黑碳对污染物环境地球化学过程的影响
黑碳对污染物环境地球化学过程的影响
作者：杨基峰， 应光国， 赵建亮， 杨小兵， 彭平安
作者单位：杨基峰(中国科学院广州地球化学研究所//有机地球化学国家重点实验室,广东,广州
,510640;湖南文理学院化学化工系,湖南,常德,415000)， 应光国,赵建亮,杨小兵,彭平安
(中国科学院广州地球化学研究所//有机地球化学国家重点实验室,广东,广州,510640)
刊名：
生态环境
英文刊名：ECOLOGY AND ENVIRONMENT
年，卷(期)：2008，17(4)
被引用次数：0次
参考文献(46条)
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of benzonitrile in soil:Nutritional stimulation versus adsorptive inhibition 2005(14)
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相似文献(10条)
1.学位论文卜庆伟利用聚乙烯膜装置研究沉积物中PAHs生物有效性—黑碳来源和含量的影响2009
憎水性有机化合物（Hydrophobic organic chemicals，HOCs）普遍存在于水环境中，研究HOCs的归趋过程和生物有效性对于预测其产生的生态和健康风险至关重要。多环芳烃（PAHs）是一类污染范围广且具有“三致”效应的持久性有毒有机污染物。由于其疏水的性质，多环芳烃在水体中主要与悬浮颗粒相和沉积相结合。沉积物中多环芳烃的生物有效性一直是环境领域研究的重点，近年随着黑碳问题的提出，有关沉积物中黑碳对多环芳烃生物有效性的影响成为当前研究的热点。但目前的研究主要集中在黑碳含量对PAHs生物有效性的影响，有关黑碳来源和含量的综合影响研究还很欠缺。
本研究利用木材（Pinus massoniana Lamb）和秸秆（Zea mays）制备了两种不同来源的黑碳，并以此构建了含有不同来源、不同含量的沉积物体系。以沉积物中污染物孔隙水浓度为量度，采用聚乙烯膜装置深入研究不同来源、不同含量黑碳对沉积物中三种代表性PAHs（菲、芘、屈①）生物有效性的影响机理。主要研究结论如下：
（1）本研究制备的黑碳BET表面积较小、含碳量较高，其结构以苯环结构为主，具有很好的环境意义。PAHs在这两种黑碳上的吸附属于分配机制，且由木材制备的黑碳的吸附能力大于新柴制备的黑碳。
（2）沉积物中PAHs孔隙水浓度与黑碳含量呈负相关关系，随着黑碳含量的增加，污染物孔隙水浓度逐渐降低，二者符合关系式
：Ciw=1／（A·fchar+B），其中Ciw为污染物的孔隙水浓度，fchar为黑碳的添加量。当黑碳含量高于0．8％时，污染物孔隙水浓度随含量的变化不再明显，污染物的孔隙水浓度趋近于某一常数。
（3）不同来源黑碳对沉积物中PAHs的孔隙水浓度影响存在显著差异。向同一沉积物体系中添加等量的木材来源黑碳引起的孔隙水浓度降低幅度要高于添加等量秸秆来源的黑碳，这是由于前者的吸附能力大于后者导致的。当黑碳的含量较低时（如小于0．8％），黑碳的来源和含量同时影响沉积物中PAHs的孔隙水浓度，当黑碳含量高于0．8％时，孔隙水浓度主要受黑碳的来源控制。
（4）本研究制备的两种不同来源的黑碳尽管差别不是太大，但对沉积物中PAHs孔隙水浓度的影响差异显著，进而显著的影响污染物的生物有效性。因此，研究沉积物中黑碳对污染物迁移转化过程的影响，仅仅考虑黑碳含量的影响是不够的，应该将黑碳的来源与含量结合起来研究其对憎水性有机污染物生物有效性及环境行为的影响。
（5）黑碳可以显著降低污染物的孔隙水浓度进而对污染物起到固定作用，是一种强有力的污染物修复剂。例如对于以黄河沉积物为基质的体系，仅仅添加0．1％的木材来源的黑碳就能使三种污染物的孔隙水浓度降低88％以上。被修复沉积物的性质、黑碳的添加量、黑碳吸附性能的强弱都直接影响污染物孔隙水浓度降低幅度。黑碳在污染修复方面具有很大的应用前景，尤其是秸秆来源的黑碳，对于资源回收利用起到一定的正面作用。
2.学位论文王凡应用羽摇蚊幼虫研究沉积物中多环芳烃的生物有效性——黑碳的影响2009
本研究应用羽摇蚊幼虫建立了沉积物中多环芳烃（PAHs）生物有效性的生物积累评价方法，通过320℃和340℃灼烧木材和薪柴得到两种不同来源的黑碳（BC-wood和BC-stalk），以黄河沉积物和生物园土壤为基质制备人工沉积物实验体系，考察两种不同来源和含量的黑碳对沉积物中PAHs生物有效性的影响，并分析其影响机理。得到以下主要结论：
（1）在以生物园土壤或黄河沉积物为基质的实验体系中，木材和薪柴来源的BC在0～1．5％含量水平下，都没有对摇蚊幼虫的存活和生长产生急性毒性作用，有利于开展生物积累实验。生物园土壤-基质体系是摇蚊幼虫更适宜生长的体系。
（2）在以生物园土壤为基质的实验体系中，摇蚊幼虫体内菲的累积量为0．21～6．99mg/kg，芘的累积量为0．71～5．59mg/kg，（）的累积量为0．38～1．81mg/kg；在以黄河沉积物为基质的实验体系中，摇蚊幼虫对菲的累积量为1．07～2．64mg/kg，对芘的累积量为0．30～4．87mg/kg，对（）的累积量为0．50～1．99mg/kg。
（3）摇蚊幼虫对污染物的生物积累有两种途径：呼吸或表皮交换作用吸收上覆水或孔隙水中的自由溶解态污染物；摄食作用吸收沉积物或悬浮颗粒物中颗粒物结合态的污染物。因此，黑碳的存在能通过孔隙水和摄食两种路径从正反两方面同时作用于摇蚊幼虫的生物积累。
在以生物园土壤为基质的实验体系中，摇蚊幼虫体内菲、芘、（）浓度（CiB）的倒数与BC含量（fBC）符合一元线性回归模型，1/CiB=A1*fBC+B1，与同等条件下进行的实验中孔隙水中PAHs浓度与BC含量的关系类似，说明黑碳能够降低该体系中的生物积累，孔隙水中污染物浓度是主要影响因素。但消除BC对孔隙水中污染物浓度影响后，得到了修正后的生物-沉积物累积因子（MBSAF），MBSAF值随黑碳的含量升高呈现轻微上升的趋势，反映了摇蚊幼虫的生物积累在受孔隙水中污染物浓度影响的同时，还受到摄食的影响。
在以黄河沉积物为基质的人工沉积物体系中，添加的黑碳大量漂浮或悬浮在体系中，羽摇蚊幼虫直接摄食吸附有污染物的黑碳是该体系中生物积累的主要途径。但黑碳吸附态的污染物进入生物体内能否被溶解利用，仍需要进一步研究。
（4）BC-wood吸附能力更强，在以生物园土壤为基质的实验体系中，更有利于降低孔隙水中污染物浓度，因而有利于降低生物富集量；但在以黄河沉积物为基质的实验体系中，由于生物体能直接摄食黑碳，在添加BC-wood的体系中，摇蚊幼虫对PAHs的累积量反而更高。
（5）摇蚊幼虫对菲的生物积累量最高，这与菲的表观添加浓度高有关。在以生物园土壤为基质的实验体系中，芘的生物浓缩因子最大，可能是因为芘的疏水性适中、分子体积小，代谢作用少。在以黄河沉积物为基质的实验体系中，三种PAHs的累积能力随着它们的疏水性升高而升高，可能与污染物随着颗粒物进入生物体内被解吸下来或被吸收的程度有关。
