1、因作物施用含氯化肥
根据全国对主要作物的耐氯临界值试验,综合产量和产品品质因素,将作物耐氯程度分为强耐氯作物、中等耐氯作物和弱耐氯作物3类。
(1)强耐氯作物土壤氧浓度达到600-800mg/kg,相当于每公顷每季施氯量1350-1800kg时,不影响产量和品质的作物有水稻、麦类、玉米、高梁、谷子、棉花、红麻、萝卜、西红柿、甜菜、茄子和果树中的猕猴桃、香蕉、桃树等。
(2)中等耐氯作物土壤氯浓度300-600mg/kg,相当于每公顷每季施氯量675-1350kg时,不影响产量和品质的作物有亚麻、大豆、菜花、菠菜、蚕豆、豌豆、草莓、花生、苹果、山楂、甘蔗等。
(3)弱耐氯作物土壤中氯浓度
强耐氯作物施用含氯化肥不影响作物的产量和品质,根据质量检测结果,氯对水稻、小麦、玉米等作物籽粒中蛋白质和淀粉含量,对油菜、大豆的粗蛋白质和脂肪含量,对甘蔗、甜菜的含糖量以及蔬菜中维生素C和糖分含量均无不良影响。同时蔬菜中施用含氯化肥还可降低蔬菜中硝态氮含量。
2因地区施用含氯化肥
含氯化肥应重点用在降雨量较多的地区或季节以及灌溉条件的地方。在多雨地区或季节,施用含氯化肥后氯离子可随水淋失,因而随肥料带到土壤中的氯离子不会因积累而引起“氯害”。在盐渍化土壤中,因氯离子含量较高应少用或不用含氯化肥。
3含氯化肥应早施深施
氯离子能抑制种子萌芽,降低发芽率和出苗率。所以含氯化肥应早施、深施,以便土壤吸附,氯离子被淋失,降低作物根层受氯害。作物根系大多集中分布在10-25cm土层内,因此,含氯化肥作基肥层施、条施、穴施应在8-12cm以下。
4含氯化肥制成复混肥施用
用含氯化肥与尿素、磷铵、重钙或过磷酸钙、钙镁磷肥、硫酸钾、硝酸钾等肥料加工制成复混肥,不仅可减少氯离子的危害,而且氮、磷、钾配合施用,可起到相得益彰的效果。
氯离子的积累与年降雨量、土壤质地和种植制度关系密切,在干旱少雨地区施用含氯化肥,氯离子在土壤中积累较多,残留量高达30%-80%;在南方多雨地区,每公顷每季施氯量300-1450kg,5年中土壤中的氯离子也无明显增加。据研究,在降雨量为1500mm条件下,被认为是“忌氯作物”的甘蔗、甘薯、马铃薯,每公顷施氯量332-135kg,对产量和质量并无不良影响。
氯是一种非金属元素,属于卤族之一。氯气常温常压下为黄绿色气体,化学性质十分活泼,具有毒性。氯以化合态的形式广泛存在于自然界当中,对人体的生理活动也有重要意义。
氯气为黄绿色气体,密度比空气大(3.214g/L),熔点−101.0℃,沸点−34.4℃,有强烈的 *** 性气味。
基本介绍中文名 :氯 英文名 :Chlorine 别称 :氯气 分子量 :35.45 熔点 :-101.0℃ 沸点 :-34.4℃ 水溶性 :常温常压下1体积水中可以溶解2体积氯气。 密度 :3.214g/L 外观 :黄绿色气体,有强烈 *** 性气味 常见化合价 :-1、+1、+3、+5、+7 发现者 :卡尔·威尔海姆·舍勒 元素类型 :活泼非金属单质 原子序数 :17 原子量 :35.45 元素符号 :Cl发现简史,自然分布,单质:Cl<sub>2</sub>,名称由来,化合物,同位素,氯离子的检验,操作处置与储存,物理性质,营养功能,参与光合作用,调节气孔运动,激活H+-泵ATP酶,抑制病害发生,其他作用,化学性质,Cl-检验,含氧酸,主要用途,工业,生理,安全防护, 发现简史 1774年,瑞典化学家舍勒在从事软锰矿的研究时发现:软锰矿与盐酸混合后加热就会生成一种令人窒息的黄绿色气体。当时,大化学家拉瓦锡认为氧是酸性的起源,一切酸中都含有氧。舍勒及许多化学家都坚信拉瓦锡的观点,认为这种黄绿色的气体是一种化合物,是由氧和另外一种未知的基所组成的,所以舍勒称它为“氧化盐酸”。但英国化学家戴维却持有不同的观点,他想尽了一切办法也不能从氧化盐酸中把氧夺取出来,均告失败。他怀疑氧化盐酸中根本就没有氧存在。1810年,戴维以无可辩驳的事实证明了所谓的氧化盐酸不是一种化合物,而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为“Chlorine”。它的希腊文原意是“绿色”。中文译名为氯。 元素性质数据 自然分布 自然界中游离状态的氯存在于大气层中,是破坏臭氧层的主要单质之一。