• / 15
  • 下载费用:10 金币  

哈工大环境化学考研重点.doc

关 键 词:
哈工大环境化学考研重点.doc
资源描述:
环境化学考研自己总结1. 根据大气的温度、成分、其他物理性质可将大气分为:对流层(troposphere) 、平流层(stratosphere )、中间层(mesosphere) 、热层(thermosphere)逸散层(escape layer2. 地球环境系统:由包涵大气、水、土壤各圈层的自然环境和以生物圈为代表的生态环境组成地球环境系统。 3. 人类活动引起产生的环境问题:(1)在资源开发过程中过度地向自然索取物质和能量;(2)在物质生产和日常生活过程中向环境释放出废物和废能;(3)经济建设引起的环境干扰;(4)人口的增殖引起的单位时间和空间中人类活动频度增多。4. 环境化学的研究内容: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及其环境化学行为;有害物质对环境、生态系统以及人类产生的效应机制;有害物质已造成的影响及其缓解和消除;防止产生危害的方法和途径。5. 环境污染:当环境中某种物质的浓度超过了正常水平而对人类、生态、材料及其他环境要素产生不良效应时,就构成了环境污染。6. 环境污染物:进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。7. 一次污染物:由污染源直接排入环境的污染物,也叫做原发性污染物或原始污染物;8. 二次污染物:由一次污染物在环境中经过物理、化学或者生物转化形成。 9. 环境效应概念:自然过程或人类的生产和生活活动对环境造成污染和破坏,从而导致环境系统的结构和功能发生变化,称之为环境效应。 10.大气:包围在地球表面并随着地球旋转的空气层,也称为大气圈或大气层。11. 大气的重要性:地球上一切生命赖以生存的气体环境;吸收来自太阳和宇宙空间的大部分高能宇宙射线和紫外辐射,是地球生命的保护伞;是地球维持热量平衡的基础,为生物生存创造适宜的温度环境。12. 大气垂直递减率:随高度升高气温的降低率。表征大气的温度层结。式中 T――绝对温度, K;z――高度。13. 逆温是一种温度随高度增加而升高的反常现象14. 逆温危害:逆温阻碍了污染物的混合,使得污染物滞留和集聚。大气化学过程中易生成二次污染物的情况,如光化学烟雾。所以形成逆温时,易发生污染事件。15. 辐射逆温的形成过程及消失dzT白天:直线 ABC,为递减层结;夜间:曲线 FEC,其中 FE 段为逆温层;清晨:曲线 DBC,逆温层 DB 段达到最厚;日出:地面受太阳辐射逐渐升温,逆温层自下而上逐渐变薄至最后消失。 16. 大气稳定度大气垂直方向上的稳定程度17. 干绝热垂直递减率(Γd):干空气上升时温度降低值与上升高度的比:式中 A――功热当量Cpd――干空气的定压比热g ――重力加速度18. 影响迁移过程的因素:空气的机械运动影响天气形势和地理地势的影响污染源本身的特性19. 最大混合层高度及意义:对于一个静态平衡大气的流体元,有下式:dP=-ρ gdz (1)式中 P——大气压;ρ ——大气密度;g——重力加速度;z——高度。当气块受热受到浮力的作用而进行向上加速运动,则有:(2)式中 dv/dt——气块加速度;ρ '——受热气块密度。 (1)式代入(2)式中,且由理想气体状态方程,并考虑压力相等,则:受热后气块会产生速度不断上升,直到 T'与 T 相等为止,此时气块与周围达到 中性平衡,此时的高度定义为对流混合层上限,或称最大混合层高度。 夜间最大混合层高度较低;白天时最大混合层高度则升高。随季节不同,冬季平均高度最小,夏初为最大。 当最大混合层高度小于 1500m 时,城市会普遍出现 污染现象。 20. 城郊风成因和影响形成原因:城市热岛上暖而轻的空气上升,周围郊区的冷空气向市内流动,形成城郊环流。 (热岛效应)对空气污染的影响:这种环流造成城市本身排放的烟尘等污染物积聚在城市上空,形成烟幕,导致市区大气污染加剧。pdCg)(1dzPdtvgdtv)(21.大气主要化学污染物含硫化合物:硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、亚硫酸盐、硫酸、硫酸盐和有机硫化合物等。 含氮化合物:N2O、NO、NO2、N2O5、NH3、硝酸、亚硝酸、硝酸盐、亚硝酸盐、硝酸酯 ester、亚硝酸酯和铵盐等。 含碳化合物:CO、CO2、碳氢化合物 hydrocarbon 等含卤素化合物:CH3Cl、CH3Br、CH3I、氟氯烃类(CFCs)化合物等。22. 