《环境化学》重点.docx
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1、环境化学这个内容只是教师讲的重点内容或许,需要结合书原来复习,祝福大家都考好哈。第一章绪论1、为保护人类生存环境,联合国将每年的4 月 22 定位 世界地球日 ,6 月 5 日定位 世界环境日。2、环境化学是一门争论有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其把握的化学原理和方法的科学。 环境化学以化学物质在环境中消灭而引起环境问题为争论对象,以解决环境问题为目标的一门型科学。环境化学的任务:主要争论有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其把握的化学原理和方法。 环境化学争论的内容:有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态;潜在有害化学物质的来源,以及它们在个别环
2、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安康产生效应的机制和风险性;有害物 质已造成影响的缓解和消退以及防止产生危害的方法和途径目前,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争论;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亲热相关的是: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。3、环境化学的特点:要从微观的原子、分子水平上来争论宏观的环境现象与变化的化学机制及其防制途径,其核心是 争论化学污染物在环境中的化
3、学转化和效应。4、优先污染物:由于化学污染物种类繁多,世界各国都筛选一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污 染物优先进展把握,称为优先污染物。5、污染物类别:1按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等;(2) 按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物、固体污染物(3) 按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物、生物污染物6、污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移、生物迁移三种。物理-化学迁移是最重要的迁移形式7、环境污染:由于人为因素使环境的构成状态发生变化,环境素养下降,从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生 活和生产条件。造成环境污染的
4、因素有物理、化学和生物的三个方面,其中化学物质引起的约占80%90%。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。 污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学构造和在环境中的存在状态。(五十年月日本消灭的痛痛病是由 镉Cd 污染水体后引起的;五十年月日本消灭的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的)其次章 大气环境化学1、大气层的构造:对流层、平流层、中间层、热层、逸散层对流层特性:由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射,因此离地面越近气温越高;离地面越远气温则越 低。在对流层中,高度每增加 100m,气温降低 0.6。云雨的主要发生层,赤道
5、厚两极薄。10平流层特征:在平流层内,大气温度上热下冷,空气难以发生垂直对流运动,只能随地球自转产生平流运动,平 流层气体状态格外稳定。在平流层内,进入的污染物因平流运动形成一薄层而遍布全球。2、大气中有哪些重要污染物依据化学组成分类,主要大气污染物是二氧化硫、硫化氢,一氧化氮、二氧化氮、氧化亚氮,一氧化碳、二氧化 碳、碳氢化合物,简洁的卤代烃、氟氯烃类p213、逆温由于过程的不同,可分为近地面的逆温、自由大气逆温。近地面的逆温:辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温自由大气逆温:乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温主要把握辐射逆温P474 大气稳定度的推断(P48)5、大气中有哪些重要自由基?其来源
6、如何?产生:热裂解法、光解法、氧化复原法 大气中的重要自由基3HO 的来源清洁的大气中,O 的光解是大气中HO 的重要来源。222污染的大气,HNO 和H O 光解产生HO。HO2 的来源醛的光解,尤其是甲烷的光解22亚硝酸酯和H O 的光解也可导致生成。R、RO、RO2 等自由基的来源:大气中存在最多的烷基是甲烷,它的主要来源是乙醛丙酮的光解甲氧基来源于甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解具体版本大气中主要自由基有:HO、HO 、R、RO22HO 的来源: O 的光解: O r332O+H O2HO2 HNO 的光解:HNO +rHO22 H O 的光解:H O +r2HO2 22 2清洁大气中H
7、O.来源是O3,污染大气来源是HNO3 和 H2O。HO 的来源: 主要来自醛特别是甲醛的光解2H CO+ rH + HCO2H + O + MHO + M22HCO + O2 +MHO2 + CO + M+NO 亚硝酸酯的光解: CH ONO + rCH O + NO33CH O + O32HO + H CO22 H2O2 的光解 : H2O2+ r2HO HO + H2O2HO2 + H2OR 的来源: RH + OR + HO RH + HOR + H2OCH3 的来源: CH3CHO 的光解 CH3CHO + rCH3 + CHOCH COCH 的光解 CH COCH + rCH +
8、CH CO333333CH O 的来源:甲基亚硝酸酯的光解3CH ONO + r3CH O3+ NO甲基硝酸酯的光解CH ONO + r32CH O +3NO2RO 的来源: R + O22RO26、大气中重要吸光物质的光离解(1) O 、N 的光离解22O + hn O +O N+ hn N + N 22N 的光离解限于臭氧层以上2O(2) O 的光离解33+ hn O +O23NO 的光离解2NO + hn NO + O O +O22+ M O3据称是大气中唯一O3 的人为来源(4) HNO 、 HNO 的光解23初级过程HNO2+ hn HO + NOHNO2+ hn H + NO2次级
