第一篇:環(huán)境化學(xué)重點(diǎn)
簡(jiǎn)答
1光化學(xué)煙霧(洛杉磯):①定義(含有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锏拇髿猓陉?yáng)光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物,這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象),②性質(zhì)(氧化型煙霧,藍(lán)色,由汽車(chē)排氣引起。)③污染物(碳?xì)浠衔?,氮氧化物,臭氧,PAN,醛類(lèi)),④形成條件(a大氣中有氮氧化物和碳?xì)浠锎嬖?。b大氣溫度較高,24℃以上。c有較強(qiáng)的陽(yáng)光照射d濕度低e臭氧濃度高。),⑤日變化曲線(白天生成,傍晚消失,污染高峰在中午或稍后)⑥燃料(汽油,煤氣,石),⑦易發(fā)季節(jié)(夏,秋),⑧毒性(對(duì)眼和呼吸道有強(qiáng)刺激作用,臭氧等氧化劑具有強(qiáng)氧化破壞作用,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡)。硫酸型煙霧(倫敦?zé)熿F):①定義(由于燃煤而排放出來(lái)的二氧化硫,顆粒物以及由二氧化硫氧化所形成的硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象)②性質(zhì)(還原型煙霧,黃色,由燃煤引起。)③污染物(顆粒物,二氧化硫,硫酸霧等)④形成條件(白天夜間連續(xù)出現(xiàn)。氣溫低4℃以下,濕度較高,日光較弱,臭氧濃度低。)。⑤易發(fā)季節(jié)(冬季。)⑥毒性(對(duì)呼吸道有刺激作用,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡。)
2離子交換吸附與專屬吸附區(qū)別和特點(diǎn):區(qū)別:①非專屬吸附(發(fā)生吸附的表面靜電荷為負(fù);金屬離子作用為反離子;吸附時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)為陽(yáng)離子交換;吸附時(shí)體系PH>零電位點(diǎn);吸附發(fā)生在擴(kuò)散層;對(duì)表面電荷無(wú)影響。)②專屬吸附(發(fā)生吸附的表面靜電荷為正,0,負(fù);金屬離子作用為配位離子;吸附時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)為配體交換;吸附時(shí)體系PH為任意值;吸附發(fā)生在內(nèi)層;對(duì)表面電荷的影響為負(fù)電荷減少,正電荷增加)。特點(diǎn):①離子交換吸附:定義(由于環(huán)境中大部分膠體帶負(fù)電荷,容易吸附各種陽(yáng)離子,在吸附過(guò)程中,膠體每吸附一部分陽(yáng)離子,同時(shí)也放出等量的其他陽(yáng)離子,因此把這種吸附稱~),屬于物理化學(xué)吸附,是可逆反應(yīng),而且能夠迅速的達(dá)到可逆平衡。該反應(yīng)不受溫度影響,在酸堿條件下均可進(jìn)行,其交換吸附能力與溶質(zhì)的性質(zhì),濃度,及吸附劑性質(zhì)等有關(guān)。從概念上解釋膠體顆粒表面對(duì)水和金屬離子的吸附是有用的,但是對(duì)于那些在吸附過(guò)程中表面電荷改變符號(hào),甚至可使離子化合物吸附在同號(hào)電荷的表面上的現(xiàn)象無(wú)法解釋。②專屬吸附:定義(是指在吸附過(guò)程中除了化學(xué)鍵的作用外,尚有加強(qiáng)的憎水鍵和范德華力或氫鍵在起作用。)專屬吸附作用不但可使表面電荷改變符號(hào),而且可使離子化合物吸附在同號(hào)電荷的表面上。在水環(huán)境中配合離子,有機(jī)離子,有機(jī)高分子和無(wú)機(jī)高分子的專屬吸附作用特別強(qiáng)烈。吸附發(fā)生在膠體雙電層的Stern層,被吸附的金屬離子只能被親和力更強(qiáng)的金屬離子取代,或在強(qiáng)酸性條件下解吸。專屬吸附在中性表面甚至在與吸附離子帶相同電荷符號(hào)的表面也能進(jìn)行。
3分配作用與吸附作用區(qū)別(水中有機(jī)污染物遷移轉(zhuǎn)化):分配作用,即在水溶液中土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)有機(jī)物的溶解作用,而且在溶質(zhì)的整個(gè)溶解范圍內(nèi),吸附等溫線都是線性的,與表面吸附位無(wú)關(guān),只與有機(jī)物的溶解度相關(guān),放出的吸附熱量小。吸附作用,即在非極性有機(jī)溶劑中,土壤礦物質(zhì)或干土壤礦物質(zhì)對(duì)有機(jī)物的表面吸附作用,前者主要靠范德華力,后者則是各種化學(xué)鍵力,如氫鍵,離子偶極鍵,配位鍵,π鍵。吸附等溫線是非線性的,并存在競(jìng)爭(zhēng)吸附,吸附過(guò)程要放出大量熱。
4活性酸度與潛性酸度的關(guān)系:兩者是同一個(gè)平衡體系的兩種酸度。兩者可以互相轉(zhuǎn)化,在一定條件下處于暫時(shí)平衡狀態(tài),土壤活性酸度是土壤酸度的根本起點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)表現(xiàn),土壤膠體是氫離子和Al離子的貯存庫(kù),潛性酸度是活性酸度的儲(chǔ)備。
5沉積物中重金屬的二次釋放誘發(fā)因素:a鹽濃度升高(堿金屬和堿土金屬陽(yáng)離子可將被吸附在固體顆粒上的金屬離子交換出來(lái),這是金屬釋放主要途徑之一)b氧化還原條件的變化(沉積物中耗氧物質(zhì)使一定深度以下沉積物中的氧化還原電位急劇下降,并將使鐵錳氧化物部分或全部溶解,故被其吸附或與之共沉淀的金屬離子也被釋放)c降低PH(金屬離子釋放量隨PH升高而降低。PH降低,導(dǎo)致碳酸鹽和氫氧化物溶解,氫離子的競(jìng)爭(zhēng)作用增加了金屬離子的解吸量)d增加水中配合劑的含量(配合劑可以與重金屬形成可溶性配合物,使重金屬?gòu)墓腆w顆粒上解吸。)名詞解釋
1生物富集:指生物通過(guò)非吞食方式,從周?chē)h(huán)境(水,土壤,大氣)蓄積某種元素或難降解的物質(zhì),使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)周?chē)h(huán)境中濃度的現(xiàn)象。
2生物放大:指在同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物,通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物蓄積某種元素或難降解物質(zhì),使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。
3生物積累:就是生物從周?chē)h(huán)境(水土壤大氣)和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì),使其在機(jī)體中的濃度超過(guò)周?chē)h(huán)境中濃度的現(xiàn)象,生物放大和生物富集是屬于生物積累的一種情況。
4毒物的聯(lián)合作用:協(xié)同作用(是指聯(lián)合作用的毒性>其中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和。eg:四氯化碳與乙醇,臭氧與硫酸氣溶膠)相加作用(=。eg:丙烯腈與乙腈,稻瘟凈與樂(lè)果)拮抗作用(<。eg:二氯乙烷與乙醇,亞硝酸與氰化物,硒與汞,硒與鎘)獨(dú)立作用(指各毒物對(duì)機(jī)體的侵入途徑,作用部位,作用機(jī)理等均不相同,因而在其聯(lián)合作用中各毒物生物學(xué)效應(yīng)彼此無(wú)關(guān),互不影響。即獨(dú)立作用的毒性低于相加作用,但高于其中單項(xiàng)毒物的毒性。eg:苯巴比妥與二甲苯)
5土壤酸度:活性酸度(是土壤中氫離子濃度的直接反映,又叫有效酸度,用PH表示。氫離子來(lái)源主要是土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有機(jī)物分解產(chǎn)生的有機(jī)酸,以及土壤中礦物質(zhì)氧化產(chǎn)生的無(wú)機(jī)酸,大氣酸沉降是活性酸度的一個(gè)重要來(lái)源)潛性酸度(來(lái)源是土壤膠體吸附的可代換性氫離子和鋁離子,當(dāng)這些離子處于吸附狀態(tài)時(shí)是不顯酸性的,當(dāng)通過(guò)離子交換作用,進(jìn)入土壤溶液后可增加土壤溶液的氫離子濃度使土壤PH降低。只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度)
6汞的生物甲基化:在好氧和厭氧條件下,水體底質(zhì)中某些微生物能使二價(jià)無(wú)機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆倪^(guò)程。(微生物利用體內(nèi)的甲基鈷氨蛋氨酸轉(zhuǎn)移酶來(lái)實(shí)現(xiàn)甲基化的。該酶的輔酶是甲基鈷氨素,屬于含三價(jià)鈷離子的一種咕啉衍生物)
7效應(yīng):毒理學(xué)把毒物劑量(濃度)與引起個(gè)體生物學(xué)的變化,如腦電,心電,血象,免疫功能,酶活性等的變化稱為效應(yīng)。
8反應(yīng):把引起群體的變化,如腫瘤和其他損害的發(fā)生率,死亡率等變化稱為反應(yīng)。
9氮的微生物轉(zhuǎn)化:同化(綠色植物和微生物吸收硝態(tài)氮和銨態(tài)氮,組成機(jī)體中蛋白質(zhì),核酸等含氮有機(jī)物質(zhì)的過(guò)程)氨化(所有生物殘?bào)w中的有機(jī)氮化合物,經(jīng)微生物分解成氨態(tài)氮的過(guò)程)硝化(氨在有氧條件下通過(guò)微生物作用,氧化成硝酸鹽的過(guò)程)反硝化(硝酸鹽在通氣不良條件下,通過(guò)微生物作用而還原的過(guò)程)固氮(通過(guò)微生物的作用,把分子氮轉(zhuǎn)化為氨的過(guò)程)
10硫的微生物轉(zhuǎn)化:硫化(硫化氫,單質(zhì)硫等在微生物作用下進(jìn)行氧化,最后生成硫酸的過(guò)
2-程。硫桿菌和硫磺菌最重要。H2S→S→SO4)反硫化(硫酸鹽,亞硫酸鹽等在微生物作用下
2-進(jìn)行還原,最后生成硫化氫的過(guò)程。脫硫弧菌最重要。SO4→H2S)
11.ED50(半數(shù)有效劑量)/EC50(半數(shù)有效濃度):毒物引起一群受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需的毒物劑量/毒物濃度。數(shù)值越小,受試物質(zhì)的毒性越高。
