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1、污染控制化学复习资料污染控制化学课程复习资料索引1、清洁生产 42、可持续发展 43、环境质量 44、环境污染 45、环境效应 46、 温室效应 57、 名词解释 58、 臭氧的化学性质与制备方法 69、 臭氧消毒的主要优点 710、 反渗透 711、 污染控制的新理念 712、 绿色化学的内涵 713、 吸附技术在污染控制中的应用 914、 高级氧化技术（AOP） 915、 湿式氧化技术的基本原理及特点 916、 Fenton 技术的原理及主要影响因素 1017、 零价金属纳米材料在污染消除与环境修复中的应用 1018、 简述干法及湿法脱硫技术及特点 1119、 水体中重金属污染的特点？ 1

2、120、 含硫化氢成分废气的处理技术及其原理 1221、 “环境”的含义： 1322、 当今世界主要环境问题 1323、 水体污染的污染源 1324、水体污染的类型 1325、大气污染源 1326、控制酸性污染物排放和酸雨污染的主要途径 1327、传统废水处理方法 1428、光催化技术的理论原理 1429、电催化技术的理论原理 1430、放电等离子体在环境中应用的主要特点 1431、NOx组成 1432、烟气催化脱硝技术方法 1533、传统废水处理方法 1534、臭氧消毒的主要优点 1535、臭氧的制备方法： 1536、AOP 适宜的处理污染物的TOC范围 1537、活性炭的应用领域 1538

3、、活性炭的再生方法 1539、活性炭的表面改性 1540、简述含HCN成分废气的处理技术及其原理 1641、简述等离子体技术在污染消除中的应用原理 1642、光助污染控制技术的几种类型 1743、简述持久性有机污染物的特征及危害 1745、超滤和微滤技术 1746、厌氧生物处理 18Questions in English:1. What is an “ecological footprint? 192. DO 193. POPs 194. PTS 205. COD 206. BOD 207. TOC 218. Roles of nanotechnology in Fe0 technique

4、219. What is the advantage of Fe 0 technique? 2210. Sustainability 2211. Photolysis 2212. Main parameters in Fenton oxidation processes 2213. Advantages of photocatalytic process compared to biological and traditional chemical oxidation processes 2314. The combinations of heterogeneous photocatalysi

5、s with other techniques 2415. Application and design strategy of AOP 251、清洁生产联合国环境规划署与环境规划中心(UNEPIE/PAC)综合各种说法，采用了“清洁生产”这一术语，来表征从原料、生产工艺到产品使用全过程的广义的污染防治途径，给出定义： 清洁生产是指将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险性。对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒原材料并在全部排放物和废物离开生产过程以前减少它的数量和毒性。对产品而言，清洁生产策略旨在减少产品在整个生产周期过程（包括从原料提炼

6、到产品的最终处置）中对人类和环境的影响。清洁生产不包括末端治理技术，清洁生产通过应用专门技术，改进工艺技术和改变管理态度来实现。或“清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。”2、可持续发展可持续发展社会是一种既能满足当代人的需要，又不对后代人满足其生存能力构成危害的新型社会发展模式。3、环境质量环境质量是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种

7、概念，它是指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及经济发展的适宜程度。在对环境质量进行分析评价传统方法往往局限于某一特定的空间尺度下，很少进行多尺度的综合分析评价。4、环境污染由于各种人为的或自然的原因，使环境的构成发生重大变化，并造成环境质量恶化，破坏了生态平衡，对人类健康造成直接的、间接的或潜在的有害影响，这种现象称之为环境污染。5、环境效应环境物理效应：主要指由物理作用引起的环境效应，比如噪声、地面沉降、热岛效应、温室效应等。 环境化学效应：主要指在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应，如酸雨、湖泊和土壤的酸化、臭氧层破坏、光化学烟雾、地下

8、水污染等。 环境生物效应：主要指环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。如大型水利工程可能破坏水生生物的回游途径并影响它们的繁殖、大量工业废水排放对水生生物的毒性效应。6、 温室效应温室效应是指地球表面变热的现象。会带来多种严重恶果, 主要有：1）气候反常，海洋风暴增多；2）海平面上升；3) 土地干旱和沙漠化面积增大；4）病虫害和传染病增加。造成温室效应主要原因是：现代社会过多使用化石燃料（煤炭、石油和天然气）作为能源，排放出大量的二氧化碳。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是：地球表面变热起来。7

