环境化学课后习题 第二版 戴树桂

第一章绪论思考题与习题参考答案1．如何认识现代环境问题的发展过程？环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。

a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。

对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。

b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。

这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。

然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。

c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。

d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。

通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。

它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。

这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。

2．怎样了解人类活动对地球环境系统的影响地球环境系统即为生物圈，生物圈有五大圈层组成：大气圈水圈生物圈土壤圈岩石圈，这五大圈层受到人类影响也就影响了整个地球环境系统，如：大气圈：人类的工业化，是的矿物质燃料使得CO2、SO2等气体大量进入大气中使得大气吸收的地面的长波辐射增多，形成保温层，这就是我们说的温室效应；生物圈：人类的砍伐，屠杀野生动物，造成生态系统的破坏，食物链的断裂或减少，是的生态系统的物质循环，能量流动受到影响造成灾害各种生态系统的恢复力减弱抗破坏力减弱；土壤圈：树木的砍伐造成水土流失，人们盲目施肥造成土壤污染；水圈：水的污染就不用说了，工业水，生活水；岩石圈：人类活动的原因引发酸雨，溶洞腐蚀，砍伐造成风沙肆虐风化现象加剧；而且五大圈层相辅相成，一个受到影响会引发其他的影响，进而造成自然灾害，造成生命财产损失，人类的活动最终的苦果还要人类自己承受。