3.学位论文程海燕pH和溶解性有机质影响下黑碳吸附农药行为的研究2008
黑碳是化石燃料和生物质不完全燃烧生成的具有高度芳香化结构的高聚物，它在环境(大气圈、水圈、生物圈、土壤和岩石)中无处不在。黑碳具有多孔性和高比表面积，对有机化合物有较高的亲和力，对生物利用和自然系统中污染物的迁移有着重要的影响。作为潜在的环境污染物载体，黑碳可能会引发一些土壤效应，导致增加农药的使用风险。在自然条件下，天然有机质的存在会对黑碳吸附农药污染物的行为产生重要的协同影响，pH值的变化也会改变黑碳和农药的性质，从而影响了黑碳对农药污染物的吸附行为。为了揭示黑碳对农药的吸附规律及pH值和溶解性有机质对黑碳吸附农药行为的影响，本论文以秸秆为原料制备了较高比表面积的黑碳(吸附剂)，选择四类农药为目标吸附质，采用单宁酸和没食子酸为不同分子大小的代表性溶解性有机质(DOM)(预载吸附质)，以DOM预载方式研究pH值和DOM对黑碳吸附农药的影响。
本论文研究了黑碳及预载化黑碳对弱酸性农药苯氧乙酸类除草剂的吸附行为。结果表明：在低pH条件下，吸附剂对农药吸附效果较好，且2,4-二氯苯氧乙酸的吸附量都明显高于苯氧乙酸。无论在何种pH值下，单宁酸对黑碳吸附酸性农药的行为都是明显的抑制作用，没食子酸对吸附行为是略有抑制，且都遵循预载量30μmol/g的抑制效果大于预载量100μm/g的规律，最主要的原因是由于溶解性有机质的预载，导致产生了孔堵效应和竞争吸附。吸附机理主要依靠微孔填充、静电作用和范德华力等方式。影响吸附的主要因素是吸附质的溶解度、表面官能团含量、农药的pKa值及电离性质等。
弱碱性农药扑灭通在黑碳上的吸附行为表明，在pH=5.90条件下的吸附效果优于pH=1.25，且在这两种pH条件下吸附量差异非常明显。这主要与扑灭通的溶解度及其三氮苯骨架的结构有关。预载化黑碳对碱性农药的吸附规律和酸性农药相同，在相同的条件下，单宁酸和没食子酸对碱性农药的吸附行为同样是抑制作用，单宁酸的抑制效果显著，没食子酸的抑制作用微弱，且都随着溶解性有机质预载量的增加抑制效果增强，其原因主要还是孔堵效应和竞争吸附的影响。中性农药敌稗在黑碳上的吸附规律表现为吸附量较高，无pH依赖性，主要原因是敌稗溶解度较低，有利于吸附剂对敌稗的吸附，且由于敌稗分子没有pKa，在两个pH条件下基本都以分子态形式存在，不发生解离，此外pH对吸附剂表面电荷性质影响不大，从而导致敌稗的吸附行为不受pH值影响。敌稗在预载化黑碳上的吸附规律和碱性农药相同。
两性农药毒莠定在黑碳及预载化黑碳上的吸附具有明显的pH依赖性，吸附量随pH值的增加先升后降，pH=5.90条件下吸附量最低，pH=3.00时吸附量最高，当pH=1.25时又有所下降，但还是明显高pH=5.90的条件下的吸附量。说明酸性条件下有利于吸附，且当pH值接近毒莠定的pKa时有很大吸附。pH值影响吸附剂吸附农药的行为主要是通过引起毒莠定分子形态和吸附剂表面电荷变化决定的。本实验研究表明，范德华力是黑碳吸附毒莠定的主要机理。单宁酸预载对毒莠定吸附行为的影响与其他农药相似，对毒莠定的吸附行为抑制作用明显，而没食子酸对毒莠定的吸附行为是明显增溶作用，并遵循预载量100mol/g的促进作用大于预载量300μmol/g的规律。
采用Langmuir和Freundlich方程对所有吸附数据进行拟合，相关系数基本上均大于0.97，表明Langmuir和Freundlich模型能较好地用于描述上述吸附过程。
上述讨论较全面地研究了pH和溶解性有机质对黑碳吸附农药影响的作用规律和机理，将为今后研究高含碳土壤的吸附与修复研究提供理论的研究积累。
4.会议论文汤洁.温玉璞.周凌晞.Neil Trivett.Erika Wallgren青海高原地区大气黑碳气溶胶的观测研究1998 本文报告1994年7月到1995年底瓦里关山黑碳气溶胶观测结果,结合气象观测资料及我国东部地区部分观测结果,对该地区大气中黑碳气溶胶浓度及其变化特点进行了分析.瓦里关山大气黑碳气溶胶月平均浓度为130-300ng/m<'3>,大大代于我国东部地区;该地区黑碳气溶胶浓度的变化明显地与来自工业及人口集中地区污染气团的输送影响有关,不同风向时的黑碳气溶胶浓度水平有明显的差异;由最大出现频数统计分析得出该地区大气黑碳气溶胶的本底浓度范围为50-120ng/m<'3>,冬季平均浓度和本底浓度都较低,而春季较高.
5.学位论文陈静华南大陆与南海北部黑碳气溶胶长期观测资料的对比分析2009
本文利用过去20年在华南大陆与南海北部广大地区采集的气溶胶分级样品，根据现有分析元素碳(EC)的各种方法，通过对比实验，确立了分析历史样品中EC的合理实验方案，并以此对华南大陆和南海北部历史20年气溶胶样品的EC及其长期变化趋势进行了研究和探讨；为气候模式评估该区域的气候和环境变化提供珍贵的实测输入参数，降低气溶胶辐射强迫估值的不确定性。结果表明，历史样品中，只有四组样品在700℃以上即会熔化，是国产玻璃纤维滤膜样品；其余样品均能承受870℃的高温，为国产石英纤维滤膜样品。现有的“quartz.par”升温方案，用于分析历史的国产石英样品是较为合理可信的。降低升温过程中的最高温度、并适当缩短其持续灼烧的时间，这对于分析国产玻璃滤膜样品是十分必要的；但不适用于国产石英样品，它会造成EC的结果偏高。
⑴永兴岛1988年11月的等效元素碳(AEC)浓度普遍较低，介于0.07-1.99μg/m3之间，可视为华南清洁旱季的参考本底，但相比青海瓦里关的EC全球本底0.03-1.2μg/m3而言，则略有偏高。90年代后期，华南地区PM10范围内的AEC普遍在粗、细粒子段有一个峰值，即“双峰”结构明显。1998年以后，(次微米级)细粒子成为了区域空气污染中的首要污染物，AEC质量浓度的“单峰”形态显著，这在旱季的局地污染情况下表现得尤为突出。
⑵旱季的AEC质量浓度明显高于雨季，与雨季降水的“湿清除”机制及总体扩散条件有较大关系，季节变化特征显著。重工业地区的AEC质量浓度明显高于周边地区，且AEC随高度增加而减少，这与近地层内风的垂直分布对污染物的扩散影响相关。AEC主要集中在粒径<2.1μm的细粒子段，对局地污染而言，政府应重点加强对细粒子的治理。
⑶经济发展以及人类活动，是影响区域环境变化的重要因子。在1988～2006年间，广州地区AEC的长期变化规律呈“M型”，即广州的空气质量在“好转”与“恶化”之间起伏波动，但总体上在重污染区高位震荡；各地区的空气质量差别不明显，区域气候特征显著。
6.期刊论文詹建琼.陈立奇.张远辉.杨绪林.李伟北极黑碳气溶胶研究现状和展望-极地研究2010,22(1)
在过去的100年中,北极温度升高的速率几乎是全球平均速率的两倍,尽管人为长生命期的温室气体(GHGs)在气候系统辐射强迫中占主导地位,黑碳气溶胶和其它短生命期的污染物却能很好地解释北极气候增暖较快的原因.因此,减少人为黑碳气溶胶排放将成为缓解北极迅速变化的重要策略.介绍北极黑碳气溶胶研究现状,讨论它在北极变暖中扮演的角色,分析当前北极黑碳气溶胶研究中存在的问题,展望深入开展黑碳气溶胶观测研究的必要性和紧迫性.
