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文档简介
1、1.1.名词解释:环境污染;环境效应;环境污染物。环境污染:由于人类生产和生活活动引起的环境质量下降并导致对人类健康和生物生存有不良影响的现象环境污染物:进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质环境效应:自然过程或人类的生产和生活活动会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2. 什么是污染物的迁移和转化?污染物迁移的主要形式主要有哪些。污染物在环境中所发生的空间位移及其引起的富集分散和消失的过程谓之污染物的迁移污染物的转化是指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。 污染物的迁移和转化常常是相伴进行。 污染物
2、在环境中的迁移方式:机械迁移、物理-化学迁移(主要)和生物迁移3. 大气层可分为四层,说明每一层的特点。大气层可分为四层,说明每一层的特点. 对流层底层,平均厚度12km。气温随高度增加而降低,因为对流层内大气的重要热源是来自地面的长波辐射。大多数天气现象发生在其中从污染源排放出的污染物几乎都直接进入对流层,因而这些污染物的迁移转化过程也主要发生在这一层内。大气垂直递减率:随高度升高气温的降低率,通常用下式表示: = -dT/dz T:绝对温度,K; z:高度。 在对流层中,平均dT/dz<0且0. 6/100m。 平流层高度:1750km。温度:25km以下随高度增加,保持不变或稍有上
3、升;以上,随高度增加而升高。到平流层顶时接近0 在15-35km高度范围内存在臭氧层中间层高度:5080km温度:随高度增加降低。顶部可达-92左右。垂直温度分布特征与对流层相似 层内热源仅靠下部平流层提供,下热上冷,空气垂直运动相当强烈热层高度: 80-500km。温度:随高度增加迅速上升。 也称为电离层。4. 逆温现象对大气中污染物的迁移有什么影响?逆温现象对大气中污染物的迁移影响:出现逆温时,像一个盖子阻碍下面污染物质扩散,对大气污染扩散影响极大,因此许多大气污染事件都发生在具有逆温层与静风的气象条件下。 5.影响大气中污染物迁移的主要因素:空气的机械运动,如风和湍流;大气稳定度;天气形
4、势和地理地势造成的逆温现象;污染源本身的特性6.大气中的吸光物质:O2、N2、O3、NO2、HNO2、HNO3、SO2、 HCHO和卤代烃。7. 大气中有哪些重要自由基?其来源如何?大气中存在的重要自由基: HO·、HO2· 、R · (烷基)、RO · (烷氧基)和RO2 · (过氧烷基)等。其中以HO·和HO2 ·更为重要。OH ·自由基的来源:初始天然来源是O3的光分解。 O3 + hv O · + O2 O · + H2O 2HO·(2) 对于污染大气,如有HNO2存在,光解也
5、可产生HO · : HNO2 + hv HO · + NO(3) H2O2光分解 H2O2 + hv 2OH·(4)过氧自由基与NO反应 HO2 · + NO NO2 +OH ·HO2 ·的来源(1)HO2 ·主要来源于醛的光解,尤其是甲醛的光解:H2CO + hv H· + HCO· H· +O2 HO2 · + M HCO· + O2 HO2 · + CO(2)亚硝酸酯和H2O2的光解也可导致生成HO2 · R·、RO
6、·和RO2·等自由基的来源(1)大气中存在量最多的烷基自由基是甲基,它的主要来源是乙醛和丙酮的光解: CH3-CHO + hv CH3 · + HCO· CH3- COCH3+ hv CH3 · +CH3CO·O·和HO·与烃类发生H摘除反应也可生成烷基自由基: R-H+O· R · +HO· R-H+HO· R · +H2O(2)大气中甲氧基主要来源于甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解: CH3ONO+hvCH3O· + NO CH3ONO2+hvCH3O&
