环境管理环境化学考试重点Word格式文档下载.docx

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在环境中同时存在两种以上的污染物时，若一种污染物能加强另一种污染物的危害性，这种现象叫污染物的协同作用，又叫相乘作用。

与协同作用相反，一种有毒物质的作用被另一种物质抑阻，使其效果相互抵消或减弱的现象，称之为物质间的拮抗作用。

第二章

1、水质指标

水质即水的质量。

水质指标是指水样中除水分子外所含杂质的种类和浓度（数量）。

水质指标可以归纳为物理、化学、生物学、放射性等四类指标。

2、水质化学指标

（1）pHvaluepH

（2）Ehvalue（ORP）Et（3）Acidityandalkalinity酸碱度

3、水质有机物指标

（1）Dissolvedoxygen（DO）

（2）Chemicaloxygendemand（COD）

（3）Biochemicaloxygendemand（BOD）（4）Totaloxygendemand（TOD）

（5）Totalorganiccarbon（TOC）

4、亨利定律

气体的溶解度正比于液体接触该气体的分压力。

[X（aq）]＝kH·

XG

kH为气体在一定温度下的亨利定律常数（mol·

L-1·

kpa-1）；

XG为气体的分压（kpa）。

【例题1】求在101.325kp下，25℃时氧气在饱和水中的溶解度。

（pH2O饱和＝3.171kpa，kH＝1.26×

10-5mol·

kpa-1）

解：

由于空气中氧气含量约为21％，故水中氧气的分压为：

pO2＝（101.325－3.171）×

21％＝20.612kpa

代入亨利定律：

[O2（aq）]=kH·

pO2=1.26×

10-5×

20.612＝2.60×

10-4mol·

L-1

S＝M×

[O2（aq）]=32.0×

2.60×

10-4＝8.32×

10-3g·

【例题2】求在101.325kpa下，25℃时CO2在饱和水中的溶解度。

（PH2O饱和＝3.171kpa，kH＝3.34×

10-4mol·

kp-1,kCO2=4.45×

10-7）

由于空气中CO2含量约为0.03％，故水中CO2的分压为：

pCO2＝（101.325－3.171）×

0.03％

＝2.945×

10-2kpa

[CO2（aq）]=kH·

pCO2=3.34×

10-4×

2.945×

10-2

＝9.84×

10-6mol·

此为水中溶解的CO2分子的含量，由于CO2溶于水后可以和水发生反应，因此要求CO2在水中的溶解度，还要求出其发生反应的部分。

CO2＋H2OHCO3-+H+

因此溶解于水中二氧化碳总浓度为：

9.84×

10-6+2.09×

10-6=1.20×

10-5

5、Clausius-Clapeyron方程

其中C1、C2分别为温度T1、T2时气体在水中的溶解浓度；

H是溶解热（J/mol）；

R为气体常数：

8.314J·

K-1·

mol-1。

第三章

1.沉淀过程

沉淀发生通常可分为三个阶段：

（1）成核；

（2）晶体聚集；

（3）晶体生长。

2、氧化物和氢氧化物

金属氢氧化物的沉淀溶解平衡可以用化学反应的通式表达：

根据溶度积规则：

溶液中金属离子饱和浓度的负对数值与溶液pH值的关系为：

3、硫化物

在饱和水溶液中，H2S浓度总是保持在0.1mol/L，代入上式可得：

溶液中促成硫化物沉淀的是S2-，若溶液中存在二价金属离子M2+，则有：

[M2+]∙[S2-]＝Ksp

因此在硫化物和硫化氢均达到饱和的溶液中，可算出溶液中金属离子的饱和浓度为：

4、电子活度

对于一个氧化还原的半反应，

假设这一半反应达到平衡时，其平衡常数可以表示为：

根据能斯特方程式可得：

又因为

又因为有：

在25℃时

同样，对于一个包含n个电子转移的氧化还原半反应，其自由能变化可以用下列公式所描述：

【例题1】从pH=7.4的水样中测得Cr（Ⅲ）=5×

10-10molL-1,Cr（Ⅵ）=0.5×

10-10molL-1,求处于平衡状态时的pe和pe0。

已知两种铬形态间转换反应的平衡常数K=1066.1。

提示：

水中Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的形态分别是Cr（OH）2+和CrO42-。

所发生的反应如下：

CrO42-+6H++3e=Cr（OH）2++2H2O

5、天然水体的氧化还原限度

（1）氧化限度

其在标准状态下：

故可得到

因此，用电子活度表示时，水体的氧化限度为：

pe＝20.75－pH或pe＋pH＝20.75

（2）还原限度

从中可以得出，对于H+/H2电对，即天然水体中的还原限度pe＋pH＝0

【例题2】

氧气按下式被还原为水：

E0=1.229

求pe、pH和pO2三者之间的关系。

由lgK和E0关系式求得lgK值：

又根据半反应方程式，有

将以上计算所得值代入，pe＋pH＝20.8＋1/4lg[pO2]对于pe、pH和pO2三者间的上述关系作图，可得右图。