12.LD50(半數(shù)致死劑量)/LC50(半數(shù)致死濃度):半數(shù)有效劑量/半數(shù)有效濃度,若以死亡率作為毒作用的觀察指標(biāo)則稱為~。
13土壤鹽基飽和度:土壤交換性陽(yáng)離子中鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù)。
注意:離子電荷數(shù)越高,陽(yáng)離子交換能力越強(qiáng),同價(jià)離子中,半徑越大,能力越強(qiáng)。
1八大公害:富山事件(Cd中毒,痛痛?。?;米糠油(多氯聯(lián)苯);水俁病事件(甲基汞污染水體);四日市哮喘事件(石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生廢氣);倫敦?zé)熿F事件(燃煤);洛杉磯光化學(xué)霧煙事件(氮氧化物和碳?xì)浠衔铮?;馬斯河谷事件(SO2及SO3引起);多諾拉事件(二氧化硫及其氧化物作用的產(chǎn)物)
1.大氣層結(jié)構(gòu):對(duì)流層,平流層,中層,熱層,散逸層。
2.大氣溫度層結(jié):由于地球旋轉(zhuǎn)作用以及距地面不同高度的各層次大氣對(duì)太陽(yáng)輻射吸收程度上的差異,使得溫度,密度等氣象要素在垂直方向上呈不均勻的分布。
3.大氣垂直遞減率r:表征大氣溫度層結(jié)。對(duì)流層(r>0)等溫層(r=0)逆溫層(r<0)(逆溫現(xiàn)象發(fā)生在較低層中,這時(shí)氣層穩(wěn)定性特強(qiáng),對(duì)大氣垂直運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。)
4.逆溫分為:①近地面層的逆溫(輻射,平流,融雪,地形),②自由大氣的逆溫(亂流,下沉,鋒面)
5.輻射逆溫:①地面因強(qiáng)烈輻射而冷卻降溫形成的。②多發(fā)生在距地面100-150米高度內(nèi)。③最有利發(fā)展的條件是平靜而晴朗的夜晚。④有云和有風(fēng)都能減弱逆溫。⑤風(fēng)速超過(guò)2-3m/s,逆溫就不易形成。⑥溫度下降,逆溫層厚度變厚,清晨最厚;溫度上升,逆溫層近地面處首先破壞,自下而上變薄,最后完全消失。
6.大氣穩(wěn)定度:①由密度層結(jié)和溫度層結(jié)共同決定,②與大氣垂直遞減率r和干絕熱垂直遞減率rd 有關(guān):穩(wěn)定(r
9.大氣顆粒物分類(lèi):總懸浮顆粒物TSP(<100μm);降塵(>10μm);飄塵(<10μm);可吸入粒子(≤10μm).10大氣顆粒物的三模態(tài):愛(ài)根核模(Dp≤0.05μm);積聚模(0.05μm<Dp<2μm);粗粒子模(Dp>2μm)。
001.吸附等溫線分類(lèi):H型,F(xiàn)型,L型(G=G*c/(A+c))G為單位表面上達(dá)到飽和時(shí)間的最大吸附量。
2.等溫線:①溶質(zhì)濃度甚低時(shí),初始階段為H型,濃度較高時(shí),曲線可能為F型,但統(tǒng)一起來(lái)都是L型的不同區(qū)段。②顆粒物對(duì)重金屬吸附量隨PH↑而↑。
3.氧化物,氫氧化物的溶解規(guī)律:固體的氧化物和氫氧化物具有兩性的特征,它們和質(zhì)子或羥基離子都發(fā)生反應(yīng),存在一個(gè)PH值,在該值下溶解度為最小值。在堿性或酸性更強(qiáng)的PH值區(qū)域內(nèi),溶解度都會(huì)變得更大。
4.pE↓,電子濃度↑,體系提供電子的傾向就越強(qiáng),還原性越強(qiáng);pE↑,電子濃度越↓,體系接受電子的傾向就越強(qiáng),氧化性越強(qiáng)。5.腐殖質(zhì)分類(lèi):腐殖酸:(溶于稀堿,不溶酸),富里酸(溶于酸和堿),腐黑物(不溶于酸,堿)。1.土壤可交換性陽(yáng)離子分類(lèi):①致酸離子(H+,Al3+)②鹽基離子(Ca2+,Mg2+,K2+,Na+,NH4+)2.土壤中氧化還原體系:鐵體系,錳體系,硫體系,有機(jī)碳體系,氮體系。
3.土壤的氧化還原電位Eh:①旱地Eh>水田,②Eh>700mV(土壤完全處于氧化條件,有機(jī)物迅速分解);Eh=400-700mV(氮素主要以NO3-存在);Eh<400mV(反硝化開(kāi)始);Eh<200mV(NO3-開(kāi)始消失,NH4+大量出現(xiàn));Eh=-100mV(土壤漬水,F(xiàn)e2+濃度超過(guò)Fe3+);Eh<-200mV(H2S大量產(chǎn)生,F(xiàn)e2+變成FeS沉淀)③pH↑,則Eh↓,氧化性↓。
4.植物對(duì)重金屬污染的耐性機(jī)制:①植物根系作用②重金屬與植物細(xì)胞壁結(jié)合③酶系統(tǒng)作用④形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素。
1.物質(zhì)通過(guò)生物膜方式:膜孔濾過(guò),被動(dòng)擴(kuò)散,被動(dòng)易化擴(kuò)散,主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(消耗能量),胞吞和胞飲。
2.N的微生物轉(zhuǎn)化:①同化②氨化③硝化④反硝化(條件:厭氧環(huán)境,環(huán)境氧分壓減小,反硝化加強(qiáng)。有豐富的有機(jī)物為碳源和能源)⑤固氮
2-2-3.S的微生物轉(zhuǎn)化:①硫化(H2S→S~SO4)以硫桿菌,硫磺菌最重要。②反硫化(SO4→H2S)以脫硫弧菌最重要。
1.Cr:①pH>4,Cr3+沉淀②強(qiáng)堿性介質(zhì)中,遇氧化性物質(zhì),Cr3+→Cr6+,在酸性條件下,六價(jià)鉻被亞鐵離子還原成三價(jià)鉻。
第二篇:環(huán)境化學(xué)
環(huán)境化學(xué)
應(yīng)化121孟夢(mèng)婷12113117
引言
環(huán)境化學(xué)是研究化學(xué)物質(zhì),特別是化學(xué)污染物在環(huán)境中的各種存在形態(tài)及特性、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)影響的科學(xué),主要研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法。它是環(huán)境科學(xué)研究和環(huán)境科學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。
概述
造成環(huán)境污染的因素可分為物理的、化學(xué)的及生物學(xué)的三方面,而其中化學(xué)物質(zhì)引起的污染約占80%-90%。環(huán)境化學(xué)即是從化學(xué)的角度出發(fā),探討由于人類(lèi)活動(dòng)而引起的環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律及其保護(hù)和治理環(huán)境的方法原理。
環(huán)境概況及解決方法 1.1有害化學(xué)品的污染危害
有害化學(xué)品是指任何已經(jīng)被確認(rèn)為對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境有危害性的化學(xué)品。隨著工農(nóng)業(yè)迅猛發(fā)展,有毒有害污染源隨處可見(jiàn),而給人類(lèi)造成的災(zāi)害要屬有毒有害化學(xué)品為最重。化學(xué)品侵入環(huán)境的途徑幾乎是全方位的,其中最主要的侵入途徑可大至分為四種,人為施用直接進(jìn)入環(huán)境;在生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存過(guò)程中,作為化學(xué)污染物以廢水、廢氣和廢渣等形式排放進(jìn)入環(huán)境;在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中由于著火、爆炸、泄漏等突發(fā)性化學(xué)事故,致使大量有害化學(xué)品外泄進(jìn)入環(huán)境;在石油、煤炭等燃料燃燒過(guò)程中以及家庭裝飾等日常生活使用中直接排入或者使用后作為廢棄物進(jìn)入環(huán)境。
1.2化學(xué)品的環(huán)境污染控制
我國(guó)是化工生產(chǎn)量較大的國(guó)家,化工產(chǎn)業(yè)已形成一個(gè)比較完善的體系。要想控制或減少對(duì)環(huán)境的污染,應(yīng)從化學(xué)品的生產(chǎn)過(guò)程中的污染控制方面加以考慮,首先應(yīng)了解化工廠的污染情況,包括:污染源種類(lèi)、主要污染物、排放情況、環(huán)保措施以及周?chē)h(huán)境敏感性等。特別應(yīng)對(duì)污染源分布進(jìn)行調(diào)查和污染物排放量的統(tǒng)計(jì)、同時(shí)應(yīng)了解污染影響類(lèi)型,如是屬于一次污染或二次污染、長(zhǎng)期污染或短期污染、可逆污染或不可逆污染、局部污染或大面積污染、單因素污染或多因素復(fù)合污染等等?;瘜W(xué)品的污染危害控制,應(yīng)采取以下主要措施:制定和健全環(huán)境立法,加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法力度;加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)有害化學(xué)品的環(huán)境管理;推行清潔生產(chǎn),嚴(yán)格控制有害化學(xué)物質(zhì)向環(huán)境中排放;強(qiáng)化危險(xiǎn)廢物管理;公眾監(jiān)督。
第三篇:環(huán)境化學(xué)
西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱
環(huán)境化學(xué)
一、說(shuō)明
(一)課程性質(zhì)
必修課程。
(二)教學(xué)目的
通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生了解環(huán)境化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中和解決環(huán)境問(wèn)題上的作用,環(huán)境化學(xué)研究的內(nèi)容、特點(diǎn)和發(fā)展動(dòng)向。使學(xué)生掌握主要環(huán)境污染物的類(lèi)別和它們?cè)诃h(huán)境各圈層中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程,具備一定的處理實(shí)際環(huán)境問(wèn)題的思路、方法和技術(shù)。
(三)教學(xué)內(nèi)容