7、#183; + NO2( 3)大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而形成的: R ·+O2 RO2 ·8. 大气中的含氮化合物有哪些?说明它们的天然和人为来源及对环境的污染。大气中主要含氮化合物:N2O、NO、NO2、HNO2、HNO3、亚硝酸酯、硝酸酯、亚硝酸盐(1) 氧化亚氮(N2O)天然来源(主要):环境中的含氮化合物在微生物作用下分解而产生的。人为来源:土壤中的含氮化肥经微生物分解可产生N2O(2) 一氧化氮和二氧化氮(用NOx表示)天然来源:主要是生物有机体腐败过程中微生物将有机氮转化成为NO,NO继续被氧化成NO2。另外,有机体中的氨基酸分解产生的氨也可
8、被HO·氧化成为NOx。人为来源:主要是矿物燃料的燃烧,其中以工业窑炉、氮肥生产(固定燃烧源1/3)和汽车(流动燃烧源2/3) 排放的NOx量最多。9.大气中NO转化为NO2的各种途径NO的氧化:O3为氧化剂: NOO3 NO2+ O2(2)RO2 ·将NO氧化成NO2:NO+ RO2 · NO2+RO·(3) O2从RO ·中靠近O的-CH2-摘除一个H,生成HO2 ·和相应醛。 RO · +O2 RCHO+HO2· HO2 · +NO HO · +NO210.大气中碳氢化合物?它们可发生哪些
9、重要的光化学反应? (1) 烷烃与HO · 、O ·反应生成R · , R ·与空气中O2反应生成RO2 · , RO2 ·把NO氧化成NO2,并产生 RO · 。O2还可从 RO ·中再摘除一个H ·,生成HO2 ·和稳定产物醛或酮。(2)烯烃与HO·主要发生加成反应;烯烃还与HO ·发生氢原子摘除反应:CH3CH2CH=CH2 + ·HO ·CH3CHCH=CH2 + H2O(3)环烃在大气中的反应以氢原子摘除反应为主。(4)能与芳烃反应的主要是HO,
10、其反应机制主要是加成反应和氢原子摘除反应。(5)多环芳烃:HO·与其发生H摘除反应。HO·和NO都可加成到其双键上,形成包括有羟基羰基的化合物及硝酸酯。它在湿的气溶胶中可发生光氧化反应,生成环内氧桥化合物(6)醚、醇、酮、醛的反应:在大气中主要与HO·发生H摘除反应 CH3OCH3+HO··CH3OCH2+H2O
11、0; CH3CH2OH HO··CH3CHOHH2O CH3COCH3+HO··CH3COCH2+H2O CH3CHO+HO··CH3CO+H2O反应所生成的自由基在有O2存在下均可生成过氧自由基,与·RO2 有相类似的氧化作用。11.解释光
12、化学烟雾中污染物与产物的日变化曲线,说明产物性质与特征烃和NO最大值发生在早晨交通繁忙时刻,这时NO2浓度很低。随着太阳辐射的增强,NO2、O3的浓度迅速增大,中午时已达到较高浓度,它们的峰值通常比NO峰值晚出现45h 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,并使大气能见度降低。其刺激物浓度的高峰在中午和午后,污染区域在污染源的下风向。12. 说明烃类物质在光化学烟雾形成过程中的作用和有机物在光化学反应中活性顺序。烃类物质在光化学烟雾形成过程中的作用:是自由基转化和增殖的根本原因反应活性大致有如下顺序:有内双键的烯烃二烷基或三烷基芳烃和有外双键的烯烃乙烯单烷
13、基芳烃>C5以上的烷烃>C2-C5的烷烃。13.在一封闭体系中含有丙烯、NOX和空气,在模拟太阳光的人工光源照射下进行模拟大气光化学反应。写出四种主要的二次污染物,以及反应方程式。二次污染物:HCHO、PAH、O3、RCHO反应方程式:引发: NO2+hvNO+ O O+O2+MO3 O3+NONO2+ O2 自由基传递:RH+H O+ O2RO2+H2O RO2+ NO+ O2NO2+ RCHO+ H2 ORCHO+ H O+ O2R(CO) O2+H2O R(C