9、过程HO + NO HNO2HO +HNO H O + NO222HO + NO2 HNO3HNO 的光解是大气中HO 的重要来源之一。2(5) 甲醛的光离解初级过程 HCHO + hn H +HCO 2HCHO + hn H+ CO对流层中由于有O 的存在,可进一步反响2H +O HO 22HCO +O2 HO2+CO醛类光解是氢过氧自由基H02 的主要来源6卤代烃的光解假设有一种以上的卤素,则断裂的是最弱的键。CH F CH H CH Cl CH Br CH I333337、光化学烟雾 1名词解释:含有 NOx 和 CH 化合物等一次污染物的大气,在阳光的照耀下发生光化学反响而产生二次污染
10、物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。把握:把握反 应活性高的有机物的排放;把握臭氧的浓度(2) 特征:蓝色烟雾,强氧化性,具有强刺激性,使大气能见度降低,在白天生成黄昏消逝, 顶峰在中午。(3) 形成条件:大气中氮氧化物和碳氢化物存在,大气温度较低,而且有强的阳光照耀.(4) 主要污染源:汽车尾气以及石油、煤燃烧的废气(5) 烟雾形成指标:空气中氧化剂特别是臭氧,也包括PAN 的生成(6) 光化学烟雾形成的简洁机制光化学烟雾形成反响是一个链反响,链的引发主要是NO 的光解。2引发反响: NO + hn NO + O 2O +O2+ M O + M3NO
11、 + O NO + O自由基传递:322碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本缘由:2RH+ HO O 2 RO + HORCHO+ HO O 2 RC 2(O )O2 + H O2RCHO+ hn2O 2RO + HO22 + COHO + NO NO22+ HO RO + NO O 2 NO2( )2+ RO RC终止:O O + NO NO22+ RO2 + CO2HO + NO2 HNO3RC(O)O( ) 2+NO RC(O)O NO2( )22RC OO NO22 RCO O + NO22(7) 光化学烟雾的危害:对人体安康的影响:刺激眼睛和上呼吸道粘膜,导致喉咙肿胀对植物的破坏
12、:影响植物光合作用,破坏叶片,引发病虫害降低大气能见度,缩短视程对建筑物的破坏(8) 把握对策p978、硫酸烟雾型污染:1定义:由于煤燃烧而排放出来的 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。SO2 转化为 SO3 的氧化反响主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化作用而加速,硫酸烟雾型污染属于复原性混合物,称复原性烟雾。SO2 滴的催化氧化速度与金属离子浓度、PH、温度有关。(2) 硫酸烟雾伦敦型烟雾与光化学烟雾洛杉矶烟雾的比较:硫酸烟雾是复原型烟雾,觉察较早,已消灭屡次 ,燃煤产生,冬季,低温高湿度弱光照,白天夜间连续;光化学烟雾是氧化型烟雾,觉察较晚,汽车尾气,夏
13、秋季, 高工程硫酸烟雾光化学烟雾概况发生较早1873 年,至今已屡次出现发生较晚1934 年,发生光化学反应污染物颗粒物,SO2,硫酸雾等碳氢化合物,NOx,O3,PAN,醛类燃料煤汽油,煤气,石油气象条件见上文见上文季节东夏秋气温低24湿度高低日光假设强臭氧浓度低高消灭时间白夜间连续白天毒性对呼吸道有刺激作用,严峻时导致死亡。对眼和呼吸道有猛烈刺激作用, O3等强氧化剂有强氧化破坏作用,严峻时导致死亡。温低湿度强光照,白天。 p108 表格 硫酸烟雾与光化学烟雾的比较9、酸性降水(1) 酸雨:雨水的pH 值约为 5.6,可看作未受污染的大气降水的pH 背景值,并作为推断酸雨的界限。(2) 影
14、响酸雨形成的因素主要有:酸性污染物的排放及其转化条件;大气中 NH 的含量及其对酸性物质的中和性;3大气颗粒物的碱度及其缓冲力气;天气形势的影响。详情 p117(3) 降水的化学组成:大气中固定成分、无机物、有机物、光化学反响物、不容物。(4) 酸雨化学组成:硫酸硝酸钙离子。锰铜矾催化。(5) 酸雨的主要成分是什么?其产生的主要机制?酸雨的主要危害有哪些?如何把握? 酸雨中含有多种无机酸和有机酸,主要是硫酸和硝酸。酸雨多成于化石燃料的燃烧:SH SO S+O 点燃SO2422SO +H OH SO3亚硫酸2222H SO +O 2H SO 硫酸23224总的化学反响方程式:S+O 点燃SO 2
15、SO +2H O+O 2H SO2222224氮的氧化物溶于水形成酸:a. NOHNO 硝酸32NO+O 2NO 3NO +H O2HNO +NO22223总的化学反响方程式:4NO+2H O+3O 4HNO223b. NO HNO23总的化学反响方程式:4NO +2H O+O 4HNO2223危害:酸雨可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会使土壤酸化,抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋 洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等养分元素,使土壤贫瘠化;还可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重 金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体安康。把握酸雨的根本措施是
16、削减二氧化硫和氮氧化物的排放。 目前世界上削减二氧化硫排放量的主要措施有: 1、原煤脱硫技术 2、优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和自然气等。3、改进燃煤技术,削减燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进展烟气脱硫。5.开发能源,如太阳能,风能, 核能,可燃冰等,10、1名词解释温室效应:CO 象温室的玻璃一样,允许太阳光中可见光照耀到地面,并阻挡地面重辐射的红外光返回外空间,2CO 起单向过滤器作用,大气中 CO 吸取了地面辐射出来的红外光,把能量截留于大气中,从而使大气温度上升,这种22现象称为温室效应。温室气体:能引起温室效应的气体称温室气体
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