环境化学-复习资料 11页

环境化学提纲：1、元素的生物地球化学循环（关注磷的循环即可，第9页）2、我国优先考虑的环境问题：以有机物污染为主的水质污染；以大气颗粒和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染3、环境污染物在环境各圈层的迁移转化过程（前三段和第16页）物4、环境化学研究对象是环境污染5、环境效应及其影响因素（13到14页）6、世界范围内最关注的化学污染物主要是持久性污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作用的所谓“三致污染物”以及环境内分泌干扰物7、化学五毒：汞、铅、铬、镉、砷8、污染物在环境中的迁移、转化和归趋以及它们对生态系统的效应是环境化学的重要研究领域9、SO2来源及其消除P2210、天然水的组成：14711、八大离子及其在河、海水中的浓度区别:147—14812、水中总含盐量的表示：14813、铊的来源及处理：16714、我国水中优先控制污染物黑名单（氰化物、重金属及其化合物：：16915、沉积物中重金属的释放：17816、硫化物的性质：18717、天然水体中污染物的降解的氧下垂曲线：20418、累积稳定常数与逐级稳定常数的关系：20619、腐植酸中有大量的羟基、羧基可以同重金属结合20、土壤、活性炭对非离子性有机物的吸附情况：215—21621、双模理论：22022、水解作用：22423、生物降解作用：23219苯的微生物降解P336-337（种云霄老师）20有机氯农药特点P29521影响农药在土壤中的扩散因素P28822土壤作用P25523土壤固液相组成百分比P26624多换芳烃来源与分布P420BOD（生化需氧量）：指在溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中的有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。COD（化学需氧量）：指在一定条件下，氧化1L水样还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的质量浓度（mg/L为单位）表示.分配系数：在土壤－水体系中，土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程（溶解），即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经过一定时间达到分配平衡，此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数。\n标化分配系数：有机化合物在颗粒物－水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关，以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数。辛醇－水分配系数：有机化合物的正辛醇-水分配系数（KOW）是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数。KOW与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关。生物浓缩因子：有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比。亨利定律常数：通常可理解为非电解质稀溶液的气－水分配系数。水解速率：反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数。直接光解：化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应。光量子产率：分子被活化后，它可能进行光反应，也可能通过光辐射的形式进行“去活化”再回到基态，进行光化学反应的光子数占吸收光子数之比称为光量子产率。生长物质代谢和共代谢：生物降解过程中，一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物，这称为生长物质代谢。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。第一章名词解释：环境污染：1页环境问题：不详环境污染物：11页“三致”化学污染物：13页简答题：1、我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的问题（第10页第2段后三句，可以稍微参考后面的知识）论述题：1、环境化学在环境科学学科当中的地位：（1）第四页的第3段；（2）第5页倒数第3段；（3）第5页倒数第一段前两句2、如何认识现代环境问题的发展过程？环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。\nb、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。3、根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？（1）环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，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。