水环境化学(4)-化学动力学
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名词解释1、环境污染——由于人为因素使环境的构成或状态发生变化,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,就叫环境污染。
2、环境化学——是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的,以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象,以解决环境问题为目标的一门新兴学科。
3、污染物的迁移——指污染物在环境中所发生的空间位移及其所有引起的富集、分散和消失的过程。
4、化学污染物——是指由人类活动产生的天然环境化学组分共存和相互作用又可能产生不良生态效应或健康效应的化学物质。
5、环境污染化学——主要研究化学污染物在生态环境体系中的来源、转化、归宿及生态效应的学科。
又分为大气、水体和土壤三个部分。
6、光化学烟雾——碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在强烈太阳光作用下发生化学反应而生成一些氧化性很强的二次污染物(如臭氧、PAN,硝酸等),这些反应物和产物的混合物所形成的烟雾,称光化学烟雾。
7、温室效应——大气具有易使太阳短波辐射到达地面而拦截地表向外放出长波辐射的作用,而使地球表面温度升高的现象。
8、积聚膜——DP在 0.05~2 um范围内,主要来源于爱根核膜的凝聚,燃烧过程所产生蒸汽冷凝、凝聚,以及由大气化学反应所产生的各种气体分子转化成的二次气溶胶等。
积聚膜的粒子不易被干、湿沉降去除,主要的去除途径是扩散,这两种膜合称为细粒子。
9、爱根核膜——粒径小于0 .05um,主要来源于燃烧过程所产生的一次气溶胶粒子和气体分子通过化学反应均相成核转换的二次气溶胶粒子,所以又称成核型。
10、酸雨——由于酸性物质的湿沉降而形成的。
11、粗粒子膜——DP大于2um,主要来源于机械过程所造成的扬尘,海盐溅沫、火山灰和风砂等一次气溶胶粒子,主要靠干沉降和雨水冲刷去除。
12、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。
13、生物富集——是指生物通过非吞食方式,从周围环境蓄积某种元素或难降解物质,使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。
《环境化学》教学大纲一.课程基本信息中文名称:环境化学英文名称:Environmental Chemistry课程编码:08122C课程类别:专业选修课程总学时:30(含实验9学时)理论学时:21总学分:2适用专业:化学先修课程:无机化学、有机化学、分析化学、物理化学开课系部:应用化学系二.课程的性质与任务环境化学是环境科学的一个分支学科,主要是运用化学科学的理论和方法,探索、认识环境问题的本质,是研究有害化学物质在环境介质中的存在形态、化学行为和生物效应,及其控制的化学原理和方法的科学。
本课程的目的任务是通过系统教学使学生了解《环境化学》在环境科学中和解决环境问题上的作用,掌握环境化学的基本概念、基本理论和环境化学研究的基本技能。
使学生掌握主要环境污染物的类别和它们在环境各圈层中的迁移转化过程,具备一定的处理实际环境问题的思路、方法和技术,牢固树立环境意识。
三.课程教学基本要求理论课程第一章绪论教学目的和要求:了解当今世界面临的全球性环境问题、我国环境污染防治面临的主要问题;了解主要环境污染物,掌握环境化学在环境科学中和解决环境问题上的地位和作用,它的任务、内容、特点和发展方向;了解现代环境问题的认识发展以及环境化学的任务,明确环境化学课程学习的目的。