環(huán)境化學(xué)是研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、特性、行為和效應(yīng)的化學(xué)原理與方法的科學(xué)。本課程依次講解大氣、水、巖石(土壤)各圈層的環(huán)境化學(xué)之后,對(duì)典型污染物在各圈層之間的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律做了專門(mén)論述。
(四)教學(xué)時(shí)數(shù)
36學(xué)時(shí)。
(五)教學(xué)方式
課堂講授。
二、本文
第一章 緒論
教學(xué)要點(diǎn):
環(huán)境化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中和解決環(huán)境問(wèn)題上的地位和作用;環(huán)境化學(xué)的研究?jī)?nèi)容、特點(diǎn)和發(fā)展動(dòng)向,主要污染物的類(lèi)別和它們?cè)诃h(huán)境各圈層中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程;現(xiàn)代環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的發(fā)展以及對(duì)環(huán)境化學(xué)提出的任務(wù)。
教學(xué)時(shí)數(shù): 1學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容: 第一節(jié) 環(huán)境化學(xué)
環(huán)境化學(xué)的概念;環(huán)境化學(xué)的發(fā)展歷史;環(huán)境化學(xué)的任務(wù);內(nèi)容及特點(diǎn)。第二節(jié) 環(huán)境污染物
環(huán)境污染;化學(xué)污染物;環(huán)境效應(yīng)及其影響因素;環(huán)境污染物的遷移轉(zhuǎn)化簡(jiǎn)介。考核要點(diǎn):
西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱
了解環(huán)境化學(xué)研究?jī)?nèi)容、方法和發(fā)展動(dòng)態(tài)。識(shí)記主要的化學(xué)污染物,領(lǐng)會(huì)環(huán)境效應(yīng)及其影響因素,掌握環(huán)境污染物在環(huán)境各圈層的遷移轉(zhuǎn)化的簡(jiǎn)要過(guò)程。
第二章 大氣環(huán)境化學(xué)
教學(xué)要點(diǎn):
大氣結(jié)構(gòu)、大氣中的主要污染物及其遷移,光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ),重要的大氣污染化學(xué)問(wèn)題及其形成機(jī)制;重要污染物參與光化學(xué)煙霧的形成過(guò)程和機(jī)理。
教學(xué)時(shí)數(shù): 6學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 大氣中污染物的轉(zhuǎn)移
大氣層簡(jiǎn)介;大氣溫度層結(jié);大氣垂直遞減率;輻射逆溫層;絕熱過(guò)程與干絕熱過(guò)程;大氣穩(wěn)定度的判定。
第二節(jié) 大氣中污染物的轉(zhuǎn)化
光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程;大氣中重要自由基的來(lái)源;氮氧化物、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化;光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理及控制對(duì)策;硫氧化合物的轉(zhuǎn)化和硫酸煙霧型污染;酸雨的組成;大氣顆粒物特征。
第三節(jié) 大氣污染數(shù)學(xué)模式
煙流模型基本公式;大氣污染箱式模式;大氣顆粒物來(lái)源的識(shí)別(富集離子法、化學(xué)元素平衡法)。
考核要點(diǎn):
了解大氣的層結(jié)結(jié)構(gòu),大氣中的主要污染物,大氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。掌握污染物遵循這些規(guī)律而發(fā)生的遷移過(guò)程,特別是重要污染物參與光化學(xué)煙霧的形成過(guò)程和機(jī)理。
第三章 水環(huán)境化學(xué)
教學(xué)要點(diǎn):
天然水的基本特征,水中重要污染物存在形態(tài)及分布,污染物在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化的基本原理以及水質(zhì)模型。
教學(xué)時(shí)數(shù): 8學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 天然水的基本特征及污染物的存在形態(tài) 天然水的組成;水中污染物的分布;存在形態(tài)。第二節(jié) 水中無(wú)機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化
顆粒物與水之間的遷移;吸附等溫式;水中顆粒物的聚集;溶解和沉淀平衡;氧化和還原及配合作用的原理。
西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱
第三節(jié) 水中有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化
分配作用和標(biāo)化分配系數(shù);揮發(fā)作用的雙膜理論和亨利定律;水解作用和水解速率;直接和間接(敏化)光解作用;生物降解作用的機(jī)理。
第四節(jié) 水質(zhì)模型
幾種氧平衡模型;湖泊富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)模型;有毒有機(jī)污染物的歸趨模型??己艘c(diǎn):
了解天然水的基本性質(zhì),了解顆粒物在水環(huán)境中聚集和吸附——解吸的基本原理,了解各類(lèi)水質(zhì)模型的基本原理和應(yīng)用范圍。掌握無(wú)機(jī)污染物在水體中遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程的基本原理,并運(yùn)用所學(xué)原理計(jì)算水體中金屬存在形態(tài),確定各類(lèi)化合物溶解度,以及天然水中各類(lèi)污染物的PE計(jì)算及PE——PH圖的制作。掌握有機(jī)污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程和分配系數(shù)、揮發(fā)速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的計(jì)算方法。
第四章 土壤環(huán)境化學(xué)
教學(xué)要點(diǎn):
土壤的組成與性質(zhì);污染物在土壤——植物體系中的遷移和它的作用機(jī)制以及主要農(nóng)藥在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨。
教學(xué)時(shí)數(shù): 6學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 土壤的組成與性質(zhì)
土壤的組成;土壤的粒級(jí)分組與質(zhì)地分組和各粒級(jí)的理化特性;土壤吸附的性質(zhì)和土壤膠體的離子交換吸附;土壤酸度、堿度和緩沖性能;土壤的氧化還原性。
第二節(jié) 污染物在土壤——植物體系中的遷移及其機(jī)制
污染物在土壤—植物體系中的遷移;植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的幾種機(jī)制。第三節(jié) 土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化
土壤中農(nóng)藥的遷移;非離子型農(nóng)藥與土壤有機(jī)質(zhì)的作用;典型農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化??己艘c(diǎn):
了解土壤的組成與性質(zhì),土壤的粒級(jí)與質(zhì)地分組特征;了解污染物在土壤——植物體系中遷移的特點(diǎn)、影響因素及作用機(jī)制。掌握土壤的吸附、酸堿和氧化還原特性,農(nóng)藥在土壤中的遷移原理與主要影響因素,以及主要農(nóng)藥在土壤中的轉(zhuǎn)歸規(guī)律與效應(yīng)。
第五章 生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及毒性
教學(xué)要點(diǎn):
污染物質(zhì)在生物機(jī)體之間的相互作用,涉及機(jī)體對(duì)污染物質(zhì)的吸收、分布、轉(zhuǎn)化、排泄等過(guò)程和污染物質(zhì)對(duì)機(jī)體毒性兩方面的內(nèi)容。
教學(xué)時(shí)數(shù):
西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱
6學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式
生物膜的結(jié)構(gòu);物質(zhì)通過(guò)生物膜的方式(膜孔濾過(guò)、被動(dòng)擴(kuò)散、被動(dòng)易化擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)及胞吞和胞飲)。
第二節(jié) 污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)
有機(jī)體對(duì)污染物的吸收;分布;排泄;蓄積。第三節(jié) 污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累
生物富集的概念;富集速率的計(jì)算;生物放大的概念;生物積累的概念及積累速率。第四節(jié) 污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化
生物轉(zhuǎn)化中的酶、幾種重要輔酶的功能;生物氧化中氫的傳遞;耗氧有機(jī)污染物的微生物降解;有毒有機(jī)污染物的生物轉(zhuǎn)化類(lèi)型和微生物降解;氮及硫、重金屬元素的微生物降解、污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化速率。