光子 photon 的能量爱因斯坦-普朗克(Einstein-Planck)关系式:ε = hυ = hc/λ (J)E= N0 hυ = N0 hc/λ (KJ/mol)式中 h――Planck 常数,6.62×1034J.s;υ ――光子的频率,Hz; c――光速,2.998×1010cm/s ;λ ――光子的波长,cm;N0――阿佛加德罗常数,6.02×1023/mol。23. 光化学反应原理光化学反应:由一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子后所引发的反应。初级过程:引发:A(分子) +h υ A* (激发态分子) 次级过程:离解:A* C+……与其他分子反应生成新的物种:A*+BD+……与惰性 inertia 分子碰撞失活(返回基态 ):A*+MA+M发光而失活(返回基态):A*A+h υ24. 醛的光离解(CH 2O 和 CH3CHO )H-CHO 键能:365.5kJ/mol(吸收 240-360nm) ,光离解反应:甲醛 H 2CO+h υ H+HCOH2CO+h υ H2+CO乙醛 CH 3CHO+h υ H+ CH3COCH3CHO+h υ CH3+HCOCH3CHO+h υ CH4+CO25. 大气中的活性粒子:HO、RO、RO 2、H、HCO、CH 3、CH 3CO 等自由基被称为大气中的“活性粒子”,它们性质特别活泼,能够引发一系列反应,参与很多的污染物的化学转化过程,导致生成各种各样的二次污染物。26. HO 基的形成途径(1)HONOHO+NO(λ<400nm)(2)H 2O22HO(λ<300nm)(3)O+H 2O2HO(O 来自 O3 的光离解)(4)HO 2+NO HO+NO 2(HO 2 来自 HCHO 光离解,产生的 H 与 O2 作用)27. HO2 的来源由 CH2O、CH 3ONO 以及 H2O2 形成:(1)HCHO H · +HCO ·(λ<313nm)H ·+O 2HO2 ·HCO ·+O 2HO2 ·+CO(2)CH 3ONONO ·+CH 3O ·(λ=300-400nm)CH3O ·+O 2HO2 ·+CH 2O(3)H 2O22HO ·(λ<370nm )2HO ·+2H 2O22HO2 ·+ 2H2O2HO ·+2CO 2CO2+2H ·2H ·+O2 2HO2 ·28. 光化学烟雾定义,汽车、工厂等污染源排入大气的 HC 和 NOx 等一次污染物在阳光 (紫外线)作用下发生光化学反应生成二次污染,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有气体污染物,也有颗粒污染物) 所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾,也叫洛杉矶型烟雾 Los Angels。29. 光化学烟雾表观特征:烟雾弥漫 pervade,大气能见度降低,形成一种淡蓝色的毒雾,具有强氧化性和刺激 harsh, dazzle 性。30. 光化学烟雾形成的指标:空气中光化学氧化剂 O3、醛、PAN、H 2O2 及其他化合物的形成31. 光化学烟雾的形成条件:天气条件:强日光、大气相对湿度较低,气温为 24~32℃的夏季引起光化学反应的紫外线;NOx,起始光化学反应;烃类,形成光化学烟雾。32. SO2 的气相氧化SO2 的直接光氧化:夜间或无光情况:SO 2 与 O2 的反应极其缓慢;白天太阳光照射:SO 2 吸收 340-400nm 紫外线成为激发态分子 SO2*,但不离解:SO2 + h  SO2*SO2*+O 2 SO4SO4  SO3+O或者 SO4+SO 2 SO3+O 2SO2 的间接光氧化(与自由基反应):由光化学反应提供的 HO、HO 2、RO、RO 2、RCOO 2 等强氧化性自由基,促进 SO2 的转化: HO+SO 2+M HOSO2 +MHOSO2+HOH 2SO4HO2+SO 2 HO+SO 3CH3O2+SO 2 CH3O+SO 333. 金属离子对 SO2 的液相催化氧化: 烟气中含有锰离子(Mn 2+)和铁离子(Fe 2+) ,具有催化作用,从而加快了 O2 对 SO2 的氧化作用。 Mn2+的催化氧化:SO2 + Mn2+  MnSO22+2MnSO22+ + O2  2MnSO32+MnSO32+ + H2O  Mn2+ + H2SO4总反应为: 2SO2 + 2 H2O + O2  H2SO434. 硫酸烟雾型(伦敦烟雾 )污染定义与发生的气象条件::燃煤排放的 SO2、颗粒物以及由 SO2 氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。气温较低、湿度较高、日光较弱,多发生于冬季。35. 硫酸烟雾型与光化学烟雾的区别36. 