环境化学第一章绪论1环境环境是指与某一中心事物有关相适应的周围客观事物的总和中心事物是指被研究的对象对人类社会而言环境就是影响人类生存和发展的物质能量社会自然因素的总和1972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》2构成环境的四个自然圈层包括土壤岩石圈大气圈和水圈3为保护人类生存环境联合国将每年的4月22定位世界地球日 6月5日定位世界环境日4环境保护的主要对象是由于人类生产生活活动所引起的次生环境问题主要包括环境污染和生态破环两个方面5环境问题全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象称为环境问题原生环境问题自然力引发也称第一类环境问题火山喷发地震洪灾等次生环境问题人类生产生活引起生态破坏和环境污染反过来危及人类生存和发展的现象也称第二类环境问题目前的环境问题一般都是次生环境问题生态破坏人类活动直接作用于自然生态系统造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变如草原退化物种灭绝水土流失等当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应臭氧空洞酸雨等是由大气污染所引起的6环境污染由于人为因素使环境的构成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造成环境污染的因素有物理化学和生物的三个方面其中化学物质引起的约占8090环境污染物定义进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的重要污染物1 元素CrHgAsPbCl2 无机物CONOxSO2KCN3 有机化合物和烃类烷烃饱和芳香烃苯环不饱和非芳香烃不饱和不带苯环多环芳烃4 金属有机和准金属有机化合物四乙基铅三丁基锡5 含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酮酚有机酸等6 有机氮化合物胺腈硝基苯三硝基苯TNT7 有机卤化物氯仿四氯化碳PCBs氯代二恶英氯代苯酚8 有机硫化合物硫醇类甲硫醇硫酸二甲酯9 有机磷化合物有机磷农药磷酸二甲酯磷酸三乙酯按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物水体污染物土壤污染物等按污染物的形态可分为气体污染物液体污染物和固体废物按污染物的性质可分为化学污染物物理污染物和生物污染物优先控制污染物概念基于有毒化学物的毒性自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素从多种有机物中筛选出的优先控制物7认识过程 20世纪60年代人们只把环境问题作为污染来看待没有认识到生态破坏的问题 20世纪70年代 1972年联合国瑞典斯德哥尔摩人类环境会议将环境污染和生态破坏提升到同一高度看待20世纪80年代 1987年由挪威首相布伦特兰夫人组建的联合国世界环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》20世纪90年代 1992年巴西里约热内卢联合国环境与发展大会强调和正式确立了可持续发展的思想并形成了当代的环境保护的主导意识8自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏从而导致环境系统的结构和功能发生变化称为环境效应分为自然环境效应和人为环境效应按环境变化的性质划分1环境物理效应由物理作用引起的环境效应即为环境物理效应2环境化学效应在各种环境因素影响下物质间发生化学反应产生的环境效应即为环境化学效应3环境生物效应环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应9污染物的迁移污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集分散和消失的过程迁移有机械迁移物理－化学迁移生物迁移污染物转化是指污染物在环境中通过物理化学或生物作用导致存在形态或化学结构转变的过程污染物质在环境中的三大转化途径为化学转化光化学转化和生物转化10环境化学研究特点1以微观研究宏观从原子分子水平研究宏观环境圈层中环境现象和变化机制2研究对象复杂既有人为来源的也有天然来源的处于环境开放体系内多种环境因素同时相互作用其研究需要多学科的结合3物质水平低mgkg ppm10-6 ugkg ppb10-911根据环境化学的任务内容和特点以及发展动向你认为怎样才能学好环境化学这门课环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在化学特征行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新型科学其内容主要涉及有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态潜在有害物质的来源他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用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环境化学的特点是要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目前国界上较为重视元素尤其是碳氮硫和磷的生物地球化学循环及其相互偶合的研究重视化学品安全评价臭氧层破坏气候变暖等全球变化问题当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是以有机物污染为主的水质污染以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染第二章大气环境化学1大气成分按浓度分成三大类1主要成分浓度在1以上量级包括氮 N2 氧O2 和氩 Ar 2微量成分也称次要成分浓度在1ppmv到1之间包括二氧化碳CO2水汽 H2O 甲烷 CH4 氦 He 氖 Ne 氪 Kr 等3痕量成分浓度在1ppmv以下主要有氢 H2 臭氧 O3 氙 Xe 一氧化二氮 N2O 氧化氮 NO 二氧化氮 NO2 氨气 NH3 二氧化硫 SO2 一氧化碳 CO 以及气溶胶等等此外还有一些大气中本来没有的纯属人为产生的污染成分它们目前在大气中的浓度多为pptv的量级如氟氯烃类化合物常记为CFCs 等2大气层的结构对流层平流层中间层热层逸散层对流层特性由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射因此离地面越近气温越高离地面越远气温则越低在对流层中高度每增加100m3逆温由于过程的不同可分为近地面的逆温自由大气逆温近地面的逆温辐射逆温平流逆温融雪逆温地形逆温自由大气逆温乱流逆温下沉逆温锋面逆温逆温的危害在对流层中由于低层空气受热不均能够使气体发生垂直对流运动致使对流层上下空气发生交换通过垂直对流运动污染源排放的污染物能够被输送到远方并由于分散作用而使污染物浓度降低逆温现象经常发生在较低气层中这时气层稳定性特强对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用对大气垂直流动形成巨大障碍地面气流不易上升使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散4气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关5大气污染源自然因素火山喷发排放出SO2H2SCO2COHF及火山灰等颗粒物森林火灾排放出COCO2SO2NO2自然尘风砂土壤尘海浪飞沫颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐人为因素工厂企业废气排放交通运输飞机机动车轮船