6、金属离子的pe-pH图

以铁为例，假设水中溶解态的铁总浓度为1.0×

10-5mol/L时，铁体系的pe－pH图绘制方法如下：

①Fe3+－Fe2+的边界

Fe3+＋eFe2+pe0＝13.5

边界上[Fe2+]＝[Fe3+]时，有pe＝13.05，体系pe与pH无关，在pe－pH图上为一条垂直于pe轴的直线。

当pe＞13.05时，Fe3+＞Fe2+；

当pe＜13.05时，Fe3+<

Fe2+。

②Fe3+－Fe（OH）3（s）的边界

∵Fe（OH）3（s）＋3H+Fe3+＋3H2O

pH＝3.17这又是一条与pe无关，在pe－pH图上为一条平行于pe轴的直线，当pH＞3.17时，Fe（OH）3（s）将陆续析出。

③Fe2+－Fe（OH）3（s）的边界

此边界涉及到的氧化还原反应为：

Fe（OH）3（s）＋3H+＋eFe2+＋3H2O

这一反应可看成下列两反应之和：

Fe（OH）3（s）＋3H+Fe3+＋3H2O

Fe3++eFe2+

在[Fe2+]＝1.0×

10-5mol/L时，本边界涉及到的反应达到平衡：

这是一条斜率为－3，截距为22.56的斜线，斜线的上方为Fe（OH）3（s）的稳定区，下方为Fe2+的稳定区。

④Fe2+－Fe（OH）2（s）的边界

Fe（OH）2+2H+Fe2++2H2O

此边界无电子转移，因此与pe无关，在pe－pH图上为一条平行于pe轴的直线。

当pH＞8.95时，有Fe（OH）2（s）沉淀生成。

⑤Fe（OH）2（s）－Fe（OH）3（s）的边界

Fe（OH）3（s）＋3H+Fe3+＋3H2OK＝3.2×

104

Fe（OH）2（s）＋2H+Fe2+＋3H2OK’＝8.0×

1012

Fe3++eFe2+

＝13.05－8.94－pH＝4.11－pH

第四章

1、大气的层次结构

目前世界普遍采用的是根据大气温度垂直分布的特征，将大气分为五层:

对流层、平流层、中间层、热层（暖层）和散逸层（外层）。

2、大气中的自由基

①氢原子转移RH＋HO→R＋H2O

②自由基结合氧或失去氧R＋O2→RO2RO2＋NO→RO＋NO2

3、光化学定律

根据爱因斯坦公式，1mol分子吸收1mol光子的总能量为：

E＝N0∙hv＝N0∙hc/＝1.196×

105/（kJ∙moL-1）N0－阿佛加德罗常数6.02×

1023；

h－普朗克常量6.62×

10-34J∙s；

c－光速3.0×

1010cm/s

第五章

1、大气污染物的来源

（一）人为来源1.燃料燃烧煤、石油、天然气等燃料的燃烧2.工业排放

3.固体废弃物的焚烧4.农业的排放

（二）天然来源1.来自风沙、土壤颗粒的自然尘；

2.来自森林、草原火灾排放的CO、CO2、SOx、NOx、CH等；

3.来自火山活动排放的SO2、H2S、硫酸盐等颗粒物；

4.来自海浪飞沫的颗粒物（主要为硫酸盐、氯化物）；

5.来自煤田和油田自然逸出的煤气、天然气等。

2、大气污染物的汇

（一）干沉降

（二）湿沉降（三）化学反应

3、NO、NO2和O3的基本光化学循环

NO2NO＋OK1O＋O2O3K2O3＋NONO2＋O2K3

由于O原子活性很高极不稳定，生成的瞬间会马上被消耗掉，即其生成速率等于其消耗的速率。

当这些反应体系达到稳态循环时，所有物质

浓度保持不变，此时O3的稳态浓度即：

稳态时，[O3]浓度与[NO2]/[NO]成正比，设大气中NO和NO2起始浓度分别表示为[NO]0和[NO2]0，则根据物料守恒规则可得：

由于NO与O3的反应是等计量关系，所以

若假设开始只有NO2，即[O3]0=[NO2]0=0，则上式可化简为：

4、光化学烟雾的定义、形成及化学特征

定义：

参与光化学反应过程的一次污染物和生成的二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称光化学烟雾。

特征：

光化学烟雾的表现特征是烟雾弥漫，大气能见度降低；

呈浅蓝色，具有很强的氧化性。

光化学烟雾形成的必备条件：

㈠NO向NO2的转化（NOx参于）；

㈡HC的氧化消耗（烃类参与，尤其烯烃）；

㈢O3及其它氧化剂如PAN、HCHO等二次污染物的生成（光照条件）。

5、光化学烟雾形成的简单机制

①污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应，导致O3的生成。

②大气中CH化合物和HO的存在，导致醛、酮以及过氧自由基RO2、HO2等的生成。

此时过氧自由基引起NO向NO2转化，不需要再消耗O3，反应照样进行。

③生成的NO2继续光解产生O，导致O3的生成，同时生成的自由基继续与CH化合物反应，形成更多的自由基；

如此循环往复，直至NO和CH耗尽为止。

在此过程中，O3、醛类、PAN等二次污染物得以积累，最终形成光化学烟雾。

6、颗粒物的分类（100m）

①按颗粒物的粒径

（1）飘尘：

Dp≤10μm的颗粒物；

（2）降尘：

10<

Dp≤100μm之间的颗粒物。

②按颗粒物的存在形态固体颗粒、液态颗粒、液－固混合颗