環(huán)境化學(xué)復(fù)習(xí)資料

第一章緒論：環(huán)境化學(xué)基本內(nèi)容與綠色化學(xué)原理與應(yīng)用環(huán)境問題：全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境中出現(xiàn)不利于人類生存和發(fā)展的多種現(xiàn)象，稱為環(huán)境問題。環(huán)境化學(xué)（Environmentalchemistry）是研究化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中遷移、轉(zhuǎn)化、降解規(guī)律，研究化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的作用的學(xué)科，是環(huán)境科學(xué)中的重要分支學(xué)科之一。環(huán)境化學(xué)重要研究內(nèi)容：有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和措施。1、有害物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中存在的來源、濃度水平和形態(tài)；2、有害物質(zhì)在個別環(huán)境介質(zhì)中和不一樣介質(zhì)間的環(huán)境行為；3、有害物質(zhì)對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產(chǎn)生效應(yīng)的機(jī)制和風(fēng)險性；4、有害物質(zhì)已導(dǎo)致影響的緩和和消除以及防止產(chǎn)生危害的措施和途徑。發(fā)展歷史：孕育階段(1970年此前)形成階段(20世紀(jì)70年代)發(fā)展階段(20世紀(jì)80年代后)20世紀(jì)60年代：沒有認(rèn)識到生態(tài)破壞的問題.；環(huán)境問題=環(huán)境污染20世紀(jì)70年代：1972年聯(lián)合國，瑞典，斯德哥爾摩“人類環(huán)境會議”，將環(huán)境污染和生態(tài)破壞提高到同一高度看待；環(huán)境問題=環(huán)境污染+生態(tài)破壞+資源枯竭20世紀(jì)80年代：1987年，由挪威首相布倫特蘭夫人組建的“聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展委員會”刊登了《我們共同的未來》；可持續(xù)發(fā)展提出20世紀(jì)90年代：1992年，巴西，里約熱內(nèi)盧，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會，強(qiáng)調(diào)和正式確立了可持續(xù)發(fā)展的思想，并形成了現(xiàn)代的環(huán)境保護(hù)的主導(dǎo)意識?？沙掷m(xù)發(fā)展確立怎樣認(rèn)識現(xiàn)代環(huán)境問題的發(fā)展過程？環(huán)境問題不止限于環(huán)境污染，人們對現(xiàn)代環(huán)境問題的認(rèn)識有個由淺入深，逐漸完善的發(fā)展過程。a、在20世紀(jì)60年代人們把環(huán)境問題只當(dāng)成一種污染問題，認(rèn)為環(huán)境污染重要指都市和工農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的對大氣、水質(zhì)、土壤、固體廢棄物和噪聲污染。對土地沙化、熱帶森林破環(huán)和野生動物某些品種的瀕危滅絕等并未從戰(zhàn)略上重視，明顯沒有把環(huán)境污染與自然生態(tài)、社會原因聯(lián)絡(luò)起來。b、1972年刊登的《人類環(huán)境宣言》中明確指出環(huán)境問題不僅表目前水、氣、土壤等的污染已到達(dá)危險程度，并且表目前對生態(tài)的破壞和資源的枯竭；也宣布一部分環(huán)境問題源于貧窮，提出了發(fā)展中國家要在發(fā)展中處理環(huán)境問題。這是聯(lián)合國組織初次把環(huán)境問題與社會原因聯(lián)絡(luò)起來。然而，它并未從戰(zhàn)略高度指明防治環(huán)境問題的主線途徑，沒明確處理環(huán)境問題的責(zé)任，沒強(qiáng)調(diào)需要全球的共同行動。c、20世紀(jì)80年代人們對環(huán)境的認(rèn)識有新的突破性發(fā)展，這一時期逐漸形成并提出了持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，指明了處理環(huán)境問題的主線途徑。d、進(jìn)入20世紀(jì)90年代，人們鞏固和發(fā)展了持續(xù)發(fā)展思想，形成現(xiàn)代主導(dǎo)的環(huán)境意識。通過了《里約環(huán)境與發(fā)展宣言》、《二十一世紀(jì)議程》等重要文獻(xiàn)。它促使環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展，以實現(xiàn)人類的持續(xù)發(fā)展作為全球的行動大綱。這是本世紀(jì)人類社會的又一重大轉(zhuǎn)折點，樹立了人類環(huán)境與發(fā)展關(guān)系史上新的里程碑。你對于氧、碳、氮、磷、硫幾種經(jīng)典營養(yǎng)性元素循環(huán)的重要意義有何體會？（1）氧的循環(huán)：（2）碳的循環(huán)：（3）氮的循環(huán)（4）磷的循環(huán)（5）硫的循環(huán)（6）體會：氧、碳、氮、磷和硫等營養(yǎng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)是地球系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，它波及地層環(huán)境中物質(zhì)的互換、遷移和轉(zhuǎn)化過程，是地球運(yùn)動和生命過程的重要營力。根據(jù)環(huán)境化學(xué)的任務(wù)、內(nèi)容和特點以及其發(fā)展動向，你認(rèn)為怎樣才能學(xué)好環(huán)境化學(xué)這門課程？（1）環(huán)境化學(xué)的任務(wù)、內(nèi)容、特點：環(huán)境化學(xué)是在化學(xué)科學(xué)的老式理論和措施基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起的環(huán)境問題為研究對象，以處理環(huán)境問題為目的的一門新興學(xué)科。環(huán)境化學(xué)是一門研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和措施的科學(xué)。它既是環(huán)境科學(xué)的關(guān)鍵構(gòu)成部分，也是化學(xué)科學(xué)的一種新的重要分支。（2）環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動向：國際上較為重視元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物地球化學(xué)循環(huán)及其互相耦合的研究；重視化學(xué)品安全評價；重視臭氧層破壞、氣候變暖等全球變化問題。我國優(yōu)先考慮的環(huán)境問題中與環(huán)境化學(xué)親密有關(guān)的是：以有機(jī)物污染為主的水質(zhì)污染；以大氣顆粒物和二氧化硫為主的都市空氣污染；工業(yè)有毒有害廢棄物和都市垃圾對大氣、水和土地的污染等。（3）我對學(xué)好這門課的觀點：環(huán)境化學(xué)包括大氣、水體和土壤環(huán)境化學(xué)多種分支學(xué)科，研究有害化學(xué)物質(zhì)在大氣、水體和土壤環(huán)境中的來源、存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和措施。這就決定了環(huán)境化學(xué)研究中需要運(yùn)用現(xiàn)場研究、試驗室研究、試驗?zāi)M系統(tǒng)研究和計算機(jī)模擬研究相結(jié)合的系統(tǒng)研究措施，重要以化學(xué)措施為主，還要配以物理、生物、地學(xué)、氣象學(xué)等其他學(xué)科的措施。因此，規(guī)定研究人員具有較廣泛的各有關(guān)學(xué)科的理論知識和試驗動手能力。我們在平常學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)以開闊的視野，除了環(huán)境化學(xué)之外，廣泛涉獵各有關(guān)學(xué)科，并重視培養(yǎng)自己的試驗操作，如此才也許學(xué)好這門課。舉例簡述污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過程。以汞為例，闡明其在環(huán)境各圈層的遷移轉(zhuǎn)化過程，見下圖。汞在環(huán)境中的存在形態(tài)有金屬汞、無機(jī)汞化合物和有機(jī)汞化合物三種。在好氧或厭氧條件下，水體底質(zhì)中某些微生物能使二價無機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆?。甲基汞脂溶性大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，輕易被魚類等生物吸取，難以代謝消除，能在食物鏈中逐層放大。甲基汞可深入轉(zhuǎn)化為二甲基汞。二甲基汞難溶于水，有揮發(fā)性，易散逸到大氣中，輕易被光解為甲烷、乙烷和汞，故大氣中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水體（pH4～5）中，二甲基汞也可轉(zhuǎn)化為一甲基汞。環(huán)境化學(xué)分支學(xué)科：1、環(huán)境分析化學(xué)：環(huán)境分析化學(xué)是研究化學(xué)品的形態(tài)、價態(tài)、構(gòu)造、樣品前處理(超臨界流體萃取、固相萃取)和痕量分析的學(xué)科。環(huán)境分析化學(xué)的重要任務(wù)就是分析環(huán)境中詳細(xì)化學(xué)品的性質(zhì)和量。其研究領(lǐng)域包括環(huán)境有機(jī)分析化學(xué)、環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)、環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)的形態(tài)分析等。2、環(huán)境污染化學(xué)（各圈層的環(huán)境化學(xué)）：環(huán)境污染化學(xué)是研究有害物質(zhì)在環(huán)境中的變化，包括遷移轉(zhuǎn)化過程中的化學(xué)行為、反應(yīng)機(jī)理、積累和歸宿等方面的規(guī)律。