环境化学复习资料.docx

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环境化学复习资料

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一、填空

1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占80%~90%

环境问题是在工业化过程中产生的，具体原因包括污染物排放和过度开发资源；

2、可持续发展的战略思想是经济、社会和环境保护协调发展，其核心思想是：

经济发展不能超过资源和环境的承载力；

3、在大气对流层中污染物易随空气发生垂直对流运动，在平流层中污染物易随地球自转发生水平运动；

4、逆温层不利于污染物的传输。

5、当Γ<Γd时，大气处于稳定状态。

6、大气中重要自由基产生于光离解。

7、在有氮氧化物和碳氢化合物存在于大气中时可能发生光化学烟雾，该反应机制为：

自由基引发、自由基转化和增殖、自由基氧化NO、链终止；

8、平流层中的臭氧层能够吸收紫外线从而保护生物，维持生态平衡；

9、洛杉矶烟雾也称为光化学烟雾。

10、伦敦烟雾也称为硫酸型烟雾。

11、当降水的pH值5.0时，称为酸雨。

12、可吸入粒子是指粒径﹤10um的颗粒物；

13、PAN是指大气中的过氧乙酰硝酸酯污染物；

14、水中异养生物利用自养生物产生的有机物为能源及材料构成生命体；

15、导致痛痛病的污染物是Cd；16、导致水俁病的污染物是甲基汞。

17、腐殖质分子中含有多元环状结构，其上联接有-OH-COOH-CHO等官能团；

18、非离子型有机物可通过溶解作用分配到土壤有机质中；

19、pH值在4.5至8.3之间时,水中碳酸的主要形态分别为CO2、H2CO3、HCO3-；

20、水中无机污染物的迁移转化方式有吸附、凝聚絮凝、溶解沉淀、配合、氧化还原；

21、水中有机污染物的迁移转化方式有分配、水解、光解、挥发、生物降解

22、次生矿物由物理分化和化学分化而成；

23、次生铝硅酸盐由硅氧四面体层和铝氢氧八面体层构成，它们是高岭石、蒙脱石和伊利石。

24、能引起温室气体效应的气体主要有CO2、CH4、CO、CFCs。

25、腐殖质中不能被酸和碱提取的部分称为腐黑物，可溶于稀碱但不溶于酸的部分称为腐殖酸，既溶于碱又溶于酸的的部分称为富黑酸。

26、土壤是由气、液、固三相组成的，其中固相可分为土壤矿物质和土壤有机质，两者占土壤总量的90%以上。

27、土壤及沉积物（底泥）对水中有机物的吸附作用（sorption）包括表面吸附和分配作用

28、降水中主要的阴离子有SO42-、NO3-、Cl-、HCO3-。

29、污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移三种方式。

30、天然水中的总酸度=[HCO3-]+2[H2CO3*]+[H+]-[HO-]。

31、大气的扩散能力主要受风、湍流和浓度梯度的影响。

32、一般通过湿沉降过程去除大气中颗粒物的量约占总量的80%~90%，而干沉降只有10%~20。

33、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、离子交换吸附和专属吸附。

34、无机污染物进入水体后，主要通过沉淀-溶解、氧化还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化。

35、一般天然水环境中，决定电位的的物质是溶解氧，而在有机物累积的厌氧环境中，决定电位的物质是有机物。

36、土壤酸度可分为活性酸度和潜性酸度，其中，活性酸度是土壤中氢离子浓度的直接反映，而潜性酸度是指土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。

