中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_第二章 水环境化学
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_环境化学第三章2
层状硅铝酸盐,代表性矿物有水云母、蒙脱石、高岭石等。
粘土矿物的粒径比原生矿物小得多,是一种凝胶。
第四节
水中胶体物质及其吸附作用
2.金属水合氧化物
铝、铁、锰、硅等金属的水合氧化物在天然水中以无机高
分子及溶胶的形态存在。
3.腐殖质和有机胶体 腐殖质是一种天然的带负电的有机胶体。藻类、细菌及病 毒是一类天然的生物有机胶体。排入废水中的表面活性剂, 与泄漏在水中的油滴、憎水有机物质形成的乳浊液也类似 于有机胶体。
第四节
水中胶体物质及其吸附作用
半径在 0.1~1 nm 的颗粒的许多性质与胶体相类似,一般也
将其归为胶体物质。下面分别叙述天然水中的胶体物质的 类别。 1. 矿物微粒和粘土矿物 天然水中常见矿物微粒一般为原生矿物,主要有石英、长 石、云母类矿物,这类矿物颗粒较粗,构成了水中颗粒物 的主要部分。粘土矿物为原生矿物经化学风化作用而成的
第四节
水中胶体物质及其吸附作用
一、
天然水中的胶体物质
水环境中的胶体物质主要有无机胶体,有机胶体和无
机 — 有机复合胶体。这些物质根据它们的半径的不同而呈
现为凝胶或溶胶的形式,有些胶体物质通过静电聚合作用
凝聚在一起,可形成颗粒物。 对分散系的划分大致为:溶解半径 < 1 nm溶质的溶液称 为真溶液;溶解粒子的半径 > 1 nm属粗分散系统。其中半 径在1~100 nm 的为胶体分散系统,对应大小的固体超细粉 料即为所谓的纳米材料。
Ka1 Ka2 +H NRCOOH === +H NRCOO- === H NRCOO3 3 2
低pH 中等pH 高4.胶体的双电层 胶体表面存在电荷,使溶液中固液界面区域内电荷分布被扰 乱而形成局部的不均等分布,由此构成胶体的双电层。根据 一系列的由于静电吸引作用和热运动两种效应,所以在溶液
《环境化学》课件第二章-2
稳定性: C2H5 > (CH3) 3CCH2 > CH2=CH > C6H5 和 CH3 > CF3 D/kJ· mol-1:410 415 431 435 435 443
2-7
《环境化学》 第二章 大气环境化学
(2)自由基的结构和活性 (Structure and Reactivity of Free Radicals) 卤原子夺氢的活性是:F•>Cl•>Br•
增长
终止
2-11
《环境化学》 第二章 大气环境化学
第三节
大气中污染物的转化
(2.3 Transformation of Atmospheric Pollutants)
一、自由基化学基础 (Chemical Foundation for Free Radicals) 二、光化学反应基础 (Foundation for Photochemical Reactions) 三、大气中重要自由基来源 (Source for Important Free Radicals in the
Atmosphere)
四、氮氧化物的转化 (Transformation of NOx) 五、碳氢化合物的转化 (Transformation of Hydrocarbons) 六、光化学烟雾 (Photochemical Smog) 七、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染 (Transformation of
光化学过程 A* → B1 + B2 +… A* + C → D1 + D2 +… 光解,即激发 态物种解离成 为两个或两个 以上新物种。
2-14
A*与其他分子反应生成新的物种。
《环境化学》 第二章 大气环境化学
《水环境化学》课件
水环境化学的重要性 和应用
水环境化学对于保护水资 源、维护环境、促进可持 续发展具有重要的意义。
水的物理化学性质
溶解度溶解度是指单位体Fra bibliotek溶液中 最多能溶解多少物质,它是 表征物质在水中溶解程度的 重要参数。
离子强度
水中的离子强度是所有阴离 子和阳离子的浓度之和和它 们的电荷平方和之比的平方 根。
pH值
水环境监测方法
通过水质监测,及时发现水体 污染的情况,采取有效的技术 措施来防治和修复水体污染。
水环境化学的未来
1 水环境化学的发展趋势
未来水环境化学将逐渐转向绿色、可持续和低碳化发展。
2 水环境化学的应用前景
水环境化学需求将继续增长,未来将更多地应用于水资源保护、净化和开发领域。
3 水环境化学的挑战与机遇
水环境化学
水是地球上最珍贵的资源之一,水环境化学是研究水体的化学性质、污染及 其净化和水质监测的学科。
水环境化学简介
什么是水环境化学?
