物理化學(xué)在環(huán)境工程中的應(yīng)用之思考

1、浙江萬里學(xué)院本科課程論文本科課程論文(二O一四屆)物理化學(xué)在環(huán)境工程中的應(yīng)用之思考所在學(xué)院 生物與環(huán)境學(xué)院 系 別 環(huán)境工程系 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 完成日期 2015 年 7 月 2 日浙 江 萬 里 學(xué) 院6摘 要摘要：物理化學(xué)是從事環(huán)境工作的必備學(xué)科，環(huán)境工程廣泛的應(yīng)用到物理化學(xué)中的知識(shí)，本文主要介紹了物理化學(xué)在環(huán)境工程中的一些應(yīng)用。關(guān)鍵詞：物理化學(xué)，環(huán)境工程 環(huán)境工程是研究和從事防治環(huán)境污染和提高環(huán)境質(zhì)量的科學(xué)技術(shù)，是一門由多學(xué)科到跨學(xué)科的龐大科學(xué)體系組成的新興邊緣學(xué)科，它與自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)相結(jié)合，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)向深度廣度進(jìn)軍的標(biāo)志,是人類認(rèn)識(shí)和改造自然進(jìn)一步深化的表現(xiàn)

2、。 物理化學(xué)是從物質(zhì)的物理變化和化學(xué)變化入手，并運(yùn)用物理學(xué)的理論和試驗(yàn)方法來探求化學(xué)變化基規(guī)律的一門學(xué)科。物理化學(xué)是現(xiàn)代化學(xué)的基石，它是其他化學(xué)分支學(xué)科和相關(guān)學(xué)科的理論基 礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)研究的依據(jù)。物理化學(xué)是學(xué)習(xí)化學(xué)、化工、環(huán)境、生物、材料等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。對(duì)環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生來說物理化學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)課程，是繼無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)之后的一門理論化學(xué)課程， 同時(shí)又為后繼課程如環(huán)境生態(tài)學(xué)、大氣污染控制等的學(xué)習(xí)提供方法和理論指導(dǎo)，在基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間起著承上啟下的樞紐作用。 我們所學(xué)的物理化學(xué)有以下章節(jié)，現(xiàn)分別對(duì)其分析：第一章的熱力學(xué)第一定律和第二章的熱力學(xué)第二定律主要用于氣體方面的研

3、究， 第一章 主要有熱力學(xué)基本概念：狀態(tài)函數(shù)、內(nèi)能（熱力學(xué)能）、熱、功、熱力學(xué)第一定 律。恒容熱、恒壓熱、焓、熱容、相變焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓及其計(jì)算。可逆過程 與可逆體積功的計(jì)算。 第二章主要有在普通物理課程中已講過的卡諾循環(huán)和卡諾定理的基礎(chǔ)上引出熵函變。 掌握熵變的計(jì)算。熱力學(xué)第三定律及化學(xué)反應(yīng)熵變的計(jì)算。亥姆霍茲函數(shù)及吉布斯函數(shù)、熱力學(xué)基本方程，麥克斯韋關(guān)系式。這方面在環(huán)境工程中的應(yīng)用主要有：污染氣體的治理，污染氣體的檢測(cè)，煙氣處理等等。在處理污染氣體時(shí)，學(xué)完物理化學(xué)我們可以知道大概需要多少熱量，需要何種催化劑，還可以知道其中的反應(yīng)機(jī)理。還有比如垃圾的燃燒，學(xué)完物理化學(xué)，我們可以大概的算出此

4、過程 可以放出的熱量，還可以對(duì)燃燒的垃圾的熱值進(jìn)行判斷，當(dāng)垃圾的熱值達(dá)不到某一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，此垃圾就不可以用來燃燒，只能進(jìn)填埋場。記得老師曾經(jīng)講過一個(gè)實(shí)例，就是有關(guān)下水道甲 烷氣體含量超標(biāo)的問題，這種情況在重慶很常見，還引起過幾次下水道爆炸事件，我們是做 環(huán)境工程的，進(jìn)下水道是家常便飯，如果我們沒學(xué)過物理化學(xué)，這種悲劇遲早會(huì)發(fā)生在我們 身上。 關(guān)于下水道甲烷含量超標(biāo)問題一定要重視， 否者一個(gè)煙頭進(jìn)去就會(huì)真的引起下水道的 爆炸。我們還可以通過可逆過程氣體膨脹對(duì)外做最大功，可逆壓縮對(duì)外所需要的功最少來設(shè)計(jì)合理的過程，以達(dá)到節(jié)省能源的目的。我們還可以用焓判據(jù)，熵判據(jù)，亥母赫茲判據(jù)，吉布斯自由能判據(jù)來判斷某