14、O) O2+NO+ O2NO2+ RO2+CO2链终止:NO2+ H OHNO3 NO2+RC(O)O ORC(O)OONO2(PAN)14.简述SO2氧化的几种途径。a.气相氧化(1)SO2的直接光氧化 SO2 hv(290340nm)(340400nm)1SO2(单重态)(三重态) (2)SO2被自由基氧化SO2与HO·的反应: 这是大气中SO2转化的重要反应: HO· + SO2 HOSO2 ·(磺酸基) HOSO2 · O2 HO2 · + SO3 SO3 H2O H2SO4 (3)SO2
15、被氧原子氧化 NO2+hvNO+O · O · +SO2SO3 *b.液相氧化 (1)SO2在水中存在液相平衡,各组分的含量与pH有关(2)O3对SO2的氧化:O3 SO2·H2O 2H+ + SO42- + O2 K0 = 2.4×104 L/(mol·S)O3 + HSO3- HSO4- O2
16、; K1 = 3.7×105O3 + SO32- SO42- O2 K2 = 1.5×109 (3)H2O2对SO2的氧化:在pH为0-8范围内均可发生氧化反应,通常氧化反应式可表示为:HSO3- + H2O2 SO2OOH- + H
17、2O SO2OOH- + H+ H2SO4(4)金属离子对SO2液相氧化的催化作用15.大气颗粒物按其粒径大小可分:总悬浮颗粒物;飘尘;降尘;可吸入粒子;大气颗粒物的三模态:爱根核模;积聚模;粗粒子模 大气颗粒物的表面性质 成核作用:是指过饱和蒸汽在颗粒物表面上形成液滴的现象。粘合:粒子可以彼此相互紧紧地粘合或在固体表面上粘合。粘合是小颗粒形成大的凝聚体并最终达到很快沉降的过程。吸着:气体或蒸汽吸附在颗粒物表面上,就称为吸着。16.酸雨形成机理:大气中的SO2和NOx经氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸,这是造成降水pH降
18、低的主要原因。大气中的碱性物质对酸性降水起“缓冲作用”。降水的酸度是酸和碱平衡的结果。影响酸雨形成的因素:酸性污染物的排放及其转化条件;大气中的氨 ;颗粒物酸度及其缓冲能力;天气形势的影响。 17什么是温室效应和温室气体大气中的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。能够引起温室效应的气体,称为温室气体。18.以F-12(CF2Cl2)为例说明O3层破坏的原因及反应机理。 ClOX的人为来源是致冷剂,如F-12(CF2Cl2)等。在175220nm的紫外光照射下会产生Cl · : CF2Cl2 + hvCF2Cl十Cl
19、83; 光解所产生的Cl ·可破坏O3,其机理为: Cl ·十O3ClO ·十O2 ClO · 十O · Cl ·十O2 总反应 O3十O · 2O219.优先污染物:在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象,称为水中优先控制污染物中的重金属及其化合物:镉汞铅砷铬铜铍镍铊及其化合物 20水中有机污染物和重金属污染的分布和存在形式a.有机污染物农药:有机氯农药很大一部分布在沉积物有机质和生物脂肪中。有机磷农药较易被生物降解,在环境中滞留时间较短,在土壤地表水中降解速率较快多氯联苯(PCBS):能强烈的分配到沉积物
20、有机质和生物脂肪中。 卤代脂肪烃:在沉积物有机质或生物脂肪层中的分配的趋势较弱。醚类:有可能在底泥有机质和生物体内累积。单环芳香族化合物:在地表水中主要是挥发,然后是光解。苯酚类和甲酚类:大多数酚并不能在沉积物和生物脂肪中发生富集,主要残留在水中。酞酸酯类:主要富集在沉积物有机质和生物脂肪体中。多环芳烃类(PAH):主要累积在沉积物、生物体内和溶解的有机质中。亚硝胺和其他化合物:生物累积可能性不大,但可长久存在于沉积物和水中。b.重金属污染物镉:悬浮物和沉积物对镉有较强的吸附能力。水生生物对镉有根强的富集能力。在水体中镉主要以Cd2+状态存在。汞:汞与其他元素等形成配合物