水环境化学是研究水及其 体系在自然界和生产生活 中的各种过程所涉及到的 化学现象的学科。
水环境化学的研究对 象和内容
研究水环境中各种物质的 迁移、转化和去除,以及 不同水环境对生态环境的 影响。
3
物理污染物
有些物理污染物如悬浮物、浮游生物、颗粒物或沉积物都会影响水的质量和可用性。
水的净化与处理
常见水污染物的去除方法
颗粒物、悬浮物主要通过过滤 和沉淀去除,生物污染物主要 通过消毒去除,化学污染物主 要依靠氧化、还原、沉淀和离 子交换等方法除去。
常见水处理技术及其原理
如生物处理、深度处理、反渗 透等技术,利用技术手段将水 中的污染物清除或降低到符合 生产和生活需求的标准。
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_环境化学第三章
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
3、相互结合的离子半径差别愈小,其离子化合物愈牢固, 即难溶解。 溶解度小于0.01克/100克水的物质叫做“难溶物” 地表水和沉积物的孔隙水中主要阴离子Cl-、SO2-4、HCO-3
还原条件下有H2S衍生的HS-与S2-,碳酸盐、氢氧化物、硫 化物难溶。
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
一、氧化物和氢氧化物
金属氢氧化物沉淀有多种形态,它们在水环境中的行为差
别很大。氧化物可看成是氢氧化物脱水而成。金属氢氧化 物的沉淀溶解平衡可以用化学反应的通式表述:
Me (OH)n(s) ==== Me n+ + nOH¯ Ksp = [Me n+][OH–]n [Me n+]= Ksp/[OH–]n = Ksp[H+]n / Knw
pc = ( pKsp – npKw ) + npH (3-1)
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
1、pc 与pH成直线关系,即在一定的pH的范围内, pH 越高,金属离子的浓度越低;
2、金属离子的价数就是浓度随pH变化的斜率,其中
lg[Men+] 与pH的关系,斜率分别为 -1、-2、-3。 Ag+、Hg+ 的斜率为 1; Ca2+ 、 Mg2+ 、 Fe2+ 、 Mn2+ 、 Zn2+ 、 Pb2+ 、 Cu2+ 、 Hg2+ 、 Ni2+ 、 Cd2+ 、 Co2+ 的斜率为 2; Al3+、Fe3+、Cr3+ 的斜率为 3; 3、当pc = 0时(-lg[Men+] = 0 即 [Men+] = 1 mol/L), 直线在横轴上的pH值为截距 , 用下式计算:
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境监测》课件_第四讲
1.水体污染物及其污染类型 / Pollutant and its pollution type
• 1.3 生物型污染,如寄生虫、病原菌、 病毒等污染 /Bio-pollution such as vermin, pathogenic bacteria, virus and etc.
2.资料调查与现场踏勘 /Data collection and on site exploration
第四讲 水体污染监测
/Chapter 4 Monitoring for water pollution
第一部分 水体污染监测绪论 /Part 1 Introduction
• 1.水体污染物及其污染类型 / Pollutant and its pollution type 1.1 化学污染(见p14表2-3,p12表2-1) / Chemical pollution
2.资料调查与现场踏勘 /Data collection and on site exploration
2.2 地面水系资料调查 /Ground water investigation 2.2.1 水资源资料(含丰水期、平水期、枯 水期) /Water resource data (abundant period, level period, low water period)
1.水体污染物及其污染类型 / Pollutant and its pollution type
• (2)非持久性污染:指水体中的污染物 容易被分解或挥发的化学型污染,如可 降解有机物污染等。 / Non persistent pollution: pollutant is very easy to decompose or volatilize, such as organic pollutant and etc.
