环境化学作业题解答.ppt

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,*,1,环境化学作业题解答,2,第二章 大气环境化学,一、补充作业题,:,（思考题）,1,、大气层的结构及温度变化规律：,解：（,1,）对流层：,018km,；气温随高度升高而降低。,（,2,）平流层：,1850km,；平流层下部,30 35km,以下气温 变化不大（同温层），,30 35km,以上随高度升高温度增大,(,逆温层,),。,（,3,）,50 80km,；气温随高度升高而降低。,（,4,）,80 500km,；大气温度随高度的增加而升高。,3,2,、简述大气中,NO,、,NO,2,的人为来源和消除途径。,N,2,+O,2,H,2,O,解：,燃料燃烧,NO,、,NO2,硝酸和硝酸盐,3,、洛杉玑型烟雾特征,:,兰色烟雾，强氧化性，具有强刺激性，使大气能见度降低，在白天生成傍晚消失,高峰在中午。,4,二、作业题,P,145,1,、大气的主要层次是如何划分的,?,每个层次具有哪些特点,?,（,1,）主要层次划分：根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层。,大气层次,海拔高度,km,温度,主要成分,对流层,平流层,中间层,热 层,O,(10,16),(10,16),50,50,80,80,500,15,-56,-56,-2,-2,-92,-92,1200,N,2,0,2,，,O,2,0,3,NO,+,，,O,2,+,NO,+,，,O,2,+,，,O,+,（,2,）各层次特点：,对流层：,0,18km,；气温随高度升高而降低；有强烈的空气垂直对流；空气密度大（占大气总质量的,3/4,和几乎全部的水汽和固体杂质）；天气现象复杂多变。,5,平流层：,18,50km,；平流层下部,30,35km,以下气温变化不大（同温层），,30,35km,以上随高度升高温度增大,(,逆温层,),；有一,20km,厚的臭氧层，可吸收太阳的紫外辐射，并且臭氧分解是放热过程，可导致平流层的温度升高；空气稀薄，水气、尘埃的含量极少、透明度好，很少出现天气现象，飞机在平流层低部飞行既平稳又安全；空气的垂直对流运动很小，只随地球自转产生平流运动，污染物进入平流层可遍布全球。,中间层：,50,80km,；空气较稀薄；臭氧层消失；温度随海拔高度的增加而迅速降低；大气的垂直对流强烈。,热层：,80,500km,；在太阳紫外线照射下空气处于高度电离状态（电离层），能反射无线电波，人类可利用它进行远距离无线电通讯；大气温度随高度增加而升高；空气更加稀薄，大气质量仅占大气总质量的,0,5,。,热层以上的大气层称为逃逸层。这层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用与大气温度不同，大气的压力总是随着海拔高度的增加而减小。,6,2,、逆温现象对大气中污染物的迁移有什么影响,?,一般情况下，大气温度随着高度增加而下降，每上升,100,米，温度降低,0.6,左右。即是说在数千米以下，总是低层大气温度高、密度小，高层大气温度低、密度大，显得“头重脚轻”。这种大气层结容易发生上下翻滚即“对流”运动，可将近地面层的污染物向高空乃至远方输散，从而使城市上空污染程度减轻。因而在通常情况下，城市上空为轻度污染，对人体健康影响不大。可是在某些天气条件下，一地上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，从而导致大气层结“脚重头轻”，气家学家称之为“逆温”，发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。它像一层厚厚的被子罩在我们城乡上空，上下层空气减少了流动，近地面层大气污染物“无路可走”，只好原地不动，越积越多，空气污染势必加重。,9,人为来源：燃料不完全燃烧。全球范围,CO,人为排放约,(600,1250)1,0,6,t/a,，其中,80,是由汽车尾气排放，,20,来自家庭炉灶、工业燃煤锅炉、煤气加工等过程。,天然来源：就全球环境，天然来源也很重要。主要包括：甲烷转化、海水中,CO,挥发、植物排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧。其中以甲烷转化最为重要。,CH,4,经,HO,自由基氧化可形成,CO,。