大气环境化学、水环境化学与土壤环境化学

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,环境化学,第一章 绪论,第一节 环境化学,一、环境问题,二、环境化学,第二节 环境污染物,一、环境污染物的类别,二、环境效应及其影响因素,三、环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介,表11环境化学分支学科划分,注： “环境生态学也可列为平行的另一个分支学科,研究领域,分支学科,环境分析化学,环境有机分析化学,环境无机分析化学,各圈层的环境化学,大气环境化学,水环境化学,土壤环境化学,环境生态化学,环境工程化学,大气污染控制化学,水污染控制化学,固体废物污染控制化学,第二章 大气环境化学,第一节 大气中污染物的迁移,一、大气温度层结和密度层结,二、辐射逆温层,三、气块的绝热过程和干绝热递减率,四、大气稳定度,五、影响大气污染物迁移的因素,第二节 大气中污染物的转化,一、光化学反应基础,1 光化学反应过程,2 量子产率,3 大气中重要吸光物质的光离解,二、大气中重要自由基的来源,1.大气中HO和HO,2,自由基的浓度,2.大气中HO和HO,2,的来源,3.R、RO和RO,2,等自由基的来源,三、氮氧化物的转化,1 大气中含氮化合物,2 氮氧化物的气相转化,四、碳氢化合物的转化,1 大气中主要的碳氢化合物,2 碳氢化合物在大气中的反应,表23 HO、O与烷烃反应的速度常数,烃类,速度常数(2.9810,8,min,1,),HO,O,甲烷,乙烷,丙烷,正丁烷,环己烷,16.5,443,1800,5700,1.210,4,0.0176,1.37,12.3,32.4,117,五、光化学烟雾,1 光化学烟雾,2 光化学烟雾形成的简化机制,3 光化学烟雾的控制对策,六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染,1 二氧化硫的气相氧化,2 二氧化硫的液相氧化,3 硫酸烟雾型污染,表26 伦敦型烟雾与洛杉矶烟雾的比较,项目,伦敦型,洛杉矶型,概 况,污 染 物,燃 料,气象条件,季 节,气 温,湿 度,日 光,臭氧浓度,出现时间,毒 性,发生较早(1873)，至今已多次出现,颗粒物、SO2、硫酸雾等,煤,冬季,低(4以下),高,弱,低,白天夜间连续,对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡,发生较晚(1946)，发生光化学反应,碳氢化合物、NO,x,、O,3,、PAN、醛类等,汽油、煤气、石油,夏秋,高(24以上),低,强,高,白天,对眼和呼吸道有强刺激作用。等氧化剂有强氧化破坏作用，严重可导致死亡,七、酸性降水,1 降水的PH,2 降水PH的背景值,3 降水的化学组成,4 酸雨的化学组成,5 影响酸雨形成的因素,表27 世界某些降水背景点的pH值,地点,样本数,PH值平均值,中国丽江,Amsterdan(印度洋),Porkflot（阿拉斯加）,Katherine(澳大利亚),Sancarlos(委内瑞拉),St.Georges(大西洋百慕大群岛),280,26,16,40,14,67,5.00,4.92,4.94,4.78,4.81,4.79,表28 国外部分地区降水化学成分(mol/L),注：本表摘自唐孝炎，1990。,SO,4,2,NO,3,-,Cl,-,NH,4,+,Ca,2+,Mg,2+,Na,+,K,+,H,+,PH,瑞典Sjoangen 1973-1975,34.5,31,18,31,6.5,3.5,15,3,52,4.30,美国Hubbard Brook 1973-1974,55,50,12,22,5,16,6,2,114,3.94,美国Pasadena 1978-1979,19.5,31,28,21,3.5,3.5,24,2,39,4.41,加拿大Ontario,45,19,10,21,11.5,5,11,4.96,日本神户,19.5,24,39,19,7.5,3,40,4.4,表29 