環(huán)境化學(xué)要點(diǎn)歸納及2014年試題_第1頁(yè)
環(huán)境化學(xué)要點(diǎn)歸納及2014年試題_第2頁(yè)
環(huán)境化學(xué)要點(diǎn)歸納及2014年試題_第3頁(yè)
環(huán)境化學(xué)要點(diǎn)歸納及2014年試題_第4頁(yè)
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1、中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院2010級(jí)環(huán)境化學(xué)知識(shí)要點(diǎn)歸納(注:用熒光黃標(biāo)示出來(lái)的內(nèi)容請(qǐng)師弟師妹們認(rèn)真看哦你們懂的!紅色為2012年試題,紫色為2014年試題)環(huán)境化學(xué):研究潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、行為、效應(yīng)(生態(tài)效應(yīng)、人體健康效應(yīng)及其它環(huán)境效應(yīng))以及減少或消除其產(chǎn)生的科學(xué)。環(huán)境化學(xué)研究?jī)?nèi)容:1、查明潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的存在;2、對(duì)潛在有害化學(xué)物質(zhì)溯本求源,查明潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中和不同環(huán)境介質(zhì)間的遷移轉(zhuǎn)化和歸宿;3、查明潛在有害化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人體健康發(fā)生作用的途徑、方式、程度和風(fēng)險(xiǎn);4、探索緩解或消除有害化學(xué)物質(zhì)已造成的影響或防止可能造成的影響的方法和途徑。環(huán)境化學(xué)

2、研究趨勢(shì):1、開(kāi)展對(duì)主要元素,尤其是生命必需元素的生物地球化學(xué)循環(huán)和主要循環(huán)之間的相互作用,人類活動(dòng)對(duì)循環(huán)產(chǎn)生的干擾和影響,以及對(duì)循環(huán)有重大影響的因素的研究;2、重視化學(xué)品安全評(píng)價(jià);3、全球變化研究,涉及臭氧層耗損、全球變暖、海平面上升等次級(jí)環(huán)境效應(yīng)或更高級(jí)環(huán)境效應(yīng)研究;4、污染控制化學(xué)研究,“污染預(yù)防”、“清潔生產(chǎn)”、“零排入”。生物地球化學(xué)循環(huán):在地球表層生物圈中,生物有機(jī)體經(jīng)由生命活動(dòng),從其生存環(huán)境的介質(zhì)中吸取元素及其化合物(常稱礦物質(zhì)),通過(guò)生物化學(xué)作用轉(zhuǎn)化為生命物質(zhì),同時(shí)排泄部分物質(zhì)返回環(huán)境,并在其死亡之后又被分解成為元素或化合物(亦稱礦物質(zhì))返回環(huán)境介質(zhì)中。這一循環(huán)往復(fù)的過(guò)程。地球

3、化學(xué)循環(huán):地球表面和地球內(nèi)部各種元素在不同物理化學(xué)條件下周期性變化的化學(xué)過(guò)程。環(huán)境:與體系有關(guān)的周圍客觀事物的總和。體系指被研究的對(duì)象,即中心事物。構(gòu)成環(huán)境的四個(gè)自然圈層包括土壤圈、巖石圈、大氣圈和水圈。自然環(huán)境:人類賴以生存、生活和生產(chǎn)所必需的自然條件和自然資源的總稱。直接或間接影響到人類的一切自然形成的物質(zhì)、能量和自然現(xiàn)象的總體,簡(jiǎn)稱為環(huán)境。自然環(huán)境由地球環(huán)境和外圍空間環(huán)境組成。社會(huì)環(huán)境:人類社會(huì)制度等上層建筑條件,包括社會(huì)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)以及同各種社會(huì)制度相適應(yīng)的政治、經(jīng)濟(jì)、法律、宗教、藝術(shù)、哲學(xué)的觀念與機(jī)構(gòu)等。環(huán)境要素(環(huán)境基質(zhì)):構(gòu)成人類環(huán)境整體的各個(gè)獨(dú)立的、性質(zhì)不同的而又服從整