,去除：大气中,CO,可由土壤吸收和与,HO,自由基反应去除。后者可去除大气中约,50,的,CO,。,CO,2,：是一种无毒、无味气体，对人体无显著危害作用。但作为一种 重要的温室气体，能导致温室效应，引发一系列全球性环境问题。,来源：人为来源主要来自矿物燃料燃烧，天然来源主要包括海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸，以及腐败作用和燃烧作用。,去除：植物吸收。人类活动大量排放,C0,2,；砍伐森林、毁灭草原，使地球植被日趋减少，使植物吸收,CO,2,数量降低。两者共同作用使大气,CO,2,含量急剧增加。,10,碳氢化合物：是大气中一重要污染物。大气中以气态形式存在的碳氢化合物的碳原子数主要为,1,10,，包括可挥发性的所有烃类。它们是形成光化学烟雾的主要参与者。其他碳氢化合物大部分以气溶胶形式存在于大气中。在大气污染研究中，人们根据烃类化合物在光化学反应过程中活性大小，把烃类化合物分为甲烷,(CH,4,),和非甲烷烃,(NMHC),两类。,甲烷：无色气体，性质稳定。大气中碳氢化合物,80,85,是甲烷。它是重要温室气体。每个,CH,4,分子导致温室效应能力比,CO,2,分子大,20,倍。,CH,4,来源：人为来源包括燃料燃烧和原油、天然气泄漏；天然来源主要来沼泽、泥塘、湿冻土带和水稻田底部等环境厌氧细菌的发酵，有机物发生了厌氧分解：,中国是一个农业大国，其水稻田面积约占全球水稻田面积的,1/3,，因而水稻田成为中国大气中甲烷的最大的排放源。,CH,4,消除：与大气中,HO,自由基反应被消除：,11,非甲烷烃：来源于煤、石油和植物等。非甲烷烃的种类很多，因来源而异。,天然来源：以植被最重要。植物体向大气释放的化合物达,367,种。乙烯是植物散发的最简单有机化合物之一，许多植物都能产生乙烯，并释放进大气。一般认为，植物散发的大多数烃类属于萜烯类化合物，是非甲烷烃中排放量最大的一类化合物。,人为来源：汽油燃烧、焚烧、溶剂蒸发、石油蒸发和运输损耗、废弃物提炼等。,消除途径：光化学反应和自由基反应。,（,4,）含卤素化合物,有机卤代烃、无机氯化物和氟化物。有机卤代烃对环境影响最为严重，分为卤代脂肪烃和卤代芳香烃。,简单卤代烃：甲烷衍生物。天然来自于海洋；人为来自于工业化学试剂生产使用过程的挥发排放。消除途径是光解反应和自由基反应。,12,氟氯烃类,来源：一氟三氯甲烷,(CFCl,3,、,CFC-11,或,F-11),和二氟二氯甲烷,(CF,2,Cl,2,、,CFC-12,或,F-12),。作制冷剂、气溶胶喷雾剂、电子工业的溶剂、制造塑料的泡沫发生剂和消防灭火剂等。生产和使用过程进入大气。,消除：在对流层大气中性质非常稳定。能透过波长大于,290 nm,辐射，在对流层大气中不发生光解反应；与,HO,反应为强吸热反应，在对流层中，很难被,HO,氧化；不溶于水，不容易被降水清除。氟氯烃类化合物不易在对流层被去除，在对流层停留时间较长。它们最可能的消除途径是扩散进入平流层。,氟氯烃类化合物既可破坏臭氧层也可导致温室效应。,13,12,、说明光化学烟雾现象，解释污染物与产物的日变化曲线，并说明光化学烟雾产物的性质与特征。,（,1,）光化学烟雾现象：主要含有氮氧化物和碳氢化合物等一次性污染物的大气，在阳光照射下发生化学反应而产生二次污染物。这种由一次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。因最早（,1940,年）在美国洛杉矶首先出现，又称洛杉矶型烟雾。,（,2,）性质与特征：烟雾蓝色；具有强氧化性，能使橡胶开裂；对眼睛、呼吸道等有强烈刺激，并引起头痛、呼吸道疾病恶化，严重可造成死亡；对植物叶子有害，能使大气能见度降低；刺激物浓度峰值出现在中午和午后；污染区域出现在污染源下风向几十到几百公里的范围内。,(3),日变化曲线：白天生成夜晚消失；染物浓度峰值出现在中午和午后；烃类和,NO,发生在早上交通高峰时节，此时,NO,2,浓度很低；随太阳辐射增强，,O,3,和,NO,2,浓度逐渐增加，到中午已经较高。一般,O,3,和,NO,2,浓度峰值比,NO,浓度峰值晚出现,4-5,小时。,推断：,O,3,和,NO,2,主要是二次污染物。,傍晚虽交通繁忙，但日光较弱，不足以引起光化学反应。,14,14,、何谓有机物的反应活性,?,如何将有机物按反应活性分类,?,(1),有机物的反应活性：有机物的反应活性是指反应难易程度。