环境化学 名词解释 完美打印版 2014.12 整理

第一章绪论环境化学：是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。污染控制化学:主要研究控制污染的化学机制和工艺技术中的基础性化学问题。环境污染：由于人为因素使环境的构成状态发生变化，环境素质下降，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。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。环境问题：全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。环境效应：自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，谓之环境效益。按环境变化的性质分：环境物理效应：由物理作用引起的。环境化学效应：在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应。环境生物效应：环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应。污染物的迁移：污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程。污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质。环境本底：也称环境背景值某地未受污染的环境中某种化学元素或化学物质的含量（浓度）。环境容量：特定环境单元在不影响其特定环境功能的情况下，能够容纳污染物的最大量。这里的特定环境功能一般以环境质量标准为依据。生物半衰期（BHL）：污染物进入生物体内后，在代谢作用下，污染物削减到初始浓度的一半所需要的时间，即生物半衰期优先污染物：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行控制，称为优先污染物。全过程控制模式：主要是通过改变产品设计和生产工艺路线，使不生成有害的中间产物和副产品，实现废物或排放物的内部循环，达到污染最小量化并节约资源和能源的目的，也就是当前政府和学术界所提倡的“循环经济”模式。热岛效应：因燃料的燃烧放出大量热量，再加街道和建筑群辐射的热量，使城市气温高于周围地带，称为热岛效应。各圈层环境化学：研究化学污染物在大气、水体和土壤环境中的形成、迁移、转化和归趋过程的化学行为和生态效应。污染控制化学：主要有研究污染的化学机制和工艺技术中的基础性化学。第二章大气环境化学大气温度层结：通常把静大气的温度和密度在垂直方向的分布称为大气温度层结和大气密度层结。大气垂直递减率：随高度的增加气温的降低率，Γ＝-dT/dz。干绝热垂直递减率：空气块或未饱和的湿空气块在上升时温度降低值与上升高度的比，用Γd表示。大气稳定度：气层的稳定程度，即某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定的程度；若ΓΓd,表明大气是稳定的，ΓΓd，大气是不稳定的；Γ＝Γd，大气处于平衡状态。光化学第一定律：光子的能量大于化学键能时，才能引起光离解反应；分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，才能产生光化学反应。光化学第二定律：说明分子吸收光的过程时单光子过程；对大气污染物而言，反应大都发生在对流层，只涉及到太阳光，符合光化学第二定律。自由基：也称游离基，由于共价键均裂而生成的带有未成对电子的碎片。光量子产率：化学物种吸收光量子后，进行光化学反应的光子占吸收总光子数之比，称为光量子产率；=生成或破坏给定物种的摩尔数/体系吸收光子的摩尔数。大气污染物：由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质。总悬浮颗粒物（TSP）：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，粒径多在100微米以下，最多的在10微米以下；（1）飘尘：可在大气中长期飘浮的悬浮物，粒径主要10微米；（2）降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般直径10微米的粒子由于自身重力作用会很快沉降下来；（3）可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子，粒径=10微米。大气中污染物的迁移：由污染源排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。可使污染物浓度降低。硫酸烟雾：主要是由于燃煤而排放出来的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。酸性降水：通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气种的酸性物质迁移到地面的过程；最常见的是酸雨。这种降水过程称为湿沉降。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，并作为判断酸雨的界限。温室效应：大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高。光化学反应：分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应。光化学烟雾：含有氮氧化物和碳氢化物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物形成的烟雾污染现象。大气：各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系，也是气溶胶体系。气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物（分散性、凝聚性、形成气溶胶性）。干沉降：指颗粒物在重力作用下的沉降，或与其它物体碰撞后发生的沉降。湿沉降：是指通过降雨、降雪等降水过程而使大气颗粒物发生沉降的过程。其是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法。湿沉降包括雨除和冲刷两种机制。温室气体：能够引起温室效应的气体称温室气体。第三章水环境化学暂时硬度，碳酸盐硬度，Ca2+、Mg2+的碳酸盐和重碳酸盐永久硬度，非碳酸盐硬度，Ca2+、Mg2+的氯化物、硫酸盐和硝酸盐溶解气体与Henry定律：溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系，气体的大气分压PG与气体的溶解度的比表现为常数关系，称为Henry定律，该常数称为Henry定律常数KH。