水环境化学有机物挥发作用水解光降解

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环境化学试题及答案大全

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环境化学试题及答案大全1.环境问题产生的原因包括排放污染物和过度开发资源。

2.可持续发展的核心思想是经济、社会和环境的协调发展,不能超过资源和环境的承载能力。

3.大气中的污染物在对流层中易随空气发生垂直对流运动,在平流层中易随地球自转发生水平运动。

4.污染物在逆温层中难以传输。

5.当大气的温度逐渐下降时,当Γ<Γd时,大气处于稳定状态。

6.大气中重要的自由基是通过光离解产生的。

7.由若干个苯环稠合在一起的化合物称为多环芳烃。

8.在大气中存在氮氧化物和碳氢化合物时,可能发生光化学烟雾,其反应机制为:自由基引发、自由基转化和增殖、自由基氧化NO、链终止。

9.平流层中的臭氧层能够吸收紫外线,从而保护生物,维持生态平衡。

10.洛杉矶烟雾也称为光化学烟雾。

11.伦敦烟雾也称为硫酸型烟雾。

12.当降水的pH值为5.0时,称为酸雨。

13.可吸入粒子是指粒径小于10um的颗粒物。

14.PAN是指大气中的过氧乙酰硝酸酯污染物。

15.水中异养生物利用自养生物产生的有机物为能源及材料构成生命体。

16.导致痛痛病的污染物是Cd。

17.导致水俁病的污染物是甲基汞。

18.腐殖质分子中含有多元环状结构,其上联接有-OH-COOH-CHO等官能团。

19.非离子型有机物可通过溶解作用分配到土壤有机质中。

20.水中碳酸的主要形态在pH值为4.5至8.3之间分别为CO2、H2CO3、HCO3-。

21.水中无机污染物的迁移转化方式有吸附、凝聚絮凝、溶解沉淀、配合、氧化还原。

22.水中有机污染物的迁移转化方式有分配、水解、光解、挥发、生物降解。

23.pE值低表示环境为有机碳性环境。

24.标化分配系数是以有机碳为基础表示的分配系数。

25.次生矿物是通过物理分化和化学分化形成的。

26.氧垂曲线可依次划分为清洁区及分解区、腐败区、恢复区及清洁区。

27.在S-P模型中,溶解氧有一个最低值称为极限溶解氧。

28.天然水中的颗粒物聚集的动力学方程分别称为异向絮凝、同向絮凝、差速沉淀絮凝。

环境化学-第三章-水环境化学-第二节-水中无机污染物的迁移转化

环境化学-第三章-水环境化学-第二节-水中无机污染物的迁移转化

对于其他金属碳酸盐则可写为: -lg[Me2+] =0.5p Ksp -0.5pα2 由2 [Me2+] + [H+] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-]得: (Ksp/α2)1/2 (2 – α1- 2α2) + [H+] – Kw/[H+] = 0
当pH > pK2 时,α2≈1,CO32-为主,lg[Ca2+] = 0.5 lg KSP
四、氧化还原
氧化-还原平衡对水环境中无机污染物的迁移转化 具有重要意义。水体中氧化还原的类型、速率和平衡, 在很大程度上决定了水中主要溶质的性质。例如,厌 氧型湖泊,其湖下层的元素都将以还原形态存在;碳 还原成-4价形成CH4;氮形成NH4+;硫形成H2S;铁 形成可溶性Fe2+。其表层水由于可以被大气中的氧饱 和,成为相对气体性介质,如果达到热力学平衡时, 则上述元素将以氧化态存在:碳成为CO2;氮成为 NO3-;铁成为Fe(OH)3沉淀;硫成为SO42-。显然这种 变化对水生生物和水质影响很大。
发生吸附的表面净电荷的符号 - 金属离子所起的作用 吸附时所发生的反应 发生吸附时要求体系的pH值 吸附发生的位置 对表面电荷的影响 反离子
阳离子交换 配位体交换 >零电位点 任意值 扩散层 无 内层 负电荷减少 正电荷增加
(2)吸附等温线和等温式:在固定温度下,当吸附达到平 衡时,颗粒物表面的吸附量(G)与溶液中溶质平衡浓度
达到临界状态,就可以发生快速凝聚。
三、溶解和沉淀
溶解与迁移 实际溶解沉淀过程的复杂性 1、氧化物和氢氧化物:氧化物可以视作氢氧化物的脱水产物 Me(OH)n (s) Men+ + n OH根据溶度积: Ksp= [ Men+ ] [ OH- ]n 可转化为: [ Men+ ] = Ksp / [ OH- ]n = Ksp[ H+] / Kwn -lg [ Men+ ] = -lgKsp – n lg [ H+ ] + n lgKw pc = pKsp- n pKw + n pH = pKsp – n pOH 可以做 pc-pH 图,斜率等于 n,即金属离子价; 截距是 pH = 14 - (1/n)pKsp。