尾气燃油燃煤农村炉灶农业活动农药喷洒6大气中有哪些重要污染物及分类定义大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质城市中影响健康的主要大气污染物是二氧化硫及进一步氧化产物三氧化硫硫酸盐悬浮颗粒物烟雾灰尘PM10PM25PM10氮氧化物一氧化碳挥发性有机化合物碳氢化合物和氧化物臭氧铅和其他有毒金属分类大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物大气污染物按形成过程又可以分为一次污染物和二次污染物一次污染物是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物又称为原发性污染物二次污染物指由一次污染物与大气中已有成分或几种污染物之间经过一系列的化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物又称为继发性污染物7重要污染物来源及消除途径二氧化硫燃烧降水清除雨除冲刷气相或液相氧化成硫酸盐土壤微生物降解物理和化学反应吸收植被表面吸收消化摄取海洋河流吸收硫化氢火山喷射海水浪花生物活动等氧化为二氧化硫写去除反应臭氧在植被土壤雪和海洋表面上的化学反应氮氧化物燃烧尾气排放土壤化学反应植被吸收消化摄取气相或液相化学反应一氧化碳不完全燃烧平流层与OH自由基反应土壤微生物活动二氧化碳植被光合作用吸收海洋吸收甲烷燃烧泄露发酵土壤微生物活动植被化学反应细菌活动对流层及平流层化学反应碳氢化合物向颗粒物转化土壤微生物活动植被吸收消化摄取8影响大气污染物迁移的因素由染源排到大气中的污染物的迁移主要受到空气的机械运动由天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染物本身的特性9基本气象要素气温气压湿度风云量10燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关11CFC-11和Halon1211d 分子式分别为 CFCl3 和 CF2ClBr12大气中的CH4主要来自煤石油天然气的排放13大气中有哪些重要自由基其来源如何产生热裂解法光解法氧化还原法大气中主要自由基有HOHO2RRO2HO的来源①O3的光解O3＋ｈr Ｏ＋Ｏ2OH2O 2HO② HNO2的光解 HNO2 ｈr HO NO③ H2O2的光解 H2O2 ｈr 2HO清洁大气中HO来源是O3污染大气来源是HNO3和H2OHO2的来源①主要来自醛特别是甲醛的光解H2CO ｈr H HCOH O2 M HO2 MHCO O2 M HO2 CO M②亚硝酸酯的光解CH3ONO ｈr CH3O NOCH3O O2 HO2 H2CO③ H2O2的光解H2O2 ｈr 2HOHO H2O2 HO2 H2OR的来源RH O R HORH HO R H2OCH3的来源CH3CHO的光解 CH3CHO ｈr CH3 CHOCH3COCH3的光解 CH3COCH3 ｈr CH3 CH3CO CH3O的来源甲基亚硝酸酯的光解 CH3ONO ｈr CH3O NO甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 ｈr CH3O NO2 RO2的来源R O2 RO214叙述大气中NO转化为NO2的各种途径① NO O3 NO2 O2② HO RH R H2OR O2 RO2NO RO2 NO2 RORO O2 RCHO HO2 R比R少一个C原子NO HO2 NO2 HO15氮循环主要通过同化氨化硝化和反硝化等四个生物化学过程完成16分子原子自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应大气光化学反应分为初级过程和次级过程光化学第一定律当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应其次为使分子产生有效的光化学反应光还必须被所作用的分子吸收即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱才能产生光化学反应光化学第二定律光被分子吸收的过程是单光子过程由于电子激发态分子的寿命 10-8s在如此短的时间内辐射强度比较弱的情况下只可能单光子过程再吸收第二个光子的几率很小17大气中重要吸光物质的光离解1 O2N2的光离解N2的光离解限于臭氧层以上2 O3的光离解3NO2的光离解据称是大气中唯一已知O3的人为来源4 HNO2 HNO3的光解初级过程次级过程HNO2的光解是大气中HO的重要来源之一5 甲醛的光离解初级过程对流层中由于有O2的存在可进一步反应醛类光解是氢过氧自由基H02 ·的主要来源6卤代烃的光解如果有一种以上的卤素则断裂的是最弱的键CH3－F CH3－H CH3－Cl CH3－Br CH3－I18含有NOx和CH化合物等一次污染物的大气在阳光的照射下发生光化学反应而产生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烟雾污染现象称为光化学烟雾控制控制反应活性高的有机物的排放控制臭氧的浓度特征蓝色烟雾强氧化性具有强刺激性使大气能见度降低在白天生成傍晚消失高峰在中午光化学烟雾形成的简单机制光化学烟雾形成反应是一个链反应链的引发主要是NO2的光解引发反应自由基传递碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因过氧酰基终止19说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用烷烃可与大气中的HO和O发生摘氢反应RH HO R H2ORH O R HOR O2 RO2RO2 NO RO NO2RO O2 RCHO HO2RO NO2 RONO2另外RO2 HO2 ROOH O2ROOH ｈr RO HO稀烃可与HO发生加成反应从而生成带有羟基的自由基它可与空气中的O2结合成相应的过氧自由基由于它有强氧化性可将NO氧化成NO2自身分解为一个醛和CH2OH如乙烯和丙稀CH CH HO CH2CH2OHCH3CH CH2 CH3CHCH2OH CH3CH OH CH2CH2CH2OH O2 CH2 O2 CH2OHCH2 O2 CH2OH NO CH2 O CH2OH NO2CH2 O CH2OH CH2O CH2OHCH2 O CH2OH O2 HCOCH2OH HO2CH2OH O2 H2CO HO2稀烃还可与O3发生反应生成二元自由基该自由基氧化性强可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位20硫酸烟雾型污染由于煤燃烧而排放出来的SO2颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰铁氨的催化作用而加速硫酸烟雾型污染属于还原性混合物称还原性烟雾SO2滴的催化氧化速度与金属离子浓度PH温度有关21硫酸烟雾伦敦型烟雾与光化学烟雾洛杉矶烟雾的比较硫酸烟雾是还原型烟雾发现较早已出现多次燃煤产生冬季低温高湿度弱光照白天夜间连续光化学烟雾是氧化型烟雾发现较晚汽车尾气夏秋季高温低湿度强光照白天22二氧化硫的氧化直接光氧化被自由基氧化被氧原子氧化23酸雨雨水的pH值约为56可看作未受污染的大气降水的pH背景值并作为判断酸雨的界限影响酸雨形成的因素主要有酸性污染物的排放及其转化条件大气中NH3的含量及其对酸性物质的中和性大气颗粒物的碱度及其缓冲能力天气形势的影响降水的化学组成大气中固定成分无机物有机物光化学反应物不容物酸雨化学组成硫酸硝酸钙离子锰铜矾催化24酸雨的主要成分是什么其产生的主要机制酸雨的主要危害有哪些如何控制酸雨中含有多种无机酸和有机酸主要是硫酸和硝酸酸雨多成于化石燃料的燃烧⑴S→H2SO4SO2点燃＝SO2SO2H2O＝H2SO3亚硫酸2H2SO3O2＝2H2SO4硫酸总的化学反应方程式SO2点燃＝SO22SO22H2OO2＝2H2SO4⑵氮的氧化物溶于水形成酸aNO→HNO3硝酸2NOO2＝2NO23NO2H2O＝2HNO3NO总的化学反应方程式4NO2H2O3O2＝4HNO3bNO2→HNO3总的化学反应方程式4NO22H2OO2＝4HNO3危害酸雨可以直接使大片森林死亡农作物枯萎也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定淋洗与土壤离子结合的钙镁钾等营养元素使土壤贫瘠化还可使湖泊河流酸化并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中毒害鱼类加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程可能危及人体健康控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有 