环境化学考试知识点总结

一绪论：1环境污染：大气污染、臭氧层破坏、酸雨、水资源短缺、土地沙漠化、绿色屏障锐减、垃圾、物种濒危、人口激增、温室效应。2造成环境污染的因素：物理的、化学的和生物的三方面，其中化学的占80%~90%。3环境化学的特点是从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。4由于环境污染物种类繁多，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。5当前世界范围内最关注的化学污染物主要是持久性有机污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作用的所谓“三变”化学污染物，以及环境内分泌干扰物。6按环境变化的性质划分，则可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应。7污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移。二大气环境化学1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。2大气污染物按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤化合物。3燃料燃烧过程中影响NOx形成的因素：根据NOx形成的机理，燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关。4甲烷是一种重要的温室气体，每个CH4分子导致温室效应的内力比CO2分子大20倍。5氟氯烃类化合物既可以破坏臭氧层也可以导致温室效应。6逆温：在对流层中，气温一般是随高度增加而降低，但在一定条件下会出现反常现象。7大气稳定度是指气层的稳定程度，或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定程度。气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率和干绝热垂直递减率（干空气在上升时温度降低值与上升高度之比用Td表示）有关。一般来讲，大气温度垂直递减率越大，气块越不稳定。8影响大气污染物迁移的因素：空气机械运动如风和湍流，由于天气形势和地理地势造成的逆温想想以及污染源本身特性。9光化学反应：分子、原子、自由基或吸收光子而发生的化学反应。10大气中的HO·和HO2·的来源：对于清洁大气O3的光解是大气中HO·的重要来源；对于污染大气，如有HNO2和H2O2存在，光解可产生HO·，HO2·主要来源于醛的光解尤其是甲醛的光解。11光化学烟雾：含有氮氧化合物和碳氢化合物等第一次污染物的大气，在阳光照射下发生光解反应产生第二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的的烟雾污染现象。他的特征：烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，并使大气能见度降低；光化学烟雾的形成条件是大气中含有氮氧化物和碳氢化合物存在，大气温度较低，而且有强的阳光的照射。12光化学烟雾的控制对策：控制反应活性高的有机物的排放、控制臭氧的浓度。硫酸烟雾与光化学烟雾的比较项目硫酸烟雾光化学烟雾概况发生较早，至今已多次出现发生较晚，发生光化学反应污染物颗粒物，SO2，硫酸雾等碳氢化合物，Nox,O3，PAN，醛类燃料煤汽油，煤油，石油气象条件季节冬夏季气温低（4℃以下）高（24℃以上）湿度高低日光弱强臭氧浓度低高出现时间白天夜间连续白天毒性对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡对眼和呼吸道有强刺激作用。O3等氧化剂有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡13从污染源排放出来的SO2和NOx是形成酸雨的主要起始物。影响酸雨形成的因素：酸性污染物的排放及转化条件、大气中的NH3、颗粒物酸度及其缓冲能力、天气形势的影响。14大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留在大气中，从而使大气中的温度升高，这种现象成为温室效应。15大气颗粒物的消除：干沉降和湿沉降。其中湿沉降分为雨除和冲刷。三水环境化学1天然水中的主要离子组成：K+，Na+，Ca2+，Mg2+，HCO3-,NO3-,Cl-和SO42-为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的95%~99%。2PH=5.673碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质总量。总碱度=【HCO3-】+2[CO32-]+[OH-]-[H+]4与碱度相反，酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质的总量。(看课本p155~157例题)总酸度=[H+]+【HCO3-】+2[H2CO3*]-[OH-]5水体富营养化：富营养化是指生物所需的氮、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，鱼类及其他生物大量死亡的现象。6水环境中胶体颗粒的吸附作用大体可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附等。水体中常见的吸附等温线有三类：Henry型，Freundlich型和Langmuir型。7沉积物中重金属的释放的主要因素：盐浓度升高、氧化还原条件的变化、降低pH、增加水中配合剂的含量。除上述因素外，一些生物化学迁移过程也能引起金属的重新释放，从而引起重金属从沉积物中迁移到动植物体内-----可能沿着食物链进一步富集或者直接进入水体或者通过动植物残体的分解产物进入水体。8在硫化氢和硫化物均达到饱和的溶液中，可算出溶液中金属离子的饱和浓度为：【Me2+】=Ksp/[S2-]=Ksp[H+]²/Ksp’=Ksp[H+]²/(0.1K1K2)9PE是平衡状态下（假想）的电子活度，它衡量溶液接受或给出电子的相对趋势，在还原性很强的溶液中，其趋势是给出电子。从PE概念克制，PE越小，电子浓度越高，体系给出电子的倾向就越强。反之，PE越大，电子浓度就越低，体系接受电子的倾向就越强。10根据Nernst方程，PE的一般表示式为：PE=PE°+1/nlg（【反应物】/【生成物】）11若某个单体系的含量比其他体系高得多，则此时敢该单体系电位几乎等于混合复杂体系的PE，称之为决定电位。