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境监测》课件_第二讲
第一节
实验室基础工作
第一节
实验室基础工作
• 一、天平精度分级及环境分析要求
1.级别:级值=名义分度值/最大荷载 (天平上有标识) 例如:0.1mg(名义分度值)/200g(最 大荷载)=5×10-7 2.环境分析要求:一般为3级,即 5×10-7
第一节
实验室基础工作
• 三、实验室用纯水
1.普通用水,见表1
表1 纯水级别及其适用范围表
指标 全物质最高含量(mg/L) 最高电导率(μ S/cm,25℃) 最高电阻率(MΩ ·cm, 25℃) pH (25℃) KMnO4 保色时间(分) 用途 级别 1 0.1 0.06 16.66 6.8-7.2 60 配标准水样 级别 2 0.1 1.0 1.0 6.6-7.2 60 超痕 级别 3 1.0 1.0 0.2 6.5-7.5 10 痕 级别 4 2.0 5.0 0.2 5.0-8.0 10 ppm
级值与级别的关系
级别 级值
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 ×10-4
( 1 2 5 ) ( 1 2 5 ) ( 1 2 5) ×10-7 ×10-6 ×10-5
第一节
实验室基础工作
• 二、玻璃仪器的级别及环境分 析要求
1.级别种类:A、A2、B、零: 无级,如:“吹” 2 .要求:凡影响化学计量的仪 器,如容量瓶,移液管,滴 定管等,要求用A级。
第一节
实验室基础工作
(3)无氟水 A 蒸馏水 1L+NaOH ( 1g ) +AlCl3 (0.1g)→重蒸馏 B 离子交换法使水质达0.2-5μS/cm
第一节
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_第四章 大气环境和性质
中毒情况
数千人发病60人死亡,咳嗽、呼 吸短促、流泪等 4天内6000人患病,17人死亡, 咳嗽、喉痛、胸闷 5天内4000人死亡,已发生12次 死近万人,胸闷、咳嗽、喉痛 400人死亡,多数人患病,刺激 眼、鼻、喉,引起眼病,喉炎
原因
SO2转化为SO3进入 肺部 SO2同烟尘作用生成硫 酸盐,吸入肺部 粉尘中Fe2O3使SO2转为 硫酸,吸入肺部
食用含有甲基汞的鱼
使用含镉米和含镉水 有毒重金属颗粒及 SO2吸入肺部 食用含有多氯联苯的 米糠油
第一节 60年代后
大气污染化学概述
酸性降水在北美、北欧的出现,人们便开展了酸
雨形成机制的研究,并发现了酸雨的前体物(SOx和NOx)以 及几种氧化致酸的途径和作用。(发展了液相和多相化学)
70年代后 由于南极上空“臭氧洞”的发现以及温室效应对气
增加而降低。
第二节 天然大气环境特征及化学组成
2、电离状态------ 60km以上为电离层,离子密度大, 60~90km主要为NO光解离; 90~120km主要为O2光解
大气的总质量约为5.2×1015吨,仅占地球质量的106分之一。其中90%集中
在地球表面30km以内。
第二节 天然大气环境特征及化学组成 一、大气的范围及结构 根据大气在铅直方向上的温度、化学组成、物理特性,大气
圈可分为若干层次。
●按大气中化学组成的分布,大气圈可分为均质层(90km 以下)和非均质层(90km以上); ●按大气的电离状态分布,可将在大气分为电离层(60km 以上)和非电离层(60km以下)。
候变暖的作用,使得人们开始注意并研究 氯氟烃(CFCs)等痕量气体对平流层O3的耗损, 及CO2、CH4增多而造成的地球温室效应。 (平流层化学迅速发展)(目前臭氧洞已达2800万平方公里).
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境监测》课件_第三讲
三、资料调研/ Data collection and study
• 3.污染资料/Pollution data • ( 1 )污染物分布类型:点源、面源、流动源: 现状、历史 / Types of pollutant distribution: point source, non-point source, flow: status, history • (2)污染物:种类、排放量、迁移路径/ Pollutant: types, discharge quantity, route of transference • ( 3 )环境影响调查:生态影响、环境病、景观 影 响 等 / Environmental impact investigation: ecological impact, endemic, sight impact, etc.