第五節(jié) 污染物質(zhì)的毒性
毒性的概念;毒物的毒性;毒物的聯(lián)合作用機(jī)理;毒作用的過(guò)程及生物轉(zhuǎn)化機(jī)制??己艘c(diǎn):
了解有關(guān)重要輔酶的功能;有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的類(lèi)型。掌握污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累;耗氧和有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解;若干元素的微生物轉(zhuǎn)化;微生物對(duì)污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)化速率;毒物的毒性、聯(lián)合作用和致突變、致癌及抑制酶活性等作用。
第六章 典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)
教學(xué)要點(diǎn):
重金屬汞、準(zhǔn)金屬砷和有機(jī)鹵代物、多環(huán)芳烴、表面活性劑等有機(jī)污染物在各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng);典型污染物的來(lái)源、用途和基本性質(zhì),它們?cè)诃h(huán)境中的基本轉(zhuǎn)化、歸趨規(guī)律與效應(yīng)。
教學(xué)時(shí)數(shù): 5學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容: 第一節(jié) 重金屬元素
重金屬中汞、砷的來(lái)源、分布、遷移及環(huán)境污染效應(yīng)。第二節(jié) 有機(jī)污染物
有機(jī)鹵化物、多環(huán)芳烴、表面活性劑的來(lái)源、遷移轉(zhuǎn)化及環(huán)境污染效應(yīng)??己艘c(diǎn):
了解典型污染物的來(lái)源和基本性質(zhì),掌握它們?cè)诃h(huán)境中的基本轉(zhuǎn)化、歸趨規(guī)律與效應(yīng)。
第七章 有機(jī)廢物及放射性固體廢物
教學(xué)要點(diǎn):
西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱
有害廢物的判定原則和進(jìn)入環(huán)境的途徑;其中重要的有害化學(xué)成分;核工業(yè)中放射性固體廢物的主要類(lèi)型與其所含的主要放射性核素;放射性核素的地下遷移以及放射性對(duì)人體損害的類(lèi)型和生化機(jī)制。
教學(xué)時(shí)數(shù): 4學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 固體廢物及分類(lèi)
固體污染物的產(chǎn)生;分類(lèi);時(shí)空特點(diǎn)。第二節(jié) 有害廢物
有害廢物的概念;判定;有害成分;進(jìn)入途徑;遷移途徑和危害性。第三節(jié) 放射性固體廢物
放射性的概念及判定;放射性固體廢物的分類(lèi);主要類(lèi)型及地下遷移速率;輻射損壞類(lèi)型和影響因素。
考核要點(diǎn):
掌握有害廢物的判定原則和進(jìn)入環(huán)境的途徑;了解其中重要的有害化學(xué)成分。掌握核工業(yè)中放射性固體廢物的主要類(lèi)型與其所含的主要放射性核素;放射性核素的地下遷移以及放射性對(duì)人體損害的類(lèi)型和生化機(jī)制;了解放射性衰變速率、放射性活度和輻射量。
三、參考書(shū)目
1、Manahan S E,陳莆華等譯,環(huán)境化學(xué),南開(kāi)大學(xué)出版社,1993
2、王曉蓉,環(huán)境化學(xué),南京大學(xué)出版社,1993 151
第四篇:環(huán)境化學(xué)論文
我國(guó)地下水污染現(xiàn)狀分析及防治研究進(jìn)展
學(xué)生:生命科學(xué)與化學(xué)系,應(yīng)用化學(xué)專業(yè),122572010022,范輝祥
課程:環(huán)境化學(xué)
任課老師:楊文卿
【摘要】地下水是人類(lèi)寶貴的淡水資源,由于受到人類(lèi)活動(dòng)的影響,目前卻在遭受著日益嚴(yán)重的污染,地下水污染防治迫在眉睫。本文介紹地下水資源現(xiàn)狀、地下水污染狀況、污染的途徑和污染防治的研究進(jìn)展,并分析中國(guó)地下水污染防治中存在的主要問(wèn)題,最后對(duì)地下水修復(fù)技術(shù)等進(jìn)行了討論并提出了建議,努力做到以預(yù)防為主、防治結(jié)合為方針,積極采取各種應(yīng)對(duì)措施在開(kāi)發(fā)中保護(hù)、在保護(hù)中開(kāi)發(fā),把城市地下水資源的可持續(xù)利用作為戰(zhàn)略目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】地下水污染;現(xiàn)狀分析;來(lái)源危害;防治;建議
1.前言
地下水是水資源的重要組成部分,已經(jīng)成為城市和工農(nóng)業(yè)用水的主要水源。在干旱、半干旱地區(qū),地下水則是主要的、甚至是唯一的可用水源。由于地下水自凈能力較弱,一旦受到污染,將難以更新和恢復(fù),會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響,直接對(duì)人類(lèi)及其活動(dòng)造成危害。關(guān)于地下水污染的定義,目前無(wú)比[1]較統(tǒng)一、完整的表述。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(DD2008—011)對(duì)地下水污染進(jìn)行了明確的定義:地下水污染(Groundwater Contamination)指在人類(lèi)活動(dòng)影響下,地下水水質(zhì)向著惡化方向發(fā)[2][3]展。許可認(rèn)為不管此種現(xiàn)象是否使水質(zhì)惡化達(dá)到影響使用的程度,只要這種現(xiàn)象一發(fā)生,就應(yīng)該視為污染。大量未經(jīng)處理或未達(dá)到一定排放標(biāo)準(zhǔn)的生活和工業(yè)污水的無(wú)序排放、工業(yè)廢水和城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的泄漏、農(nóng)藥化肥的生產(chǎn)及超量施用、生活和工業(yè)有害固體廢棄物的強(qiáng)對(duì)地下水污染的防治,開(kāi)發(fā)相應(yīng)的一些高新技術(shù)來(lái)挽救我們?nèi)找鎼夯牡叵滤h(huán)境,是我們當(dāng)前所面臨的一項(xiàng)迫切的任務(wù)。
2.地下水資源現(xiàn)狀及污染狀況
2.1 地下水資源現(xiàn)狀
全國(guó)地下淡水的天然補(bǔ)給資源約為每年8840億m3,占水資源總量的三分之一,其中山區(qū)6560億 m3,平原區(qū)2 2 8 0 億m3;地下淡水可開(kāi)采資源為每年3530億m3,其中山區(qū)為1970億m3,平原區(qū)為1560億m3。按賦存介質(zhì)劃分,地下水主要有孔隙水、巖溶水和裂隙水三種類(lèi)型,孔隙水天然淡水資源量每年2500 億m3,可開(kāi)采資源量每年1686 億m3,巖溶水天然淡水資源量每年2080億m3,可,開(kāi)采資源量每年870億m3,裂隙水天然淡水資源量每年4260億m3可開(kāi)采資源量每年971億m3??傮w上,中國(guó)地下水資源地域分布差異明顯,南方地下水資源豐富,北方相對(duì)缺乏,南、北方地下淡水天然資源分別約占全國(guó)地下淡水總量的70%和 30%。北方地區(qū)70% 的生活用水、60%的工業(yè)用水和4 5 %的農(nóng)業(yè)灌溉用水來(lái)自地下水。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)181個(gè)大中城市,有61個(gè)城市主要以地下水作為供水水源,40個(gè)城市以地表水、地下水共同作為供水水源,全國(guó)城市總供水量中地下水的供水量占30%。
2.2 地下水污染狀況
中國(guó)90%城市地下水不同程度遭受無(wú)機(jī)和有機(jī)有毒有害污染物的污染,已呈現(xiàn)由點(diǎn)向面、由淺到深、由城市到農(nóng)村不斷擴(kuò)展和污染程度日益嚴(yán)重的趨勢(shì)。地下水中的污染物質(zhì)按種類(lèi)和性質(zhì)可分為 4[4]大類(lèi) 即無(wú)機(jī)無(wú)毒物、無(wú)機(jī)有毒物、有機(jī)無(wú)毒物、無(wú)機(jī)有毒物,此外還有放射性物質(zhì)、生物污染和熱污染等。其中比較主要和常見(jiàn)的是無(wú)機(jī)類(lèi)型和有機(jī)污染類(lèi)型。2.2.1 無(wú)機(jī)污染物類(lèi)型(1)砷離子
地下水中As的污染源一般來(lái)自自然界中巖石的風(fēng)化溶解等,垃圾填埋場(chǎng)或化工廠也可能產(chǎn)生As污染。As在地下水中的存在形式大多是砷酸根(AsO43--)與亞砷酸根(AsO33--)。As的毒性或?qū)Νh(huán)境的危害不僅和總量有關(guān),更大程度上取決于其不同的化學(xué)形態(tài)。
(2)鉻離子
Cr(Ⅲ)是人體必需的金屬離子,但是若濃度過(guò)高,或以Cr(Ⅵ)的形式存在,則對(duì)人體產(chǎn)生相當(dāng)大的毒害。進(jìn)入人體可危害腎臟和心肌,離子態(tài)的 Cr(Ⅵ)Cr(Ⅵ)由于其氧化性和對(duì)皮膚的高滲透性,[5]接觸皮膚,被認(rèn)為有致癌作用,并發(fā)生變態(tài)反應(yīng)其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量為50u g /L,是實(shí)施總量控制的指標(biāo)[6-7]之一。
(3)汞離子
Hg污染源有電池、殺菌劑等化工產(chǎn)品生產(chǎn),采礦冶金、廢物處置及煤煙沉降等。Hg對(duì)人的身體有極大的危害,而且一旦轉(zhuǎn)化成有機(jī)汞,其毒害更大。20世紀(jì)發(fā)生在日本的“水俁病”就是因?yàn)榧谆卸?。許多在建與Hg相關(guān)的化工廠或冶金企業(yè)附近,水中的Hg污染都比較嚴(yán)重,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Hg的限量為1 ug /L。
(4)鉛離子