反应中有些中间体能增加反应活性。正催化剂能产生容易反应的中间体，改变反应历程，缩短反应时间。,（,2,）分类：按有机物所含官能团分类：烷、烯、炔、醇、酮、苯、酚、醚、羧酸、糖等。,15,、简述大气中,S0,2,氧化的几种途径。,（,1,）,SO,2,气相氧化：,SO,2,首先氧化成,SO,3,，随后,S0,3,被水吸收成硫酸，形成酸雨或硫酸烟雾。硫酸与大气中的,NH,4,+,等阳离子结合生成硫酸盐气溶胶。,S0,2,的直接光氧化；,SO,2,被自由基氧化。,（,2,）,SO,2,液相氧化：大气中存在少量水和颗粒物。,SO,2,可溶于大气中液体水，也可被大气颗粒物吸附，并溶解在颗粒物表面所吸附的水中。于是,SO,2,便可发生液相反应。,S0,2,液相平衡；,O,3,对,SO,2,氧化；,H,2,O,2,对,SO,2,氧化；,金属离子对,SO,2,液相氧化催化作用,15,19,、论述影响酸雨形成的因素。,主要影响因素：（,1,）酸性污染物的排放及其转化条件；（,2,）大气中,NH,3,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能力；（,4,）天气形势的影响。,20,、什么是大气颗粒物的三模态,?,如何识别各种粒子模,?,依据大气颗粒物表面积与粒径分布的关系，把大气颗粒物表示成三种模结构：爱根（,Aitken,）核模（,Dp0.05m,）、积聚模（,0.05mDp 2m,）。,（,1,）爱根核模主要源于燃烧产生的一次颗粒物以及气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物。由于其粒径小、数量多、表面积大而很不稳定，易于相互碰撞结成大粒子而转入积聚模；也可在大气湍流扩散过程中很快被其他物质或地面吸收而去除。,（,2,）积聚模主要由核模凝聚或通过热蒸汽冷凝再凝聚长大。这些粒子多为二次污染物，其中硫酸盐占,80%,以上。它们在大气中不易由扩散或碰撞而去除。积聚模与爱根核模的颗粒物合称细粒子。,（,3,）粗粒子模的粒子称为粗粒子，多由机械过程所产生的扬尘、液滴蒸发、海盐溅沫、火山爆发和风沙等一次颗粒物所构成，因此它的组成与地面土壤十分相近，主要靠干沉降和湿沉降过程去除。,16,23,何谓温室效应和温室气体,?,大气中的某些微量组分，能使太阳的短波辐射透过，加热地面，而地面增温后所放出的热辐射，却被这些组分吸收，使大气增温。由于这些组分的作用在某些方面类似温室的玻璃房顶，因此这种现象被称为温室效应，这些组分被称为为温室气体。,主要温室气体有二氧化碳（,CO,2,）、甲烷（,CH,4,）、二氧化氮（,NO,2,）、氯氟烷烃（,CFCs,）等。八十年代研究表明，人为排放各种温室气体对温室效应所起作用比例不同，其中二氧化碳,55,，氯氟烷烃,24,，甲烷,15,，二氧化氮,6,。二氧化碳大量增加是造成温室效应加剧的主要原因。,24,说明臭氧层破坏的原因和机理。,人为排放到大气中的污染物,Y,（,NO,X,、,HO,X,、,ClO,X,），作为催化活性物种，直接参与破坏,O,3,的化学反应：,总反应,光解产生的,Cl,破坏,O,3,：,总反应,17,第三章 水环境化学,一、补充作业题,:,1,、试计算,PH=6.5,时水中,Fe(),可能存在各种形态的离子浓度。,解；在中性水体中各形态存在如下平衡,:,18,如果考虑到存在固体,Fe(OH),3,(S),，则,一、天然水的基本特征,当,pH=,6.5,时,将这一数据代入上面的方程中，即可得到其它各形态的浓度：,Fe(OH),2+,=8.110,13,mol.L,-1,Fe(OH),2,+,=4.510,9.5,mol.L,-1,Fe,2,(OH),2,4+,=1.0210,21,mol.L,-1,19,2,、试计算,25,水中,CO,2,和,O,2,的浓度（,mg/L,）。已知,CO,2,和,O,2,的亨利常数为,3.1410,-4,和,1.2610,-8,，在干大气中所占的分数为,3.1410,-4,和,0.2095,。