其研究領(lǐng)域包括大氣環(huán)境化學(xué)、水環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)、復(fù)合污染物的多介質(zhì)環(huán)境行為等。3、污染（環(huán)境）生態(tài)化學(xué)：污染生態(tài)化學(xué)是研究化學(xué)污染物在生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生生態(tài)效應(yīng)的化學(xué)過程的科學(xué)。其研究領(lǐng)域包括化學(xué)污染物的生態(tài)毒理學(xué)研究、環(huán)境污染對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響、環(huán)境污染對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響、化學(xué)物質(zhì)的生態(tài)風(fēng)險評價等。4、污染控制化學(xué)：環(huán)境控制化學(xué)是研究與污染控制有關(guān)的機(jī)制與工藝技術(shù)中的化學(xué)基礎(chǔ)性問題。其研究領(lǐng)域包括大氣污染控制、水污染控制、固體廢物污染控制及資源化、綠色化學(xué)及清潔生產(chǎn)等。環(huán)境化學(xué)的特點：（1）以微觀研究宏觀：從原子、分子水平，研究宏觀環(huán)境圈層中環(huán)境現(xiàn)象和變化機(jī)制；（2）研究對象復(fù)雜：既有人為來源的也有天然來源的，處在環(huán)境開放體系內(nèi)，多種環(huán)境原因同步互相作用，其研究需要多學(xué)科的結(jié)合。（3）物質(zhì)水平低：mg/kg(ppm,10-6)、ug/kg(ppb,10-9)熱點問題：目前，國界上較為重視元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化學(xué)循環(huán)及其互相偶合的研究；重視化學(xué)品安全評價、臭氧層破壞、氣候變暖等全球變化問題。目前我國優(yōu)先考慮的環(huán)境問題中與環(huán)境化學(xué)親密有關(guān)的是：以有機(jī)物污染為主的水質(zhì)污染、以大氣顆粒物和二氧化硫為主的都市空氣污染；工業(yè)有毒有害廢物和都市垃圾對水體和土壤的污染。環(huán)境問題：全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境中出現(xiàn)不利于人類生存和發(fā)展的多種現(xiàn)象，稱為環(huán)境問題。原生環(huán)境問題：自然力引起，也稱第一類環(huán)境問題，火山噴發(fā)、地震、洪澇、干旱、臺風(fēng)、滑坡等。次生環(huán)境問題：人類生產(chǎn)、生活引起生態(tài)破壞和環(huán)境污染，反過來危及人類生存和發(fā)展的現(xiàn)象，也稱第二類環(huán)境問題。包括生態(tài)破壞問題和環(huán)境污染問題。目前的環(huán)境問題一般都是次生環(huán)境問題。環(huán)境污染物：進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常構(gòu)成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接有害于人類的變化的物質(zhì)稱為環(huán)境污染物。一次污染物(primarypollutant):由污染源直接排入環(huán)境中,其物理化學(xué)性質(zhì)未發(fā)生變化的污染物。二次污染物(secondarypollutant):排入環(huán)境中的一次污染物在其物理、化學(xué)性質(zhì)原因或生物的作用下發(fā)生變化或與環(huán)境中其他污染物發(fā)生反應(yīng)所形成的物理、化學(xué)性質(zhì)與一次污染物不一樣的新污染物?；瘜W(xué)污染物（chemicalpollutant):由于人為活動或人工制造的化學(xué)物質(zhì)（化學(xué)品）進(jìn)入環(huán)境后，導(dǎo)致污染作用的物質(zhì)。環(huán)境學(xué)或毒理學(xué)意義的重金屬：汞、鎘、鉛、鉻、鋅、銅、鈷、鎳、鋇、錫、銻等，從毒性角度一般將砷、鈹、鋰、硒、硼、鋁也包括在內(nèi)。重金屬形態(tài)（Speciation）研究意義：①鋁是人們家用餐具的材料，而鋁離子能穿過血腦屏障而進(jìn)入人的大腦組織，會引起癡呆等嚴(yán)重后果；②銅、鉛、鋅離子態(tài)的毒性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不小于絡(luò)合態(tài)，并且絡(luò)合物愈穩(wěn)定，其毒性愈低；③金屬有機(jī)態(tài)的毒性往往不小于無機(jī)態(tài)的毒性。④價態(tài)不一樣毒性也不一樣，鉻（VI）的毒性不小于鉻（III）；而亞砷酸鹽的毒性比砷酸鹽大60倍。⑤價態(tài)不一樣，其絡(luò)合能力及被土壤中腐殖酸固定程度也不一樣，對生態(tài)系統(tǒng)的威脅也隨之轉(zhuǎn)變。如鉛（II）的移動性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不不小于鉛（IV）。POPs（PersistentOrganicPollutants）“持久性有機(jī)污染物”。是一類具有長期殘留性、生物累積性、半揮發(fā)性和高毒性，并通過多種環(huán)境介質(zhì)（大氣、水、生物等）可以長距離遷移對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的天然的或人工合成的有機(jī)污染物。優(yōu)先污染物（prioritypollutant)：在眾多污染物中篩選出潛在危險性大的作為優(yōu)先研究和控制對象的污染物。優(yōu)先污染物特點：1、難以降解；2、在環(huán)境中有一定殘留水平；3、出現(xiàn)頻率高；4、具有生物積累性；5、屬于三致物質(zhì)；6、毒性較大以及現(xiàn)代已經(jīng)有檢出措施的。環(huán)境效應(yīng)（environmentaleffect):自然過程或人類的生產(chǎn)和生活活動會對環(huán)境導(dǎo)致污染和破壞，從而導(dǎo)致環(huán)境系統(tǒng)的構(gòu)造和功能發(fā)生的變化，稱為環(huán)境效應(yīng)。環(huán)境物理效應(yīng)是由物理作用引起的，例如噪聲，光污染，電磁輻射污染，地面沉降，熱島效應(yīng)，溫室效應(yīng)等。環(huán)境化學(xué)效應(yīng)：在多種環(huán)境原因影響下物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境效應(yīng)。如湖泊的酸化，土壤的鹽堿化、地下水硬度升高，局部地區(qū)發(fā)生光化學(xué)煙霧，有毒有害固體廢棄物的填埋導(dǎo)致地下水污染等。環(huán)境生物效應(yīng)：環(huán)境原因變化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異而產(chǎn)生的后果。大型水利工程也許破壞水生生物的回游途徑，從而影響它們的繁殖。大量工業(yè)廢水排入江、河、湖、海，對水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生毒性效應(yīng)，使魚類受害而減少甚至滅絕。污染物的遷移：污染物在環(huán)境中所發(fā)生的空間位移及其所引起的富集、分散和消失的過程。污染物的轉(zhuǎn)化：污染物在環(huán)境中通過物理、化學(xué)或生物的作用變化存在形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程。遷移形式：機(jī)械遷移、物理化學(xué)遷移、生物遷移轉(zhuǎn)化形式：物理轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物轉(zhuǎn)化污染物可通過蒸發(fā)、滲透、凝聚、吸附和放射性元素蛻變等物理過程實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，可通過光化學(xué)氧化、氧化還原、配位和螯合、水解等化學(xué)作用實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，也可以通過生物的吸取、代謝等生物作用實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。第二章大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)重要研究大氣環(huán)境中污染物質(zhì)的化學(xué)構(gòu)成、性質(zhì)、存在狀態(tài)等物理化學(xué)特性及其來源、分布、遷移、轉(zhuǎn)化、累積、消除等過程中的化學(xué)行為、反應(yīng)機(jī)制和變化規(guī)律，探討大氣污染對自然環(huán)境的影響等。源參數(shù)決定大氣污染程度的原因氣象條件通過影響大氣中污染物的遷移而影響局地大下墊面狀況氣環(huán)境污染狀況遷移：污染物由于空氣的運(yùn)動而使其傳播和分散的過程。原因：空氣的運(yùn)動：①水平運(yùn)動——風(fēng)②垂直運(yùn)動——對流動力源：溫度差異溫度層結(jié):垂直方向上的溫度分布，稱為大氣溫度層結(jié)。氣溫垂直遞減率（γ或Γ）：大氣垂直方向上每升高100米溫度的減少值。（℃／l00m）干絕熱垂直遞減（γd或Γd）：干空氣（氣團(tuán)）在絕熱升降過程中每變化單位高度（一般取100米）空氣（氣團(tuán)）自身溫度的變化值。γd或Γd：表達(dá)干空氣的熱力學(xué)性質(zhì)，是一種氣象常數(shù)，Γd=0.98℃／l00m。而Γ是實際環(huán)境氣溫隨高度的分布，因時因地而異。大氣溫度層結(jié)有四種類型：①氣溫隨高度遞減，Γ＞0，稱正常分布層結(jié)或遞減層結(jié);②Γ=Γd，稱為中性層結(jié);③Γ=0，氣溫不隨高度變化，稱等溫層結(jié);④Γ＜0,氣溫隨高度增長，稱逆溫層結(jié)大氣穩(wěn)定度：污染物在大氣中的遷移與大氣穩(wěn)定度有親密的關(guān)系，大氣穩(wěn)定度是指在垂直方上大氣穩(wěn)定的程度。假如一空氣塊由于某種原因受到外力的作用，產(chǎn)生了上升或下降運(yùn)動，但外力清除后，也許發(fā)生三種狀況：①氣塊減速并返回原位，則大氣穩(wěn)定;②繼續(xù)加速或下降，則不穩(wěn)定;③停止或作等速運(yùn)動，則中性。