1原煤脱硫技术2优先使用低硫燃料如含硫较低的低硫煤和天然气等 3改进燃煤技术减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量4对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫5开发新能源如太阳能风能核能可燃冰等CO2象温室的玻璃一样允许太阳光中可见光照射到地面并阻止地面重新辐射的红外光返回外空间CO2起单向过滤器作用大气中CO2吸收了地面辐射出来的红外光把能量截留于大气中从而使大气温度升高这种现象称为温室效应能引起温室效应的气体称温室气体有二氧化碳甲烷一氧化碳二氯乙烷臭氧四氯化碳和氟氯烃 CFC 11CFC 12等都是温室气体26温室效应机理及危害由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭石油和天然气这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散其结果是地球表面变热起来它会带来以下列几种严重恶果 1 地球上的病虫害增加 2 海平面上升 3 气候反常海洋风暴增多 4 土地干旱沙漠化面积增大总反应臭氧的消耗光解生成O3的逆反应当水蒸气氮氧化物氟氯烃等进入平流层后加速O3 的消耗起到催化的作用导致臭氧层破坏的催化反应过程总反应Y - 直接参加破坏O3的催化活性物种包括NOXHOX · ClOX ·等29大气各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系也是气溶胶体系气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物分散性凝聚性形成气溶胶性颗粒物的去除途径干沉降湿沉降干沉降指颗粒物在重力作用下的沉降或与其它物体碰撞后发生的沉降湿沉降是指通过降雨降雪等降水过程而使大气颗粒物发生沉降的过程其是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法湿沉降包括雨除和冲刷两种机制大气颗粒物的分类总悬浮颗粒物TSP粒径一般在100 m以下飘尘长期漂浮在大气中粒径小于10 m的悬浮物又称为可吸入粒子降尘粒径大于10微米以上的由于重力作用能沉降下来的微粒可吸入粒子小于10 m30大气颗粒物分为无机颗粒物和有机颗粒物的三模态根据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿爱根核模Dp 005μm 积聚模005 μm Dp 2 μm 粗粒子模 Dp 2 μm31颗粒物的表面性质成核作用粘合吸着成核作用过饱和蒸汽在颗粒物表面凝结成液滴粘合粒子彼此相互间紧紧粘合或在固体表面上粘合是小颗粒形成较大凝聚体最终沉降的过程离子粘合静电除尘吸着气体或蒸汽吸附在颗粒物表面Adsorption32有机污染物一般通过吸附作用挥发作用水解作用光解和生物富集和降解等过程进行迁移转化第三章水环境化学1水中八大离子KNaCa2Mg2HCO3-NO3-Cl-和SO42-为常见八种离子2溶解气体与Henry定律溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系气体的大气分压PG与气体的溶解度的比表现为常数关系称为Henry定律该常数称为Henry定律常数KH [G aq ] KH PG KH－气体在一定温度下的亨利定理常数 molLPa PG －各种气体的分压 Pa3水体中可能存在的碳酸组分 CO2CO32-HCO3-H2CO3 H2CO34天然水中的碱度和酸度碱度水中能与强酸发生中和作用的全部物质即能够接受质子H的物质总量酸度凡在水中离解或水解后生成可与强碱OH-反应的物质包括强酸弱酸和强酸弱碱盐总量即水中能与强碱发生中和作用的物质总量5天然水中的总碱度 HCO3-2CO32- OH- H6水体中颗粒物的类别 1 矿物微粒和粘土矿物铝或镁的硅酸盐 2 金属水合氧化物铝铁锰硅等金属 3 腐殖质 4 水体悬浮沉积物 5 其他藻类细菌病毒等影响水体中颗粒物吸附作用的因素有颗粒物浓度温度PH7水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附化学吸附离子交换吸附和专属吸附8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9吸附等温线在一定温度处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线水环境中常见的吸附等温线主要有L－F－H －10无机物在水中的迁移转化过程分配作用挥发作用水解作用光解作用生物富集生物降解作用11PEpE 越小电子活度越高提供电子的倾向越强水体呈还原性pE 越大电子活度越低接受电子的倾向越强水体呈氧化性 pe影响因素1 天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低2 天然水的pE随其pH减少而增大12什么是电子活度pE以及pE和pH的区别答定义电极上电子有效浓度为电子活度记作E其负对数记作pE电子活度越大或pE 越小电子供出电子的倾向越大在电化学研究中通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向当给出电子活度 E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小在一定温度下pE 与电极电位成直线关系 pE越大电子活度越小电极的氧化能力或接受电子的能力越强供出电子能力越弱pE与电子活度的关系同pH 与H活度的关系相似pH亦称氢离子浓度指数是溶液中氢离子活度的一种标度也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准pH值越趋向于0表示溶液酸性越强反之越趋向于14表示溶液碱性越强pH 7的溶液为中性溶液13腐殖质的组成由生物体物质在土壤水体和沉积物中经腐败作用后的分解产物是一种凝胶性有机高分子物质分为腐殖酸溶于稀碱但不溶于酸的部分富里酸即可溶于碱又可溶于酸的部分腐黑物不能被酸和碱提取的部分一般认为当浓度较高时金属离子与腐殖质的反应以溶解为主当金属离子浓度较低时则以沉淀和凝聚为主14沉淀物中重金属重新释放诱发因素①盐浓度升高碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来②氧化还原条件的变化有机物增多产生厌氧环境铁猛氧化物还原溶解使结合在其中的金属释放出来③pH值降低氢离子的竞争吸附作用金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物的溶解④增加水中配合剂的含量天然或合成的配合剂使用量增加能和重金属形成可溶性配合物有时这种配合物稳定性较大以溶解态形式存在使重金属从固体颗粒上解吸下来15凝聚过程是在外来因素如化学物质作用下降低静电斥力引力超过斥力时胶粒便合在一起絮凝过程借助于某种架桥物质聚合物联结胶体粒子使凝结的粒。