,解；（,1,）氧在水中的溶解度,P(O,2,),=(1.0130-0.03167)10,5,0.2095=2.05610,4,（,Pa,）,O,2,(aq)=K,H,Po,2,=1.2610,-8,2.05610,4,=2.610,-4,mol.L,-1,氧的分子量,32,，溶解度,8.32 mg/L,(DO),（,2,）,CO,2,在水中的溶解度,P(CO,2,),=(1.0130-0.03167)10,5,3.1410,-4,=30.8,（,Pa,）,CO,2,(aq)=K,H,P,CO2,=1.0310,-5,mol/L,CO,2,的分子量,44,，溶解度,0.453 mg/L,20,3,、试论述天然水碳酸平衡体系（思考题）,在水生生物体之间的生物化学转化中，,CO,2,占有独特的位置，同时对调节天然水,pH,值也起着重要作用。水体中可能存在的碳酸组分：,CO,2,、,CO,3,2-,、,HCO,3,-,、,H,2,CO,3,(H,2,CO,3,=,H,2,CO,3,+,CO,2,),水体中可能存在的碳酸平衡：,设,H,2,CO,3,总浓度为,C,T,：,C,T,=H,2,CO,3,+HCO,3,-,+CO,3,2-,分配系数：,21,同理,:,见,P,157,表,34,由此可计算不同,pH,值下的各组分的含量并作图见,P152,22,由此可计算不同,pH,值下的各组分的含量并作图见,P152,实际应为开放体系：考虑到,CO,2,在气液相之间的平衡,H,2,C,O,3,不变。根据亨利定律：,4,、现有四个水样，各取,100ml,，分别用,0.0200 mol/L(1/2H,2,SO,4,),滴定结果列于下表，试判断水样中各存在何种碱度？各为多少（以,CaCO,3,mg/L,表示）。,水样,测定消耗,H,2,SO,4,溶液体积,/ml,以酚酞为指示剂（,P,）,甲基橙为指示剂（,T,）,A,B,C,D,10.00,14.00,8.20,0,15.50,38.60,8.40,12.70,解：,A,：,甲基橙碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO,3,10,3,）,/V,水样,=,（,0.02015.5050 10,3,）,/100,=155 mg/L(CaCO,3,),OH,-,碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO,3,10,3,）,/V,水样,=,（,0.0204.550 10,3,）,/100,=45 mg/L(CaCO,3,),酚酞碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO,3,10,3,）,/V,水样,=,（,0.02010.005010,3,）,/100,=100 mg/L(CaCO,3,),CO,3,2-,碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,)/V,水样,=,（,0.02011.0050 10,3,）,/100,=110 mg/L(CaCO,3,),酚酞 碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,)/V,水样,=,（,0.02014.0050 10,3,）,/100,=140 mg/L(CaCO,3,),甲基橙碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,)/V,水样,=,（,0.02038.6050 10,3,）,/100,=386 mg/L(CaCO,3,),B:,CO,3,2-,碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,)/V,水样,=,（,0.02028.0050 10,3,）,/100,=280 mg/L(CaCO,3,),HCO,3,-,碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,)/V,水样,=,（,0.02010.6050 10,3,）,/100,=106 mg/L(CaCO,3,),C:,酚酞碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,）,/V,水样,=,（,0.0208.2050 10,3,）,/100,=82 mg/L(CaCO,3,),甲基橙 碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,）,/V,水样,=,（,0.0208.4050 10,3,）,/100,=84 