大氣穩(wěn)定度的判據(jù)：大氣穩(wěn)定度可根據(jù)氣溫垂直遞減率Γ和干絕熱垂直遞減率Γd來判斷Γ<Γd時，大氣處在穩(wěn)定平衡狀態(tài);Γ>Γd時，大氣處在不穩(wěn)定狀態(tài)；Γ=Γd時，大氣處在中性平衡狀態(tài)。Γ<Γd時,大氣非常穩(wěn)定，最不利于污染物擴(kuò)散，因此這種層結(jié)在大氣污染問題研究中尤其引人注目。逆溫：r＜0,即氣溫隨高度增長而增長的現(xiàn)象稱為逆溫。逆溫層：出現(xiàn)逆溫的大氣層稱為逆溫層。逆溫高度與逆溫強(qiáng)度：逆溫層的下限稱為逆溫高度，上下限的溫度差，稱逆溫強(qiáng)度。輻射逆溫：在晴朗無風(fēng)或小風(fēng)的夜晚，由于強(qiáng)烈的有效輻射，使地面和近地層大氣強(qiáng)烈冷卻降溫，上層降溫較慢而形成上暖下冷的逆溫現(xiàn)象。輻射逆溫產(chǎn)生特點：①是地面因強(qiáng)烈輻射而冷卻降溫所形成的②這種逆溫層多發(fā)生在距地面100-150m高度內(nèi)③最有助于輻射逆溫發(fā)展的條件是安靜而晴朗的夜晚④有風(fēng)和云都能減弱逆溫⑤風(fēng)速超過2-3m/s，逆溫就不易形成下沉逆溫：由于空氣下沉壓縮引起的增溫作用，使下沉運(yùn)動終止的高度上出現(xiàn)逆溫，一般多發(fā)生在高壓區(qū)。1)逆溫對大氣污染物擴(kuò)散的影響：逆溫層對空氣的垂直對流運(yùn)動的發(fā)展是巨大的障礙，如同蓋子，對污染物的擴(kuò)散起阻擋作用，故稱它為阻擋層。阻擋層的存在嚴(yán)重阻礙了地面帶有污染物的氣團(tuán)的上升運(yùn)動，使大氣污染物停滯在靠近地面的大氣層中，加劇大氣污染的程度。溫度層結(jié)決定大氣穩(wěn)定度，大氣穩(wěn)定度影響湍流強(qiáng)度，湍流強(qiáng)度影響污染物遷移。大氣穩(wěn)定度：①Γ>Γd，大氣不穩(wěn)定，利于遷移②Γ=Γd，大氣中性穩(wěn)定，介于兩者之間③Γ﹤Γd，大氣穩(wěn)定，不利于遷移④Γ﹤0，逆溫，大氣非常穩(wěn)定，十分不利于遷移，導(dǎo)致嚴(yán)重污染。風(fēng)-----空氣的水平運(yùn)動。污染系數(shù)=風(fēng)向頻率/該風(fēng)向的平均風(fēng)速輸送作用---污染物向下風(fēng)向輸送，風(fēng)向影響著污染物的遷移方向。稀釋作用---風(fēng)速大小決定著污染物的遷移和稀釋的速度，影響著污染物的輸送距離。風(fēng)向頻率---某方向的風(fēng)占整年各風(fēng)向總和的百分率。湍流-----大氣的無規(guī)則運(yùn)動。動力湍流（亂流）：也稱湍流，起因于有規(guī)律水平運(yùn)動的氣流碰到起伏不平的地形擾動所產(chǎn)生，它們重要取決于風(fēng)速梯度和地面粗糙等。熱力湍流（亂流）：也稱對流，起因于地表面溫度與地表面附近的溫度不均一，近地面空氣受熱膨脹而上升，隨之上面的冷空氣下降，從而形成垂直運(yùn)動。兩種形式的亂流長并存。湍流是大氣污染物擴(kuò)散的重要原因。最大混合層高度：氣塊上升過程中氣體溫度下降并最終到達(dá)與外界氣體溫度一致，當(dāng)受熱氣塊會上升至T′=T時，氣塊與周圍大氣到達(dá)中性平衡，氣塊停止上升，這個高度定義為對流混合層上限，或稱最大混合層高度。氣體污染物的擴(kuò)散很大程度取決于對流與混合的程度，垂直運(yùn)動程度越大，用于稀釋污染物的大氣容積量也就越大。風(fēng)湍流:風(fēng)可使污染物向下風(fēng)向擴(kuò)散，湍流可使污染物向各方向擴(kuò)散。風(fēng)速越大，湍流越強(qiáng)，污染物的擴(kuò)散速度就越快，污染物濃度就越低。風(fēng)和湍流是決定污染物在大氣中擴(kuò)散稀釋最直接最本質(zhì)的原因2)其他氣象原因?qū)ξ廴疚镞w移的影響天氣形勢的影響:天氣形勢是指大范圍氣壓分布的狀況。高壓控制：小風(fēng)速、穩(wěn)定層結(jié)（逆溫），不利于遷移天氣形勢低壓控制：風(fēng)速較大、大氣不穩(wěn)定、伴有降水，有助于遷移霧的影響：霧像一頂蓋子，不利于遷移，加劇空氣污染狀況。降水的影響：多種形式的降水，尤其是降雨，能有效地吸取、淋洗空氣中的多種污染物，減輕大氣污染程度。3)地理地勢對污染物遷移的影響（一）地形地物的影響地貌（地面自然物和建筑物）影響風(fēng)速和風(fēng)向故影響污染物的擴(kuò)散。山谷盆地，地形屏障影響，靜風(fēng)、小風(fēng)比重大，不利于大氣污染物的擴(kuò)散。都市中的高層建筑物，在局部地區(qū)產(chǎn)生渦流，不利于大氣污染的擴(kuò)散。（二）局地環(huán)流的影響（海陸風(fēng)的影響、山谷風(fēng)的影響、城郊風(fēng)的影響）地形地勢對大氣污染物的遷移和濃度分布有重要影響。地形地勢千差萬別，但對大氣物遷移擴(kuò)散的影響其本質(zhì)上都是通過變化局部地區(qū)（流場和溫度層結(jié)等）氣象條件來實現(xiàn)的。海陸風(fēng)的影響：由于陸地和海洋的熱力差異而引起。發(fā)生在海陸交界地界，以小時為周期的一種大氣局地環(huán)流。導(dǎo)致污染物在海陸之間反復(fù)運(yùn)移，影響擴(kuò)散。山谷風(fēng)的影響：山谷風(fēng)對污染物輸送有明顯的影響。吹山風(fēng)時排放的污染物向外流出，若不久轉(zhuǎn)為谷風(fēng)，被污染的空氣又被帶回谷內(nèi)。尤其是山谷風(fēng)交替時，風(fēng)向不穩(wěn)，時進(jìn)時出，反復(fù)循環(huán)，使空氣中污染物濃度不停增長，導(dǎo)致山谷中污染加重。城郊風(fēng)的影響：由都市溫度差引起的局地風(fēng)。由于都市溫度常常比郊區(qū)高，氣壓比郊區(qū)低，所形成的一種從周圍郊區(qū)吹向都市的局地風(fēng)。又稱都市熱島環(huán)流。熱島環(huán)流對擴(kuò)散的影響：使城區(qū)大氣中的污染物難以擴(kuò)散。大氣污染物的轉(zhuǎn)化是指污染物進(jìn)入大氣后，受其自身物理化學(xué)性質(zhì)的影響和大氣環(huán)境（溫、濕度、光）的影響在不一樣污染物之間以及污染物和空氣組分之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過程。它包括光化學(xué)過程和熱化學(xué)過程，有均相反應(yīng)和非均相反應(yīng)。自由基：任何包括一種未成對電子的原子、原子團(tuán)、分子或離子均稱之為自由基。一般是指由于共價鍵均裂而生成的帶有未成對電子的原子或原子團(tuán)。自由基特點：反應(yīng)性強(qiáng)、具有順磁性、壽命短自由基化學(xué)：研究自由基的產(chǎn)生、構(gòu)造及化學(xué)反應(yīng)性能的有機(jī)化學(xué)分支學(xué)科。自由基的產(chǎn)生措施：熱裂解法、光解法、氧化還原法、電解法和誘導(dǎo)分解等法在大氣化學(xué)中，有機(jī)化合物的光解是產(chǎn)生自由基的最重要的措施。許多物質(zhì)在合適波長的紫外線或可見光的照射下，都可以發(fā)生鍵的均裂，生成自由基。自由基的穩(wěn)定性：指自由基解離成更小碎片或通過鍵斷裂進(jìn)行重排的傾向。自由基的活性：一種自由基和其他物質(zhì)反應(yīng)的難易程度。在自由基的鏈反應(yīng)中自由基一般奪取一價原子。自由基與有機(jī)化合物的反應(yīng)，常常奪取H或鹵素不一樣自由基奪氫的活性不一樣：鹵原子奪氫的活性是F>Cl>Br烷烴的鹵代反應(yīng)中，不一樣位上被鹵原子攻打的相對活性不一樣：伯<仲<叔，取代活性增長分子中的官能團(tuán)可以增長自由基的活性1、自由基的反應(yīng)類型單分子自由基的反應(yīng)碎裂：自由基碎裂生成一種穩(wěn)定的分子和一種新的自由基。重排：發(fā)生在環(huán)狀體系中自由基-分子互相作用加成反應(yīng)：自由基對不飽和體系的加成，生成一種新的飽和自由基。取代反應(yīng)：自由基奪取其他分子的一價原子生成穩(wěn)定的化合物。自由基-自由基互相作用自由基二聚：兩個相似的自由基結(jié)合自由基偶聯(lián)：兩個不一樣的自由基結(jié)合2、自由基鏈反應(yīng)引起：體系中最弱共價鍵斷裂生成自由基增長：產(chǎn)生新的自由基，新自由基與反應(yīng)物作用生成產(chǎn)物并生成本來的自由基。終止：生成的自由基通過化合，重新生成穩(wěn)定的分子化合物。光化學(xué)反應(yīng)的概念：分子、原子、自由基或離子吸取光子而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)過程：化學(xué)物種吸取光量子后可產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的初級過程和次級過程。1）初級過程：化學(xué)物種吸取光子由基態(tài)形成激發(fā)態(tài)，以及激發(fā)態(tài)物種進(jìn)一步發(fā)生的多種過程。輻射躍遷：激發(fā)態(tài)物種通過輻射熒光或磷光而失活。無輻射躍遷：亦即碰撞失活過程。激發(fā)態(tài)物種通過與其他分子M碰撞，將能量傳遞給M，自身又回到基態(tài)。光離解：激發(fā)態(tài)物種離解成為兩個或兩個以上新物種。2）次級過程：初級過程中形成的產(chǎn)物與產(chǎn)物之間，或產(chǎn)物與其他物質(zhì)之間發(fā)生的反應(yīng)。光化學(xué)第一定律：光子的能量不小于化學(xué)鍵能時，且分子對某特定波長的光要有特性吸取光譜才能引起光離解反應(yīng)。光化學(xué)第二定律：分子吸取光的過程是單電子過程，該定律的基礎(chǔ)是電子激發(fā)態(tài)分子的壽命很短，≤10的-8次方秒，在這樣短的時間內(nèi)，輻射強(qiáng)度比較弱的狀況下，再吸取第二個光子的幾率很小?！鵓56自由基什么是光化學(xué)煙霧，解釋光化學(xué)煙霧各污染物的日變化曲線。具有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锏拇髿?，在陽光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧。NO和烴類的濃度最大值出現(xiàn)上午交通繁忙時，此時NO2的濃度很低，伴隨太陽輻射增強(qiáng)，NΟ2和Ο3的濃度迅速增長，醛的濃度也開始增長。闡明烴類在光化學(xué)煙霧形成過程中的作用。在光化學(xué)反應(yīng)中，自由基反應(yīng)占很重要的地位，自由基的引起反應(yīng)重要由ＮΟ2和醛光解而引起的，碳?xì)浠衔锏拇嬖谑亲杂苫D(zhuǎn)化和增殖的主線原因。論述光化學(xué)煙霧的形成（概念、形成條件、形成過程），寫出重要的反應(yīng)方程式。（1）污染源條件（大氣中有氮氧化合物和碳?xì)浠衔铮俟S排氣（以石油為燃料）②汽車排氣（2)氣象條件①強(qiáng)烈光照，低濕度、高溫天氣②低風(fēng)速、逆溫天氣（3）地理條件太陽天頂角θ≤60?的地區(qū)光化學(xué)煙霧的標(biāo)志性污染物是什么？簡述光化學(xué)煙霧的特性與危害。