7.期刊论文陶俊.朱李华.韩静磊.张涛.陈来国.许振成广州城区冬季黑碳气溶胶污染特征及其来源初探-中国环
境监测2009,25(2)
于2007年12月至2008年2月利用黑碳(Aethalometer)和气体在线现测仪(Thermo 42i型二氧化硫、43i型氮氧化物争49i型臭氧分析仪)和MAWS自动气象站获得了大气细粒子中每5分钟黑碳气溶胶(BC)浓度,每1小时SO2、NO2、NO和O3浓度和风速、风向等气象因子观测数据.结果发现,黑碳日均值浓度值为10.5±7.7 μg/m3,浓度变化范围为2.7～34.8 μg/m3.非降雨期BC有相对明显的两个峰值和一个谷值;降雨期BC昼间呈单调上升,夜间呈单调降低.通过对BC与气体污染物相关性分析并结合城市污染源分布,发现BC的最主要来源是工业燃煤和机动车尾气排放.
8.会议论文郑珍芝.邱宇平.盛光遥环境黑碳吸附阴阳离子染料的行为研究2008
@@生物质燃烧产生的环境黑碳是土壤中重要的污染物吸附剂。提取廉价的生物质 黑碳应用于工业污染物的去除，将是一种有益的探索和尝试。本文用水稻秸秆燃烧 物提取的黑碳（BC）和市售活性炭（AC）对阴离子染料活性艳兰KN-R 和阳离子 染料罗丹明B（RB）进行对比吸附研究。BC 的比表面积与AC 相仿，而表面酸性 基团却是AC 的3 倍。因此，BC 和AC 的等电点（pHPZC）存在显著差异，分别为 1.91 和8.23。在pH 值为3.0 和6.5 的溶液条件下，BC 表面将带负电荷而活性炭表 面带正电荷。
9.会议论文朱崇抒.曹军骥.刘随心西安大气黑碳气溶胶的观测和分析
本文在西安站点利用黑碳测量仪(Aethalometer)获得了10个月大气中每5min黑碳气溶胶(BC)浓度的演化特征。对比分析表明，西安市BC浓度较高,机动车、燃煤和生物质燃烧是主要贡献源。
10.学位论文陈虹石油烃在土壤上的吸附行为及对其它有机污染物吸附的影响2009
土壤对有机污染物的吸附是影响其在环境中迁移转化、归宿和生物生态效应的主要因素之一。石汕类污染物作为东北老工业基地的典型有机污染物之一，其自身的吸附行为及对其它有机污染物吸附的影响有助于深入了解东北地区高负荷复合污染状态下有机污染物的复杂环境行为和生态风险，同时为对其控制和治理提供科学依据。
本文在研究石油烃在土壤-水界而的吸附行为的基础上，深入探讨了石油-土壤-水-有机污染物复杂体系中多界面的吸附行为。重点研究了土壤中的黑碳和溶解性有机碳对石油烃吸附的贡献和机理，并建立了在与水互溶的溶剂存在条件下，石油烃的溶解和吸附模型。系统研究了部分典型极性、非极性有机化合物以及全氟辛烷磺酸(PFOS)在石油污染土壤上的吸附行为，探讨了石油类污染物对有机化合物的吸附行为的作用机制。论文取得了以下的研究成果：
(1)石油烃在土壤上的吸附系数与土壤有机碳含量线性正相关，而与粘土含量无关，明确了有机质是石油烃在土壤上吸附的来源。不同土-水比(SSR)下石油烃的吸附系数(Koc)不为常数并存在解吸滞后现象，滞后因子随着SSR的增加而增大，Koc随着SSR的增加而减小。
(2)石油烃在丙酮-水体系中符合log-linear助溶模型，在此基础上通过测定石油烃在丙酮-水-土壤体系中的吸附等温线，计算得到溶解性有机碳对石油的吸附系数(logKDOC)为4.34，高于颗粒态有机碳对其的吸附系数1个log单位左右。通过测定石油烃在灼烧后土壤和原始土壤上的吸附等温线，计算得到在其它有机质存在的条件下，土壤中的黑碳对石油烃的吸附能力(KenvF，BC)为102.55±0.21 L/kg。
(3)利用极性、非极性有机化合物在油污染土壤上的吸附行为考察了油对其它有机污染物吸附行为的影响。结果表明对于非极性的菲和异丁草丹，当油浓度低于lg/kg左右时，它们的吸附能力没有明显变化；当油浓度大于lg/kg左右时，油对菲和异丁草丹具有较强的吸附能力，log Koil值分别为
5.03±0.16和3.94±0.10 L/kg，分别比它们相应的log KTOC高出大约4倍和3倍左右。但该原油对极性的阿特拉津和的敌草隆几乎没有吸附。特殊点位的吸附是阿特拉津和敌草隆主要的吸附机理，吸附剂极性与吸附能力不存在正相关的关系。
(4)研究了石油对于离子型化合物PFOS吸附行为的影响。石油对PFOS的吸附能力较强，Koil值比PFOS在天然有机碳上的吸附能力Koc高一个log单位左右；溶液的性质(pH值和[Ca2+])对PFOS在油-水表面的吸附能力没有显著的影响。PFOS在油上的吸附主要通过PFOS的疏水端和油表面的疏水作用，发生在油-水界面。
(5)探讨了黑碳对PFOS的吸附机理。在pH=5.0、[Ca2+]=0.5 mM的溶液中，黑碳(SRM2975)对PFOS的吸附较为线性且吸附能力(log KBC)与天然有机碳对PFOS的吸附能力(log Koc)没有显著差异，因此在上述溶液性质下，BC对PFOS的吸附并未表现出其常见的非线性和强的吸附能力。溶液的性质对PFOS在BC上的吸附特性有显著的影响。随着溶液中pH值的降低或[Ca2+]的升高，PFOS在BC上的吸附能力和吸附非线性显著提高。因此在上述溶液中，以及真实环境中较低的PFOS浓度下，BC对PFOS的吸附贡献尤为重要。PFOS在BC上的吸附机理为分配作用和静电作用共同存在。
以上研究数据和结果有助于了解和预测东北地区石油类污染物的归趋和生态风险，同时为探讨在石油污染地区其它有机污染物的归趋和迁移转化规律提供科学依据。
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东华理工大学水文地球化学试卷
2006-2007第一学期《水文地球化学》期末试卷(B)－参考答案班级（）学号（）姓名（） 一、名词解释（每题3分，共21分） 1、盐效应：矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含盐量水中的溶解度，这种含盐量升高而使矿物溶解度增大的现象。 2、阳离子交替吸附作用：在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成分，这一作用即为阳离子交替吸附作用。 3、氧化垒：在还原条件被氧化条件激烈交替的地段上所形成的地球化学垒。 4、侵蚀性CO2：当水中游离CO2大于平衡CO2时，水中剩余部分的CO2对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部分即为侵蚀性CO2。 5、TDS：指水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解的气体。 6、硅质水与硅酸水：SiO2含量大于50mg/L的水称为硅质水（1.5分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5分）。 7、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方法是以Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，其单位为mg/L。 二、填空（每题1分，共14分） 1、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 2、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生物）垒和（复合）垒。 3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3）的含量。硬度是以（Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（HCO-3，CO2-3）的毫克当量总数乘以 50。 4．大气CO2的δ13C平均值是（-7‰），而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰）。5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 6．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分散）。 7、SiO2和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（0~250℃）和（150~350℃）。8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2-4SO2-4 -Cl），而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO-3）。 9．海水的水化学类型为（Cl-Na），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca）。 10、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需要较大的能量。 11、在35℃下，pH=7的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有（TDS，硬度，含盐量或含盐度,电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（COD，BOD，TOC，Eh）。 12、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（0.1mol/L），而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（0.5mol/L）。 13、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件 14、在氮的化合物中，（NO-2，NH4+）可作为地下水近期受到污染的标志，而（NO-3）可作为地下水很早以前受到污染的标志。