4、體演化規(guī)律的基本物質(zhì)組分。包括自然環(huán)境要素和人工環(huán)境要素。環(huán)境問(wèn)題:作為中心事物的人類與作為周圍事物的環(huán)境之間的矛盾。環(huán)境破壞:又稱生態(tài)破壞,是指人類的社會(huì)活動(dòng)產(chǎn)生的有關(guān)環(huán)境效應(yīng)導(dǎo)致環(huán)境結(jié)構(gòu)域功能的變化,對(duì)人類的生存與發(fā)展產(chǎn)生不利影響。環(huán)境污染:有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境,在環(huán)境中擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化,使環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化,對(duì)人類或其他生物的正常生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。環(huán)境污染物:(進(jìn)入環(huán)境后)使環(huán)境的正常組成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接變化的物質(zhì)。主要由人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)產(chǎn)生。優(yōu)先控制污染物:USEPA基于有毒化學(xué)物的毒性、自然降解的可能性及在水體中出現(xiàn)的概率等因素,從7萬(wàn)余種有機(jī)化學(xué)物中

5、篩選出65類,129種優(yōu)先控制的污染物名單。污染物質(zhì)在環(huán)境中的三大轉(zhuǎn)化途徑:化學(xué)轉(zhuǎn)化、光化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物轉(zhuǎn)化。環(huán)境效應(yīng):自然過(guò)程或人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染和破壞,從而導(dǎo)致環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。按環(huán)境變化的性質(zhì),可劃分為環(huán)境物理效應(yīng)(由物理作用引起,如噪聲、地面沉降、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng))、環(huán)境化學(xué)效應(yīng)(在各種環(huán)境因素影響下,物之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng),如土壤酸堿化、湖泊酸化、地下水硬度升高、光化學(xué)煙霧)和環(huán)境生物效應(yīng)(環(huán)境因素變化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異而產(chǎn)生的后果,如干旱、風(fēng)沙、畸形和癌癥)。環(huán)境質(zhì)量:在一個(gè)具體的環(huán)境內(nèi),環(huán)境的總體或環(huán)境的某些要素,對(duì)人群的生存和繁衍以及經(jīng)濟(jì)發(fā)

6、展的適宜程度,反映人群具體要求而形成的對(duì)環(huán)境評(píng)定的一種概念。環(huán)境干擾:人類活動(dòng)所排出的能量進(jìn)入環(huán)境,達(dá)到一定的程度,產(chǎn)生對(duì)人類不良影響的現(xiàn)象。如噪聲,振動(dòng),電磁波干擾,熱干擾。環(huán)境學(xué):研究環(huán)境結(jié)構(gòu)與狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律及其與人類社會(huì)活動(dòng)之間的關(guān)系,研究人類社會(huì)與環(huán)境之間協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展的規(guī)律和具體途徑的科學(xué)。環(huán)境本底值(環(huán)境背景值):環(huán)境要素在未受污染影響的情況下,其化學(xué)元素的正常含量以及環(huán)境中能量分布的正常值。可恢復(fù)性毒害:生物體經(jīng)治療或休養(yǎng),毒害作用隨時(shí)間消逝,生理狀態(tài)恢復(fù)正常。不可恢復(fù)性毒害:毒害作用不隨時(shí)間消逝的永久性傷害。與傷害程度、時(shí)間以及作用部位有關(guān)。系統(tǒng)性毒性:毒性物質(zhì)進(jìn)入生物

7、體后,因?yàn)轶w內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的輸送,可能使產(chǎn)生作用的部位與最初接觸毒物的部位不同。局域性毒性:發(fā)生毒害作用的部位與接觸點(diǎn)相符。暴露:化學(xué)物質(zhì)與生物體接觸,進(jìn)入體內(nèi)的過(guò)程。生物體暴露的途徑有吸入、食入、皮膚接觸與注射。生物體暴露的形式有急性(少于24h,以一次高劑量的暴露為主)、亞急性(少于1個(gè)月,多次暴露)、亞慢性(1-3個(gè)月,多次暴露)、慢性(多于3個(gè)月,多次暴露)。劑量:生物體單位體重所接受的物質(zhì)的量,等于物質(zhì)質(zhì)量/生物體體重,單位mg/kg。劑量是決定物質(zhì)是否對(duì)生物體產(chǎn)生作用的最重要因素。劑量-反應(yīng)關(guān)系曲線:以死亡率為縱軸、劑量為橫軸的關(guān)系圖,常呈S形狀。無(wú)作用值:在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中不會(huì)產(chǎn)生作用的最