9、、 名词解释PM2.5：即直径在2.5微米以内的悬浮颗粒物。PFOS：全氟辛烷磺酸基化合物，是一类POPS；PAHs：多环芳烃；SCR：选择催化还原；PTS：持久性有毒污染物；Anthropogenic material：人造材料.PFOA：氟辛酸铵。PFOA代表全氟辛酸及其含铵的主盐，或称为“C8”。PAHs：多环芳烃SCR：选择催化还原ROS：活性氧(reactive oxygen species，ROS) 指较O2的化学性质更为活跃的O2代谢产物及其衍生的含氧物质的统称,包括所有的含氧自由基和过氧化物。 “三致”效应：致癌、致畸、致突变。水体富营养化（Eutrophication）：含有

10、大量的氮磷等物质的废水流入水体，可使水中的藻类植物大量繁殖，水的感官和化学形状迅速恶化，引起水体的富营养化。酸雨：由于人为排放的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体进入大气，在局部地区大气中富集，在水凝结过程中溶解于水形成酸，经某些污染物的催化作用及氧化剂的氧化作用生成硫酸，随雨水降下形成酸雨。温室气体： 二氧化碳,氯氟烃（CFC）、甲烷、低空臭氧和氮氧化物等气体，其中氯氟烃（CFC）的吸热和隔热作用甚至大大高于二氧化碳。环境激素：环境激素是一类污染在环境中的人造化学品，却具有类似生物体内激素的性质，它们通过食物链进入人体和动物体内，在血液中循环，在脂肪中积累，引起生物体中自身荷尔蒙被扰乱。POPs：

11、 持久性有机污染物（persistent organic pollutants，POPs）最具代表性的是：滴滴涕（DDT）类杀虫剂和除草剂物质，多氯联苯（PCB）类绝缘材料和塑料物质，二恶英等垃圾焚烧产生的物质，激素类医用药物。类Fenton试剂（Fenton- Like）：诸如FeCl3+H2O2、FeCl3+H2O2+空气、H2O2+UV系统等。光助Fenton体系：H2O2+UV系统； UVFenton体系以及改进的photo-Fenton 体系.好氧生物处理：好氧生物处理是指在有游离氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其无害化、稳定化的处理过程。微生物利用废水中存在的有机污染物，作

12、为营养源进行好氧代谢。绿色化学：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学，是用化学的技术和方法去减少或消除有害物质的生产和使用。PCDD：多氯代二苯并二恶英Carcinogens：致癌物Sublethal toxicity：亚致死型毒性Conservative-type：保守型的Anthropogenic origin：人为成因/人为起源8、 臭氧的化学性质与制备方法臭氧的化学性质极其活泼，常温时也很不稳定。它的标准还原电位为2.07伏（相对于标准氢电极），仅次于氟和原子氧，是极强的氧化剂。臭氧发生：紫外线辐射法；电解法；气体放电的方法。O3

13、(g)+ 2H+2e- O2(g)+H2O(l)o=2.07V（at298K）9、 臭氧消毒的主要优点臭氧是优良的氧化剂和杀菌剂，可以杀灭抗氯性强的病毒和芽孢；臭氧消毒受污水pH值及温度影响较小； 臭氧可以去除污水中的色、嗅、味等污染物，增加水中的溶解氧，改善水质。臭氧可以分解难生物降解的有机物和三致物质，提高污水的可生化性。臭氧在水中易分解，不会因残留造成二次污染。10、 反渗透反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧

14、时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒

15、、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。11、 污染控制的新理念控制模式从终端污染控制模式向全过程控制模式转变，提出了污染预防、清洁生产、绿色化学和工业生态学等一些列污染控制的战略思路，希望生产不产生有害中间产物和副产品，实现废物和排放物的内部循环，达到污染最小化和资源、能源利用最大化的目的。12、 绿色化学的内涵绿色化学是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。它是实现污染预防的基本的和重要的科学手段，包括许多化学领域，如合成、催化、工艺、分离和分析监测等。 绿色化学不同于环境化学。环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环

16、境影响的科学，绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。它研究污染的根源污染的本质在哪里，它不是去对终端或过程污染进行控制或进行处理。绿色化学关注在现今科技手段和条件下能降低对人类健康和环境有负面影响的各个方面和各种类型的化学过程。绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有原子经济性，因此它既能够充分利用资源，又能够实现防止污染。很明显，绿色化学要求负作用尽可能小，它是一种理念，是人们应该倾力追求的目标。绿色化学的四个特色：a 充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；b 在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排

