环境地球化学.pdf
这份文档主要探讨了地下水中污染物的转化和反应，涉及非生物转化、生物转化和界面相互作用等多个方面，主要内容总结如下：
**1. 非生物污染物转化：**
* **1.1 天然地下水中的非生物转化：** 地下水中的污染物主要通过水解、氧化还原反应以及光解等非生物过程转化。影响转化的主要因素包括 pH 值、氧化还原电位和配体络合作用等。pH 值影响污染物与酸碱官能团的反应，氧化还原电位影响污染物在有氧和厌氧环境下的转化。
* **1.1.1 影响污染物转化的因素：** 地下水化学对污染物转化起重要作用。气候和多孔介质的特性会影响 pH 值。pH 值会影响污染物与酸或碱性基团的行为。
* **1.1.2 自然水体中的响应：** 氧化还原反应涉及电子从一种化学物质转移到另一种化学物质或反应中涉及的物质的氧化态的变化。 氧化是指一个分子、原子或离子失去一个电子，而还原是指一个分子、原子或离子获得一个电子。
* **1.2 选定的污染物在地下水和沉积物中的转化：** 沉积物和地下水中的污染物转化需要特别考虑。 固体相可作为污染物在饱和条件下的汇、库和反应器。污染物的存在、持久性和转化取决于水化学、材料表面特性（沉积物或悬浮颗粒）和环境条件（温度、好氧或厌氧）。
* **1.2.1 pH 值和水解反应：** 水解反应对污染物降解起到重要作用。可以通过测量污染物在沉积物和蒸馏水中的去除率来判断水解反应是生物的还是非生物的。
* **1.2.2 反应和氧化还原状态：** 沉积物中的氧化还原活性可以通过平衡方法来定义。氧化还原状态定义为通过动力学方法，电子受体主要被有机存在微生物使用。 非反应性吸附汇对应于污染物向固体有机碳基质的分配。微生物降解被认为是多环芳烃转化的主要机制。
**2. 界面上的非生物转化：**
* **2.1 催化：** 地下固体基质附近的水环境与散装水中的水环境存在差异。带电固体的电场会影响可极化污染物物质，从而影响其在固体-液体界面上的非生物转化。 如果催化剂与反应物处于同一相，则称为均相催化。 当催化剂由与反应不同的相中的催化剂决定时，称为异相催化。
* **2.2 有机污染物通过表面诱导的转化：** 离子及其在空间中的电荷分布受带电表面的电场强烈影响。 因此，某些与这些表面直接接触的有机污染物可以通过催化过程进行转化。
* **2.3 无机污染物表面诱导的相互作用：** 金属离子与天然有机化合物的络合是无机污染物在地面中非生物相互作用的最重要例子之一。
**3. 生物介导的转化：**
* **3.1 地下微生物种群：** 地下微生物种群由一组令人着迷的生物组成，它们具有从有机和无机化合物的代谢中获取能量的各种能力。
* **3.1.1 能量资源：** 微生物适应于不同环境中可获得的能量和营养。 当特定的微生物种群获得能量来源时，种群将迅速增长，增加利用可用能量的活性。
* **3.2 控制污染物衰减的过程：** 细菌可以分为三类，这取决于 TEA 的使用：使用分子氧作为 TEA 的需氧菌（并且不能在没有分子氧的情况下分解）；需氧菌/厌氧菌，它们可以使用分子氧，如果不能，可以转化为硝酸盐、二氧化锰或氧化铁作为电子受体；以及对氧有毒的需氧菌，使用硝酸盐、硫酸盐或二硫化碳或其他电子受体作为 TEA。
* **3.2.2 好氧呼吸：** 好氧呼吸是化学转化的一种主要机制，主要由异养微生物进行。
* **3.2.3 微生物甲基化：** 微生物甲基化是一种影响有毒、无机微量元素性质的反应。 它涉及向污染物添加一个甲基。
* **3.3 有机污染物：** 微生物代谢是地下水中转化有毒有机化学品的主要机制之一。
* **3.4 无机污染物：** 微生物转化无机污染物涵盖了广泛的化合物。
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