地下水中的Pb有可能被植物吸收,通過(guò)食物鏈和飲用水進(jìn)入動(dòng)物和人體,進(jìn)而影響人類(lèi)健康。研究發(fā)現(xiàn),成人每天攝人量 1mg以上時(shí)一會(huì)造成慢性鉛中毒。Pb對(duì)人類(lèi)健康的影響具有不可逆性和遠(yuǎn)期效應(yīng),Pb能對(duì)人體的多種組織器官產(chǎn)生危害。
(5)氟離子
氟是地球表面分布最廣的元素之一,同時(shí)也是一種人體必不可少的微量元素。飲用水適宜的氟濃度為0.5~1.0mg/L。當(dāng)飲用水缺氟時(shí),易患齲齒病,但攝取過(guò)量的氟又會(huì)損害人體健康。
(6)硝酸根離子
硝酸鹽的污染來(lái)源主要為化肥的使用、動(dòng)物排泄物、空氣中氮氧化物的沉降等。嬰兒攝人硝酸鹽會(huì)產(chǎn)生低血氧,其質(zhì)量濃度超過(guò) 4 m g /L與非霍奇金淋巴瘤有關(guān),食管癌、胃癌與致癌物亞硝胺及其前
[8-9]體物 N O3--和N O2--的分布有明顯的相關(guān)。2.2.2 有機(jī)污染物類(lèi)型(1)城市污水和工業(yè)廢水
氯代溶劑廣泛應(yīng)用于脫脂、干洗等現(xiàn)代工業(yè)中對(duì)地下水質(zhì)的威脅最大,普遍出現(xiàn)在城市地下水中。在美國(guó),大城市和小城鎮(zhèn)地下水都普遍發(fā)現(xiàn)污染。美國(guó)環(huán)保局對(duì)39個(gè)小城鎮(zhèn)地下水供水水源地的檢 測(cè)
[10]結(jié)果表明,在處理過(guò)或未處理過(guò)的地下水中都發(fā)現(xiàn)了11種揮發(fā)性氯代鏈烴。
(2)城市垃圾填埋
在一些填埋場(chǎng)和堆放場(chǎng),隨著時(shí)間增長(zhǎng),場(chǎng)下的土壤對(duì)大部分有機(jī)污染物的吸附達(dá)到飽和,甚至過(guò)
[10]飽和,達(dá)到最大吸附量后,污染物會(huì)沿著地下水流向作扇形擴(kuò)散,而造成地下水污染。
(3)石化污染
水源的工業(yè)城市,由于一系列的石化生產(chǎn)企業(yè)坐落在水源地上,生產(chǎn)、儲(chǔ)存與運(yùn)輸過(guò)程中的泄漏,污水的不合理排放,使得地下水遭受不同程度的污染,己直接影響到當(dāng)?shù)厝嗣竦纳罴肮まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)[11]展。
(4)農(nóng)用化學(xué)藥劑的施用
農(nóng)藥也是一種全球性的地下水有機(jī)污染物,歐共體是世界上最大的農(nóng)藥用戶,亞洲地區(qū)使用的農(nóng)藥超過(guò) 3 0 0種。
(5)空氣中污染質(zhì)的沉降
大氣中有機(jī)污染物質(zhì)的干濕沉降也是地下水中有機(jī)污染質(zhì)的來(lái)源之一,如多環(huán)芳烴類(lèi)。
3.地下水污染的途徑
3.1 間歇入滲型
污染物通過(guò)大氣降水或灌溉水的淋濾,使固體廢物、表層土壤或地層中的有害或有毒組分,周期性地從污染源通過(guò)包氣帶深入含水層。這種滲入多半是呈非飽和狀態(tài)的淋雨?duì)顫B流形式,或者呈短時(shí)間 q 飽水狀態(tài)連續(xù)浚流形式。此種污染,無(wú)論在其范圍或濃度上,均可能有季節(jié)性的變化,主要污染對(duì)象是潛水。
3.2 連續(xù)入滲型
污染物隨污水或污水溶液連續(xù)不斷地滲入含水層,最常見(jiàn)的是污水聚積地段(污水池、污水滲坑、污水快速滲濾場(chǎng)、污水管道等)的滲漏,以及被污染地表水體和污水渠的滲漏,其主要污染對(duì)象也多半是潛水。
3.3 越流型
污染物通過(guò)層間弱透水層以越流的形式轉(zhuǎn)移到其他含水層。這種轉(zhuǎn)移或者是通過(guò)天然途徑(水文地 質(zhì)天窗),或者通過(guò)人為途徑(結(jié)構(gòu)不合理的井管、破損的老井管等),或者人為開(kāi)采引起的地下水動(dòng)力條件的變化而改變了水流方向,是污染水流通過(guò)大面積的弱透水層越流轉(zhuǎn)移到其他含水層。其污染來(lái)源可能是地下水環(huán)境本身的,也可能是外來(lái)的,它可能污染承壓水也可能污染潛水。研究這一類(lèi)型污染的困難之處是難于查清越流具體地點(diǎn)及地質(zhì)部位。
3.4 徑流型
污染物通過(guò)地下徑流的形式進(jìn)入含水層,即通過(guò)廢水處理井,或者通過(guò)巖溶發(fā)育的巨大巖溶通道,或者通過(guò)廢液地下儲(chǔ)存層的隔離層的破裂進(jìn)入其他含水層。海水入侵是海岸地區(qū)地下淡水超量開(kāi)采而造成海水向陸地流動(dòng)的地下徑流。此種形式的污染,其污染物可能是人為來(lái)源也可能是天然來(lái)源,可能污染潛水也可能污染承壓水。其污染范圍可能不很大,但其污染程度往往由于缺乏自然凈化作用而顯得十分嚴(yán)重。
4.地下水資源污染的危害
(1)嚴(yán)重?fù)p害居民的身心健康,導(dǎo)致霍亂、血吸蟲(chóng)病、痢疾等疾病的流行。水資源是人類(lèi)的生命
之源,人們的生存離不開(kāi)水。但是飲用了被污染的水,人們就會(huì)產(chǎn)生疾病甚至死亡。
(2)由于地下水平均循環(huán)時(shí)間很長(zhǎng),在接近水位地方的往往是一年左右,而在深處蓄水層的循環(huán)時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)千年,所以一旦被污染,很難被清除,當(dāng)然更無(wú)法被有效利用。但是水資源作為工業(yè)的血液和農(nóng)業(yè)的命脈,支撐著人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,一旦可用地下水資源受到嚴(yán)重污染,就會(huì)嚴(yán)重制約城市經(jīng)濟(jì)發(fā) 展和社會(huì)進(jìn)步。而為了維持城市正常運(yùn)轉(zhuǎn),人們不得不花費(fèi)人力、物力和財(cái)力尋找新的水源。
(3)地下水污染近幾年來(lái)在許多地方突出地表現(xiàn)出來(lái),從污染物類(lèi)型來(lái)分分為有機(jī)物污染和無(wú)機(jī)物污染。石油及化工產(chǎn)品苯及其同系物、苯酚、高分子聚介物等有機(jī)物都是生物難以降解,對(duì)人類(lèi)健康危害極大的,有許多是致癌物質(zhì),所以說(shuō)地下水中石化產(chǎn)品的廣泛存在,是構(gòu)成全球性惡性腫瘤的一個(gè)重要因素。地下水中含有超量的汞、鉻、氟、砷及鉛 等金屬元素及其化合物,每種物質(zhì)的超量存在都會(huì)對(duì)人及動(dòng)物造成嚴(yán)重的危害。這些金屬元素及其化合物在自然界生物體內(nèi)都有蓄集作用,即通過(guò)生物鏈的傳遞使污染物的濃度不斷擴(kuò)大,造成的危害也 就越來(lái)越大。它們可以在人體的肝、腎、脾以及腦組織、骨組織等重要部位富集,長(zhǎng)期飲用含超標(biāo)汞的地下水會(huì)引起肝炎、腎炎、運(yùn)動(dòng)失調(diào)等疾病,往往導(dǎo)致死亡或遺患終生。鎘在人體中有很強(qiáng)的富集作用,飲用被鎘污染的水會(huì)引起慢性中毒,損害人的肝、[12]腎和骨骼等。
5.地下水污染防治的研究進(jìn)展
國(guó)外,尤其是歐美自20世紀(jì)70年代以來(lái)在地下水污染點(diǎn)源污染治理方面取得了較大的進(jìn)展,涌現(xiàn)出了許多地下水污染的預(yù)防及治理方法。中國(guó)在地下水污染調(diào)查及地下水污染物遷移轉(zhuǎn)化模式方面已做了一些基礎(chǔ)性工作,但地下水污染治理技術(shù)剛剛起步,工程應(yīng)用實(shí)例不多。1980年初首先由山東省地質(zhì)局等單位在濟(jì)寧市郊區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究工作,并建立了中國(guó)第一個(gè)為預(yù)測(cè)地下水污染發(fā)展趨勢(shì)的[13]地下水水質(zhì)模型。1 9 8 2年武漢水利電力學(xué)院應(yīng)用伽遼金有限元法求解了在滲流區(qū)有抽水井條件下的[14]二維溶質(zhì)遷移及在自由表面上有人滲補(bǔ)給時(shí)二維滲流中的溶質(zhì)遷移問(wèn)題。此后,許多學(xué)者開(kāi)始進(jìn)行這方面的理論和工程應(yīng)用研究。其中對(duì)流彌散模型是使用最多的數(shù)學(xué)模型,許多研究者將該模型加 以修
[15-17]正以使模型適 用于不同的工程情況。國(guó)家環(huán)保局與清華大學(xué)于1991年一1995年以山東淄博大武
[18]水源地石油類(lèi)污染為研究對(duì)象,深入開(kāi)展了一系列室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究,在10k m2 范圍內(nèi)布置了213口抽水井和觀測(cè)井。監(jiān)測(cè)資料表明,該地區(qū)地下水中石油類(lèi)污染物濃度平均達(dá) 到1.0m g /L,最高達(dá)到30m g /L。
[19]胡國(guó)臣、張清敏等采用室內(nèi)土柱實(shí)驗(yàn)法,研究了向土壤中摻人活性炭纖維對(duì)地下水硝酸鹽氮污染的防治效果。結(jié)果表明,將活性炭纖維摻人土壤中,可以強(qiáng)化土壤反硝化作用,防止硝酸鹽氮對(duì)地下水的污染。這種防治技術(shù)簡(jiǎn)單、有效,并且能增加土壤的肥力和保墑能力,環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益皆佳。呂[20]春玲、李燁等通過(guò)對(duì)烏魯木齊市地下水污染現(xiàn)狀、污染源及污染途徑分析,認(rèn)為工業(yè)廢水、生活污水、固體廢棄物、農(nóng)藥和化肥等是造成地下水污染的主要原因,并針對(duì)某地區(qū)、市具體情況提出了相應(yīng)的水環(huán)境污染防治、水資源保護(hù)利用對(duì)策。
6.存在的主要問(wèn)題及建議
6.1存在的問(wèn)題