37、pH的大小显著影响土壤中重金属的存在形态和土壤对重金属的吸附量。

38、水环境中污染物的光解过程可分为__直接光解_、_敏化光解、_氧化反应_三类。

39、光子能量公式为_E=hc/λ_，通常波长大于_700__nm的光就不能引起光化学离解，此时对应的化学键能是_167.4__KJ/mol。

（h=6.626*10-34J.s/光量子,c=2.9979*1010cm/s）

40、土壤碱化度为_Na+离子饱和度，其产生过程为_交换性阳离子的水解作用_作用。

41、大气颗粒物的去除过程可分为干沉降、湿沉降

42、盐基饱和度为100%的土壤，其潜性酸度为0

二、选择题（10分，每小题1分）

1、属于环境化学效应的是____C___

A热岛效应B温室效应C土壤的盐碱化D噪声

2、光化学烟雾是一个链反应，链引发反应主要是（C）

A丙烯氧化生成具有活性的自由基

BHO2和RO2等促进了NO向NO2转化

CNO2的光解

D甲醛在光的照射下生成自由基

3、属于我国酸雨中关键性离子组分的是（C）

ANO3-、SO42-BSO42-、Cl-

CSO42-、NH4+DSO42-、Na+

4、在水体中颗粒物对重金属的吸附量随pH值升高而（A）

A增大B减少C不变D无法判断

5、有一个垂直湖水，pE随湖的深度增加将（A）

A降低B升高C不变D无法判断

6、降低pH值，水中沉积物重金属的释放量随之（A）

A升高B降低　　C无影响D无法判断

7、具有温室效应的气体是（A）

A甲烷、H2OCO3、CO

B甲烷、SO2DCO2、SO2

8、伦敦烟雾事件成为C，美国洛杉机烟雾成A。

A光化学烟雾B酸性烟雾C硫酸性烟雾D碱性烟雾

9、大气逆温现象主要出现在___D___。

A寒冷的夜间B多云的冬季

C寒冷而晴朗的冬天D寒冷而晴朗的夜间

10、大气中重要自由基是（A）

AHOHO2BHOR

CRRO2DRHO2

11、在某个单位系的含量比其他体系高得多，则此时该单位体系几乎等于混合复杂体系的PE，称之为“决定电位”。

在一般天然水环境中，B是“决定电位”物质。

A溶解CO2B溶解氧C溶解SO2D溶解NO2

12、有机污染物一般通过A、C、D、光解和生物富集和生物降解等过程在水体中进行迁移转化。

A吸附作用B配合作用C挥发作用D水解作用

13、土壤的可交换性阳离子有两类，一类是致酸离子；另一类是盐基离子，下面离子中属于致酸离子是D。

AH+、Ca2+BH+、Mg2+CNa+、AI3+DH+、AI3+

14、光化学物种吸收光量子后可产生光化学反应的初级过程和次级过程。

下面氯化氢的光化学反应过程中属于次级过程的是BC。

AHCl+hv→H+Cl

（1）

BH+HCl→H2+Cl

（2）

CCl+Cl→M（3）

15、气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率（Г）和干绝热垂直递减率（Гd）两者有关。

大气垂直递减率是指A，若C表明大气是稳定的。

AГ=-dT/dzBГ=dT/dzCГ＜ГdDГ＞Гd

16、随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率（Γ），对于逆温气层的大气垂直递减率C

a．Γ﹥0b.Γ=0c.Γ﹤0

17、根据Whittby三模态模型，粒径小于aum的粒子称为爱根核膜。

a．0.05b.0.1c.1d.2

18、重金属从悬浮物或沉积物中重新释放属于二次污染问题，下例b原因可能诱发重金属释放。

a．颗粒物聚沉b.降低水体的pH值

c.水流速度加快d.富营养化加重

19、下例吸附现象属于离子交换吸附的有a。

a．土壤胶体吸附碱土金属粒子b.土壤颗粒吸附非离子有机化合物

c.金属水和氧化物吸附过渡金属离子d.腐殖质吸附非离子型农药

20、下例说法正确的是c。

a．代换性酸度和水解性酸度属于活性酸度

b．潜性酸度是指土壤胶体吸附的可代换性Al3+

c．土壤潜性酸度往往比活性酸度大得多

21、在一封闭的碳酸体系中加入重碳酸盐，其中，c不发生变化。

a．总碱度b.pHc.酚酞碱度d.苛性碱度

22、五十年代日本出现的痛痛病是由___A___污染水体后引起的。

ACdBHgCPbDAs

23、五十年代日本出现的水俣病是由___B___污染水体后引起的

ACdBHgCPbDAs

24、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到___A、B、C、D的影响。

A风B湍流C天气形式D地理地势

25、大气中HO自由基的来源有__A、C、D__的光离解。

AO3BH2COCH2O2DHNO2

26、烷烃与大气中的HO自由基发生氢原子摘除反应，生成___B、C____。

AROBR自由基CH2ODHO2

27、酸雨是指pH___C___的雨、雪或其它形式的降水。

A<6.0B<7.0C<5.6D<5.0

28、在土壤中，下列离子____C____的交换吸附能力最强。

ACa2+BNa+CFe3+DH+

29、气溶胶中粒径____D____μm的颗粒，称为飘尘。

A>10B<5C>15D<10

30、以下__A、B、C、D__因素可以诱发重金属从沉积物中释放出来。

A盐度升高BpH降低C增加水中配合剂的含量D改变氧化还原条件

三、名词解释

1、环境污染：

是指由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。

或者，环境污染是指有害物质对大气、水质、土壤和动植物的污染，并达到致害的程度，生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏，不可再生资源被滥采滥用，以及因固体废弃物、噪声、振动、恶臭、放射性等造成对环境的损害。

2、水体富营养化：

生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，鱼类及其他生物大量死亡的现象。

3、配合作用：

具有电子供给性质的配体与具有接受电子空位的离子或原子形成配合物的过程。

4、腐殖质：

一种带负电的高分子弱电解质，其形态构型与官能团的解离程度有关。

5、温室效应：

像CO2如温室的玻璃一样，它允许来自太阳的可见光射到地，也能阻止地面中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。