酸性降水:通过降水将大气中的酸性物质迁移到地面的过程,是一种酸沉降过程。 酸沉降 (acid deposition):酸性物质迁移到地表的过程,通过干、湿沉降两种途径实现。干沉降 (dry deposition):随气流的对流和扩散作用,被土壤、水体和植被等吸附去除。湿沉降 (wet deposition):通过降水落到地面(酸雨 acid rain) 。37. 酸雨的危害 使土壤贫瘠化:抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素;损害农作物和林木生长:使土壤变酸,伤害植物的新生芽叶,干扰光合作用,影响其发育生长;污染饮用水源:使河流、湖泊等地表水酸化,使流域土壤和水体底泥中的金属(例如铝) 可被溶解进入水中;危害渔业生产,毒害鱼类: pH 值小于 4.8 时鱼类消失;腐蚀建筑材料:腐蚀建筑材料、腐蚀建筑物、金属结构、油漆、工厂设备和名胜古迹等。危害人类健康、造成经济损失:对于农业生产的危害,不仅是经济问题,还直接威胁 13 亿人口的吃饭问题。38. 酸雨的化学组成(离子成分) 降水中的主要离子:阳离子——H+ 、Ca2+ 、NH4+、Na+、K+、Mg2+阴离子——SO42-、NO3-、Cl-、 HCO3-阴、阳离子基本平衡: [H+]+ [Ca2+]+ [NH4+]+ [Na+]+ [K+]+ [Mg2+]= [SO42-]+ [NO3-]+ [Cl-]+ [HCO3-] 碱 性 物 质 酸 性 物 质 [H+]+ [Ca2+]+ [NH4+]+ [Na+]+ [K+]+ [Mg2+]= [SO42-]+ [NO3-]+ [Cl-]+ [HCO3-] 碱 性 物 质 酸 性 物 质 39. 气溶胶体系: 大气是由各种固体或液体微粒均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系。 40. 大气颗粒物的分类(按照物态及形成机制分类)粉尘(微尘):固体;风吹扬尘,风沙。 烟(烟气):固体;熔融金属、凝结的金属氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐。灰(Ash):固体;煤、木材燃烧产生的硅酸盐颗粒,煤粉燃烧产生的飞灰。雾(Fog):液体;水蒸气冷凝生成的颗粒小水滴或冰晶,水平视程小于 1km。霭(Mist):液体;称为轻雾,水平视程在 1~2km 之内,大气呈灰色。 霾(Haze):固体;水平视程小于 2km,使大气混浊呈浅蓝色或微黄色。烟尘(熏烟,Smoke):固体与液体;含碳物质(如煤炭)燃烧时产生的固体碳粒、水、焦油 tar 状物质及不完全燃烧的灰分所形成的混合物,如果煤烟中失去了液态颗粒,即成为烟尘。烟雾(Smog):固体;泛指各种妨碍视程( 能见度低于 2km)的大气污染现象。41. 大气颗粒物按粒径大小分类:飘尘(Airborne particle):长期飘泊在大气中颗粒直径小于 10m 的悬浮物称为飘尘,大于 l0m 的微粒。降尘(Dust fall):由于自身的重力作用而很快沉降下来的这部分微粒称为降尘。42. 总悬浮颗粒物(TSP):用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集的颗粒物的总质量,称为总悬浮颗粒物。粒径多在 100μm 以下,尤以 10μm 以下的为多。是大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。43. 可吸入粒子:易于通过呼吸过程 respiration 而进入呼吸道 aspiratory 的粒子。44. 大气颗粒物的表面性质:成核 nucleation 作用、粘合 conglutinate 和吸着 adsorption。 成核作用是指过饱和蒸汽在颗粒物表面上凝结形成液滴的现象。粘合(或凝聚)是小颗粒形成较大的凝聚体并最终达到很快沉降粒径的过程。吸着(吸收 absorption 和吸附):气体或蒸气溶解在微粒中的现象称为吸收;气体或蒸气粘附在颗粒物表面上,则为吸附。通过化学作用而相互吸着,定义为化学吸附。 45. 大气颗粒物的源按形成机制分为一次颗粒物和二次颗粒物。按来源分为天然源和人为源两类 。一次颗粒物:由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物;二次颗粒物:由大气中某些污染气体组分(如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等)之间,或这些组分与大气的成分(如氧气)之间发生反应而转化生成的颗粒物。46. 