21、是汞能随水流迁移的主要因素之一。溶解在水中的汞约有1-10转入大气中。铅:天然水中铅以二价态存在,水体中悬浮颗粒物和沉积物对铅有强烈的吸附作用砷:低浓度下五价砷是无毒的。三价砷是剧毒的,砷可被颗粒物吸附、共沉淀而沉积到底部沉积物中。 水体无机砷化合物还可被环境中厌氧细菌还原而产生甲基化,形成有机砷化合物。铬:三价铬迁移能力弱;六价铬在迁移能力强,六价铬毒性比三价铬大。六价铬,可先还原成三价铬,然后被悬浮物强烈吸附而沉降至底部颗粒物中。铜:铜离子能强烈的被吸附或螯合,最终进入底部沉积物中。锌:天然水中锌以二价离子状态存在,能水解生成多核羟基配合物,如Zn(OH)NN-2。锌可被悬浮颗粒物吸附,或
22、生成化学沉积物向底部沉积物迁移。水生生物对锌有很强的吸收能力,因而可使锌向生物体内迁移镍:水中可溶性离子能与水结合形成水合离子Ni(H20)62+,或形成可溶性有机配合离子随水流迁移。镍也可被悬浮颗粒物吸附、沉淀。铊:环境中一价铊化合物比三价铊化合物稳定性大。TlOH是强碱,Tl2O3不溶于水,可溶于酸。水中的铊可被粘土矿物吸附迁移到底部沉积物中。铍:铍在接近中性或酸性的天然水中以Be2+形态存在为主,当水体pH7.8时,则主要以不溶的Be(OH)2形态存在,并聚集在悬浮物表面,沉降至底部沉积物中21.酸度和碱度的测定及表示方法。(1)碱度:总碱度的测定方法:用一个强酸标准溶液滴定,用甲基橙为
23、指示剂,当溶液由黄色变成橙红色(pH约4.3),停止滴定,此时所得的结果称为总碱度,也称为甲基橙碱度。H+ + OH- = H2O; H+ + CO32- = HCO3- ;H+ + HCO3- = H2CO3 总碱度HCO3- + 2CO32-+ OH- H+酚酞碱度: 如果以酚酞作为指示剂,当溶液的pH值降至8.3时,表示OH-被中和,CO32- 全部转化为HCO3-,作为碳酸盐只中和了一半。酚酞碱度 CO32- + OH- H2CO3* - H+(2)酸度:根据溶液质子平衡条件:总酸度是在pH值为10.8处得到:总酸度 H+ + HCO3- 2 H2CO3* - OH- CO2酸度是在p
24、H值为8.3处得到: CO2酸度 H+ + H2CO3* CO32- OH- 无机酸度是在pH值为4.3处得到: 无机酸度H+ HCO3- - 2CO32- - OH-22.自养生物:利用太阳能或化学能量,把简单无生命的无机物引进到复杂的生命分子中,组成生命体,例如藻类。 异养生物:利用自养生物产生的有机物作为能源及合成它自身生命的原始物质。 水体的富营养化: 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25.天然水体中存在的颗粒物.:矿物微粒、黏土矿物、金属水合氧化物、腐殖质、悬浮沉积物;其他,如藻类、细菌、病毒、表面活性剂等26. 什么是表面吸附作用、离子交换吸附作
25、用和专属吸附作用?表面吸附: 由于胶体具有巨大比表面和表面能,固液界面存在表面吸附作用,胶体表面积愈大,产生表面吸附能愈大,胶体的吸附作用愈强,它属于物理吸附。离子交换吸附:由于大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离子,在吸附过程中,胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量的其他阳离子。它属于物理化学吸附。专属吸附:是指吸附过程中,除了化学键的作用外,尚有加强的憎水键和范德华力或氢键主起作用。27.根据腐殖质在溶液中溶解度不同划分为哪几类?胡敏酸、富里酸、腐殖酸、棕腐酸、褐腐酸、灰腐酸28.水中颗粒物聚集方式 凝聚:由电介质促成的聚集;包括压缩双电层凝聚 、专属吸附凝聚、 胶体相互凝聚絮凝:由聚合