mg/L(CaCO,3,),酚酞碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,)/V,水样,=,（,0.0200.0050 10,3,）,/100,=0 mg/L(CaCO,3,),D,：,甲基橙碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,)/V,水样,=,（,0.02012.7050 10,3,）,/100,=127 mg/L(CaCO,3,),HCO,3,-,碱度,=(C,H2SO4,V,H2SO4,M,0.5CaCO3,10,3,)/V,水样,=,（,0.02012.7050 10,3,）,/100,=127 mg/L(CaCO,3,),各种碱度用标准酸滴定时可起下列反应：,氢氧化物,OH,-,+H,+,=H,2,O,碳酸盐,CO,3,2-,+H,+,=HCO,3,-,重碳酸盐,HCO,3,-,+H,+,=H,2,O+CO,2,29,二、作业题,P,260,4,、在一个,pH,为,6.5,，碱度为,1.6 mmol,L,的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问每升中需加多少的碳酸钠才能使水体,pH,上升至,8.O,。若用,NaOH,强碱进行碱化，每升中需加多少碱,?(1.07,（,2.160,）,mmol,，,1.08 mmo1),解：总碱度,=HCO,3,-,+2CO,3,2-,+OH,-,H,+,查表,3-4,（,P,157,）,1,=0.5845,2,=8.66910,-5,加碳酸钠使,pH=8.0,，而,C,T,变为,2.737+x,1,。,查表,3-4,（,P,157,）,pH=8,，,1,=0.9736,2,=4.56610,-3,30,碱度增加值就是应加入的碳酸钠量：,总碱度增加值,=2.6896-1.6=1.0896mmol/L,即,X,1,=1.0896mmol/L,碱度增加值就是应加入的氢氧化钠量：,总碱度增加值,=2.6896-1.6=1.0896mmol/L,当加氢氧化钠使,pH=8.0,，而,C,T,不变为,2.737,。,查表,3-4,（,P,157,）,pH=8,，,1,=0.9736,2,=4.56610,-3,总碱度增加值,=3.760-1.6=2.160mmol/L,即,X,2,=2.160mmol/L,31,7,、,溶解,1.OO10,-4,mol/L,的,Fe(N0,3,),3,于,1 L,具有防止发生固体,Fe(OH),3,沉淀作用所需最小,H,+,的水中。假定溶液中仅形成,Fe(OH),2,+,和,Fe(OH),+2,而没有形成,Fe,2,(OH),2,+4,。请计算平衡时该溶,液中,Fe,+3,，,Fe(OH),2+,，,Fe(OH),2,+,，,H,+,和,pH,。,(Fe(OH),2,+,=8.47(,3.53,)10,-6,mol/L,，,Fe(OH),2+,=2.29(,2.12,)10,-5,mol/L,，,Fe,3+,=6.24(,7.85,)10,-5,mol/L,，,H,+,=,3.3,10,-3,mol/L,，,pH=,2.72,),32,解：,pH=2.72,(10,-4,X,）,X 3.3 10,-3,33,34,17,、含镉废水通入,H,2,S,达到饱和并调,pH,为,8.0,，请算出水中剩余镉离子浓度（已知,CdS,的溶度积为,7.,910,-27,）（,Cd,2+,=,6.,810,-20,mol/L,）,解：根据：,H,2,S =2H,+,+S,2-,当,H,2,S,为饱和溶液时：,H,2,S=0.1mol/L,H,+,2,S,2-,=1.1610,-22,0.1=1.1610,-23,=K,/,SP,根据：,MeS =Me,2+,+S,2-,35,26,、在厌氧消化池中和,pH=7.0,的水接触的气体含,65,的,CH,4,和,35,的,CO,2,，请计算,p,和,E,h,。已知,CO,2,的 。,(p,=-4.16,，,E,h,=-O.25 V),解：,说明厌氧水体电子浓度较高，给电子倾向大。,36,第四章 土壤环境化学,1,、土壤有哪些主要成分？它们对土壤性质与作用有哪些影响？,答：（,1,）主要成分：土壤矿物质、土壤有机质、水分和空气。