氯气受紫外线分解成两个氯原子(自由基)。大多数通常以氯化物(Cl-)的形式存在,常见的主要是氯化钠(食盐,NaCl)。 2" >单质:Cl 2 氯单质由两个氯原子构成,化学式为Cl 2 。气态氯单质俗称氯气,液态氯单质俗称液氯。 名称由来 英文名称chlorine来自于希腊文khlros(χλωρó',淡绿色),中文取该气体为绿色之意造了“氯”字,日文与韩文则因为氯是盐的主要成分之一而称为“盐素”(日本汉字写作“塩素”)。 化合物 无机(括弧内为化合价):氯化物(-1)、次氯酸(+1)、次氯酸盐(+1)、亚氯酸(+3)、亚氯酸盐(+3)、氯酸(+5)、氯酸盐(+5)、高氯酸(+7)、高氯酸盐(+7) 有机氯化合物。 同位素 氯 元素有 35 Cl和 37 Cl两种稳定同位素。核外电子构型都为3S 2 3P 5 。相对原子质量分别为34.968 852和36.965 903。天然丰度分别为75.77%和24.23%。 氯离子的检验 检验水中是否含有氯离子可以向其中加入硝酸酸化的银离子(如硝酸银)(加入酸性硝酸银可以排除其他离子干扰),银离子和氯离子反应会生成氯化银白色沉淀,反应式: Ag + +Cl - → AgCl↓ 操作处置与储存 1、操作注意事项 严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴空气呼吸器,穿带面罩式胶布防毒衣,戴橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸菸。远离易燃、可燃物。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与醇类接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附属档案破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。 2、储存注意事项 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃,相对湿度不超过80%。应与易燃物(可燃物)、醇类、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。 物理性质 氯气为黄绿色气体,密度比空气大(3.214g/L),熔点−101.0℃,沸点−34.4℃,有强烈的 *** 性气味。 集气瓶中的氯气 氯气分子由两个氯原子组成,微溶于水,易溶于碱液,易溶于四氯化碳、二硫化碳等有机溶剂。 氯有26种同位素,其中只有 35 Cl和 37 Cl是稳定的,其余同位素均具有放射性。 原子半径:100 pm 核外电子排布: [Ne]3s 2 3p 5 化合价: ±1, 3, 5, 7 氯原子结构示意图 晶体结构: 斜方晶系 电负性: 3.16 (鲍林标度) 第一电离能: 1251.2 kJ/mol 营养功能 参与光合作用 在光合作用中,氯作为锰的辅助因子参与水的光解反应。水光解反应是光合作用最初的光化学反应,氯的作用位点在光系统II。研究工作表明,在缺氯条件下,植物细胞的增殖速度降低,叶面积减少,生长量明显下降(大约60%),但氯并不影响植物体中光合速率。由此可见,氯对水光解放O 2 反应的影响不是直接作用,氯可能是锰的配合基,有助于稳定锰离子,使之处于较高的氧化状态。氯不仅为希尔反应放O 2 所必需,它还能促进光合磷酸化作用。 调节气孔运动 氯对气孔的开张和关闭有调节作用。当某些植物叶片气孔开张时,K + 流入是由有机酸阴离子(主要是苹果酸根)作为陪伴离子,这些离子在代谢过程中是靠消耗淀粉产生的;但是对某些淀粉含量不多的作物(如洋葱),当K + 流入保卫细胞时,由于缺少苹果酸根则需由Cl - 作为陪伴离子。缺氯时,洋葱的气孔就不能自如地开关,而导致水分过多地损失。由于氯在维持细胞膨压、调节气孔运动方面的明显作用,从而能增强植物的抗旱能力。 激活H+-泵ATP酶 以往人们了解较多的是原生质上的H + -ATP酶,它受K + 的激活。而在液泡膜上也存在有H + -ATP酶。与原生质上的H + -ATP酶不同,这种酶不受一价阳离子的影响,而专靠氯化物激活。该酶可以把原生质中的H + 转运到液泡内,使液泡膜内外产生pH梯度(胞液,pH>7;液泡,pH<<6)。