26、物促成的聚集.包括聚合物粘结架桥絮凝 、无机高分子絮凝、 絮团卷扫絮凝、 颗粒层吸附絮凝、 生物絮凝。29 诱发沉积物中重金属释放的主要因素:盐浓度升高 氧化还原条件的变化 (3)降低pH值 增加水中络合剂的含量30 影响吸附的因素吸附作用的强弱主要决定于吸附剂和吸附质的性质;同系物的有机溶质,分子量越大吸附量越大;溶解度越小,即疏水性越高的溶质越容易被吸附;极性吸附剂容易吸附极性溶质,非极性吸附剂容易吸附非极性溶质;当分子的大小相同时,一般是芳香族化合物比脂肪族化合物更容易被吸附; 有支链的化合物比直链化合物容易吸附;吸附剂粒度越小,吸附量越大,即富集能力越强,但在直径为几微米时有一个临界值
27、;温度对溶液中的吸附有两种不同的效应:吸附为放热过程,温度升高,吸附量应降低;但温度升高可使溶质的溶解度降低,因而吸附量增大;pH对水体中物质的吸附有重要影响,一般是pH增大吸附量增高。 31 什么是电子活度,天然水的PE,决定电位?(1) pE=-1g(ae)是氧化还原平衡体系电子活度的负对数 (2)由于天然水是一个复杂的氧化还原混合体系,其pE应是介于其中各个体系的之间,而且接近于含量较高的单体系的电位。若某个单体系的含量比其他体系高得多,则此时该单体系电位几乎等于混合复杂体系的pE,称之为 决定电位。介于二者之间者,则其决定电位为溶解氧体系和有机物体系的结合。 32 天然水体中的配合剂:
28、无机配位体有OH-、Cl-、CO32-、HCO3- 、F-、S2-等;有机配位体情况较复杂,天然水体中包括动植物组织的天然降解产物, 如氨基酸、糖、腐殖酸,以及生活废水中的洗涤剂、清洁剂、EDTA、农药和大分子环状化合物等。33 水中有机污染物迁移转化过程吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用36 土壤组分土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系,它们的相对含量因时因地而异。 2030%的空气 2030%的水 45%的矿物质 5%的有机质 37 土壤空气与大气的异同点土壤空气组成与大气基本相似,主要成分都是N2,O2和CO2土壤空气与大气组成有较大的差别 是一个不
29、连续的体系 ;CO2含量一般远比在大气中高,氧的含量则低于大气 ;一般比大气含有较高的水量;由于经常被水汽饱和,在通气不良情况下,少量还原性气体积累38 什么是盐基饱和度?比较土壤阳、阴离子交换吸附的主要作用原理与特点?(1)(可交换性阳离子有两类:一类是致酸离子,H+和A13+;另一类是盐基离子)在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度 (2)土壤中阳离子交换吸附是指带负电荷胶体所吸附的阳离子与溶液中阳离子的交换作用 阳离子交换能力的强弱主要依赖于以下因素:电荷数:离子电荷数越高,阳离子交换能力越强。 离子半径及水化程度:同价离子中,离子半径越大,水化离子半径就越小,因而具
30、有较强的交换能力 阴离子交换吸附: 土壤中阴离子交换吸附是指带正电荷的胶体所吸附的阴离子与溶液中阴离子的交换作用。 阴离子的交换吸附比较复杂,能与溶液中阳离子形成难溶性沉淀的被强烈地吸附。 Cl-、NO3-、NO2-等不能形成难溶盐,很少被土壤吸附。 39.土壤的活性酸度和潜性酸度1)活性酸度:是土壤溶液中H+浓度的直接反映,又称为有效酸度,通常用pH表示(2)潜性酸度:来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和A13+。 40.举例说明土壤的缓冲作用。土壤缓冲性能指土壤具有缓和其酸碱度发生变化的能力,它可以保持土壤反应的相对稳定(1)土壤溶液的缓冲作用: 土壤溶液中含有碳、硅、磷、腐殖酸等弱酸及其盐