人为源释放的无机颗粒物:动力发电厂由于燃煤及石油而排放出来颗粒物,其成分除大量的烟尘外,还含有铍 beryllium 、镍 nickel 、钒 vanadium 等的化合物。市政焚烧炉 incinerator 中排放出砷 arsenic、铍 beryllium、镉 cadmium、铬 chromium、铜 copper、铁、汞 mercury、镁、锰、镍nickel、铅 lead、锑、钛 titanium、钒 vanadium 和锌等化合物。汽车尾气中则含有大量的铅。47. 人为的温室效应:由人为排放温室气体所引起的全球变暖现象。大气组分中的 CO2 和水蒸气分子能够吸收长波长。 水分子: 700-850nm 和 1100-1400nm(吸收极弱) ,850-1100nm(全部吸收) 。即水分子只能截留一小部分红外光。CO2:1200-1263nm(强烈吸收) ,对截留红外辐射能量影响较大。大气中二氧化碳等温室气体浓度的上升能够很好的与全球变暖相关联。48. 温室效应: 由于自然大气中存在一些气体,如水汽、二氧化碳、甲烷等,能够吸收部分长波辐射,产生“温室效应”,使地球表面保持适合生物生存的温度。温室效应易受人类活动的干扰。49. 平流层臭氧层的功能: 能吸收 99%以上来自太阳的紫外辐射,保护地球生物不受伤害。臭氧层对地球上生命的出现、发展以及维持地球上的生态平衡起着重要作用。平流层臭氧已经被破坏。 50. 臭氧层形成与耗损的化学反应(1)形成过程: O 2 光解形成臭氧层:O2 + h 2O ( ≤ 243nm)2O + O2 + M 2O3+ M总反应 3O2 + h 2O3(2)消耗过程:光解消耗:吸收 210nm290nm 波长紫外光 O 3 + h O2 + O分解消耗:臭氧的逆反应O 3 + O 2O2 催化过程:Y + O 3  YO + O2YO+ O  Y + O2总反应 2O 33O2 + h已知的 Y 物种有 NOx(NO、NO 2) 、HOx(H、HO 、HO 2) 、ClOx(Cl、ClO) 。这些直接参加破坏 O3 的物种称为活性物种或催化活性物种。51. 空气污染指数(API)把常规检测的几种空气污染物浓度简化成单一的数值形式,分级表示空气受污染程度和空气质量状况的尺度。用 0-500 之间的数字表示空气污染指数的数值。我国计入空气污染指数的项目暂定为二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物(TSP) 。52. 水资源的主要问题我国水资源人均和亩均水量少;水资源在地区分布上很不均匀,水土资源组合不平衡水量年内及年际变化大,水旱灾害频繁水土流失严重,许多河流含沙量大;我国水资源开发利用各地很不均衡53. 水体的概念:系指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“储水体”的总称。水体不仅包括水,而且也包括水中的悬浮物。54. 水体污染:①指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量;②从而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化;③破坏了水中固有的生态系统;④破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用55. 水环境化学研究化学物质在天然水体中的存在形态、反应机制、迁移转化和归趋的规律及其化学行为对生态环境的影响。水环境化学是环境化学的重要组成部分,为水污染控制和水资源的保护提供了科学依据。56. 水的特性,水分子结构,水的异常性质 水的几种特性参数化合物 凝固点 沸点 偶极矩 汽化热 融化热 生成热(摄氏度) (摄氏度) (德拜) (千焦/摩 (千焦/摩) (千焦/摩)H2O 0 100 1.84 40.67 6.02 -286.26H2O (-95) (-80) (2.58) (12.55) (2.09) (-8.56) (推测) H2S -85.2 -60.3 1.10 18.66 2.38 -22.02H2Se -65.7 -41.3 0.40 19.33 2.51 -66.14H2Te -51 -2.2 <0.20 23.22 4.18 -142.03水分子结构H2O:氧原子受到四个电子对包围,其中包括两个与氢原子共享,形成两个共价键的成对电子对和由氧原子持有的两个孤对电子对。N.V. Sidgwick 与 H.M.Powell 提出的价层电子对互斥理论:价层电子对间的斥力大小与价层电子对的类型有关:孤对电子间的斥力>孤对电子与成键电子对间的斥力 >成键电子对间的斥力因为存在两对孤对电子对,使 H2O 的构型为 V 型。