臭氧特性：臭氧濃度升高是光化學(xué)煙霧污染的標(biāo)志。煙霧呈淡藍(lán)色；具有強(qiáng)氧化性；大氣能見度減少。重要危害：(1)損害人和動物的健康(2)影響植物生長(3)影響材料質(zhì)量(4)減少大氣能見度簡述大氣中SO2氧化的幾種途徑。(一)SO2的氣相氧化1、SO2直接光氧化2、SO2被自由基氧化(二)SO2的液相氧化什么是硫酸煙霧型污染，闡明其形成條件與形成過程。硫酸煙霧型污染：又稱倫敦?zé)熿F，是由于燃煤而排放出來的SO2、顆粒物以及SO2氧化所形成的硫酸及硫酸顆粒物等的混合物所導(dǎo)致的大氣污染現(xiàn)象。硫酸煙霧的形成條件：大氣中有SO2和顆粒物。①污染源條件：燃煤的設(shè)備和場所②氣象條件：高濕低溫、日光較弱；逆溫、風(fēng)力不大在硫酸煙霧的形成過程中，SO2轉(zhuǎn)化成SO3的氧化反應(yīng)重要是霧滴中錳、鐵的催化作用而形成硫酸及硫酸鹽。什么是酸雨，確定酸雨pH界線的根據(jù)是什么？酸雨（AcidRain)：亦稱為酸性降水，是指pH值不不小于5.6的雨雪或其他形式的大氣降水（凍雨、雪、雹、露、霧、霜等)。酸性降水是指通過降水，如雨、雪、霧、冰雹等將大氣中的酸性物質(zhì)遷移到地面的過程。在未被污染的大氣中，可溶于水且含量比較高的酸性氣體是СΟ2，假如只把СΟ2作為影響天然降水pH的原因，根據(jù)СΟ2的全球大氣體積分?jǐn)?shù)330×10-6與純水的平衡，求的降水的pH背景值。降水中重要的陽離子和陰離子是什么？我國降水中關(guān)鍵性離子組分是什么？降水中重要的陽離子：Ca2+、NH4+、H+；陰離子：SO42－、NO3－、Cl－我國降水的關(guān)鍵性離子是SΟ42－、Ca2+、NH4+確定酸雨pH界線的根據(jù)是什么？pH為5.6作為判斷酸雨的界線。根據(jù)如下過程得出：在未污染大氣中，可溶于水且含量比較大的酸性氣體是CO2，因此只把CO2作為影響天然降水pH的原因，根據(jù)CO2的全球大氣濃度330ml/m3與純水的平衡：CO2(g)+H2OCO2+H2OCO2+H2OH++HCO3-HCO3-H++CO32-根據(jù)電中性原理：[H+]＝[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-]，將用KH、K1、K2、[H+]體現(xiàn)的式子代入，得：[H+]3–(KW+KHK1pCO2)[H+]–2KHK1K2pCO2＝0在一定溫度下，KW、KH、K1、K2、pCO2均有固定值，將這些已知數(shù)值帶入上式，計算成果是pH＝5.6。論述影響酸雨形成的原因。酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件：高溫、高濕、大量酸性氣體排放。大氣中氨的含量與酸性氣溶膠或雨水中的酸起中和作用，減少降水的酸度。顆粒物酸度及其緩沖能力天氣形勢的影響：利于擴(kuò)散的氣象條件不易形成酸雨。試論降酸雨的危害：1、危害水生生態(tài)系統(tǒng)2、酸雨使土壤酸化，危害農(nóng)業(yè)和林業(yè)3、腐蝕建筑物及建筑材料4、對人體健康的影響大氣顆粒物的來源：天然來源：地面揚(yáng)塵、海浪濺出的浪沫、火山灰、森林火災(zāi)、宇宙隕星塵埃、花粉、孢子等。人為來源：燃料燃燒煤煙、飛灰(FlyAsh)、氣態(tài)污染物等。生成機(jī)制：一次顆粒物：直接由污染源排放的。二次顆粒物：大氣中的某些污染組分之間或這些組分與大氣成分之間發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的顆粒物。大氣顆粒物的消除：①干沉降：是指顆粒物在重力作用下沉降，或與其他物體碰撞后發(fā)生的沉降。②濕沉降：雨除（對半徑不不小于1μm的顆粒物有效）、沖刷（對半徑4μm以上的顆粒物效率較高)簡述ＰΜ2.5的特點及危害：特點：較小的粒徑、巨大的比表面積、較大的危害性危害：影響人體健康、減少大氣能見度闡明烴類在光化學(xué)煙霧形成過程中的重要作用。光化學(xué)煙霧形成過程是由多種自由基參與的一系列反應(yīng)，NO2和醛的光解可引起O、H自由基的產(chǎn)生，而烴類RH的存在又是自由基轉(zhuǎn)化和增殖為數(shù)量大，種類多的主線原因。烴類在光化學(xué)煙霧形成過程中占有很重要的地位。RH+O→R+HORH+HO→R+H2OH+O2→HO2R+O2→RO2RCO+O2→RC(O)OO其中R為烷基、RO2為過氧烷基，RCO為酰基、RC(O)OO[RC(O)O2]為過氧?；?。通過如上途徑生成的HO2、RO2和RC(O)O2均可將NO氧化成NO2。什么是大氣顆粒物的三模態(tài)？怎樣識別多種粒子模？Whitby等人根據(jù)大氣顆粒物表面積與粒徑分布的關(guān)系得到了三種不一樣類型的粒度模。按這個模型，可把大氣顆粒物表到達(dá)三種模構(gòu)造，即愛根（Aitken）核模（Dp<0.05μm）、積聚模（0.05μm<Dp<2μm）和粗粒子模（Dp>2μm）。（1）愛根核模重要源于燃燒產(chǎn)生的一次顆粒物以及氣體分子通過化學(xué)反應(yīng)均相成核而生成的二次顆粒物。由于它們的粒徑小、數(shù)量多、表面積大而很不穩(wěn)定，易于互相碰撞結(jié)成大粒子而轉(zhuǎn)入積聚模。也可在大氣湍流擴(kuò)散過程中很快被其他物質(zhì)或地面吸取而清除。（2）積聚模重要由核模凝聚或通過熱蒸汽冷凝再凝聚長大。這些粒子多為二次污染物，其中硫酸鹽占80%以上。它們在大氣中不易由擴(kuò)散或碰撞而清除。積聚模與愛根核模的顆粒物合稱細(xì)粒子。（3）粗粒子模的粒子稱為粗粒子，多由機(jī)械過程所產(chǎn)生的揚(yáng)塵、液滴蒸發(fā)、海鹽濺沫、火山爆發(fā)和風(fēng)沙等一次顆粒物所構(gòu)成，因此它的構(gòu)成與地面土壤十分相近，重要靠干沉降和濕沉降過程而清除。第三章水環(huán)境化學(xué)水環(huán)境化學(xué)是環(huán)境化學(xué)的重要構(gòu)成部分，它研究化學(xué)污染物質(zhì)在天然水體中的存在形態(tài)、反應(yīng)機(jī)制、遷移轉(zhuǎn)化、歸趨的規(guī)律與化學(xué)行為及其對生態(tài)環(huán)境的影響。天然水的構(gòu)成和基本特性天然水naturalwater：構(gòu)成自然界地球表面多種形態(tài)的水相的總稱。一般具有可溶性物質(zhì)和懸浮物質(zhì)（包括懸浮物、黏土礦物及水生生物等），且是可溶性物質(zhì)（無機(jī)鹽離子，溶解的氣體，有機(jī)物）成分十分復(fù)雜的溶液。水中八大離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3－、NO3－、Cl－和SO42－為常見八種離子，占天然水離子總量的95%-99%。水的總含鹽量TDS=[Ca2++Mg2++Na++K+]+[HCO3－+Cl－+SO42－]氣體溶解度：在一定條件下，某氣體在水中的溶解到達(dá)平衡后來，一定量的水中溶解氣體的量，稱為該氣體在所指定條件下的溶解度。（易溶氣體的溶解度----g/100g難溶氣體的溶解度----mg/L）溶解氣體與Henry定律:溶解于水中的氣體與大氣中的氣體存在平衡關(guān)系，達(dá)平衡后氣體的溶解度符合亨利定律,即:一種氣體在液體中的溶解度正比于液體所接觸的該種氣體的分壓。氣體的大氣分壓PG與氣體的溶解度的比體現(xiàn)為常數(shù)關(guān)系，稱為Henry定律，該常數(shù)稱為Henry定律常數(shù)KH。[G(aq)]=KHPGKH－氣體在一定溫度下的亨利定理常數(shù)mol/（L.·Pa）PG－多種氣體的分壓(Pa)影響氣體溶解度的原因：①氣體自身性質(zhì)（相似相溶原理:極性氣體分子在水中的溶解度大,非極性氣體分子在水中的溶解度?。荒芘c水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體在水中的溶解度增大）②溫度：氣體在水中的溶解度隨水溫升高而減少。③含鹽量：當(dāng)溫度、壓力一定期，水中含鹽量增長,會使氣體在水中的溶解度減少。氧氣在大洋海水中的溶解度大概只有在淡水中的80-82%。④氣體分壓力：在溫度與含鹽量一定期，氣體在水中的溶解度隨氣體的分壓增長而增長。對于難溶氣體，氣體溶解度與其分壓成正比，這就是享利定律。溶解氧（DissolvedOxygen)：溶解在水中的分子態(tài)氧，重要來自于大氣復(fù)氧。水中溶解氧的濃度是表明水體污染程度的重要指標(biāo)之一。氧在水中的飽和溶解度可以用Henry定律來計算克拉伯龍—克勞修斯方程（Clausius-Clapeyron）：壓力一定的條件下，溫度對氧在水中溶解度的影響——Clausius-Clapeyron方程式來計算天然水中的CO2：水中CO2首先來自空氣中CO2在水中的溶解，由于二氧化碳在干燥空氣中占的比例很小，因此水中CO2的這個來源其實不是重要來源。水中CO2重要來源是生物的呼吸作用及有機(jī)物的分解產(chǎn)生。但計算空氣中CO2在天然水中的溶解度對酸雨pH背景值確實定有重要的意義。水生生物：水生生物可直接影響許多物質(zhì)的濃度，如影響DO的濃度。自養(yǎng)型生物——藻類：水體中重要的自養(yǎng)生物就是藻類，其合成（光合作用）和分解（呼吸作用）反應(yīng)式為：反應(yīng)式的化學(xué)計量關(guān)系以一種簡樸的方式反應(yīng)了利貝格最小值定律（Liebiglawoftheminimum):植物生長取決于外界提供應(yīng)它的所需養(yǎng)料中數(shù)量最小的一種。藻類數(shù)量的增多和種類的變化是水體富營養(yǎng)化最直觀的體現(xiàn)；調(diào)查成果顯示：80％的湖泊、水庫富營養(yǎng)化是受磷元素的制約，大概10％的湖泊、水庫富營養(yǎng)化與氮元素有關(guān)。異養(yǎng)型生物：異養(yǎng)生物運(yùn)用自養(yǎng)生物產(chǎn)生的有機(jī)物作為能源合成它自身生命的原始物質(zhì)。水體中重要的異養(yǎng)生物就是微生物(細(xì)菌、真菌等），它重要參與某些污染物的生物降解作用。生命級別高于藻類和細(xì)菌的水生生物如魚類，大多數(shù)水體中，它們所占的生物量比例很小，因此，它們對水化學(xué)影響不大。決定水體中生物的范圍和種類的關(guān)鍵物質(zhì)是氧，氧的缺乏使水生生物死亡，氧的存在殺死許多厭氧細(xì)菌，因此水中溶解氧的濃度(DO)是天然水體的重要參數(shù)。分派系數(shù)(Koc)：對于每一種有機(jī)化合物可得到與沉積物特性無關(guān)的一種Koc。因此，某一有機(jī)化合物，不管碰到何種類型沉積物(或土壤)，只要懂得其有機(jī)質(zhì)含量，便可求得對應(yīng)的分派系數(shù)。辛醇－水分派系數(shù)：一種物質(zhì)在正辛醇和水中溶解度的比率。用Ｋow來表達(dá)。高Ｋow的有機(jī)污染物大多分派到沉積物有機(jī)質(zhì)和生物脂肪中，水中含量較低。鹵代脂肪烴類水溶性高，低Ｋow，故其大多數(shù)分布在水中，在沉積物有機(jī)質(zhì)或生物脂肪中的含量一般較少。