国内部分城市降水化学成分,(mol/L),SO,4,2,NO,3,-,Cl,-,NH,4,+,Ca,2+,Mg,2+,Na,+,K,+,H,+,PH,贵阳市区1982-1984,205.5,21,8.2,78.9,115.6,28.3,10.1,26.4,84.5,4.07,重庆市区1985-1986,164,29.9,25.2,152.2,135.2,11.4,14.7,7.87,51.4,4.29,广州市区1985-1986,137,23.9,39.4,85.4,98.4,8.7,25.7,22.6,16.7,4.78,南宁市区1985-1986,28.8,8.48,15.7,45.8,19.9,0.9,11.8,9.6,18.33,4.74,北京市区1981,136.6,50.32,157.4,141.1,92,140.9,42.31,0.16,6.80,天津市区1981,158.9,29.2,183.1,125.6,143.5,175.2,59.2,0.55,6.26,表29 国内部分城市降水化学成分,(mol/L),注：本表摘自唐孝炎，1990。,SO,4,2,NO,3,-,Cl,-,NH,4,+,Ca,2+,Mg,2+,Na,+,K,+,H,+,PH,贵阳市区1982-1984,205.5,21,8.2,78.9,115.6,28.3,10.1,26.4,84.5,4.07,重庆市区1985-1986,164,29.9,25.2,152.2,135.2,11.4,14.7,7.87,51.4,4.29,广州市区1985-1986,137,23.9,39.4,85.4,98.4,8.7,25.7,22.6,16.7,4.78,南宁市区1985-1986,28.8,8.48,15.7,45.8,19.9,0.9,11.8,9.6,18.33,4.74,北京市区1981,136.6,50.32,157.4,141.1,92,140.9,42.31,0.16,6.80,天津市区1981,158.9,29.2,183.1,125.6,143.5,175.2,59.2,0.55,6.26,表215 我国部分地区降水酸度和主要离子含量(mol/L),项目,重庆,贵阳市区,贵阳郊区,北京市区,PH,H,+,SO,4,2-,NO,3,-,Cl,-,NH,4,+,Ca,2+,Na,+,K,+,Mg,2+,4.1,73,142,21.5,15.3,81.4,50.5,17.1,14.8,15.5,4.0,94.9,173,9.5,8.9,63.3,74.5,9.8,9.5,21.7,4.7,18.6,41.7,15.6,5.1,26.1,22.5,8.2,4.9,6.7,6.8,0.16,137,50.3,157,141,92,141,40,表216 降水中离子浓度比较,注：本表摘自王晓蓉，1993。北京和天津城区数据平均值。重庆铜元局和贵阳喷水池数据平均值。,地点, (Ca,2+,+ NH,4,+,+K,+,), (SO,4,2-,+NO,3,-,),非酸雨（1981）,酸 雨（1980）,非酸雨(瑞典),酸 雨(瑞典),419.6,209.6,8.74,4.39,335.2,329.5,3.32,3.26,表218 气态氨的测定结果,(注：本表摘自王德春，1988。),地区,地点,日期,NH,3,(L/m,3,),样品,酸 雨 区,贵阳,重庆,成都,1984.9,1984.9,1985.9,1.7,5.1,4.8,16,12,2,非酸雨区,北京,天津,1984.7,1984.7,44,22.8,10,4,图2-22,八、大气颗粒物,1 颗粒物的粒度及表面性质,2 大气颗粒物的化学组成,3 大气颗粒物的去除过程,图 2-23,图2-24,九、温室气体和温室效应十、臭氧层的形成与损耗,1 臭氧层形成与损耗的化学反应,2 南极臭氧洞现象,图2-29,第三章 水环境化学,第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态,一 、天然水的基本特征,二、水中污染物的分布和存在形态,表31 