中國(guó)現(xiàn)行的有關(guān)防治地下水污染的法律法規(guī)不健全,難以支撐地下水污染防治工作的開(kāi)展與實(shí)施;中國(guó)的地下水管理涉及多個(gè)管理部門(mén),在地下水的管理與保護(hù)中,各管理部門(mén)的管理權(quán)限雖然有交叉,但地下水污染防治的監(jiān)督管理的責(zé)任分工卻不明確,各個(gè)管理部門(mén)之間又缺乏有效的綜合協(xié)調(diào)機(jī)制,人為地將一種資源的開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)割裂開(kāi)來(lái),造成多頭管理,使得地下水污染防治的監(jiān)管責(zé)任無(wú)法明確,地下水污染監(jiān)測(cè)沒(méi)有形成統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和管理體系,監(jiān)測(cè)制度不統(tǒng)一,監(jiān)測(cè)工作管理不到位;中國(guó)缺乏對(duì)區(qū)域地下水污染的實(shí)時(shí)監(jiān)控,缺少國(guó)家級(jí)地下水污染防治的預(yù)警評(píng)價(jià)與信息系統(tǒng)、應(yīng)急保障體系,遇到突發(fā)或長(zhǎng)期污染事件,難以準(zhǔn)確迅速地采取有效控制措施;卓屠地下水污染坊治技術(shù)研發(fā)與工程實(shí)
踐都處于落后狀態(tài),地下水污染控制與修復(fù)技術(shù)體系尚未形成,一旦發(fā)生嚴(yán)重的地下水污染,很難及時(shí)有效地進(jìn)行處理,所造成的環(huán)境與生態(tài)破壞很可能是難以逆轉(zhuǎn)的。
6.2 建議
針對(duì)中國(guó)地下水污染防治的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題提出以下建議:
(1)完善地下水環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)體系。面對(duì)地下水污染的嚴(yán)峻形勢(shì),以及地下水環(huán)境管理中存在的諸多問(wèn)題,應(yīng)進(jìn)一步完善地下水污染防治的有關(guān)法律法規(guī)體系,為地下水環(huán)境的保護(hù)提供完備的法律依據(jù)與政策支持。
(2)加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng),迅速補(bǔ)充和完善地下監(jiān)測(cè)井網(wǎng),逐步建立和完善水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系。設(shè)立地下水觀測(cè)專用井,建立地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析預(yù)測(cè)服務(wù)系統(tǒng)。對(duì)重點(diǎn)污染地區(qū)(段)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè),系統(tǒng)掌握區(qū)域地表水、地下水水質(zhì)的污染發(fā)展變化及動(dòng)態(tài)
[21]特征,為開(kāi)發(fā)利用和管理保護(hù)提供及時(shí)、科學(xué)的依據(jù)。
(3)建立全國(guó)地下水污染預(yù)警與應(yīng)急預(yù)案。為保證對(duì)地下水污染突發(fā)事件的有效應(yīng)對(duì),建立完善的地下水污染應(yīng)急保障體系,對(duì)大區(qū)域范圍內(nèi)的地下水污染信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)地下水污染嚴(yán)重的地區(qū)及時(shí)預(yù)報(bào),使我們能夠在第一時(shí)間掌握地下水污染的情況并及時(shí)采取措施控制污染的蔓延。
(4)加強(qiáng)地下水污染防治技術(shù)攻關(guān)。中國(guó)的地下水污染防治工作才剛剛起步,還十分缺乏有效的地下水污染防治技術(shù)。因此,加大地下水污染防治技術(shù)的研發(fā)投人十分必要。一是可以由國(guó)家財(cái)政直接投資,開(kāi)展地下水污染防治技術(shù)攻關(guān),并將實(shí)驗(yàn)成熟的治理技術(shù)在全國(guó)進(jìn)行推廣;二是可以充分利用信貸、金融和稅收優(yōu)惠政策,吸引民間資金投資地下水環(huán)境的保護(hù),對(duì)地下水污染防治技術(shù)進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)。
7.結(jié)論
對(duì)地下水污染的治理,應(yīng)遵從清潔生產(chǎn)、安全經(jīng)濟(jì)的原則,進(jìn)行綜合治理。首先要弄清污染源與污染物質(zhì),采用多種方法結(jié)合、多單元組成、多級(jí)處理,通過(guò)科學(xué)的調(diào)查分析、比較后,必要時(shí)要開(kāi)展治理工藝試驗(yàn)研究。
地下水有機(jī)和無(wú)機(jī)污染研究和治理將給水文地質(zhì)和環(huán)境工程研究帶來(lái)理論和研究方法的革新,并極大地豐富和發(fā)展地下水科學(xué)理論體系。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)地下水污染研究的總的方向是從微觀到宏觀,從基礎(chǔ)理論到應(yīng)用技術(shù)。中國(guó)的地下水污染研究取得了豐碩的成果,但是與國(guó)外相比還存在一定的差距,應(yīng)大力關(guān)注和借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),不斷探索適合本國(guó)國(guó)情的研究方法和研究體系使地下水污染研究工作向新的深度和廣度發(fā)展。
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The prevention and control of groundwater pollution situation analysis and research progress in our country
Huixiang Fan 122572010022
Supervisor: Wenqing Yang Major in Applied chemistry
Minnan Institute of Science and Technology Abstract:Groundwater is the mankind's precious water resources.Due to the impact of human activities,it are suffering from increasingly serious pollution.Groundwater pollution prevention and control is imminent.In this paper, the present situation of groundwater resources, groundwater pollution situation, pollution way and the research progress of pollution prevention.And analyze the main problems of groundwater pollution prevention in China.Finally, put forward suggestions about groundwater remediation technology are discussed.Trying to make guidelines for combining prevention, prevention and cure,Take various measures to actively in the development in the protection and development in the protection.The sustainable utilization of urban groundwater resources as a strategic goal.Key words:Groundwater pollution;Analysis of the situation;Sources of hazards;The prevention and control;Suggestions
第五篇:環(huán)境化學(xué)論文
我國(guó)環(huán)境化學(xué)的發(fā)展與展望
許洪康 201140710144 摘 要:經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展,我國(guó)環(huán)境化學(xué)學(xué)科已經(jīng)成為化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支,成為環(huán)境科學(xué)的主流與核心組成部分本文回顧了二十年來(lái)尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)十年的環(huán)境化學(xué)發(fā)展歷程,對(duì)環(huán)境化學(xué)面臨的問(wèn)題和前景進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:環(huán)境化學(xué);發(fā)展與展望;環(huán)境化學(xué)分析;土壤環(huán)境化學(xué);水環(huán)境化學(xué);大氣環(huán)境化學(xué);污染生態(tài)化學(xué)
環(huán)境化學(xué)是化學(xué)科學(xué)的一個(gè)重要分支和環(huán)境科學(xué)的核心組成部分,主要研究化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的存在、轉(zhuǎn)化、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法。該學(xué)科是以研究解決化學(xué)物質(zhì)引起的環(huán)境問(wèn)題為目標(biāo)對(duì)象,其理論和方法是環(huán)境科學(xué)研究不可或缺的基礎(chǔ)。