重金屬的存在形態(tài)與其生物可運(yùn)用性的關(guān)系。水溶態(tài)（易遷移，易吸取）：離子態(tài)、絡(luò)合態(tài)難溶態(tài)（不易遷移、不易被植物吸?。夯瘜W(xué)沉淀物、膠體吸附態(tài)生物濃縮因子：有機(jī)毒物在生物體內(nèi)濃度與水中該有機(jī)物濃度之比。定義為生物濃縮因子，用符號BCF或KB表達(dá)。水解速率：某些化學(xué)物質(zhì)會（如：碳酸根）與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使水(H2O)分解為一種氫離子（H+）和一種氫氧根離子（OH-)。則單位時間內(nèi)水分子的分解的物質(zhì)的量即為水解速率，單位有摩爾每秒mol/s、摩爾每分鐘mol/min和摩爾每小時mol/h。直接光解：有機(jī)化合物直接吸取太陽能而進(jìn)行的分解反應(yīng)?；衔镒陨碇苯游　?86nm的光子發(fā)生的光解。間接光解：又叫敏化光解，水體中存在的其他天然物質(zhì)（如腐殖質(zhì)等）被陽光激發(fā)，而又將其激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移給有機(jī)污染物而導(dǎo)致的有機(jī)污染物的分解反應(yīng)。光量子產(chǎn)率：進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)的光子占吸取光子數(shù)之比稱作光量子產(chǎn)率。物質(zhì)代謝：有機(jī)毒物作為微生物培養(yǎng)的唯一碳源，使有機(jī)毒物進(jìn)行徹底降解或礦化的生物降解模式。共代謝：某些有機(jī)物不能作為微生物培養(yǎng)的唯一碳源，必須有此外的化合物提供微生物碳源或能源，該有機(jī)物才降解，這中降解模式稱共代謝。水體中膠體吸附作用類型？專屬吸附與非專屬吸附的區(qū)別？①表面吸附（物理吸附）②離子互換吸附（物理化學(xué)吸附）③專屬吸附（化學(xué)吸附）區(qū)別：腐殖質(zhì)(Hum)微粒對重金屬離子的吸附，重要是通過它對金屬離子的螯合作用和離子互換作用來實現(xiàn)。當(dāng)重金屬離子濃度較高時，以離子互換吸附作用為主;濃度較低時以螯合作用吸附為主。影響沉積物中重金屬釋放的原因有那些？①鹽濃度升高：堿金屬和堿土金屬陽離子可被吸附在固體顆粒上的金屬離子互換出來。②氧化還原條件的變化：有機(jī)物增多，產(chǎn)生厭氧環(huán)境、鐵錳氧化物還原溶解，使結(jié)合在其中的金屬釋放出來。③PH值減少：（1）H+離子的競爭吸附作用；（2）金屬在低PH值條件下致使金屬難溶鹽類以及配合物的溶解。④增長水中配合劑的含量：天然或合成的配合劑使用量增長，能和重金屬形成可溶性配合物，有時這種配合物穩(wěn)定度較大，以溶解態(tài)形態(tài)存在，使重金屬從固體顆粒上解吸下來。膠體微粒吸附對水體中污染物有何影響？①微量污染物在水體中的濃度和形態(tài)分布，在很大程度上取決于水體中各類膠體的行為。膠體微粒作為微量污染物的載體，它們的絮凝沉降、擴(kuò)散遷移等過程決定著污染物的去向和歸宿。②膠體的吸附作用是使重金屬從水中轉(zhuǎn)入固相的重要途徑。③膠體的吸附作用對水環(huán)境中重金屬的過程轉(zhuǎn)化及生物生態(tài)效應(yīng)有重要影響。重金屬在水中的遷移能力可直觀的用什么來衡量，其兩者的關(guān)系是什么？金屬化合物在水中的遷移能力，直觀地可以用溶解度來衡量。溶解度大的，遷移能力大；在固-液平衡體系中，一般用溶度積來表征溶解能力。腐殖質(zhì)分類：①富里酸：分子量小，配位基因多（羥基羧基多，氧含量高），既溶于酸又溶于堿；②腐殖酸：分子量大，芳香度高（苯環(huán)多，碳含量高），只溶于堿；③腐黑物：又叫胡敏素，不能被酸堿提取的部分。什么是pE值？pE與氧化還原電位的關(guān)系？還原劑和氧化劑可以定義為電子供體和電子接受體。pE可定義為：pE=-lg(ae)ae----水溶液中電子活度pE越小，電子溶度越高，體系提供電子的傾向就越強(qiáng)。反之，pE越大，電子濃度越低，體系接受電子的傾向就越強(qiáng)。pE與氧化還原強(qiáng)度的關(guān)系pE越大,電子濃度越低，體系接受電子的傾向越強(qiáng)，氧化性越強(qiáng)；pE越小，電子濃度越高，體系提供電子的傾向越強(qiáng)，還原性越強(qiáng)。什么是決定電位和決定電位物質(zhì)？正常水體中其決定電位作用的物質(zhì)是什么？決定電位：某個單體系的含量比其他體系高得多，則該單體系的pE幾乎等于混合復(fù)雜體系的pE。此電位被視作決定電位，該體系稱決定電位體系一般天然水體溶解氧是“決定電位”，而有機(jī)污染物積累的厭氧體系中有機(jī)物是“決定電位”水體中常見的無機(jī)配體有哪些？對重金屬遷移轉(zhuǎn)化有何影響？天然水體中重要的無機(jī)配體有：OH-、Cl-、CO3-、HCO3-、F-(a)大大提高了難溶重金屬化合物的溶解度(b)減弱了膠體對重金屬離子的吸附作用；配合作用可以提高重金屬的遷移能力腐殖質(zhì)對重金屬在水體中的遷移轉(zhuǎn)化有何影響？①腐殖酸、腐黑物與金屬離子形成的螯合物的溶解度較小，如腐殖酸與鐵、錳、鋅等離子結(jié)合形成難溶的沉淀物。②富里酸與金屬離子的螯合物一般是易溶的。③總的來說：腐殖酸將重金屬離子更多地積蓄在水體底泥中，而富里酸則把更多的重金屬保持在水相中。土壤及沉積物（底泥）對水中有機(jī)污染物的吸附（sorption）包括哪兩種機(jī)制？表面吸附（adsorption）：土壤礦物質(zhì)對有機(jī)化合物的表面吸附作用，吸附等溫線非線性，并存在競爭吸附作用，有放熱現(xiàn)象。分派作用（partition）：研究發(fā)現(xiàn)憎水有機(jī)物在土壤上的吸附，等溫線為直線，且分派系數(shù)與溶質(zhì)在水中的溶解度成反比。簡述分派理論。一般認(rèn)為有機(jī)質(zhì)的溶解分派作用在沉積物對非極性有機(jī)物吸附過程中占主導(dǎo)地位，總的吸附等溫線呈線性；表面吸附則在沉積物對弱極性和極性有機(jī)物的吸附過程中奉獻(xiàn)較大，吸附等溫線呈非線性。分派理論認(rèn)為，土壤（或沉積物）對有機(jī)化合物的吸附重要是溶質(zhì)的分派過程（溶解），即有機(jī)化合物通過溶解作用分派到土壤有機(jī)質(zhì)中，并通過一定期間到達(dá)分派平衡。到達(dá)平衡時，有機(jī)化合物在土壤有機(jī)質(zhì)和水中含量的比值稱為分派系數(shù)(Kp)。簡述揮發(fā)作用的“雙膜”理論，什么狀況下?lián)]發(fā)作用重要受液膜控制，什么狀況下受氣膜控制？揮發(fā)作用的雙膜理論：化學(xué)物質(zhì)從水中揮發(fā)出來時必須克服來自進(jìn)水表層和空氣層的阻力。氣膜和液膜控制了化學(xué)物質(zhì)由水向空氣遷移的速率。既化學(xué)物質(zhì)在揮發(fā)過程中要分別通過兩個“膜”----“液膜”和“氣膜”。揮發(fā)速率常數(shù)取決于KL（液相傳質(zhì)系數(shù)）Kg（氣相傳質(zhì)系數(shù)）和KH。簡述有機(jī)物光化學(xué)降解的類型。直接光解:有機(jī)化合物直接吸取太陽能而進(jìn)行的分解反應(yīng)。化合物自身直接吸取≥286nm的光子發(fā)生的光解。敏化光解（間接光解）：水體中存在的其他天然物質(zhì)（如腐殖質(zhì)等）被陽光激發(fā)，而又將其激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移給有機(jī)污染物而導(dǎo)致的有機(jī)污染物的分解反應(yīng)。氧化反應(yīng)（游離基反應(yīng)）：氧化反應(yīng)：其他天然物質(zhì)在光的作用下產(chǎn)生自由基或O2等中間體，這些中間體對有機(jī)物具有氧化作用。有機(jī)物的生物降解包括哪兩種模式？簡述其區(qū)別。①生物降解是引起有機(jī)污染物分解的最重要的環(huán)境過程之一。水環(huán)境中有機(jī)污染物的生物降解依賴于微生物通過酶催化反應(yīng)分解有機(jī)物。生長代謝（Growthmetabolism）：有機(jī)毒物作為微生物培養(yǎng)的唯一碳源，使有機(jī)毒物進(jìn)行徹底降解或礦化的生物降解模式。共代謝：某些有機(jī)物不能作為微生物培養(yǎng)的唯一碳源，必須有此外的化合物提供微生物碳源或能源，該有機(jī)物才降解，這中降解模式稱共代謝。共代謝在難降解的有機(jī)物代謝過程中起重要作用，可使某些特殊的有機(jī)化合物降解成為也許。②兩種代謝模式的比較：生長代謝：①為微生物的生長提供唯一的碳源和能源，影響微生物的種群多少；②有機(jī)污染物的分解有一種“滯后期”③降解速度快④降解徹底，對環(huán)境的威脅小。共代謝：①不能為微生物的生長提供唯一的碳源和能源，不會影響微生物的種群多少；②有機(jī)污染物的分解有沒有“滯后期”③降解速度比生長代謝慢。試論有機(jī)物在水環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化過程。①負(fù)載過程（流入）②形態(tài)過程酸堿平衡：天然水的pH決定著有機(jī)物以酸、堿或中性態(tài)存在的分?jǐn)?shù)，從而影響揮發(fā)及其他過程。吸著作用：疏水有機(jī)化合物吸著至懸浮物上，由于懸浮物質(zhì)的遷移而影響其歸趨。③遷移過程沉淀－溶解作用：污染物的溶解度決定污染物在遷移、轉(zhuǎn)化過程中的可運(yùn)用性，變化其遷移速率。水流作用：水力流動可遷移溶解的或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)污染物也許從水體進(jìn)入大氣，因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，均可變化污染物的濃度。④轉(zhuǎn)化過程生物降解作用：微生物代謝有機(jī)污染物并在代謝過程中變化其毒性。光解作用：有機(jī)污染物吸取水體中的光而導(dǎo)致的化學(xué)反應(yīng)。水解作用：有機(jī)化合物水解一般生成較小的、簡樸的有機(jī)產(chǎn)物。氧化還原作用：有機(jī)污染物重要的氧化還原反應(yīng)都是由微生物催化的。⑤生物累積過程生物濃縮作用：生物從周圍環(huán)境蓄積有機(jī)污染物質(zhì)，使其在生物機(jī)體內(nèi)濃度超過周圍環(huán)境中的濃度。生物放大作用：在同一食物鏈上，高營養(yǎng)級生物吞食低營養(yǎng)級生物蓄積有機(jī)污染物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級數(shù)提高而增大。第四章土壤環(huán)境化學(xué)第一節(jié)土壤的構(gòu)成和性質(zhì)一、解釋名詞：1.土壤質(zhì)地：土壤中各粒級在土壤中所占的相對比例或重量百分?jǐn)?shù)。2.