17、放废物；c 提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；d 生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。绿色化学的原则：概括起来，它们主要有以下12项:防止环境污染;提高原子经济性;尽量减少化学合成中的有毒原料和有毒产物;设计安全的化学品;使用安全的溶剂和助剂;提高能源经济性;原料的再利用;减少官能团的引人;新型催化剂的开发;产物的易降解性;以降低环污染为宗旨的现场实际分析;(12)防止生产事故的安全生产工艺。这些原则主要体现了要对环境的友好和安全、能源的节约、生产的安全性等，它们对绿色化学而言是非常重要的。在实施化学生产和化学生产的过程中，应该充分

18、考虑以上这些原则。 绿色化学研究内容：一个化学反应主要受四个方面的影响:(1)原料或起始物的性质;(2)试剂或合成路线的特点;(3)反应条件;(4)产物或目标分子的性质。众所周知，这四个因素相互紧密联系，而且在一定条件下息息相关。因此，这四个方面也是绿色化学所研究的方面。目前绿色化学的研究重点是(1)设计或重新设计对人类健康和环境更安全的化合物，这是绿色化学的关键部分;(2)探求新的、更安全的、对环境更友好的化学合成路线和生产工艺，这可从研究、变换基本原料和起始化合物以及引人新试剂人手;(3)改善化学反应条件、降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的生产和排放。绿色化学着重于更安全这个概念，不

19、仅针对人类的健康，还包括整个生命周期中对生态环境、动物、水生生物和植物的影响;而且除了直接影响之外，还要考虑间接影响，如转化产物或代谢物的毒性等。13、 吸附技术在污染控制中的应用吸附属于一种传质过程。吸附过程有两种情况：物理吸附和化学吸附。一般催化剂都是以这种化学吸附方式起作用。吸附作用是催化、脱色、脱臭、防毒等工业应用中必不可少的单元操作，可对石油化工、印刷、粘接和涂料等行业排出的废气中的烃、醇、醛、酮、醚、酯、胺羧酸、芳香烃、酚类等各种有机化合物（碳氢化物）加以回收利用或进行无害化处理。利用多孔性固体可吸附废水中各种污染物，以回收或去除某些污染物；利用吸附剂可把有机废气吸附在吸附剂表面，

20、以净化生产过程中排出的废气。常用的吸附剂有活性炭、硅胶、离子交换树脂、大孔吸附树脂等，在废水处理中还可以使用炉渣、焦炭、硅藻土、褐煤、泥煤、粘土等廉价吸附剂。14、 高级氧化技术（AOPs）高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes, 简称 AOPs)又称深度氧化技术, 是指通过化学和物理化学的方法使污水中的污染物直接矿化为无机物, 或将其转化为低毒、易生物降解的中间产物. AOPs通常被认为是一种基于羟基自由基(OH)中间体的反应的氧化过程, 具有高效、彻底、适用范围广、无二次污染等优点, 主要包括化学氧化法、电化学氧化法、光催化氧化、湿式氧化法、液相脉冲放电和超

21、临界水氧化法等. 化学氧化法主要是通过化学试剂的作用产生羟基自由基(OH). 常见的有Fenton试剂、臭氧氧化及其催化氧化工艺. 其它化学氧化法的氧化试剂还有二氧化氯, 氯气, 次氯酸钠, 高锰酸钾等. 电化学氧化法一般可以分为阳极催化氧化工艺, 阴极还原工艺, 阴阳两极协同工艺。目前常见的高级氧化技术（AOP）：臭氧或二氧化氯化学氧化；电催化氧化；光催化氧化；光电催化氧化；纳米催化； 放电等离子体技术；超生波等现代技术。15、 湿式氧化技术的基本原理及特点湿式氧化(Wet Oxidation)是指在高温高压液相条件下, 利用氧气或空气(或其它氧化剂, 如O3, H2O2, Fenton试剂

22、等)氧化水中有机物或还原态无机物的一种处理方法. 湿式氧化法采用的温度一般为120320, 压强为0.520MPa. 与常规方法比, 该法几乎可以无选择性地高效氧化各类高浓度有机废水. 而且处理时间短(3060 min), 处理效率高, 耗能小. 但该法需要较高的温度和压力, 而且需要设备耐高温高压, 耐腐蚀, 这些运行条件限制了它的大规模工业化应用. 可以在体系中引入催化剂, 电流等方法来降低反应温度和压强.16、 Fenton 技术的原理及主要影响因素原理：H2O2+ Fe2+是一种氧化能力很强的氧化剂，通常被称为费通试剂。Fe2+与H2O2反应产生高反应活性的羟基自由基，具有很强的氧化性