环境化学是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。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。（2）环境化学的发展动向：国际上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物地球化学循环及其相互耦合的研究；重视化学品安全评价；重视臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机物污染为主的水质污染；以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。（3）我对学好这门课的观点：环境化学包含大气、水体和土壤环境化学多个分支学科，研究有害化学物质在大气、水体和土壤环境中的来源、存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。这就决定了环境化学研究中需要运用现场研究、实验室研究、实验模拟系统研究和计算机模拟研究相结合的系统研究方法，主要以化学方法为主，还要配以物理、生物、地学、气象学等其他学科的方法。因此，要求研究人员具有较广泛的各相关学科的理论知识和实验动手能力。我们在日常学习中应当以开阔的视野，除了环境化学之外，广泛涉猎各相关学科，并注重培养自己的实验操作，如此才可能学好这门课。\n参考答案（网上）：环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新型科学。其内容主要涉及：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态，潜在有害物质的来源，他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效用的机制和风险性；有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。目前，国界上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化学循环及其相互偶合的研究；重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染。4、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。以汞为例，说明其在环境各圈层的迁移转化过程，见下图。汞在环境中的存在形态有金属汞、无机汞化合物和有机汞化合物三种。在好氧或厌氧条件下，水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞。甲基汞脂溶性大，化学性质稳定，容易被鱼类等生物吸收，难以代谢消除，能在食物链中逐级放大。甲基汞可进一步转化为二甲基汞。二甲基汞难溶于水，有挥发性，易散逸到大气中，容易被光解为甲烷、乙烷和汞，故大气中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水体（pH4～5）中，二甲基汞也可转化为一甲基汞。其他关注的知识点（即老师上课时所说的填空题或了解的知识）：1、元素的生物地球化学循环（关注P的循环即可，第9页）2、环境污染物在环境各圈层的迁移转化过程（前三段和第16页）3、环境效应及其影响因素（13到14页）4、化学五毒：汞、铅、铬、镉、砷第二章\n一次污染物、二次污染物（21）摩擦层：具有乱流特征的气层称为摩擦层。（54）辐射逆温（47）56自由大气：摩擦层顶以上的气层称为自由大气。（54）海陆风、城郊风、山谷风（下划线必考56）抑制剂：清除后会使自由基反应的速率减慢或完全被抑制的自由基物质（仅供参考）（61）硫酸烟雾（106）温室效应：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。（120）干沉降：是指颗粒物在重力作用下沉降，或与其他物体碰撞后发生的沉降。（130）湿沉降：是指通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程。（130）雨除：是指一些颗粒物可作为形成云的凝结核，成为云滴的中心，通过凝结过程和碰撞过程使其增大为雨滴，进一步长大而成为雨降落到地面，颗粒物也就随之从大气中被去除。（130）总悬浮颗粒物、飘尘、降尘、可吸入粒子（131）第三章名词解释：富营养化：169倒数第二段BOD、COD概念：（不详）专属吸附：172倒数第一段（1）分配系数：在土壤－水体系中，土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程（溶解），即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经过一定时间达到分配平衡，此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数。（2）标化分配系数：有机化合物在颗粒物－水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关，以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数。