國(guó)際環(huán)境化學(xué)的發(fā)展大致經(jīng)歷了如下階段: 二次大戰(zhàn)以后至20世紀(jì)60年代初是環(huán)境化學(xué)的孕育階段,70年代為環(huán)境化學(xué)的形成階段,80年代以后進(jìn)入發(fā)展完善階段。1995年,Rowland、Molina和Crutzen 3位科學(xué)家因研究氯氟烴(CFCs)損耗平流層臭氧的作用被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),這標(biāo)志著環(huán)境化學(xué)在直面和解決人類(lèi)面臨的各種嚴(yán)峻環(huán)境問(wèn)題,并與眾多傳統(tǒng)和新興學(xué)科的相互融合滲透中,已經(jīng)進(jìn)入到全面發(fā)展的階段,并在推動(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)研究進(jìn)步和解決人類(lèi)面臨的重大環(huán)境問(wèn)題等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[1]。與此同時(shí),我國(guó)的環(huán)境化學(xué)研究也在解決環(huán)境污染的實(shí)踐過(guò)程中獲得了長(zhǎng)足發(fā)展,建立了具有自身學(xué)科特點(diǎn)的理論與方法,學(xué)科體系不斷完善與成熟。研究尺度則從微觀分子水平逐步向局部地區(qū)乃至全球范圍延伸。各分支領(lǐng)域的研究工作促進(jìn)了環(huán)境化學(xué)學(xué)科在我國(guó)的全面發(fā)展,也為我國(guó)的環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)。近二十年國(guó)我國(guó)環(huán)境化學(xué)的發(fā)展
與全球范圍環(huán)境保護(hù)事業(yè)和環(huán)境化學(xué)學(xué)科的飛速發(fā)展同步,我國(guó)的環(huán)境保護(hù)事業(yè)和環(huán)境化學(xué)研究在近20年也有了長(zhǎng)足發(fā)展?!秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》將改善生態(tài)環(huán)境列入重點(diǎn)領(lǐng)域和優(yōu)先主題,明確指出“改善生態(tài)和環(huán)境是事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和人民生活質(zhì)量提高的重大問(wèn)題”,這既表明了國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的高度重視,也極大促進(jìn)了我國(guó)環(huán)境化學(xué)研究的深入和水平的提高。在可持續(xù)發(fā)展和科教興國(guó)戰(zhàn)略的指導(dǎo)下,國(guó)家先后實(shí)施了一系列重大生態(tài)環(huán)境治理工程,圍繞有毒有害污染物的環(huán)境行為、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、污染控制和治理等,在“973”、“863”、國(guó)家環(huán)境保護(hù)公益項(xiàng)目、國(guó)家環(huán)境保護(hù)支撐項(xiàng)目、水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重大、重點(diǎn)和面上項(xiàng)目的支持下,立項(xiàng)開(kāi)展了許多環(huán)境保護(hù)的科研攻關(guān)和重大研究計(jì)劃,如國(guó)家科技部、環(huán)保部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院等部門(mén)在典型化學(xué)污染物的環(huán)境化學(xué)行為與生態(tài)毒理效應(yīng),環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的篩選與控制技術(shù),持久性有毒化學(xué)污染物形態(tài)、環(huán)境過(guò)程、毒理效應(yīng)與控制原理,典型持久性有毒污染物的分析新方法,典型污染物的環(huán)境危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法學(xué)基礎(chǔ)研究,稀土農(nóng)用的環(huán)境化學(xué)行為及生態(tài)、毒理效應(yīng),典型POPs的環(huán)境過(guò)程與毒理效應(yīng),環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)的理論和方法,典型工業(yè)過(guò)程中UP-POPs的形成機(jī)制和控制原理,典型納米材料的環(huán)境應(yīng)用和毒性效應(yīng),大氣復(fù)合污染及其形成機(jī)理,典型POPs微界面吸附行為,水處理功能納米材料的制備、修飾及其界面過(guò)程,納米材料與技術(shù)在水中污染物選擇性消除中的應(yīng)用等方面設(shè)立開(kāi)展了各種層次的研究計(jì)劃,取得了一批創(chuàng)新性和具有國(guó)際顯示度的研究成果[2]。在天然水質(zhì)變化與水污染控制原理、難降解有毒有害污染物的物理化學(xué)去除與生物降解和高級(jí)化學(xué)氧化、水質(zhì)凈化的高效生物和絮凝反應(yīng)器、廢水的無(wú)害化與資源化、清潔生產(chǎn)等方面取得了達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的研究成果,獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和國(guó)家教委科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境問(wèn)題的重視和公眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,跨世紀(jì)的環(huán)境化學(xué)任重道遠(yuǎn)。無(wú)論是控制或防治環(huán)境污染和生態(tài)惡化還是從改善環(huán)境質(zhì)量、保護(hù)人體健康、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展等各個(gè)方面,環(huán)境化學(xué)都可以發(fā)揮重要作用。在環(huán)境監(jiān)測(cè),大氣復(fù)合污染的化學(xué)機(jī)制、污染評(píng)價(jià)與防止對(duì)策,水體中復(fù)合污染及土壤多介質(zhì)污染機(jī)制研究,有毒化學(xué)品生態(tài)效應(yīng)及危險(xiǎn)性評(píng)價(jià),內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的篩選,污染控制原理,環(huán)境修復(fù)技術(shù)等諸多領(lǐng)域,環(huán)境分析化學(xué),大氣、水體和土壤環(huán)境化學(xué),污染生態(tài)化學(xué),污染控制化學(xué)等分支學(xué)科都面臨著挑戰(zhàn)和良好的發(fā)展機(jī)遇[3]。
近年來(lái)各種技術(shù)在環(huán)境化學(xué)上的應(yīng)用 2.1 環(huán)境分析化學(xué)
環(huán)境分析化學(xué)是環(huán)境化學(xué)的一個(gè)重要組成部分,是開(kāi)展各類(lèi)環(huán)境科學(xué)研究不可缺少的基礎(chǔ),擔(dān)負(fù)著為環(huán)境科研、環(huán)境管理和污染治理提供科學(xué)數(shù)據(jù)的重要任務(wù)。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),人們發(fā)現(xiàn)化學(xué)分析本身也是一種污染排放源。近年來(lái)人們致力于少用或不用有機(jī)溶劑和其他化學(xué)試劑,進(jìn)行綠色分析化學(xué)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā),綠色分析化學(xué)技術(shù)已成為國(guó)際分析化學(xué)的前沿,其目標(biāo)是利用環(huán)境友好的方法和原理,盡量不用或少用有害化學(xué)試劑,將環(huán)境污染減少到最低限度。目前的研究主要集中于環(huán)境友好的樣品處理和富集技術(shù),如微波消解、微波萃取、超臨界流體萃取、固相萃取、固相微萃取和膜萃取等,以及綠色分析技術(shù),綠色分析技術(shù)更是成為化學(xué)分析技術(shù)的重要發(fā)展方向。2.2 土壤環(huán)境化學(xué)
土壤環(huán)境化學(xué)主要研究化學(xué)污染物在土壤體系中的環(huán)境行為,包括遷移轉(zhuǎn)化中的化學(xué)、物理和生物過(guò)程及其模型研究等,主要研究對(duì)象是進(jìn)入土壤系統(tǒng)的重金屬和農(nóng) 藥等有機(jī)物的環(huán)境化學(xué)行為。目前土壤的污染源主要有化肥和農(nóng)藥殘留;廢物(廢 渣、污水和垃圾等)的處理場(chǎng)所;大氣或水體中的污染物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化,進(jìn)入土壤,使土壤隨之亦遭受污染;在自然界中某些元素的富集中心或礦床周?chē)?,形成自然擴(kuò)散暈,使附近土壤中元素的含量超出一般土壤的含量范圍。污染物種類(lèi)包括有機(jī)物質(zhì),主要為有機(jī)氯和有機(jī)磷兩大類(lèi);氮類(lèi)和磷類(lèi)化學(xué)肥料;重金屬;放射性元素如銫、鍶等;有害微生物類(lèi),如腸細(xì)菌、炭疽桿菌、破傷風(fēng)桿菌、腸寄生蟲(chóng)、霍亂弧菌、結(jié)核桿菌等。大量有機(jī)污染物(特別是各種農(nóng)藥)以及重金屬污染物一直是我們研究的重點(diǎn)和方向[4]。其研究成果對(duì)治理我國(guó)嚴(yán)重的土地污染具有深刻而長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。
改革開(kāi)放以來(lái),化工、冶金工廠如雨后春筍般出現(xiàn),其排放的未經(jīng)任何處理廢氣是造成酸雨的主要成分之一。酸雨對(duì)土壤乃至整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響越來(lái)越嚴(yán)重,周青等在綜述了酸雨對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)危害、生態(tài)系統(tǒng)對(duì)酸雨的敏感性、植物酸致?lián)p傷機(jī)理的基礎(chǔ)上,探討了中國(guó)酸沉降嚴(yán)重危害地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)和措施,以及化學(xué)控制植物代謝減輕酸雨傷害的生態(tài)生理學(xué)研究近況,認(rèn)為有關(guān)酸雨的傷害機(jī)理有待進(jìn)一步研究,并且在減輕酸雨傷害陸地生態(tài)系統(tǒng)植被的抗逆減災(zāi)研究中,生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)與措施具有長(zhǎng)效性、簡(jiǎn)約性和實(shí)用性的優(yōu)點(diǎn)[5]。我國(guó)環(huán)境工作者就中國(guó)酸雨的現(xiàn)狀和自然成因進(jìn)行了探討,并根據(jù)中國(guó)酸雨的實(shí)際情況,結(jié)合國(guó)家的制定控制目標(biāo),提出了具體的防治策略。2.3 大氣環(huán)境化學(xué)