8、高劑量。最低作用值:會(huì)產(chǎn)生作用的最低劑量。閾值:生物體可以接受某一劑量的毒性物質(zhì)而不至于產(chǎn)生毒性的限量值(即生物體接受高于此劑量的物質(zhì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生作用)。閾劑量:在長(zhǎng)期暴露毒物下,會(huì)引起機(jī)體受損害的最低劑量。半致死劑量值(LD50):在毒性試驗(yàn)中造成50%實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡所需要的劑量。ED:有效劑量。適用于所有反應(yīng),較常用于非毒害或有益的作用。TD:毒性劑量。產(chǎn)生毒性作用的劑量。藥物/毒物動(dòng)力學(xué):研究物質(zhì)進(jìn)入生物體內(nèi)所經(jīng)歷的過(guò)程。包括吸收、分布、排除(代謝)等作用。毒物的聯(lián)合作用:協(xié)同作用(兩種毒物單獨(dú)作用的死亡率分別為M1和M2,則其協(xié)同死亡率為M M1+M2)、相加作用(M= M1+M2)、獨(dú)立

9、作用(M= M1+M2-M1M2)、拮抗作用(M2)、拮抗作用(1+12)。水體自凈:受污染水體由于物理、化學(xué)、生物等方面的作用,水體污染物質(zhì)濃度降低的過(guò)程。包括物理過(guò)程(沉淀、稀釋、混合等)、化學(xué)/物理化學(xué)過(guò)程(氧化還原、分解化合、吸附凝聚等)、生物化學(xué)過(guò)程(同時(shí)發(fā)生/相互影響)。水體物理自凈:由稀釋、擴(kuò)散、混合、揮發(fā)和沉淀等物理作用,使水體污染物質(zhì)濃度降低的自凈過(guò)程。水體化學(xué)自凈:水體中的污染物質(zhì)通過(guò)氧化還原、酸堿反應(yīng)、分解合成、吸附凝聚(屬物理化學(xué)作用)等過(guò)程,使其存在形態(tài)發(fā)生變化及濃度降低的水體自凈過(guò)程。水體生物自凈:由于生物吸收、降解作用而使污染物濃度降低或消失的水體自凈過(guò)程。水環(huán)境

10、容量(水體自凈容量):水體的自凈能力是有限的,如果排入水體的污染物數(shù)量超過(guò)某一界限時(shí),將造成水體的永久性污染。此界限即為水環(huán)境容量。腐殖質(zhì):動(dòng)、植物殘?bào)w通過(guò)生物、非生物的降解、縮合等作用形成的天然弱陰性高分子電解質(zhì),是自然環(huán)境中廣泛存在的一類天然有機(jī)大分子物質(zhì)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有苯環(huán)、羧基、醇基和酚基。在較高pH(堿)或離子強(qiáng)度較低時(shí)趨向于溶解,在較低pH(酸)或較高濃度金屬陽(yáng)離子共存時(shí)趨向于沉淀或凝聚。腐殖酸:溶于稀堿液不溶于酸部分,分子量由數(shù)千到數(shù)萬(wàn)。富里酸:溶于酸又可溶于堿的部分,分子量由數(shù)百到數(shù)千。腐黑物:不能被酸和堿提取的部分。 天然水體中主要的膠體物質(zhì):黏土礦物、水合氧化物、腐殖質(zhì)。凝聚:

11、由電介質(zhì)促成的凝集。絮凝:由聚合物促成的聚集。黏土礦物:在原生礦物風(fēng)化過(guò)程中形成,其成分是鋁、硅酸鹽,具有片狀晶體構(gòu)造。膠體的特點(diǎn):巨大的比表面、表面能且?guī)щ姾?,能?qiáng)烈地吸附各種分子和離子。膠體的吸附作用是重金屬?gòu)乃修D(zhuǎn)入固相的主要途徑。水體中膠體顆粒的吸附作用類型:表面吸附、離子交換吸附、專屬吸附。表面吸附:吸附劑和吸附質(zhì)之間通過(guò)分子間力所產(chǎn)生的吸附,這種吸附源于膠體具有巨大的比表面和表面能。離子交換吸附(極性吸附):膠體對(duì)介質(zhì)中各種離子的吸附。水體中大部分膠體帶負(fù)電荷,在吸附過(guò)程中,膠體每吸附一部分陽(yáng)離子,同時(shí)也放出等摩爾電荷的其他陽(yáng)離子。這種現(xiàn)象的發(fā)生與膠體微粒帶電荷有關(guān),是一種物理化學(xué)