环境地球化学知识点
概念题 绪论（1/6） 环境问题由于人类活动或自然活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康产生的影响。 环境容量人类生存和自然环境在不致受害的前提下，环境可能容纳污染物质的最大负荷量。 环境要素构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本因素。 环境背景值在未受人类活动干扰的情况下，各环境要素（大气、水、土壤、生物、光、热等）的物质组成或能量分布的正常值。 环境质量在一具体环境内，环境的某些要素或总体对人类或社会经济发展的适宜程度。 环境质量评价按照一定的评价标准和评价方法对一定区域范围内的环境质量进行说明、评定和预测。 第一章岩石圈环境地球化学（0/0） 第二章土壤环境地球化学（1/9） 土壤覆盖在地球陆地表面和浅水水域底部，具有肥力，能够生长植物的疏松物质表层。 土壤圈覆盖于地球陆地表面和浅水域底部土壤所构成的一种连续体或覆盖层及其相关的生态环境系统。 成土过程地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积体，受其所处环境因素的作用，形成具有一定剖面形态和肥力特征的土壤的历程。 土壤酸度土壤酸性表现的强弱程度，以pH表示。 植物营养植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，用以维持其生命活动。 土壤污染进入土壤的污染物积累到一定程度，引起土壤质量下降、性质恶化的现象。 土壤净化污染物在土壤中，通过挥发、扩散、吸附、分解等作用，使土壤污染物浓度逐渐降低，毒性减少的过程。 土壤质量评价单一环境要素的环境现状评价，是根据一定目的和原则，按照一定的方法和标准，对土壤是否污染及污染程度进行调查、评估的工作。
土壤中微量元素动植物体内含量很少、需要量很少的必需元素。 第三章水圈环境地球化学（2/11） 水圈地球表面或接近地球表面各类水体的总称。 水资源世界上一切水体，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、土壤水、地下水及大气中的水分，都是人类宝贵的财富，即水资源。（广义）在一定时期内，能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体。（狭义） 水矿化度天然水中各种元素的离子、分子与化合物（不包括游离状态的气体）的总量。 水硬度水中钙和镁含量。 化学需氧量（COD）水样在一定条件下，氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示。 高锰酸钾指数法（COD Mn）在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，氧化水样中的还原性物质，所消耗的量以氧的mg/L来表示。 重铬酸钾指数法（COD Cr）在一定条件下，以重铬酸钾为氧化剂，氧化水样中的还原性物质，所消耗的量以氧的mg/L来表示。 生化需氧量（BOD）在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。 水体污染进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力，就会导致水体的物理、化学及生物特性的改变和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人类健康的现象。 水体自净污染物质进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，使水中污染物质的浓度降低的现象。 水环境质量评价按照评价目标，选择相应的水质参数、水质标准和评价方法，对水体的质量利用价值及水的处理要求作出评定。 第四章大气圈环境地球化学（1/11） 大气圈包围在地球最外面的圈层，是由气体和气溶胶颗粒物组成的复杂的流体系统。 同温层从对流层顶以上到25km以下气温不变或微有上升的圈层。 逆温层从25km以上到50-55km，温度随高度升高而升高的圈层。 臭氧层地球上空10-50km臭氧比较集中的大气层, 其最高浓度在20-25km处。
环境地球化学
长江三角洲第一硬黏土与古环境 摘要：硬黏土形成在沿海和陆架相互作用的地带，受陆海交互作用的影响, 对气候及海平面变化尤为敏感，包含了复杂的古环境信息。本文从土壤形态和土壤剖面两个方面对硬黏土进行了描述，并进一步说明硬黏土是一种古土壤，同时以长江三角洲第一硬黏土为例，说明了它所蕴含的古气候信息及其与海平面的关系。 关键词：硬黏土古环境 硬黏土形成在沿海和陆架相互作用的地带，受陆海交互作用的影响, 对气候及海平面变化尤为敏感，包含了复杂的古环境信息。长江三角洲晚第四纪地层中普遍发育若干层厚度不等的暗绿色、黄绿色或黄褐色的硬质黏土层,在工程地质上俗称“硬质黏土”或“老黏土”。按其年代由新到老依次为第一、第二、第三……硬质黏土层。目前对第一硬黏土层研究较详。第一硬黏土是古土壤。 1硬黏土概述 1.1土壤形态 从颜色上看，硬黏土大致可以分为两类，一类是分上、下两层的暗绿色硬黏土层和黄褐色硬质黏土层；另一类为单一的黄褐色硬质黏土层。这跟海水的影响程度有关；硬黏土质地以细粉砂为主，其次是粗粉砂和黏土；呈块状构造；土壤中含有新生体。 1.2土壤剖面 第一硬黏土层分布在长江三角洲南北两翼，埋深3-25m，西部浅，东部深，总体上具有自西向东的自然坡度。西部硬黏土层的厚度最大，平均7．2 m，向东变薄，至上海市区平均为2．9 m。——这可能和暴露时间长短有关系。 上部含较多植物根屑, 具团粒结构, 中、下部淀积层内黏粒胶膜及铁锰质结核发育, 底部逐渐过渡到保留有原生沉积构造的母质层。 硬黏土与上下地层的关系：三角洲前缘古土壤层上覆滨浅海泥质沉积, 后缘上覆湖沼相泥质沉积,与上覆层呈突变接触关系。下伏黄色滨海、河流相粉细砂或黏土质粉砂, 呈渐变接触关系。 1.3硬黏土是古土壤 古土壤指过去气候与地貌环境相对稳定环境下形成的土壤，其发育或由于形成土壤的气候或地形环境的变化而中断，或在后来的地质过程中被其他沉积物掩埋。探讨并证明硬黏土是古土壤主要看硬黏土是否是经历了明显的成土改造。古土壤特征比较明显的层位在硬土层的上部：
环境地球化学考试复习重点
1. 环境背景值:指在不受污染的情况下，环境要素的平均化学成分。 2. 地球化学障：元素迁移过程中，物理-化学条件的急剧改变所引起的元素沉淀。 3. 等电pH值：当矿物颗粒不能带电荷时的PH值。 4. 生物地球化学循环：生物体所需要的营养元素在生物圈内不断地运转，他们沿着特定的途径，从非生物环境到生物有机体内，再从生物体回到非生物环境中去，从而构成元素的循环，这种循环叫做"生物地球化学循环", 5. 弥散现象:在多空的介质中，当两种流体相接触，某种物质从含量较高的物体中箱含量较低的物体迁移，是两种流体分界面处形成过度混合带，混合带不断扩大，趋向于成为均质的混合物质，这种现象称为弥散现象。 6.地下水的自净过程：污染物进入地下水，通过同周围的介质发生物理化学和生物化学等一系列的反应，使污染物质的组成发生变化，最终被净化，是地下水部分或完全恢复到原来的状态，这样的过程，称为地下水的自净过程。 7.浓缩作用：当水蒸发时，其中含盐分的量不减，则其浓度相对增大，这种作用称为浓缩作用 8.CO2的温室效应：二氧化碳可以让太阳辐射的可见光部分透过，但是能吸收地球在13-17um之间的再辐射，组织了热量向外层空间的散逸，保持了大气的温度，这就是所谓的CO2的温室效应。 9.化学需氧量（COD）：在一定条件下，用一定的强氧化剂处理水样对所消耗的氧化剂量。 10.光化学烟雾：排入大气中的CO、NO等一次性污染物在光的作用下形成二次污染物，这两种的混合物所形成的烟雾污染现象。 11.混合作用：当两种或数种成分或矿化不同的地下水相遇时，新形成的地下水在成分与矿化度上与混合前不同，这种作用称为.混合作用。 12. 酸雨：是指PH值小于5.65的雨雪或其他形式的降水 13..生物半衰期：有毒物质降到最初摄入量一半所需要的时间 14. 溶质径流：地壳风化产物受水流溶蚀和冲刷并以真溶液和胶体溶液状态随水流前一的行为称为溶质径流。 1. 生命起源的前提条件有哪些？(8分) (1)在大气圈-水圈体系中必须没有游离的氧 (2)必须存在有对产生有机分子所必须的元素和催化剂 2. 在土壤样品采集中，一般采取哪几种方式? (8分) 答：（1）对角线法适用于污水灌溉或被废水污染的田块，由进水口倒出水口引对角线，按均匀间隔取3-5个点，并根据田块形状做适当修改。 （2）梅花形发适宜于面积较小、平坦、土质均匀的田块，取5-10个点。 （3）棋盘形法适宜于中等面积、平坦、形状完整，但土质较不均匀的田块，取10个以上的点。 （4）蛇形法适宜于面积大、地不太平坦、形状不规整的田块。 还可根据作物生长情况，结合土质、灌溉、施肥、施药等情况，划分为不同地段分别采样。 3. 地下水污染的主要途径是什么?(9分) （1）通过包气带渗入。这种途径是污染液从各种污染源地通过包气带想地下水面的渗透。这种污染途径的集体污染源包括：废水坑、污水池、沉淀池、污水渗坑、化粪池等；（2）从地表水体侧向渗入。由于大量未经处理的生活污水和工业废水排入河流，使许多河流收到
水文地球化学
