文檔環(huán)化第三章

第三章作業(yè)1.重金屬類污染物在環(huán)境中可以發(fā)生哪些遷移和轉(zhuǎn)化行為？2.有機(jī)污染物的主要理化參數(shù)有那些？3.簡(jiǎn)述有機(jī)污染物的主要環(huán)境行為及其參數(shù)。4.什么是光化學(xué)反應(yīng)?可以分為哪幾類?5.簡(jiǎn)述光吸收過(guò)程的基本原理。6.簡(jiǎn)述光物理過(guò)程和光化學(xué)過(guò)程7.簡(jiǎn)述光化學(xué)的基本定律。答案第三章：1.重金屬類污染物在環(huán)境中可以發(fā)生哪些遷移和轉(zhuǎn)化行為？答：重金屬類污染物的環(huán)境行為有：它們?cè)诃h(huán)境中可以以游離態(tài)形式溶解，非溶解的可以揮發(fā)進(jìn)入另一環(huán)境介質(zhì)，也可以與某些物質(zhì)形成沉淀，也可以發(fā)生氧化與還原作用，同時(shí)也可以與環(huán)境介質(zhì)中某些物質(zhì)形成配合物，還可以被動(dòng)植物攝取，沿食物鏈進(jìn)行遷移，難降解的物質(zhì)可以富集在生物體內(nèi)，同時(shí)重金屬類物質(zhì)還可以經(jīng)過(guò)烷基化，吸附和淋溶作用在環(huán)境中進(jìn)行遷移和轉(zhuǎn)化。2.有機(jī)污染物的主要理化參數(shù)有那些？答：共有12個(gè)參數(shù)，分別是：(1)土壤（沉積物）有機(jī)碳吸附系數(shù)(Koc)：Koc=Kp/Xoc，Kp=Cs/Cw，其中Cs和Cw分別表示污染物在土壤（沉積物）和水中達(dá)到平衡時(shí)的濃度，Kp為分配系數(shù)，Xoc為沉積物中有機(jī)碳的含量。(2)正辛醇/水分配系數(shù)(KOW)：分配平衡時(shí)，某一有機(jī)化合物在辛醇相中的濃度(CO)與其在水相中非離解形式濃度(CW)的比值。(3)水溶解度(SW)：在一定溫度下，該物質(zhì)溶解在單位量的純水中的最大量。(4)正辛醇/空氣分配系數(shù)(KOA)：分配平衡時(shí)，某一有機(jī)化合物在正辛醇中的濃度與空氣中該化合物濃度的比值。(5)空氣顆粒物/空氣分配系數(shù)(KP)：某有機(jī)物在單位濃度TSP中顆粒物中的濃度與在空氣相中的濃度的比值。(6)蒸氣壓P：某物質(zhì)，當(dāng)氣相與其純凈態(tài)(液體或固體)達(dá)到平衡時(shí)的氣壓。(7)酸解離常數(shù)Ka：定義為（對(duì)反應(yīng)），為了表示方便，Ka通常以負(fù)對(duì)數(shù)的形式表示，即表示成pKa。書146頁(yè)(8)堿解離常數(shù)Kb：定義為（對(duì)反應(yīng)），為了表示方便，Kb通常以負(fù)對(duì)數(shù)的形式表示，即表示成pKb。書146頁(yè)(9)水解速率常數(shù)kT：它實(shí)際上是某pH條件下的準(zhǔn)一級(jí)水解反應(yīng)速率常數(shù)，包括中性水解速率常數(shù)、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿催化水解速率常數(shù)以及普通酸、普通堿催化水解速率常數(shù)等的貢獻(xiàn)。kT的表達(dá)式可以簡(jiǎn)化為或者，其中Kw為水的離子積常數(shù)；kA、kB、kN分別為酸性催化、堿性催化、中性過(guò)程的二級(jí)反應(yīng)水解速率常數(shù)，可以由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。書149頁(yè)(10)氣相中有機(jī)污染物與·OH的反應(yīng)速率常數(shù)kOH：kOH是表征有機(jī)污染物在大氣中歸趨的重要參數(shù)。書152頁(yè)(11)水相中有機(jī)污染物被·OH氧化降解的反應(yīng)速率常數(shù)kOH：kOH是表征有機(jī)污染物在水環(huán)境中的環(huán)境行為的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。