第三讲 环境监测方案设计
/Chapter 3 Project Designs for Environmental Monitoring
一、环境监测程序及监测设计内容 / Procedure and design
• 1.监测程序方框图 /Flow chart of monitoring processes 主要过程有:制定监测方案;进行监 测活动;监测质量保证 /Main processes: establishing scheme; monitoring; quality assurance
一、环境监测程序及监测设计内容 / Procedure and design
• 2.监测设计内容/Content of design • 监测目标 — 资料调研 — 初步方案(设计框 架) — 现场调查 — 方案设计 — 方案论证与 审批 — 实施计划 • /Monitoring objectives - data collection and studyprimary scheme (design frame) - on site exploration-scheme design- argumentation and examination and approval- implementation
第水环境化学(共10张PPT)
cp—单位溶液理体积论上颗,粒物即的浓非度k离g/L子; 性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤
有机质中,并经一定时间达到分配平衡,此时有机化合物
在土壤有机质和水中含量的比值称分配系数。
第5页,共10页。
▪实际上,有机化合物在土壤(沉积物)中的吸着存在着二种主要机
作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降 解作用等过程进行迁移转化。
第4页,共10页。
二、分配作用
1.分配理论
▪近20年来,国际上对有机化合物的吸附分配理论开展了
使得pH降低,一般伴随E降低,pH会降低,酸性增强,金属溶解,酸性增强情况下,金属Hg容易甲基化;
②靠吸范附 德作华用力,,广即后在者泛非则研极是性各究有种机化。溶学剂键结中力果,如土氢均壤键矿、表物离明质子对偶,有极机键颗化、合配粒物位物的键表及(面π沉键吸作积附用作物的用结或或果于。土土壤壤矿物)从质对水有机中化合吸物的表面吸附作用,前者主要
cT = cs·cp+cw 式中:cT—单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量的总和ug / L;
cs—有机毒物在颗粒物上的平衡浓度,ug/kg;
cp—单位溶液体积上颗粒物的浓度kg/L;
cw—有机毒物在水中的平衡浓度,ug/L。
此时水中有机物的浓度(cw)为:cw =cT / (Kp cp十1)
第7页,共10页。
▪一般吸附固相中含有有机碳(有机碳多,则Kp大),为了在类型各异组分复 杂的沉积物或土壤之间找到表征吸着的常数,引入标化分配系数(Koc):
➢ 使得pH降低,一般伴随E降低,pH会降低,酸性增强,金属溶解, 酸性增强情况下,金属Hg容易甲基化; ➢ 静止水体的富营养化。
环境化学全部PPT课件
提出了“持续发展”的战略
——把经济发展和环境保护相结合。
第三阶段:90年代以来
巩固和发展“持续发展”的战略思想。
——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展
环境化学的发展:
孕育阶段:二次大战-1970年;
形成阶段:70-80年代;
发展阶段:80年代。
24
二次大战-20世纪60年代:研究环境中农药
环 境 化 学
Environmental chemistry
1
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 环 境 化 学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章生物体内污染物质 的运动过程及毒性 第六章典型污染物在环境各 圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复
2
参考书籍
3
参考期刊
环境科学 环境化学 化工环保 环境保护 环境工程 环境科学学报 中国环境科学 农村生态环境 环境污染与防治 环境污染治理技术与设备
19
世界地球日的由来