环境化学第一章绪论1、环境：环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周围客观事物的总和，中心事物是指被研究的对象。

对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。

1972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》。

2、构成环境的四个自然圈层包括土壤、岩石圈、大气圈和水圈3、为保护人类生存环境，联合国将每年的4月22定位世界地球日，6月5日定位世界环境日。

4、环境保护的主要对象是由于人类生产、生活活动所引起的次生环境问题，主要包括：环境污染和生态破环两个方面。

5、环境问题：全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。

原生环境问题：自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、洪灾等。

次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。

目前的环境问题一般都是次生环境问题。

生态破坏：人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。

当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应、臭氧空洞、酸雨等是由大气污染所引起的。

6、环境污染:由于人为因素使环境的构成状态发生变化，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。

造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三个方面，其中化学物质引起的约占80%~90%。

环境污染物定义：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。

污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态。

(五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的；五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的)重要污染物(1)元素：Cr,Hg,As,Pb,Cl(2)无机物:CO,NOx,SO2,KCN(3)有机化合物和烃类:烷烃（饱和）、芳香烃（苯环）、不饱和非芳香烃（不饱和，不带苯环）、多环芳烃(4)金属有机和准金属有机化合物：四乙基铅、三丁基锡(5)含氧有机化合物：环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等(6)有机氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT）(7)有机卤化物：氯仿（四氯化碳）、PCBs、氯代二恶英、氯代苯酚(8)有机硫化合物：硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯(9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物；按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。