永久電荷：同晶置換作用產(chǎn)生的電荷與土壤溶液的pH值無關(guān)，把不受pH值影響產(chǎn)生的電荷稱為永久電荷。一般都帶負(fù)電荷，故又稱永久負(fù)電荷。3.可變電荷：把受pH值影響產(chǎn)生的電荷稱為可變電荷。4.等電點：兩性膠體產(chǎn)生的電荷與土壤溶液pH有關(guān)，當(dāng)土壤溶液的pH值發(fā)生變化時，兩性膠體所帶電荷數(shù)量和符號也隨之發(fā)生變化。在此變化過程中可以找到一點，即向溶液解離的H+與OH-數(shù)量相等的點，此時膠體不帶電荷，處在電中性。這時的pH值稱為該兩性膠體的等電點。5.致酸離子：土壤互換性陽離子中的H+、Al3+6.鹽基離子：土壤互換性陽離子中Ca2+、Mg2+、Na+、K+、NH4+等（除H+、Al3+）7.陽離子互換量（CEC）：每公斤土中所含所有陽離子總量，稱陽離子互換量，或稱互換性陽離子總量，也可簡稱互換量。8.鹽基飽和度（BS）：互換性鹽基離子總量占互換性陽離子總量的比例，稱為鹽基飽和度。9.活性酸度：活性酸度是土壤溶液中游離態(tài)的H+引起的酸度，也稱為有效酸度。10.潛性酸度：土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+通過離子互換作用進(jìn)入土壤溶液中之后所顯示出來的酸度。11.代換性酸度：用過量中性鹽(如NaCl或KCl)溶液淋洗土壤，溶液中金屬離子與土壤中H+和Al3+發(fā)生離子互換作用以原則堿滴定溶液中的H+，而體現(xiàn)出的酸度。12.水解性酸度：用弱酸強(qiáng)堿鹽(如乙酸鈉)淋洗土壤，溶液中的金屬離子可以將土壤膠體吸附的H+和Al3+代換出來，同步生成弱酸。此時測定的酸度為水解性酸度。13.土壤總堿度:土壤中碳酸鹽堿度和重碳酸鹽堿度的總和14.土壤堿化度:一般把鈉飽和度[互換性鈉離子占陽離子互換量（cmol/kg）的百分率]叫做堿化度。二、問答1、土壤有哪些重要成分？他們對土壤的作用與性質(zhì)有哪些影響？土壤的構(gòu)成原生礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)（90％）次生礦物質(zhì)土壤固相土壤有機(jī)質(zhì)（1-10％）土壤液相忽然氣相（35％V）土壤有機(jī)質(zhì)：土壤形成的重要標(biāo)志和土壤肥力的體現(xiàn)2、什么是土壤的活性酸度與潛在酸度？試用兩者的關(guān)系討論我國南方土壤酸度偏高的原因。根據(jù)土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度與潛性酸度兩大類。（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反應(yīng)，又稱有效酸度，一般用pH表達(dá)。（2）潛性酸度：土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當(dāng)這些離子處在吸附狀態(tài)時，是不顯酸性的，但當(dāng)它們經(jīng)離子互換作用進(jìn)入土壤溶液后，即可增長土壤溶液的H+濃度，使土壤pH值減少。南方土壤中巖石或成土母質(zhì)的晶格被不一樣程度破壞，導(dǎo)致晶格中Al3+釋放出來，變成代換性Al3+，增長了土壤的潛性酸度，在一定條件下轉(zhuǎn)化為土壤活性酸度，體現(xiàn)為pH值減小，酸度偏高。大體以北緯33°為界，以北鹽基飽和度較高，一般達(dá)80%甚至100%，以南鹽基飽和度均較低，一般只有20%～30%，有的甚至少于10%。故南方土壤潛性酸度較高，活性酸度是土壤酸度的起點和現(xiàn)實體現(xiàn)；潛性酸度是活性酸度的儲備。由于兩者可以互相轉(zhuǎn)化，故南方土壤酸度偏高3、土壤的緩沖作用有哪幾種？舉例闡明其作用原理。(1)土壤溶液的緩沖作用土壤溶液中具有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有機(jī)酸等弱酸及其鹽類，構(gòu)成一種良好的緩沖體系，對酸堿具有緩沖作用如：碳酸-碳酸鈉土壤溶液中兩性物質(zhì)的存在，對酸堿具有緩沖作用。(2)土壤膠體的緩沖作用土壤膠體吸附有多種陽離子，其中鹽基離子和氫離子能分別對酸和堿起緩沖作用。土壤膠體的數(shù)量和鹽基代換量越大，土壤的緩沖性能越強(qiáng)；鹽基飽和度越高，對酸的緩沖能力越強(qiáng)，鹽基飽和度越低，對堿的緩沖能力越強(qiáng)。（3）鋁離子對堿的緩沖作用在pH<5的酸性土壤里，土壤溶液中Al3+有6個水分子圍繞著，當(dāng)土壤中OH-增多時，鋁離子周圍的6個水分子有一、二個水分子離解出H+，與加入的OH-中和，并發(fā)生如下的反應(yīng)。這種帶有OH-的鋁離子很不穩(wěn)定，它們要聚合成更大的離子團(tuán)。聚合的離子團(tuán)越大，解離出的氫離子越多，對堿的緩沖能力越強(qiáng)。4、什么是鹽基飽和度？它對土壤性質(zhì)有何影響？BS≥80%肥沃土壤；BS50～80%中等肥力土壤；BS＜50%低肥力土壤5、簡述腐殖質(zhì)的分類和性質(zhì)。性質(zhì)：有養(yǎng)分（N）適中的粘結(jié)性較強(qiáng)的吸取代換性能有緩沖能力分類：腐黑物(胡敏素)(Humin)：不溶于有機(jī)溶劑、稀酸和稀堿液的有機(jī)高分子化合物。腐殖酸(胡敏酸)：溶于稀堿，但不溶于稀酸的棕至褐色的天然有機(jī)高分子化合物。富里酸(Fulvicacid)：土壤中既能溶于稀堿又能溶于稀酸的黃棕色天然有機(jī)高分子化合物。6、簡述土壤的剖面形態(tài)。覆蓋層（A0）：此層由地面上的枯枝落葉所構(gòu)成。淋溶層（A）：此層發(fā)生水溶性物質(zhì)向下淋溶作用。此層中生物活動最為強(qiáng)烈，進(jìn)行強(qiáng)烈的有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累作用，形成一種顏色較暗，一般具有粒狀或團(tuán)粒狀構(gòu)造的層次。淀積層（B）：因該層常淀積著自上層淋溶下來的物質(zhì)，因此稱為淀積層。母質(zhì)層（C）：它是巖石風(fēng)化物的殘積物或運(yùn)積物，未受成土作用的影響。耕作土的土層：耕作層、犁底層、心土層和底土層。7、土壤具有哪些基本特性？土壤的吸附性土壤的酸堿性土壤的氧化還原性8、簡述土壤膠體的構(gòu)造（擴(kuò)散雙電層構(gòu)造）。微粒核：重要由腐殖質(zhì)、無定形的SiO2、氧化鋁、氧化鐵、鋁硅酸鹽晶體物質(zhì)、蛋白質(zhì)分子以及有機(jī)無機(jī)膠體的分子群所構(gòu)成。雙電層：微粒核表面的一層分子，一般解離成離子，形成一層離子層（決定電位離子層）；通過靜電引力，在其外圍形成一層符號相反而電量相等的離子層（賠償離子層）。9、試述土壤膠體的性質(zhì)。巨大的比表面和表面能土壤膠體的帶電性土壤膠體的分散性和凝聚性10、簡述土壤膠體微粒電荷的來源。 ①同晶置換作用 ②斷鍵現(xiàn)象:粘土礦物晶格邊緣或棱角上，因斷鍵也可使膠體帶電。同晶置換作用產(chǎn)生的電荷與土壤溶液的pH值無關(guān)，把不受pH值影響產(chǎn)生的電荷稱為永久電荷。一般都帶負(fù)電荷，故又稱永久負(fù)電荷。 ③膠體向溶液介質(zhì)解離或吸附離子而帶電某些膠體可向溶液介質(zhì)中解離或結(jié)合H+或OH-而帶電微粒表面吸附水中某些離子而帶電兩性膠體解離或吸附離子而帶電11、簡述陽離子互換作用的特點。1.可逆反應(yīng)，迅速到達(dá)平衡2.按當(dāng)量定律進(jìn)行，即以離子價為基礎(chǔ)的等價互換12、簡述影響陽離子互換能力的原因。1.陽離子的互換能力，隨離子價數(shù)的增長而增長2.等價離子隨離子原子序數(shù)的增長而加大3.離子的運(yùn)動速度越大，互換能力越強(qiáng)4.受質(zhì)量作用定律支配，即離子濃度愈大，互換能力愈強(qiáng)13、簡述影響土壤CEC的原因。土壤質(zhì)地有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)膠體所帶負(fù)電荷量平均為350cmol/kg，較無機(jī)膠體大得多，因而有機(jī)質(zhì)含量高的土壤其陽子互換量高，保肥力強(qiáng)。質(zhì)地由砂質(zhì)向粘質(zhì)變化，陽離子互換量逐漸增大。無機(jī)膠體類型：蒙脫石>水化云母>高嶺土>含水氧化鐵、鋁土壤酸堿性：pH值下降，土壤負(fù)電荷減少，CEC減少。14、植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性作用的重要機(jī)制是什么？不一樣種類的植物對重金屬的耐性不一樣，同種植物由于其分布和生長的環(huán)境各異也許體現(xiàn)出對某種重金屬有明顯的耐性。（1）植物根系通過變化根系化學(xué)性狀、原生質(zhì)泌溢等作用限制重金屬離子的跨膜吸取。（2）重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合，而不能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)影響細(xì)胞代謝活動，使植物對重金屬體現(xiàn)出耐性。（3）酶系統(tǒng)的作用。耐性植物中酶活性在重金屬含量增長時仍能維持正常水平，此外在耐性植物中還發(fā)現(xiàn)另某些酶可被激活，從而使耐性植物在受重金屬污染時保持正常代謝過程。（4）形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素，使重金屬以不具生物活性的無毒螯合物形式存在，減少了重金屬離子活性，從而減輕或解除其毒害作用。15、舉例闡明影響農(nóng)藥在土壤中進(jìn)行擴(kuò)散和質(zhì)體流動的原因有哪些？（1）影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)散的原因重要是土壤水分含量、吸附、孔隙度、溫度及農(nóng)藥自身的性質(zhì)等：①土壤水分含量：研究表明林丹的汽態(tài)和非汽態(tài)擴(kuò)散狀況隨土壤水分含量增長而變化。②吸附：土壤對農(nóng)藥的吸附變化了其擴(kuò)散的狀況，如土壤對2,4-D的化學(xué)吸附，使其有效擴(kuò)散系數(shù)減少了，兩者呈負(fù)有關(guān)關(guān)系。③土壤緊實度：土壤緊實度對農(nóng)藥的擴(kuò)散的狀況有影響是由于對于以蒸汽形式進(jìn)行擴(kuò)散的化合物來說，增長緊實度就減少了土壤孔隙率，擴(kuò)散系數(shù)就自然減少了。如二溴乙烷、林丹等農(nóng)藥在土壤中的擴(kuò)散系數(shù)隨緊實度增長而減少。④溫度：溫度增高的總效應(yīng)是使擴(kuò)散系數(shù)增大。⑤氣流速度：氣流速度可直接或間接地影響農(nóng)藥的揮發(fā)。假如空氣的相對濕度不是100%，那么增長氣流就增進(jìn)土壤表面水分含量減少，可以使農(nóng)藥蒸汽更快地離開土壤表面，同步使農(nóng)藥蒸汽向土壤表面運(yùn)動的速度加緊。