沉积物生物氧化技术论文
环境污染化学的研究内容包括环境中污染物的来源、扩散、分布、循环、形态、反应和归宿。其研究目的是为环境质量评价、分析、监测和控制提供依据。
环境污染化学是一门新兴学科，其范围尚未明确界定。一般可分为大气污染化学、水污染化学、土壤污染化学、生态污染化学等部分，分别研究大气、水体、土壤、生态系统等不同领域的污染化学问题。
环境物质一直是自然科学的重要研究对象。环境污染问题出现后，人们开始研究污染物。
起初，研究工作大多集中在调查污染物的来源和排放，侧重于探索处理和控制技术。从20世纪60年代开始，人们逐渐发现，污染物进入环境后，环境对污染物的影响，污染物对生态系统的影响，二次污染物的产生，污染物的迁移转化等。，会对环境保护产生整体影响。这些问题促使环境污染研究面向自然环境，从而更深入地掌握污染物在环境中的迁移转化规律，促进了环境污染化学的形成和发展。
环境污染化学的主要研究对象是人类在生产和消费活动中向环境排放的污染物，如硫氧化物、氮氧化物、烟尘、挥发性烃类、耗氧有机物、氮磷营养盐、重金属、农药、多环芳烃、卤代烃、多氯联苯、放射性物质等。
自然环境中有许多无污染的天然物质，如无机盐、金属氧化物、粘土矿物、腐殖质等。，以及各种物理因素(如光线、辐射)、气象、水文、地质、地理条件等。，而且还可能有污染的天然物质，这是污染物的环境背景。这种环境背景要么直接与污染物相互作用，要么间接影响污染物。
因此，污染化学的研究对象实际上应该是污染物及其环境背景构成的综合体系。自然环境是一个开放的系统，影响能量流和物质流的因素很多，而且经常变化，所以污染化学的研究对象非常复杂。
污染物会在环境中迁移转化。迁移包括来源、扩散、分配和循环，而转化包括形式、反应和目的地。从表面上看，迁移似乎只是改变空间位置的物理运动，但实际上它与污染物的转化交织在一起，相互依存，相互促进，包含着复杂的化学内容。同时，生物在污染物迁移转化中的作用也与化学反应过程密切相关。
比如大气污染物二氧化硫，在大气中扩散迁移时可被氧化成三氧化硫，遇到氨或金属氧化物会形成硫酸盐颗粒。随降水落到地面，被径流冲入水体，成为沉积物。硫酸盐在水底缺氧状态下，作为氢受体，可被硫酸盐还原菌还原成硫化氢，再进入大气。
虽然这只是硫在环境中的循环方式之一，但每一步往往都涉及物理、化学或生化反应。大气中二氧化硫的氧化涉及复杂的光化学反应，形成各种激发态并进行自由基反应，存在多相界面吸附和催化过程。
污染物在环境中的循环往往被概括为各种元素的循环。如碳、氧、氮、硫、磷和各种金属，都形成一个形态多变、化学反应过程复杂的循环系统，通常称为生物地球化学循环。
在污染化学的研究中，相当一部分工作集中在污染物的形态和分布上。污染物的存在形态包括价态、结合态、结构态、结合态等。不同形态的污染物在环境中有不同的化学行为，表现出不同的污染效应。
比如六价铬毒性强，三价铬毒性弱；有机汞如甲基汞的毒性远远超过无机汞；666有7种异构体，其中γ型杀虫活性最强；多环芳烃的致癌活性与其化学结构有关。痕量污染物与不同载体的结合状态往往决定了它们在环境中的迁移等等。
污染物的分布不仅指环境空间中的浓度分布，还指污染物在不同形态和不同相态之间的分布。因为仅仅根据污染物总量，无法准确把握环境污染的本质。
以汞为例，大气中的汞污染物主要来源于含汞燃料的燃烧、以汞为原料的含汞矿物冶炼和工厂的排放，以及土壤或水中汞的挥发。它们以金属汞和氯化汞蒸气、一甲基汞、二甲基汞和颗粒汞的形式存在。