23、，可以除去水中的有机物和无机COD，特别适用于处理一般化学氧化难奏效的或难生物难降解的有机物废水，尤其与其他方法联用，可以增加处理效果，降低处理成本。影响因素：（1）pH值。需要酸性条件，一般控制在3左右（2）双氧水浓度。双氧水浓度增加，会增加羟基自由基的生成量，但双氧水的浓度过高时，会把Fe2+迅速氧化成Fe3+，且浓度过高造成原料浪费。（3）催化剂浓度。Fe2+浓度过低时，自由基产生的量和生成速率都很低，有机物的降解受抑制；过高时，使过氧化氢还原且自身氧化，消耗药剂的同时还增加了出水色度。（4）反应温度。通常，温度越高，反应速率越快。但温度过高会导致过氧化氢分解。（5）反应体系中其他阴离子

24、的影响。水中的氯离子、碳酸根离子能使羟基自由基反应，降低体系活性。（6）体系中反应中间产物的影响。降解的中间产物既能与Fe3+形成稳定的络合物，又能与羟基自由基发生竞争，这也是该技术的影响因素。17、 零价金属纳米材料在污染消除与环境修复中的应用 零价金属在处理环境污染物中的具体应用, 包括卤代有机物、重金属、硝基芳香族化合物、偶氮染料、高氯酸盐以及硝酸盐等, 零价金属可以通过还原和混凝吸附等作用有效地治理环境污染物。还原铁粉是最常用的还原金属,其他的还有锌、铝、镍、钙、镁等。零价金属去除环境污染物的机理主要包括三个方面: (1)零价金属的还原作用。零价金属由于具有较强的还原性,所以它可以将多

25、种污染物还原, 比如含氯有机物、硝基苯类物质,以及高价态的重 金属(Cr6+、U6+、Pb2+)等。(2)微电解作用。零价铁具有电化学特性,可以在电极氧化的过程中失去电子而将很多污染物还原,另外其电极反应的产物中新生态的原子态氢以及Fe2+等都可以起到一定的还原作用。(3)混凝吸附作用。铁在腐蚀氧化过程中会产生Fe(OH)2、Fe(OH)3絮状沉淀以及磁铁矿、磁赤铁矿、针铁矿、纤铁矿和绿锈等含铁物质,它们都具有很强的混凝吸附作用,可以吸附去除一部分污染物。纳米材料是指空间三维中至少有一维处于纳米尺度范围（1100 nm），或以其作为基本单元构成的材料。随粒子直径减小，表面原子占总原子的百分数急

26、剧增加；同时，纳米粒子的表面积及表面能也迅速增大。纳米材料具有优良的表面吸附和化学反应活性，以铁为例，纳米级零价铁的比表面积大，有优良的表面吸附能力和化学反应活性，使之吸附能力尤为突出，其对重金属离子的还原转化能力也远比其他铁源大。纳米级零价铁通过还原和吸附作用脱氯转化有机氯化物，将氯代烃逐步变为简单的碳氢化合物，达到无毒或低毒的目的，也可为生物降解创造条件。18、 简述干法及湿法脱硫技术及特点按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺技术。a、 干法脱硫技术采用湿态吸收剂，反应生成干粉脱硫产物。干法工艺较简单，但脱硫效率和脱硫剂的利用率较低。目前常

27、见的干法烟气脱硫技术是炉内喷钙脱硫技术。干法脱硫的优点：在选用反应活性好硫容高的脱硫剂的前提下，干法脱硫脱硫效率高，比较适宜处理含H2S较低的煤气，因为，煤气中H2S过高会造成脱硫剂很快失效。干法脱硫的缺点：干式脱硫，由于硫的吸附，会增加脱硫剂床层的阻力，即而引起煤气压力波动，不利于窑前煤气的正常燃烧；另外，采用干式脱硫，脱硫效率随着脱硫剂应用时间增加而不断降低，不利于控制最终产品质量；而且，由于干法脱硫大多属于间歇再生，为了不影响企业连续生产，必须设置备用脱硫塔，造成设备闲置浪费。b、 湿法烟气脱硫技术：按使用脱硫剂种类可分为：石灰石-石膏法、简易石灰石-石膏法、双碱法、石灰液法、钠碱法、氧

