學科發(fā)展規(guī)劃

習題課

上海交通大學環(huán)境科學與工程學院

程金平例1：吳涇某化工廠的含汞廢水經(jīng)化學處理后排入黃浦江中，排污口附近水中汞的含量為0.4～0.5mg/L，而在下流500m處汞的含量只有3～4μg/L，試分析原因？(1)含汞廢水的稀釋、擴散；（2）水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用：

無機膠體：次生黏土礦物；鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物；有機膠體：蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)。（3）氧化－還原轉(zhuǎn)化：各價態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化；（4）溶解和沉淀反應(yīng)：

汞與水中的陰離子生成HgCO3、HgSO4、Hg(OH)2等難溶物；(5)配合反應(yīng)

:無機配體：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-

有機配體:氨基酸、糖、腐殖酸生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA、農(nóng)藥等

(6)生物甲基化作用.（7）生物富集作用所以自工廠排放出來的汞主要集中在排污口附近的底泥中，有可能成為次生污染源。原因：(1)含汞廢水的稀釋、擴散；橫向縱向（2）水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用：－無機膠體黏土礦物對重金屬的吸附A：（2）水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用：－無機膠體黏土礦物對重金屬的吸附B另一種機理是重金屬離子先水解，然后奪取黏土礦物微粒表面的羥基，形成羥基配合物而被吸附：Me2++nH2O===Me(OH)n(2-n)++nH+

≡AOH+Me(OH)n(2-n)+===≡AMe(OH)n+1(1-n)+（2）水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用：－無機膠體水合金屬氧化物對重金屬離子的吸附

一般認為，水合金屬氧化物對重金屬離子的吸附過程是重金屬離子在這些顆粒表面發(fā)生配位化合過程，可用下式表示：

n≡AOH+Men+===(≡AO)n→Me+nH+

式中≡代表微粒表面，A代表微粒表面的鐵、鋁、硅或錳，Men+為重金屬離子，箭頭代表配位鍵。（2）水體中膠體物質(zhì)對重金屬的吸附作用：－有機膠體腐殖質(zhì)(Hum)微粒對重金屬離子的吸附，主要是通過它對金屬離子的螯合作用和離子交換作用來實現(xiàn)。腐殖質(zhì)分子中含有羧基(-COOH)、羥基(-OH)、羰基(C=O)及氨基(NH2)。在一定條件下這些基團可以質(zhì)子化，故能與重金屬起交換吸附作用。腐殖質(zhì)的離子交換機理可用右式表示：腐殖質(zhì)對重金屬離子的吸附（3）氧化－還原轉(zhuǎn)化：各價態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化；汞形態(tài)分為：金屬汞無機結(jié)合汞有機結(jié)合汞無機汞：HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg(NO3)2

有機汞：甲基汞腐殖酸結(jié)合態(tài)汞有機汞農(nóng)藥醋酸苯汞水環(huán)境的EhPH決定著汞的存在形態(tài)，三價態(tài)相互之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+