水中的水溶性汞不仅有不同的价态，还能与多种无机和有机配体形成络合物，在一定条件下会生成硫化汞等沉淀。汞也可以与粘土矿物、腐殖质、金属水合氧化物等结合形成颗粒汞。无机汞在微生物或物理化学的作用下可以转化为甲基汞。水生生物也能在体内积累汞，各种生物高分子常以巯基与汞结合。环境中汞的总量按一定比例分布在各种形态中。解释汞在环境中的分布往往涉及十几种甚至几十种不同的形态。
为了掌握污染物在环境中的转化机理，有必要弄清其化学反应过程。自然环境中的影响因素复杂多变，仅靠一般的化学规律很难揭示反应的本质和全貌。在污染化学的发展中，许多新的课题相继被提出和探索。比如大气中的光化学反应，二次污染物和酸雨的形成，水中溶液的化学平衡和不平衡，土壤和沉积物之间的界面化学反应，环境中有机污染物的降解和生物氧化，生物体内有毒污染物的酶促化学反应等。污染物在同质或异质环境系统中迁移，经历各种物理和化学过程，如扩散、蒸发、冷凝、吸附、离子交换、凝聚、絮凝、沉积、生物浓缩等。，它们都对污染物的空间位置或相态的变化起着重要作用。
在开放的环境体系中，大多数污染物和背景物质并不处于平衡状态，至多处于稳态，因此仅用化学热力学无法准确描述它们的反应过程。
化学动力学是污染化学的重要基础。大气中氮氧化物转化为硝酸盐气溶胶、农药和有机化学品的化学氧化和光氧化、还原水中重金属的甲基化、气溶胶和水溶胶的去稳定和絮凝都涉及化学动力学或催化作用。
环境污染物的反应往往在空气、水等流动介质中进行，不可避免地受到流体状态的影响。近年来出现了一门新的学科——环境化学动力学，专门研究环境流体中污染物的迁移转化，表明污染化学越来越理论化和模式化。
污染化学的研究方法主要有三种:直接测量、理论计算和模拟实验。每种方法都不能完全反映环境系统的真实情况，所以总是互补的、全面的。污染化学的发展趋势，在深入分析上可以概括为痕量、微观、颗粒，在综合推断上可以概括为模型、模型、模拟。
在环境污染研究的早期，主要关注的是含量较多的污染物。随着对污染影响认识的不断深入，人们的注意力逐渐转向了微量和痕量污染物，如化学致癌物、重金属、农药、富营养化物质等。
污染物的微观研究是在原子和分子水平上对污染物进行识别、分析和观察，探索其形态结构、反应机理、转化过程和中间产物。污染效应研究是在分子生物学水平上从分子结构上定量判断污染物的毒性或致癌性。在微观研究中，红外光谱、X射线衍射、气相色谱-质谱、电子显微镜、电子能谱、激光检测等手段被广泛应用。
研究表明，微、痕量污染物大多与环境中的细颗粒(颗粒物)结合，以颗粒物为载体迁移，并在颗粒物表面转化。大气中的环境颗粒物，例如浮尘和金属粉末，以及水中的环境颗粒物，例如粘土矿物、金属水合氧化物、腐殖质、藻类和细菌，构成了各种分散系统。研究这些颗粒与痕量污染物的相互作用已成为污染化学的一个重要方面。
近年来，对环境污染现象的宏观综合研究是从建立某种模型开始的，用物理图像或框图简明地表达内部作用的化学机理。该模型反映了定性关系，可用于判断环境污染的方向和趋势。如果进一步用数学数量关系来表达，就会成为模型。
污染化学模型除了污染物浓度、环境条件等一般参数外，往往还通过分配系数、平衡常数、电化学能、生成自由能、动力学常数等实验来确定。大气化学模型和水质化学模型的研究取得了很大进展，成为污染化学研究的一个重要方向。
为了确认所提出的模型和模式，除了直接观察外，还采用了大量的模拟研究方法，主要是实验室模拟和计算机模拟，有时还进行现场模拟实验。目前已研制出各种设备、仪器和传感元件进行模拟实验，使用了同位素示踪、荧光显示、激光测试等技术。
此外，光化学烟雾箱、环境风洞、水质模拟系统、综合微宇宙生态系统模拟实验场等成套设施都已问世。计算机模拟也提出了用渐近法综合求解各种物理化学反应的固定模拟程序。环境污染系统的仿真研究已经成为一个非常活跃的领域。