28、化镁法、有机胺循环法、海水脱硫法等。按脱硫设备采用的技术种类不同，湿法烟气脱硫技术可分为：旋流板技术、气泡雾化技术、填料塔技术、静电脱硫技术、文丘里脱硫技术、电子束脱硫技术等。湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单；但脱硫产物的处理较难，烟气温度较低，不利于扩散，设备及管道防腐蚀问题较为突出。19、 水体中重金属污染的特点？(1)天然水体中只要有微量浓度的重金属即可产生毒性效应。（2）某些重金属有可能在微生物作用下转化为金属有机化合物，产生更大的毒性。（3）金属离子在水体中的转移和转化与水体的酸、碱条件有关，如六价铬在碱性条件下的转化能力强于酸性条件；二价镉离子在酸性条件下易于随水迁移，并易为

29、植物吸收，（4）水中的重金属可以通过食物链，成千上万地富集，而达到相当高的浓度，这样重金属能够通过多种途径（食物、饮水、呼吸）进入人体甚至遗传和母乳也是重金属侵入人体的途径。20、 含硫化氢成分废气的处理技术及其原理基本上分干法和湿法两类。干法包括氢氧化铁法活性炭法克劳斯法和氧化锌法等。氢氧化铁法：将铁屑和湿木屑充分混合，加0.5氧化钙，制成脱硫剂，湿度为3040。硫化氢同脱硫剂反应而被脱除，再生的氢氧化铁可继续使用。其反应如下：2Fe(OH)3+3H2SFe2S3+6H2O ，2Fe2S3+6H2O+3O24Fe(OH)3+6S ，此法脱硫效率高，适于净化硫化氢含量低的气体，但设备占地面积大

30、，脱硫剂必须定期再生和更换，操作条件差，因而已逐渐为湿法取代，或同湿法联合用于深度脱硫。 活性炭法：用活性炭吸附硫化氢，通氧气转换成单体硫和水，用硫化胺洗去硫磺，活性炭可继续使用。此法不宜用于含焦油的气体。 克劳斯法：先把1/3硫化氢氧化成二氧化硫，再使它在转化炉内同剩余硫化氢反应，可直接从气相制取高质量熔融硫。氧化锌法：粒状的氧化锌和硫化氢反应生成硫酸锌和水。主要用于净化硫化氢含量低的废气。此法效率较高，但不经济。 湿法包括溶剂法中和法和氧化法等。溶剂法：常用1520二乙醇胺水溶液吸收硫化氢，形成“复合物”，把富液加热到100130，硫化氢被解析出来，经冷凝可得到高浓度硫化氢，再制成硫磺。溶

31、液再生后经换热器冷却继续使用，这种工艺叫胺洗。此法特点是溶剂容易生产，价格低廉，工艺成熟，脱硫效率高，降解和蒸发损失小。广泛应用于石油炼制的脱硫。此法还可采用环丁氨基异丙醇聚乙醇醚磷酸酯碳酸丙烯酯冷甲醇等作为溶剂。但某些溶剂不适于重烃芳烃含量高的气体脱硫。 中和法：硫化氢是酸性物质，可用碱性吸收液去除。富液可经过加热减压处理，使硫化氢脱吸，吸收液可循环使用。应用的碱性吸收液主要有碳酸钠磷酸钾氢氧化钙的溶液和氨水等，其中氨水应用较广。氨水法可利用煤气中的氨作碱性吸收液去除硫化氢，既不用外来碱源，也不产生废液。中和法操作简单，费用低，废液少，但碱耗高，吸收液再生较困难，脱硫效率一般比较低。 氧化法：硫化氢用碱性吸收液吸收后，在催化剂作用下氧化成硫磺。催化剂可用空气再生，继续使用。常用催化剂有镍盐铁氰化物氧化铁对苯二酚氢氧化铁硫化砷酸的碱金属盐类二磺酸盐苦味酸二磺酸盐等。常用吸收液有碳酸钠溶液氨水等。氧化法因催化剂和吸收液的不同而异，举例如下。对苯二酚法：以碳酸钠溶液或氨水作吸收液，以对苯二酚作催化剂。对苯二酚是一种有机载氧体，脱硫效率高，催化剂再生所需空气少。21、 “环境”的含义：1）人以外的一切就是环境；2）每个人都是他人环境的组成部分。 在特定时刻有物理、化学、生物及社会各种因素构成的整体状态，这些因素可能对生命机体或人类活动直接地或间接地产生现时或远期作