12、吸附。專屬吸附:除化學(xué)鍵的作用外,尚有加強(qiáng)的憎水鍵和范德華力的吸附作用。不但可使表面改變電荷,而且可使離子化合物吸附在同號(hào)電荷的表面上。化學(xué)吸附:吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)作用。由于化學(xué)鍵力引起的吸附。是一吸熱過(guò)程,具有選擇性。吸附只能形成單分子吸附層,吸附劑和吸附質(zhì)之間吸附作用較強(qiáng),難解吸。顆粒物中金屬離子的釋放:鹽濃度升高、氧化還原條件的變化、降低pH值、增加水中配合劑的含量。黏土礦物對(duì)重金屬的吸附:離子交換吸附機(jī)制、重金屬離子水解奪取礦物微粒表面羥基形成配合物。水合金屬氧化物對(duì)重金屬的吸附:重金屬離子在顆粒表面發(fā)生配位化合作用。腐殖質(zhì)對(duì)重金屬離子的吸附:螯合作用、離子交換作用。吸附量(G

13、):在一定條件下吸附達(dá)到平衡時(shí),單位質(zhì)量吸附劑所吸附的吸附物的量,表示吸附劑的吸附能力。吸附等溫線:在恒溫等條件下,吸附量與吸附物平衡濃度c的關(guān)系曲線。吸附等溫式:在恒溫等條件下,反映吸附量與吸附物平衡濃度c關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式。包括Freundlich等溫式(Q = k c 1/n,k為表示吸附強(qiáng)度的常數(shù),n介于01)和Langmuir等溫式Q = Q0 c/(A + c),式中 Q為吸附量,Q0為飽和吸附量,c為被吸附物的平衡濃度,A為半飽和吸附量時(shí)吸附物的平衡濃度。吸附速率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)吸附于吸附劑上的吸附物濃度。單位為mg/Lh。膠體顆粒凝聚方式:壓縮雙電層凝聚:由于水體中電解質(zhì)濃度增大而離

14、子強(qiáng)度升高,壓縮擴(kuò)散層,使顆粒相互吸引結(jié)合凝聚。專屬吸附凝聚:膠體顆粒專屬吸附異電的離子化合態(tài),降低表面電位,即產(chǎn)生電中和現(xiàn)象,使顆粒脫穩(wěn)而凝聚??沙霈F(xiàn)超荷狀況,使膠體顆粒改變電荷符號(hào)后,又趨于穩(wěn)定分散狀況。膠體相互凝聚:兩種電荷符號(hào)相反的膠體相互中和而凝聚,或者其中一種荷電很低而相互凝聚,都屬于異體凝聚。“邊對(duì)面”絮凝:粘土礦物顆粒形狀呈板狀,其板面帶負(fù)電而邊緣帶正電,粘土礦物邊與面之間可由靜電引力結(jié)合,但結(jié)合力較弱,具可逆性,可生成松散的絮凝體。同時(shí)存在“邊對(duì)邊”、“面對(duì)面”的結(jié)合,構(gòu)成水體中粘土顆粒自然絮凝。第二極小值絮凝:在一般情況下,位能綜合曲線上的第二極小值較微弱,不足以發(fā)生顆粒間

15、的結(jié)合,但若顆粒較粗或在某一維方向上較長(zhǎng),則可能產(chǎn)生較深的第二極小值,使顆粒相互聚集。第二極小值絮凝屬于較遠(yuǎn)距離的接觸,顆粒本身并未完全脫穩(wěn),因而比較松散,具有可逆性。聚合物黏結(jié)架橋絮凝:膠體微粒吸附高分子電解質(zhì)而凝聚,屬于專屬吸附類型,主要為異電中和作用。聚合物具有鏈狀分子,可以同時(shí)吸附在若干個(gè)膠體微粒上,在微粒之間架橋粘結(jié),使其聚集成團(tuán)。無(wú)機(jī)高分子的絮凝:無(wú)機(jī)高分子化合物的絮凝遠(yuǎn)低于有機(jī)高分子,除對(duì)膠體顆粒有專屬吸附電中和作用外,也可結(jié)合起來(lái)在較近距離起粘結(jié)架橋作用。絮團(tuán)卷掃絮凝:已發(fā)生凝聚或絮凝的聚集體絮團(tuán)物,在運(yùn)動(dòng)中以其巨大表面吸附卷帶膠體微粒,生成更大絮團(tuán),使體系失去穩(wěn)定而沉降。顆粒