1969年,美国民主党参议员盖洛 德。尼尔森提议,在全国各大学校 园内举办环保问题讲演会,并将次 年的4月22日作为“地球日”。 1970年4月22日,由美国哈佛大学 学生丹尼斯· 海斯发起并组织的环境 保护活动,犹如星火燎原。全美国 共有2000多万人参加,约1万所中 小学,2000所高等院校和全国的各 大团体参加了这次活动,这一天就 成了第一个地球日。
27
3. 环境化学的研究内容
有害物质在环境中存在的浓度水平和形态; 潜在有害物质的来源,它们在个别环境介质 中和不同介质间的环境化学行为;
有害物质对环境和生态系统以及人体健康产 生效应的机制和风险性; 有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止 产生危害的方法和途径。
水环境化学 第二章 天然水的组成和性质
自然界的水实际上是 HO16H HO18H HO17H HO16D HO18D HO17D DO16D DO18D DO17D
9 种水的混合物。
其中, HO16H是常说的普通水分子,含量为
99.745%(摩尔分数),HDO半重水,D2O重水 (0.005%)。
• 由不同的同位素组成的分子之间存在相对质 • 量差。这种质量差异所引起的该分子在物理
和化学性质上的差异,称为同位素效应。
• 例如D2O的蒸发热、沸点、表面张力、密度等都比 H2O高。
• ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位素效应 •
• 同位素分馏
• 同位素分馏是指在一系统中,某元素的同位素 以不同的比值分配到两种物质或物相中的现象。
一般认为,蒸发作用是促成水的同位素分馏 的主要过程。 • • 由于重水的蒸汽压比普通水的蒸汽压略低,所以 在蒸发区(如大洋水)重水的成分稍高。 • 由水蒸汽凝结生成的雨水中重水的成分较低。 • 南极的冰是地球上最轻的水。
例如,我国学者在研究北京地区地下热水 时发现,北京城区东南部地下热水中
氘同位素的浓度(δD)值(以海水为 基准所
作的比较)为-6.33‰ ~ -7.78‰ ,与
城区雨水( -6.33‰ ~ -7.48‰ )、
河水( -6.90‰ ~ -7.48‰ )及
浅层地下水( -6.90‰ ~ -7.48‰ )中的氘同 位素的浓度(δD)值非常接近。因此该学 者认为,北京东南部地下热水由大气降水所 补给。
• •5)除极少数液体和固体(如液氨、液氢)外, 水的比热容比任何其他液体和固体都高。
比热容(specific heat capacity)又称比热容量(specific heat), 简称比热容,是单位质量物质的热容量,即是单位质量物体改 变单位温度时吸收或释放的热能。
第二章 水环境化学 有机物挥发作用、水解、光降解(2011)
有机磷酸酯类
有机磷酸酯类种类很多,它常常被用作农药,故水体 中不同程度地存在着有机磷酸酯类化合物的污染。有 机磷酸酯可以发生水解。如敌敌畏在酸性条件下逐渐 发生水解,而在中性尤其在碱性条件下水解更快,其 反应如下:
上述产物二烷基酯酸还可以继续水解,但仅能被酸催 化水解,其反应为:
很多有机磷酸酯类物质比较容易水解,作为农药使用, 则可减轻对环境的影响。然而,不同类型有机磷酸酯 的水解速度有明显的差异。表3-18列出部分有机磷酸 酯杀虫剂的水解半衰期。在选择农药时,必须注意杀 虫效果和环境效应,应选择杀虫效果好,半衰期短的 物质作为杀虫剂。
概述 分配作用 挥发作用 水解作用 光解作用
挥发作用
环境中有机化合物的归趋中一个重要过程是其 在气相和水相之间的迁移,包括挥发性和半挥 发性化合物在大气或雾滴之间,大气和海洋、 湖泊和河流之间,地下土壤中的水和气之间的 交换等。总之,挥发作用是有机物质从溶解态 转入气相的一种重要前一过程。 对于有机污染物的挥发作用及挥发速率人们更 为关注。
氨基甲酸酯
氨基甲酸酯类物质如除草剂 N-间(氯苯)氨基苯甲酸异丙酯, 在碱催化下可发生以下两种 水解反应: 第一种水解是除草剂分子中 酯键断裂,生成醇和氯苯基 氨基甲酸,后者不稳定,自 发水解成间氯苯胺和二氧化 碳。第二种水解是除草剂分 子中酰胺键被水解断裂,生 成间氯苯胺和碳酸异丙酯, 后者不稳定自发水解为醇和 二氧化碳。上面两个水解过 程的途径不同,但最终产物 是相同的。
t1/2 = 0.693/Kh
实际上,水解速率与pH有关: Kh = Kn + Ka[H+]+ Kb[OH-] Kh为水解反应速率常数。从上式看出,在一 定温度下水解速率取决于其类别(Kn、Ka、Kb 值不同)、浓度和介质的pH。
【水环境化学】第二章 天然水的主要理化性质
第二章天然水的主要理化性质第一节天然水的盐度、密度和化学分类一、天然水的含盐量(一)天然水的含盐量反应天然海水含盐量的参数通常有离子总量、矿化度、盐度和氯度。