《环境化学》试题

《环境化学》试题

《环境化学》试题一、填空题1. 由可见光(400nm<λ<780nm)引起光化学离解的物质键能是(c=×108m/s,h=×光量子)。

2. 大气颗粒物有三种重要的表面性质:、和。

雨滴的形成就属于。

3. 水环境中的有机污染物一般通过、、、、生物富集和生物降解等过程进行迁移转化。

4. 根据土壤中H+离子的存在方式,土壤酸度可分为和潜在酸度,根据提取液的不同,潜在酸度分为和。

代换性是矿物质土壤潜在酸度的主要来源。

5. 是无色气体,是清洁空气的组分,也是低层大气中含量最高的含氮化合物;矿物燃料燃烧过程中所产生的NO X以为主,通常占90%以上。

植物摄取氮的主要形态是和。

6. 将下列物质:乙烯、正丁烯、正丁烷和丁二烯,按照光化学反应活性大小依次排列为。

7. 大气颗粒物依照表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模,分别是、和,并用来解释大气颗粒物的来源与归宿。

其中主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒物,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。

国际标准化组织(ISO)将可吸入粒子定为D p<的颗粒物。

8. 由电介质促成的聚集称作,而由聚合物促成的聚集称作;根据DLVO理论把和考虑为仅有的作用因素。

9. 含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH值为,水中Cd2+浓度是(已知饱和H2S溶液的浓度为L,解离常数K1为×10-8,K2为×10-15,CdS的溶度积为×10-27)。

10. 亚硝酸吸光后发生光离解,一个初级过程为:HNO2 + hv → + ;另一个初级过程为:HNO2 + hv → + 。

11. 腐殖质可溶于碱而不溶于酸的部分称为,既溶于碱又溶于酸的部分称为。

腐殖质对金属离子的吸附主要是通过它对金属离子的和来实现。

12. 根据温度层结、密度层结和运动规律,可将大气划分为对流层、平流层、中间层和热层,其中随高度的增加气温升高的是和;随高度的增加气温降低的是和;臭氧主要分布在中;风、雨、雷电等天气现象发生在大气的中;内的空气处于高度电离状态,该层也称为电离层。

