有机碳体系 co2 ch4
土壤氧化还原能力的大小可以用土壤的氧化还原电位来衡量,其值是以氧化态物质与还原态物质的相对浓度比为依据的。由于土壤中氧化态物质与还原态物质的组成十分复杂,因此计算土壤的实际氧化还原电位(eh)很困难。主要以实测的土壤氧化还原电位土壤的氧化还原性。一般旱地土壤的氧化还原电位(eh)为+400一+70omv;水田的eh值在+300一-2oomv。根据土壤的eh值可以确定土壤中有机物和无机物可能发生的氧化还原反应和环境行为。
当土壤的eh值>70omv时,土壤完全处于氧化条件下,有机物质会迅速分解;当eh
-值在400一70omv时,土壤中氮素主要以no3形式存在;当eh值<40omv时,反硝化开始
-+发生;当eh<2oomv时,n03开始消失,出现大量的nh4。当土壤渍水时,eh值降至-1oomv,
2+3+2+fe浓度已经超过fe;eh值再降低,<-2oomv时,h2s大量产生,fe就会变成fes沉淀了,其迁移能力降低了。其他变价金属离子在土壤中不同氧化还原条件下的迁移转化行为与水环境相似。
第四节 生物圈
一、生态系统
按照现代生态学的观点,生态系统就是生命系统和环境系统在特定空间的组合。在生态系统中,各种生物彼此间以及生物与非生物的环境因素之间相互作用,且不断发生物质和能量的流动。目前人类所生活的生物圈内有无数大小不同的生态系统。在一个复杂的大生态系统中又包含着无数个小生态系统。各种各样的生态系统组成了统一的整体,这就是目前人类生活的自然环境。大而言之,整个生物圈是一个生态系统;小而言之,一滴天然水珠也是一个生态系统。
二、物质的地球化学循环
地球上物质的大多数循环过程是在生物和人类出现之前就发生了的。如:河流将悬浮物和溶解物从陆地搬运入海;地球板块运动引起海洋沉积物拔升并形成新的陆地过程;大气组分的循环和渐次演化过程等。这些都可归入地
球化学循环。在地球化学循环过程中,一般都是多种元素和化合物同时参与同一循环,但在实际研究过程中,常将某一元素或某一特定化合物在地球表面的迁移用一个特定的地球化学循环来描述。此外,由于迁移是连续的,物质又是守恒的,所以物质在地球圈层之间的迁移是循环往复、不见始终的(如图 所示)。(华东19)
三、物质的生物地球化学循环
将物质的地球化学循环和物质在生态系统中的循环加以综合考虑,就是物质在生物圈范围内的循环。这种循环包括地质系统、化学系统和生物系统,所以称为生物地球化学循环。稳定有序的生物地球化学循环是生态系统存在和发展的必要条件之一。可是由于人类各种不适当地活动,使这种循环已经偏离了原有的稳定性和有序性,从而导致了各种不良的后果。(参见课本46页)
第五节 全球系统的相互作用
太阳作用(见课本54页)
人类活动对地球的干扰(见课本55页)
第三章 化合物在环境介质间的分配
第一节 化合物在环境介质间的分配平衡
前面已经讲过,全球环境是由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈组成,
也可以说是由气、液、固三相构成。这些相我们通常称之为环境介质。
为了研究化合物在这些介质中所发生的物理化学过程,我们通常将这些
介质看作是接近稳定状态的系统,从而可以采用热力学的方法来研究这些过程。当然,用这些简化模型来描述所发生的物理化学过程也是不完全符合实际的,但它毕竟为了解发生在介质中的基本的物理化学过程提供了一些非常有效的手段。
化合物进入环境后,由于其性质各不相同,彼此间相互作用一段时间后,所在环境介质中量的分布也会随之而不同,那么,化合物进入环境后,在环境介质间又是如何分布的呢?经过多年研究发现,用分配平衡理论来处理其分布的方法十分有效。
1、分配系数
分配平衡理论认为,化合物进入环境系统后,在两介质间的分布过程是一种分配过程,经过一段时间后,化合物在两介质里将达到一种平衡。平衡时,化合物在两介质中的浓度比值即为分配系数,用kp表示。
kp=ca/ cb
2、正辛醇—水分配系数
是指有机化合物在正辛醇相和水相之间达到平衡时,化合物在两相中的浓度比值为一常数。用kow表示。
kow=co/ cw
式中:co、cw—有机化合物在正辛醇相和水相中的平衡浓度
单位通常采用同一单位:重量/ 重量 或 重量/ 体积
kow通常作为评价有机药物亲脂性的一个重要的参数。
第二节 化合物在水—悬浮物之间的分配
高教p103
根据前面讲过的两个基本的分配系数公式,可以推导出水—悬浮物之间的分配系数。仍用kp表示。
kp=cs/ cw
式中:co、cw—有机化合物在悬浮物和水中的平衡浓度