還原作用：Hg22+－－Hg2++Hg0

微生物作用：Hg2+－－－Hg0（4）溶解和沉淀反應(yīng)：天然水體中的主要陰離子有HCO3-、Cl-、SO42-及少量NO-離子，在厭氧條件下還可能有H2S、HS-、S2-存在。汞與水中的陰離子生成HgCO3、HgSO4、HgS、Hg(OH)2等難溶物；(5)配合反應(yīng)應(yīng):天然水體體中無機機配體：：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-有機配體體：動植植物組織織的天然然降解產(chǎn)產(chǎn)物，如如氨基酸酸、糖、、腐殖酸酸生活廢水水中的洗洗滌劑、、清潔劑劑、NTA、EDTA、農(nóng)藥等等。Hg2+-OH-配離子的的形態(tài)分分布(6)生物甲基基化作用用.（7）生物富富集水體中的的甲基汞汞可通過過食物鏈鏈而富集集于生物物體內(nèi)。。例如，藻藻類對甲甲基汞的的富集系系數(shù)可高高達5000～10000倍。在甲甲基汞為為ng/mL級的水中中，水生生生物能能直接吸吸收甲基基汞。(1)含汞廢水水的稀釋釋、擴散散；（2）水體中中膠體物物質(zhì)對重重金屬的的吸附作作用：無機膠體體：次生黏土土礦物；；鐵、鋁鋁、硅、、錳等水水合氧化化物；有機膠體體：蛋白白質(zhì)、腐腐殖質(zhì)。。（3）氧化－－還原轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化：各各價態(tài)之之間的相相互轉(zhuǎn)化化；（4）溶解和和沉淀反反應(yīng)：汞與水中中的陰離離子生成成HgCO3、HgSO4、Hg(OH)2等難溶物物；(5)配合反應(yīng)應(yīng):無機配體體：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-有機配體體:氨基酸、、糖、腐腐殖酸生活廢水水中的洗洗滌劑、、清潔劑劑、NTA、EDTA、農(nóng)藥等等(6)生物甲基基化作用用.（7）生物富富集作用用所以自工工廠排放放出來的的汞主要要集中在在排污口口附近的的底泥中中，有可可能成為為次生污污染源。。原因因：2005年11月13日位于吉吉林省吉吉林市的的中石油油吉化公公司雙苯苯廠爆炸炸后造成成松花江江水體污污染。為為了確保保哈爾濱濱市生產(chǎn)產(chǎn)、生活活用水安安全，哈哈爾濱市市政府決決定于2005年11月23日零時起起，關(guān)閉閉松花江江哈爾濱濱段取水水口，停停止向市市區(qū)供水水，（該該取水口口位于爆爆炸現(xiàn)場場下游））。11月24日國家環(huán)環(huán)?？偩志中荚撛撍w污污染物主主要為苯苯、苯胺胺和硝基基苯，并并確定為為重大環(huán)環(huán)境污染染事件。。試分析析苯、苯苯胺和硝硝基苯在在水環(huán)境境中遷移移轉(zhuǎn)化途途徑？例2途徑徑：1機械遷移移2分配作用用分配作用用；吸附附作用3化學降解解氧化、水水解、還還原4光化學降降解直接光解解；敏化化光解；；氧化反反應(yīng)5生物降解解6揮發(fā)作用用7生物富集集例3下圖是洛洛杉磯市市1965年7月19日一天之之內(nèi)，某某些污染染物的實實測含量量變化情情況，該該天是晴晴朗天氣氣，橫坐坐標是時時間，縱縱坐標是是污染物物的濃度度。依據(jù)據(jù)下圖分分析改日日發(fā)生的的環(huán)境化化學現(xiàn)象象？并分分析其機機制。解答：：1光化學煙煙霧事件件；定義義污染物特特征機制（12）1光化學煙煙霧事件件；定義義光化學煙煙霧：汽汽車、工工廠等污污染源排排入大氣氣的碳氫氫化合物物(HC)和氮氧化化物(NOx)等一次污污染物在在陽光中中紫外線線照射下下發(fā)生光光化學反反應(yīng)生成成一些氧氧化性很很強的O3、醛類、、PAN、HNO3等二次污污染物。。人們把把參與光光化學反反應(yīng)過程程的一次次污染物物和二次次污染物物的混合合物(其中有氣氣體和顆顆粒物)所形成的的煙霧，，稱為光化化學煙霧霧。2污染染物特征征污染物的的濃度變變化與交交通量和和日照等等氣象條條件有密密切聯(lián)系系。CO和NO的濃度最最大值出出現(xiàn)在上上午7時左右，，即一天天中車輛輛來往最最頻繁時時刻，碳碳氫化合合物的濃濃度也有有類似的的變化。。值得指出出的是NO2的峰值要要比NO、CO的峰值推推遲3h，而O3峰值推遲遲5h出現(xiàn)，同同時NO和CO的濃度隨隨之相應(yīng)應(yīng)降低。。說明NO2和O3并非一次次污染物物，而是是日光照照射下光光化學作作用產(chǎn)生生的二次次污染物物。傍晚晚車輛雖雖然也較較頻繁，，但由于于陽光太太弱，NO2和O3值不出現(xiàn)明顯顯峰值，不足足以發(fā)生光化化學反應(yīng)而生生成煙霧。3機制引發(fā)反應(yīng)：NO2+hν→→