水文地球化学研究现状、基本模型与进展 摘要：1938 年, “水文地球化学”术语提出, 至今水文地球化学作为一门 独立的学科得到长足的发展, 其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究, 以及人类开发资源和保护生态的需要, 水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域, 并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开, 在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果( 沈照理, 1985) 。水文地球化学在利用地下水化学成分资料, 特别是在查明地下水 的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20 世纪60 年代后, 水文地球化学向更深更广的领域延伸, 更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用( 任福弘, 1993) 。 1981 年, Stumm W 等出版了5水化学) ) ) 天然水化学平衡导论6 专著, 较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992 年, C P 克拉依诺夫等著5水文地球化学6分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分, 全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题, 以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等, 概括了20 世纪80 年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解答( 谭凯旋, 1998) , 逐渐构架起更为严密的科学体系。 1 应用水文地球化学学科的研究现状 1. 1 油田水研究 水文地球化学的研究在对油气资源的勘查和预测以及提高勘探成效和采收率等方面作出了重要的贡献。早期油田水地球化学的研究只是对单个盆地或单个坳陷, 甚至单个凹陷进行研究, 并且对于找油标志存在不同见解。此时油田水化学成分分类主要沿用B A 苏林于1946 年形成的分类。1965 年, E C加费里连科在其所著5根据地下水化学组分和同位素成分确定含油气性的水文地球化学指标6中系统论述了油气田水文地球化学特征及寻找油气田的水文地球化学方法。1975 年, A G Collins 在其5油田水地球化学6中论述了油田水中有机及无机组分形成的地球化学作用( 汪蕴璞, 1987) 。1994 年, 汪蕴璞等对中国典型盆地油田水进行了系统和完整的研究, 总结了中国油田水化学成分的形成分布和成藏规律性, 特别是总结了陆相油田水地球化学理论, 对油田水中宏量组分、微量组分、同位素等开展了研究, 并对油田水成分进行种类计算, 从水化学的整体上研究其聚散、共生规律和综合评价找油标志和形成机理。同时还开展了模拟实验、化学动力学和热力学计算, 从定量上探索油田水化学组分的地球化学行为和形成机理。 1. 2 洋底矿藏研究
环境地球化学答案
1、名词解释 Pm10：是指大气中直径小于或等于10微米的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘。 Pm2.5：PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。 大气颗粒粒径：指大气颗粒的直径，粒径小于10微米的颗粒可以长期飘浮在空中，称为飘尘，其中10～0.25微米的又称为云尘,小于0.1微米的称为浮尘。而粒径大于10微米的颗粒，则能较快地沉降，因此称为降尘。 环境容量：环境容量（environment capacity）是在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。或一个生态系统在维持生命机体的再生能力、适应能力和更新能力的前提下，承受有机体数量的最大限度。 生物吸附系数：是某元素在有机体（通常是植物）灰分中的含量与该元素在生长这种植物的土壤中的含量比例，它定量的反映了生物对环境中元素的吸收强度。 CO2温室效应：大气中的CO2浓度增加，允许太阳辐射能量穿透地球大气层，使地球表面变暖，当地球表面进行二次能量辐射时，温室气体CO2又将这些能量重新发射回地面，使地球发生可感觉到的温度升高，这就是CO2温室效应。 2、环境地球化学的特点及主要研究内容： 环境地球化学的重要任务之一就在于及时地研究现代环境化学变化的过程和趋势，在原来地球化学的基础上，更加深入地研究组成人类环境的各个系统的地球化学性质。人为散发的污染物在环境中不断发生空间位置的移动和存在形态的转化。这种迁移转化的结果，可以向着有利的方向发展，如污染物被稀释、扩散、分解，甚至消失；也可以向着不利的方向发展，如污染物在某些条件下积累起来，转变成为持久的次生污染物。污染物在环境中的存在形态可以通过各种化学作用不断发生变化，如溶解、沉淀、水解、络合与整合、氧化、还原、化学分解、光化学分解和生物化学分解等。
水文地球化学试卷B卷
一、名词解释（每题3分，共21分） 1、盐效应：矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含盐量水中的溶解度，这种含盐量升高而使矿物溶解度增大的现象。 2、阳离子交替吸附作用：在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成分，这一作用即为阳离子交替吸附作用。 3、氧化垒：在还原条件被氧化条件激烈交替的地段上所形成的地球化学垒。 4、侵蚀性CO2：当水中游离CO2大于平衡CO2时，水中剩余部分的CO2对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部分即为侵蚀性CO2。 5、TDS：指水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解的气体。 6、硅质水与硅酸水： SiO2含量大于50mg/L的水称为硅质水（1.5分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5分）。 7、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方法是以 Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，其单位为mg/L。二、填空（每题1分，共14分）1、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 2、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生物）垒和（复合）垒。 3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3 ）的含量。硬度是以（ Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（ HCO-3，CO2-3 ）的毫克当量总数乘以 50。 4．大气CO2的δ13C平均值是（-7 ‰），而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰）。 5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 6．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分散）。7、SiO2 和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（ 0~250 ℃）和（ 150~350 ℃）。 8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2-4 SO2-4 -Cl ），而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO-3 ）。 9．海水的水化学类型为（ Cl-Na ），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca ）。 10、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需要较大的能量。11、在35℃下，pH=7的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有（ TDS，硬度，含盐量或含盐度 , 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（ COD，BOD，TOC，Eh ）。 12、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（ 0.1 mol/L ），而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（ 0.5 mol/L ）。 13、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件14、在氮的化合物中，（ NO-2，NH4+ ）可作为地下水近期受到污染的标志，而（ NO-3 ）可作为地下水很早以前受到污染的标志。 三.简答（每题5分，共30分） 1、水的酸度与pH值的区别？ 答：酸度是表征水中和强碱能力的指标（1分）。它与水中的氢离子浓度并不是一回事，pH值仅表示呈离子状态的H+数量（1分），而酸度则表示中和过程中可以与强碱进行反应的全部H+数量，其中包括原已电离的和将会电离的部分（2分），已电离的H+数量称为离子酸度，它与pH值是一致的（1分）。 2、水分析结果是简分析，请问从那几方面检查分析数据可靠性。？答：（1）阴阳离子平衡的检查（1.5分）（2）碳酸平衡关系的检查（1.5分）（3）分析结果中一些计
