氮化合物的迁移转化过程

人类活动使区域/全球性元素循环中氮化物的迁移和转化比其他元素循环涉及范围更广，包括氮在不同生态系统中的硝化和反硝化转化过程。由于化石燃料燃烧、氮肥生产包括固氮工业中氮化物的泄出、豆科植物栽培等人类活动，使排放的大量氮化物转化为生物有效态氮远远超过了自然过程中固定的氮。农田生物质燃烧、施肥、土地利用以及农业生产活动（这对发展中国家问题更多）将有大量氮化物排入大气，并使（贮存态）氮转化为动态氮（N2O、NH3、N2等）

目前国内外研究发现不少生态系统显示出NO3-和NH4+大大增长的趋势。随着陆地生态系统研究的加强，土壤中氮转化排放的N2O对温室气体贡献的增加，以及N2O排放和转化对水体，尤其对沿海、海湾生态系统富营养化问题，以及对海洋资源的影响等等，氮的转化和迁移受到海洋、森林、农业、大气以及气候等部门的关注。此外，大气中NO3-和NH4+的增加，对全球一些地区的土壤、森林、农业生态系统的酸化也有影响。继之对饮用水质、植被生长也带来不利因素。

近年来国际上对热带、亚热带地区，对农业活动频繁、土地利用变化较大的亚洲地区，特别是东南亚地区氮源及氮的迁移和转化问题更为关心。IGBP、SCOPE等国际组织先后举办过一些研讨会，1996年春在日本就有两个研讨会，1996年夏在台湾有一次亚洲地区性会议，1997年SCOPE在我国南京召开《评估人为活动氮化物对我国长江、黄河水系影响》的研讨会。从陆地系统迁移转化进入水体、海洋的氮化物量大，变化也大，更受到国际环境界重视。

（三）污染控制化学

近年来，随着可持续发展战略正在迅速被全世界所接受，以污染预防为主的一体化污染控制方式正在向取代过去的“管端”污染控制方向转变。污染控制化学的研究与技术开发也在发生相应的转变。

　　以污染预防为主的一体化污染控制的主要特征是节约资源、节省能源、环境影响最少化。为此，从一种产品的设计开始，就要全面考虑其整个寿命周期（Life Cycle）中的环境影响最少化，包括整个化学工艺过程。污染控制化学家需要研究原材料和工艺及其化学产品对环境影响的最优化条件，采用环境影响小的材料、工艺和产品，最大限度减少资源和能源的使用。具体地说，污染控制化学要从化学的角度，运用“寿命周期分析”方法，研究评价所有材料、工艺和产品的环境影响，设计研究合适的工艺和产品。研究开发可用作为二次资源的分离、回收或利用、重复利用技术及最佳组合技术，以产生较大的环境经济效益。例如，新加坡改用混合气体流态床法代替熔盐法进行各种金属零部件的热处理，减少了废物排放，提高了安全性和产品质量，降低了生产成本。希腊一制革厂采用一种五步间歇法回收制革废物中95％～98%的Cr（Ⅲ），并回用于生产工艺中，减少了20％～40%含铬废水排放。荷兰一淀粉厂在生产工艺中采用反渗透法回收马铃薯淀粉工艺废水中的蛋白，解决了废水处理及节水问题。印度一硫黑印染厂利用玉米淀粉生产过程的水解物（hydrol副产物）代替硫化钠作为还原剂处理废水，简化了印染工艺并提高了印染质量。以上实例可以看到当前污染预防发展的总趋势不仅受到发达国家的重视，发展中国家也在推行之中。以污染预防为主的战略思想日益明确，在不断研究设计方案，试点展开研究，化学方面是其中一个方面，其主要内容为逐步进行典型行业/工艺全过程和产品寿命周期分析，建立完善、整套理论/方法等框架和系统分析方法，包括识别、检查寿命周期内各阶段环境影响及最终的综合分析，其项目是典型污染行业/工艺的“清洁工艺”及产品的设计原理研究。美国已确定的有色金属冶炼加工、碳黑、纸浆、制革等与最严重污染行业有关的研究在开展中。

　　对被沾污/破坏土壤环境修复（Remediation）方面多介质的环境化学，尤其是土壤环境化学过程也有较快的发展，从新创刊（1991—）的《修复》杂志中也可以见到有关多介质环境化学的内容，包括：沾污/污染源中有毒有害化学物质的鉴别、分析和表征；有毒有害物质在环境中的释放及归宿，土壤/沉积物表面，土壤水/间隙水层中污染物的化学动态过程，优先化学毒物对生物/人群的暴露评价及可能的健康影响/生态效应的预测，还包括了定量结构与活性或毒性相关性（QSARs）的研究，在化学修复技术中针对污染物的吸附、释放性，需要选择研究适用表面活性剂的脱吸、溶解等性能研究。

　　当前欧美大量工矿业固体废弃物处理场或填埋场已严重污染土壤/地下水，影响健康。在美国上万个已被发现的污染点中已有上千个点在研究修复中（政府超基金计划），一些科技设计、研究开发单位正在进行“点”的修复研究，包括环境污染控制化学的研究。

　　污染控制中强调提高废水/气处理效率被称为“生态效率”（Eco-effciency）的管端技术仍在发展中，其中新型高效絮凝剂的研制及絮凝过程的基础研究仍然有很多研究。多相光催化氧化法可认为是研究热点，它对多种有机物有明显去除优势，近几年来已从不同化合物种类进行可降解性规律探索，并逐渐向实际应用和反应机理纵深发展，其中以催化剂改进及太阳能利用为主导，含氯有机物的研究较为深入，含氮有机物受到重视。

　　与全球性有关耗损臭氧物质（如CFCs和哈龙）如何进行破坏以及新的代用品研究及对量大面广的温室气体CO2能否有效用化学法（如催化）消除，适当控制或回收利用也是90年代污染控制化学一大类新的课题。

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