教学重点:环境化学的任务、内容、学科体系、特点和发展方向。
教学内容:1、我们面临的世界2、人与环境3、什么是环境化学4、环境化学的基本内容5、环境化学研究第二章水环境化学教学目的和要求:使学生了解天然水的基本性质,掌握无机污染物在水体中的沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉降等迁移转化的基本原理及有关计算;掌握有机污染物的迁移转化及生物降解的有关规律及计算。
教学重点:水中污染物在迁移转化过程的基本原理及污染物防治。
教学内容:1、水的组成与性质2、化学平衡3、化学动力学4、酸碱化学5、配位化学6、氧化还原化学7、相间作用8、水污染9、水处理第三章大气环境化学教学目的和要求:了解大气的组成与结构;掌握大气污染物迁移扩散规律及其影响因素;掌握大气中主要污染物(如氮氧化物、含硫化合物、有机物、颗粒物等)的来源、迁移转化规律;掌握大气污染的几个主要问题(如光化学烟雾、酸性降水、煤烟型污染、温室效应,臭氧层破坏等)产生的原因、危害及对策。
河流水化学动力学进展及其环境意义分析河流是地球上重要的水资源,对生态系统和人类社会发挥着重要作用。
了解河流水化学动力学的进展以及它对环境的意义,对我们维护水资源的可持续利用至关重要。
本文将探讨河流水化学动力学的研究进展,并分析其在环境保护和管理中的意义。
近年来,河流水化学动力学的研究取得了重要的进展。
通过对河流中化学物质在时间和空间上的变化过程进行观测和分析,研究者们已经建立了一系列的动力学模型,用于描述河流水体中化学物质的转化和迁移。
一方面,这些研究揭示了河流中生物地球化学过程的基本规律。
河流中存在着大量的生物过程,如植物凋落物的分解、氧化还原反应等,这些过程对水体中的溶解氧、溶解有机碳等重要参数具有重要影响。
通过对这些生物地球化学过程的研究,我们可以更好地理解河流生态系统的健康状况,并采取相应的管理措施,以促进河流的自净能力和生态系统的恢复能力。
另一方面,河流水化学动力学的研究对于辨识和管理河流污染源具有重要意义。
河流水化学动力学的研究可以帮助我们确定化学物质的输入通量和输出通量,从而帮助我们确定污染物的源头和去向。
通过建立污染物的迁移和转化模型,我们可以预测和评估河流中某种特定化学物质的浓度分布和变化趋势。
这有助于我们制定相应的水资源管理策略,以减少河流污染对人类和生态系统健康的影响。
此外,河流水化学动力学的研究还对于评估和改善水生态系统的健康状况非常重要。
水体中的物理、化学和生物过程密切相关,并共同维持着一个平衡的生态系统。
通过对河流水化学动力学的研究,我们可以更好地了解河流中不同环境因子的相互作用和影响。
这有助于我们评估水生态系统的健康状况,包括水质的好坏、物种多样性的丰富程度等。
通过针对发现的问题制定适当的管理措施和保护策略,有助于改善和恢复水生态系统的健康状况。
最后,河流水化学动力学的研究在气候变化背景下具有特殊的意义。
全球气候变化导致降水量和温度的变化,从而对河流水化学过程产生了重要的影响。
化学反应动力学在环境工程中的应用随着工业化进程的加速,人们对环境问题的关注逐渐加深。
环境工程师需要掌握一系列化学原理来解决污染和废物处理的问题。
其中,化学反应动力学是必不可少的一部分。
化学反应动力学是研究化学反应的速率、机理及其受到影响的因素的一门学科。
在环境工程中,应用化学反应动力学可以帮助我们更好地理解和控制化学反应,从而较好地解决环境污染和废物处理问题。
为了更好地理解化学反应动力学在环境工程中的应用,接下来将从以下三个方面展开讨论:一、化学反应动力学在废水处理中的应用废水处理是环境工程中的一个重要领域。
化学反应动力学可以帮助我们理解和解决废水处理过程中的化学反应问题。
常见的废水处理技术包括生物处理、化学处理和物理化学处理等。
其中,化学处理和物理化学处理主要利用化学反应来去除水中的污染物,这就需要对化学反应动力学有深入的了解。