水的特性与它的结构有关,现代结构理论认为,H2O 分子是由 4 个 sp3 杂化轨道形成的四面体结构。氧原子外层的电子分布为2s2sp4,在与氢原子成键时由于“微扰”作用,氧原子的 1 个 2s 轨道和 3 个 2p 轨道杂化形成 4 个不等性 sp3 杂化轨道。其中有 2个 sp3 轨道被未成键的孤对电子占有,所以键角是 104°27′,而不是 109°28′。水的许多特性都与这种结构有关。汽态的水分子大都是单分子的,间或有二聚体。固态的冰则不同,每个水分子与周围另外 4 个水分子以氢键结合,形成四面体结构单元,这使冰呈六方晶体结构,分子之间有较大的空隙,故密度比水小,只有 0.92 克/厘米,所以冰能浮在水中57. 水的异常性质 热容量: 所有液体和固体中最高( NH3 除外) 能防止大气温度变化过大;对水体运动的热能传输能力大;能使体温保持均一。溶解潜热: 液体中最大( NH3 除外) 。 由于吸收或放出潜热,故在凝固点有恒温作用,可以调节气候。蒸发潜热: 所有物质中最高。 对环境中热量的传递和输送起着非常重要的作用,如植物叶面蒸腾时,使叶面冷却,以防阳光灼伤组织。热膨胀: 密度最高时的温度随盐度增加下降,在 4℃ 时体积最小,密度最大。 淡水和稀海水最高密度时对应的温度在凝固点以上,在控制湖泊中温度分布的垂直循环中起着重要作用。表面张力: 所有液体中最高(汞除外) 。 控制某些表面现象和液滴的形成及行为;毛细现象和润湿能力强,对生物细胞的渗透和活性等均有重要作用。溶解能力: 比其他液体能溶较多物质并有很大的溶解度。 在生物细胞活动过程中传递营养物和排泄废弃物,并给生物反应和化学反应提供反应介质。介电常数: 所有液体中最高。 对离子化合物的溶解有重大作用,并能使其发生最大的电离,便于生化反应和溶解吸收营养物质。电离度: 很小。 是真正的中性物质,并能同时提供微量的 H+和 OH-,有利于维持生物体的酸碱平衡。透明度: 相当地大。 对红外和紫外的辐射能吸收大,对可见光的选择吸收比较小,既是无色的又透明度大,这种特征性的吸收,能保护浮游生物不受紫外线的伤害。 热传导: 所有液体中最高(汞除外) 。 在活细胞里小尺度范围内有重要作用,其分子热传导过程远不如涡动热传导过程剧烈。氢键: 十分容易形成氢键。 只有少数液体具有这种性质,不仅对物质在水体中的迁移反应影响很大,而且在生物体许多生命物质的活性都有赖于氢键的存在。偶极矩: 液体中最大。 容易形成水化物,有利于生物体内元素的传递和交换。存在状态: 在室温 ±20℃ 左右就能顺利进行固、液、气三态转化。 便于水在环境中和生物体内的循环和调节温度,有利于促进细胞的新陈代谢和废物的排泄。58. 水的常见性质纯水:无嗅、无味、无色液体。含 O2 多味甜泥质多味涩矿物盐多则苦咸标准大气压力下水的沸点 100℃,蒸发热 540 卡/克,凝固点 0℃。冰在 0℃时的融化热 80 卡/克。压力降低到三相关压力之下,水直接从固态变成气态,而不经过液态。普通水在 4℃时密度最大,0℃和 10℃时密度相等。66.天然水:海洋、江河、沼泽、冰雪等地表水与地下水的总称。67.淡水的化学成分①离子强度较低(一般 10-2~10-3mol/L)②pH 值的变化范围比较大 7±3③淡水中的主要离子有 Na+、Mg2+、Ca2+、K+ 、NO3-、SO42-、 Cl-、HCO3-,占天然水中离子总量的 95%~99% 。④河流和湖泊中的悬浮物含量变化大68. 海水的化学成分①海水具有较高的离子强度(约 0.7mol/L)② 海中盐浓度的范围变动较大,在 32‰~37.5‰之间。③海水的 pH 值变化不大,在 7.5~8.3 之间,大多数为 7.8~8.2④海水中的主要离子有 Na+、Mg2+、Ca2+、K+ 、NO3-、HCO3- , Sr2+、 SO42-、 Cl-、 Br-、F-69. 亨利定律 [G(ag)]=KH*PG一种气体在液体中的溶解度正比于与液体所接触的该种气体的分压.70. 自养生物:利用太阳能或化学能量把简单无生命的无机物元素引进其复杂的生命分子中即组成生命体。如藻类:CO 2、NO 3-、PO 43-为C、N、P 源。生产者:利用太阳光能从无机矿物合成有机物的生物体。异养生物:利用自养生物产生的有机物作为能源及合成出自身生命的原始物质71. 天然水中的碱度和酸度碱度(Alkalinity):水中能与强酸发生中和作用的全部物质,即能接受质子 H+的物质总量。强碱:NaOH、Ca(OH)2 等,溶液中全部电离成 OH-弱碱:NH3、C6H5NH2 , 部分发生反应生成 OH-强碱弱酸盐:各种碳酸盐、硅酸盐、重碳酸盐、硫化物、腐殖酸盐水解时生成 OH-或者直接接受质子 H+。72. 