环境化学习题答案

环境化学习题答案

环境化学习题答案12.HNO2的光解是污染大气中(HO)自由基的重要来源之一。

13.清洁大气中HO的重要来源是(O3的光解离)。

14.烷基和空气中O2结合形成(RO2)。

15.大气中CH3自由基的主要来源是(乙醛)和(丙酮)的光解。

16.(挥发)作用是有机物从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。

17.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)。

18.水中的有机污染物一般通过(吸附作用)、(挥发作用)、(水解作用)、(光解作用)、(生物富集)和(生物降解)等过程进行迁移转化。

20.吸附等温线表达了在一定条件下颗粒物表面上的(吸附量)与溶液中溶质(平衡浓度)之间的关系。

23.典型土壤随深度呈现不同层次,分别为(覆盖层)层、(淋溶层)层、(淀积层)层和(母质层)层。

24.岩石化学风化分为(氧化)、(水解)和(酸性水解)三个过程。

25.土壤重金属污染具有(隐蔽性)、(持久性)和(间接有害性)等三个特点。

大气中甲氧基主要来源于(甲基亚硝酸酯)和(甲基硝酸酯)的光解。

28.水中无机污染物一般通过(沉淀-溶解)、(氧化-还原)、(配合作用)、(胶体形成)和(吸附-解析)等物理化学过程进行迁移转化。

9.专属吸附可使离子化合物吸附在同号电荷的表面。

√10.向某一含有碳酸的水体中加入重碳酸盐,水体的CO2酸度增加。

×11.HO自由基最高浓度出现在热带。

√14.pE越小,电子浓度越低,体系提供电子的倾向就越强。

×26.向某一含有碳酸的水体中加入重碳酸盐,水体的酚酞碱度增加。

√27.由电解质促成的聚集称为絮凝。

×28.大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而形成的。

√30.沉降是HNO3和HNO2在大气中的主要去除过程。

√16.Pb主要在蓄积生物体的骨骼中,毒作用部位发生在(D)。

A骨骼中B脂肪中C肾脏中D造血系统中17.一维稳态河流BOD-DO耦合模型的基本方程是(C)。

【环境化学】第3.3章 水环境化学——第三节 水中有机污染物的迁移转化:水解作用

【环境化学】第3.3章 水环境化学——第三节  水中有机污染物的迁移转化:水解作用
exp(x)在x→0处展开,计算e的近似值 Exp(x)=1+x+1/2*x2+1/6*x3+1/24*x4+1/120*x5+1/720*x6+1/5040*x7+1/40320*x8+32……
第三节 水中有机污染物的迁移转化
3.1 吸附作用 3.2 挥发作用 3.3 水解作用 3.4 光解作用 3.5 生物降解 3.6 还原作用
一、 羧酸酯类 RCOOR′ + H2O → RCOOH + R′OH
水解产物是羧酸和醇 水解反应可被酸、碱催化 其速度随温度升高而增加,并与酯的性质有关。
5
二、氨基甲酸酯 - 除草剂N-间(氯苯)氨基苯甲酸异丙酯
氯苯基胺基甲酸
碳酸异丙酯
O
间氯苯胺
6
三、有机磷酸酯类-农药
敌敌畏: O,O-二甲基-O-(2,2-二氯乙烯基)磷酸酯
Ls=1.20×D
26
水体对光的吸收率
根据朗伯定律,其单位时间内吸收的光强 Iλ=I0λ(1-10-αλL) = I0λ(1- e-2.303αλL)
I0λ -波长为λ的入射光强 L-光程,即光在水中走的距离 αλ-吸光系数
27
考虑直射光和散射光,吸收光强为:
I λ= Id0λ(1-10-αλLd)+ Is0λ(1-10-αλLs) Ld-直射光程 Ld=D×secθ Ls-散射光程 Ls=2Dn[n-(n2-1)(1/2)] D-水体深度
(b) lgkh = lgkN 与 (c) lgkh = lgkBKw + pH 的交点: lgkN = lgkBKw + pH pH = INB = -lg(kBKw /kN) 碱性催化

环境化学水环境化学第三节讲解

环境化学水环境化学第三节讲解

例:某有机分子量为192,溶解在含有悬浮物的水体中, 若悬浮物种85%为细颗粒,有机碳含量为5%,其余 粗颗粒有机碳含量为1%,已知该有机物在水中溶解 度为0.05mg/L,那么其分配系数(Kp)如何计算?
lgKow=5.00-0.670×lg(0.05×103/192 ) Kow=2.46×105 由公式Koc=0.63Kow Koc=0.63×2.46×105=1.55×105 由公式Kp= Koc[ 0.2(1-f) Xocs + f Xocf ] Kp =1.55×105 [ 0.2(1-0.85) ×0.01 + 0.85×0.05 ] Kp =6.63×103
解;烷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ芳基磺酸盐LAS,含磷,泡沫减少,可生物降解) 有机农药(有机氯农药DDT、六六六等毒性大,难分解,
禁用,有机磷农药含杀虫剂与除草剂,毒性大,难降解)
取代苯类化合物(苯环上的氢被硝基、胺基取代后生成的芳 香族卤化物,主要来自染料、炸药、电器、塑料、制药、 合成橡胶等工业)。
六、水体的污染小结
四、光解作用
光解作用是有机污染物真正的分解过程,因为它不可逆 的改变了反应分子,强烈的影响水环境中某些污染物 的归趋。
光解过程可分为三类: 1、直接光解:化合物本身直接吸收了光能而进行分解反
应。
2、敏化光解:水体中存在的天然物质被阳光激发后,又 将其激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。
3、氧化反应:天然物质被辐照而产生自由基获纯态氧等 中间体,这些中间体又与化合物作用而生成转化的产 物。
许多有机毒物可以像天然有机化合物那样作为 微生物的生长基质。只要用这些有毒物质作为 微生物培养的唯一碳源便可鉴定是否属于生长 代谢。在这种代谢过程中微生物对这些有毒物 质可以进行较彻底的降解或矿化,因而是解毒 生长基质。

水环境化学参考答案

水环境化学参考答案

水环境化学参考答案《水环境化学》重点习题及参考答案1.请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H2CO3*]、[HCO3-]和[CO32-]的表达式,并讨论这两个体系之间的区别。

解:(1)封闭体系(溶解性CO2与大气没有交换)中存在下列平衡CO2 + H2O H2CO3* pK0=1.46H2CO3* HCO3- + H+pK1=6.35HCO3-CO32- + H+pK2=10.33其中K1=[HCO3-][H+] / [H2CO3*] ,K2=[CO32-][H+] / [HCO3-]用α0、α1和α2分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例,得下面表达式α0= [H2CO3*]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α1= [HCO3-]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]}α2= [CO32- ]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]}把K1、K2的表达式代入以上三式,得α0= (1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1α1= (1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1α2= (1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1设C T = [H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-],则有[H2CO3*] = C T(1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1[HCO3-] = C T(1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1[CO32- ] = C T(1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1(2)开放体系中CO2在气相和液相之间平衡,各种碳酸盐化合态的平衡浓度可表示为P CO2和pH的函数。