第三章水环境化学1、什么是表面吸附作用;离子交换吸附作用和专属吸附作用并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别.2、1表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能;因此固液界面存在表面吸附作用.胶体表面积越大;吸附作用越强.3、2离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷;容易吸附各种阳离子.胶体每吸附一部分阳离子;同时也放出等量的其他阳离子;这种作用称为离子交换吸附作用;属于物理化学吸附.该反应是可逆反应;不受温度影响;交换能力与溶质的性质;浓度和吸附剂的性质有关.4、3专属吸附:指在吸附过程中;除了化学键作用外;尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号;还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上.5、4水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示.6、7、快速可逆请叙述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及与溶液中配合反应的区别..8、已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下:9、Fe3+ + H2OFeOH2+ + H+ lgK1= - 2.1610、Fe3+ + 2H2OFeOH2+ + 2H+ lgK2= - 6.7411、FeOH3s Fe3+ + 3OH- lgKso= - 3812、Fe3+ + 4H2OFeOH4- + 4H+ lgK4= - 2313、2Fe3+ + 2H2OFe2OH24+ + 2H+ lgK= - 2.9114、请用pc-pH图表示FeOH3s在纯水中的溶解度与pH的关系.15、解:16、1K1=FeOH2+H+/ Fe3+=FeOH2+KW3/KsoH+217、pFeOH2+=3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1=2 pH - 1.8418、2K2=FeOH2+H+2/ Fe3+=FeOH2+KW3/KsoH+19、pFeOH2+=3 lgKW - lgKso + pH - lgK2=pH + 2.7420、3Kso=Fe3+OH-3=Fe3+KW3/H+321、pFe3+=3 lgKW - lgKso + 3 pH=3 pH - 422、4K4=FeOH4-H+4/ Fe3+=FeOH4-H+KW3/ Kso23、pFeOH4-=3 lg KW - lgK4 - lgKso - pH=19 - pH24、5K=Fe2OH24+H+2/ Fe3+2=Fe2OH24+KW6/ Kso2H+425、pFe2OH24+=6 lg KW - lgK - 2 lgKso + 4 pH=4 pH - 5.0926、用pc-pH图表示FeOH3s在纯水中的溶解度与pH的关系如下4解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢.1分配系数:在土壤-水体系中;土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程溶解;即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;此时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.2标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关;以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数.3辛醇-水分配系数:有机化合物的正辛醇-水分配系数KOW是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值.它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力;是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数.KOW 与化合物的水溶性;土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关.4生物浓缩因子:有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比.5亨利定律常数:通常可理解为非电解质稀溶液的气-水分配系数.6水解速率:反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数.7直接光解:化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应.8光量子产率:分子被活化后;它可能进行光反应;也可能通过光辐射的形式进行"去活化"再回到基态;进行光化学反应的光子数占吸收光子数之比称为光量子产率.9生长物质代谢和共代谢:生物降解过程中;一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物;这称为生长物质代谢.某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源;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.5请叙述有机物在水环境中的迁移;转化存在哪些重要过程.1负载过程:污水排放速率;大气沉降以及地表径流引入有机毒物至天然水体均将直接影响污染物在水中的浓度.2形态过程:①酸碱平衡:天然水中pH决定着有机酸或碱以中性态存在的分数;因而影响挥发及其他作用.②吸着作用:疏水有机化合物吸着至悬浮物上;由于悬浮物质的迁移而影响它们以后的归趋.3迁移过程:①沉淀-溶解作用:污染物的溶解度范围可限制污染物在迁移;转化过程中的可利用性或者实质上改变其迁移速率.②对流作用:水力流动可迁移溶解的或者被悬浮物吸附的污染物进入或排出特定的水生生态系统.③挥发作用:有机污染物可能从水体进入大气;因而减少其在水中的浓度.④沉积作用:污染物被吸附沉积于水体底部或从底部沉积物中解吸;均可改变污染物的浓度.4转化过程:①生物降解作用:微生物代谢污染物并在代谢过程中改变它们的毒性.②光解作用:污染物对光的吸收有可能导致影响它们毒性的化学反应的发生.③水解作用:一个化合物与水作用通常产生较小的;简单的有机产物.④氧化还原作用:涉及减少或增加电子在内的有机污染物以及金属的反应都强烈地影响环境参数.5生物累积过程:①生物浓缩作用:通过可能的手段如通过鱼鳃的吸附作用;将有机污染物摄取至生物体.②生物放大作用:高营养级生物以消耗摄取有机毒物进入生物体低营养级生物为食物;使生物体中有机毒物的浓度随营养级的提高而增大.请叙述有机物水环境归趋模式的基本原理..第四章土壤环境化学1．什么是土壤的活性酸度与潜性酸度试用它们二者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因..根据土壤中H+的存在方式;土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类..1活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映;又称有效酸度;通常用pH表示..2潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+..当这些离子处于吸附状态时;是不显酸性的;但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后;即可增加土壤溶液的H+浓度;使土壤pH值降低..南方土壤中岩石或成土母质的晶格被不同程度破坏;导致晶格中Al3+释放出来;变成代换性Al3+;增加了土壤的潜性酸度;在一定条件下转化为土壤活性酸度;表现为pH值减小;酸度偏高..2．土壤的缓冲作用有哪几种举例说明其作用原理..