第四章 第二三节_重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制_and_4.3_土壤中农药的迁移转化讲解
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第四章土壤环境化学——土壤中重金属的迁移转化不同重金属的环境化学行为和生物效应各异,同种金属的环境化学和生物效应与其存在形态有关。
例如,土壤胶体对Pb2+、Pb4+、Hg2+及Cd2+等离子的吸附作用较强,对AsO2-和Cr2O72-等负离子的吸附作用较弱。
对土壤水稻体系中污染重金属行为的研究表明:被试的四种金属元素对水稻生长的影响为:Cu>Zn>Cd>Pb;元素由土壤向植物的迁移明显受共存元素的影响,在试验条件下,元素吸收系数的大小顺序为:Cd>Zn>Cu>Pb,与土壤对这些元素的吸持强度正好相反;"有效态"金属更能反映出元素间的相互作用及其对植物生长的影响。
下面简单介绍主要重金属在土壤中的迁移转化及其生物效应。
●汞土壤中汞的背景值为0.01~0.15 μg/g。
除来源于母岩以外,汞主要来自污染源,如含汞农药的施用、污水灌溉等,故各地土壤中汞含量差异较大。
来自污染源的汞首先进入土壤表层。
土壤胶体及有机质对汞的吸附作用相当强,汞在土壤中移动性较弱,往往积累于表层,而在剖面中呈不均匀分布。
土壤中的汞不易随水流失,但易挥发至大气中,许多因素可以影响汞的挥发。
土壤中的汞按其化学形态可分为金属汞、无机汞和有机汞,在正常的pE和pH范围内,土壤中汞以零价汞形式存在。
在一定条件下,各种形态的汞可以相互转化。
进入土壤的一些无机汞可分解而生成金属汞,当土壤在还原条件下,有机汞可降解为金属汞。
一般情况下,土壤中都能发生Hg2+===Hg2++HgO反应,新生成的汞可能挥发。
在通气良好的土壤中,汞可以任何形态稳定存在。
在厌氧条件下,部分汞可转化为可溶性甲基汞或气态二甲基汞。
阳离子态汞易被土壤吸附,许多汞盐如磷酸汞、碳酸汞和硫化汞的溶解度亦很低。
在还原条件下,Hg2+与H2S生成极难溶的HgS;金属汞也可被硫酸还原细菌变成硫化汞;所有这些都可阻止汞在土壤中的移动。
当氧气充足时,硫化汞又可慢慢氧化成亚硫酸盐和硫酸盐。
1.循环经济中3R 原则的三个英文单词是 , , 。
2.环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果称为 。
3.产生氧化性光化学烟雾的两种主要物质是 , 。
4.全球变暖问题除CO 2外,还应考虑具有温室效应的 和 的作用。
5.水环境中胶体颗粒的吸附作用大体可分为表面吸附、 和 。
6.水环境中促成颗粒物相互碰撞产生凝聚作用的三种机理分别是 ,, 。
7.如果土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子,则这种土壤为 土壤。
8.污染物由土壤向植物体内迁移的方式主要包括 和 两种。
9.物质在生物作用下经受的化学变化,称为 。
10.受氢体如果为细胞内的分子氧,则生物氧化中有机物的氧化类型为 ,若为非分子氧的化合物就是 。
11.毒理学把毒物剂量(浓度)与引起个体生物学的变化,如脑电、心电、血象、免疫功能、酶活性等的变化称为 ;一、 回答下列问题(每题6分,共30分)1.影响大气中污染物质迁移的主要因素是什么?2.什么是电子活度pE ?它和pH 的区别是什么?3.影响重金属在土壤-植物体系中转移的主要因素是什么?举例说明。
4.请详细说明污染物质在肌体内有哪些转运过程。
5.1953年发生在日本熊本县的水俣病的致病的烷基汞物质有哪些?从化合物结构看,有什么特征?三、下列是光化学烟雾形成的一个简化机制,按序号分别写出哪几个属于引发反应、自由基传递反应和终止反应,在该机制中,控制光化学烟雾形成速率的是哪一类?(15分)四、下图是水解速率与pH 的关系,Mabey 等把水解速率归纳为由酸性或碱性催化和中性过程,因而水解速率可表示为:{}][][][][c OH K K H K c K B N A h -+++=在以一种催化为主时,其它两种催化可忽略不计,试证明: (a)lgK h =lgK A —pH ;(b)lgK h =lgK N ;(c)lgK h =lgK B K W +Ph 。
(15分)式中:K h —某一pH 值下准一级水解速率常数;K A 、K N 、K B —分别为酸性催化、中性过程和碱性催化的二级反应水解速率常数;K W —水的离子积;[c]—反应物浓度。
重金属在土壤一植物体系中的迁移及其机制(1)土壤一植物体系土壤‘植物体系具有转化储存太阳能为生物化学能的功能,一而微量重金属是土壤中植物生长酶的催化剂;微量重金属又是一个强的“活过滤器”,当有机体密度高时,生命活力旺盛,可以经过化学降解和生物代谢过程分解许多污染物;一微量重金属可以促进土壤中许多物质的生物化学转化,但土壤受重金属污染负荷超过它所承受的容量时,生物产量会受到影响。
因此,土壤一植物系统通过一系列物理化学或生物代谢过程对污染物举行吸附、交换、沉淀或降解作用,使污染物分解或去毒,从而净化和庇护了环境。
(2)污染物由土壤向植物体系中的迁移土壤中污染物通过植物根系根毛细胞的作用堆积于植物的茎、叶和果实部分。
迁移方式:污染物由土壤通过植物体生物膜的方式迁移,可分为被动转移和主动转移两类。
