环境化学答案完整版 - 图文 联系客服

发布时间 : 星期二 文章环境化学答案完整版 - 图文更新完毕开始阅读

(5)硫的循环

(6)体会:氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分,它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程,是地球运动和生命过程的主要营力。

4.根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向,你认为怎样才能学好环境化学这门课程?

(1)环境化学的任务、内容、特点: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。环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它既是环境科学的核心组成部分,也是化学科学的一个新的重要分支。

(2)环境化学的发展动向:国际上较为重视元素(尤其是碳、氮、硫、磷)的生物地球化学循环及其相互耦合的研究;重视化学品安全评价;重视臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。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;工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。

(3)我对学好这门课的观点:环境化学包含大气、水体和土壤环境化学多个分支学科,研究有害化学物质在大气、水体和土壤环境中的来源、存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。这就决定了环境化学研究中需要运用现场研究、实验室研究、实验模拟系统研究和计算机模拟研究相结合的系统研究方法,主要以化学方法为主,还要配以物理、生物、地学、气象学等其他学科的方法。因此,要求研究人员具有较广泛的各相关学科的理论知识和实验动手能力。我们在日常学习中应当以开阔的视野,除了环境化学之外,广泛涉猎各相关学科,并注重培养自己的实验操作,如此才可能学好这门课。

第二章 大气环境化学

1大气的主要层次是如何划分的?每个层次具有哪些特点?

根据温度随海拔高度的变化情况划分的:对流层气温随着海拔高度的增加而降低,大约每上升100m,温度降低0.6℃、密度大;平流层温度随海拔高度的升高而明显增加、空气没有对流运动,平流运动占优势、空气比对流层稀薄得多、有厚约20km的一层臭氧层;中间层温度随海拔增加迅速降低、空气较稀薄、对流运动非 常激烈;热层空气高度电离、更加稀薄、大气温度随海拔高度增加而迅速增加。 2逆温现象对大气中污染物的迁移有什么影响?

污染物在大气中的迁移是只有污染物排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。迁移过程可使污染物浓度降低。逆温现象经常发现在较低气层中这时大气稳定性强对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用。逆温会使上下层空气温差减小使他们之间减少对流从而使空气减少运动污染物漂浮在大气上空没有空气的运动污染物难以扩散使得空气中的污染物长期存在不利于污染物迁移 3.大气中有哪些重要污染物?说明其主要来源和消除途径。

环境中的大气污染物种类很多,若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类;若按形成过程则可分为一次污染物和二次污染物。按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物。主要按照化学组成讨论大气中的气态污染物主要来源和消除途径如下: (1)含硫化合物

大气中的含硫化合物主要包括:氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、二甲基硫(CH3)2S、

硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、硫酸(H2SO4)、亚硫酸盐(MSO3)和硫酸盐(MSO4)等。大气中的SO2(就大城市及其周围地区来说)主要来源于含硫燃料的燃烧。大气中的SO2约有50%会转化形成H2SO4或SO4,另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。H2S主要来自动植物机体的腐烂,即主要由植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。大气中H2S主要的去除反应为:HO + H2S → H2O + SH。 (2)含氮化合物

大气中存在的含量比较高的氮的氧化物主要包括氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。主要讨论一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),用通式NOx表示。NO和NO2是大气中主要的含氮污染物,它们的人为来源主要是燃料的燃烧。大气中的NOx最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉降从大气中去除。其中湿沉降是最主要的消除方式。 (3)含碳化合物

大气中含碳化合物主要包括:一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)以及有机的碳氢化合物(HC)和含氧烃类,如醛、酮、酸等。

CO的天然来源主要包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧,其中以甲烷的转化最为重要。CO的人为来源主要是在燃料不完全燃烧时产生的。大气中的CO可由以下两种途径去除:土壤吸收(土壤中生活的细菌能将CO代谢为 CO2 和 CH4);与HO自由基反应被氧化为CO2。

CO2的人为来源主要是来自于矿物燃料的燃烧过程。天然来源主要包括海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸和腐败作用以及燃烧作用等。

甲烷既可以由天然源产生,也可以由人为源产生。除了燃烧过程和原油以及天然气的泄漏之外,产生甲烷的机制都是厌氧细菌的发酵过程。反刍动物以及蚂蚁等的呼吸过程也可产生甲烷。甲烷在大气中主要是通过与HO自由基反应被消除:CH4 + HO→CH3 + H2O。 (4)含卤素化合物

大气中的含卤素化合物主要是指有机的卤代烃和无机的氯化物和氟化物。

大气中常见的卤代烃以甲烷的衍生物,如甲基氯(CH3Cl)、甲基溴(CH3Br)和甲基碘(CH3I)。它们主要由天然过程产生,主要来自于海洋。CH3Cl和CH3Br在对流层大气中,可以和HO自由基反应。而CH3I在对流层大气中,主要是在太阳光作用下发生光解,产生原子碘(I)。许多卤代烃是重要的化学溶剂,也是有机合成工业的重要原料和中间体,如三氯甲烷(CHCl3)、三氯乙烷(CH3CCl3)、四氯化碳(CCl4)和氯乙烯(C2H3Cl)等均可通过生产和使用过程挥发进入大气,成为大气中常见的污染物。它们主要是来自于人为源。在对流层中,三氯甲烷和氯乙烯等可通过与HO自由基反应,转化为HCl,然后经降水而被去除。

氟氯烃类中较受关注的是一氟三氯甲烷(CFC-11或F-11)和二氟二氯甲烷(CFC-12或F-12)。它们可以用做致冷剂、气溶胶喷雾剂、电子工业的溶剂、制造塑料的泡沫发生

2-