5、一反應(yīng)能否進(jìn)行。我們對(duì)氣體進(jìn)行降溫時(shí)如稀釋，熱交換，淬火等 過程都會(huì)用到此兩章的知識(shí)。 第三章講的是多組分系統(tǒng)熱力學(xué)基礎(chǔ)， 學(xué)完此章節(jié)我們可以通過測(cè)定溶液上方蒸汽壓的 大小來判斷此溶液中所含雜質(zhì)地比例。對(duì)污水凈化時(shí)有時(shí)要用到半透膜，這時(shí)就要運(yùn)用到本 章所學(xué)的滲透壓的計(jì)算。若溶液中進(jìn)入雜質(zhì)，這會(huì)導(dǎo)致蒸汽壓下降，凝固點(diǎn)降低，沸點(diǎn)升高，我們亦可以用此進(jìn)行計(jì)算，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 在處理污水及填埋場的滲瀝液的處理時(shí)都會(huì)用 到。 第四章講的是相平衡，主要介紹相律的推導(dǎo)及各項(xiàng)的意義、克拉佩龍方程，還有各物質(zhì)的相圖。因?yàn)楹０尾煌瑲鈮阂簿筒煌?，每種液體的沸點(diǎn)也在改變，所以，當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行化驗(yàn)提純時(shí)，若要進(jìn)行蒸餾的

6、話就要運(yùn)用到克拉佩龍方程來計(jì)算沸點(diǎn)。學(xué)完了相圖之后，我們可以在一定溫度和壓強(qiáng)下查找某一物質(zhì)的狀態(tài)，也可以通過改變溫度和壓強(qiáng)來改變物質(zhì)的狀態(tài)，從而減少污染。 第五章所講的是化學(xué)平衡， 包括化學(xué)反應(yīng)的平衡條件， 標(biāo)準(zhǔn)平衡函數(shù)的定義， 平衡常數(shù)的測(cè)定及平衡組成的計(jì)算。化學(xué)反應(yīng)的等溫方程。溫度、壓力及惰性物 質(zhì)等因素對(duì)化學(xué)平衡的影響。學(xué)完此章節(jié)，可以用吉布斯焓變來判斷反應(yīng)是否進(jìn)行，哪一種反應(yīng)更容易，怎樣加快反應(yīng)，提高效率，從而確定出最佳的污染處理 方案。在處理污染物時(shí)，需要計(jì)算在什么溫度下某一物質(zhì)才能分解，此時(shí)需要運(yùn) 用到本章的知識(shí)。當(dāng)我們利用廢物進(jìn)行在生產(chǎn)或利用時(shí)，運(yùn)用此章知識(shí)，可以計(jì) 算出最大產(chǎn)率

7、。 第六章所講的是電化學(xué)：電化學(xué)主要是研究電能和化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化及 轉(zhuǎn)化過程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)，主要介紹了電解質(zhì)溶液，電化學(xué)系統(tǒng)中的熱力學(xué)，電化學(xué)動(dòng)力學(xué)，也介紹了一些關(guān)于原電池和電解池的基本知識(shí)。比如：將一根均 勻的鐵棒部分插入水中，經(jīng)若干時(shí)間后，哪一部分腐蝕最嚴(yán)重?為什么?答：在靠 近水面的部分腐蝕最嚴(yán)重。在靠近水面的部分，既有氧氣，又有微酸性的電解質(zhì) 溶液，所以很容易發(fā)生耗氧腐蝕，因而這部分腐蝕最嚴(yán)重?，F(xiàn)在大多數(shù)金屬的腐 蝕都是電化學(xué)腐蝕， 對(duì)廢棄金屬的回收利用也是環(huán)境工程的一項(xiàng)重要課題，比如，在垃圾焚燒站專門設(shè)置有磁選系統(tǒng)回收金屬， 對(duì)含有貴重金屬的液體中會(huì)用置換 反應(yīng)置換出里面的貴重

8、金屬。運(yùn)用原電池也可以進(jìn)行金屬的防腐，比如污水處理 池的閘門等。 第七八章所講的是化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)和表面現(xiàn)象及膠體化學(xué)?；瘜W(xué)動(dòng)力學(xué)的基本任務(wù)是研究各種因素（濃度，溫度，壓力，催化劑等）對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。在處理污染物時(shí)各因 素影響的原理由此可知，從而我們可以選擇一條最高效最節(jié)省的途徑來進(jìn)行污染處理。在污水處理時(shí)處理水中的膠體需要用到本章膠體化學(xué)的知識(shí)。與存在界面有關(guān)的各種物理現(xiàn)象和 化學(xué)現(xiàn)象統(tǒng)稱為表面現(xiàn)象。表面現(xiàn)象涉及催化劑的制造，活性炭吸附污染氣體等方面，環(huán)境 科學(xué)直接利用了表面的特征。 總而言之，物理化學(xué)是從事環(huán)境事業(yè)的必備學(xué)科，并且一定要學(xué)好，為環(huán)境生態(tài)學(xué)、大 氣污染控制等的學(xué)習(xí)提供方法