环境地球化学
一、名词解释： 1.环境地球化学------是介于环境科学和地球化学之间的一门新兴边缘交叉学科，是研究化学元素和微量元素在人类赖以生存的周围环境中的含量、分布和迁移和循环规律的科学，并研究它们对人类健康造成的影响。同时，还研究人类生产和消费活动对自然环境的这些地球化学规律造成的影响。 2.一次污染物与二次污染物--------在污染物中，直接排放到大气中的称为一次污染物，有些一次污染物质在大气中通过与其它物质发生反应，化合成新的污染物质，这种污染物称为二次污染物。 3.水体富营养化--------指湖泊、河流、水库等水体中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。 4.土壤环境容量----------土壤允许承纳污染物质的最大数量。 5.酸雨-------是指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。 6.光化学烟雾------汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（CH）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧（O3）、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。 填空： 1.水体污染源和水体污染物：耗氧污染物、植物营养物、重金属、酚和氰类化合物、石油、农药、酸碱及无机盐类、放射性物质、病原微生物、热污染。 2.世界卫生组织根据现代医学、生物学和进化论的理论，把现代人的疾病分为四大类型，即遗传性疾病、先天性疾病、匮乏性疾病和现代病。 3.人体内元素分为四类：生命元素；毒性元素；无毒性稳定性元素；两性元素。 4.大气污染物的类型：SO2（二氧化硫）、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO) 、碳氢化合物烃、醛等和颗粒物质。 选择： 1.几种重金属会导致哪些疾病？ 汞Hg：水俣病；铬Cr6+：肺癌和鼻咽癌；镉Ge：骨痛病（痛痛病）； 2.土壤的组成？ 3.哪些属于一次或二次污染物？（有可能填空）
英语文献翻译-环境科学-环境地球化学专业
第一作者:Peｔｅr J．Herneｓ 期刊:ＪOURNＡＬOＦＧEOPHYSICＡL REＳEAＲＣH 发表时间:200９年Fluｏrｅsceｎcｅ-based pｒoxies for lignin in freshwateｒｄiｓsｏ lved oｒｇanic matteｒ-溶解有机物中木质素基于荧光特性的替代 摘要 木质素酚已被证明是在环境研究中良好生物标志物。但是木质素分析的复杂性限制了每次研究的样品数量，从而限制了其时空分辨率。相反,用分光光度对溶解有机物进行表征的方法具有速度快、(对样品）无破坏性、价格便宜和只需小的样品量优点,该方法甚至能在现场测量精细尺度溶解有机物循环的时空详情。在本文中，我们提出了一系列交互验证的偏最小二乘模型，利用溶解有机物的荧光性质解释高达91％的样品中木质素的组成和浓度可变性(两年的样品分季度的取自美国加利福尼亚州萨卡拉门托河和圣华金河河口三角洲）。这些模型随后用来通过测得的荧光特性预测木质素的浓度和组成。经过昼夜循环,模拟的木质素的组成大致保持不变,而模型中的木质素浓度的改变大于预期，木质素基于荧光特性的替代的灵敏性可以作为选择最详实样本作为详细木质素表征的有用工具。经过足够的校准，类似的模型可以显著扩大我们研究复杂地表水系统溶解有机物的来源和转化过程。 前言 溶解有机物的生物地球化学特征已经成为全球碳循环的重要组成部分，它是水生环境中食物网的一部分，这同时也在全球水环境中转移了显著数量的碳损失。影响溶解有机物循环的进程与DOM结构和DＯＭ库中单个分子结构的活性密切相关。生物标志物分析技术（比如木质素的氧化铜氧化法）是研究DＯM 的重要工具,因为这些技术能够提供DＯM的分子世界,这对理解DOＭ的反应性是至关重要的。 木质素能够提供维管植物和陆源有机物的重要来源信息，同时还有能力获取成岩历史。利用对溶解性木质素的测定表明陆源有机物只是海洋DOM库中的微小部分,尽管从河流流入到海洋中的DOM实际大于海洋DOM库的平均交换量。
环境水文地球化学 第一篇 第一次作业
1.地下水的主要组成成分是什么？ 答：地下水是组成成分复杂的溶液，近八十种天然元素以离子、原子、分子、络合物和化合物等形式存在于地下水中，有些已溶解和活动于地下水中的有机质、气体、微生物和元素同位素的形式存在。这些可溶物质主要是岩石风化过程中，经过水文地球化学和生物地球化学的迁移、搬运到水中的地壳矿物质。 地下水中溶解的无机物主要组分（即浓度>5mg/L）为：HCO3-、Cl-、SO42-、Na+、K+、Ca+、Mg2+、SiO2。占地下水中无机物成分含量的90-95%，决定着地下水的化学类型。 地下水中有机组分种类繁多，主要有：氨基酸、蛋白质、糖（碳水化合物）、葡萄糖、有机酸、烃类、醇类、醚类、羧酸、苯酚衍生物、胺等。各种不同形式的有机物主要由C、H、O组成，这三种元素占全部有机物的98.5%，另外还存在有少量的N、P、K、Ca等元素。 地下水中常见溶解气体有：O2、CO2、CH4、N2、H2以及惰性气体Ar、Kr、He、Ne、Xe等。 微生物成分主要有三种类型：细菌、真菌和藻类。微生物在地下水化学成分的形成和演变过程中起着重要的作用。地下水中存在各种不同的细菌。有在氧化环境中的硝化菌、硫细菌、铁细菌等喜氧细菌;有在还原环境的脱氮菌、脱硫菌、甲烷生成菌、氨生成菌等。这些微生物活动可以发生脱硝酸作用、脱硫酸作用、甲烷生成作用和氨生成作用等还原作用，也可以发生硫酸根生成、硝酸根生成和铁的氧化等作用等，从而导致地下水化学成分的相应变化。 2.举例论述络合作用有何环境意义？ 答：地下水中大多数金属能与配体形成各种各样的络合物，这些络合物可能是电中性的，也可能是带正电或者带负电。金属络合作用对环境的意义在于：络合物的溶解度是影响金属形态迁移的重要因素；重金属离子与不同配体的配位作用，改变其化学形态和生化毒性，如铝离子(毒性很强)、有机铝络合物(毒性很弱)的生物毒性相差很大;络合作用影响络合剂的性质，如配位体的氧化还原性、脱羧及水解等;有些络合物可以通过化学絮凝、活性炭吸附或离子交换等方法容易地从水中去除。但有些重金属形成螯合物后很难用常规办法去除，影响水处理中对重金属的排除效率;络合作用会加速金属的腐蚀，比如氯离子和氨的作用。 3.胶体的稳定性和ζ电位有什么关系？研究胶体的ζ电位有何环境意义？ 答：ζ电位是胶体稳定性的一个重要指标，因为胶体稳定是与离子键的经典排斥力密切相关的。ζ电势的降低会使静电排斥力减小，致使粒子之间范德华力占优势，从而引起胶体的聚沉难和破坏。故研究ζ电势的变化规律是十分重要的。 4.地球化学垒和水文地球化学分带形成的原因是什么？ 答：地球化学垒是正在表生带内,因为短间隔内化学元素迁徙环境显然变迁,迁徙强度突然削弱而招致某些化学元素浓集的地段；水文地球化学分带是地下水化学成分和水中总溶解固体沿着水平或者垂直方向呈现有规律的带状分布和变化的现象。故它们共同形成成因都是地下
环境地球化学知识点教程文件
环境地球化学知识点
概念题 绪论（1/6） 环境问题由于人类活动或自然活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康产生的影响。 环境容量人类生存和自然环境在不致受害的前提下，环境可能容纳污染物质的最大负荷量。 环境要素构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本因素。 环境背景值在未受人类活动干扰的情况下，各环境要素（大气、水、土壤、生物、光、热等）的物质组成或能量分布的正常值。 环境质量在一具体环境内，环境的某些要素或总体对人类或社会经济发展的适宜程度。 环境质量评价按照一定的评价标准和评价方法对一定区域范围内的环境质量进行说明、评定和预测。 第一章岩石圈环境地球化学（0/0） 第二章土壤环境地球化学（1/9） 土壤覆盖在地球陆地表面和浅水水域底部，具有肥力，能够生长植物的疏松物质表层。
土壤圈覆盖于地球陆地表面和浅水域底部土壤所构成的一种连续体或覆盖层及其相关的生态环境系统。 成土过程地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积体，受其所处环境因素的作用，形成具有一定剖面形态和肥力特征的土壤的历程。 土壤酸度土壤酸性表现的强弱程度，以pH表示。 植物营养植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，用以维持其生命活动。 土壤污染进入土壤的污染物积累到一定程度，引起土壤质量下降、性质恶化的现象。 土壤净化污染物在土壤中，通过挥发、扩散、吸附、分解等作用，使土壤污染物浓度逐渐降低，毒性减少的过程。 土壤质量评价单一环境要素的环境现状评价，是根据一定目的和原则，按照一定的方法和标准，对土壤是否污染及污染程度进行调查、评估的工作。土壤中微量元素动植物体内含量很少、需要量很少的必需元素。 第三章水圈环境地球化学（2/11） 水圈地球表面或接近地球表面各类水体的总称。
水文地球化学分析