20年來(lái)中國(guó)大氣污染化學(xué)的研究,大體可歸納為:大氣顆粒物的表征和污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律兩方面。在對(duì)大氣顆粒物的表征研究中,已經(jīng)對(duì)大氣顆粒物的物理化學(xué)特性、化學(xué)組成與存在狀態(tài)及大氣顆粒物來(lái)源識(shí)別進(jìn)行了深入的探討,為大氣氣溶膠(顆粒物)化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),對(duì)認(rèn)識(shí)和解決大氣污染問(wèn)題有一定的導(dǎo)向性作用。此外,在掌握中國(guó)大氣污染特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,有關(guān)圍繞燃煤產(chǎn)生的污染物在大氣環(huán)境中遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律及其影響的研究,已成為大氣環(huán)??蒲泄ぷ鞯闹饕獌?nèi)容。
對(duì)燃煤和燃油產(chǎn)生的硫氧化物和氮氧化物等污染物的控制一直是環(huán)境化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一,但是基礎(chǔ)性的化學(xué)研究較少。污染控制材料的化學(xué)基礎(chǔ)研究也是重要的研究?jī)?nèi)容[6],除此以外,對(duì)溫室氣體的排放控制研究,對(duì)大氣可吸入微粒(<10Lm和<215Lm)對(duì)人體健康影響的研究,也是值得重視的研究方向。因此,在今后的研究中,結(jié)合中國(guó)環(huán)境污染的實(shí)際情況的大氣環(huán)境化學(xué)應(yīng)是重要的研究方向。
還有就是近年來(lái)由于臭氧層破壞和溫室效應(yīng)等全球性大氣環(huán)境問(wèn)題受到國(guó)際上的重視,對(duì)于痕量氣體甲烷、氟氯烴、氧化亞氮、二氧化碳等的源與匯以及它們與大氣中際O3或其它活性物種(如OH自由基等)的反應(yīng)機(jī)制,環(huán)境效應(yīng),已成為大氣(污染)化學(xué)研究的熱門(mén)課題。中國(guó)也已開(kāi)展了氟氯鹵代烴、芳香烴等溫室氣體與自由基的反應(yīng)及光化學(xué)的各項(xiàng)機(jī)理研究[7]。如研究了OH自由基與氟利昂的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等基礎(chǔ)性問(wèn)題。此外,瞬態(tài)物種的分析和監(jiān)測(cè)(如對(duì)臭氧層化學(xué)反應(yīng)中自由基的 檢測(cè))為認(rèn)識(shí)大氣化學(xué)動(dòng)態(tài)過(guò)程提供了重要數(shù)據(jù)。2.4 水環(huán)境化學(xué)
水是生命之源,水環(huán)境的優(yōu)劣關(guān)系和污染關(guān)系到地球上所有生物的生存。水環(huán)境化學(xué)的基本研究?jī)?nèi)容是水體中各種化學(xué)物質(zhì)物相之間的化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程及其歸宿和趨勢(shì)。在對(duì)水體中無(wú)機(jī)物的環(huán)境化學(xué)研究中,無(wú)機(jī)物的形態(tài)分布、變化及其生物可給性得到了重視和發(fā)展,如水環(huán)境中硫、磷形態(tài)的分析及磷形態(tài)的生物可給性[8],水相中汞、硒、砷的形態(tài)及生物積累[9-11],藻類(lèi)細(xì)胞富集稀土元素的細(xì)胞化學(xué)行為研究等。
隨著有機(jī)污染物分析方法的進(jìn)展,有機(jī)污染物的水環(huán)境化學(xué)近年也有較快發(fā)展,主要研究?jī)?nèi)容包括典型農(nóng)藥、某些致突變物質(zhì)及污染水體中潛在有毒有機(jī)物質(zhì)的水解、光解、生物降解和吸附/解吸等過(guò)程。如多環(huán)芳烴在水體中的自凈機(jī)理,自來(lái)水中強(qiáng)致突變物質(zhì)形成機(jī)理[12],國(guó)產(chǎn)新農(nóng)藥單甲脒對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的影響等。
由于水污染物有多種不同種類(lèi),因此相應(yīng)的水污染控制方法也各有不同。新技術(shù)在水污染控制中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究一直是重點(diǎn)鼓勵(lì)的研究領(lǐng)域。近年來(lái)中國(guó)科研人員跟蹤國(guó)際前沿領(lǐng)域,對(duì)多種新技術(shù)在水污染控制中的應(yīng)用開(kāi)展了探索性的研究工作,其中用半導(dǎo)體納米粒子進(jìn)行多相光催化氧化處理有機(jī)污染物廢水的方法,逐漸成為研究熱點(diǎn)[13],今后多相光催化氧化等新技術(shù)應(yīng)向?qū)嶋H應(yīng)用和反應(yīng)機(jī)理兩方面縱深發(fā)展。生物處理法是處理含有機(jī)污染物廢水的有效而廉價(jià)的方法,近年來(lái)也取得了較好進(jìn)展,但處理廢水中難降解有毒有機(jī)污染物仍是研究的難點(diǎn)。為此,中國(guó)集中力量研究光催化氧化技術(shù)及生物技術(shù)處理廢水中有毒有機(jī)污染物的機(jī)理和新污控技術(shù),目的是為工業(yè)廢水或已污染飲用水中難降解有毒有機(jī)污染物的治理提供經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新技術(shù),并為治理對(duì)策提供理論依據(jù)。化境化學(xué)發(fā)展展望
正如我們所知環(huán)境化學(xué)是一門(mén)飛速發(fā)展中的綜合性交叉學(xué)科,加上國(guó)外和我國(guó)差異巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況不斷向環(huán)境化學(xué)提出各種新的需要解決的現(xiàn)實(shí)環(huán)境問(wèn)題,因此環(huán)境化學(xué)發(fā)展存在巨大的內(nèi)在和外在推動(dòng)力??偨Y(jié)有關(guān)發(fā)展,環(huán)境化學(xué)學(xué)科發(fā)展在今后應(yīng)該關(guān)注如下研究。
新原理、新方法和新技術(shù)研究開(kāi)發(fā)仍然是環(huán)境分析化學(xué)獲得質(zhì)的飛躍的原動(dòng)力。例如,色譜技術(shù)中的多維色譜由于其高分辨能力可在復(fù)雜環(huán)境樣品分析中發(fā)揮重要作用,而親水性相互作用色譜則可完成高度極性和水溶性代謝產(chǎn)物和降解產(chǎn)物的分析和鑒定。先進(jìn)的同位素質(zhì)譜技術(shù)和手性分離分析技術(shù)將在微量污染物的準(zhǔn)確定量污染源解析中獲得更多應(yīng)用,生物檢測(cè)生物標(biāo)志物和被動(dòng)采樣等可反映污染物生物效應(yīng)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的新方法將得到更大發(fā)展,原位現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)方法將在環(huán)境污染事件的快速處置中大顯身手。此外,要高度重視新型污染物納米材料污染物污染物代謝和降解產(chǎn)物的分析技術(shù)研究,而前蘇聯(lián)切爾諾貝利和日本福島核事故造成的嚴(yán)重核素污染提醒我 們必須高度關(guān)注核污染的檢測(cè)預(yù)警和處置研究。
環(huán)境污染化學(xué)研究在貼近世界環(huán)境科學(xué)前沿的同時(shí),要密切結(jié)合我國(guó)環(huán)境污染的復(fù)合型壓縮型結(jié)構(gòu)型和嚴(yán)重性特點(diǎn) 力爭(zhēng)在灰霾污染和形成機(jī)制,溫室氣體和室內(nèi)空氣污染特征,大氣污染演變趨勢(shì)及預(yù)測(cè),土壤-植物-微生物-動(dòng)物系統(tǒng)中污染物遷移轉(zhuǎn)化,環(huán)境污染人體暴露途徑與食品安全等研究方面取得突破。結(jié)論
環(huán)境化學(xué)在快速發(fā)展的過(guò)程中,其學(xué)科的理論體系一直在不斷完善。根據(jù)我國(guó)國(guó)情和環(huán)境問(wèn)題的發(fā)展, 無(wú)論從任務(wù)的需要, 還是從學(xué)科發(fā)展, 結(jié)合全球發(fā)展趨勢(shì)來(lái)考慮, 我國(guó)環(huán)境化學(xué)的重點(diǎn), 應(yīng)放在對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重大影響及能改善我國(guó)環(huán)境狀況有關(guān)的重大環(huán)境化學(xué)問(wèn)題的研究、對(duì)全球性重大環(huán)境問(wèn)題中的環(huán)境化學(xué)研究、對(duì)中國(guó)特有的重大環(huán)境問(wèn)題中環(huán)境化學(xué)機(jī)理、對(duì)促進(jìn)學(xué)科發(fā)展任務(wù)需要起突破性作用的環(huán)境化學(xué)理論和方法論等。應(yīng)該立足國(guó)內(nèi), 面向全球, 側(cè)重當(dāng)前, 著眼未來(lái), 環(huán)境化學(xué)研究大有可為、大有潛力。
新世紀(jì)已經(jīng)到來(lái), 有機(jī)會(huì)也有挑戰(zhàn), 期待著全國(guó)環(huán)境化學(xué)科研工作者的共同努力。我國(guó)的環(huán)境化學(xué)研究必將開(kāi)創(chuàng)一片新天地。
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