(3)影响重金属在土壤一植物体系中转移的因素①植物种类、生长发育期。
②土壤的酸碱性和腐殖质的含量。
如在冲积土壤、腐殖质火山灰土壤中加入Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等元素后,观看对水稻生长的影响:Cd造成水稻严峻的生育障碍;Pb几乎无影响。
在冲积土壤中,其障碍大小挨次为Cd Zn Cu Hg Pb;在腐殖质火山灰土壤中则为Cd Hg Zn Cu Pb。
③土壤的理化性质。
a.土壤质地; b.土壤中有机质含量; c.pH普通来说,土壤pH越低,土壤中的重金属向生物体内迁移的数量越大; d.土壤的氧化还原电位土壤Eh值的变幻可以挺直影响到重金属元素的价态变幻,并可导致其化合物溶解性的变幻。
④重金属的种类、浓度及存在形态。
如CdSO4、Cd3(PO4)2和CdS三种不同形态的福在土壤中,试验发觉对水稻生长的抑制与镐的榕解度有关。
⑤重金属在植物体内的迁移能力。
(4)典型重金属在土壤的堆积和迁移转化①镉(Cd)镉对生物体和人体是非必须的元素,它在生物圈的存在,经常给生物体带来有害的效应,是一种污染元素。
a.来源地壳中福平均量为0.15mg/kg,未污染土壤中Cd主要来源于其成土母质,我国土壤的背景值为0.017~0.33mg/kg,受污染土壤中Cd主要来源于冶炼厂、电镀厂、涂料第1页共3页。
杭州电子科技大学硕士研究生复试同等学力加试科目考试大纲学院:材料与环境工程学院加试科目:环境化学1.绪论1)环境化学的任务、内容、特点及发展方向;环境污染物的类别、环境效应及其影响因素;环境污染物在环境各圈层迁移转化的简要过程。
2)我国水中优先控制污染物黑名单;我国大气、地表水、土壤环境质量标准。
2.大气环境化学1)大气的组成及其主要污染物:了解大气的主要成分、结构及主要污染物。
2)大气中污染物的迁移:了解影响大气污染物迁移的因素;大气稳定度;辐射逆温层、气块的绝热过程和干绝热递减率、大气中各污染物的转化、大气颗粒物。
3)大气中污染物的转化:了解光化学反应、大气中重要自由基的来源、光化学烟雾、酸雨、温室气体、臭氧空洞的形成。
4)大气颗粒物:了解大气颗粒物的来源与消除、粒径分布、化学组成。
3.水环境化学1)天然水的基本特征和污染物的存在形态:了解天然水的基本特征、天然水的有关酸碱度的计算、水中污染物的分布和存在形态、水中营养元素及水体富营养化。
2)水中无机污染物的迁移转化:了解水中无机污染物的吸附与解吸、溶解与沉淀、氧化与还原、配合作用。
3)水中有机污染物的迁移转化:了解水中有机污染物的分配作用、挥发作用、水解作用、生物降解作用。
4)水质模型:了解水质S—P模型、湖泊富营养化预测模型。
4.土壤环境化学1)土壤的组成和性质:了解土壤组成、粒径分组、质地分组、土壤的吸附性、酸碱性和氧化还原性。
2)重金属在土壤-植物系统中的迁移及其机制:了解主要的重金属在土壤-植物体系中迁移的影响因素、转化规律和机制。
3)土壤中农药的迁移转化:了解土壤中农药的迁移、非离子型农药与土壤有机质的作用、典型农药在土壤中的迁移转化。
5.生物体内污染物的运动过程及毒性1)物质通过生物膜的方式:了解生物膜的结构和物质通过生物膜的方式。
2)污染物在体内的转运:了解污染物在生物体内的吸收、分布、排泄、蓄积。
3)污染物的生物富集和转化:了解污染物在生物体内的富集、生物转化方式及毒性。
环境化学复习题库(含答案)环境化学复习题库第一章绪论一、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A _污染水体后引起的 2、五十年代日本出现的痛痛病是由___A CdB HgC PbD As 3、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 三、问答题1、举例说明环境效应分为哪几类,2、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。
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)NO + hν NO + O 2(2)HNO+ hν HO + NO 或HNO+ hν H + NO 2 2 2(3)HNO+ hν HO + NO 3 2(4)HCO + hν H + HCO 或HCO + hν H + CO 222(5)CHX + hν CH + X 332、大气中的NO可以转化成 HNO 、 NO和 HNO 等物质。
23333、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O的反应机理如下: 3CH(O)CH 232第 1 页共 10 页环境化学复习题库+ CH == CH HCO+HCOO O322225、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度、化学组成和性质有关,去除方式有和湿沉降两种。
干沉降6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:CFmCln + hv CFmCln-1 + ClCl + O O + ClO 32ClO +O O + Cl 27、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。