地下水受到污染后的修复技术研究 概况 我国的环境污染问题比较突出，生态环境脆弱，经济的发展使废物的排放量不断增大，使土壤和地下水的污染日益加重。如废水的排放、工业废渣和城市垃圾填埋场的泄漏、石油和化工原料的传输管线、储存罐的破损、农业灌溉等都有可能造成土壤和地下水的污染，使本来就紧张的水资源短缺问题更加严重。特别是北方城市，地下水在供水中占有很重要的地位，地下水的污染加剧了水资源的短缺，所以地下水污染的研究工作迫在眉睫。随着经济的快速发展，经济实力的不断提升，对地下水污染开展调查、进行污染控制甚至治理已经逐渐成为可能。地下水污染的控制与修复是我们面临的新的、极具挑战性的重要课题，需要进行多学科交叉和联合攻关。水的污染问题已经引起了人们的普遍关注，长期以来，我国把主要的注意力和研究、治理工作集中在地表水的污染，国家投入了大量的人力和物力进行地表水污染的防治，取得了一定的成效。而地下水污染由于其隐蔽性、复杂性、难以控制和治理的特性，以及治理、修复费用巨大，地下水污染的修复在我国尚未展开。近年来，随着一些突发地下水污染事件的发生，地下水污染问题也越来越引起人们的关注，国家有关部门也开始把地下水污染研究列为工作内容。如国土资源部已开始进行全国地下水污染的大调查；国家环保总局和国土资源部联合开展了“全国地下水污染防治规划”；在不同层次的科研项目中也出现了地下水污染控制和治理方面的课题。含水层的污染是一个缓慢的过程，污染具有累积和滞后效应，有
时在泄漏发生数年、甚至数十年后才会发现，如大多数的垃圾填埋场渗滤液泄漏导致的地下水污染等。所以，首先需要进行污染源的辨析、污染途径的分析、污染物在地下的迁移转化机理研究。在此基础上，开展地下水污染的控制、污染的修复工作。 地下水污染源成因分析 按照污染物产生的类型，可以将地下水污染源分为：工业污染源、农业污染源、生活污染源和自然污染源。 工业污染源 工业污染源主要指未经处理的工业“三废”，即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染，而这些污染物又会随降雨落到地面，随地表径流下渗对地下水造成二次污染，未经处理的工业废水如电镀工业废水、工业酸洗污水、冶炼工业废水、石油化工有机废水等有毒有害废水直接流入或渗入地下水中，造成地下水污染；工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、电石渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等，由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格，经风吹、雨水淋滤，其中的有毒有害物质随降水直接渗入地下水，或随地表径流往下游迁移过程下渗至地下水中，形成地下水污染。 农业污染源 农业用水占全部用水量的70％以上，污染的影响面广泛。一是过量
《环境地球化学》教学大纲4.4
《环境地球化学》教学大纲 课程名称：环境地球化学 课程编号：S011034 课程学时：32 课程学分：2 课程性质：学位课 适用专业：环境科学，地球化学 先修课程：环境科学、环境化学、地球科学概论 大纲执笔人：教研室主任： 课程简介 《环境地球化学》为环境科学专业硕士研究生的一门学位课，主要介绍化学元素和微量物质在人类赖以生存的周围环境中的含量、分布特征和来源，生物—非生物复合系统中化学物质（包括营养物质，主要是针对污染物）的生物地球化学循环的基本过程（包括迁移、转化和保留等）与反应机制及其与人类健康的关系，揭示人为系统干扰下区域及全球环境系统的变化规律，为资源合理开发利用，环境质量有效控制及人类生存、健康服务。重点介绍地表环境中典型有机物质（主要为痕量有机污染物）的来源、分布、地球化学循环（迁移、转化与归宿），以及有关全球性和区域性环境问题。环境地球化学是环境地学和有机地球化学的一个重要分支。 本课程共分五章，第一章介绍痕量有机污染物的主要类型、分布特征及污染源分析；第二章介绍有机污染物环境地球化学循环；第三章介绍有机污染物的环境生态效应；第四章介绍有机污染物的微生物降解及环境污染修复；第五章介绍环境地球化学分析技术。 一、课程目的与要求 《环境地球化学》为环境科学专业硕士研究生的一门学位课，课程的任务是介绍化学元素和微量物质（主要为痕量有机污染物）在人类赖以生存的周围环境中的含量、分布规律及来源，生物—非生物复合系统中化学物质（包括营养物质，主要是针对污染物）的生物地球化学循环的基本过程（包括迁移、转化和保留等）与反应机制及其与人类健康的关系，揭示人为系统干扰下区域及全球环境系统的变化规律，为资源合理开发利用，环境质量有效控制及人类生存、健康服务。学生通过本课程的学习，熟悉地球表面有机污染物的类型、性质、分布和地球化学循环原理；了解环境地球化学研究进展；掌握有关环境地球学方面的科研方法和样品分析技术。 《环境地球化学》既是一门理论基础课，又是一门实践性都很强的课程，具有综合性、多样性、交叉性和实践性很强的特点，要求学生通过本课程的学习，不仅要熟悉有机污染物环境地球化学循环的基本原理，还必须能够形成运用所学知识解决有机污染物造成的实际环境科学问题思路，培养环境样品分析检测的能力和环境质量评价的科学方法。 三、教学内容与学时安排 前言 2学时 第一节环境地球化学的概念与研究范畴 一、环境地球化学的一般概念 二、环境地球化学学科的特点 三、环境地球化学的发展历史
东华理工大学水文地球化学
一、名词解释（每题3 分，共21 分） 1、BOD： 指用微生物降解水中有机物过程中所消耗的氧量，以mg/L 为单位。 2、脱硫酸作用： 在缺氧和有脱硫酸菌存在的情况下，SO4 2- 被还原成H2S 或S2-的过 程。 3、同离子效应： 一种矿物溶解于水溶液，如若水溶液中有与矿物溶解相同的离子，则这种矿物的溶解度就会降低，这种现象在化学上称为同离子效应 4、降水氢氧稳定同位素的高程效应： 大气降水中的18O 和D 含量随着海拔高程的增加而不断下降的现象。 5、酸性垒： 当中性或碱性条件转变为弱酸性和酸性条件或在pH 值急剧降低的地段所形成的地球化学垒。 6、水分子的缔合作用： 由单分子水结合成比较复杂的多分子水而不引起水的物理化学性质改变的现象。7、硅质水与硅酸水： SiO2 含量大于50mg/L 的水称为硅质水（1.5 分）；在阴离子中，HSiO3 -占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5 分）。 二、填空（每题1 分，共14 分） 1、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需 要较大的能量。 2、在35℃下，pH=7 的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综 合指标中，体现水的质量指标的有（TDS，硬度，含盐量或含盐度, 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（COD，BOD，TOC，Eh ）。 3、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（0.1 mol/L ），而 戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（0.5 mol/L ）。 4、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件
环境地球化学习题
1.环境背景值:指在不受污染的情况下，环境要素的平均化学成分。 2.地球化学障：元素迁移过程中，物理-化学条件的急剧改变所引起的元素沉淀。 3.等电pH值：颗粒不带电荷的PH。 4.生物地球化学循环：生物体所需要的营养元素在生物圈内不断地运转，他们沿着特定的途径，从非生物环境到生物有机体内，再从生物体回到非生物环境中去，从而构成元素的循环，这种循环叫做"生物地球化学循环", 5.弥散现象:在多空的介质中，当两种流体相接触，某种物质从含量较高的物体中箱含量较低的物体迁移，是两种流体分界面处形成过度混合带，混合带不断扩大，趋向于成为均质的混合物质，这种现象称为弥散现象。 6.地下水的自净过程：污染物进入地下水，通过同周围的介质发生物理化学和生物化学等一系列的反应，使污染物质的组成发生变化，最终被净化，是地下水部分或完全恢复到原来的状态，这样的过程，称为地下水的自净过程。 7.浓缩作用：当水蒸发时，其中含盐分的量不减，则其浓度相对增大，这种作用称为浓缩作用 8.CO2的温室效应：二氧化碳可以让太阳辐射的可见光部分透过，但是能吸收地球在13-17um 之间的再辐射，组织了热量向外层空间的散逸，保持了大气的温度，想和就是所谓的CO2的温室效应。 9.化学需氧量（COD）：表示在强酸性条件下氧化一升污水中有机物所需的氧量,可大致表示污水中的有机物量。 10.光化学烟雾：指的是一系列对环境和健康有害的特殊混合物的总称。它们称之为光化学烟雾是因为它们由最初的污染物质光解而产生的。 11.混合作用：当两种或数种成分或矿化不同的地下水相遇时，新形成的地下水在成分与矿化度上与混合前不同，这种作用称为.混合作用。 12. 酸雨：是指PH值小于5.65的雨雪或其他形式的降水 13..生物半衰期：有毒物质降到最初摄入量一半所需要的时间 14. 溶质径流：地壳风化产物受水流溶蚀和冲刷并以真溶液和胶体溶液状态随水流前一的行为称为溶质径流。 1.生命起源的前提条件有哪些？(8分) (1)在大气圈-水圈体系中必须没有游离的氧 (2)必须存在有对产生有机分子所必须的元素和催化剂
环境地球化学
华东师范大学地理科学学院研究生课程论文 论文题目：土壤环境与人体健康---土壤重金 属与人体健康 课程名称: 环境地球化学 学期: 2015-2016学年第1学期 任课教师: 王东启老师 研究生学号: 51153901067 研究生姓名: 吴诗雪 完成年月：2015年12月 课程类别：学位专业课(选修)学分：2分