酸度(Acidity):水中能与强碱发生中和作用的全部物质,亦即放出 H+或经过水解能产生 H+的物质的总量。强酸:HCl、H2SO4 、HNO3弱酸:CO2、H2SO4、H2S 、蛋白质及各种有机酸类强酸弱碱盐:FeCl3、Al2(SO4)3以甲醛橙为指示剂,滴定到 pH=4.3 以酚酞为指示剂滴定到 PH=8.373. 水污染水体(包括:降水、地面水、地下水)受到人类或自然因素或因子(物质或能量)的影响,使水的表观性状(色、嗅、味、浊) ,物理化学性能(温度、酸碱度、电导度、氧化还原电位、放射性) ,化学成分(无机、有机) ,生物组成(种类、数量、形态、品质)及底质状况等发生了恶化,称为水污染 74. 水污染危害严重的水污染,难以自净恢复到良好状态,妨碍了水体正常的功能,破化了人类经济,合理地利用,造成了环境质量、资源质量、生物质量、人体质量和经济的巨大危害和损失甚至形成国际间、全球性的污染危害。75. 水中污染物(20 世纪,美国学者分类):耗氧污染物致病污染物合成有机物植物营养物无机物及矿物质由土壤和岩石等冲刷下来的沉积物放射性物质热污染76. 富营养化的危害①促使湖泊老化;②破坏水产资源:已阐明的赤潮生物毒素之一的房蛤毒素[C10H17N7O4]2+ 是一种神经毒素,家兔静脉注射至死剂量为 3—4 微克/公斤(体重) ,小鼠最低致死剂量为 8—10 微克/公斤(体重) 。在水中可使鱼类等水生动物中毒病变和死亡。日本深受赤潮之害。濑户内海 1955 年才发生五次,1956—1965 年 39 次,1966—1970 年 35 次,1971 一年发生 136 次,1973 年以后每年发生 200—300 次。我国 1977 年 8 月在天津近海发生一次。日本仅布磨滩 1972 年赤潮一次死鱼 1428 万尾,损失 71 亿日元;③危害水源:硝酸盐、亚硝酸盐对人、畜有害。尤其对婴儿、胎儿可导致变性血红蛋白增高,丧失输氧能力。正常值为 1—2%,高达 10%时出现临床症状,达 30—40%时出现缺氧症状,达 50—70%时发生死亡。另外,他们又是强致癌物亚硝胺的前身物,因此受到重视。不少国家饮水卫生标准规定,硝酸盐氮、亚硝酸盐氮总计不得超过 10mg/l。 77. 防治富营养化的途径合理使用化肥,防止流失;降低工业废水 N、P 的排放量;粪便等有机废弃物中的 N、P 可考虑制造沼气后作有机肥;生活污水可先进行污水灌溉或污水养殖水生植物吸收氮、磷;地下肥水不宜饮用,可代部分肥料用于灌溉,防止新肥水产生;在湖泊、海湾及饮用地下水源带进行监测、预报。 78. 发生黑臭的标志(指数≥5 时):污染指数=氨氮实测值( mg/l)/ 溶解氧饱和率+0.479. 水体黑臭的危害表现为:①使人憋气,妨碍正常呼吸功能;使人厌食、恶心、甚至呕吐,使消化功能减退;精神烦躁不安,工作效率降低,判断力、记忆力降低,严重的可把人薰倒,头晕脑胀、头疼、眼疼等等;长期在恶臭环境中工作和生活会造成嗅觉障碍,损伤中枢神经、大脑皮层的兴奋和调节功能;②某些水产品染上了恶臭无法食用、出售;③恶臭水体不能作旅游、疗养、养鱼、游泳、饮用,而破坏了水流用途和价值;④还能产生 H2S、甲醛等毒性危害。80 优先污染物但是由于有毒物质品种繁多,不可能对每一种污染物都制定控制标准,因而提出在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究的控制对象,称之为优先污染物。  81. 水中颗粒物的类别矿物微粒和粘土矿物:天然水中常见矿物微粒为石英、长石、云母及粘土矿物等硅酸盐矿物。金属水合氧化物:铝、铁、锰、硅等金属的水合氧化物在天然水中以无机高分子及溶胶等形态存在,在水环境中发挥重要的胶体化学作用。腐殖质:腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质,其形态构型与官能团的离解程度有关。水体悬浮沉积物:湖泊中的藻类,污水中的细菌、病毒,废水中的表面活性剂,油滴等,也都有类似的胶体化学表现,起类似的作用。82. 表面吸附作用:胶体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,胶体表面积愈大,所产生的表面吸附能也愈大,胶体的吸附作用也愈强,它是属于一种物理吸附83. 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,在吸附过程中,胶体每吸附一部分阳离子同时也放出等量的其他阳离子。因此把这种吸附称为离子交换吸附84. 