环境化学重点.docx

绪论：环境化学是一门研究潜在有害化学物质在环境介质中的存在、行为、效应(生态效应、人体健康效应及其他环境效应)以及减少或消除其产生的科学。研究内容非常广泛，通常可分为大气污染化学、水环境污染化学和土壤污染化学。所说的大气污染物质主要来自于煤、石油和天然气等矿物原料的开发和利用。主要包含SO2、NOX、CO2和颗粒物。水体中化学污染物质：难降解有机物—石油、农药，研究这些有机污染物降解的可行性(能否降解，降解快慢),研究降解产物包括中间产物的毒性和生物效应(化学降解、生物降解和光化学降解)。重金属:长久的—只能转化，不能消除,局限于研究重金属的形态，不同形态的毒性大小不同。土壤污染化学:指土壤中的粘土矿物微粒和腐殖质对污染物的吸附、解吸、配合和离子交换过程.土壤中重要的污染物主要有重金属、农药和多环芳烃环境化学动态学:就是在研究环境问题时，把热力学过程与动力学过程结合起来。第二章：根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层：对流层，平流层，中间层，热层。对流层：温度随高度的升高而降低（Δt = - 0.6 ℃/100 m），因为受地面加热，吸收地面红外辐射，存在强烈的垂直对流作用和水平运动，对流层中水汽和尘埃含量较高，雷电、雨雪、云雾、霜、雹等天气现象与过程都发生在这一层，对人类影响也最大，通常所指的大气污染就是对此层而言。平流层：其下部（约30～35 km以下）有一明显的稳定层，温度基本不随高度变化，近似等温（故平流层又称同温层）；稳定层以上温度随高度增加而上升（氧及臭氧对太阳辐射的吸收） ，到平流层顶达最高值（270～290 K），平流层内空气主要作水平运动，无对流运动，由于水汽和尘埃含量极少，空气稀薄，平流层中基本没有云、雨、雪等天气现象。中间层：平流层顶到大约80 km，温度随高度增加而下降，到中间层顶达到最低值，是最冷的一层大气，有大气的垂直对流运动（又称高空对流层），在约60 km高度，大气分子开始电离，60 - 80 km高度是均质层向非均质层的过渡层 热成层（热层、暖层、电离层）：中间层顶到大约500 km（一说800 km），温度随高度增加急剧上升，到层顶白昼气温可达1 000-1 700 K，无对流，空气分子在各种射线作用下大都发生电离目前大气和地球的平均温度基本上维持不变，这表明地球与大气作为一个整体从太阳吸收的能量与反辐射回空间的能量是相等的。因此，大气处于一种能量平衡状态。温室效应：大气保温效应的俗称，大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于温室而称“温室效应”。具有温室效应的气体成分称为“温室气体”。贡献最大的五种组分CO2、CH4、N2O、CFCs（氟氯烃类）和O3。人类活动的影响，使得其他痕量气体的贡献上升。温室效应的危害：全球温暖化，全球暖化因区域季节而异，陆地比海洋、北半球高伟比低纬、冬季比夏季增温快，降水格局发生变化，海平面上升，气候灾害事件频发，厄尔尼诺现象。SO2性质与危害：无色、刺激性气体/有毒但直接毒性不大，转化为硫酸(盐)，酸性降水、硫酸烟雾。来源：天然—火山活动/H2S转化等。人为：化石燃料的燃烧，金属冶炼（含硫矿物）。NOx的危害：NO：生物化学活性和毒性小于NO2，与血红蛋白结合，减弱血液的输氧能力(浓度低于CO，影响微小)生成NO2。NO2：影响人体健康，影响植物组织与光合作用，形成光化学烟雾。第三章：气相大气化学反应光化学反应：由一个原子、分子、离子或自由基吸收1个光子所发生的反应。大气污染物的气相反应：是污染物从大气中被消除的重要途径之一，是污染现象产生的根本原因之一，包括光化学过程和热化学过程，强烈阳光引发的光化学反应可在低温和无催化剂的条件下顺利进行，因而成为决定大气中污染物性质和最终归宿的重要作用。自由基：是指具有未成对电子的原子或原子团，它们在洁净大气中的浓度很低，自由基是强氧化剂。最外层的电子层中带有一个未成对电子，获得电子的能力强，但寿命通常很短，大气中存在的重要自由基包括HO、HO2、RO和RO2自由基光化学反应是大气中各种自由基的重要来源。HO自由基的来源：HO·自由基的来源—臭氧（O3）的光分解，臭氧（O3）在波长小于320nm的太阳光作用下发生光解形成的O*与大气中的H2O分子碰撞生成2个HO·。亚硝酸在波长小于 400 nm的太阳光作用下，发生光解，HNO2的光解是污染大气中HO自由基的主要来源。HO2· 自由基的主要来源：主要来自于大气中甲醛的光解，能生成H·或HCO·，就可以产生HO2·。因而乙醛光解也可以产生HO2·一种自由基的消除方式常是另一自由基的产生途径，消除产生过程，实现了自由基的相互转化。自由基真正地被去除是通过自由基的复合反应进行的。HO·和 HO2·自