土壤环境与人体健康---土壤重金属与人体健康 吴诗雪 (华东师范大学地理科学学院, 上海 200241) 摘要：随着城市化步伐的日益加快，土壤重金属污染成为当前重要的世界性环境问题之一。由于重金属污染地区及范围的日益扩大，其对人体健康的影响机制及影响结果，同时如何有效安全的修复土壤重金属污染并利用受污染土壤已成为世界亟需解决的环境和社会问题。本文通过对土壤中重金属污染的特点、来源、危害、迁移转化的生物效应及评价方法和污染修复等近几年来的研究进展进行综述, 以期为相关研究、环境决策和环境管理提供参考。 关键词：土壤；重金属；人体健康；治理；修复 Soil Environment and Human Health - Soil Heavy Metals and Human Health WU Shixue (College of Geographical Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China ) Abstract:With quickening the pace of urbanization, the soil heavy metal pollution becomes one of the important global environmental problems. Due to widening of heavy metal pollution areas, not only its mechanism and impact to human health, but also how to effectively repair and use the contaminated soil have became the environmental and social problems of the whole world.This article illuminated the characteristics of soil heavy metal pollution, harm, source, effects of migration into the biological and evaluation method and pollution repair in recent years, in order to provide the reference to related research, environmental policymaking and environmental management. Key words: Soil; Heavy metals; Human health; Management; Repair 0 前言 土壤是发育于地球陆地表面具有一定肥力且能够生长植物的疏松表层，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要自然资源。随着工业的发展和农业生产现代化的推进，大量的重金属污染物进入土壤环境，对人类生活环境及人体健康产生重要影响，日益引起人们的关注。土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属引入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于原有含量，并造成生态环境恶化的现象[1]。土壤重金属污染日益严重，成为影响人类健康和环境质量的主要问题之一。这些重金属元素在土壤中的积累不仅影响农作物生产，并通过大气、水体或食物链而直接或间接地通过食物链进入人体[2-3]，危害暴露区人体健康[4]，导致一些慢性病、畸形、癌症等发生[5]，威胁着人类的健康甚至生命[6]。从20世纪50年代开始，发达国家相继发生了由化学污染引起的严重公害事件，重金属的分析技术应运而生，并迅速发展起来。随着我国人口增加及经济的迅猛发展，我国的土壤污染情况日趋严重，土壤环境安全问题也逐渐突出。在这样的形势下，
水文地球化学研究现状与进展
本文由国土资源部地质调查项目“全国水资源评价”和“鄂尔多斯自留盆地地下水赋存运移规律的研究”项目资助。改回日期:2001212217;责任编辑:宫月萱。 第一作者:叶思源,女,1963年生,在读博士生,副研究员,从事矿水、地热水及水文地球化学研究。 水文地球化学研究现状与进展 叶思源1) 孙继朝2) 姜春永3) (1)中国矿业大学,北京,100083;2)中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北正定,050803; 3)山东地质工程勘查院,山东济南,250014) 摘 要 1938年,“水文地球化学”术语提出,至今水文地球化学作为一门独立的学科得到长足的发展,其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究,以及人类开发资源和保护生态的需要,水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域,并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。关键词 水文地球化学 研究现状 进展 Current Situ ation and Advances in H ydrogeochemical R esearches YE Siyuan 1) SUN Jichao 2) J IAN G Chunyong 3 ) (1)Chi na U niversity of Mi ni ng and Technology ,Beiji ng ,100083;2)Instit ute of Hydrogeology and Envi ronmental Geology ,CA GS , Zhengdi ng ,Hebei ,050803;3)S handong Instit ute of Geological Engi neeri ng S urvey ,Ji nan ,S handong ,240014) Abstract Hydrogeochemistry ,as an independent discipline ,has made substantial development since the term “hydrogeochemistry ”was created in 1938.At present hydrogeochemical theories have been applied to various fields such as oil field water ,ocean water ,geothermal water ,groundwater quality ,endemic diseases and groundwater microorganism ,and related research methods have also become mature.With the further development of chemical thermodynamics ,kinetics method and isotope method ,hydrogeochemistry will surely extend its research fields in the course of multi 2discipline interaction and make new progress in basic theory and quantifica 2tion research ,so as to meet the demand of human exploration and exploitation as well as ecological protection.K ey w ords hydrogeochemistry current state of research advance 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开,在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果(沈照理,1985)。水文地球化学在利用地下水化学成分资料,特别是在查明地下水的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20世纪60年代后,水文地球化学向更深更广的领域延伸,更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用(任福弘,1993)。1981年,Stumm W 等出版了《水化学———天然水化 学平衡导论》专著,较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992年,C P 克拉 依诺夫等著《水文地球化学》分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分,全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题,以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等,概括了20世纪80年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解 答(谭凯旋,1998),逐渐构架起更为严密的科学体系。 第23卷 第5期2002210/4772482 地 球 学 报ACTA GEOSCIEN TIA SIN ICA Vol.23 No.5 Oct.2002/4772482