专属吸附:是指吸附过程中,除了化学键的作用外,尚有加强的憎水键和范德华力或氢键,专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号,而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上水环境中,配合离子、有机离子、有机高分子和无机高分子的专属吸附作用特别强烈,简单的 Al3+、Fe3+高价离子并不能使胶体电荷因吸附而变号,但其水解产物却可达到这点,这就是发生专属吸附的结果85. 水合氧化物对金属离子的专属吸附与非专属吸附的区别项目 非专属吸附 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 反离子 配位离子吸附时所发生的反应 阳离子交换 配位体交换发生吸附时要求体系的 pH 值 零电位点 任意值吸附发生的位置 扩散层 内层对表面电荷的影响 无 负电荷减少,正电荷增加86. 吸附等温线:吸附是一个动态平衡过程,在固定的温度条件下,当吸附达到平衡时,颗粒物表面上的吸附量(G)与溶液中溶质平衡浓度(c )之间的关系,可用吸附等温线式来表达87. 沉积物中重金属的释放条件:诱发释放的主要因素有:盐浓度升高:碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来。氧化还原条件的变化: 较多的耗氧物质,使一定深度以下沉积物中的氧化还原电位急剧降低使铁、锰氧化物可部分或全部溶解,故被其吸附或与之共沉淀的重金属离子也同时释放出来降低 pH 值:pH 值降低,导致碳酸盐和氢氧化物的溶解,H+竞争作用增加了金属离子的解吸量。在一般情况下,沉积物中重金属的释放量随着反应体系 pH 的升高而降低增加水中配合剂的含量:天然或合成的配合剂使用量增加,能和重金属形成可溶性配合物,有时这种配合物稳定度较大,可以溶解形态存在,使重金属从固体颗粒上解吸下来88. 天然水环境和水处理过程中所遇到的颗粒聚集方式压缩双电层聚集:由于水中电解质浓度增大而离子强度升高,压缩扩散层,使颗粒相互吸引结合聚集。专属吸服凝聚:胶体颗粒专属吸附异电的离子化合态,降低表面电位,即产生电中和现象,使颗粒脱稳而凝聚。这种凝聚可以出现超荷状况,使胶体颗粒改变电荷符号后,又趋于稳定分散状况。胶体相互凝聚:两种电荷符号相反的胶体相互中和而凝聚,或者其中一种荷电很低而相互聚集,有属于异体凝聚。“边对面 ”絮凝:粘土矿物颗粒形状呈板状,其板面荷负电而边缘荷正电,各颗粒的边与面之间由静电引力结合,这种聚集方式的结合力较弱,且具有可逆性,因而,往往生成松散的絮凝体,再加上“边对边”、 “面对面” 的结合,构成水中粘土颗粒自然絮凝的主要方式第二极小值絮凝:在一般情况下,位能综合曲线上的第二极小值较微弱,不足以发生颗粒间的结合,但若颗粒较粗或在某一维方向上较长,就有可能产生较深的第二极小值,使颗粒相互聚集聚合物粘结架桥絮凝:胶体微粒吸附高分子电解质凝聚,属于专属吸附类型,主要是异电中和作用无机高分子的絮凝:无机高分子化合物的尺度远低于有机高分子,它们除对胶体颗粒有专属吸附电中和作用外,也可结合起来在较近距离起粘结架桥作用,当然,他们要求颗粒在适当脱稳后才能粘结架桥絮团卷扫絮凝:已经发生凝聚或絮凝的聚集体絮团物,在运动中以其巨大表面吸附卷带胶体微粒,生成更大絮团,使体系失去稳定而沉降。粒层吸附絮凝:水溶液透过颗粒层过滤时,由于颗粒表面的吸附作用,使水中胶体颗粒相互接近而发生凝聚或絮凝。吸附作用强烈时,可对凝聚过程强化作用,使在溶液中不能凝聚的颗粒得到凝聚。生物絮凝:藻类,细菌等微小生物在水中也具有胶体性质,带有电荷,可以发生凝聚。特别是他们往往可以分泌出某种高分子物质、发挥絮凝作用,或形成胶团状物质89. 有机磷农药和有机氯农药的特点:水体中有机氯农药,难以化学降解和生物降解,滞留时间长,较低水溶性。很大一部分被分配到沉积物有机质和生物脂肪中,食物链累积性,遍布全球多国禁用。有机磷农药:较易生物降解、滞留时间短、水中的溶解度较大,沉积物吸附和生物累积过程次要。90. 胶体颗粒凝聚的基本原理和方式典型胶体的相互作用是以 DLVO 物理理论为定量基础。DLVO 理论把范德华吸引力和扩散双电层排斥力考虑为仅有的作用因素,它适用于没有化学专属吸附的作用的电解质溶液中,而且假设颗粒是粒度均等、球体形状的理想状态。这种颗粒在溶液中进行热运动,其平均功能为 3/2KT,两颗粒在相互接近时产生几种作用力,即多分子范德华力、静电排斥力和水化膜阻力。这几种力相互作用的综合位能随相隔距离所发生的变化,总的综合位能为:V T=VR+VA式中:V A——由范德华力所产生的位能VR——由静电排斥力所产生的位能不同溶液离子强度有不同 VR 曲线,V R 随颗粒间的距离按指数规律下降VA 则只随颗粒间的距离发生变化,与溶液中离子强度无关不同溶液离子强度有不同的 VT 曲线在溶液离子强度较小时,综合位能曲线上出现较大位能峰(Vmax) ,此时,排斥作用占较大优势,颗粒借助于热运动能量不能超越此位能峰,彼此无法接近,体系保持分散稳定状态。