NO+OO+O2+M→O3+MNO+O3→

NO2+O2鏈傳遞反應(yīng)：：RH+·OH→RO2·+H2ORCHO+·OH→→

RC(O)O2·+H2ORCHO+hν→→

RO2·+HO2·+COHO2·+NO→→

NO2+·OHRO2·+NO→→

NO2+R′CHO+HO2·RC(O)O2·+NO→→

NO2+RO2·+CO2終止反應(yīng)：·OH+NO2→

HNO3RC(O)O2·+NO2→

RC(O)O2NO2RC(O)O2NO2→

RC(O)O2·+NO2例題4從地球與大氣氣能量平衡方方面分析溫室室效應(yīng)產(chǎn)生的的原因。解答：1溫室效應(yīng)定義義2太陽輻射3大氣成分對太太陽輻射的吸吸收4地球與大氣的的能量平衡地球輻射；大大氣逆輻射例5優(yōu)先污染物：：在眾多污染染物中篩選出出潛在危險大大的作為優(yōu)先先研究和控制制的對象，稱稱為優(yōu)先污染染物。例如汞溫室氣體：引起溫室效應(yīng)應(yīng)的氣體叫溫溫室氣體，主主要有CO2、CH4、N2O、CFCs。例題6簡述大氣污染染物的匯的機機制解答：重力沉降，與植物、建建筑物或地面面(土壤)相碰撞而被捕捕獲(被表面吸附或或吸收)的過程，統(tǒng)稱稱為干沉降。大氣中的物質(zhì)質(zhì)通過降水而落落到地面的過過程稱為濕沉降。污染物在大氣氣中通過化學學反應(yīng)生成其其他氣體或粒粒子而使原污污染物在大氣氣中消失的過過程，稱為化學去除9、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、雨中中黃葉葉樹，，燈下下白頭頭人。。。00:05:3700:05:3700:0512/24/202212:05:37AM11、以我獨沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2200:05:3700:05Dec-2224-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。00:05:3700:05:3700:05Saturday,December24,202213、乍見見翻疑疑夢，，相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2200:05:3700:05:37December24,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國國見青青山。。。24十十二二月202212:05:37上上午午00:05:3712月月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。。十二二月月2212:05上上午午12月月-2200:05December24,202216、行動出出成果，，工作出出財富。。。2022/12/240:05:3700:05:3724December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時時，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點點的射線線向前。。。12:05:37上上午12:05上上午00:05:3712月-229、沒有失敗，，只有暫時停停止成功！。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、很多事情努努力了未必有有結(jié)果，但是是不努力卻什什么改變也沒沒有。。00:05:3700:05:3700:0512/24/202212:05:37AM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點點點小小努力力的積累。。。12月-2200:05:3700:05Dec-2224-Dec-2212、世世間間成成事事，，不不求求其其絕絕對對圓圓滿滿，，留留一一份份不不足足，，可可得得無無限限完完美美。。。。00:05:3700:05:3700:05Saturday,December24,202213、不知香香積寺，，數(shù)里入入云峰。。。12月-2212月-2200:05:3700:05:37December24,202214、意志志堅強強的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥塊一一樣任任意揉揉捏。。24十十二二月202212:05:37上上午午00:05:3712月月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門門九派派通。。。。。十二月月2212:05上上午12月月-2200:05December24,202216、少年十五五二十時，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/240:05:3700:05:3724December202217、空山新新雨后，，天氣晚晚來秋。。。12:05:37上上午12:05上上午00:05:3712月-229、楊柳散散和風，，青山澹澹吾慮。。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、閱讀一切切好書如同同和過去最最杰出的人人談話。00:05:3700:05:3700:0512/24/202212:05:37AM11、越是沒有有本領(lǐng)的就就越加自命命不凡。12月-2200:05:3700:05Dec-2224-Dec-2212、越越是是無無能能的的人人，，越越喜喜歡歡挑挑剔剔別別人人的的錯錯兒