn）当PH 13时，Cd（OH）3 - 占优势。腐殖质分类：（1）腐殖酸：可溶碱液但不溶于酸（2）富里酸：可溶于酸又可溶于碱（3）腐黑酸：不能被酸碱提取。金属离子能在腐殖质中的羧基及羟基间螯合成键或在两个羧基间螯合或与一个羧基形成配合物。分配作用：分配系数与沉积物中有机碳含量成正比，土壤-水分配系数与水中这些溶质的溶解度成反比。吸附等温线是非线性的，并存在着竞争吸附，同时在吸附过程中往往要放出大量热，来补偿反应中熵的损失。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。挥发作用：有机物质从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。水解作用：水解产物比原来化合物更易或更难挥发，更易被生物降解，一级反应t1/2=0.693/Kh光解作用：有机污