25时一些气体在水中的亨利定律常数,气体,K,H,mol/(LPa),气体,K,H,mol/(LPa),O,2,O,3,CO,2,CH,4,C,2,H,4,H,2,H,2,O,2,1.2610,-8,9.1610,-8,3.3410,-7,1.3210,-8,4.8410,-8,7.8010,-9,7.0110,-1,N,2,NO,NO,2,HNO,2,HNO,3,NH,3,SO,2,6.4010,-9,1.9710,-8,9.7410,-8,4.8410,-4,2.07,6.1210,-4,1.2210,-5,表32 水在不同温度下的分压,T(),0,5,10,15,20,25,pH,2,O,(105Pa),0.00611,0.00872,0.01228,0.01705,0.02337,0.03167,T(),30,35,40,45,50,100,pH,2,O,(105Pa),0.04241,0.05621,0.07374,0.09581,0.12330,1.0130,图32,表34,第二节 水中无机污染物的迁移转化,一、颗粒物与水之间的迁移,二、水中颗粒物的聚集,三、溶解和沉淀,四、氧化和还原,五、配合作用,表35水合氧化物对金属离子的专属吸附与非专属吸附的区别,注：本表摘自陈静生主编，1987。,项目,非专属吸附,专属吸附,发生吸附的表面净电荷的符号,金属离子所起的作用,吸附时发生的反应,发生吸附时体系的PH值,吸附发生的位置,对表面电荷的影响,反离子,阳离子交换,零电位点,扩散层,无,、0、,配位离子,配位体交换,任意值,内层,负电荷减少，正电荷增多,图34,图38,图39,图311,图312,图313,图314,图317,图318,图319,图320,图321,乙二胺二齿配体,图322,图323,表39 腐殖酸配合物稳定常数,来源,LgK,Ca,Mg,Cu,Zn,Cd,Hg,泥煤,3.65,3.81,7.85,8.29,4.83,4.57,18.3,湖水Celyn湖,Balal湖,3.95,3.56,4.00,3.26,9.83,9.30,5.14,5.25,4.57,19.4,19.3,河水Dee河,Conway河,9.48,9.59,5.36,5.41,19.7,21.9,海湾,底泥,海湾污泥,3.65,4.65,3.60,3.50,4.09,3.50,8.89,11.37,8.89,5.87,5,27,4.95,20.9,21.9,18.1,土壤,3.4,2.2,4.0,3.7,5.2,松花江,松花江泥,2.68,3.14,2.76,3.13,2.54,3.01,2.66,3.00,16.02,16.74,16.51,16.39,蓟运河水泥,16.38,16.28,16.41,第三节 水中有机污染物的迁移转化,一、分配作用,二、挥发作用,三、水解作用,四、光解作用,五、生物降解作用,图327,图328,图329,图331,第四章 土壤环境化学,第一节 土壤的组成与性质,一、土壤组成,二、土壤的粒级分组与质地分组,三、土壤吸附性,四、土壤酸碱性,五、土壤的氧化还原性,图41,图42,第二节 污染物在土壤植物体系中的迁移及其机制,一、污染物在土壤植物体系中的迁移及其机制,二、植物对重金属污染产生耐性的几种机制,第三节 土壤中农药的迁移转化,一、土壤中农药的迁移,二、非离子型农药与土壤有机质的作用,三、典型农药在土壤中的迁移转化,图49,图410,第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性,第一节 物质通过生物膜的方式,一、生物膜的结构,二、物质通过生物膜的方式,图51,第二节 污染物质在机体内的转运,一、吸收,二、分布,三、排泄,四、蓄积,第三节 污染物质的生物富集、放大和积累,一、生物富集,二、生物放大,三、生物积累,第四节 污染物质的生物转化,一、生物转化中的酶,二、若干重要辅酶的功能,三、生物氧化中的氢传递过程,四、耗氧有机污染物质的微生物降解,五、有毒有机污染物质生物转化类型,六、有毒有机污染物质的微生物降解,七、氮及硫的微生物转化,八、重金属元素的微生物转化,图52,式518 FMN和FAD传递氢原子的反应,辅酶和辅酶,辅酶和辅酶传递氢的反应,辅酶Q的递氢反应,辅酶A,第五节 污染物质的毒性,一、毒物,二、毒物的毒性,三、毒物的联合作用,四、毒作用的过程,五、毒作用的生物化学机制,