学科发展规划

习题课

上海交通大学环境科学与工程学院

程金平例1：吴泾某化工厂的含汞废水经化学处理后排入黄浦江中，排污口附近水中汞的含量为0.4～0.5mg/L，而在下流500m处汞的含量只有3～4μg/L，试分析原因？(1)含汞废水的稀释、扩散；（2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：

无机胶体：次生黏土矿物；铁、铝、硅、锰等水合氧化物；有机胶体：蛋白质、腐殖质。（3）氧化－还原转化：各价态之间的相互转化；（4）溶解和沉淀反应：

汞与水中的阴离子生成HgCO3、HgSO4、Hg(OH)2等难溶物；(5)配合反应

:无机配体：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-

有机配体:氨基酸、糖、腐殖酸生活废水中的洗涤剂、清洁剂、NTA、EDTA、农药等

(6)生物甲基化作用.（7）生物富集作用所以自工厂排放出来的汞主要集中在排污口附近的底泥中，有可能成为次生污染源。原因：(1)含汞废水的稀释、扩散；横向纵向（2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：－无机胶体黏土矿物对重金属的吸附A：（2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：－无机胶体黏土矿物对重金属的吸附B另一种机理是重金属离子先水解，然后夺取黏土矿物微粒表面的羟基，形成羟基配合物而被吸附：Me2++nH2O===Me(OH)n(2-n)++nH+

≡AOH+Me(OH)n(2-n)+===≡AMe(OH)n+1(1-n)+（2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：－无机胶体水合金属氧化物对重金属离子的吸附

一般认为，水合金属氧化物对重金属离子的吸附过程是重金属离子在这些颗粒表面发生配位化合过程，可用下式表示：

n≡AOH+Men+===(≡AO)n→Me+nH+

式中≡代表微粒表面，A代表微粒表面的铁、铝、硅或锰，Men+为重金属离子，箭头代表配位键。（2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：－有机胶体腐殖质(Hum)微粒对重金属离子的吸附，主要是通过它对金属离子的螯合作用和离子交换作用来实现。腐殖质分子中含有羧基(-COOH)、羟基(-OH)、羰基(C=O)及氨基(NH2)。在一定条件下这些基团可以质子化，故能与重金属起交换吸附作用。腐殖质的离子交换机理可用右式表示：腐殖质对重金属离子的吸附（3）氧化－还原转化：各价态之间的相互转化；汞形态分为：金属汞无机结合汞有机结合汞无机汞：HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg(NO3)2

有机汞：甲基汞腐殖酸结合态汞有机汞农药醋酸苯汞水环境的EhPH决定着汞的存在形态，三价态相互之间的转化反应为：氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+

