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简答题论述地区不同圈层中环境污染扩散与转化规律。
  • 污染物质在环境中的存在形态扩散及其迁移、转化主要发生在大气圈、水圈、土壤圈和生物圈中。污染物的迁移和转化常常相伴发生，污染物的迁移转化方式主要有物理、化学、生物三种方式，可以通过挥发、扩散、混合、沉降、凝聚、吸附、溶解、沉淀、水解、配合、氧化、还原、光化学反应以及生物吸收、累积、代谢和降解等实现其在环境中的迁移和转化。污染物可以在单一环境要素圈中迁移转化，也可以超越圈层界线实现多介质迁移转化。
    1、挥发和吸附：挥发作用是物质从液相或固相迁移进入气相的过程。对于大多数有机物，挥发是一个重要的环境迁移途径。吸附作用是化学物质在气-固或液-固两相介质中，在固相中浓度升高的过程，包括一切使溶质从气相或液相转入液相的反应。环境中化学物质的吸附过程包括土壤吸附、沉积物吸附、水中悬浮物吸附等。吸附作用又分为固体表面吸附和离子交换吸附（阴离子、阳离子）。另外，分配理论已经广泛应用于疏水性有机化合物的吸附研究中。
    2、溶解和沉淀：化学物质在环境介质中迁移的重要途径。溶解度越大，化合物的迁移能力越大；反之越小。水体或土壤中的金属离子可以与其他化学成分发生反应生成沉淀。环境中各种矿物质的溶解度和沉淀作用遵守溶度积原则。
    3、水解和配合：水解作用是化合物与H2O电离产生H+和OH-发生交换，从而结合形成新物质的反应。大多数有机物通过水解途径在环境中转化。水解作用改变了有机化合物的结构，其产物毒性可能高于或低于原来的毒性，可能比原化合物更易或更难挥发。一般来说，水解产物比原化合物更易生物降解。配合作用即金属离子同电子给予体（配位体）通过配合键结合生成配合物的反应。配合物的稳定性用稳定常数来衡量，稳定常数越大，配合物越稳定。在水环境中，重金属污染物大部分以配合物形态存在，其迁移、转化、生物效应等都和配合作用紧密相关。
    4、氧化和还原：在水环境特性中，氧化-还原平衡对污染物的迁移转化具有重要意义。水环境中，氧化还原类型、速率和平衡基本上决定了水中重要溶质形态的性质。水环境氧化还原体系是复杂的混合体系。水环境中，有机物可通过微生物作用被溶解氧降解，若引入有机物量不多，其耗氧量未超过水体中溶解氧补充量，则有机物被分解，水体在一定时间后恢复原来状态。若进入水体过多，溶解氧来不及补充，将导致溶解氧含量下降，出现缺氧或无氧，有机物厌氧分解，产物为NH3 ，H2S，CH4，水质进一步恶化。
    5、光化学反应：即物质吸收光子而发生化学反应。光化学反应导致物质结构的不可逆改变，强烈地影响化学物质的环境归趋和生态效应。如，备受关注的“光化学烟雾”事件和南极“臭氧空洞”。
    6、生物富集和转化：研究化学物质的生物效应和生态效应规律，是了解生物圈中化学物质归宿的基础，主要有生物吸收、富集和转化规律。生物吸收过程是化学物质对生物体产生生理、生态、遗传以及毒性效应的第一步，是研究化学物质生物富集、生物毒害以及生物抗性等效应的基础。植物对化学物质的吸收是伴随生命代谢过程发生的，土壤环境中的化学物质依靠植物的蒸腾作用通过根系吸收过程进入植物体；还可以通过呼吸作用经由植物茎、叶、果实等吸收大气化学物质。动物吸收是伴随动物吸收氧和营养的过程，化学物质主要通过表皮吸收、呼吸作用以及摄食等途径进入动物体内。微生物吸收主要是通过细胞壁和化学物质的结合过程，细胞壁的肽聚糖结构使其能够通过离子交换反应、沉淀作用和配合作用使化学物质固定在细胞壁上。生物富集是指生物从周围水体、土壤、大气吸收并积累某种元素或难降解的物质，使其在有机体内的浓度超过周围环境中的浓度的现象。该现象通过生物积累和生物放大来描述：生物积累指同一生物个体在生长发育的不同阶段生物富集系数不断增加；生物放大指在同条食物链上，生物富集系数随营养级数升高而逐渐增大的现象。生物转化是物质在生物作用下发生的化学变化，称为生物代谢或转化，主要包括有机物的微生物降解、有毒有机物的微生物降解和重金属生物甲基化过程。
    7、扩散作用：污染物在环境中迁移极为重要的途径。大气扩散：排入大气的污染物受大气水平运动、湍流扩散运动以及大气的各种不同尺度的扰动而被输送、混合和稀释。气象条件和下垫面状况决定了大气对污染物的稀释扩散速率和迁移转化途径。影响污染物扩散的主要因素有风、湍流（动力因子），温度层结、大气稳定度、逆温、辐射以及地形因素等等。水中扩散：污染物随污水进入水体之后，随着水的迁移运动、污染物的分散运动以及污染物质的衰减转化运动，使污染物在水体中得到稀释和扩散，从而降低了污染物在水体中的浓度，起到水体物理净化作用。根据自然界水体运动的不同特点，可形成不同形式的扩散类型，如河流、河口、湖泊以及海湾中的污染物扩散模型。主要有推流迁移（污染物在水流作用下产生的迁移作用，只改变水流中污染物位置，不降低浓度）和分散作用。分散作用包括分子扩散、湍流扩散（紊流扩散）和弥散。静水水体扩散稀释主要方式是分子扩散；流动水体扩散方式主要是紊流扩散与弥散。声波在传播过程随距离发散引起的衰减，空气吸收，地面吸收，屏障吸收及气象条件引起的衰减。土壤中的迁移扩散：污染物在土壤中主要发生物质迁移作用，扩散作用是迁移作用的一种形式，指各元素在土壤中转移和再分配。土壤中各种迁移与积累现象，都是内外因素作用的结果，主要分为溶解迁移、还原转移、鳌合迁移、悬粒迁移和生物迁移5种方式。农药在土壤中以蒸汽和非蒸汽的形式进行迁移，主要通过扩散和质体流动两个过程。地下水中迁移扩散：自然界的岩石、矿物，在内力的联合作用下，始终处于分解破坏与聚集形成的运动的过程之中。元素的运动形式大都以天然水为媒介，在石圈与水圈之间分散、迁移、聚集和沉淀。迁移类型划分为渗流迁移、扩散迁移和渗流-扩散迁移。

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