（3）辛醇－水分配系数：有机化合物的正辛醇-水分配系数（KOW）是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数。KOW与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关。（4）生物浓缩因子：有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比。（5）亨利定律常数：通常可理解为非电解质稀溶液的气－水分配系数。（6）水解速率：反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数。（7）直接光解：化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应。（8）光量子产率：分子被活化后，它可能进行光反应，也可能通过光辐射的形式进行“去活化”再回到基态，进行光化学反应的光子数占吸收光子数之比称为光量子产率。（9）生长物质代谢和共代谢：\n生物降解过程中，一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物，这称为生长物质代谢。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。简答题：1、水中污染物的分布和存在形态：159—1602、光解作用及其过程：226—2273、有机污染物在水环境中的迁移、转化过程分别有哪些：244（这个得自己整理下咯）4、什么是表面吸附作用、离子交换吸附作用和专属吸附作用？并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别。（1）表面吸附：由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能，因此固液界面存在表面吸附作用。胶体表面积越大，吸附作用越强。（2）离子交换吸附：环境中大部分胶体带负电荷，容易吸附各种阳离子。胶体每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，这种作用称为离子交换吸附作用，属于物理化学吸附。该反应是可逆反应，不受温度影响，交换能力与溶质的性质、浓度和吸附剂的性质有关。（3）专属吸附：指在吸附过程中，除了化学键作用外，尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用。该作用不但可以使表面点荷改变符号，还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。（4）水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示。项目专属吸附非专属吸附发生吸附的表面净电荷的符号-、0、+-金属离子所起的作用配位离子反离子吸附时所发生的反应配位体交换阳离子交换发生吸附时要求体系的pH值任意值＞零电位点吸附发生的位置内层扩散层对表面电荷的影响负电荷减少，正电荷增加无动力学可逆性不可逆慢过程快速可逆论述题：无机氮化物中的亚硝酸根离子为什么在水中存在的范围很窄（不详）请叙述有机物在水环境中的迁移、转化存在哪些重要过程。（1）负载过程：污水排放速率、大气沉降以及地表径流引入有机毒物至天然水体均将直接影响污染物在水中的浓度。（2）形态过程：\n①酸碱平衡：天然水中pH决定着有机酸或碱以中性态存在的分数，因而影响挥发及其他作用。②吸着作用：疏水有机化合物吸着至悬浮物上，由于悬浮物质的迁移而影响它们以后的归趋。（3）迁移过程：①沉淀－溶解作用：污染物的溶解度范围可限制污染物在迁移、转化过程中的可利用性或者实质上改变其迁移速率。②对流作用：水力流动可迁移溶解的或者被悬浮物吸附的污染物进入或排出特定的水生生态系统。③挥发作用：有机污染物可能从水体进入大气，因而减少其在水中的浓度。④沉积作用：污染物被吸附沉积于水体底部或从底部沉积物中解吸，均可改变污染物的浓度。（4）转化过程：①生物降解作用：微生物代谢污染物并在代谢过程中改变它们的毒性。②光解作用：污染物对光的吸收有可能导致影响它们毒性的化学反应的发生。③水解作用：一个化合物与水作用通常产生较小的、简单的有机产物。④氧化还原作用：涉及减少或增加电子在内的有机污染物以及金属的反应都强烈地影响环境参数。（5）生物累积过程：①生物浓缩作用：通过可能的手段如通过鱼鳃的吸附作用，将有机污染物摄取至生物体。②生物放大作用：高营养级生物以消耗摄取有机毒物进入生物体低营养级生物为食物，使生物体中有机毒物的浓度随营养级的提高而增大。