亨利定律：气体在水中的溶解度正比于液体所接触的该种气体的分压（除去水蒸汽的）。碳酸平衡：在封闭体系中，H2CO3*、HCO3-和CO32-可随pH变化而改变，但总的碳酸量始终保持不变（即CT保持不变）。而对于开放体系来说，HCO3-、CO32-和CT均随pH的改变而变化，但H2CO3*总保持与大气相平衡的固定数值。吸附等温线：在一定温度，处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线；水环境中常见的吸附等温线主要有L－型、F－型和H－型。吸附机制：水环境体系中固体颗粒吸附作用可以分为表面吸附、化学吸附、离子交换吸附和专属吸附。（1）表面吸附：指吸附剂和吸附质间通过分子间作用力而产生的物理吸附，其源于胶体颗粒巨大的比表面和表面能。表面吸附在常温就能够进行，且水体胶体可以同时吸附多种物质；但物理吸附吸附作用较弱、容易解吸。（2）化学吸附：指吸附剂和吸附质间由于发生化学作用，即通过化学键而引起的吸附。化学吸附是一吸热过程，通常在较高温度下进行；化学吸附具有选择性；吸附只能形成单分子层；吸附物质很难解吸。（3）离子交换吸附：指胶体颗粒对溶液中各种离子的吸附，其是一种物理化学吸附。离子交换吸附包括阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。（4）专属吸附：指除化学键作用外，还有强憎水作用和范德华力共同发生作用的吸附。电子活度：电子活度（ae）即平衡状态下的氧化还原体系电子的有效浓度，用来衡量溶液接受或迁移电子的相对倾向；也可以应用负对数pE来表示。pE=-lg（ae+）电子活度越大或pE越小,体系供出电子的倾向越大胶体颗粒物的聚集可称为凝聚或絮凝。由电介质促成的称为凝聚，由聚合物促成的称为絮凝（1）凝聚过程：是在外来因素（如化学物质）作用下降低静电斥力，引力超过斥力时胶粒便合在一起。（2）絮凝过程：借助于某种架桥物质（聚合物）联结胶体粒子，使凝结的粒子变的更大。水体富营养化(eutrophication)：是指在人类活动的影响下,生物所需的氮,磷等营养物质大量进入湖泊,河口,海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象.生色团定义：生色团指分子中含有的，能对光辐射产生吸收、具有跃迁的不饱和基团。碱度：水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能够接受质子H+的物质总量；（1）总碱度：水中各种碱度成分的总和，即加酸至HCO3-和CO32-全部转化为CO2。指示剂为甲基橙（2）酚酞碱度：表示OH-被中和，CO32-全部转化为HCO3-，此时碳酸盐只中和了一半。（3）苛性碱度：全部转化为CO32-所需酸量时的碱度称为苛性碱度。无特异指示剂。酸度：凡在水中离解或水解后生成可与强碱（OH-）反应的物质（包括强酸、弱酸和强酸弱碱盐）总量；即水中能与强碱发生中和作用的物质总量。（1）无机酸度：以甲基橙为指示剂滴定到pH＝4.3（2）游离CO2酸度：以酚酞为指示剂滴定到pH＝8.3（3）总酸度：在pH＝10.8处得到。但此时滴定曲线无明显突跃，难以选择适合的指示剂pE定义：为电子活度的负对数pE＝－㏒(ae)，pE越小，体系给予电子能力越强，还原性越强；pE越大，体系接受电子的能力越强，氧化性越强。pH定义:为质子活度的负对数pH＝－㏒(aH+)，如果把酸、碱看作是质子给予体和质子接受体，质子活度aH+，也就是氢离子浓度，代表了溶液接受和给予质子的能力大小，pH可以直观地表达酸性强弱。生产率：水体产生生物体的能力称为生产率。BOD：指在一定提及的水中有机物降解所需要耗用的氧的量。BOD越高的水体，不可能很快的补充氧气，显然对水生生物是不利的。压缩双电层凝聚：由于水中电解质浓度增大而离子强度升高，压缩扩散层，使颗粒相互吸引结合凝聚。专属吸附凝聚：胶体颗粒专属吸附异电的离子化合态，降低表面电位，即产生电中和现象，使颗粒脱稳而凝聚。这种凝聚可以出现超荷状况，使胶体颗粒改变电荷符号后，又趋于稳定分散状况。决定电位：若某个单体系的含量比其他体系高得多，则此时该单体系电位几乎等于混合杂体系的pE，称之为“决定电位”。分配系数（Kp）：有机污染物在沉积物（土壤）表面浓度与水中浓度比；Kp＝Cs/Cw。标化分配系数（Koc）：纯有机碳与水体系达到平衡时，有机物在有机碳和水相浓度的比。絮团卷扫絮凝：已经发生凝聚或絮凝的聚集体絮团物，在运动中以其巨大表面吸附卷带胶体微粒，生成更大絮团，使体系失去稳定而沉降。辛醇－水分配系数：是指在有机化合物的正辛醇－水平衡体系中，水饱和辛醇相中有机物的浓度（CO）与辛醇饱和水相中有机物浓度（CW）的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数，它与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子密切相关。光解作用：光解反应能够使有机物结构发生不可逆转地改变，其对水环境有机污染物归趋有重要影响。光解过程主要有直接光解和间接光解，间接光解又包含敏化光解和氧化光解。（1）直接光解指化合物本身直接直接吸收太阳能而发生的分解反应；（1）间接光解指由其它化合物吸收光子生成多种活性物种，进而引发有机物发生光化学反应的过程。（3）敏化光解即水体中天然物质被阳光激发后又将其激发能转移至化合物而使其分解的反应；氧化反应是指阳光辐射产生的强氧化自由基等中间体与化合物作用而发生的转化反应。生物降解作用：（1）生长代谢：有机污染物作为微生物生长的唯一碳源（营养物质），微生物利用其中的碳，把有机物彻底降解，矿化。（2）共代谢：有机污染物不能作为微生物生长的唯一碳源和能源，必须有其它化合物存在提供给微生物碳源和能源，这种有机污染物才能被降解。颗粒层吸附絮凝：水溶液透过颗粒层过滤时，由于颗粒表面的吸附作用，使水中胶体颗粒相互接近而发生凝聚或絮凝。吸附作用强烈时，可对凝聚过程起强化作用，使在溶液中不能凝聚的颗粒得到凝聚。生物絮凝：藻类、细菌等微小生物在水中也具有胶体性质，带电荷，可以发生凝聚。特别是它们往往可以分泌出某种高分子物质，发挥絮凝作用，或形成胶团状物质。表面吸附：由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能，因此固液界面存在表面吸附作用。胶体表面积越大，吸附作用越强。积累稳定常数：络合反应中，逐级反应的稳定常数的乘积，表示所包括的逐级反应加和后的效果。第四章土壤环境化学原生矿物：在风化过程中未改变化学组成的原始成岩矿