1、离子总量:天然水中各种离子成分含量的总和即离子总量。
常用mg/L、mmol/L或g/kg、mmol/kg表示。
电荷平衡理论(Cation-Anion Balance):天然水中,所有阳离子所带的正电荷与所有阴离子所带的负电荷相等。
依据该理论,可粗略分析化学分析的准确性。
例:某同学分析一未知水样,得到121mg/L 碳酸氢根,28mg/L 硫酸根,17mg/L Cl-, 39 mg/L Ca2+, 8.7 mg/L Mg2+, 8.2 mg/L Na+和1.4mg/L K+。
此分析准确吗?单位换算ppt(part per thousand)相当于g/L 或g/kgppm(part per million )相当于mg/L或mg/kgppb(part per billion)相当于ug/L 或ug/kg2、矿化度:矿化度也是反映水中含盐量的一个指标,是指“蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量”。
测定时要用过氧化氢氧化水中可能含有的有机物,在105-110℃烘干剩余的残渣至恒重,然后称重。
3、海水的氯度:原始定义:将1000g海水中的溴和碘以等当量的氯取代后,海水中所含氯的总克数。
用Cl‰符号表示。
新定义:沉淀0.3285234千克海水中全部卤族元素所需纯标准银(原子量银)的克数,在数值上即为海水的氯度。
用Cl符号表示,无量纲单位为1x10-3。
4、盐度:当海水中的溴和碘被相当量的氯所取代、碳酸盐全部变成氧化物、有机物完全氧化时,海水中所含全部固体物质的质量与海水质量之比,以10-3或‰表示。
用S‰表示。
✓根据对大西洋东北部和波罗的海九个不同盐度值水样的准确测定结果而推导出来的公式:S‰ = 0.030 + 1.8050 Cl‰,在六十年代以前得到国际上的广泛应用。
环境化学完整ppt课件
土壤空气是存在于土壤孔隙中的气体,对 植物生长和土壤微生物活动有重要影响。
土壤污染及危害
重金属污染
主要来自工业废水、废气、废渣的排放,以及农药、化肥 的过度使用。重金属在土壤中难以降解,会通过食物链富 集,对人体健康造成危害。
有机物污染
主要来源于工业和城市污水、石油泄漏、农药使用等。有 机物污染会破坏土壤生态平衡,影响农作物产量和品质。
面临挑战和机遇探讨
复杂环境问题
随着工业化和城市化的加速,复合型、区域性环境问题日益突出 ,对环境化学提出更高要求。
新兴污染物研究
新型污染物如纳米材料、微塑料等的环境行为、生态效应和风险 控制成为研究热点。
国际合作与交流
全球环境问题需要加强国际合作与交流,共同应对挑战。
未来发展方向预测
01
绿色化学与可持续发展
自20世纪70年代以来,环境化学逐渐 成为一个独立的学科领域,随着环境 问题日益严重,环境化学的研究和应 用也越来越受到重视。
环境化学研究内容
01
02
03
04
环境中化学物质的来源、分布 和归宿
化学物质在环境中的迁移、转 化和降解过程
化学物质对生物和生态系统的 毒性效应和风险评估
环境污染的监测、治理和修复 技术
生物转化
土壤中的微生物、植物根系等生物因素会对污染 物进行降解、转化或吸收。生物转化是土壤中污 染物去除的重要途径之一。
05
生物体内污染物质运输与转化
生物体内污染物质来源及危害
工业排放
废气、废水和固体废弃物中的 重金属、有机物等污染物,通
过食物链进入生物体内。
农业活动
农药、化肥的过度使用,导致 土壤、水源污染,进而影响生 物体。
《水环境化学》PPT课件
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18
2、石油的降解 (P126)
石油是由烷烃、环烷烃、烯烃、芳香烃 和杂环化合物等组成。
石油在水中可光化学降解或生物降解。
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19
(1)光化学降解:
在阳光照射下,石油中的烷烃及侧链芳烃受激发 活化进行光化学氧化。
据测,油浓度为2000kg/km3的水面,油膜厚度 2.5μm,由于光化学氧化,几天光照即能把油膜清除。
氧化)
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4
不易被氧化的:饱和的脂肪烃、含有苯环
结构的芳香烃、含氮的脂肪胺类化合物等 ;
容易被氧化的:醛、芳香胺、不饱和的烯
烃和炔烃、醇及含硫化合物(如硫醇、硫醚)等。
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5