在一般天然水环境中，溶解氧是决定电位物质，而在有机物累积的厌氧环境中，有机物是决定电位物质，介于两者之间，则其决定电位为溶解氧体系和有机物体系的结合。12天然水的PE随水中溶解氧的减少而降低，因而表层水呈氧化性环境，深层水及底泥呈还原性环境，同时天然水的PE随其pH减小二而增大。13河流分为几个区：清洁区、分解区、腐败区、恢复区、清洁区。14腐殖质根据其在碱和酸溶液中的溶解度分为三类：腐殖酸、富里酸、腐黑物。腐殖质在结构上的显著特点是除含有大量苯环外，还有大量的羧酸、醇基和酚基。15标化分配系数：水中有机物的平衡质量浓度ρw为ρw=ρT/（Kpρp+1）16光解过程可分为三类：第一类直接光解这些化合物本身吸收了太阳能而进行分解反应；第二类敏化光解也可称为间接光解过程；第三类为氧化过程。17某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源和能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。四土壤环境化学1土壤是由固体、液体和气体三大项共同组成的多相体系。土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质，土壤矿物质占土壤的大部分，约占土壤固体重质量的90%以上。2岩石化学风化主要分为三个历程：氧化、水解和酸性水解。3土壤中次生硅酸盐可分为三类：伊利石、蒙脱石和高岭石。4土壤有机质是土壤中含碳有机物的总称。土壤有机质的主要来源与动植物和微生物残体，可以分为两类：一类是组成有机体的各种有机物，称为非腐殖质物质如蛋白质、糖、树脂、有机酸等；另一类是称为腐殖质的特殊有机物，他不属于有机化学中任何一类，它包括腐殖酸、富里酸和腐黑物。5每千克干土中所含全部阳离子总量称为阳离子交换量，以（cmol/kg土）表示。土壤的可交换阳离子有两类：一类是致酸离子，包括H+和Al3+；另一类是盐基离子，包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+和NH4+等。在土壤胶体双电层的扩散中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以粒子加速器为依据作为等价交换，称为离子交换。6在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度：盐基饱和度=交换性盐基总量（cmol/kg）/阳离子交换量（cmol/kg）*100%7土壤的缓冲作用：对酸的缓冲作用（土壤胶体-M+HCl↔土壤胶体-H+MCl）、对碱的冲作用（土壤胶体-H+MOH↔土壤胶体-M+H2O），土壤胶体的数量和盐基代换量越大，土壤的缓冲能力就越强、铝离子对碱的缓冲作用。8一般土壤缓冲能力的大小顺序是：腐殖质土黏土砂土。9影响重金属在土壤—植物体系中迁移的因素：土壤的理化性质（土壤质地、土壤的氧化还原电位、土壤中有机质含量）；重金属的种类、浓度及在土壤中的存在形态；植物的种类、生长发育期；复合污染；施肥。10植物对重金属污染产生耐性的几种机制：植物根系的作用、重金属与植物的细胞壁结合、酶系统的作用、形成重金属硫蛋白或植物络合素。11土壤中农药的迁移：扩散（影响农药在土壤中扩散的因素主要是土壤水分含量、吸附、孔隙度和温度及农药本身性质等）、质体流动。12物质通过生物膜的方式根据机制可分为以下五类：膜孔滤过、被动扩散、被动易化扩散、主动转运、胞吞和胞饮。被动易化扩散和主动转运，是正常的营养物质及其代谢物通过生物膜的主要方式。13当污染物质有血液进入脑部时，必须穿过这一毛细血管壁内皮的血脑屏障。污染物由母体转运到胎儿体内，必须通过由数层生物膜组成的胎盘，称为胎盘屏障，也同样受到经膜通透性的限制。有些物质由胆汁排泄，在肠道运行中又重新被吸收，该现象被称为肠肝循环。14生物富集是指生物通过非吞食方式，从周围环境（水、土壤、大气）蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境浓度的现象。15生物放大是指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级的提高而增大的现象。16所谓生物积累，就是生物从周围环境（水、土壤、大气）和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。17酶是一类由细胞制造和分泌的、以蛋白质为主要成分的、具有催化活性的生物催化剂。其中在酶催化下发生转化的物质称为底物或基质；底物所发生的转化称为酶促反应。18生物转化的结果：一方面往往使有机毒物水溶性和极性增加易于排出体外；另外一方面也会改变有机毒物的毒性，多数是毒性减小，少数毒性反而增大。19硝酸盐在通气不良条件下，通过微生物作用而还原的过程称为反硝化。20毒物的联合作用通常分为四类：协同作用、相加作用、独立作用、拮抗作用。21根据剂量（浓度）大小多引起毒作用快慢不同，将毒作用分为急性、慢性和亚稳（慢）性三种。22毒作用的生物化学机制：酶活性的抑制、致突变作用、致癌作用、致畸作用。化学致癌的分类方法很多，按照对人和动物致癌作用的不同，可分为确认致癌物，可疑致癌物和潜在致癌物。23阈剂量（浓度）是指长期暴露在毒物下，不引起机体受损害的最低剂量(浓度)。六典型污染物在环境各圈层中的转归与效应1六价铬的致癌作用应经被确认；三价无机砷毒性高于五价砷；无机砷可抑制酶的活性，三价无机砷还可以与蛋白质的巯基反应。2持久性有机污染物是指通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能长距离迁移病长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染质。3根据POPs的定义，国际上公认POPs具有下列4个重要的特性：能在环境中持久的存在、能蓄积在食物链中对有较高营养等级的生物造成影响、能够经过长期迁移达到偏远的极地地区、在相应环境浓度下会对接触该物质的生物造成有害或有毒效应。4日本的米糠油事件是由多氯联苯造成的。5PCBs由于化学惰性而成为环境中的持久性污染物。他在环境中的主要转化途径是光化学分解和生物转化。6典型污染物的归趋答题模式：污染物来源、物理化学性质、环境中的迁移转化，主要存在场所、对生物题的毒害作用、污染的防治。七受污染环境的修复1微生物修复技术是指通过微生物的作用清楚土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程；它包括自然和认为控制条件下的污染物降解或无害化过程。2从修复实施的场址，可以将微生物修复分为原位生物修复和异位生物修复。3可用于生物修复的微生物主要有细菌和真菌，细菌包括好氧细菌、厌氧细菌及兼氧细菌。