依亨利定律:[CO2(aq)]=K H·P CO2溶液中,碳酸化合态相应为:C T = [CO2]/ α0= K H·P CO2/ α0[HCO3-]= (α1/ α0 )K H·P CO2= (K1/[H+])K H·P CO2[CO32-]= (α2/ α0 ) K H·P CO2= (K1K2/[H+]2)K H·P CO2(3)比较封闭体系和开放体系可发现,在封闭体系中,[H 2CO 3*]、[HCO 3-]、[CO 32-]等可随pH 值变化,但总的碳酸量C T 始终不变。

第三章 水环境化学-3

第三章 水环境化学-3

3 水中有机污染物的迁移转化3.1 分配作用3.2 挥发作用3.3 水解作用3.4 光解作用3.5 生物降解作用3.1 分配作用¾水中含有机质的固体物质对溶解在水中的憎水有机化合物表现出一种线性的等温吸附¾直线的斜率只与该有机化合物在固体中的溶解度有关,即固体对有机化合物表现为一种溶解过程¾这种过程与有机化合物在水相和有机相中的溶解作用相类似,服从分配定律,化学上通常把这种作用称为分配作用一些非离子有机物的吸附等温线(土壤-水体系)3.1 分配作用¾分配作用中,溶质在固体上的溶解与固体表面吸附位无关¾由于分配作用从物质转移的方式上与吸附作用有相似的地方,即都是溶质在固体上浓度增加的过程,故有时在表述上没过分强调这两种作用的区别¾包括水中悬浮物在内的沉积物或颗粒物都是含一定量有机质的固体物质,而水中有机化合物或有机毒物一般是指憎水有机化合物活性碳对一些非离子性有机化合物的吸附等温线3.1 分配作用分配定律¾在一定温度下,溶质以相同的分子量(即不离解、不缔合)在不相混溶的两相中溶解,即进行分配,当分配作用达到平衡时,该溶质在两相中的浓度(严格地说是活度)的比值是一个常数,这一定量规律被称为分配定律。

3.1分配作用分配定律¾分配定律在数学上表述为分配系数,用K表示:PK P= c s/ c w——有机化合物的分配系数式中:KPc s、c w——分别为有机化合物在沉积物(固体有机质)中和水中的平衡浓度。

3.1分配作用¾有机化合物是溶解在水相和固相两个相中,有机化合物在水体中的含量,须考虑固相(悬浮颗粒物或沉积物)在水中的浓度。

对于有机化合物,其在水中和颗粒物之间总浓度为:c T= c s×c p+ c wc T-----单位溶液体积有机化合物总浓度,μg/Lc s-----有机化合物在颗粒物上的平衡浓度,μg/kgc p-----单位溶液体积中颗粒物的浓度,kg/Lc w-----有机化合物在水中的平衡浓度,μg/L3.1分配作用3.1 分配作用标化分配系数¾在水体中,有机化合物在颗粒物中的分配与颗粒物中的有机质含量(类型?)有密切关系。

环境化学填空选择题

环境化学填空选择题

第一章绪论一、填空1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面,其中化学物质引起的约占__80%-90%_。

2、环境化学研究的对象是:环境污染物。

3、环境中污染物的迁移主要有机械、物理-化学和生物迁移三种方式。

4、人为污染源可分为_工业_、__农业_、__交通_、和__生活_。

5、如按环境变化的性质划分,环境效应可分为环境物理、环境化学、环境生物三种。

二、选择题1、属于环境化学效应的是 AA热岛效应B温室效应C土壤的盐碱化D噪声2、五十年代日本出现的痛痛病是由___A _污染水体后引起的A CdB HgC PbD As3、五十年代日本出现的水俣病是由_B__污染水体后引起的A CdB HgC PbD As第二章大气环境化学一、填空题1、写出下列物质的光离解反应方程式:(1)NO2+ hν NO + O(2)HNO2 + hν HO + NO 或HNO2 + hν H + NO2(3)HNO3 + hν HO + NO2(4)H 2CO + hν + HCO 或H2CO + hν H2+ CO(5)CH 3X + hν + X2、大气中的NO2可以转化成HNO3、NO3和HNO3等物质。

3、碳氢化合物是大气中的重要污染物,是形成光化学烟雾的主要参与者。

4、乙烯在大气中与O3的反应机理如下:CH2(O3)CH2O3 + CH2 == CH2H2CO+H2COO5、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度、化学组成和性质有关,去除方式有干沉降和湿沉降两种。

6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:CFmCln + hv CFmCln-1 + ClCl + O3O2 + ClOClO +O O2 + Cl7、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题中的____温室效应_____、___臭氧层破坏_______、光化学烟雾___等是由大气污染所引起的。

8、大气颗粒物的三模态为__爱根核模__、__积聚模___、_粗粒子模__。

第二章 水环境化学 分配作用 (2011)