,（,2,）成分对土壤性质与作用的影响：,土壤矿物质：由岩石经物理和化学风化产生，主要由,O,、,Si,、,Al,、,Fe,、,C,、,Ca,、,K,、,Na,、,Mg,、,Ti,、,N,、,S,、,P,等组成，构成土壤骨骼。,土壤有机质：土壤中含碳有机物的总称，是土壤形成的主要标志，土壤肥力的表现。主要来源于动植物和微生物残体。,水分：土壤孔隙中的水分，分吸着水和内聚水（或毛细管水）。它既是植物营养物的来源，又是污染物向其他圈层迁移的媒介。,空气：存在于土粒间隙之间，湿度高于空气，具有不连续性，,O,2,含量较低，,CO,2,含量较高，含有一定量的还原性气体（,H,2,S,、,NH,3,、,H,2,、,CH,4,）、厌氧细菌和污染物的气体。,37,2,、什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？试用两者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因。,解：（,1,）活性酸度：土壤溶液中氢离子浓度直接反映出来的酸度，用,pH,值表示（描述土壤性质时表示作土壤,pH,值）。,（,2,）潜性酸度：由土壤胶体吸附可代换性,H,+,、,Al,3+,离子构成。,H,+,、,Al,3+,等致酸离子只有通过离子交换才能产生,H,+,显酸性，吸附状态是不显酸性的。,（,3,）我国南方土壤酸度偏高的原因：,活性酸度与潜性酸度是存在于同一平衡体系的两种酸度，二者可以相互转换，一定条件下可处于暂时平衡。活性酸度是土壤酸度的现实表现，土壤胶体是,H,+,、,Al,3+,的储存库，因此潜性酸度是活性酸度的储备。一般情况下，潜性酸度远大于活性酸度。二者之比在沙土中达,1000,，有机质丰富的粘土中高达上万倍。我国北方土壤偏砂性，南方土壤偏粘性，含有大量的潜性酸度，其缓冲作用能保持酸性偏高。,38,9,、比较,DDT,和林丹在环境中迁移转化与归趋主要途径与特点。,解：（,1,）,DDT,：,DDT,是,20,世纪,7O,年代中期以前全世界最常用的杀虫剂。,DDT,挥发性小，不溶于水，易溶于有机溶剂和脂肪。在土壤中易被土壤胶体吸附，移动不明显。它可通过植物根际渗入植物体内，在叶片中积累量最大，在果实中较少。,DDT,是持久性农药，分解很慢。,DDT,可通过食物链进入人体。土壤中,DDT,的降解主要是靠微生物的作用。在缺氧,(,如土壤灌溉后,),和温度较高时，,DDT,的降解速率较快。,DDT,在土壤中生物降解主要按还原、氧化和脱氯化氢等机理进行；,DDT,的另一个降解途径是光解。,（,2,）林丹（六六六）：,六六六有多种异构体，其中只有丙体六六六具有杀虫效果。含丙体六六六,99,以上的六六六称为林丹。林丹为白色或稍带淡黄色的粉末状结晶。它在,60,70,以下不易分解。在日光和酸性条件下很稳定。比,DDT,易挥发进人大气。由于林丹的挥发性强，因此它在水、土壤和其他环境对象中积累较少。其在土壤底层移动相当缓慢。六六六易溶于水，故可从土壤和空气进入水体。由于挥发性较强，它可随水蒸发，又进入大气。此外它还能在土壤生物,(,如蚯蚓,),体内积累。,39,10,、试述有机磷农药在环境中主要转化途径，举例说明其原因。,有机磷农药比有机氯农药容易降解，对自然环境的污染及对生态系统的危害和残留都没有有机氯农药那么普遍和突出。有机磷农药毒性较高，大部分对生物体内胆碱酯酶有抑制作用。有机磷农药多为液体，除少数品种,(,如乐果、敌百虫,),外，一般都难溶于水，而易溶于乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂中。不同的有机磷农药挥发性差别很大。,主要转化途径：,(1),非生物降解：吸附催化水解。吸附催化水解是有机磷农药在土壤中降解的主要途径。由于吸附催化作用，水解反应在有土壤存在的体系中比在无土壤存在的体系中快。光降解。在有机磷的光降解过程中，有可能生成比其自身毒性更强的中间产物。,40,(2),生物降解：它在土壤中被微生物降解是其转化的另一条重要途径。化学农药对土壤微生物有抑制作用；土壤微生物也会利用有机农药为能源，在体内酶或分泌酶的作用下，使其发生降解作用，彻底分解为,C0,2,和,H,2,O,。如有机氯农药可发生脱氯或氧化作用。,41,第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应,1,、为什么,Hg,2+,和,CH,3,Hg,+,在人体内能长期滞留？举例说明它们可形成哪些化合物？