计算题：求分配系数（217，这种题必考）公式：Henry定律及其单位：149总碱度、酸度：154、155F型等温试（173）、L型等温是（174）氧化还原电位的计算：195分配系数的公式：217其他关注的知识点（即老师上课时所说的填空题或了解的知识）：1、天然水的组成：147\n1、八大离子及其在河、海水中的浓度区别:147—1482、水中总含盐量的表示：1483、铊的来源及处理：1674、我国水中优先控制污染物黑名单（氰化物、重金属及其化合物：：1695、沉积物中重金属的释放：1786、硫化物的性质：1877、天然水体中污染物的降解的氧下垂曲线：2048、累积稳定常数与逐级稳定常数的关系：2069、腐植酸中有大量的羟基、羧基可以同重金属结合10、土壤、活性炭对非离子性有机物的吸附情况：215—21611、双模理论：22012、水解作用：22413、生物降解作用：232第四、五章名词土壤P266土壤质地P271土壤活跃组分P272土壤酸度及其酸度组成P275盐基饱和度P274简答题影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素P280-282耗氧有机污染物的微生物降解P320-326（讲述糖、脂类、蛋白质降解过程）苯的微生物降解P336-337（种云霄老师）有机氯农药特点P295影响农药在土壤中的扩散因素P288土壤作用P255土壤固液相组成百分比P266第六章一、汞水俣病的致病过程和形成过程（简答题）P393在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞、和丙基汞三种烷基汞为水俣病的致病性物质。P394甲基汞脱甲基化与汞离子还原：P395CH3Hg++2H→Hg+CH4+H+HgCl2+2H→Hg+2HCl对甲基汞最敏感的人中毒的阈值：发汞50ug/g血汞0.2ug/ml红细胞0.4ug/gP396\n二、镉镉在环境中易形成各种配合物或螯合物P397镉污染的特点是价态总是保持在+2价P397镉的毒害性：P398许多植物如水稻、小麦等对镉的富集能力很强，使镉及其化合物能通过食物链进入人体，另外饮用镉含量高的水，也是导致镉中毒的一个重要途径。镉对骨质的破坏作用在于它阻碍了钙的吸收，导致骨质松软。镉对肾脏的损害作用主要是由于其蓄积在肾表皮中导致输尿管排除蛋白尿。硒对镉的毒性有一定的拮抗作用三、铬三价铬是人体必须的微量元素。但六价铬又对人体有严重的毒害作用，吸入可引起急性支气管炎和哮喘；入口则可刺激合腐蚀消化道，引起恶心、呕吐、胃烧痛、腹泻、便血、肾脏损害，严重时会导致休克昏迷。P399在强碱性介质中，遇有氧化性物质，三价铬会向六价铬转化；而在酸性条件下，六价铬可以被水体中的二价铁，硫化物和其他还原性物质还原为三价铬。P400四、砷土壤固定砷的能力与土壤中游离氧化铁的含量有关，随着氧化铁的含量增加，砷的吸附量增加。Fe（OH）3对砷的吸附能力约为AlOH）3的两倍。P401三价无机砷的毒性高于五价砷。P403持久性有机污染物（概念）P403持久性有机污染物POPs是指通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。多氯联苯（简答题）P410结构、性质主要转化途径是化学分解和生物转化P412唯一处理方法是焚烧P414多环芳烃\n来源与分布：P420天然来源、人为来源在环境中的迁移和转化P424表面活性剂结构和性质：表面活性剂分子大小对其性质的影响P430表面活性剂的讲解P431第七章化学氧化技术常用于修复的化学氧化剂包括高锰酸钾、臭氧、过氧化氢合Fenton试剂等P452一名词解释（4个，每题3分）环境污染与环境问题区别和联系P1-3环境化学及其研究内容P4-5环境污染物：P11“三致”化学污染物：P13一次污染物和二次污染物P21辐射逆温P47-48温室效应P120自由基P57天然水的组成和八大离子P147-148生产率P151总碱度和总酸度的表达式P154-155逐级稳定常数和累积稳定常数P206水体富营养化：P169倒数第二段专属吸附：P172倒数第一段土壤P266土壤质地P271土壤活跃组分P272土壤酸度及其酸度组成P275盐基饱和度P274持久性有机污染物P403二计算题主要参考第三章作业题和例题，有课后习题答案，一份老师给的和一份网上找的资料，每题12~13分，原题不太可能出，或许会变动数据或反应类型三简答or论述题（简答题数至少大于4道题，很有可能6题，加上论述1题，共7道题，简答每题5~6分，论述题10~12分，红色字体为老师当时上课时说简答题会出的）1举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程提纲22简述环境污染物在环境各圈层的迁移转化过程P14-163根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？提纲24简述影响大气污染物迁移的因素P545影响酸雨形成因素P117\n6沉积物中重金属的释放影响因素和过程P178-179注意诱发因素和过程联系7无机氮化物的氧化还原转化过程P201-2028有毒污染物的归趋模型或其水中迁移转化过程P244-245注意总结过程9无机氮化物中的亚硝酸根离子为什么在水中存在的范围很窄10影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素P280-282注意阐述影响因素11影响农药在土壤中扩散的因素P28812有机磷农药生物降解过程和非生物降解过程P300-30213耗氧有机污染物的微生物降解P320-326（讲述糖、脂类、蛋白质降解过程）14水俣病的致病过程和形成过程P393注意从来源—吸附沉降过程—甲基化过程—存在形态—进入食物链（微生物—鱼—人）阐述15镉污染的特点P39716砷在环境中的迁移转化P401-40317多氯联苯的性质结构特点及其主要转化途径P411-41418多环芳烃在环境中迁移转化P424-426注意阐述总结过程19化学氧化技术中过氧化氢及Fenton氧化技术的原理及其优点P457