例如,废水处理中有一种常见的过程叫做氧化还原反应。
在这个过程中,需要通过控制反应物的加入和温度等条件,来控制反应的速率和效果。
此时,我们需要应用化学反应动力学知识来优化反应条件,从而达到最佳的废水处理效果。
二、化学反应动力学在固体废物处理中的应用固体废物处理是环境工程中的另一个重要领域。
化学反应动力学可以帮助我们更好地理解和解决固体废物处理中的化学反应问题。
例如,许多废物需要在高温下进行焚烧处理。
这就需要对化学反应动力学有深入的了解。
我们需要控制温度、氧气的流量和废物的添加量等条件来达到最佳的反应速率和效果。
此外,在固体废物处理中,还有一种常见的过程叫做厌氧消化。
在这个过程中,需要利用微生物将有机废物转化成稳定的有机肥料。
此过程受到许多因素的影响,需要利用化学反应动力学来优化反应条件,从而达到最佳的废物处理效果。
三、化学反应动力学在空气污染物净化中的应用空气污染是人们面临的另一个严重问题。
化学反应动力学可以帮助我们更好地理解和解决空气污染物净化中的化学反应问题。
例如,在一些工业生产过程中,会产生一些有毒气体。
环境化学论文-我国环境化学的发展与展望我国环境化学的发展与展望摘要:经过30多年的发展,我国环境化学学科已经成为化学学科的一个重要分支,成为环境科学的主流与核心组成部分本文回顾了二十年来尤其是进入21世纪以来十年的环境化学发展历程,对环境化学面临的问题和前景进行了展望。
关键词:环境化学;发展与展望;环境化学分析;土壤环境化学;水环境化学;大气环境化学;污染生态化学环境化学是化学科学的一个重要分支和环境科学的核心组成部分,主要研究化学物质在环境中的存在、转化、行为和效应及其控制的化学原理和方法。
该学科是以研究解决化学物质引起的环境问题为目标对象,其理论和方法是环境科学研究不可或缺的基础。
国际环境化学的发展大致经历了如下阶段: 二次大战以后至20世纪60年代初是环境化学的孕育阶段,70年代为环境化学的形成阶段,80年代以后进入发展完善阶段。
1995年,Rowland、Molina和Crutzen 3位科学家因研究氯氟烃(CFCs)损耗平流层臭氧的作用被授予诺贝尔化学奖,这标志着环境化学在直面和解决人类面临的各种严峻环境问题,并与众多传统和新兴学科的相互融合渗透中,已经进入到全面发展的阶段,并在推动基础科学研究进步和解决人类面临的重大环境问题等方面发挥着越来越重要的作用[1]。
与此同时,我国的环境化学研究也在解决环境污染的实践过程中获得了长足发展,建立了具有自身学科特点的理论与方法,学科体系不断完善与成熟。
研究尺度则从微观分子水平逐步向局部地区乃至全球范围延伸。
各分支领域的研究工作促进了环境化学学科在我国的全面发展,也为我国的环境保护事业做出了重要贡献。
1 近二十年国我国环境化学的发展与全球范围环境保护事业和环境化学学科的飞速发展同步,我国的环境保护事业和环境化学研究在近20年也有了长足发展。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将改善生态环境列入重点领域和优先主题,明确指出“改善生态和环境是事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高的重大问题”,这既表明了国家对环境保护事业的高度重视,也极大促进了我国环境化学研究的深入和水平的提高。
一、名词解释1. 日较差:溶氧的日变化中,最高值与最低值之差称为变化幅度,简称“日较差”。
2、气体在水中的溶解度:在一定条件下,某气体在水中的溶解达到平衡以后,一定量的水中溶解气体的量,称为该气体在所指定的条件下的溶解度。
3、氨化作用:是指含氮有机物在微生物作用下,转变为NH4+-N(氨态氮)的过程。
4、活性磷:是指能用钼蓝法被测定出其含量的含磷化合物。