,解：微生物能使,Hg,2+,转化为,CH,3,Hg,+,和,(CH,3,),2,Hg,。甲基汞脂溶,性大，化学性质稳定，容易被生物吸收，在生物体内分解速,率缓慢，难以代谢消除，能在食物链中逐级传递放大，最后,由食用鱼进入人体内。,42,2,、砷在环境中存在主要形态有哪些？其主要转化途径有哪些？,解：（,1,）主要形态：五价无机砷化合物,As(),、三价无机砷化合物,As(),、一甲基眒酸,CH,3,AsO(OH),2,及其盐、二甲基眒酸,(CH,3,),2,AsO(OH),及其盐、三甲基眒氧化物,(CH,3,),3,AsO,、三甲基眒,(CH,3,),3,As,、砷胆碱,(CH,3,),3,As,+,CH,3,CH,3,OH,、砷甜菜碱,(CH,3,),3,As,+,CH,3,COO,-,、砷糖等。,（,2,）主要转化途径：砷的生物甲基化。,43,3,、,PCDD,是一类具有什么化学结构的化合物？并说明其主要污染来源。,解：,PCDD,（多氯代二苯并二噁英,),的化学结构：,PCDD,具有相对稳定性的芳香环和亲脂性，对酸、碱、氧化剂和还原剂都具有抵抗能力，使它们在环境中可以广泛存在。,PCDD,主要是在某些物质（苯氧酸除草剂、氯酚、多氯联苯,PCBs,、化学废弃物等）的生产、冶炼、燃烧及使用和处理过程中进入环境中。,44,4,、简述多氯联苯（,PCBs,）在环境中的主要分布、迁移与转化规律。,（,1,）分布：用作变压器、电容器内的绝缘流体；热传导系统和水力系统中介质；润滑油、农药、油漆等添加剂；塑料增塑剂。虽,PCBs,溶解度、蒸气压较小，但因其用途广泛，故在大气、地表水、地下水、底泥中都有残留。水生植物对其富集系数为,1,0,4,1,0,5,，可通过食物链传给人类。,（,2,）迁移：在使用过程中通过挥发进入大气，后经干、湿沉降进入水体，虽近几年使用量减少，但由于其化学惰性，今后若干年仍是食物链污染的主要来源。,（,3,）转化：光化学分解和生物转化,45,5,、根据多环芳烃形成的基本原理，分析讨论多环芳烃产生与污染的来源有哪些。,（,1,）形成基本原理：简单烃类和芳烃在高温热解过程中可形成大量的多环芳烃（,PHA,）,.,如乙炔和柰等热解形成多环芳烃。,（,2,）产生与污染来源：,天然来源：在人类出现以前自然界就已存在多环芳烃,(PAH),，陆地、水生植物、微生物的生物合成；森林、草源的天然火灾；火山活动等构成了,PAH,的天然本底值。,人为来源：家用炉灶排放的烟气；烟草焦油；食品油炸、炒、烘烤、熏等加工过程产生,PAH,。,46,6,、表面活性剂有哪些类型？它对环境与人体健康有何危害？,（,1,）类型：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂。,（,2,）对环境与人体健康的危害：洗涤剂中大量聚磷酸盐增净剂，是环境水体富营养化的重要原因；表面活性剂可足进水体石油和多氯联苯等不溶性有机物的乳化、分散，增加废水处理困难；阳离子表面活性剂具有一定杀菌能力，当浓度达到一定量时能破坏水体微生物的群落和人体健康；洗涤剂对油性物质有很强的溶解能力，能破坏鱼的味觉器官，使鱼类丧失避开毒物和觅食的能力。,47,第八章 绿色化学的原理及应用,1,概述绿色化学的诞生和发展简史，并论述促进绿色化学产生和发展的根本动力和有关因素。,绿色化学（可持续的化学）是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害物质的科学。,1991,年美国环保局正式采纳绿色化学名称并将其作为一个重要研究方向。,1990,年美国通过了着眼源头污染预防的第一个环境法规,污染预防法。,1991,美国环保局年建立了绿色化学规划。,1994,年,8,月美国化学会举行第,208,届全国年会时，其环境化学分会的主要主题命名为“为环境而设计：,21,世纪的环境范例”。,1995,年美国设立总统绿色化学挑战奖，每年在华盛顿举行绿色化学与工程学术年会之际颁发一次。不久提出了绿色化学的,12,条原理,48,1997,年,6,月，美国首都召开第一届绿色化学和工程年会，以后每年举办一次。,1999,年初英国皇家化学会创办国际学术刊物“,Green Chemistry”,。,2001,年美国化学会安排绿色化学实验活动。如今在美、英、澳等国，不少高校都开设了绿色化学的讲授和实验课程。,1995,年中国科学院化学部院士们提出以“绿色化学与技术,推进化工生产可持续发展的途径”作为重要的科研选题。