學科發(fā)展規(guī)劃ppt課件

1、習 題 課 上海交通大學環(huán)境科學與工程學院 程金平 . 例 1 ： 吳涇某化工廠的含汞廢水經(jīng)化學處置后排入黃浦江中，排污口附近水中汞的含量為0.40.5 mg/L，而在下流500 m處汞的含量只需34g/L，試分析緣由？. (1)含汞廢水的稀釋、分散； 2水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用 ： 無機膠體： 次生黏土礦物；鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物； 有機膠體：蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)。 3氧化復原轉(zhuǎn)化：各價態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化； 4溶解和沉淀反響 ： 汞與水中的陰離子生成HgCO3、HgSO4、Hg(OH)2等難溶物； (5)配合反響 :無機配體：OH- Cl- CO32- HCO3- F- S2- 有機配體

2、:氨基酸、糖、腐殖酸 生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA 、農(nóng)藥等 (6)生物甲基化作用 . 7生物富集作用所以自工廠排放出來的汞主要集中在排污口附近的底泥中，有能夠成為次生污染源。原 因：. (1)含汞廢水的稀釋、分散；橫向縱向.2水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用 ：無機膠體黏土礦物對重金屬的吸附A：.2水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用 ：無機膠體黏土礦物對重金屬的吸附B 另一種機理是重金屬離子先水解，然 后奪取黏土礦物微粒外表的羥基，構(gòu)成羥基配合物而被吸附： Me2+ + n H2O = Me(OH)n(2-n)+ n H+ AOH + Me(OH)n(2-n)+= AMe(OH

3、)n+1(1-n)+ .2水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用 ：無機膠體水合金屬氧化物對重金屬離子的吸附普通以為，水合金屬氧化物對重金屬離子的吸附過程是重金屬離子在這些顆粒外表發(fā)生配位化合過程，可用下式表示：nAOH + Men+= (AO)n Me + n H+式中代表微粒外表，A代表微粒外表的鐵、鋁、硅或錳，Men+為重金屬離子，箭頭代表配位鍵。 .2水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用 ：有機膠體腐殖質(zhì)(Hum)微粒對重金屬離子的吸附，主要是經(jīng)過它對金屬離子的螯協(xié)作用和離子交換作用來實現(xiàn)。腐殖質(zhì)分子中含有羧基(-COOH)、羥基(-OH)、羰基(C=O)及氨基(NH2)。在一定條件下這些基團可

4、以質(zhì)子化，故能與重金屬起交換吸附作用。腐殖質(zhì)的離子交換機理可用右式表示：腐殖質(zhì)對重金屬離子的吸附.3氧化復原轉(zhuǎn)化：各價態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化；汞形狀分為：金屬汞 無機結(jié)合汞 有機結(jié)合汞無機汞：HgS HgO HgCO3 HgSO4 HgCl2 Hg(NO3)2 有機汞：甲基汞 腐殖酸結(jié)合態(tài)汞 有機汞農(nóng)藥 醋酸苯汞 水環(huán)境的Eh PH 決議著汞的存在形狀，三價態(tài)相互之間的轉(zhuǎn)化反響為： 氧化作用：Hg0-Hg22+Hg2+ 復原作用： Hg22+Hg2+Hg0 微生物作用：Hg2+Hg0.4溶解和沉淀反響 ：天然水體中的主要陰離子有HCO3-、Cl-、SO42-及少量NO-離子，在厭氧條件下還能夠有H2

5、S、HS-、S2-存在。汞與水中的陰離子生成HgCO3、HgSO4、HgS、Hg(OH)2等難溶物；.(5)配合反響 :天然水體中無機配體：OH- Cl- CO32- HCO3- F- S2- 有機配體：動植物組織的天然降解產(chǎn)物，如氨基酸、糖、腐殖酸 生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA 、農(nóng)藥等。Hg2+-OH-配離子的形狀分布.(6)生物甲基化作用 .7生物富集水體中的甲基汞可經(jīng)過食物鏈而富集于生物體內(nèi)。例如，藻類對甲基汞的富集系數(shù)可高達500010000倍。在甲基汞為ng/mL級的水中，水生生物能直接吸收甲基汞。. (1)含汞廢水的稀釋、分散； 2水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用