5、生物固氮:是指天然水体中一些固氮藻类(蓝、绿藻)及细菌,它们具有特殊的酶系统,可把N2变为生物可利用的化合物形态,为水体提供饵料及肥料。
作用:为水体不断输送丰富的有机态氮,为水生生物提供饵料基础,但也使水体不断富营养化。
6、脱氮作用:是指在微生物的作用下,硝酸盐或亚硝酸盐被还原为一氧化二氮(N2O)或氮气(N2)的过程。
7、同化作用:水生植物通过吸收利用天然水中NH4+(NH3)、NO2- 、NO3- 等合成自身物质,称为同化作用。
8、硝化作用:在通气良好的天然水中,经硝化细菌作用,氨可进一步被氧化为NO2- 、NO3-。
这一过程称为硝化作用。
):指在一定时间内能引起试验生物群体中50%生物个体死亡的水中化合物的浓度。
9、半(数)致死浓度(LC5010、硬度:指水中二价及多价金属离子含量的总和。
11、必需元素:是直接参与生物的营养、其功能不能被别的元素替代、生物生命活动不可缺少的元素。
12、补偿深度:有机物的分解速率等于合成速率的水层深度。
13、碱度:水结合质子的能力,也就是水与强酸中和能力的一个量。
14、胶体:任何线性直径在10-9m到10-6m间的粒子。
二、填空题1、无机氮的存在形态NH4+-N、NO2--N、NO3-—N。
2、联合作用的类型独立作用、相加作用、协同作用、拮抗作用3、毒性试验的一般程序1试验设计、2试验溶剂的配制、3预备试验、4试验浓度的选择、5试验负荷、6试验期间的施肥和投饵4、水中生物的光合作用和呼吸作用可以引起水pH的变化。
环境化学课程综述杨玲一、环境化学课程主要内容1.环境化学课程概述与特点1.1环境化学概述环境化学是研究化学物质在环境中迁移、转化、降解规律,研究化学物质在环境中的作用的学科,是环境科学中的重要分支学科之一。
环境科学中的重要分支学科之一。
造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三方面,而其中化学物质引起的污染约占80%-90%。
环境化学即是从化学的角度出发,探讨由于人类活动而引起的环境质量的变化规律及其保护和治理环境的方法原理。
就其主要内容而言,环境化学除了研究环境污染物的检测方法和原理(属于环境分析化学的范围)及探讨环境污染和治理技术中的化学、化工原理和化学过程等问题外,需进一步在原子及分子水平上,用物理化学等方法研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互反应、转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。
随着环境化学研究的深化,为环境科学的发展奠定了坚实的基础,为治理环境污染提供了重要的科学依据。
主要应用化学的基本原理和方法,研究大气、水、土壤等环境介质中化学物质的特性、存在状态、化学转化过程及其变化规律、化学行为与化学效应的科。
研究的内容主要有;(1)运用现代科学技术对化学物质在环境中的发生、分布、理化性质、存在状态(或形态)及其滞留与迁移过程中的变化等进行化学表征,阐明化学物质的化学拓性与环境效应的关系;(2)运用化学动态学(chemical dynamics)、化学动力学(chemical kinetics)和化学热力学(chemical thermodynamics)等原理研究化学物质在环境中(包括界面上)的化学反应、转化过程以及消除的途径,阐明化学物质的反应机制及源与汇的关系;(3)研究用化学的原理与技术控制污染源,减少污染排放,进行污染预防;“三废”综合利用,合理使用资源,实现清洁生产;促进经济建设与环境保护持续地协调发展。
从环境介质的不同,可划分为大气、水和土壤的环境化学等,现分别称之为大气环境化学、水环境化学和土壤环境化学。
自净系数:是大气复氧动力学系数k2与有机物好氧条件下的耗氧衰减动力学系数k1之比,即f=k2/k1。
