環(huán)境化學(xué)-污染控制與修復(fù)化學(xué)

第八章污染控制與修復(fù)化學(xué)污染控制與修復(fù)化學(xué)研究內(nèi)容污染控制與修復(fù)過程的化學(xué)機(jī)理研究污染控制與修復(fù)的材料與技術(shù)污染控制與預(yù)防的新思想、新技術(shù)、新方法內(nèi)容第一節(jié)物理化學(xué)技術(shù)第二節(jié)高級(jí)氧化技術(shù)第三節(jié)環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)內(nèi)容第一節(jié)物理化學(xué)技術(shù)一、吸附法二、離子交換法三、混凝法四、膜分離法五、溶劑萃取法

一、吸附法吸附(adsorption),吸附劑(adsorbent)，吸附質(zhì)（adsorbate）利用物質(zhì)表面存在的未平衡的分子引力或化學(xué)鍵力，把混合物中的某一組分或某些組分吸留在其表面上，這種分離化合物的過程稱為吸附。

吸附劑：具有吸附作用的物質(zhì)。吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)。1、吸附原理（1）吸附的本質(zhì)吸附劑與吸附質(zhì)之間的相互作用，包括范德華力、化學(xué)鍵力、靜電引力。物理吸附與化學(xué)吸附的區(qū)別。

一、吸附法（2）吸附過程四個(gè)連續(xù)階段：主體相擴(kuò)散、膜擴(kuò)散、孔隙擴(kuò)散、吸附反應(yīng)（3）吸附作用的影響因素吸附劑的性質(zhì)吸附質(zhì)的性質(zhì)溶液的pH值共存物的影響操作條件

一、吸附法

一、吸附法2、活性炭吸附（1）活性炭的性能非極性吸附劑、良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，具有巨大的比表面積和特別發(fā)達(dá)的微孔?；钚蕴康奈轿稽c(diǎn)：物理吸附活性點(diǎn)與化學(xué)吸附活性點(diǎn)活性炭的種類：粒狀（GAC）、粉狀（PAC）、纖維狀（ACF）

一、吸附法（2）活性炭的制備與再生制備：碳化、活化再生：加熱、微波輻射、化學(xué)法、電化學(xué)法、光催化、超臨界萃取、濕式氧化、超聲波、生物法。

二、離子交換法離子交換法：通過離子交換劑的離子與接觸交換劑的溶液中相同電荷的離子進(jìn)行交換，以達(dá)到離子的置換、分離、濃縮、去除等目的的一種方法。

1、離子交換的基本理論（1）離子交換反應(yīng)機(jī)理（2）離子交換平衡2、離子交換樹脂（1）分類：陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂（2）基本特性：選擇性、溶脹性、穩(wěn)定性

三、混凝法混凝法：在混凝劑的作用下，水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚為絮凝體，然后予以除去的水處理方法。

1、膠體的穩(wěn)定性理論（1）膠體離子的雙電層模型（2）膠體穩(wěn)定的原因膠粒表面帶有電荷布朗運(yùn)動(dòng)水化膜（3）DLVO理論2、混凝的原理（1）壓縮雙電層作用（2）電性中和作用（3）吸附架橋作用（4）網(wǎng)捕作用3、混凝劑及其作用機(jī)理（1）無機(jī)鹽類混凝劑（2）有機(jī)高分子類混凝劑

三、混凝法

四、膜分離法膜分離法：以選擇性通透膜為分離介質(zhì)，在兩側(cè)施加某種推動(dòng)力，使待分離物質(zhì)選擇性地透過膜，從而達(dá)到分離或提純的目的。

1、膜分離技術(shù)的類型2、膜分離技術(shù)的基本原理（1）電滲析：在直流電場(chǎng)作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質(zhì)從溶液中分離出來。

四、膜分離法（2）擴(kuò)散滲析：高濃度溶液中的溶質(zhì)透過薄膜向低濃度溶液中遷移。（3）反滲透：施加壓力于與半透膜相接觸的濃溶液，所產(chǎn)生的與自然滲透相反的的過程。（4）超濾：（5）液膜分離：

五、溶劑萃取法溶劑萃取法：通過物質(zhì)由一個(gè)液相轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基本不互溶的液相這一傳質(zhì)過程來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的提取、分離的方法。1、基本原理分配定律：2、萃取體系的組成3、萃取劑4、污染控制中常用的萃取體系第二節(jié)高級(jí)氧化技術(shù)一、臭氧氧化技術(shù)二、過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)三、二氧化鈦光催化氧化技術(shù)四、電化學(xué)技術(shù)五、濕式空氣氧化技術(shù)