9、和理論指導(dǎo)。 參考文獻(xiàn)：浙江萬里學(xué)院物理化學(xué)。白腐真菌的研究現(xiàn)狀及其在環(huán)境治理中的應(yīng)用黑體小三，新羅馬體小三，不加粗。居中，1.5倍行距，段前段后間距設(shè)定為0行。和正文內(nèi)容不空行。摘要：從白腐真菌的分類與來源、降解機(jī)制及其在環(huán)境治理方面的應(yīng)用研究等對(duì)近年來白腐真菌的研究現(xiàn)狀予以綜述，并對(duì)其在環(huán)境治理方面的應(yīng)用前景做了展望。關(guān)鍵詞：白腐真菌；環(huán)境治理；研究現(xiàn)狀中文宋體小四號(hào)，數(shù)字采用新羅馬字體小四號(hào)。除“摘要”、“關(guān)鍵詞”這兩詞加粗外，其余都不加粗。行距1.5倍，段前段后間距設(shè)置為0行。下空一行，關(guān)鍵詞不少于3個(gè)。環(huán)境中難降解有機(jī)污染物日積月累，持久存在的結(jié)果已嚴(yán)重危害生態(tài)系統(tǒng)的健康和人類社會(huì)的

10、可持續(xù)發(fā)展。這些污染物產(chǎn)生于各種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人類活動(dòng)中，除了難降解的特點(diǎn)外，它們還具有較高的生物毒性和致癌、致畸、致突變的危害性，是環(huán)境治理工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。自20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外許多學(xué)者開始應(yīng)用白腐真菌進(jìn)行環(huán)境治理的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究。研究表明，白腐真菌能降解各種結(jié)構(gòu)相異的化學(xué)物質(zhì)，它通過木質(zhì)素過氧化物酶、錳過氧化物酶、漆酶等關(guān)鍵酶催化自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，對(duì)環(huán)境中難降解有機(jī)污染物具有高效、廣譜的降解功能，在環(huán)境治理方面顯示出富有希望的應(yīng)用前景1。本文對(duì)白腐真菌在多種工業(yè)廢水處理、土壤污染治理和有機(jī)固體廢物處置等方面的研究與應(yīng)用進(jìn)行了綜述。綜述正文要求不少于3000字，字體字號(hào)同前面正文、英文

11、和數(shù)字采用新羅馬字體。行距1.5倍，段前段后間距設(shè)定為0行。兩端對(duì)齊，標(biāo)題頂格，正文每段首行空兩個(gè)字。段與段之間不空行。1白腐真菌的研究現(xiàn)狀1.1 白腐真菌的生物學(xué)特性各級(jí)標(biāo)題要求同論文正文，但是請(qǐng)不要設(shè)定為各級(jí)標(biāo)題，切記。1.2 白腐真菌的降解機(jī)理與優(yōu)勢(shì)1.2.1 白腐真菌的降解機(jī)理1.2.2 白腐真菌降解的優(yōu)勢(shì)2白腐真菌在環(huán)境治理中的應(yīng)用進(jìn)展2.1 白腐真菌在大氣污染治理中的應(yīng)用2.2 白腐真菌在水污染治理中的應(yīng)用2.3 白腐真菌在土壤污染治理中的應(yīng)用3白腐真菌在環(huán)境治理應(yīng)用中的展望參考文獻(xiàn)四號(hào)宋體，加粗，居中，行距1.5倍，段前段后間距設(shè)定為自動(dòng)。與下文不空行。參考文獻(xiàn)另起一頁。1 馬懷

12、良,許修宏.畜禽糞便高溫堆肥化處理技術(shù)J.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 36(4): 536-540.文獻(xiàn)著錄采用5號(hào)宋體及新羅馬字體，行距1.5倍，段前段后設(shè)定為0行，兩端對(duì)齊。具體格式要求與論文正文的參考文獻(xiàn)要求相同。要求綜述中引用的參考文獻(xiàn)不少于20篇（其中英文參考文獻(xiàn)至少6篇）。參考文獻(xiàn)設(shè)定為一級(jí)標(biāo)題，四號(hào)宋體，加粗，居中，行距1.5倍，段前段后間距設(shè)定為自動(dòng)。與參考文獻(xiàn)正文內(nèi)容之間不空行，與論文正文部分換頁書寫。文獻(xiàn)著錄采用5號(hào)宋體及新羅馬字體，行距1.5倍，段前段后設(shè)定為0行，兩端對(duì)齊。1 張克強(qiáng),高懷友編著.畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物處理與處置M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2004: 3-

