环境化学复习整理笔记.docx

环境化学复习整理笔记.docx

《环境化学复习整理笔记.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境化学复习整理笔记.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

环境化学复习整理笔记

环境化学

1章、绪论

一、世界八大公害有哪些？

由什么因素引起？

1比利时马斯河谷工业区烟雾事件SO2和粉尘

2美国多诺拉工业区烟雾事件SO2及其氧化物形成的硫酸烟雾

3美国洛杉矶光化学烟雾事件光化学烟雾

4英国伦敦烟雾事件煤

5日本水俣病事件Hg（汞）

6日本骨痛病事件Cd（镉）

7日本四日市哮喘事件石油冶炼

8日本米糠油事件多氯联苯

2、环境效应及其分类、判断归属。

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，谓之环境效应。

可分为自然环境效应和人为环境效应。

按照环境变化的性质划分：

环境物理效应、环境化学效应、环境生物效应。

污染物可通过蒸发、渗透、凝聚、吸附和放射性元素蜕变等物理过程实现转化；

可通过光化学氧化、氧化还原和配位络合、水解等化学作用实现转化；

也可通过生物吸收、代谢等生物作用实现转化。

由于化学污染物种类繁多，世界各国都筛选一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制，称为优先污染物。

污染物的迁移——污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程。

主要有机械迁移、物理－化学迁移和生物迁移。

污染物的转化——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。

可以通过物理、化学和生物作用实现污染物的转化。

3、环境化学是干什么的，研究对象是什么。

环境化学是研究水、大气、土壤和生物环境中化学物质的来源、反应、迁移、效应和归宿，以及人类活动对这些过程影响的科学。

简单地说，环境化学是以化学原理为基础，研究环境污染及其控制的科学。

2章、大气环境化学

1、大气组成

A、对流层B、平流层C、中间层D、热层（电离层）F、逸散层（逃逸层）

对流层：

1）摩擦层、边界层、低层大气（1-2km）、污染物集中

2）自由大气层（海拔高度大于1-2km以上的对流层）：

雨、雪等自然现象

3）对流层顶层（对流层顶部）：

水分子会迅速形成冰，从而阻止其进入平流层，避免了大气氢的损失。

2、大气中污染物的迁移、扩散的影响因素

影响因素：

空气的机械运动、天气形势和地理地势造成的逆温现象、污染源本身的特性等。

影响污染物在大气中扩散的三个因素：

风：

气块作有规则运动时，其速度在水平方向的分量。

风：

可使污染物向下风向扩散

湍流：

可使污染物向各个方向扩散

浓度梯度：

可使污染物发生质量扩散

三种作用中，风和湍流起主导作用。

低层大气中污染物的扩散很大程度上取决于对流与湍流的混合程度，垂直运动程度越大，用于稀释污染物的大气容积量也就越大。

3、大气中的自由基有哪些？

重要自由基的来源。

大气中重要的自由基：

·OH、HO2·、NO3·、R·、RO2·、RO·、RCO·、RCO2·、RC（O）O2·、RC（O）O·等，其中以·OH、HO2·尤为重要。

重要自由基的来源：

HO的来源：

①O3的光解：

O3＋hr---------O.＋O2O.+H2O---------2HO.

主要来源②HNO2的光解：

HNO2+hr---------HO.+NO

③H2O2的光解：

H2O2+hr---------2HO.

④过氧自由基与NO反应  HO2·+NO→NO2+·OH

HO2.的来源：

①主要来自醛特别是甲醛的光解

H2CO+hr-----------H.+HCO

H+O2+M-----------HO2.+M

HCO+O2+M-------------HO2.+CO+M

②亚硝酸酯的光解：

CH3ONO+hr----------CH3O.+NO

CH3O+O2----------HO2.+H2CO

③H2O2的光解：

H2O2+hr---------2HO.

HO.+H2O2-----------HO2.+H2O

如体系中有CO存在，则

HO·+CO→CO2+H·

H·+O2→HO2·

4、大气污染物SO2的来源、影响，属于哪一类污染物。

SO2的来源：

天然来源：

主要是火山喷发。

人为来源：

含硫矿物燃料的燃烧过程。

硫酸烟雾也称为伦敦烟雾，主要是由于燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒所造成的大气污染物、。

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。

硫酸型烟雾从化学上看属于还原性物质，故称此烟雾为还原烟雾；光化学烟雾是高浓度氧化剂的混合物，也称氧化烟雾。

影响：

酸雨、硫酸型烟雾。

5、光化学烟雾定义、产生条件、产生机理。

定义：

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而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。

产生条件：

A.有引起光化学反应的紫外线

B.有烃类，特别是烯烃的存在

C.有NOx参加反应

D.大气湿度较低，光照较强

产生机理：

A.污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。

B.碳氢化合物、HO·、O·等自由基和O3氧化，导致醛、酮醇、酸等产物以及重要的中间产物－RO2·、HO2·、RCO·等自由基生成。

C.过氧自由基引起NO向NO2转化，并导致O3和PAN等生成。

6、温室效应定义和温室气体

定义：

大气中的CO2等温室气体吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留在大气之中，从而使大气温度升高的现象。

温室气体定义：

能引起温室效应的气体称为温室气体。

温室气体：

二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、CFC11、CFC12、四氯化碳。

7、逆温现象

对流层大气的重要热源是来自地面的长波辐射，所以离地面越近气温越高；离地面越远气温越低。

随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率：

Γ=-dT/dz

T:

绝对温度K,z:

高度

在对流层中，dT/dz<0，Γ=0.6K/100m，即每升高100m气温降低0.6℃

一定条件下出现反常现象：

当Γ=0时，称为等温层

当Γ＜0时，称为逆温层。

近地面层的逆温（热力学条件引起）：

辐射逆温（主）、平流逆温、融雪逆温、地形逆温。

自由大气的逆温（动力学条件引起）：

乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温。

辐射逆温产生特点：

1.是地面因强烈辐射而冷却降温所形成的

2.这种逆温层多发生在距地面100-150m高度内

3.最有利于辐射逆温发展的条件是平静而晴朗的夜晚。

4.有云和有风都能减弱逆温。

5.风速超过2-3m/s，逆温就不易形成。

近地面的逆温以辐射逆温为主。

辐射逆温是地面因强烈辐射而冷却降温所形成的，这种逆温层多发生在距地面100-150m高度内。

第3章、水环境化学

1、酸度、碱度概念、水体富营养化、碳酸平衡

酸度：

酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+或经水解能产生H+的物质总量。

组成水中酸度物质为：

强酸、弱酸强酸弱碱盐。

碱度：

碱度（alkalinity）是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受H+的物质总量，以摩尔浓度（mol/L）表示。

组成水中碱度的物质可以归纳为三类：

①强碱；②弱碱；③强碱弱酸盐。

水体富营养化（EutrophicationofWaterBody）是指氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，鱼类及其他生物大量死亡的现象。

通常认为，当N/P值大于100时，属贫营养；当N/P值小于10时，则认为属富营养。

碳酸平衡：

CO2在水中形成碳酸，它可以与岩石中的碱性物质反应，也可形成沉淀而从水中消除。

溶解的碳酸盐和岩石圈、大气圈进行均相和多相的酸碱反应和交换反应，对于调节天然水的pH和组成起着重要作用。

在水体中存在着CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-等4种物质;

常把CO2和H2CO3合并为H2CO3*;

实际上H2CO3的含量极低，主要是溶解性的气体CO2。

CT=[H2CO3]+[HCO3-]+[CO32-]

形态分数：

也称为形态分布系数，α0、α1、α2分别表示上述各化合态在总量中所占的比例。

封闭体系中，总的碳酸量CT始终保持不变；而对于开放体系，则[H2CO3*]总保持与大气相平衡的固定数值。

2、以重金属为代表，无机物在水环境中的迁移、转化规律、腐殖质，沉淀溶解计算（P105页）。

只能通过沉淀-溶解、氧化还原、配合作用、吸附-解吸等作用发生迁移转化，最终以一种或多种形态长期存留在环境中，造成永久性的潜在危害。

1、水中颗粒物的吸附作用、吸附：

是指溶液中溶质在界面层浓度升高的现象，这是一个动态平衡过程。

环境中胶体颗粒物的吸附作用大体可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附。

1.1、沉积物中重金属的释放

重金属从悬浮物或沉积物中重新释放属于二次污染问题。

诱发释放的主要因素有：

盐浓度的升高；

氧化还原条件的变化；

pH值降低：

一般情况下，沉积物中重金属的释放量随着反应体系pH值的降低而升高。

水中配合剂量的增多.

1.2水中颗粒物的聚集

2、溶解和沉淀：

溶解和沉淀是污染物在水环境中迁移的重要途径。

3、氧化还原

4、配合作用

腐殖质定义：

已死的生物体在土壤中经微生物分解而形成的有机物质。

3、有机污染物在水体中的迁移转化

水环境中有机污染物种类繁多，一般分为两大类：

需氧有机物（耗氧有机物）和持久性污染物（有毒有机物）。

有机污染物在水环境中的迁移转化主要取决于有机污染物本身的性质以及水体的环境条件。

有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等过程进行迁移转化。

光解作用是有机污染物真正的分解过程，强烈地影响水环境中某些污染物的归趋。

光解过程可分为三类：

直接光解、敏化光解、氧化反应。

生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一。

有机物生物降解存在两种代谢模式：

生长代谢（Growthmetabolism）和共代谢（Cometabolism）。

生长代谢：

是指当微生物代谢时，有机污染物作为食物源为微生物提供能量和提供细胞生长所需的碳，从而被降解的现象。

某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。

第4章、土壤环境化学

1、土壤组成

土壤是由固体、液体和气体三相组成多相体系

（1）土壤固相：

包括土壤矿物质和土壤有机质（m:

90%～95%v:

50%）

（2）土壤液相（土壤溶液）：

水分及其水溶物（V：

20%～30%）

（3）土壤气相：

土壤空气（V:

20%～30%）

原生矿物：

各种岩石受到程度不同的物理风化而未经化学风化的产物，其原有的化学组成和晶体结构都没有改变。

包括如下：

硅酸盐类：

长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等。

特点：

大多不稳定，易风化释放出K、Na、Ca、Mg、Fe等元素。

氧化物类：

石英SiO2金红石TiO2赤铁矿Fe2O3

特点：

相当稳定，不易风化。

硫化物类：

黄铁矿、白铁矿FeS2

特点：

极易风化，是土壤中硫元素主要来源。

磷酸盐类：

氟磷灰石、氯磷灰石

特点：

易风化，是土壤中氟和磷元素的主要来源。

次生矿物：

由原生矿物经化学风化后而转化形成新矿物，化学组成和晶体结构都有许改变。

通常根据其性质和结构可分为三类：

简单盐类、三氧化物类、次生铝硅酸盐类。

①简单盐类：

如方解石CaCO3；白云石（Ca,Mg）（CO3）2；石膏Ca