⑥農(nóng)藥種類：不一樣農(nóng)藥的擴(kuò)散行為不一樣。如有機(jī)磷農(nóng)藥樂果和乙拌磷在Broadbalk粉砂壤土中的擴(kuò)散行為就是不一樣的。（2）影響農(nóng)藥在土壤中質(zhì)體流動的原因有農(nóng)藥與土壤的吸附、土壤種類和農(nóng)藥種類等。①農(nóng)藥與土壤吸附：非草隆、滅草隆、敵草隆、草不隆四種農(nóng)藥吸附最強(qiáng)者移動最困難，反之亦然。②土壤種類：土壤有機(jī)質(zhì)含量增長，農(nóng)藥在土壤中滲透深度減??；增長土壤中粘土礦物的含量，農(nóng)藥的滲透深度也減小。③農(nóng)藥種類：不一樣農(nóng)藥在土壤中通過質(zhì)體流動轉(zhuǎn)移的深度不一樣。如林丹和DDT。16、比較DDT和林丹在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化與歸趨的重要途徑與特點。DDT和林丹遷移轉(zhuǎn)化、歸趨重要途徑與特點比較如下表所示：遷移轉(zhuǎn)化、歸趨途徑特點DDT1）在土壤中移動不明顯，易被吸附2）通過根系滲透植物體3）在土壤中按還原、氧化和脫氯化氫等機(jī)理被微生物降解4）光解1）不溶于水，高親脂性，易通過食物鏈放大，積累性強(qiáng)2）揮發(fā)性小，持久性高3）在缺氧和高溫時降解速度快4）南方水田里DDT降解快于北方林丹1）從土壤和空氣轉(zhuǎn)入水體2）揮發(fā)而進(jìn)入大氣3）在土壤生物體內(nèi)積累4）植物積累1）易溶于水2）揮發(fā)性強(qiáng)，持久性低3）在生物體內(nèi)積累性較DDT低第二節(jié)土壤-植物體系中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化1、 簡述重金屬的形態(tài)分級?？苫Q態(tài)：指吸附在粘土、腐殖質(zhì)以及其他成分上的金屬。碳酸鹽結(jié)合態(tài)：指土壤中重金屬元素在碳酸鹽礦物上形成的共沉淀結(jié)合態(tài)。鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)：指重金屬被土壤中鐵猛氧化物或粘粒礦物的專性互換位置所吸附的部分。有機(jī)結(jié)合態(tài)：土壤中的多種有機(jī)物與重金屬形成的有機(jī)螯合物。殘渣態(tài)：結(jié)合在土壤硅酸鹽礦物晶格中的重金屬離子。2、 試述影響重金屬在土壤中遷移轉(zhuǎn)化的重要原因。一．土壤膠體的吸附作用（1）土壤膠體對重金屬的吸附作用對進(jìn)入土壤的重金屬脫具有明顯的固定作用。（2）土壤膠體對重金屬的吸附能力與金屬離子的性質(zhì)及膠體的種類有關(guān)。二．土壤的pH與重金屬的遷移轉(zhuǎn)化（1）土壤的酸堿條件與重金屬的溶解度有著親密的關(guān)系，由此決定重金屬在土壤中的存在形態(tài)，影響其遷移能力。(2)一般狀況下隨土壤pH值的升高土壤中溶解性重金屬的含量減少,反之，pH值下降時土壤中重金屬就溶解出來，這就是酸性土壤作物受害的原因。(3)土壤pH越低，H+越多，被土壤膠體吸附的重金屬離子被解吸的就越多。三．土壤中重金屬的配合作用（1）土壤中重金屬可與多種無機(jī)配體或有機(jī)配體發(fā)生配位作用。（2）重金屬的這種羥基配位和氯配位的作用，可提高難溶重金屬化合物的溶解度，同步減弱土壤膠體對重金屬的吸附，影響了重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化。（3）腐殖酸中富里酸-重金屬配合物易溶于水，可以有效地制止了重金屬難溶鹽的沉淀。四．土壤氧化還原條件與重金屬的遷移轉(zhuǎn)化（1）重金屬元素按其性質(zhì)可大體分為氧化難溶性（氧化固定）元素和還原難溶性（還原固定）元素。鐵錳等屬于氧化難溶性元素；鎘、銅、鋅、鉻屬還原難溶性元素。（2）在高氧化環(huán)境中，Eh較高，如V、Cr等具有氧化還原性質(zhì)的重金屬常呈氧化態(tài)，形成可溶性釩酸鹽、鉻酸鹽等具有極強(qiáng)的遷移能力；而鐵、錳相反，形成高價難溶性沉淀，遷移能力很低。3、某土壤受到了重金屬Cd的污染，請根據(jù)其在土壤中遷移轉(zhuǎn)化的規(guī)律提出一種運(yùn)用和治理該土壤的方案。① 根據(jù)酸堿條件對鎘遷移轉(zhuǎn)化的影響，運(yùn)用該土壤時可施加堿性肥料提高土壤的pH，減低鎘的有效性，減少作物對鎘的吸取②根據(jù)氧化還原條件對鎘遷移轉(zhuǎn)化的影響，運(yùn)用該土壤時采用措施使土壤處在還原狀態(tài)(如淹水或施加還原性肥料)，減少鎘的遷移，克制作物對鎘的吸取，減輕其危害。③根據(jù)土壤膠體對鎘的吸附作用，運(yùn)用該土壤時增長土壤膠體的含量，使其轉(zhuǎn)化為吸附態(tài)，克制作物對鎘的吸取，減輕其危害。4、 試述植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性作用的重要機(jī)制。1、植物根系的跟際分泌物限制重金屬離子的跨膜吸取試驗證明，某些植物對重金屬吸取能力的減少是通過根際分泌螯合劑克制重金屬的跨膜吸取。2、重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合由于金屬離子被局限于細(xì)胞壁上，而不能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)影響細(xì)胞內(nèi)的代謝活動，使植物對重金屬體現(xiàn)出耐性。3.酶系統(tǒng)的作用耐性植物中某些酶的活性也許不變，甚至增長，具有保護(hù)酶活性的機(jī)制。4、形成重金屬硫蛋白（MT）或植物絡(luò)合素（PC）“金屬硫蛋白”（MT）即金屬結(jié)合蛋白，分析發(fā)現(xiàn)能大量合成MT的細(xì)胞對重金屬有明顯的抗性，現(xiàn)已證明MT是動物和人體最重要的重金屬解毒劑。植物絡(luò)合素（PC）即重金屬結(jié)合肽其分子量和化學(xué)性質(zhì)不一樣于動物體內(nèi)的金屬硫蛋白，它可以被重金屬Cd、Cu、Hg、Pb等誘導(dǎo)合成。5、試述土壤條件對鎘在土壤-植物體系中遷移的影響。①pH值的影響：隨土壤pH的增高，有效態(tài)鎘的含量減少。②土壤氧化-還原條件的影響：互換態(tài)鎘的含量隨土壤Eh值的減少而減少。③土壤膠體對鎘的吸附作用使其遷移能力減少。④配位體對鎘的配合作用增大其遷移能力。⑤磷的影響：土壤中磷的存在可減少土壤中互換態(tài)鎘的含量（因其形成了磷酸鎘沉淀），減弱鎘的遷移能力。第三節(jié)土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化1、 土壤中農(nóng)藥的遷移有哪兩個過程？一、擴(kuò)散：是由于農(nóng)藥分子不規(guī)則的熱運(yùn)動而使其由濃度高的地方向濃度低的地方所做的遷移運(yùn)動。二、質(zhì)體流動：指土壤中的農(nóng)藥在外力的作用下（如溶于水或懸浮于水中的農(nóng)藥隨水的運(yùn)動；存在于土壤有機(jī)質(zhì)中或吸附于土壤微粒上的農(nóng)藥隨土粒的運(yùn)動）所進(jìn)行的遷移。2、 試述影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)散的原因。（1）吸附的影響吸附作用會減弱農(nóng)藥的擴(kuò)散能力，既吸附與擴(kuò)散呈負(fù)有關(guān)關(guān)系。（2）土壤的緊實度的影響土壤的緊實度大，其孔隙度就小，擴(kuò)散能力減弱。（3）土壤溫度的影響土壤溫度增高，擴(kuò)散系數(shù)增大，擴(kuò)散能力增強(qiáng)。（4）氣流速度的影響氣流速度增大，可使農(nóng)藥蒸汽更快的離開土壤表面，增大農(nóng)藥的汽擴(kuò)散，亦能增大農(nóng)藥的揮發(fā)量。（5）農(nóng)藥種類的影響不一樣種類的農(nóng)藥，化學(xué)性質(zhì)不一樣，擴(kuò)散能力不一樣樣，擴(kuò)散行為也有差異。3、 什么是質(zhì)體流動，其重要影響原因是什么？指土壤中的農(nóng)藥在外力的作用下（如溶于水或懸浮于水中的農(nóng)藥隨水的運(yùn)動；存在于土壤有機(jī)質(zhì)中或吸附于土壤微粒上的農(nóng)藥隨土粒的運(yùn)動）所進(jìn)行的遷移。影響原因：膠體吸附作用的影響：被強(qiáng)烈吸附的化學(xué)農(nóng)藥其質(zhì)體流動遷移能力越小。農(nóng)藥的性質(zhì)：如溶解度大的化學(xué)農(nóng)藥其質(zhì)體流動遷移能力強(qiáng)。4、 土壤有機(jī)質(zhì)對非離子型農(nóng)藥的吸附作用重要是什么機(jī)制？吸附作用分派作用作用力范德華力或化學(xué)鍵分子力--溶解作用吸附熱高吸附熱低吸附熱吸附等溫線非線性線性競爭作用競爭吸附非競爭吸附與溶解度有關(guān)5、 試述土壤濕度對非離子型農(nóng)藥在土壤中吸附行為的影響。1.干土壤中，林丹和狄氏劑大量吸附在土壤中,其蒸氣濃度很低；濕潤土壤中，由于水分子的競爭作用，土壤中農(nóng)藥的吸附量減少，蒸汽濃度增長。2.隨相對濕度（RH）的增長，土壤吸附量明顯的減少。當(dāng)相對濕度在50％以上時，水分子強(qiáng)烈競爭土壤表面礦物質(zhì)上的吸附位，使吸附量減少，分派作用占主導(dǎo)地位，吸附等溫線靠近線性。3.非離子型有機(jī)物在干土壤中體現(xiàn)為強(qiáng)吸附（被土壤礦物質(zhì)）和高分派（被土壤有機(jī)質(zhì)）的特性，且表面吸附作用比分派作用大得多。4.干土壤中吸附的強(qiáng)弱與吸附質(zhì)（農(nóng)藥）的極性有關(guān)，極性大的吸附量就大；并且分派作用也同步發(fā)生。6、 化學(xué)農(nóng)藥在土壤中降解的形式有哪些？化學(xué)降解----水解反應(yīng)（吸附催化水解）光化學(xué)降解生物降解(土壤微生物對農(nóng)藥的降解)7、 試述有機(jī)磷農(nóng)藥在環(huán)境中的重要轉(zhuǎn)化途徑。1、有機(jī)磷農(nóng)藥的非生物降解過程①吸附催化水解——降解的重要途徑。②光降解2、有機(jī)磷農(nóng)藥的生物降解8、 什么是農(nóng)藥半衰期和農(nóng)藥殘留量？簡述影響農(nóng)藥殘留的原因。半衰期:指農(nóng)藥因降解等原因使其濃度減少二分之一所需要的時間。殘留量:指尚未被降解而繼續(xù)存在于土壤中的農(nóng)藥，單位是mg/kg。影響農(nóng)藥在土壤中殘留的原因:農(nóng)藥的化學(xué)性質(zhì)揮發(fā)性溶解度化學(xué)穩(wěn)定性土壤的物理化學(xué)性質(zhì)土壤質(zhì)地土壤ｐH土壤溫度土壤水分第五章環(huán)境生物化學(xué)與毒理化學(xué)解釋下列名詞概念：①被動擴(kuò)散；②積極轉(zhuǎn)運(yùn)；③腸肝循環(huán)；④血腦屏障；⑤半數(shù)有效劑量（濃度）；⑥閾劑量（濃度）；⑦助致癌物；⑧促癌物；⑨酶的可逆和不可逆克制劑。