第二章 水环境化学 分配作用 (2011)

logKow 与 logBCF的相关性 的相关性
沉积物(土壤)中含有大小不一的颗粒物, 沉积物(土壤)中含有大小不一的颗粒物,且 它们所含的有机碳分数也不同, 它们所含的有机碳分数也不同,若考虑颗粒物 大小对分配系数的影响,Kp可表示为: 可表示为: 大小对分配系数的影响, 可表示为 Kp=Koc[0.2(1-f)Xocs+fXocf] 式中f表示沉积物中细颗粒的质量分数 式中 表示沉积物中细颗粒的质量分数 Xocs表示粗颗粒组分有机碳含量 表示粗颗粒 粗颗粒组分有机碳含量 表示细颗粒 细颗粒组分有机碳含量 Xocf表示细颗粒组分有机碳含量
Karichoff等(1979)描述了 等 描述了Koc与有机化合物的 描述了 与有机化合物的 正辛醇-水分配系数 正辛醇 水分配系数Kow的关系 水分配系数 的关系 Koc = 0.63Kow 式中Kow表示有机物的正辛醇 水分配系数,即 表示有机物的正辛醇-水分配系数 式中 表示有机物的正辛醇 水分配系数, 分配达到平衡时有机物在正辛醇和水中浓度的 比例。 比例。
2、分配作用 、
I. 分配理论( 分配理论( partition theory )
① 分配理论的提出 ② 分配作用与吸附作用的比较 ③ 沉积物(土壤)有机质对吸附的影响 沉积物(土壤)
II. 分配系数
沉积物(土壤) 水分配系数 水分配系数Kp ① 沉积物(土壤)/水分配系数 沉积物(土壤) 水标化分配系数 水标化分配系数Koc ② 沉积物(土壤)/水标化分配系数 生物浓缩系数(因子) ③ 生物浓缩系数(因子)BCF或KB 或
第二章
水环境化学
一、天然水的基本组成与特征
二、水体中无机污染物的迁移转化 三、水体中有机污染物的迁移转化
三、水体中有机污染物的迁移转化

环境化学第3章水环境化学-3-有机污染物的迁移转化

环境化学第3章水环境化学-3-有机污染物的迁移转化
Cw :有机毒物在水中的摩尔浓度,mol/L; KH ' :亨利定律常数的替换形式,无量纲。
由于p=CaRT
得:
KH' = KH/RT
对于微溶化合物(摩尔分数≤0.02):
★KH = ps·MW/ρW 式中:ps—纯化合物的饱和蒸汽压,Pa;
MW:分子量; ρ W:化合物在水中的溶解度,mg/L。 ★ KH' = 0.12ps·MW/ ρ WT
2,5-二甲基呋喃在蒸馏水中将其暴露于阳光中没有反应, 但是它在含有天然腐殖质的水中降解很快,这是由于腐殖 质可以强烈地吸收波长小于500nm的光,并将部分能量转 移给它从而导致它的降解反应。
③氧化反应
天然物质被辐照而产生自由基或纯态氧等中间体, 这些中间体又与化合物作用而生成转化的产物。有机 毒物在水环境中所常遇见的氧化剂有单重态氧1O2,烷 基过氧自由基RO2·,烷氧自由基RO·或羟自由基OH·。
3.4 水解作用
化合物的官能X-能与水中OH-发生交换: RX + H2O ROH + HX 反应步骤还可以包括一个或多个中间体的形成,有机物 通过水解反应而改变了原化合物的化学结构。对于许多 有机物来说,水解作用是其在环境中消失的重要途径。
第三章 水 环 境 化 学
3.5 光解作用
①直接光解:化合物直接吸收了太阳能而进行分解反应; ②敏化光解,水体中存在的天然物质被阳光激发,又将其 激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。
3.1 有机污染程度的指标 直接还是间接?
常见的指标有:溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总
有机碳和总需氧量。
溶解氧即在一定温度和压力下,水中溶解氧的含量,是
水质的重要指标之一。(8.32mg/L)

第二章 水环境化学 有机物挥发作用、水解、光降解(2011)

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。

环境化学复习题

环境化学复习题

选择题1. 以下环境体系中属于人工环境的是()。

A 海洋B 太空仓C 矿藏 D土地2. 下列环境问题中属于狭义环境问题的是()。

A 火山爆发B 海啸C 水土流失D 洪水3. 引起水俣病的环境污染物是()。

A 铬B 镉C 二氧化硫D 有机汞4.()年,联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议,通过了《人类环境宣言》。

