環境化學(第二版)知識點總結和部分課后習題答案1共18頁)(已修改)

　

【正文】 環境化學第一章 緒論環境：環境是指與某一中心事物有關（相適應）的周圍客觀事物的總和，中心事物是指被研究的對象。對人類社會而言，環境就是影響人類生存和發展的物質、能量、社會、自然因素的總和。1972年，聯合國在瑞典斯德哥爾摩召開了人類環境會議，通過了《人類環境宣言》。構成環境的四個自然圈層包括土壤、巖石圈、大氣圈和水圈為保護人類生存環境，聯合國將每年的4月22定位 世界地球日 ，6月5日定位 世界環境日。環境保護的主要對象是由于人類生產、生活活動所引起的次生環境問題，主要包括：環境污染 和生態破環 兩個方面。環境問題：全球環境或區域環境中出現不利于人類生存和發展的各種現象，稱為環境問題。原生環境問題：自然力引發，也稱第一類環境問題，火山噴發、地震、洪災等。次生環境問題：人類生產、生活引起生態破壞和環境污染，反過來危及人類生存和發展的現象，也稱第二類環境問題。目前的環境問題一般都是次生環境問題。生態破壞：人類活動直接作用于自然生態系統，造成生態系統的生產能力顯著減少和結構顯著該變，如草原退化、物種滅絕、水土流失等。當今世界上最引人注目的幾個環境問題 溫室效應 、臭氧空洞 、酸雨 等是由大氣污染所引起的。環境污染:由于人為因素使環境的構成狀態發生變化，環境素質下降，從而擾亂和破壞了生態系統和人們的正常生活和生產條件。造成環境污染的因素有物理、化學和生物的三個方面，其中化學物質引起的約占80%~90%。環境污染物定義：進入環境后使環境的正常組成和性質發生直接或間接有害于人類的變化的物質稱為環境污染物。污染物的性質和環境化學行為取決于它們的化學結構和在環境中的存在狀態。(五十年代日本出現的痛痛病是由 鎘Cd 污染水體后引起的；五十年代日本出現的水俁病是由 Hg 污染水體后引起的)重要污染物(1)元素：Cr,Hg,As,Pb,Cl (2)無機物:CO,NOx,SO2,KCN(3)有機化合物和烴類:烷烴（飽和）、芳香烴（苯環）、不飽和非芳香烴（不飽和，不帶苯環）、多環芳烴 (4)金屬有機和準金屬有機化合物： 四乙基鉛、三丁基錫(5)含氧有機化合物：環氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有機酸等(6)有機氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT） (7)有機鹵化物：氯仿（四氯化碳）、PCBs、氯代二惡英、氯代苯酚(8)有機硫化合物：硫醇類（甲硫醇）、硫酸二甲酯(9)有機磷化合物：有機磷農藥、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯按受污染物影響的環境要素可分為大氣污染物、水體污染物、土壤污染物等；按污染物的形態可分為氣體污染物、液體污染物和固體廢物；按污染物的性質可分為化學污染物、物理污染物和生物污染物。優先控制污染物：概念:基于有毒化學物的毒性、自然降解的可能性及在水體中出現的概率等因素,從多種有機物中篩選出的優先控制物認識過程： 20世紀60年代 人們只把環境問題作為污染來看待，沒有認識到生態破壞的問題.； 20世紀70年代 1972年聯合國，瑞典，斯德哥爾摩“人類環境會議”，將環境污染和生態破壞提升到同一高度看待；20世紀80年代 1987年，由挪威首相布倫特蘭夫人組建的“聯合國世界環境與發展委員會”發表了《我們共同的未來》；20世紀90年代 1992年，巴西，里約熱內盧，聯合國環境與發展大會，強調和正式確立了可持續發展的思想，并形成了當代的環境保護的主導意識。 自然過程或人類的生產和生活活動會對環境造成污染和破壞，從而導致環境系統的結構和功能發生變化，稱為環境效應。分為自然環境效應和人為環境效應。按環境變化的性質劃分，（1）環境物理效應：由物理作用引起的環境效應即為環境物理效應。（2）環境化學效應： 在各種環境因素影響下，物質間發生化學反應產生的環境效應即為環境化學效應。（3）環境生物效應：環境因素變化導致生態系統變異而產生的后果即為環境生物效應。 污染物的遷移：污染物在環境中所發生的空間位移及其所引起的富集、分散和消失的過程。遷移有機械遷移、物理－化學遷移、生物遷移污染物轉化：是指污染物在環境中通過物理、化學或生物作用導致存在形態或化學結構轉變的過程。污染物質在環境中的三大轉化途徑為：化學轉化、光化學轉化和生物轉化。環境化學研究特點：（1）以微觀研究宏觀：從原子、分子水平，研究宏觀環境圈層中環境現象和變化機制；（2）研究對象復雜：既有人為來源的也有天然來源的，處于環境開放體系內，多種環境因素同時相互作用，其研究需要多學科的結合。（3）物質水平低：mg/kg(ppm,106)、ug/kg(ppb,109) 1根據環境化學的任務、內容和特點以及發展動向，你認為怎樣才能學好環境化學這門課？