書155頁(yè)(12)微生物降解速率常數(shù)kb：，符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，kb越大，降解半衰期越短，微生物降解能力越強(qiáng)。書156頁(yè)3.簡(jiǎn)述有機(jī)污染物的主要環(huán)境行為及其參數(shù)。答：環(huán)境行為分為遷移行為和轉(zhuǎn)化行為。其中，遷移行為包括揮發(fā)、吸附和分配等。①揮發(fā)：只污染物從水相、土壤相或植物相中遷移到氣相的過(guò)程。與其相關(guān)的參數(shù)為揮發(fā)速率常數(shù)Kv。②吸附和分配：吸附是指溶質(zhì)在界面層濃度升高的現(xiàn)象；分配是指物質(zhì)在兩種不同環(huán)境介質(zhì)間遷移，最后達(dá)到平衡的現(xiàn)象。與其相關(guān)的參數(shù)主要有土壤（沉積物）有機(jī)碳吸附系數(shù)Koc、水溶解度Sw、蒸氣壓P、正辛醇/水分配系數(shù)Kow、正辛醇/空氣分配系數(shù)Koa。轉(zhuǎn)化行為分為以下幾種：①光化學(xué)反應(yīng)：主要參數(shù)為量子產(chǎn)率和速率常數(shù)。②酸堿解離反應(yīng)：主要參數(shù)為酸堿解離常數(shù)。③水解反應(yīng)：主要參數(shù)為水解速率常數(shù)。④自由基或活性氧引發(fā)的氧化降解反應(yīng)：主要參數(shù)為在氣相或水相中有機(jī)污染物與·OH的反應(yīng)速率常數(shù)。熒光、系間竄越，輻射磷光、熱失活和能量轉(zhuǎn)移。其中振動(dòng)馳豫主要是指：在較高能級(jí)上的分子，可以通過(guò)碰撞釋放能量而回到能量較低的振動(dòng)態(tài)的過(guò)程。內(nèi)部轉(zhuǎn)變是指電子從激發(fā)單線態(tài)回到基態(tài)，同時(shí)釋放熱能的過(guò)程。激發(fā)單線態(tài)的電子具有不同振動(dòng)能級(jí)的基態(tài)位置，發(fā)出紫外或可見(jiàn)光。系間竄躍是電子從激發(fā)單線態(tài)回到較低的激發(fā)單線態(tài)軌道，并發(fā)生自旋反轉(zhuǎn)的過(guò)程。輻射磷光：處于某一時(shí)刻狀態(tài)的分子回到基態(tài)，同時(shí)釋放光能的過(guò)程。熱失活是指氧、一氧化氮等分子與激發(fā)態(tài)分子相碰撞，使能量以熱的形式耗散。能量轉(zhuǎn)移使指激發(fā)態(tài)分子與分子相碰撞，使另一個(gè)分子成為激發(fā)態(tài)的過(guò)程。光化學(xué)過(guò)程：激發(fā)態(tài)分子通過(guò)各種反應(yīng)生成新物質(zhì)的過(guò)程。光化學(xué)過(guò)程包括單分子反應(yīng)（光解、分子內(nèi)重排、光致異構(gòu)化），雙分子反應(yīng)（摘取氫和光致聚合）在某些情況下，化合物在吸收光量子后能夠引起分子內(nèi)重排和異構(gòu)化反應(yīng)。而某些羰基化合物容易發(fā)生摘?dú)浞磻?yīng)和光致聚合反應(yīng)。7.簡(jiǎn)述光化學(xué)的基本定律。光化學(xué)第一定律：只有被體系吸收的光，對(duì)于產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)才是有效的。該定律指出，照射在反應(yīng)體系中的光，必須在能量或波長(zhǎng)上滿足體系中分子激發(fā)的條件，否則將不能被分子所吸收。但應(yīng)指出的是，即使照射光的能量滿足激發(fā)所需，若未被體系中的分子所吸收，則光照同樣不能引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)第二定律：分子吸收光的過(guò)程是單光子過(guò)程。這一定律簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是每個(gè)分子只能依靠吸收一個(gè)光量子而達(dá)到它