环境化学复习

发布 2022-01-10 22:18:28 阅读 2006

第1章绪论。

1 环境化学的发展。

孕育阶段(20世纪50-60年代)

“八大公害”事件。

有机氯农药在环境中的残留行为研究(60年代初)

美国《化学文摘》(ca)收录栏目陆续出现。

污水和废物”“毒理学、空气污染和工业卫生”(1965)

废物处理和处置”(1967)等。

实质为“环境科学”的起点——代表性科学著作《寂静的春天》

由化学工作者对环境的关注推动了环境科学的建立和发展,进而建立和发展了环境化学的学科分支。

2 环境化学一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。

化学物质--潜在有害化学物质--污染物质。

3 污染物质的**与种类。

-**:天然的(放射性物质、卤素化合物、砷等)

人为的(工业、农业、交通运输、生活)

-种类:化学、物理、生物。

环境行为。-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。迁移有机械迁移、物理-化学迁移、生物迁移。

-转化染物在环境中通过物理、化学或生物作用导致存在形态或化学结构转变的过程。污染物质在环境中的三大转化途径为:化学转化、光化学转化和生物转化。

-源和汇。4 环境化学的任务和研究内容。

分析潜在的有害化学物质在环境介质中存在的浓度水平与形态;

明确潜在有害化学物质的**,及其在某一环境介质和不同环境介质之间的化学行为;

研究潜在有害化学物质对环境和生态系统,以及人体健康产生效应的途径、机制和风险;

**缓解或消除有害化学物质已造成的影响,以及防止它们可能造成影响的方法和途径;

从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象和环境变化的化学原因、机制及其防治途径。

5 环境化学的主要分支学科。

1)环境分析化学借助分析手段研究环境化学物质的种类、成分、形态、结构、含量。 -环境监测》

2)环境污染化学(各环境介质的环境化学) 研究化学污染物质在各环境介质中的形成、迁移、转化、归趋过程中的化学行为和生态效应及其环境影响。

3)环境工程化学(污染控制化学) 研究与环境中污染物质的控制与治理有关的化学机理和工艺技术中的化学问题。

6 环境化学的研究特点。

从微观的原子、分子水平研究和阐明宏观的环境问题;

综合性强--综合继承相关学科的成果、理论和方法;

量微--研究对象含量低、分析手段采用低甚至超低浓度水平;

研究体系复杂--开放体系;

应用性强--与人类生存发展息息相关的实际问题;

发展中。。。

第2章大气环境化学。

1 大气的组分。

恒定的:氮:78.09%;氧:20.95%;氩:0.93%。—99.97%

微量元素:氖、氦、氙、臭氧等;

气体组成: 可变的:二氧化碳、水蒸气。

受地区、季节、气候、人类生活、生产活动等影响。

不定的:尘埃、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物等,主要由认为因素造成,也由自然因素:火山、**等。

2 气体循环:

大气组成通过大气圈与其他圈层发生的物理、化学、生物过程进行物质交换、转化。

源(source)

大气组分产生的途径和过程,包括天然和人为途径。

天然源:自然界发生的物理、化学、生物过程向大气输送物质,扬尘(大气颗粒物**)、火山(so2、h2s、hcl、hf)、森林草原火灾(co2、so2、voc)、植物排放等。

人为源:工业、生活、农业、交通灯。

汇(sink)

大气组分从大气中取出的途径和过程。

包括降水湿沉降(雨除、冲刷)、干沉降。

雨除(rain out):发生在云层当中,被去除物参与成云;

冲刷(wash out):发生在云层下,被去除物被降水带走;

干沉降:与地面物质碰撞干去除。

3 大气污染。

大气中存在的某种物质超过了正常的环境水平,且对受体产生了可以测量出来的不良反应。(由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象。)

大气污染对大气性质的影响:

降低能见度:颗粒物、气体分子对可见光的吸收和散射。

形成雾及降水:

减少太阳辐射:颗粒物。

改变温度和风的分布:颗粒物、温室气体。

4 大气污染物组成分类:

大气污染物:指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质。

1)按物理状态(存在方式):

气溶胶状态污染物(颗粒物)、气态污染物。

2)按污染物形成过程:

一次污染物、二次污染物。

一次污染物:是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物,又称为原发性污染物:二次污染物:,又称为继发性污染物。

3)按化学类型:

含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、卤代化合物、尘类颗粒物、有机化合物、放射性物质和其它有毒物质。