環境化學是一門研究有害化學物質在環境介質中的存在、化學特征、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學。環境化學以化學物質在環境中出現而引起環境問題為研究對象，以解決環境問題為目標的一門新型科學。其內容主要涉及：有害物質在環境介質中存在的濃度水平和形態，潛在有害物質的來源，他們在個別環境介質中和不同介質間的環境化學行為；有害物質對環境和生態系統以及人體健康產生效用的機制和風險性；有害物質已造成影響的緩解和消除以及防止產生危害的方法和途徑。環境化學的特點是要從微觀的原子、分子水平上來研究宏觀的環境現象與變化的化學機制及其防治途徑，其核心是研究化學污染物在環境中的化學轉化和效應。目前，國界上較為重視元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化學循環及其相互偶合的研究；重視化學品安全評價、臭氧層破壞、氣候變暖等全球變化問題。當前我國優先考慮的環境問題中與環境化學密切相關的是：以有機物污染為主的水質污染、以大氣顆粒物和二氧化硫為主的城市空氣污染；工業有毒有害廢物和城市垃圾對水題和土壤的污染。第二章 大氣環境化學大氣成分：按濃度分成三大類：（1）主要成分，濃度在1%以上量級，包括氮(N2)，氧(O2)和氬(Ar)；（2）微量成分(也稱次要成分)，濃度在1ppmv到1%之間，包括二氧化碳（CO2），水汽(H2O)，甲烷(CH4)，氦(He), 氖(Ne)，氪(Kr)等；（3）痕量成分，濃度在1ppmv以下，主要有氫(H2)，臭氧(O3)， 氙(Xe),一氧化二氮(N2O)，氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)，氨氣(NH3)，二氧化硫(SO2)，一氧化碳(CO)以及氣溶膠等等。此外，還有一些大氣中本來沒有的，純屬人為產生的污染成分，它們目前在大氣中的濃度多為pptv的量級，如氟氯烴類化合物(常記為CFCs)等。大氣層的結構：對流層、平流層、中間層、熱層、逸散層對流層特性：由于對流層大氣的重要熱源來自于地面長波輻射，因此離地面越近氣溫越高；離地面越遠氣溫則越低。在對流層中，高度每增加100m，℃。云雨的主要發生層，赤道厚兩極薄。平流層特征：在平流層內，大氣溫度上熱下冷，空氣難以發生垂直對流運動，只能隨地球自轉產生平流運動，平流層氣體狀態非常穩定。在平流層內，進入的污染物因平流運動形成一薄層而遍布全球。中間層特征：在中間層中，由于層內熱源僅來自下部的平流層，因而氣溫隨高度增加而降低，溫度垂直分布特征與對流層相似；由于下熱上冷，空氣垂直運動強烈。熱層特征：在熱層中，溫度隨高度增加迅速上升。熱層空氣極稀薄，在太陽紫外線和宇宙射線輻射下，空氣處于高度電離狀態，該層也可以稱為電離層。逸散層：800km以上高空；空氣稀薄，密度幾乎與太空相同；空氣分子受地球引力極小，所以氣體及其微粒可以不斷從該層逃逸出去。逆溫由于過程的不同，可分為近地面的逆溫、自由大氣逆溫。近地面的逆溫：輻射逆溫、平流逆溫、融雪逆溫、地形逆溫自由大氣逆溫：亂流逆溫、下沉逆溫、鋒面逆溫逆溫的危害：在對流層中，由于低層空氣受熱不均，能夠使氣體發生垂直對流運動，致使對流層上下空氣發生交換。通過垂直對流運動，污染源排放的污染物能夠被輸送到遠方，并由于分散作用而使污染物濃度降低。逆溫現象經常發生在較低氣層中，這時氣層穩定性特強，對于大氣中垂直運動的發展起著阻礙作用，對大氣垂直流動形成巨大障礙，地面氣流不易上升，使地面污染源排放出來的污染物難以借氣流上升而擴散。 氣團的穩定性與密度層結和溫度層結兩個因素有關。大氣污染源：自然因素：火山噴發： 排放出SOH2S、COCO、HF及火山灰等顆粒物；森林火災： 排放出CO、COSONO2；自然塵（風砂、土壤塵）；海浪飛沫： 顆粒物主要為硫酸鹽與亞硫酸鹽。人為因素：工廠企業廢氣排放；交通運輸 ：飛機、機動車、輪船尾氣 ；燃油燃煤（農村爐灶）；農業活動（農藥噴灑）。大氣中有哪些重要污染物及分類定義：大氣污染物是指由于人類的活動或是自然過程所直接排入大氣或在大氣中新轉化生成的對人或環境產生有害影響的物質。城市中影響健康的主要大氣污染物是二氧化硫（及進一步氧化產物三氧化硫、硫酸鹽）、懸浮顆粒物（煙霧、灰塵、PM）、氮氧化物、一氧化碳、揮發性有機化合物（碳氫化合物和氧化物）、臭氧、鉛和其他有毒金屬。分類：大氣污染物按存在形式分可分為氣態污染物和顆粒態污染物；大氣污染物按形成過程又可以分為一次污染物和二次污染物。一次污染物：是指由污染源直接排入大氣環境中且在大氣中物理和化學性質均未發生變化的污染物，又稱為原發性污染物：二次污染物：指由一次污染物與大氣中已有成分或幾種污染物之間經過一系列的化學或光化學反應而生成的與一次污染物性質不同的新污染