A 1972B 1992C 1963D 19785. 臭氧层主要存在于()层。

A 高空对流层B 中间层C 平流层D 对流层6. 污染物在生物体内的蓄积量与()有关。

A 吸收、分布B 代谢、转化C 排泄D 各项的代数和7. Pb的毒作用部位发生在造血系统、神经系统和胃肠道,蓄积部位是在()中。

A 骨骼中B 脂肪中C 肾脏中D 肝脏中8. 在开放体系中,随着体系pH的变化,( )始终保持不变。

A [ H2CO3 ]B [ HCO3- ]C [ CO32-]D CT9. 描述浅水湖泊总磷变化规律的模型是()。

A QUAL-II模型B Thomas模型C S-P模型D OECD模型10. 组成水体酸度的物质有()。

A NH3B FeCl3C CaCO3D NaCl11. 以下环境体系中不属于人工环境的是()。

A学校 B 矿藏 C太空仓 D城市12. 下列环境问题中属于广义环境问题的是()。

A火山爆发 B酸雨 C水土流失 D臭氧空洞13. 引起伦敦烟雾事件病的环境污染物是()。

A铬 B碳氢化合物C二氧化硫 D氮氧化物14.()年,在巴西的里约热内卢召开了联合国环境与发展大会。

A 1972B 1992C 1963D 197815. 风、雨、雷、电等复杂的天气现象发生在()层。

A高空对流层 B中间层 C平流层 D对流层16. Pb主要在蓄积生物体的骨骼中,毒作用部位发生在()。

A骨骼中 B脂肪中 C肾脏中 D造血系统中17. 一维稳态河流BOD-DO耦合模型的基本方程是()。

A QUAL-II模型 B合田健模型 C S-P模型 D OECD模型18. 在封闭体系中,随着体系pH的变化,( d )始终保持不变。

003.4水环境化学-有机污染物的迁移转化

003.4水环境化学-有机污染物的迁移转化
生物浓缩因子是有机毒物在生物体内浓度与该有 机物在水中的浓度比值。用符号BCF或KB表示。
生物浓缩因子(BCF)
污染物在生物体内的浓度
BCF=
污染物在水中浓度
污染物在生物体中的浓缩因子大小主要与生物特性、污染 物特性和环境条件等三方面因素有关,污染物的BCF值间 可以相差几万倍甚至更高
生物积累、富集和放大
挥发作用示意图
对于具有两个环的PAH 化合物来说,有较大挥发性。例 如飘浮海面的原油中所含的萘很容易在一定水温、水流、 风速条件下挥发逸散到大气中去,但存在于水体中具有4 或4 个以上苯环的PAH 化合物在任何环境条件下都是不易 挥发的。
包括很多芳烃(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等)在内的许多 有机物都具有易挥发特性。由此组成了一个有机化合物大 类,被称为挥发性有机化合物类(VOCs)。
水藻繁生的水体中,由于光合作用的存在,可使水中的氧达 到过饱和状态.
流动水可以靠好氧菌的作用得到自净化
当水体受到有机物严重污染时,水中DO会大大下降,甚至 可接近于零(即缺氧条件)。
在缺氧条件下,有机物分解时出现腐败发酵现象,使水质严重恶化。
2、生化需氧量(BOD)
地表水中微生物将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量
BOD代表了可生物降解的有机物(第一类)的数量。
微生物分解有机物的过程(分为二个阶段):
有机物 转 化 CO2 + H2O + NH3 一般此耗氧量即BOD
NH3 亚硝化细菌、硝化细菌 亚硝酸盐 + 硝酸盐 硝化过程
温度 最适宜的温度15—300C
影响生化需氧量的因素
即 影响分解速率、分解程度 的因素
吸附在污染控制中的应用
增强吸附固定作用

环境化学题习题及答案

环境化学题习题及答案

第一章绪论一、填空2、污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学构造和在环境中的存在状态。

3、环境中污染物的迁移主要有机械迁移、物理化学迁移和生物迁移三种方式。

4、人为污染源可分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源。

二、选择题1、属于环境化学效应的是CA热岛效应 B温室效应C土壤的盐碱化 D噪声三、问答题1、环境中主要的化学污染物有哪些?的特点:1.毒性极强;2.极难降解;3.滞留时间长,能导致全球性的传播;4.沿食物链浓缩放大,产生致癌、致畸、致突变;5.对人类的影响会持续几代,对人类生存繁衍和可持续开展构成重大威逼。

b.环境内分泌干扰物能干扰机体自然激素的合成、分泌、转运、结合或去除的外源性物质,具有拟自然激素或抗自然激素的作用。

比方,邻苯二甲酸酯,酚甲烷等,广泛存在于塑料玩具、奶瓶、扮装品和其他塑料消费品中。

前者危害男婴的的性征发育,引起生殖系统的癌症,后者可导致女性患上乳腺癌。

邻苯二甲酸类衍生物多为酯类,不易溶于水,但能溶于加温过的或者脂肪性食品。

c. “三致〞化学污染物2、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。

污染物可在单独环境要素圈中迁移和转化,也可超越圈层界限实现多介质迁移、转化而形成循环。

排入水体中的无机汞,经水体微粒物质的吸附、凝合后很快淀积在沉积物中,并在微生物参及下转变成剧毒的甲基汞再溶于水中,被水生生物汲取和转移,经排泄或腐烂分解后再归还水体,形成一个的生物地球化学流。