② 还原反应 : 在有机物分子中加氢或脱氧的反应称为有机
物的还原反应。例如:
HCHO (甲醛) + H2→ CH3OH (甲醇 ) (加氢
24
③ 芳香烃的降解: 石油中苯、苯的同系物、萘等在微生物
作用下先是氧化成二酚,然后苯环分裂成 有机酸,再经有关生化反应,最终分解为 二氧化碳和水。
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25
④ 环烷烃降解:环烷烃最稳定,只有少
数微生物能使它降解。如环己烷在微生物作用下
缓慢氧化:
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26
课堂作业
教材P80 习题3、4、5、7、13、14
进行,最后分解为CO2和H2O。
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22
② 烯烃的降解
当双键在中间位置时,主要的降解途径与饱和 烷烃相似。
当双键位在碳1和碳2位时,在不同微生物的 作用下,主要降解途径有三种:即烯烃的不饱和 端氧化成环氧化物、不饱和末端氧化成醇、饱和 末端氧化成醇。
《环境化学课件》PPT课件
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ,通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累,通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径,使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物,如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用,将有机物转化为无害物质,包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定,包括微生物修复和植物修复等。
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• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
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危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
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表面张力 溶解能力 介电常数 电离度 密 度 透明度 热传导 氢键 偶极矩 存在状态
2. 3 水质标准和水质指标
2.3 水质标准和水质指标
一、水质标准 水质标准是环境质量标准的重要组成部分。所谓环境质 量标准就是环境中的污染物具有法律效力的限量。包括 环境水质标准和污水排放标准两大类。前者又分为饮用 水质标准、渔业用水质标准,工业用水质标准等多种; 后者如工业“三废”排放标准等。理论上讲,排放标准 首要应当以保障环境水质标准为基本目标。 水质标准的确定是以保护人体健康和生态平衡为目的, 用客观的科学数据表示各污染物在适合于一种较高要求 的生态系统生存的水体中所允许的限量。同时还要考虑 具体的自然条件和国家的经济技术条件等因素。所以各 国的水质标准有明显的差异
凝固点 (摄氏度) 沸 点 (摄氏度) 偶极矩 (德 拜 ) 汽化热 (千焦/摩) 融化热 (千焦/摩) 生成热 (千焦/摩)
化合物
H2O H2O推测 H2S H2Se H2Te
0 (-95) -85.2 -65.7 -51
100 (-80) -60.3 -41.3 -2.2
1.84 (2.58) 1.10 0.40 <0.20
2.1 水在地球上的分布及水循环
一、天然水的分布 二、水循环
三、我国水资源状况
2.1
水在地球上的分布及水循环
全 球 水 量 分 布 比 例
2.1 水在地球上的分布及水循环
表2-1 地球上各种水的储量
序 号 类 别 水储量 (万亿m3)
1338000 23400 12870 10530 16.5 24064.1 300.0 176.4 85.4 91.0 11.47 2.12 1.12 12.9 1385984.61 35029.21
循
环
2.1 水在地球上的分布及水循环