土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和土壤胶体的缓冲性能：1土壤溶液的缓冲性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SiO4、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作用..以碳酸及其钠盐为例说明..向土壤加入盐酸;碳酸钠与它生成中性盐和碳酸;大大抑制了土壤酸度的提高..Na2CO3+ 2HCl2NaCl + H2CO3当加入CaOH 2时;碳酸与它作用生成难溶碳酸钙;也限制了土壤碱度的变化范围..H 2CO 3 + CaOH 2CaCO 3 + 2H 2O土壤中的某些有机酸如氨基酸、胡敏酸等是两性物质;具有缓冲作用;如氨基酸既有氨基;又有羧基;对酸碱均有缓冲作用..2土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子;其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用..对酸缓冲M －盐基离子：对碱缓冲：Al 3+对碱的缓冲作用：在pH 小于5的酸性土壤中;土壤溶液中Al 3+有6个水分子围绕;当OH －增多时;Al 3+周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H +;中和OH -：2AlH 2O 63＋ + 2OH － Al 2OH 2H 2O 84+ + 4H 2O3．植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么不同种类的植物对重金属的耐性不同;同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性..1植物根系通过改变根系化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收..2重金属与植物的细胞壁结合;而不能进入细胞质影响细胞代谢活动;使植物对重金属表现出耐性..3酶系统的作用..耐性植物中酶活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平;此外在耐性植物中还发现另一些酶可被激活;从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常代谢过程..4形成重金属硫蛋白或植物络合素;使重金属以不具生物活性的无毒螯合物形式存在;降低了重金属离子活性;从而减轻或解除其毒害作用.. 4．举例说明影响农药在土壤中进行扩散和质体流动的因素有哪些1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、温度及农药本身的性质等：①土壤水分含量：研究表明林丹的汽态和非汽态扩散情况随土壤水分含量增加而变化..②吸附：土壤对农药的吸附改变了其扩散的情况;如土壤对2;4-D的化学吸附;使其有效扩散系数降低了;两者呈负相关关系..③土壤紧实度：土壤紧实度对农药的扩散的情况有影响是因为对于以蒸汽形式进行扩散的化合物来说;增加紧实度就降低了土壤孔隙率;扩散系数就自然降低了..如二溴乙烷、林丹等农药在土壤中的扩散系数随紧实度增加而降低..④温度：温度增高的总效应是使扩散系数增大..⑤气流速度：气流速度可直接或间接地影响农药的挥发..如果空气的相对湿度不是100%;那么增加气流就促进土壤表面水分含量降低;可以使农药蒸汽更快地离开土壤表面;同时使农药蒸汽向土壤表面运动的速度加快..⑥农药种类：不同农药的扩散行为不同..如有机磷农药乐果和乙拌磷在Broadbalk粉砂壤土中的扩散行为就是不同的..2影响农药在土壤中质体流动的因素有农药与土壤的吸附、土壤种类和农药种类等..①农药与土壤吸附：非草隆、灭草隆、敌草隆、草不隆四种农药吸附最强者移动最困难;反之亦然..②土壤种类：土壤有机质含量增加;农药在土壤中渗透深度减小；增加土壤中粘土矿物的含量;农药的渗透深度也减小..③农药种类：不同农药在土壤中通过质体流动转移的深度不同..如林丹和DDT..5．比较DDT和林丹在环境中的迁移、转化与归趋的主要途径与特点..DDT和林丹迁移转化、归趋主要途径与特点比较如下表所示：6．试述有机磷农药在环境中的主要转化途径;并举例说明其原理..有机磷农药在环境中转化途径有非生物降解和生物降解..1有机磷农药的非生物降解①吸附催化水解：吸附催化水解是有机磷农药在土壤中降解的主要途径..如地亚农等硫代硫酸酯的水解反应如下②光降解：有机磷农药可发生光降解反应;如辛硫磷在253.7nm的紫外光下照射30小时;其光解产物如下(C2H5O)2P SON CCN(C2H5O)2POSN CCN(C2H5O)2POO PO(OC2H5)2(C2H5O)2POP(OC2H5)2S(辛硫磷）（辛硫磷感光异构体）（特普）（一硫代特普）（辛氧磷）(C2H5O)2POON CCN2有机磷农药的生物降解有机磷农药在土壤中被微生物降解是它们转化的另一条重要途径..化学农药对土壤微生物有抑制作用..同时;土壤微生物也会利用有机农药为能源;在体内酶或分泌酶的作用下;使农药发生降解作用;彻底分解为CO2和H2O..如马拉硫磷被绿色木霉和假单胞菌两种土壤微生物以不同方式降解;其反应如下：第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性1、在试验水中某鱼体从水中吸收有机污染质A的速率常数为18.76 h-1;鱼体消除A的速率常数为2.38×10-2h-1；设A在鱼体内起始浓度为零;在水中的浓度可视作不变..计算A在该鱼体内的浓缩系数及其浓度达到稳定浓度95%时所需的时间..2、已知氨氮硝化数学模式适用于某一河段;试从下表中该河段的有关数据;写出这一模式的具体形式..3、用查到的新资料;说明毒物的联合作用..4、试说明化学物质致突变、致癌和抑制酶活性的生物化学作用机理..答：1致突变作用机理:致突变性是指生物体中细胞的遗传性质在受到外源性化学毒物低剂量的影响和损伤时;以不连续的跳跃形式发生了突然的变异.致突变作用发生在一般体细胞时;则不具有遗传性质;而是使细胞发生不正常的分裂和增生;其结果表现为癌的形成.致突变作用如影响生殖细胞而使之产生突变时;就有可能产生遗传特性的改变而影响下一代;即将这种变化传递给子细胞;使之具有新的遗传特性.2致癌机理:致癌是体细胞不受控制的生长.其机理一般分两个阶段:第一是引发阶段;即致癌物与DNA反应;引起基因突变;导致遗传密码改变.第二是促长阶段;主要是突变细胞改变了遗传信息的表达;增殖成为肿瘤;其中恶性肿瘤还会向机体其他部位扩展.3抑制酶活性作用机理:有些有机化合物与酶的共价结合;这种结合往往是通过酶活性内羟基来进行的;有些重金属离子与含硫基的酶强烈结合;某些金属取代金属酶中的不同金属.5、解释下列名词概念：①被动扩散；②主动转运；③肠肝循环；④血脑屏障；⑤半数有效剂量浓度；⑥阈剂量浓度；⑦助致癌物；⑧促癌物；⑨酶的可逆和不可逆抑制剂..答：答:1被动扩散:脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧;即顺浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜.2主动转运:在需要消耗一定代谢能量下;一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合;通过生物膜;至高浓度侧解离出原物质.3肠肝循环:有些物质由胆汁排泄;在肠道运行中又重新被吸收;该现象叫肠肝循环.4血脑屏障:脑毛细血管阻止某些物质多半是有害的进入脑循环血的结构.5半数有效剂量浓度:毒物引起受试生物的半数产生同一毒作用所需的毒物剂量浓度.6阈剂量浓度:在长期暴露毒物下;会引起机体受损害的最低剂量浓度.7助致癌物:可加速细胞癌变和已癌变细胞增殖成瘤块的物质.8促癌物:可使已经癌变细胞不断增殖而形成瘤块.9酶的可逆和不可逆抑制剂:抑制剂就是能减小或消除酶活性;而使酶的反应速率变慢或停止的物质.其中;以比较牢固的共价键同酶结合;不能用渗析;超滤等物理方法来恢复酶活性的抑制剂;称为不可逆抑制剂;另一部分抑制剂是同酶的结合处于可逆平衡状态;可用渗析法除去而恢复酶活性的物质;称为可逆抑制剂.6、试简要说明氯乙烯致癌的生化机制;和在一定程度上防御致癌的解毒转化途径..第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应1、为什么Hg2+和CH3Hg+在人体内能长期滞留举例说明它们可形成哪些化合物..