第二章大气环境化学一、填空1、大气中的2可以转化成硝酸、3和N2O5。

2、碳氢化合物是大气中的重要污染物,是形成光化学烟雾的主要参及者。

3、大气颗粒物的去除及颗粒物的颗粒物的粒度和颗粒物的化学组成及性质有关,去除方式有干沉降法和湿沉降法。

4、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题酸雨、温室效应、臭氧层破坏等是由大气污染所引起的。

5、很多大气污染事务都及逆温现象有关,逆温可分为辐射逆温、平流逆温、地形逆温7、温室气体主要包括、2、4、、臭氧、C2H22等,其中对温室效应奉献最大的是二氧化碳。

第3章 水中有机污染物的迁移转化(2007级环境工程)

第3章 水中有机污染物的迁移转化(2007级环境工程)


分配作用(partition) 吸附作用(adsorpt水溶液中,土壤有机质(包括水生生物脂肪以及植物有机 质等)对有机化合物的溶解作用,而且在溶质的整个溶解范
围内,吸附等温线都是线性的,与表面吸附位无关,只与有 机化合物的溶解度相关。
(2)吸附作用(adsorption)
颗粒物从水中吸着有机物的量,与颗粒物中有机
质的含量密切相关,而有机化合物在土壤有机质和水 中含量的比值称为分配系数(Kp)。
根据上述讨论可以得出以下结论:
非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中,
并经过一定时间达到分配平衡 在溶质的整个溶解范围内,吸附等温线都是线性的,与表面 吸附位无关,与土壤有机质的含量有关 土壤-水的分配系数与溶质(有机化合物) 的溶解度成反 比
Kh K A H




K B KW KN H

KA、KB、KN分别表示酸性、碱性催化和中性过程的二级反应水解速率常数, 可以从实验求得。
水解作用


水解速率曲线呈U、V型,水解过程中的三个速率常数并 不总是同时出现,如当KN=0,只出现点 如果考虑到吸附作用的影响,则水解速率常数可写为:
2.标化分配系数(Koc)
有机物在沉积物(土壤)与水之间的分配系数Kp
Kp=ρa/ρw
ρa、ρw表示有机物在沉积物和水中的平衡浓度
为了引入悬浮物的浓度,有机物在沉积物和水之间平
衡时的总浓度为CT ( µg/Kg ) 可表示为:
T P W
a
ρT——单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量的总和,
于[RX],即
d [ RX ] / dt K h [ RX ]

13水环境中的界面过程(挥发)

13水环境中的界面过程(挥发)
有机污染物在水环境中的迁移转化
• 吸附作用
• 挥发作用
• 水解作用
•挥发作用
• 在环境水体中,挥发是有机污染物的重要迁
移途径之一,尤其是对亨利常数大于 1.0130×10-3atm· m3· mol-1的高挥发性有机物
亨利定律
• 亨利定律的一般表示式:
p=KHcw
的扩散);
界面
气相 主体
组分
组分
液相 主体
双膜理论
• 化学物质从水中挥
发时必须克服来自 近水表层和空气层 的阻力 • 气膜和液膜控制了 化学物质由水向空 气中迁移的速率


有两种方法可估计Kv
• (1) 用典型的Kl和Kg值,仅KH是独立变
量,允许至少有七个数量级的变化
1.013×105 1.013×104 1.013×103 1.013×102 10.13 1.013 0.1013 0.01013 41.6 4.2 4.2×10-1 4.2×10-2 4.2×10-3 4.2×10-4 4.2×10-5 4.2×10-6 20 20 19.7 17.3 1.7 1.2 0.1 0.01
BF 0.05
9.8 0.2
北冰洋中海水表面(0-10m)浓度 /ng〃L-1
问题
• 利用以上给出的MCF和BF的浓度,试
估算当水温为0℃时,北冰洋海水表面 与空气之间这些化合物是否存在净流量, 如果有,指出流动的方向(即海水 → 空气或空气 →海水)
二、挥发速率方程