缺氯时,植物根的伸长严重受阻,这可能和氯的上述功能有关。因为缺氯时,影响活性溶质渗入液泡内,从而使根的伸长受到抑制(Hagerh和Helrnle,1981)。 抑制病害发生 施用含氯肥料对抑制病害的发生有明显作用。据报导,2013以前年至少有10种作物的15个品种,其叶、根病害可通过增施含氯肥料而明显减轻。例如冬小麦的全蚀病、条锈病,春小麦的叶锈病、枯斑病,大麦的根腐病,玉米的茎枯病,马铃薯的空心病、褐心病等。根据研究者的推论,氯能抑制土壤中铵态氮的硝化作用。当施入铵态氮肥时,氯使大多数铵态氮不能被转化,而迫使作物吸收更多的铵态氮;在作物吸收铵态氮肥的同时,根系释放出H + 离子,使根际酸度增加。许多土壤微生物由于适宜在酸度较大的环境中大量繁衍,从而抑制了病菌的滋生,如小麦因施用含氯肥料而减轻了全蚀病病害的发生。还有一些研究者从Cl - 和NO 3 - 存在吸收上的竞争性来解释。施含氯肥料可降低作物体内NO 3 - 的浓度,一般认为NO 3 - 含量低的作物很少发生严重的根腐病。 其他作用 在许多阴离子中,Cl - 是生物化学性质最稳定的离子,它能与阳离子保持电荷平衡,维持细胞内的渗透压。植物体内氯的流动性很强,输送速度较快,能迅速进入细胞内,提高细胞的渗透压和膨压。渗透压的提高可增强细胞吸水,并提高植物细胞和组织束缚水分的能力。这就有利于促进植物从外界吸收更多的水分。在干旱条件下,也能减少植物丢失水分。提高膨压后可使叶片直立,延长功能期。作物缺氯时,叶片往往失去膨压而萎蔫。氯对细胞液缓冲体系也有一定的影响。氯在离子平衡方面的作用,可能有特殊的意义。 氯对酶活性也有影响。氯化物能激活利用谷氨酰胺为底物的天冬酰胺合成酶,促进天冬酰胺和谷氨酸的合成。氯在氮素代谢过程中有重要作用。 适量的氯有利于碳水化合物的合成和转化。 化学性质 氯原子的最外电子层有7个电子,在化学反应中容易结合一个电子,使最外电子层达到8个电子的稳定状态,因此氯气具有强氧化性,能与大多数金属和非金属发生化合反应。 氯气遇水歧化为盐酸和次氯酸,次氯酸不稳定易分解放出游离氧,所以氯气具有漂白性(比SO 2 强且加热不恢复原色)。 氯气也能和很多有机物发生加成或取代反应,在生活中有广泛套用。 氯气具有较大的毒性,曾被用作军用毒气。 Cl-检验 检验水中是否含有氯离子可以向其中加入可溶的银离子(硝酸银)(加入酸性硝酸银可以排除其他离子干扰),银离子和氯离子反应会生成氯化银白色沉淀。再取白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则说明含氯离子。 含氧酸 1. 次氯酸(HClO)及其盐 (1) 制备 ①通氯气于冰水中:Cl 2 + H 2 O = HClO + HCl ②通氯于碱液中可得次氯酸盐:Cl 2 + 2NaOH → NaClO + NaCl + H 2 O ③工业上用电解冷浓食盐水并剧烈搅拌来制备NaClO (2)性质 ①是弱酸,但为很强的氧化剂,且具有漂白性 ②受热易发生氧化还原反应 3ClO - → ClO 3 - + 2Cl - (3) 用途 制造漂白粉Ca(ClO) 2 漂白粉:Cl 2 与Ca(OH) 2 反应 2Cl 2 + 2Ca(OH) 2 = Ca(ClO) 2 + +CaCl 2 +2H 2 O 2. 亚氯酸(HClO 2 )及其盐 亚氯酸是唯一的亚卤酸,非常不稳定。 (1) 制备 ①ClO 2 在水中分解:2ClO 2 + H 2 O = HClO 2 + HClO 3 ②通ClO 2 于Na 2 O 2 或NaOH与H 2 O 2 可得亚氯酸盐 2ClO 2 + Na 2 O 2 =2NaClO 2 + O 2 ;2ClO 2 + H 2 O 2 + OH - =2ClO 2 - +O 2 + H 2 O (2) 性质与用途 ①非常不稳定的化合物,但亚氯酸盐较稳定。 ②具有漂白性 3.氯酸(HClO 3 )及其盐 浓度高于40%则不稳定 (1) 制备 ①次氯酸根水溶液加热,产生自身氧化还原反应(歧化反应):3ClO - → ClO 3 - + 2Cl - ②电解热氯化钠水溶液并加以搅拌:3Cl 2 + 6OH - → ClO 3 - + 5Cl - + 3H 2 O (2) 性质及用途 ①氯酸和氯酸盐皆为强氧化剂 ②氯酸钾用于制造炸药 ③KClO 3 受热反应 A.