答：这是由于汞可以与生物体内的高分子结合;形成稳定的有机汞络合物;就很难排出体外.此外;烷基汞具有高脂溶性;且它在生物体内分解速度缓慢其分解半衰期约为70d;因而会在人体内长期滞留.Hg2+和CH3Hg+ 可以与羟基;组氨酸;半胱氨酸;白蛋白形成络合物.甲基汞能与许多有机配位体基团结合;如—COOH;—NH2;—SH;以及—OH等.2、砷在环境中存在的主要化学形态有哪些其主要转化途径有哪些答：砷在环境中存在的主要化学形态有五价无机砷化合物;三价无机砷化合物;一甲基胂酸及其盐;二甲基胂酸及其盐;三甲基胂氧化物;三甲基胂;砷胆碱;砷甜菜碱;砷糖等.砷的生物甲基化反应和生物还原反应是砷在环境中转化的重要过程.主要转化途经如下:3、试述PCDD是一类具有什么化学结构的化合物并说明其主要污染来源..答：1PCDD这类化合物的母核为二苯并一对二恶英;具有经两个氧原子联结的二苯环结构.在两个苯环上的1;2;3;4;6;7;8;9位置上可有1-8个取代氯原子;由氯原子数和所在位置的不同可能组合成75种异构体;总称多氯联苯并一对二恶英.其结构式如右:2来源:①在焚烧炉内焚烧城市固体废物或野外焚烧垃圾是PCDD的主要大气污染源.例如存在于垃圾中某些含氯有机物;如聚氯乙烯类塑料废物在焚烧过程中可能产生酚类化合物和强反应性的氯;氯化氢等;从而进一步生产PCDD类化合物的前驱物.除生活垃圾外;燃料煤;石油;枯草败叶含除草剂;氯苯类化合物等燃烧过程及森林火灾也会产生PCDD类化合物.②在苯氧酸除草剂;氯酚;多氯联苯产品和化学废弃物的生产;冶炼;燃烧及使用和处理过程中进入环境.③另外;还可能来源于一些意外事故和战争. 4、简述多氯联苯PCBs在环境中的主要分布、迁移与转化规律..答：1分布:由于多氯联苯挥发性和水中溶解度较小;故其在大气和水中的含量较少.近期报导的数据表明;在地下水中发现PCBs的几率与地表水中相当.此外;由于PCBs易被颗粒物所吸附;故在废水流入河口附近的沉积物中;PCBs含量较高.水生植物通常可从水中快速吸收PCBs;其富集系数为1×l04～l×l05.通过食物链的传递;鱼体中PCBs的含量约在l～7mg/kg范围内湿重.在某些国家的人乳中也检出一定量的PCBs.2迁移:PCBs主要在使用和处理过程中;通道挥发进入大气;然后经干;湿沉降转入湖泊和海洋.转入水体的PCBs极易被颗粒物所吸附;沉入沉积物;使PCBs大量存在于沉积物中.虽然近年来PCBs的使用量大大减少;但沉积物中的PCBs仍然是今后若干年内食物链污染的主要来源.3转化:PCBs由于化学惰性而成为环境中持久性污染物;它在环境中主要转化途径是光化学分解和生物转化.PCBs在紫外光的激发下碳氯键断裂;而产生芳基自由基和氯自由基;自由基从介质中取得质子;或者发生二聚反应.PCBs生物降解时;含氯原子数目越少;越容易降解.5、根据多环芳烃形成的基本原理;分析讨论多环芳烃产生与污染的来源有哪些表面活性剂有哪些类型对环境和人体健康的危害是什么第七章受污染环境的修复1．微生物修复所需的环境条件是什么微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物;或是使污染物无害化的过程..它包括自然和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程..在自然修复过程natural attenuation中;利用土着微生物indigenous microorganism的降解能力;但需要有以下环境条件：①有充分和稳定的地下水流；②有微生物可利用的营养物；③有缓冲pH的能力；④有使代谢能够进行的电子受体..如果缺少一项条件;将会影响生物修复的速率和程度..特别是对于外来化合物;如果污染新近发生;很少会有土着微生物能降解它们;所以需要加入有降解能力的外源微生物exogenous microorganism..2．请列举几种强化微生物原位修复技术..原位强化修复技术包括生物强化法、生物通气法、生物注射法、生物冲淋法及生物翻耕法等..1生物强化法是指在生物处理体系中投加具有特定功能的微生物来改善原有处理体系的处理效果;如对难降解有机物的去除等..投加的微生物可以来源于原来的处理体系;经过驯化、富集、筛选、培养达到一定数量后投加;也可以是原来不存在的外源微生物..2生物通气法bioventing用于修复受挥发性有机物污染的地下水水层上部通气层Vadose Zone土壤..这种处理系统要求污染土壤具有多孔结构以利于微生物的快速生长..另外;污染物应具有一定的挥发性;亨利常数大于1.01325Pa·m3·mol-1时才适于通过真空抽提加以去除..生物通气法的主要制约因素是影响氧和营养物迁移的土壤结构;不适的土壤结构会使氧和营养物在到达污染区之前被消耗..3生物注射法biosparging又称空气注射法;这种方法适用于处理受挥发性有机物污染的地下水及上部土壤..处理设施采用类似生物通气法的系统;但这里的空气是经过加压后注射到污染地下水的下部;气流加速地下水和土壤有机物的挥发和降解..也有人把生物注射法归入生物通气法..4生物冲淋法bioflooding将含氧和营养物的水补充到亚表层;促进土壤和地下水中的污染物的生物降解..生物冲淋法大多在各种石油烃类污染的治理中使用;改进后也能用于处理氯代脂肪烃溶剂;如加入甲烷和氧促进甲烷营养菌降解三氯乙烯和少量的氯乙烯..5土地耕作法land farming就是对污染土壤进行耕犁处理..在处理过程中施加肥料;进行灌溉;施加石灰;从而尽可能为微生物代谢污染物提供一个良好环境;使其有充足的营养、水分和适宜的pH值;保证生物降解在土壤的各个层面上都能发生..3．请列举几种强化微生物异位修复技术..异位生物修复主要包括堆肥法、生物反应器处理、厌氧处理..1堆肥法composting是处理固体废弃物的传统技术;被用于受石油、洗涤剂、多氯烃、农药等污染土壤的修复处理;取得了很好的处理效果..堆肥过程中;将受污染土壤与水达到至少35%含水量、营养物、泥炭、稻草和动物肥料混合后;使用机械或压气系统充氧;同时加石灰以调节pH..经过一段时间的发酵处理;大部分污染物被降解;标志着堆肥完成..经处理消除污染的土壤可返回原地或用于农业生产..堆肥法包括风道式堆肥处理、好气静态堆肥处理和机械堆肥处理..2生物反应器处理bioreactor是把污染物移到反应器中完成微生物的代谢过程..这是一种很有价值和潜力的处理技术;适用于处理地表土及水体的污染..生物反应器包括土壤泥浆生物反应器soil slurry bioreactor和预制床反应器prepared bed reactor..3厌氧处理对某些具有高氧化状态的污染物的降解;如三硝基甲苯、多氯取代化合物PCBs等等;比耗氧处理更为有效..但总的来说;在生物修复中好氧方法的使用要比厌氧方法广泛得多..主要原因是;严格的厌氧条件难于达到;厌氧过程中会产生一些毒性更大、更难降解的中间代谢产物..此外;厌氧发酵的终产物H2S和CH4也存在毒性和风险..4．植物修复重金属的主要过程是什么根据其作用过程和机理;重金属污染土壤的植物修复技术可分为3种类型..1植物提取：利用重金属超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金属;并将其转移、储存到地上部分;随后收割地上部分并集中处理;连续种植这种植物;即可使土壤中重金属含量降低到可接受的水平..所谓超积累植物hyperaccumulator;是指对重金属的吸收量超过一般植物100倍以上的植物;超积累植物积累的Cr、Co、Ni、Cu、Pb含量一般在110mg/ kg干重以上;积累的Mn、Zn含量一般在10mg/ kg干重以上..超积累植物从根际吸收重金属;并将其转移和积累到地上部;这个过程中包括许多环节和调控位点：①跨根细胞质膜运输；②根皮层细胞中横向运输；③从根系的中柱薄壁细胞装载到木质部导管；④木质部中长途运输；⑤从木质部卸载到叶细胞跨叶细胞膜运输；⑥跨叶细胞的液泡膜运输..在组织水平上;重金属主要分布在表皮细胞、亚表皮细胞和表皮毛中；在细胞水平;重金属主要分布在质外体和液泡..2植物稳定：利用耐重金属植物的根际的一些分泌物;增加土壤中有毒金属的稳定性;从而减少金属向作物的迁移;以及被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性..其中包括沉淀、螯合、氧化还原等多种过程..3植物挥发：利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性。