16、層吸附絮凝:水溶液透過(guò)顆粒層過(guò)濾時(shí),由于顆粒表面的吸附作用,使水體中膠體顆粒相互接近而發(fā)生凝聚或絮凝。生物絮凝:藻類、細(xì)菌等微小生物在水中也具有膠體性質(zhì),帶電荷,可發(fā)生凝聚。pE-pH圖:pE除與氧化態(tài)和還原態(tài)濃度有關(guān)外,受體系pH影響,可用pE-pH 圖來(lái)表示,可顯示水體中各形態(tài)的穩(wěn)定范圍及邊界線。天然水的pE隨水中溶解氧的減少而降低,因而表層水呈氧化性環(huán)境,深層水及底泥呈還原性環(huán)境,同時(shí)天然水的pE隨其pH減小而增大。正常水中起決定電位作用的物質(zhì)是溶解氧,厭氧水體中決定電位的物質(zhì)是有機(jī)物。砷可能存在的形態(tài):H3AsO3、H2AsO3-、H3AsO4、H2AsO4-、HAsO42-,最主要的

17、是以H2AsO4-和HAsO42-五價(jià)形態(tài)存在。pH l2.5堿性水體,還可能存在AsO43-,甚至HAsO32-及AsO33-形態(tài)。 耗氧有機(jī)物:動(dòng)、植物殘?bào)w和生活污水及某些工業(yè)廢水中的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等易分解的有機(jī)物。有毒有害有機(jī)污染物:具有生物累積性和毒性的有機(jī)化合物,如多氯聯(lián)苯、農(nóng)藥和PAHs等。耗氧有機(jī)物和有毒有害污染物共稱為水體中的有機(jī)污染物。有機(jī)污染物一般通過(guò)吸附作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等過(guò)程進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化。有機(jī)污染物降解:較高分子量的有機(jī)物分解成較小分子量的物質(zhì),最后降解成簡(jiǎn)單化合物(如CO2和H2O)的過(guò)程。有機(jī)物的降解過(guò)程包括化學(xué)降解

18、、生物降解(最重要)和光化學(xué)降解。有機(jī)污染物化學(xué)降解:氧化(有機(jī)物分子加氧或脫氫)、還原(有機(jī)物分子加氫或脫氧)、水解。有機(jī)污染物生物化學(xué)降解:有機(jī)物在微生物的催化作用下發(fā)生降解的反應(yīng)??煞譃樗猓ㄔ谒饷傅淖饔孟屡c水發(fā)生的反應(yīng))、氧化(有機(jī)物在水體中的生物氧化降解,可被生物同化,提供生物碳源和能量;另一部分則被生物活動(dòng)所產(chǎn)生的酶催化分解)和還原(在厭氧條件下,由于微生物的作用發(fā)生脫氧加氫的反應(yīng))反應(yīng)。絕大多數(shù)有機(jī)物因此而分解成簡(jiǎn)單化合物。有機(jī)污染物光化學(xué)降解:有機(jī)物在紫外光或可見(jiàn)光作用下所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)??稍跉?、液、固相中進(jìn)行。好氧微生物:在氧氣存在下分解有機(jī)物的微生物。厭氧微生物:在缺氧條

19、件下分解有機(jī)物的微生物。水體中有機(jī)物的揮發(fā)作用:有機(jī)物質(zhì)從水體中溶解態(tài)轉(zhuǎn)入氣相的重要遷移過(guò)程。水體中有機(jī)物的揮發(fā)速率依賴于有機(jī)物的性質(zhì)和水體的特征。分配系數(shù)Kp:當(dāng)有機(jī)物濃度很低時(shí),有機(jī)物在水與顆粒物(沉積物或生物種群等)之間的分配,可用分配系數(shù)Kp來(lái)表示。Kp = Cs /Cw。式中Cs 、Cw分別為有機(jī)物在顆粒物中和水中的平衡質(zhì)量濃度。生物濃縮因子(BCF)KB:有機(jī)物在生物體內(nèi)濃度與水體中該有機(jī)物濃度之比。定義同生物濃縮系數(shù)(BCF)。標(biāo)化分配系數(shù):以有機(jī)碳為基礎(chǔ)表示的分配系數(shù),在類型各異組分復(fù)雜的沉積物或土壤之間表征吸著的常數(shù)。KOC = KP /wOC,式中wOC為水體沉積物或顆粒物

