文档环化第三章

第三章作业1.重金属类污染物在环境中可以发生哪些迁移和转化行为？2.有机污染物的主要理化参数有那些？3.简述有机污染物的主要环境行为及其参数。4.什么是光化学反应?可以分为哪几类?5.简述光吸收过程的基本原理。6.简述光物理过程和光化学过程7.简述光化学的基本定律。答案第三章：1.重金属类污染物在环境中可以发生哪些迁移和转化行为？答：重金属类污染物的环境行为有：它们在环境中可以以游离态形式溶解，非溶解的可以挥发进入另一环境介质，也可以与某些物质形成沉淀，也可以发生氧化与还原作用，同时也可以与环境介质中某些物质形成配合物，还可以被动植物摄取，沿食物链进行迁移，难降解的物质可以富集在生物体内，同时重金属类物质还可以经过烷基化，吸附和淋溶作用在环境中进行迁移和转化。2.有机污染物的主要理化参数有那些？答：共有12个参数，分别是：(1)土壤（沉积物）有机碳吸附系数(Koc)：Koc=Kp/Xoc，Kp=Cs/Cw，其中Cs和Cw分别表示污染物在土壤（沉积物）和水中达到平衡时的浓度，Kp为分配系数，Xoc为沉积物中有机碳的含量。(2)正辛醇/水分配系数(KOW)：分配平衡时，某一有机化合物在辛醇相中的浓度(CO)与其在水相中非离解形式浓度(CW)的比值。(3)水溶解度(SW)：在一定温度下，该物质溶解在单位量的纯水中的最大量。(4)正辛醇/空气分配系数(KOA)：分配平衡时，某一有机化合物在正辛醇中的浓度与空气中该化合物浓度的比值。(5)空气颗粒物/空气分配系数(KP)：某有机物在单位浓度TSP中颗粒物中的浓度与在空气相中的浓度的比值。(6)蒸气压P：某物质，当气相与其纯净态(液体或固体)达到平衡时的气压。(7)酸解离常数Ka：定义为（对反应），为了表示方便，Ka通常以负对数的形式表示，即表示成pKa。书146页(8)碱解离常数Kb：定义为（对反应），为了表示方便，Kb通常以负对数的形式表示，即表示成pKb。书146页(9)水解速率常数kT：它实际上是某pH条件下的准一级水解反应速率常数，包括中性水解速率常数、强酸和强碱催化水解速率常数以及普通酸、普通碱催化水解速率常数等的贡献。kT的表达式可以简化为或者，其中Kw为水的离子积常数；kA、kB、kN分别为酸性催化、碱性催化、中性过程的二级反应水解速率常数，可以由实验测得。书149页(10)气相中有机污染物与·OH的反应速率常数kOH：kOH是表征有机污染物在大气中归趋的重要参数。书152页(11)水相中有机污染物被·OH氧化降解的反应速率常数kOH：kOH是表征有机污染物在水环境中的环境行为的基础数据。书155页(12)微生物降解速率常数kb：，符合一级反应动力学，kb越大，降解半衰期越短，微生物降解能力越强。书156页3.简述有机污染物的主要环境行为及其参数。答：环境行为分为迁移行为和转化行为。其中，迁移行为包括挥发、吸附和分配等。①挥发：只污染物从水相、土壤相或植物相中迁移到气相的过程。与其相关的参数为挥发速率常数Kv。②吸附和分配：吸附是指溶质在界面层浓度升高的现象；分配是指物质在两种不同环境介质间迁移，最后达到平衡的现象。与其相关的参数主要有土壤（沉积物）有机碳吸附系数Koc、水溶解度Sw、蒸气压P、正辛醇/水分配系数Kow、正辛醇/空气分配系数Koa。转化行为分为以下几种：①光化学反应：主要参数为量子产率和速率常数。②酸碱解离反应：主要参数为酸碱解离常数。③水解反应：主要参数为水解速率常数。④自由基或活性氧引发的氧化降解反应：主要参数为在气相或水相中有机污染物与·OH的反应速率常数。荧光、系间窜越，辐射磷光、热失活和能量转移。其中振动驰豫主要是指：在较高能级上的分子，可以通过碰撞释放能量而回到能量较低的振动态的过程。内部转变是指电子从激发单线态回到基态，同时释放热能的过程。激发单线态的电子具有不同振动能级的基态位置，发出紫外或可见光。系间窜跃是电子从激发单线态回到较低的激发单线态轨道，并发生自旋反转的过程。辐射磷光：处于某一时刻状态的分子回到基态，同时释放光能的过程。热失活是指氧、一氧化氮等分子与激发态分子相碰撞，使能量以热的形式耗散。能量转移使指激发态分子与分子相碰撞，使另一个分子成为激发态的过程。光化学过程：激发态分子通过各种反应生成新物质的过程。光化学过程包括单分子反应（光解、分子内重排、光致异构化），双分子反应（摘取氢和光致聚合）在某些情况下，化合物在吸收光量子后能够引起分子内重排和异构化反应。而某些羰基化合物容易发生摘氢反应和光致聚合反应。7.简述光化学的基本定律。光化学第一定律：只有被体系吸收的光，对于产生光化学反应才是有效的。该定律指出，照射在反应体系中的光，必须在能量或波长上满足体系中分子激发的条件，否则将不能被分子所吸收。但应指出的是，即使照射光的能量满足激发所需，若未被体系中的分子所吸收，则光照同样不能引发光化学反应。光化学第二定律：分子吸收光的过程是单光子过程。这一定律简单地说，就是每个分子只能依靠吸收一个光量子而达到它