31、类,构成一个良好的缓冲体系,对酸碱具有缓冲作用。 (2)土壤胶体的缓冲作用:土壤胶体吸附有各种阳离子,其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。土壤胶体的数量和盐基代换量越大,土壤的缓冲性能就越强。在代换量相等的条件下,盐基饱和度愈高,土壤对酸的缓冲能力愈大;反之,盐基饱和度愈低,土壤对碱的缓冲能力愈大。41.影响土壤中农药扩散的因素:土壤水分含量、吸附、孔隙度(土壤的紧实度)、温度、气流速度及农药本身性质等42.土壤中氮素的形态和流失 (1)氮绝大部分是以有机态氮贮存,以无机态氮被植物吸收。(1)无机态氮:主要为铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-),是植物摄取的主要形态。(2)有机态氮
32、::表层土的氮大部分是有机氮,占总氮90以上。按溶解度大小及水解难易分为三类:水溶性、水解性、非水解性有机态氮 (2)不同的氮肥品种其损失量也各不相同,但总的来说,氮素可通过以下途径流失。 挥发损失: 20;淋溶损失: 10;随水流失;地表径流和冲刷: 15 43土壤中各种磷化合物从可溶或速效性状态变为不溶或缓效性状态,统称为土壤的固磷作用,可通过化学沉淀、土壤固相表面交换吸附作用、闭蓄作用以及生物固定作用完成。 44 汞和砷的来源,存在形态和迁移转化规律(1) 汞在自然环境中的本底值不高。全世界每年开采应用的汞量约在1万吨以上,绝大部分最终以“三废”的形式进入环境。 一般有机汞挥发性大于无机
33、汞,有机汞中又以甲基汞和苯基汞的挥发性最大。无机汞中以碘化汞挥发性最大,硫化汞最小。)无机汞形成稳定的络合物。 一甲基汞可形成氯化甲基汞或氢氧化甲基汞:CH3Hg+ + Cl- CH3HgClCH3HgCl + H2O CH3HgOH + Cl- + H+在H2S存在下,一甲基汞容易转化为二甲基汞:2CH3HgCl + H2S (CH3Hg)2S + 2HCl(CH3Hg)2S (CH3)2Hg HgS甲基汞脱甲基化与汞离子还原4汞及其化合物 空气 颗粒物吸附 土壤或水体 水中无机汞 甲基化 进入食物链水中汞 颗粒物结合 水底沉积物 汞的生物效应:甲基汞能与许多有机配位体结合。(2)砷的来源与
34、分布 天然源: 含砷矿物。地壳中砷含量为1.5-2mg/kg。 人为源: 农药和饲料添加剂。工厂和矿山含砷废水、废渣的排放,矿物燃料燃烧天然水体中形态为H2AsO4-,HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3-,容易随水发生迁移。在土壤中,砷主要与铁、铝水合氧化物胶体结合的形态存在,水溶态含量极少。砷的生物甲基化反应和生物还原反应是它在环境中转化的一个重要过程,但产物易被氧化和脱甲基化,又变为无机态。 45 烷基汞的毒性为什么比 无机汞的毒性大甲基汞能与许多有机配位体结合。 由于烷基汞具有高脂溶性,且它在生物体内分解速度缓慢(其分解半衰期约为70d),因此烷基汞比可溶性无机汞化合物的毒性大1
35、0-100倍。 46说明卤代烃,多氯联苯,多环芳烃的来源,迁移转化规律1)主要卤代烃的来源:氯甲烷(CH3Cl):海洋;汽车废气和塑料、农作物燃烧氟利昂-11(CC13F)和氟利昂-12(CC12F2) 火山爆发;制冷剂、飞机推动剂、塑料发泡剂 四氯化碳(CCl4):工业溶剂、灭火剂、干洗剂;氟利昂的主要原料 卤代烃在大气中的转化对流层中的转化:与HO·的反应是主要消除途径 平流层中的转化一个氯原子在扩散出平流层之前,它在链式反应中进出的活动将发生10次以上,能破坏数以千计的O3,直至HCl到达对流层,并在降雨时被清除。(2)多氯联苯的来源 :绝缘材料、导热介质、添加剂、增塑剂等。P
36、CBs在环境中的迁移与转化 光化学分解 生物转化3)多环芳烃的来源与分布(1)天然源: 陆地和水生植物、微生物的生物合成,森林、草原的天然火灾及火山活动(2)人为源:由矿物燃料木材及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原气氛下热解形成多环芳烃在环境中的迁移、转化: PAH大都随烟尘、废气被排放到大气中,和各种类型的固体颗粒物及气溶胶结合在一起。PAH通过进入土壤和水体以及沉积物中,并进入生物圈。PAH在紫外光(300nm)照射下很易光解和氧化 PAH在沉积物中的消除主要靠微生物降解。微生物的生长速度与PAH的溶解度密切相关。47 表面活性剂的分类迁移转化和对环境的危害(1)按亲水基团结构和类型:
37、阴离子、阳离子、两性和非离子表面活性剂。(2)具有显著改变表面性质的能力,被广泛用于各行各业,主要以各种废水进入水体,是造成水污染的最普遍最大量的污染物之一。表面活性剂可长期分散于水中随水流迁移。只有当它与水体悬浮物结合凝聚时才沉人水底表面活性剂对环境的污染与效应洗涤剂浓度在0.7-1mg/L时就可能出现持久性泡沫。洗涤剂中含有大量的聚磷酸盐作为增净剂,是造成水体富营养化的重要原因。可以促进水体中石油和多氯联苯等不溶性有机物的乳化、分散,增加废水处理的困难由于阳离子表面活性剂具有一定杀菌能力,浓度高时可能破坏水体微生物的群落对人和动物有毒性。49强化生物修复: 人为修复工程一般采用有降解能力的
38、外源微生物,用工程化手段来加速生物修复的进程,这种在受控条件的修复又称强化生物修复或工程化的生物修复。强化生物修复技术常采用的手段有生物刺激和生物强化两种。 50 微生物原位修复技术和异位修复技术,举例说明 前者在污染源的原点进行,不挖出或抽取需要修复的土壤及地下水,采用一定的工程措施,利用生物通气、生物冲淋等一些方式进行。异位生物修复需要挖掘土壤或抽取地下水,将污染物移到临近地点或反应器内进行。51 影响微生物修复效率的因素:营养物质、电子受体、污染物的性质、环境条件、微生物的协同作用52 植物修复去除污染物的方式:植物提取、降解、稳定、挥发53 植物修复重金属的主要过程(1)植物提取:利用
39、重金属超积累植物从土壤中吸取重金属并将其转移、储存到地上部分,随后收割地上部分并集中处理 (2)植物稳定:利用耐重金属植物的根际的一些分泌物,增加土壤中有毒金属的稳定性,减少重金属向作物的迁移,以及被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其中包括沉淀、螯合、氧化还原等多种过程 (3)植物挥发:利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物,即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质,释放到大气中 54 描述植物修复有机污染物的根区效应直接围绕在植物根周围的土壤环境,一般称作根际,植物根系分泌的一些物质和酶进入土壤,不但可以降解有机污染物,还向生活在根际的微生物提供营养和能
40、量,支持根际微生物的生长和活性,使根际环境的微生物数量明显高于非根际土壤,生物降解作用增强。55 用于修复的化学氧化剂:高锰酸钾、臭氧、过氧化氢和Fenton试剂 腐殖质怎样影响Fenton氧化效率:过氧化氢与亚铁离子结合形成的芬顿(Fenton)试剂Fenton试剂是在酸性条件下发生作用的,因此对环境条件要求比较苛刻。下面是影响Fenton反应的主要条件。A:pH的影响酸性 ; B:H2O2的浓度影响-最适;C:催化剂浓度的影响-最适;D:反应温度的影响 土壤中的腐殖质会从以下几个途径造成正负两方面的影响,哪种过程占主导还没有定论。A:土壤有机质影响污染物的吸附; B:腐殖质可能影响过氧化氢的分解途径;C:腐殖质含有大量的醌类等电子传递体系,可促进Fe3+向Fe2+转化,加快自由基生成,促进氧化反应;D:土壤腐殖质会消耗部分氧化剂,与污染物竞争,降低其去除率。23.计算25时O2和CO2在水体中的溶解度。氧在1atm,25饱和水中的溶解度: 首先从表3-5可查出水在25时的蒸气压为0.03167 × l05Pa,由于干空气中氧的含量为20.95%,所以氧的分压为: pO2(1.0130-0.03167)
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