• 影响水循环的因素 • 1.地理因素 在地理因素中起主导的是气象因素。因为 水循环中的蒸发,水气输送和降水都取决于气象过程。 径流 (run off) 虽受地质、地貌、土壤和植被的影响, 也受气象的影响。 • 2.人为因素 人类可以调节径流(例如修水库),加速蒸 发(例如种植水田等),增加渗透(例
占总储量的 (%)
96.5 1.7 0.94 0.76 0.001 1.74 0.022 0.013 0.006 0.007 0.0008 0.0002 0.0001 0.001 100 2.53
占淡水储量的 (%)
1 2
3 4 5 6
海洋水 地下水 其中①地下咸 水 ②地下淡 水 土壤水 冰川与永久雪盖 永冻土底冰 湖泊水 其中①咸水 ②淡水 沼泽水 河网水 生物水 大气水 总计 其中淡水
2.1 水在地球上的分布及水循环
200 800
1600
2.1 水在地球上的分布及水循环
我 国 水 资 源 分 布 图
2.1 水在地球上的分布及水循环
路
东
2. 2 水的特性及环境效应 2.2 水的特性及环境效应
水是氧的氢化物,它与氧族元素的其他氢化物相比,有其不 寻常的特性
表2-3 水的几种特性参数
30.1 0.05 68.7 0.86
7 8 9 10
0.26 0.08 0.006 0.003 0.04 100
水
在水循环中,蒸发、降水和径流是三个最重要的组成。 地球表面的水,主要靠太阳照射的能量蒸发到大气中, 然后又通过冷凝成为降水而重返地表。其中海洋的蒸 发量比降水量多 (44.7> 40.9),在陆地上,降水量大于 蒸发量(11.0>7.2)。
40.67 (12.55) 18.66 19.33 23.22
6.02 (2.09) 2.38 2.51 4.81
-286.26 (-8.56) -22.02 -66.14 -142.03
水的物理化学特性对环境的效应
性 质 同其他物质比较 物理、化学和生物的各种环境效应
溶解 潜 热 热 容 蒸发潜热 热膨胀
由于吸收或放出潜热,故在凝固点有恒温作用,可以调节气候 能防止大气温度变化过大;对水体运动的热能传输能力大;能使体温保持均一 对环境中热量的传递和输送起着非常重要的作用,如植物叶面蒸腾时,使叶面 冷却,以防阳光灼伤组织 淡水和稀海水最高密度时对应的温度在凝固点以上,在控制湖泊中温度分布和 垂直循环中起着重要作用 控制某些表面现象和液滴的形成及行为;毛细现象和润湿能力强,对生物细胞 的渗透和活性等均有重要作用 在生物细胞活动过程中传递营养物和排泄废弃物,并给生物反应和化学反应提 供反应介质 对离子化合物的溶解有重大作用,并能使其发生最大的电离,便于生化反应和 溶解吸收营养物质 是真正的中性物质,并能同时提供微量的 H+ 和 OH-,有利于维持生物体液的酸 碱平衡 使冰可以浮起;控制垂直循环;防止水体分层,保护冰下生物继续生存 对红外和紫外的辐射能吸收大,对可见光的选择吸收比较小,既是无色的又透 明度大,这种特征性的吸收,能保护浮游生物等不受紫外线的伤害 在活细胞里中等小尺度范围内有重要作用,其分子热传导过程远不如涡动热传 导过程剧烈 不仅对物质在水体中的迁移反应影响很大,而且在生物体内许多生命物质的活 性都有赖于氢键的存在 容易形成水化物,有利于生物体内元素的传递和交换 便于水在环境中和生物体内的循环和调节温度,有利于促进细胞的新陈代谢和 废物的排泄
• 如修筑梯田和鱼鳞坑等)等来影响水循环。
2.1 水在地球上的分布及水循环 我国水资源状况
我国水资源——约为27210亿m3,居世界第六位,
人均水量——约为1/4,
水资源分布不均 ——— 占全国土地面积 62.2% 的北方流域,
其水资源仅占全国水资源的20.11%,
占全国土地面积仅 37.8% 的南方流域,水资源却占约 80% ,尤其是黄淮海流域,水资源只占 8.05% ,而耕地面 积却占39.7%。
液体中最大(氨除外) 所有液体和固体中最高(氨除外) 所有物质中最高 密度最高时的温度随盐度增加下 降,在4℃时体积最小,密度最大 所有液体中最高(汞除外) 比其他液体能溶解更多的物质, 并有较大的溶解度 所有液体中最高 很小 在液态时最大(3.98℃时极大) 相对的大 所有液体中最高(汞除外) 十分容易形成氢键,只有少数液 体具有这种性质 液体中最大 在室温±20℃左右就能顺利进行 固、液、汽三态转化
第二章 天然水的性质和组成
Chapter2. Aquatic Environmental Chemistry
2. 天然水的性质和组成
2.1 、 水在地球上的分布及水循环 2.2 、 水的特性及环境效应 2.3、 水质标准和水质指标 2.4、 天然水的组成 2.5、 水中的主要污染物
2.1 水在地球上的分布及水循环