6、生物富集：

指生物通过非吞食方式，从周围环境（水、土壤、大气）蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内的浓度超过周围环境中的浓度的现象；

7、辐射逆温：

晴朗平静的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地气层冷却强烈，较高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增，称为辐射逆温。

8、总悬浮颗粒物（TSP）:

指悬浮在空气中的空气动力学当量直径≤100μM的粒子。

同类的其它常见概念有PM10、PM2.5等。

它们都是粉粒微尘。

9、BOD:

即生化需氧量，指在规定的条件下，微生物分解水中的某些可氧化的物质，特别是分解有机物的生物化学过程消耗的溶解氧的量。

10、COD:

即化学需氧量，水体中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗氧化剂的量以每升水样消耗氧的毫克数表示。

11、气温垂直递减率：

气温随高度的变化通常以气温垂直递减率（Г）表示，即每垂直升高100m，气温的变化值。

12、光化学反应：

一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的反应，称为光化学反应

13、吸附等温线：

在恒温等条件下，吸附量Q与吸附物平衡浓度c的关系曲线称为吸附等温线，其相应的数学方程式称为吸附等温式。

适用于水体颗粒物对污染物的吸附等温式有Henry型、弗莱特利希（Freundlich）和朗格缪尔（Langmuir）三种等温式。

14、盐基饱和度：

盐基饱和度（％）＝交换性盐基总量/阳离子交换量X100％

15、生物放大：

同一食物链上的高营养级生物，通过吞噬低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象

16、天然水的碱度：

指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质总量。

18、Kow：

辛醇-水分配系数，既化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。

19、专属吸附：

专属吸附现象是用来解释吸附过程中表面电荷改变符号，甚至使离子化合物吸附在同号电荷表面的现象，它是指在吸附过程中，除了化学键的作用，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。

20、共代谢：

某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。

21、大气颗粒物的三模态：

依据空气动力学直径Dp来分，爱根（Aitken）核模（Dp<0.05μm）、积聚模（0.05μm2μm）

22、电子活度：

pE是平衡状态（假想）的电子活度，它衡量溶液接收或迁移电子的相对趋势，在还原性很强的溶液中，其趋势是给出电子。

pE越小，电子的浓度越高，体系提供电子的倾向就越强；pE越大，电子的浓度越低，体系接受电子的倾向就越强； 

决定电位：

若某个单体系的含量比其他体系高得多，则此时该单体系电位几乎等于混合复杂体系PE,称之为决定电位。

23、光化学烟雾：

含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。

24、酸性降水：

指通过降水，如雨，雪，雾，冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。

25、生长代谢：

当微生物代谢时，某些有机污染物作为食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳，该有机物被降解，这种现象称为生长代谢。

26、次生矿物：

次生矿物是由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构却有所改变

27、优先污染物：

在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象，称之为优先污染物。

4、简述题

1、大气中的CFCs能破坏臭氧层，写出有关化学反应式。

答：

F-11（CFCl3）和F-12（CF2Cl2）等氟氯烃。

它们在波长175~220nm的紫外光照射下会产生Cl：

光解所产生的Cl可破坏O3，其机理为：

总反应

2、试述影响大气中污染物迁移的主要因素？

大气污染物在大气中迁移时受到多种因素的影响，主要有

（1）气象动力因子的影响：

风和湍流对污染物在大气中的扩散和稀释起决定性作用。

风速越大，湍流越强，污染物的扩散速度就越快，污染物的浓度就越低。

（2）天气形势和地形地貌的影响：

海陆风、山谷风和城市热岛效应等对当地大气污染起显著作用。

3、既然农药污染物问题非常突出，为何农民不愿意舍弃？

权衡利弊，你认为哪些途径解决这方面矛盾？

农药是通过化学合成用以防治植物虫害、消灭杂草和调节植物生长的一类化学药剂。

施用农药能对农作物的增产增收起重要作用，但由于有些农药因化学性质稳定，存留时间长，大量而持续使用，结果将使其在土壤中积累，到达一定程度后，便会影响作物的质量和产量，构成环境污染。