(1)被動擴(kuò)散:脂溶性物質(zhì)從高濃度側(cè)向低濃度側(cè),即順濃度梯度擴(kuò)散通過有類脂層屏障的生物膜.(2)積極轉(zhuǎn)運(yùn):在需要消耗一定代謝能量下,某些物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合,通過生物膜,至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì).(3)腸肝循環(huán):有些物質(zhì)由膽汁排泄,在腸道運(yùn)行中又重新被吸取,該現(xiàn)象叫腸肝循環(huán).(4)血腦屏障:腦毛細(xì)血管制止某些物質(zhì)(多半是有害的)進(jìn)入腦循環(huán)血的構(gòu)造.(5)半數(shù)有效劑量(濃度):毒物引起受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需的毒物劑量(濃度).(6)閾劑量(濃度):在長期暴露毒物下,會引起機(jī)體受損害的最低劑量(濃度).(7)助致癌物:可加速細(xì)胞癌變和已癌變細(xì)胞增殖成瘤塊的物質(zhì).(8)促癌物:可使已經(jīng)癌變細(xì)胞不停增殖而形成瘤塊.(9)酶的可逆和不可逆克制劑:克制劑就是能減小或消除酶活性,而使酶的反應(yīng)速率變慢或停止的物質(zhì).其中,以比較牢固的共價鍵同酶結(jié)合,不能用滲析,超濾等物理措施來恢復(fù)酶活性的克制劑,稱為不可逆克制劑;另一部分克制劑是同酶的結(jié)合處在可逆平衡狀態(tài),可用滲析法除去而恢復(fù)酶活性的物質(zhì),稱為可逆克制劑.1、 簡述生物膜的構(gòu)造特性。脂質(zhì)雙分子層：細(xì)胞膜以液態(tài)的脂質(zhì)（磷脂）雙分子層構(gòu)成基本骨架，具有穩(wěn)定性和流動性。細(xì)胞膜蛋白質(zhì)：膜蛋白質(zhì)重要以兩種形式同膜脂質(zhì)相結(jié)合：表面蛋白質(zhì)；結(jié)合蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜糖類：多為短糖鏈，以共價鍵的形式與膜脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合，形成糖脂或糖蛋白。膜孔：細(xì)胞膜中帶極性，含水的微小孔道2、 簡述物質(zhì)通過生物膜的方式。（一）膜孔濾過直徑不不小于膜孔的水溶性物質(zhì)，借助膜兩側(cè)壓力的不一樣透過膜孔。動力：膜兩側(cè)靜水壓及滲透壓限制條件：直徑不不小于膜孔水溶性物質(zhì)（二）被動擴(kuò)散（單純擴(kuò)散）某些脂溶性物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程。特點：1.擴(kuò)散速率高。2.不需消耗能量。3.不需要載體的參與。4.沒有特異性選擇、競爭性克制及飽和現(xiàn)象。5.擴(kuò)散量與濃度梯度、溫度和膜通透性呈正有關(guān)。（三）被動易化擴(kuò)散某些非脂溶性或脂溶性小的物質(zhì)，需特殊膜蛋白質(zhì)的“協(xié)助”下，由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程。需要蛋白質(zhì)參與，但不消耗能量。（四）積極轉(zhuǎn)運(yùn)指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。分類：（1）原發(fā)性積極轉(zhuǎn)運(yùn)（泵轉(zhuǎn)運(yùn)）。物質(zhì)在“泵”的作用下由膜的低濃度一側(cè)向膜的高濃度一側(cè)移動的過程。（2）繼發(fā)性積極轉(zhuǎn)運(yùn)（聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)）。間接運(yùn)用ATP能量的積極轉(zhuǎn)運(yùn)過程。（五）入胞和出胞式轉(zhuǎn)運(yùn)（胞吞和胞飲）某些大分子物質(zhì)或團(tuán)塊進(jìn)出細(xì)胞,是通過細(xì)胞自身的吞吐活動進(jìn)行的,亦可屬于積極轉(zhuǎn)運(yùn)過程3、 什么是被動轉(zhuǎn)運(yùn)和積極轉(zhuǎn)運(yùn)。積極轉(zhuǎn)運(yùn)：指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程被動擴(kuò)散：某些脂溶性物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程。4、 簡述物質(zhì)在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。吸?。菏俏廴疚镔|(zhì)從機(jī)體外通過多種途徑通透體膜進(jìn)入血液的過程。吸取途徑重要是消化道、呼吸道和皮膚。分布：指污染物質(zhì)被吸取后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液轉(zhuǎn)送至機(jī)體各組織，與組織成分結(jié)合，從組織返回血液;以及再反復(fù)等過程。排泄：排泄是污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機(jī)體外的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。排泄器官有腎、肝膽、腸、肺、外分泌腺等，而以腎和肝膽為主。蓄積：肌體長期接觸某污染物質(zhì)，若吸取超過排泄（或轉(zhuǎn)化），則會出現(xiàn)該污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。5、什么是生物富集、生物放大、生物積累、生物濃縮系數(shù)。其研究的意義是什么？生物富集是指生物通過非吞食方式從周圍環(huán)境蓄積某種元素或難降解的物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物濃縮系數(shù)某種化學(xué)元素或物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度與生物生長環(huán)境中該元素或物質(zhì)的濃度之比。生物放大是指在同一食物鏈上，高營養(yǎng)級生物吞食低營養(yǎng)級生物蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物積累生物從周圍環(huán)境和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體中的濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象生物積累=生物放大+生物富集生物放大或生物富集分別屬于生物積累其中一種。第四節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化1.環(huán)境中污染物質(zhì)的三大轉(zhuǎn)化類型是什么?化學(xué)轉(zhuǎn)化、光化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物轉(zhuǎn)化2.什么是酶，酶催化的特點是什么？一類由細(xì)胞制造的，以蛋白質(zhì)為重要成分的、具有催化活性的生物催化劑。1專一性高2效率高3外界條件溫和3.輔酶FMN、FAD、NAD+、NADP+、CoQ、CoASH各是什么反應(yīng)類型的酶的輔酶，起什么樣的作用？FMN或FAD是某些氧化還原酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中具有傳遞氫原子的功能。NAD+、NADP+是一類氧化還原酶的輔酶，傳遞氫原子.CoQ、CoASH氧化還原輔酶，傳遞氫原子4.什么是生物氧化中的氫傳遞過程？簡述其類型在生物氧化中有機(jī)物質(zhì)的氧化多為去氫氧化。脫落的氫(H++e)由對應(yīng)的氧化還原酶按一定次序傳遞至受體。這一氫原子或電子的傳遞過程稱為氫傳遞或電子傳遞過程，其受體為受氫體或電子受體。①有氧氧化中以分子氧為直接受氫體的氫傳遞過程②有氧氧化中分子氧為間接受氫體的氫傳遞過程③無氧氧化中有機(jī)物轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物做受氫體的氫傳遞過程④無氧氧化中某些無機(jī)含氧化合物做受氫體的氫傳遞過程5.簡述糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等耗氧有機(jī)物的生物降解過程（途徑）1.糖類（1）多糖水解成單糖（2）單糖氧化成丙酮酸（3）丙酮酸深入氧化：①有氧條件下，進(jìn)入三羧酸循環(huán)，徹底降解成CO2和H2O；②無氧條件下，進(jìn)行酸性發(fā)酵，產(chǎn)生大量的有機(jī)酸。2.脂肪（1）細(xì)胞外發(fā)生水解生成脂肪酸和甘油（2）甘油氧化(脫氫)轉(zhuǎn)化成丙酮酸（3）脂肪酸的轉(zhuǎn)化：①有氧條件下，經(jīng)?-氧化，進(jìn)入TCA循環(huán)，生成CO2和H2O②無氧條件下，以其轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物為受氫體形成低級的有機(jī)酸、醇、二氧化碳等3.蛋白質(zhì)（1）在細(xì)胞外水解成氨基酸（2）氨基酸脫氨脫羧成脂肪酸（3）脂肪酸在有氧條件下通過?-氧化、三羧酸循環(huán)，完全氧化成CO2和H2O，無氧條件下發(fā)生發(fā)酵過程（4）氨的深入轉(zhuǎn)化-NH2脫除生成氨NH3，也叫蛋白質(zhì)的氨化作用，NH3在水中會發(fā)生不一樣的變化，促成不一樣物質(zhì)的生成。6.什么是酸性發(fā)酵和甲烷發(fā)酵？無氧條件下，丙酮酸以其自身或其轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物為受氫體，發(fā)生不完全氧化，生成簡樸的有機(jī)酸、醇、CO2等，這一過程因有大量的有機(jī)酸生成，體系pH下降------酸性發(fā)酵。無氧條件下，耗氧有機(jī)物在產(chǎn)氫菌和產(chǎn)乙酸菌作用下，可被轉(zhuǎn)化為乙酸、甲酸、氫氣和二氧化碳，進(jìn)而經(jīng)產(chǎn)甲烷菌作用下產(chǎn)生甲烷，這一過程稱為甲烷發(fā)酵。7.什么是同化、氨化、硝化、反硝化和固氮?各有什么意義？同化：綠色植物和微生物吸取硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，合成機(jī)體中的蛋白質(zhì)、核酸等含氮有機(jī)物的過程。氨化：所有生物殘體中的有機(jī)氮化合物，經(jīng)微生物分解成氨態(tài)氮的過程。硝化：氨在有氧條件下，氧化成硝酸鹽的過程成。反硝化：硝酸鹽在通氣不良的條件下，通過微生物