谈谈环境科学中化学平衡理由

论文导读：
摘 要：从化学平衡的角度阐述了环境科学成因与机理.从化学平衡的角度来剖析各种污染的内在成因。掌握大气污染和水污染的防治策略，进一步树立环保意识。
关键词：环境科学 化学平衡 大气污染 水体污染
环环境科学中的化学平衡理由相关范文由写论文的好帮手www.7ctime.com提供,转载请保留.境科学是研究人类存活的环境质量及其保护与改善的科学。环境科学研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即人类赖以存活和发展的物质条件的综合体，包括自然环境和社会环境。
人类出现后，通过生产和消费活动，从自然界获取存活资源，然后又将经过改造和使用的自然物和各种废弃物还给自然界，从而参与了自然界的物质循环和能量流动过程，不断地转变着地球环境。人类在改造环境的过程中，地球环境仍以固有的规律运动着，不断地反作用于人类，因此常常产生环境理由。

一、大气层污染理由

人类的生产和生活活动使大气中增加了其他成分，当大气成分的变化增加到环境所能允许的极限时，会使空气质量发生恶化，这种现象就是大气污染。大气污染的形成与治理都是一个平衡的过程。应用化学平衡的原理剖析大气污染的成因以及提出治理大气污染的策略与措施，是每一个化学工作者要深入研究与学习的理由。

1.臭氧层空洞

平流层中有一层臭氧层，其浓度为10%，厚度为30公里，大量吸收来自宇宙的辐射，其中99%的太阳紫外线被它吸收，从而使地球上的生物免受伤害。平流层中发生着这样的反应：O2在紫外线的辐射下生成O3，形成厚约20公里臭氧层。臭氧层能吸收波长<300nm 的太阳辐射，臭氧层附近的大气层中的物质极少上下对流扩散，主要随地球自转而平移。这种特殊的运动形式对地球环境的影响一是因为O2= 20，202=O+O3，所以臭氧层能阻止过多的紫外线照射到地面。随着近代科学技术的发展，导致平流层中的污染物增加，这些污染物使得20 =O+O3 平衡向左移动，大量的O3转化成O2造成臭氧层衰竭，以至于形成臭氧层空洞。
2.酸雨
上世纪50年代，R.A.Smith最早观察到酸雨，并提出“酸雨”这一名词。酸雨中的酸性物质主要是H2SO4和HNO3。煤和石油中均含有硫，每一份重量的硫就会产生双份重的SO2，硫化物在冶炼或制H2S04时也会放出大量的SO2。这些SO2通过气相或液相的氧化反应生成H2SO4。酸雨中的硝酸成份来自高温燃烧，在高温燃烧区，助燃空气中的N2、O2会结台成NO，燃料中的含氮化合物也会燃烧转化为NO。排入大气中的NO 绝大部分转化为NO2，遇水则歧化为硝酸和亚硝酸。当酸性气体排放较多，超出自然界的抵御能力，使大气平衡大幅度移动，酸碱平衡不能将酸性气体调节到正常范围，酸性气体成份偏高，从而形成酸雨，以致于各圈层的平衡移动造成环境荷染。目前酸雨的酸度不断增加，范围日益扩大。减少和防止酸雨的形成，主要应从污染源着手。

3.光化学烟雾

由各种燃烧设备，特别是汽车排出废气中的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物，在空气中经太阳光（紫外光）照射后，各种污染物之间发生相应反应，生成臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸脂等二次污染物，它们在大气中是一种具有刺激性的浅蓝色烟雾（其中有气体污染物，也有气溶胶），称为光化学烟雾。发生此现象的原始成份是NOx和烃类。它们在日光照射下发生一系列的化学平衡。光化学烟雾就是上述各种成份的混合物，若毒雾在大气中含量较高，难以扩散，在局部地区较富集，大气正常平衡组成转变，生物圈中的人就会感到强烈刺激，流泪、眼红、呼吸困难，并诱发其它病症。

二、水环境理由

水体污染沉积物最常用的策略是挖掘清除， 但这是工程量浩大、经济负担很重的方式， 而且如果措施不当反会造成污染扩散的后果。因此， 在实施挖掘以前， 必须对所在水域进行慎密的评估平衡分配法（EqP） 是应用表层沉积物固相与孔隙水中污染物的平衡浓度（C s 与C rw ） 求得平衡常数K p ， 再联系当地水质基准WQC。例如重金属可按以下公式计算。
K p = C sCrw
SQC = K p1WQC + [M e ] S + [M e ]R
式中， [Me]S为酸可挥发性硫化物， [Me]R 为残渣态金属量， 此两项为校正项。在用水与废水的水质净化工艺中， 几乎每种技术都涉及到各门化学和微界面配合过程，化学水处理工艺则是其中最主要的组成部分。在净化技术中普遍应用的则是各类药剂和材料， 其中用量最大、作用最重要的应属混凝剂或絮凝剂。无机高分子絮凝剂是一类新型的水处理药剂， 它们都是铝、铁盐的水解过程中间产物与硅酸等不同阴离子的结合体， 即羟基多核络合物或无机高分子化合物。
针对A l13的凝聚絮凝定量计算模式， 包括以下步骤：
步骤1： 表面吸附，A l13吸附到颗粒表面
S[mOH]m - + nAl12AlO4（OH）24
步骤2： 电中和凝聚，A l13的正电与颗粒表面负电中和并趋近零电荷
S[nAl12AlO4（OH）24+m ] （m-7n） → S[nAl12AlO4（OH）24+m]（m=7n） ± 0
步骤3： 表面沉淀，A l13结合表面及溶液中OH- 而趋向氢氧化铝沉淀
S[nAl（OH）3]， S[nAl12AlO4（OH）24+ m]（m=7 n） ± 0
步骤4： 颗粒絮凝， 各颗粒由氢氧化铝及A l13架桥絮凝
S[nAl（OH）3]+ S[n Al（OH）3]+ S[nAl12AlO4（OH）24+ m]（m=7 n） ± 0
这一作用机理的最后证实需要应用表面结构与形态鉴定的现代仪器予以确认。
三、结语
上述只反映了环境中诸多化学理由的几个侧面。当代全球存在着十大环境理由，它们分别是大气污染、臭氧层破坏、全球变暖、海洋污染、淡水资源紧张和污染、土地退化和沙漠化、森林锐减、生物多样性减少、环境公害、有毒化学品和危险废物。由于这些理由直接或间接地与化学物质平衡有关，因而要利用化学分析的手段去研究环境污染物的种类和成分，并对它们作定性、定量和结构分析。分析化学平衡理由在解决环境中的化学理由时起关键作用，在认识环境过程和保护环境中起核心作用，具有重要的实践作用。
参考文献
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