一、臭氧氧化技術(shù)1、臭氧氧化技術(shù)的機(jī)理（1）直接氧化臭氧與有機(jī)物直接反應(yīng)（2）間接氧化臭氧在堿性條件或紫外線照射和過氧化氫協(xié)同作用產(chǎn)生·OH。2、臭氧氧化技術(shù)的應(yīng)用（1）氧化無機(jī)物（2）氧化有機(jī)物（3）消毒1、過氧化氫氧化技術(shù)（1）過氧化氫的氧化性強(qiáng)氧化劑（2）過氧化氫的不穩(wěn)定性受熱易分解，微量雜質(zhì)能催化其分解（3）過氧化氫的應(yīng)用（4）UV/H2O2技術(shù)

二、過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)2、Fenton氧化技術(shù)Fenton試劑由亞鐵離子（Fe2+）與過氧化氫組成（1）Fenton氧化技術(shù)的基本原理亞鐵離子催化雙氧水生成大量的·OH（2）Fenton氧化技術(shù)的影響因素pHH2O2濃度催化劑濃度反應(yīng)溫度其他陰離子中間產(chǎn)物

二、過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)1、TiO2光催化技術(shù)原理TiO2+hv(>Eg)e-+h+2、TiO2光催化活性的影響因素（1）晶型的影響（2）粒徑的影響（3）表面性質(zhì)的影響（4）反應(yīng)液pH值的影響（5）光源的影響（6）水中溶解性鹽類的影響3、提高TiO2光催化反應(yīng)效率的途徑納米TiO2材料的研制、TiO2的改性、外加氧化劑

三、二氧化鈦光催化氧化技術(shù)1、基本原理（1）氧化過程與機(jī)理直接氧化間接氧化（2）還原過程與機(jī)理2、重要的電化學(xué)技術(shù)（1）電Fenton技術(shù)（2）電化學(xué)絮凝（3）光電組合催化技術(shù)

四、電化學(xué)技術(shù)濕式空氣氧化（WAO）：在高溫高壓下以空氣中的氧氣為氧化劑，在液相中將有機(jī)污染物氧化為無機(jī)物或小分子有機(jī)物的化學(xué)過程。1、基本原理（1）傳質(zhì)過程在高溫高壓下，氧的溶解度增大，在水中的傳質(zhì)系數(shù)也增大（2）化學(xué)反應(yīng)過程自由基反應(yīng)：鏈引發(fā)、鏈增長與傳遞、鏈中止。2、主要影響因素（1）污染物的結(jié)構(gòu)（2）溫度（3）壓力（4）其他

五、濕式空氣氧化技術(shù)第三節(jié)環(huán)節(jié)污染修復(fù)技術(shù)一、概述二、化學(xué)修復(fù)技術(shù)環(huán)境污染修復(fù)：對(duì)被污染的環(huán)境采取物理、化學(xué)與生物的技術(shù)措施，使存在于環(huán)境中的污染物質(zhì)濃度減少、毒性降低或完全無害化，使得環(huán)境能夠部分或全部恢復(fù)到未污染狀態(tài)的過程。1、物理修復(fù)技術(shù)利用污染物與環(huán)境之間各種物理特性的差異，達(dá)到將污染物從環(huán)境中去除、分離的目的。包括：分離修復(fù)、蒸汽浸提修復(fù)、固定/穩(wěn)定化修復(fù)等技術(shù)。

一、概述2、生物修復(fù)技術(shù)在人為強(qiáng)化條件下，利用細(xì)菌、真菌、水生藻類、陸生植物等的代謝活性降解有機(jī)污染物，改變重金屬的活性或存在形態(tài)，進(jìn)而影響它們?cè)诃h(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化，減輕其毒性。（1）微生物修復(fù)（2）植物修復(fù)（3）動(dòng)物修復(fù)（4）生態(tài)修復(fù)

一、概述化學(xué)修復(fù)技術(shù)：通過加入到被污染環(huán)境中的化學(xué)修復(fù)劑與污染物發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，清除污染物或降低其毒性。1、可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)可滲透反應(yīng)格柵是一個(gè)反應(yīng)材料的原位處理區(qū)，這些反應(yīng)材料能夠降解和滯留流經(jīng)該墻體的地下水的污染組分。2、化學(xué)淋洗技術(shù)在重力作用下或通過水力壓頭的推動(dòng)，將能促進(jìn)土壤中污染