自净系数与水体自净能力有关,其它因素确定后,f越大,自净能力越强。
剪切流扩散(离散、弥散):由于断面流速和浓度分布不均匀带来的物质输送作用,使浓度由不均匀向均匀趋势变化的现象称为弥散作用。
温跃层:许多湖泊水体在一年的特定时期温度是分层的,垂向的温度梯度有效地阻碍了水体的混合,在每层中是完全混合的,而在这两层之间由于密度的差异而阻止了它们的完全混合,形成一个过渡层,称温跃层。
非点源污染:污染源没有确定的位置、并具有时空不确定性等。
水环境背景值:在相对没有受到人为污染影响条件下水体的水质指标的量值。
水环境容量:水环境容量是指在一定环境目标下,某一水域所能承担的外加的某种污染物的最大允许负荷量。
有机污染物的降解:有机污染物在微生物的生物化学作用下分解和转化为无机物质,从而使水体中有机污染浓度降低,称为有机污染物的降解。
水中氮有机物耗氧过程:在有氧条件下,含氮有机物生化降解过程可分为两个阶段,首先是碳化阶段(CBOD氧化分解),然后硝化阶段(NBOD氧化分解),后者一般较前者滞后10天左右。
河流氧垂曲线氧垂曲线:污水排入水体后水体中的DO随流经距离的变化曲线先下降后上升呈悬索状下垂,故称氧垂曲线。
水质迁移转化基本方程:水质迁移转化基本方程是由水流连续性原理、能量守恒原理、物质转化与平衡原理针对微元水体建立的微分方程式,它是建立水质模型最基本的方程。
何谓点源污染和面源污染?两种污染源各有何特点?点源污染是具有确定位置的排污口和污染物排放地点的污染源引起的污染。
非点源污染是没有集中的排污口,污染物来源的位置高度分散的非点污染源造成的污染。
点源污染空间范围小,各类污染物、污水量和浓度相对稳定,较便于治理。
非点源污染的特点是:随机性、广泛性、时空延滞性、机理复杂性、不确定性、隐蔽性、难监测、难治理性等。
水体污染与水文循环有何联系?试从水文循环的各个环节上给以说明。
环境化学(带附件)环境化学是一门研究化学物质在环境中的存在、迁移、转化、归趋和影响的科学。
它是环境科学与化学的交叉学科,旨在揭示化学物质与环境的相互作用规律,为环境保护和污染控制提供科学依据。
本文将从环境化学的定义、研究内容、研究方法和发展趋势等方面进行阐述。
一、环境化学的定义环境化学是研究化学物质在环境中的行为、效应及其与环境相互作用的科学。
它关注化学物质在空气、水、土壤、生物等环境介质中的分布、迁移、转化、降解和生物可利用性等方面。
环境化学的研究对象包括自然环境中存在的化学物质和人类活动排放的化学物质。
二、环境化学的研究内容1.环境分析化学:研究环境中化学物质的检测、测定和监控方法,为环境化学研究提供数据支持。
2.环境污染化学:研究污染物的来源、排放、迁移、转化和归宿,探讨污染物的环境行为和生态效应。
3.环境生物化学:研究生物体与化学物质相互作用的规律,探讨化学物质对生物体的毒性、代谢和生物降解等过程。
4.环境催化化学:研究催化剂在环境污染物降解和资源化中的作用,为环境污染控制提供技术支持。
5.环境地球化学:研究地球表层环境中化学元素的分布、迁移和循环,探讨化学物质在地质历史演变中的作用。
6.环境化学污染控制:研究化学污染物的治理技术、政策和法规,为环境管理提供科学依据。
三、环境化学的研究方法1.采样与分析方法:采用现场采样、实验室分析和仪器检测等技术,获取化学物质在环境中的浓度、形态和分布等数据。
2.模型模拟方法:建立数学模型,模拟化学物质在环境中的迁移、转化和归趋过程,预测污染物的影响范围和程度。
3.实验室模拟方法:通过实验室模拟环境条件,研究化学物质的环境行为和生物效应。
4.现场监测方法:利用遥感、传感器等技术,实时监测环境中化学物质的浓度和分布。
5.联合研究方法:结合多种研究手段,从不同角度探讨化学物质与环境相互作用的过程和机制。
四、环境化学的发展趋势1.环境纳米化学:研究纳米材料在环境化学污染控制中的应用,探讨纳米技术在环境保护领域的潜力。