,1997,年举办以“可持续发展问题对科学的挑战,绿色化学”为主题的香山科学会议。,1999,年底在北京九华山庄举行了以“绿色化学基本科学问题”为主题的,21,世纪核心科学问题论坛。,自,1998,年起分别在合肥、成都、广州和济南等地先后举办了几次绿色化学国际学术讨论会。,49,2005,年,1O,月,8,日,11,日在北京举行的中国共产党第十六届中央委员会第五次全体会议，审议通过了,中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议,。全会决议中强调要全面贯彻落实科学发展观，要加快建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展循环经济，加大环境保护力度，切实保护好自然生态，认真解决影响经济社会发展特别是严重危害人民健康的突出环境问题。,建设环境友好型社会，就是要以环境承载力为基础，以遵循自然规律为准则，以绿色科技为动力，加以倡导环境文化和生态文明，实现可持续发展。推行绿色化学教育，大力开展绿色化学研究，实践绿色化学科技成果的应用，完全可以在建设环境友好型和资源节约型社会的伟大事业中做出十分有益的贡献。,50,2,绿色化学,12,条原理的实质核心是什么,?,如何理解各条原理的相互关系,?,绿色化学的,12,条原理是相互关联的，综合的考虑施行当然更为有效。然而，在一项绿色化学研究项目中不易同时体现这,12,条原理，实质上最关键的核心精神就是在化学品的创造、应用乃至报废的整个过程中做到少废、无废和无毒、无害。,3,如何理解绿色工程的原理与绿色化学原理的异同及其联系,?,绿色化学（可持续性化学）是研究化学产品的设计、开发和加工生产过程中，尽可能减少或彻底消除使用和生产对人类健康和环境有害物质的科学。绿色化学是,21,世纪化学科学发展的重要方向之一，其核心是从源头上减少对环境的污染。,51,绿色工程着眼于如何通过科学技术达到提高可持续能力的目的。绿色工程,12,条原理给科学家和工程师提供了一个以人类健康和环境友好为目标，参与设计新材料、产品、生产过程和系统可遵循的框架，它可看成是一个复杂而一体化系统中的多种参数。一般来说，在同一时间内每个参数不可能都达到最佳化，尤其各参数间是相互依赖的。在有些场合彼此是协同的，即一个参数的成功应用可促进另一个或更多的其他参数。然而，在另外一些场合，各参数间需要适当平衡以使整个系统实现最佳化。,绿色化学和绿色工程两者定义中存在要对环境友好这一核心精神的共同含义。,绿色化学是要设计减少或消除使用和产生有害物质的化学产品及其生产过程；绿色工程则是要求产品设计、产业化、生产过程以及产品使用中，其污染对环境和人体健康的风险要实现最小量化。,52,绿色化学和绿色工程两者的关系应是互为联系、相辅相成的，即在实践中体现理论与应用的统一。绿色化学提供绿色工程技术实现可持续产品、过程和系统设计的基础，也可以说，绿色化学为建立绿色工程奠定了基础。而绿色工程实现理论设计的产业化，对产业经济、环境和社会效益方面起到更直接的作用。因此，绿色化学和绿色工程两者原理的综合运用才是实现和推进可持续发展的上策。,53,4,举例说明工业生态学原理的运用和实际效益。,工业生态学基于系统工程和生态学原理，将产品的生产和消费，包括产品设计、生产、使用和产品的报废以及对资源、能源乃至资金利用最佳化和使用中产生的环境影响要最小等多种因素进行一体化综合考虑。一个理想的工业生态系统，其中一部分废弃物可作另一部分原料，并以最大效率利用能源和自然资源。世界很多国家政府按工业生态学原理投资建设“工业生态园区”。园区内各工业部门和企业集团之间、工业部门与居民之间、园区与环境之间都处于生态平衡。整个园区内的物质循环、能量流动和信息传递都处在最优组合状态，即资源利用率最高，能量消耗最少，废弃物排放量趋近于零，同时要实施对自然资源的投资，形成一个可持续发展的区域综合体系。,54,5,试选实例简介绿色化学在我国工农业方面的应用。,绿色化学在我国工农业应用方面：,探索利用化学反应的选择性,(,包括化学的、区域的和立体选择性,),来提高化学反应的原子经济性，降低产品不良的生态效应，增强对环境的友好程度；,发展和应用对环境和人类无毒无害的试剂和溶剂，特别是开发以超临界流体、离子液体和水为反应介质的化学反应；,大力开发新型环境友好催化剂以提高反应的选择性和效率；,采用新型的分离技术等。,