还原作用：Hg22+－－Hg2++Hg0

微生物作用：Hg2+－－－Hg0（4）溶解和沉淀反应：天然水体中的主要阴离子有HCO3-、Cl-、SO42-及少量NO-离子，在厌氧条件下还可能有H2S、HS-、S2-存在。汞与水中的阴离子生成HgCO3、HgSO4、HgS、Hg(OH)2等难溶物；(5)配合反应应:天然水体体中无机机配体：：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-有机配体体：动植植物组织织的天然然降解产产物，如如氨基酸酸、糖、、腐殖酸酸生活废水水中的洗洗涤剂、、清洁剂剂、NTA、EDTA、农药等等。Hg2+-OH-配离子的的形态分分布(6)生物甲基基化作用用.（7）生物富富集水体中的的甲基汞汞可通过过食物链链而富集集于生物物体内。。例如，藻藻类对甲甲基汞的的富集系系数可高高达5000～10000倍。在甲甲基汞为为ng/mL级的水中中，水生生生物能能直接吸吸收甲基基汞。(1)含汞废水水的稀释释、扩散散；（2）水体中中胶体物物质对重重金属的的吸附作作用：无机胶体体：次生黏土土矿物；；铁、铝铝、硅、、锰等水水合氧化化物；有机胶体体：蛋白白质、腐腐殖质。。（3）氧化－－还原转转化：各各价态之之间的相相互转化化；（4）溶解和和沉淀反反应：汞与水中中的阴离离子生成成HgCO3、HgSO4、Hg(OH)2等难溶物物；(5)配合反应应:无机配体体：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-有机配体体:氨基酸、、糖、腐腐殖酸生活废水水中的洗洗涤剂、、清洁剂剂、NTA、EDTA、农药等等(6)生物甲基基化作用用.（7）生物富富集作用用所以自工工厂排放放出来的的汞主要要集中在在排污口口附近的的底泥中中，有可可能成为为次生污污染源。。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双苯苯厂爆炸炸后造成成松花江江水体污污染。为为了确保保哈尔滨滨市生产产、生活活用水安安全，哈哈尔滨市市政府决决定于2005年11月23日零时起起，关闭闭松花江江哈尔滨滨段取水水口，停停止向市市区供水水，（该该取水口口位于爆爆炸现场场下游））。11月24日国家环环保总局局宣布该该水体污污染物主主要为苯苯、苯胺胺和硝基基苯，并并确定为为重大环环境污染染事件。。试分析析苯、苯苯胺和硝硝基苯在在水环境境中迁移移转化途途径？例2途径径：1机械迁移移2分配作用用分配作用用；吸附附作用3化学降解解氧化、水水解、还还原4光化学降降解直接光解解；敏化化光解；；氧化反反应5生物降解解6挥发作用用7生物富集集例3下图是洛洛杉矶市市1965年7月19日一天之之内，某某些污染染物的实实测含量量变化情情况，该该天是晴晴朗天气气，横坐坐标是时时间，纵纵坐标是是污染物物的浓度度。依据据下图分分析改日日发生的的环境化化学现象象？并分分析其机机制。解答：：1光化学烟烟雾事件件；定义义污染物特特征机制（12）1光化学烟烟雾事件件；定义义光化学烟烟雾：汽汽车、工工厂等污污染源排排入大气气的碳氢氢化合物物(HC)和氮氧化化物(NOx)等一次污污染物在在阳光中中紫外线线照射下下发生光光化学反反应生成成一些氧氧化性很很强的O3、醛类、、PAN、HNO3等二次污污染物。。人们把把参与光光化学反反应过程程的一次次污染物物和二次次污染物物的混合合物(其中有气气体和颗颗粒物)所形成的的烟雾，，称为光化化学烟雾雾。2污染染物特征征污染物的的浓度变变化与交交通量和和日照等等气象条条件有密密切联系系。CO和NO的浓度最最大值出出现在上上午7时左右，，即一天天中车辆辆来往最最频繁时时刻，碳碳氢化合合物的浓浓度也有有类似的的变化。。值得指出出的是NO2的峰值要要比NO、CO的峰值推推迟3h，而O3峰值推迟迟5h出现，同同时NO和CO的浓度随随之相应应降低。。说明NO2和O3并非一次次污染物物，而是是日光照照射下光光化学作作用产生生的二次次污染物物。傍晚晚车辆虽虽然也较较频繁，，但由于于阳光太太弱，NO2和O3值不出现明显显峰值，不足足以发生光化化学反应而生生成烟雾。3机制引发反应：NO2+hν→→

NO+OO+O2+M→O3+MNO+O3→

NO2+O2链传递反应：：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终止反应：·OH+NO2→

HNO3RC(O)O2·+NO2→

RC(O)O2NO2RC(O)O2NO2→

RC(O)O2·+NO2例题4从地球与大气气能量平衡方方面分析温室室效应产生的的原因。解答：1温室效应定义义2太阳辐射3大气成分对太太阳辐射的吸吸收4地球与大气的的能量平衡地球辐射；大大气逆辐射例5优先污染物：：在众多污染染物中筛选出出潜在危险大大的作为优先先研究和控制制的对象，称称为优先污染染物。例如汞温室气体：引起温室效应应的气体叫温温室气体，主主要有CO2、CH4、N2O、CFCs。例题6简述大气污染染物的汇的机机制解答：重力沉降，与植物、建建筑物或地面面(土壤)相碰撞而被捕捕获(被表面吸附或或吸收)的过程，统称称为干沉降。大气中的物质质通过降水而落落到地面的过过程称为湿沉降。污染物在大气气中通过化学学反应生成其其他气体或粒粒子而使原污污染物在大气气中消失的过过程，称为化学去除9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。00:05:3700:05:3700:0512/24/202212:05:37AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2200:05:3700:05Dec-2224-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。00:05:3700:05:3700:05Saturday,December24,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2200:05:3700:05:37December24,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。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、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/240:05:3700:05:3724December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。12:05:37上上午12:05上上午00:05:3712月-229、没有失败，，只有暂时停停止成功！。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。00:05:3700:05:3700:0512/24/202212:05:37AM11、成功就是是日复一日日那一点点点小小努力力的积累。。。12月-2200:05:3700:05Dec-2224-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。00:05:3700:05:3700:05Saturday,December24,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2200:05:3700:05:37December24,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。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，，荆门门九派派通。。。。。十二月月2212:05上上午12月月-2200:05December24,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/240:05:3700:05:3724December202217、空山新新雨后，，天气晚晚来秋。。。12:05:37上上午12:05上上午00:05:3712月-229、杨柳散散和风，，青山澹澹吾虑。。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、阅读一切切好书如同同和过去最最杰出的人人谈话。00:05:3700:05:3700:0512/24/202212:05:37AM11、越是没有有本领的就就越加自命命不凡。12月-2200:05:3700:05Dec-2224-Dec-2212、越越是是无无能能的的人人，，越越喜喜欢欢挑挑剔剔别别人人的的错错儿