20、中有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。辛醇-水分配系數(shù)KOW:化學(xué)物質(zhì)在辛醇中質(zhì)量和在水中質(zhì)量的比例。預(yù)測(cè)性模式(機(jī)理型模式):根據(jù)毒害有機(jī)物未排入各式各樣水體之前預(yù)測(cè)其在水體環(huán)境中濃度的時(shí)空分布及通過(guò)各種遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程后的歸趨。表征化合物固有性質(zhì)的參數(shù),如:有機(jī)化合物的溶解度、蒸氣壓、辛醇-水分配系數(shù)、消光系數(shù)等;表征環(huán)境特征所測(cè)量的參數(shù),如:水流量、流速、pH值、水溫、風(fēng)速、細(xì)菌總數(shù)和光強(qiáng)等。有機(jī)污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程:負(fù)載過(guò)程(輸入過(guò)程)、形態(tài)過(guò)程、遷移過(guò)程、轉(zhuǎn)化過(guò)程、生物累積過(guò)程。負(fù)載過(guò)程:如污水排放、大氣沉降以及陸地徑流引入水體的過(guò)程。形態(tài)過(guò)程:如酸堿平衡(有機(jī)酸堿以中性態(tài)或離子態(tài)存在的分?jǐn)?shù))、吸

21、附作用(疏水有機(jī)物吸附在懸浮物上,由于懸浮物的遷移而影響它們以后的歸趨)。遷移過(guò)程:如沉淀-溶解作用(污染物的溶解度范圍可限制污染物在遷移、轉(zhuǎn)化過(guò)程中的可利用性或?qū)嵸|(zhì)上改變其遷移速率)、對(duì)流作用(水力流動(dòng)可遷移溶解的或者被懸浮物吸附的污染物進(jìn)入或排出特定的水生生態(tài)系統(tǒng))、揮發(fā)作用(有機(jī)污染物從水體進(jìn)入大氣而減少其在水中的濃度)、沉積作用(污染物被吸附沉積于水體底部或從底部沉積物中解吸,改變其在水中濃度)。轉(zhuǎn)化過(guò)程:如生物降解作用(微生物代謝污染物并在代謝過(guò)程中改變其毒性)、光解作用(污染物對(duì)光的吸收有可能導(dǎo)致對(duì)影響其毒性的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生)、水解作用(化合物與水作用通常生成較小、簡(jiǎn)單的有機(jī)產(chǎn)物)

22、、氧化還原作用(對(duì)于有機(jī)污染物中幾乎所有重要的氧化還原反應(yīng)都是由微生物催化的)。生物累積過(guò)程:如生物濃縮作用(通過(guò)可能手段如魚(yú)鰓的吸附作用,將有機(jī)污染物攝取至生物體)、生物放大作用(高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物以消耗攝取有機(jī)毒物進(jìn)入生物體的低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為食物,使生物體中有機(jī)毒物的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的提高而逐步增大)。土壤圈:土壤是自然環(huán)境要素的重要組成之一,處于巖石圈最外一層的疏松部分,具有支持植物和微生物生長(zhǎng)繁殖的能力,被稱為土壤圈。土壤圈處于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈之間的過(guò)渡地帶,是聯(lián)系有機(jī)界和無(wú)機(jī)界的中心環(huán)節(jié)。土壤是獨(dú)立的歷史自然體,有其自身的生成發(fā)展過(guò)程。但在其發(fā)展過(guò)程中,又受人類勞動(dòng)深刻的影響,土壤是