6、 ： 無機膠體： 次生黏土礦物；鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物； 有機膠體：蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)。 3氧化復原轉(zhuǎn)化：各價態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化； 4溶解和沉淀反響 ： 汞與水中的陰離子生成HgCO3、HgSO4、Hg(OH)2等難溶物； (5)配合反響 :無機配體：OH- Cl- CO32- HCO3- F- S2- 有機配體:氨基酸、糖、腐殖酸 生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA 、農(nóng)藥等 (6)生物甲基化作用 . 7生物富集作用所以自工廠排放出來的汞主要集中在排污口附近的底泥中，有能夠成為次生污染源。原 因：.2005年11月13日位于吉林省吉林市的中石油吉化公司雙苯廠爆炸后呵斥松花江水體污染。

7、為了確保哈爾濱市消費、生活用程度安，哈爾濱市政府決議于2005年11月23日零時起，封鎖松花江哈爾濱段取水口，停頓向市區(qū)供水，該取水口位于爆炸現(xiàn)場下游。11月24日國家環(huán)?？偩中荚撍w污染物主要為苯、苯胺和硝基苯，并確定為艱苦環(huán)境污染事件。試分析苯、苯胺和硝基苯在水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化途徑？例2 .途 徑：1 機械遷移2 分配作用 分配作用；吸附作用3 化學降解 氧化、水解、復原4 光化學降解 直接光解；敏化光解；氧化反響5 生物降解 6 揮發(fā)作用7 生物富集.例 3以下圖是洛杉磯市1965年7月19日一天之內(nèi)，某些污染物的實測含量變化情況，該天是晴朗天氣，橫坐標是時間，縱坐標是污染物的濃度。根據(jù)

8、以下圖分析改日發(fā)生的環(huán)境化學景象？并分析其機制。 .解 答：1 光化學煙霧事件；定義污染物特征機制12.1 光化學煙霧事件；定義光化學煙霧：汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在陽光中紫外線照射下發(fā)生光化學反響生成一些氧化性很強的O3、醛類、PAN、HNO3等二次污染物。人們把參與光化學反響過程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有氣體和顆粒物)所構(gòu)成的煙霧，稱為光化學煙霧。.2 污染物特征污染物的濃度變化與交通量和日照等氣候條件有親密聯(lián)絡(luò)。CO和NO的濃度最大值出如今上午7時左右，即一天中車輛來往最頻繁時辰，碳氫化合物的濃度也有類似的變化。值得指出

9、的是NO2的峰值要比NO、CO的峰值推遲3 h，而O3峰值推遲5 h出現(xiàn)，同時NO和CO的濃度隨之相應降低。闡明 NO2和O3并非一次污染物，而是日光照射下光化學作用產(chǎn)生的二次污染物。傍晚車輛雖然也較頻繁，但由于陽光太弱，NO2和O3值不出現(xiàn)明顯峰值，缺乏以發(fā)生光化學反響而生成煙霧。.3 機 制引發(fā)反響： NO2 + h NO+O O + O2 + M O3 + M NO + O3 NO2 + O2鏈傳送反響： RH +OH RO2+ H2O RCHO +OH RC(O)O2+ H2O RCHO + h RO2+ HO2+ CO HO2+ NO NO2 + OH RO2+ NO NO2 + RCHO + HO2 RC(O)O2+ NO NO2 + RO2 + CO2終止反響： OH + NO2 HNO3 RC(O)O2+ NO2 RC(O)O2NO2 RC(O)O2NO2 RC(O)O2+ NO2.例 題4 從地球與大氣能量平衡方面分析溫室效應產(chǎn)生的緣由。 .解 答：1 溫室效應定義2 太陽輻射3 大氣成分對太陽輻射的吸收4 地球與大氣的能量平衡 地球輻射；大氣逆輻射.例 5 優(yōu)先污染物：在眾多污染物中挑選出潛在危險大的作為優(yōu)先研討和控制的對象，稱為優(yōu)先污染物。例如 汞溫室氣體：引起溫室效應的氣體叫溫室氣體，主要