当离子强度增大到一定程度时,Vmax 由于双电层被压缩而降低,则一部分 颗粒有可能超越该位能峰。当离子强度相当高时,Vmax 可以完全消失。颗粒超过位能峰后,由于吸引力战优势,促使颗粒间继续接近,当其达到综合位能曲线上近距离极小值(Vmin)时,则两颗粒就可以结合在一起。不过,此时颗粒间尚隔有水化膜。在某些情况下,综合位能曲线上较远距离也会出现一个极小值(Vmin)时,成为第二极小值,它有时也会使颗粒相互结合。91. 自然环境中非均相沉淀溶解过程影响因素:某些非均相平衡进行得缓慢,在动态环境下不易达到平衡根据热力学对于一组给定条件预测的稳定固相不一定就是所形成的相可能存在过饱和现象,即出现物质的溶解量大于溶解度极限值的情况固体溶解所产生的离子可能在溶液中进一步进行反应引自不同文献的平衡常数有差异92. 电子活度:还原剂和氧化剂可以定义为电子给予体和电子接受体,定义 pE 为:pE=-lg(αe ); αe —水溶液中的电子活度pE 是平衡状态下(假想)的电子活度,它衡量溶液接收或迁移电子的相对趋势,在还原性很强的溶液中,其趋势是给出电子。从 pE 概念可知,pE 越小,电子浓度越高,体系提供电子的倾向就越强。反之,pE 越大,电子浓度越低,体系接受电子的倾向就越强。93. 决定电位:若某个单体系的含量比其他体系高得多,则此时该单体系电位几乎等于混合复杂体系的 pE,称之为“决定电位”。在一般天然水环境中,溶解氧是“决定电位” 物质,而在有机物累积的厌氧环境中,有机物是“决定电位” 物质,介于二者之间者,则其“决定电位”为溶解氧体系和有机物体系的结合。94. 解释水中有机物的氧化过程-氧下垂曲线:向天然水体中加入有机物后,将引起水体溶解氧发生变化,可得到一氧下降曲线清洁区:表明未被污染,氧及时得到补充分解区:细菌对排入的有机物进行分解,其消耗的溶解氧量超过通过大气补充的氧量,因此,水体中溶解氧下降,此时细菌个数增加。腐败区:溶解氧消耗殆尽,水体进行缺氧分解,当有机物被分解完后,腐败区即告结束,溶解氧又复上升。恢复区:有机物降解接近完成,溶解氧上升并接近饱和。清洁区:水体环境改善,又恢复至原始状态。95. 腐殖质天然水中对水质影响最大的有机物是腐殖质生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成。有机高分子物质,分子量在 300 到 30000 以上。一般根据其在碱和酸溶液中的溶解度划分为三类:①腐殖酸(Humic acid)——可溶于稀碱液但不溶于酸的部分,分子量由数千到数万;②富里酸(Fulvic acid)——可溶于酸又可溶于碱的部分,分子量由数百到数千;③腐黑物(Humin)——不能被酸和碱提取的部分。 96. 腐殖质与环境中有机物之间的作用:吸附效应、溶解效应、对水解反应的催化作用、对微生物过程的影响以及光敏效应和粹灭效应等。腐殖质与金属离子生成配合物是他们最重要的环境性质之一,金属离子能在腐殖质中的羟基羟基间鳌合成键97. 有机配位体对重金属迁移的影响影响颗粒物(悬浮物或沉积物)对重金属的吸附:加入配位体可能以下列方式影响吸附:①由于和金属离子生成配合物,或与表面争夺可给吸附位,使吸附受到抑制;②如果配位体形成弱配合物,并且对固体表面亲和力很小,则不致引起吸附量的明显变化;③如果配位体能生成强配合物,并同时对固体表面具有实际的亲和力,则可能会增大吸附量。影响重金属化合物的溶解度:重金属和羟基的配合作用,提高了重金属氢氧化物的溶解度98. 分配系数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99. 有机化合物在土壤(沉积物)中的吸着主要机理:①分配作用,即在水溶液中,土壤有机质(包括水生生物脂肪以及植物有机质等)对有机化合物的溶解作用,而且在溶质的
展开阅读全文
  微传网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:哈工大环境化学考研重点.doc
链接地址:https://www.weizhuannet.com/p-10029760.html
微传网是一个办公文档、学习资料下载的在线文档分享平台!

网站资源均来自网络,如有侵权,请联系客服删除!

 网站客服QQ:80879498  会员QQ群:727456886

copyright@ 2018-2028 微传网络工作室版权所有

     经营许可证编号:冀ICP备18006529号-1 ,公安局备案号:13028102000124

收起
展开