挥发半衰期

三 挥发作用的双膜理论
KH =p/cw
式中:p——污染物在水面大气中的平衡分压,Pa; cw ——污染物在水中平衡浓度,mol/m3; KH ——亨利定律常数,Pa•m3/mol
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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。
介质pH改变可引起水解速率的变化,其变化值可通过计算
Kh求得。水解常数与的关系,作lg Kh -pH图。从图中可知,
对于有机污染物的挥发作用及挥发速率人们更 为关注。
例如,大部分卤代脂肪烃及芳香烃化合物具有挥发性, 有从水体向大气挥发的倾向。
美国环保局确定的114种优先有机污染物中,具有挥发 作用的为31种,约占27%。
虽然这些有机物也能被微生物不同程度地降解,但在 流速较快的河流中,挥发到大气中是它们的主要迁移 途径。
1. 大多数环氧化物具有高度的反应性,因为它们 含有张力环。
2. 环氧化物可发生中性、酸催化、和碱催化反应, 多数情况下生成二醇,有时也生成酮。
3. 环氧化物的“短寿”也有例外,如有机氯杀虫 剂(如狄试剂 )。狄试剂由于具有两个碳环骨 架,从而产生了空间位阻(steric hinderance ), 因此是一种非常稳定的环氧化物。
挥发速率方程
c t
KV Z
(C
p KH
)
K
V
(C
p KH
)
式中 C 表示溶解相(水)中有机物的浓度 Kv 表示挥发速率常数 Kv′表示单位时间混合水体的挥发速率常数 Z 表示水体混合深度 P 表示水体上方有机物的大气分压 KH 表示亨利定律常数
多数情况下大气中有机化合物的分压几乎为零, 则该方程可简化为:
实验证明:DDT、2,4-D、辛硫磷、三硝基甲苯、苯 并(a)蒽、多环芳烃等均可发生光化学反应。如有人用 波长254 nm的紫外光照射DDT的己烷溶液,发现15 min内DDT损失43%;1 h内损失70%;4 h内损失97%; 其光化学反应的主要产物是DDE和DDD。反应过程可 表示如下:
有机氯
羧酸酯类
羧酸酯的水解反应可表示如下:
RCOOR′ + H2O → RCOOH + R′OH 水解产物是羧酸和醇。水解反应可被酸、碱的
催化,其速度随温度升高而增加。 对半衰期长的羧酸酯,若无其他途径转化,则
可在天然水中长期存在,其中对环境最有影响 的是苯二甲酸酯系列,如邻苯二甲酸-双(2-乙 基己基)酯等。
当水体pH值大约超过点Inb所对应pH值时,水解以碱催化为 主;当pH值大约低于点Ian所对应pH值时,水解以酸催化为 主;而当水体pH大约在Ian和Inb两点所对应的pH值之间时, 以中性水解为主,其速率最慢。
光化学降解
物质在紫外光或可见光作用下所进行的化学反应,称 为光化学反应,它可以在气、液或固相中进行。某些 有机物在紫外光或可见光作用下能发生一定程度的降 解反应。
三、水体中有机污染物的迁移转 化
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。
亨利系数(表3-21)大于10-4atm·mol-1·m-3的有机物,在 浅而流速较快的河流中具有显著的挥发速率,随着距 离的延长和时间的推移将逐渐挥发至大气中。
水解作用
水解反应回顾 环境中的水解反应 水解反应动力学 影响水解反应的因素
有机化合物的水解
Hydrolysis of Organic Substances
有机物在酸或碱的催化下,与水反应生成分子 量较小的物质,该反应为有机物的水解降解反 应。
一般酯类物质容易水解,饱和的卤代烃也能在 碱催化下水解。在通常情况下,不饱和卤代烃 及芳香烃如氯乙烯、氯苯、多氯联苯等极难水 解。
水解反应可写为:
R-X + H2O R-OH + HX
环氧化物(Epoxides)
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。
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。
数的估算公式为:
KH = psMW/SW 式中:
ps表示纯化学物质的饱和蒸气压,Pa Ms表示该化学物质的分子量 Sw表示该化学物质在水中的溶解度
亨利常数的无量纲形式:
K
H
0.12ps M W SWT
举例:课本第220页公式(3-123)
表 1 一些有机物的亨利常数
挥发的速率主要取决于有机物本身的亨利系数、水体 的几何形状和流型(如水面大小、流速等)。来自c tK VC
亨利定律
它表示当一个化学物质在气-液相达到平衡时,
溶解于水相的浓度与气相中化学物质浓度(或 分压)有关,可表示为:
式中:
p = KH CW
p表示化学物质在在液面上方的平衡分压(Pa)
Cw表示水中化学物质的浓度(mol/m3) KH表示亨利常数(Pam3/mol)
对于微溶化合物(摩尔分数≤0.02),亨利常
表2 部分有机磷酸酯杀虫剂的水解半衰期值(25℃,pH7.4)
卤代物
不少饱和卤代烃可以水解,并能被碱催化,水 解反应可用下式表示:
水解动力学
-dCE/dt = kn[RX] + ka[H3O+][RX] + kb[OH-][RX]
或 -dCE/dt = kh[RX] 通常测定水中有机物的水解是一级反应:
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