13、5.書籍格式：序號(hào) 作者（列出全部作者，不得加等或et al）著(編著).書名M.出版地:出版社,出版年: 起止頁碼.注意:參考文獻(xiàn)中的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)全用英文狀態(tài)的符號(hào),包括全部畢業(yè)論文資料中的參考文獻(xiàn).2 馬懷良,許修宏.畜禽糞便高溫堆肥化處理技術(shù)J.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 36(4): 536-540.期刊格式：序號(hào) 作者（列出全部作者，不得加等或et al）. 文章題目J.期刊名,年份,卷號(hào)(期號(hào)):起止頁碼.報(bào)紙文章格式：序號(hào) 作者（列出全部作者，不得加等或et al）.文章題目N.報(bào)紙名,出版日期（版次）（如2010-09-10(3)）.各類標(biāo)準(zhǔn)格式：序號(hào) 責(zé)任者.標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)名

14、稱S.出版地:出版社,出版年: 起止頁碼.學(xué)位論文格式：序號(hào)作者.文章題目D.某某大學(xué)某某學(xué)位論文.年份:起止頁碼.析出文獻(xiàn)格式：序號(hào) 析出文獻(xiàn)主要責(zé)任者.析出文獻(xiàn)題名文獻(xiàn)類型標(biāo)識(shí)/原文獻(xiàn)題名.出版地:出版社名稱,出版年:析出文獻(xiàn)起始碼.7 韋蔓新,童萬平.北海灣無機(jī)氮的分布及其與環(huán)境因子的關(guān)系J.海洋環(huán)境科學(xué),2007,19(2): 25-29.8 Wang. G.F. Cao. Z.F. Zhou. H.M. et al. Comparison of inactivation and unfolding of methanol dehydrogenase during denaturati

15、on in guanidine hydrochloride and urea, Int. J. Biochem. Cell Biol.2000,32(3): 873-878.(建議15-30篇,半角狀態(tài)輸入，英文單詞間有空格，結(jié)尾有標(biāo)點(diǎn)，建議采用懸掛縮進(jìn)的方式)根據(jù)GB3469規(guī)定，以單字母方式標(biāo)志以下各種參考文獻(xiàn)類型：參考文獻(xiàn)類型普通圖書會(huì)議論文報(bào)紙文章期刊文章學(xué)位論文報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)專利匯編檔案古籍參考工具文獻(xiàn)類型標(biāo)志MCNJDRSPGBOK對(duì)于其他未說明的文獻(xiàn)類型，建議采用單字母“Z”。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(database)、計(jì)算機(jī)程序(computer program)及電子公告(electronic

16、 bulletin board)等電子文獻(xiàn)類的參考文獻(xiàn)，以下列雙字母作為標(biāo)志：電子參考文獻(xiàn)類型數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)程序電子公告電子文獻(xiàn)類型標(biāo)志DBCPEB電子文獻(xiàn)格式：對(duì)于載體為磁盤(DK)、磁帶(MT)、和光盤(CD)等的文獻(xiàn)，將對(duì)應(yīng)的印刷版的文獻(xiàn)類型標(biāo)識(shí)換成文獻(xiàn)類型標(biāo)識(shí)/載體類型標(biāo)識(shí)；對(duì)于載體為聯(lián)機(jī)網(wǎng)絡(luò)(OL)的文獻(xiàn)，除了將對(duì)應(yīng)的文獻(xiàn)類型標(biāo)識(shí)換成文獻(xiàn)類型標(biāo)識(shí)/載體類型標(biāo)識(shí)外，尚需在對(duì)應(yīng)的印刷版著錄項(xiàng)后加上發(fā)表或更新日期(加圓括號(hào))、引用日期(加方括號(hào))和電子文獻(xiàn)的網(wǎng)址. 如：1 萬錦坤. 中國大學(xué)學(xué)報(bào)論文文摘(19831993)DB/CD. 英文版. 北京:中國大百科全書出版社, 1996.2 蕭鈺. 出版業(yè)信息化邁入快車道EB/OL. (2001-12-19) 2002-04-15. http:/ www. creader. com/ news/ 20011219/ 200212190019. html.并以下列格式表示包括了文獻(xiàn)載體類