5 大气污染物几个重要指标。

1)总悬浮颗粒物(tsp,total suspended particulate):悬浮于空中,空气动力学当量粒径小于100μm的所有固体微粒。

2)可吸入颗粒物(pm10):悬浮于空中,空气动力学当量粒径小于10μm的所有固体微粒。

3)可入肺颗粒物(pm2.5):悬浮于空中,空气动力学当量粒径小于2.5μm的所有固体微粒。

4)降尘:大气中粒径大于10μm的固体微粒,在重力作用下,它可在较短的时间内沉降到地面。

5)飘尘:大气中粒径小于10μm的固体微粒,它能较长期地在大气中漂浮,有时也称为浮游粉尘。

6 温室效应:大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温度增高,因其作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。

温室气体:当在大气中的浓度增加是,会加剧“温室效应”,引起地区表面和大气层下沿温度升高的气体。

种类:大气中ch4**:

1)自然源:湿地、白蚁、海洋、其他。

2)人为源:化石燃料(煤、石油、天然气)、反刍类家畜、水田、生物质燃烧、废弃物填埋、动物排泄物、下水道处理。

危害:全球气候变暖、海平面上升、很多沿海地方淹没;

冰川变小。消失;

生物的生存受到威胁。

措施:“减排” “低碳”

首先,还要通过各种途径减少矿物能源总消耗,尽量采用核能、天阳能、水能、风能等新能源,以较少二氧化碳的排放:

其次,要保护好现有森林--增加碳汇;

最后,要积极治理大气污染。

7 重要的自由基**与转化。

自由基在清洁大气中的浓度仅为1/1012左右,但是在对流层光化学领域有着重要作用。

自由基在其电子壳层的外层有一个不成对的电子,因而有很高的活性,具有强氧化作用。

大气中存在的重要自由基有 ho·、ho2·(氢过氧基)、r·(烷基)、ro·(烷氧基)、ro2·(烷过氧基)等。

其中以ho·和ho2·更为重要。

① ho·的**:o3的光解:o3+hv→o+o2 ;o+h2o→2ho

hno2的光解:hno2 +hr →ho +no

h2o2的光解:h2o2 +hr →2ho

注:清洁大气中ho·**是o3,污染大气**是hno3和h2o。

② ho2的**: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

r的**:rh + o→r + ho;rh + ho→r + h2o

ro2的**:r + o2→ro2

8 光化学烟雾 photochemical smog

含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光的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。

形成条件:1)大气中有氮氧化合物和碳氢化合物;

2)气温较高;

3)强阳光照射。

·产物:1)o3(2)pan(过氧乙酰酯)(3)高活性自由基(ho2·,ro2等)(4)醛、酮、有机酸。

马斯河谷烟雾事件。

事件发生时间:2023年12月1~5日。

事件发生地点:比利时境内沿马斯河24公里长的一段河谷地带,即玛斯峡谷的烈日镇和于伊阵之间,两侧山高约90米。

事件危害:河谷工业区有上千人发生呼吸道疾病,发病者包括不同年龄的男女;症状是:流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐。

和搜与呼吸短促是主要发病症状,一个星期内就有63人死亡,是同期正常死亡人数的十多倍,死者大多是年老和有慢性心脏病和肺病的患者,许多家畜也未能幸免于难,纷纷死去。

尸体解剖结果证实:刺激性化学物质损害呼吸道内壁是致死的原因。

组织与器官没有毒物效应。

事件原因分析:

人为因素:大量重化工企业集聚,排放大量的废气,在马斯洛河谷有许多中性工厂分布,包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥等工厂,还有石灰窑炉。

自然原因:1)天气因素:大雾和逆温是导致本次事件的最直接原因。

2023年12月1-15日,整个比利时大雾笼罩,气候反常,由于特殊的地理位置,马斯河谷上空出现了很强的逆温层,雾层尤其浓厚。

2)地形因素:河谷地形加重了逆温程度,是这一事件的**。在逆温层和大雾的作用下,马斯河谷工业区内13个工厂排放的大量烟雾弥漫在河谷上空无法扩散,有害气体(主要为:

二氧化硫、三氧化硫)在大气层中越积越厚,其积存量接近危害健康的极限。

9 降水的组成。

1)气体成分:o2、n2、co2、h2及惰性气体。

2)有机物:有机酸、醛类、烷烃、烯烃、芳烃。

3)无机物:土壤衍生矿物离子al3+、ca2+、mg2+、fe3+、mn2+和硅酸盐等;

海洋盐类离子na+、cl-、br-、so42-、hco3及少量k+、ca2+、mg2+、

i-、po43-;

气体转化产物so42-、no3-、nh4+、cl-和h+;

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