无催化剂,微热:4KClO 3 =3KClO 4 + KCl (约100℃) B.催化剂(MnO 2 ):2KClO 3 =2KCl + 3O 2 ↑ (约300℃) 4. 高氯酸(HClO 4 )及其盐 (1) 制备 ①低压蒸馏KClO 4 与H 2 SO 4 的混合液:KClO 4 + H 2 SO 4 = HClO 4 + KHSO 4 ②电解食盐水时,阳极产生的氯气被氧化:1/2Cl 2 + 4H 2 O =ClO 4 - + 8H + + 7e - ③氯酸盐受热分解:4KClO 3 = 3KClO 4 + KCl (2) 性质与用途 ①氯最稳定的含氧酸,不易分解 ②非常强的酸(高中范围内最强的酸,强于100%硫酸,但弱于氟锑酸等超强酸) 主要用途 工业 氯主要用于化学工业尤其是有机合成工业上,以生产塑胶、合成橡胶、染料及其他化学制品或中间体,还用于漂白剂、消毒剂、合成药物等。氯气亦用作制造漂白粉、漂白纸浆和布匹、合成盐酸、制造氯化物、饮水消毒、合成塑胶和农药等。提炼稀有金属等方面也需要许多氯气。 生理 氯是人体必需常量元素之一,是维持体液和电解质平衡中所必需的,也是胃液的一种必需成分。自然界中常以氯化物形式存在,最普通形式是食盐。氯在人体含量平均为1.17g/kg,总量约为82~100g,占体重的0.15%,广泛分布于全身。主要一氯离子形式与钠、钾化合存在。其中氯化钾主要在细胞内液,而氯化钠主要在细胞外液中。 膳食氯几乎完全来源于氯化钠,仅少量来自氯化钾。因此食盐及其加工食品酱油、腌制肉或烟熏食品、酱菜类以及咸味食品等都富含氯化物。一般天然食品中氯的含量差异较大;天然水中也几乎都含有氯。 主要生理功能: 1.维持体液酸碱平衡。 2.氯离子与钠离子是细胞外液中维持渗透压的主要离子,二者约占总离子数的80%左右,调节与控制着细胞外液的容量和渗透压。 氯离子分析仪 3.参与血液CO二价离子运输。 4.氯离子还参与胃液中胃酸形成,胃酸促进维生素B 12 和铁的吸收;激活唾液淀粉酶分解淀粉,促进食物消化; *** 肝脏功能,促使肝中代谢废物排出;氯还有稳定神经细胞膜电位的作用等。 安全防护 氯气对眼、呼吸道黏膜有 *** 作用,能引起流泪、咳嗽、咳少量痰、胸闷、气管炎和支气管炎、肺水肿等呼吸道症状,严重的会导致休克、死亡。一战时曾经被用作化学武器(窒息性毒剂) 氯气对环境有严重危害,对水体可造成污染。 同时,氯气可助燃,湿润的氯气具有强腐蚀性。 所以接触氯气时,需注意全身严格防护,严禁直接嗅闻、接触氯气,不得将含氯气的废气直接排放到大气中。当废水中的氯离子浓度大于2000mg/L时,微生物的活性将受到抑制。
高浓度氯离子对废水生物处理的毒害作用主要是通过升高的环境渗透压而破坏微生物的细胞膜和菌体内的酶,从而破坏微生物的生理活动。如下:
1.微生物在等渗透压下生长良好.如微生物在质量为5~8.5g/L的NaC1溶液中;
2.在低渗透压(p(NaC1)=0.1g/L)下,溶液水分子大量渗入微生物体内,使微生物细胞发生膨胀,严重者破裂,导致微生物死亡;
3. 在高渗透压,(p(NaC1)=200g/L)下,微生物体内水分子大量渗到体外(即:脱水),使细胞发生质壁分离。
4.微生物的单位结构是细胞,细胞壁相当于半渗透膜,在氯离子浓度小于等于2000mg/L时,细胞壁可承受的渗透压为0.5-1.0大气压,即使加上细胞壁和细胞质膜有一定的坚韧性和弹性,细胞壁可承受的渗透压也不会大于5-6大气压。但当水溶液中的氯离子浓度在5000mg/L以上时,渗透压大约将增大至10-30大气压,在这样大的渗透压下,微生物体内的水分子会大量渗透到体外溶液中,造成细胞失水而发生质壁分离,严重者微生物死亡。工程经验数据表明:当废水中的氯离子浓度大于2000mg/L时,微生物的活性将受到抑止,COD去除率会明显下降;当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时,会造成污泥体积膨胀,水面泛出大量泡沫,微生物会相继死亡。
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