23、生物、氣候、母巖、地形、時(shí)間和人類生產(chǎn)活動(dòng)等成土因素綜合作用下的產(chǎn)物。土壤的組成:土壤由固、液、氣相物質(zhì)組成,固相指土壤礦物質(zhì)(原生礦物和次生礦物質(zhì))和土壤有機(jī)質(zhì)(主要來(lái)源分為非腐殖物質(zhì)、腐殖質(zhì)),兩者占土壤總量的9095%。液相指土壤水分及其可溶物,兩者合稱為土壤溶液。氣相指土壤空氣。土壤中有數(shù)量眾多的細(xì)菌和微生物,一般作為土壤有機(jī)物,視為土壤固相物質(zhì),因此,土壤是一個(gè)以固相為主的非均質(zhì)多相體。土壤的顯著特點(diǎn)是具有隱蔽性、潛在性和不可逆性。土壤環(huán)境機(jī)能:培育植物、推動(dòng)物質(zhì)循環(huán)、保存水資源、防止災(zāi)害(洪水,荒漠化)、自凈能力(具有極大比表面和催化活性,土壤中水、空氣、微生物等都能使污染物降解)

24、。土壤退化過(guò)程:風(fēng)和水侵蝕作用(土壤流失)、受納酸雨或過(guò)度使用氨氮肥料(土壤酸化)、灌溉水含過(guò)多鹽分或深度風(fēng)化作用(土壤鹽堿化)、干旱(土壤板結(jié)、龜裂、結(jié)構(gòu)單元破壞,甚至荒漠化)、水澇(營(yíng)養(yǎng)物浸出、流失)、污染(土壤有毒物質(zhì)積累)。土壤剖面之覆蓋層A0:根據(jù)枯枝落葉的腐爛分解情況,可進(jìn)一步分AOO層(未曾分解的枯枝落葉層)和AO層(半分解的枯枝落葉層,有機(jī)殘?bào)w已經(jīng)部分分解,并有少量腐殖質(zhì)積累,肉眼已難辨別原來(lái)有機(jī)殘?bào)w的形態(tài))兩個(gè)亞層。土壤剖面之淋溶層A:淋溶層中生物(包括高等植物、微生物和動(dòng)物)活動(dòng)最為強(qiáng)烈,進(jìn)行有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累作用,形成一個(gè)顏色較暗,具有粒狀和團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)的層次,可分為A1(

25、腐殖質(zhì)層,接近地表處所形成的礦質(zhì)土層,以腐殖質(zhì)的積累為主要特征。腐殖質(zhì)包裹著土?;蛲翂K,使該層顏色常較下層土層深暗)、A2(灰化層,受強(qiáng)烈的淋溶,易溶物質(zhì)淋失,難溶物質(zhì)如鐵或鋁以及粘粒等也發(fā)生下移,滯留最難移動(dòng)、抗風(fēng)化最強(qiáng)的石英)、A3(過(guò)渡層,主要性質(zhì)與A層相同,又具有B層某些性質(zhì))亞層,即通稱為“表土”。土壤剖面之淀積層B:沉積自上層淋溶下來(lái)的有機(jī)物、鹽類和黏土顆粒類物質(zhì),質(zhì)地常粘重,具有柱狀或棱柱狀結(jié)構(gòu),比較緊實(shí),顏色一般為棕色或紅棕色。B層可分為B1(向A層過(guò)渡層,多似B層)、B2(棕色至紅棕色的沉積層)和B3(向C層過(guò)渡層)等3亞層。土壤剖面之母質(zhì)層C:巖石風(fēng)化物的殘積物或運(yùn)積物,未

26、受成土作用的影響??赡艹霈F(xiàn)Cc(CaCO3聚積層)、Cs(CaSO4聚積層)和CT(潛育層,又名灰黏層)等特殊層次。土壤剖面之基巖D:未風(fēng)化。土壤礦物質(zhì):土壤主要組成部分之一,一般占土壤固體物質(zhì)總重量的90%以上,主要來(lái)源于成土母質(zhì)(主要是由成土母質(zhì)繼承和演變而來(lái))。原生礦物:巖石受到程度不同的物理風(fēng)化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化的碎屑物,其原來(lái)的化學(xué)組成和結(jié)晶構(gòu)造都沒(méi)有改變。土壤中原生礦物種類和含量隨母質(zhì)類型、風(fēng)化強(qiáng)度和成土過(guò)程不同而存在差異。土壤中最主要的原生礦物包括硅酸鹽類礦物、氧化物類礦物、硫化物類礦物和磷酸鹽類礦物。次生礦物:由原生礦物經(jīng)風(fēng)化后重新形成的新礦物,其化學(xué)組成和構(gòu)造都有所改變而不同于原

27、來(lái)的原生礦物。土壤中的次生礦物顆粒小,具有膠體的性質(zhì)。土壤中次生礦物的種類多,通常分為簡(jiǎn)單鹽類、三氧化物類和次生鋁硅酸鹽類。土壤中的水分:吸著水(由于土粒表面有很強(qiáng)的粘附力,土壤顆粒吸附著數(shù)層水分子,不移動(dòng),最內(nèi)層的水分子呈結(jié)晶狀態(tài),對(duì)植物無(wú)效)和內(nèi)聚水(又叫毛管水,與吸著水相比較,具較高的能量水平,較易移動(dòng))。土壤中的水膜(包括吸著水和內(nèi)聚水)大約有1520水分子膜厚,靠外側(cè)的三分之二的水膜,構(gòu)成植物生長(zhǎng)的主要水源。土壤中的空氣:土壤孔隙存在的氣體混合物,以O(shè)2、N2、CO2及水汽等為主要成分;土壤進(jìn)行生物化學(xué)作用產(chǎn)生的氣體(如H2S、NH3、NO2、CO等); 醇類、酸類以及其它揮發(fā)性物質(zhì)

28、(通過(guò)揮發(fā)作用進(jìn)入土壤)。土壤空氣與大氣的差異性:土壤空氣不連續(xù)性;土壤空氣水量高;土壤空氣CO2含量高。粒組(粒級(jí)):土壤礦物質(zhì)以大小不同的顆粒狀態(tài)存在,按粒徑的大小將土粒分為若干組,同組土粒的成分和性質(zhì)基本一致,組間則有明顯差異。土壤質(zhì)地(土壤機(jī)械組成):由不同的粒級(jí)混合在一起所表現(xiàn)的土壤粗細(xì)狀況。土壤質(zhì)地分類是以土壤中各粒級(jí)含量的相對(duì)百分比為標(biāo)準(zhǔn)。土壤質(zhì)地在一定程度上反映土壤礦物組成和化學(xué)組成,同時(shí)土壤顆粒大小與土壤的物理性質(zhì)有密切關(guān)系,并且影響土壤孔隙狀況。對(duì)土壤水分、空氣、熱量的運(yùn)動(dòng)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化均有影響。土壤膠體性質(zhì):吸附性(巨大的比表面和表面能);雙電層結(jié)構(gòu)(內(nèi)部微粒核一般帶負(fù)電,又

29、稱決定電位層,其外部由于電性吸引而形成一正離子層,又稱反離子層,合稱雙電層);凝聚性(為減少表面能,膠體具有互相吸引、凝聚的趨勢(shì))。離子交換(代換):在土壤膠體雙電層的擴(kuò)散層中,補(bǔ)償離子可以和溶液中相同電荷的離子以離子價(jià)為依據(jù)作等價(jià)交換。包括陽(yáng)離子交換吸附作用(帶負(fù)電荷的膠體吸附的陽(yáng)離子與溶液中陽(yáng)離子的交換作用)和陰離子交換吸附作用(帶正電荷的膠體吸附的陰離子與溶液中陰離子的交換作用)。鹽基飽和土壤:當(dāng)土壤膠體上吸附的陽(yáng)離子均為鹽基離子,且已達(dá)到吸附飽和時(shí)的土壤。鹽基不飽和土壤:土壤膠體上吸附的陽(yáng)離子一部分為致酸離子的土壤。土壤鹽基飽和度:在土壤交換性陽(yáng)離子中鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù)。與土壤母質(zhì)和氣候等因素有關(guān)。土壤酸度:活性酸度或有效酸度(土壤中H+濃度的直接反映,通常用pH表示)、潛性酸度(只有鹽基不飽和土壤才有,來(lái)源于土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+,吸附狀態(tài)不顯酸性)。潛性酸度又分為代換性酸度(用過(guò)量中性鹽如NaCl或KCl溶液淋洗土壤,溶液中金屬離子與土壤中H+和A13+發(fā)生離子交換作用所表現(xiàn)的酸度)和水解性酸度(用弱酸強(qiáng)堿鹽如醋酸鈉淋洗土壤,溶液中金屬離子可以代換土壤膠體吸附的H+和A13+,同時(shí)生成某弱酸如醋酸)。水解性酸度一般比代換性酸度高。土壤堿化度:Na+離子飽和度。土壤溶液OH-來(lái)源于CO32-和HCO3-的堿金屬

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