有效途径：

（1）增加土壤中有机、无机胶体的含量，以增加土壤的环境容量；或施入吸附剂以增加土壤对农药的吸收，减轻农药对作物的污染。

（2）调节土壤水分、土壤PH值、Eh,以增加农药的降解速率；（3）运用金属离子或其螯合物的催化作用。

（4）选育活性较高的能够的分解某种农药的土壤微生物或土壤动物，以增加土壤的生物降解作用。

4、化学农药在土壤的迁移方式是什么？

农药的特性及危害性：

人工合成，分子量较大的有机化合物，化学性质稳定存留时间长，在土壤中积累到一定程度会影响作物的产量和质量，成为污染物质。

降解方式：

光化学，化学微生物。

危害性：

环境持久性、远距离迁移、易被生物富集、毒性强。

5、松花江事件水体污染主要为苯，苯胺和硝基苯，分析该现象

有机污染物在水环境中的迁移转化（吸附，挥发，光解，生物富集，生物降解）

污染物对生态的影响；对人体健康的影响；

水体中有机配位体对金属迁移的影响

1）影响颗粒物（悬浮物或沉积物）对重金属的吸附能力。

决定这一能力的因素主要是配位体本身的吸附行为，配位体或金属离子对配位体形成的配合物是否可被沉积物吸附。

A.与金属离子生成配合物，或争夺表面吸附位，抑制金属离子的吸附；

B.形成弱的配合物，且对固体表面亲和力小，引起吸附量变化小；

C.形成强的配合体，且对固体表面亲和力大，引起吸附量增加。

2）影响重金属化合物的溶解度。

重金属和羟基的配合作用，提高了重金属氢化物的溶解度。

6、简述土壤胶体的性质

答：

1）土壤胶体具有巨大的比表面和表面能

2）土壤胶体具有双电层，微粒的内部称微粒核，一一般带负电荷，形成负离子层，其外部由于电性吸引而形成一个正离子层，而形成双电层。

3）土壤胶体的凝聚性和分散性：

由于胶体的比表面和表面能都很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。

但是在土壤溶液中胶体常带负电荷，即具有负的电动电位，所以胶体微粒又因相同电荷而相互排斥，电动电位越高，相互排斥力越强，肢体微粒呈现出的分散性也越强。

7、试述酸雨的主要成分、成因及写出有关化学反应式。

答：

酸雨的主要成分是硫酸和硝酸。

从污染源排放出来的SO2和NOx经氧化形成硫酸、硝酸和亚硝酸和亚硝酸，这是造成酸雨的主要原因。

其形成过程用方程表示如下：

　　　SO2+[O]

SO3

SO3+H2O

H2SO4

SO3+H2O

H2SO3

H2SO3+[O]

H2SO4

NO+[O]

NO2

2NO2+H2O

HNO3+HNO2

8、大气中HO主要来源有哪些？

写出相关方程式。

1）O3的光解

对于清洁大气，O3的光解是大气中HO自由基的重要来源：

2）HNO2和H2O2的光解

对于污染大气，亚硝酸和H2O2光解是大气中HO重要来源

9、简述水体沉积物中重金属的释放的影响因素

1）盐浓度升高

碱金属或碱土金属能把吸附在固体颗粒上的金属离子释放出来。

这是金属从沉积物中释放的主要途径。

2）氧化还原条件的变化

湖泊、河口及近岸沉积物中含有较多的好氧物质，使一定深度下的氧化还原电位降低，铁、锰等全部或部分溶解，被其吸附的或与之共存的重金属离子也被解析出来。

3）降低pH值

降低pH值，使碳酸盐和氢氧化物溶解，H+的竞争增加了金属离子的解析量。

增加水中配合剂的含量

天然或人为的配合剂使用量的增加，可使金属离子形成可溶性配合物，使重金属从固体颗粒上解吸下来。

10、影响农药在土壤中进行扩散的因素有哪些？

举例说明。

答：

（1）土壤水分的含量：

Shearer等对林丹在粉砂壤土中的扩散研究表明：

干燥土壤中无扩散；含水4%总扩散系数和气态扩散系数最大；含水4-20%气态扩散>50%；含水>30%非气态扩散系数最大；含水<4%随水分的增加，两种扩散系数都增加；含水>4%随水分的增加，总扩散系数下降；含水4-16%随水分的增加，非气体扩散系数下降；含水>16%随水分的增加，非气体扩散系数增加。

（2）土壤吸附的影响：

吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程，直接影响其他过程的发生。

如土壤对除草剂2,4－D的化学吸附，使其有效扩散系数降低。

（（3）土壤的紧实度：

是影响土壤孔隙率和界面性质的参数，紧实度高，土壤的充气孔隙率降低，扩散系数也降低。

（4）温度：

温度升高，有机物的蒸汽密度升高，总的效应是扩散系数增大，如林丹的扩散系数随温度的升高而呈指数增大。

（5）气流速度（6）农药种类

11、简要说明温室效应产生的机理及大气温度升高的原因，京都议定书的目标是？

温室效益产生的机理：

大气中的温室气体主要是CO2吸收了来自地面的长波辐射将能量截面于大气中，使地球温度升高。

大气温度升高的原因：

（1）过度利用化石燃料

（2）植被大量减少

京都议定书的目标：

限制CO2的排放，特别是发达国家CO2的排放，以控制大气温度升高

12、试述水体富营养化产生的机理。

工业废水及生活污水排放水体，使水中氮磷等营养物增多。

引起藻类繁殖，由于死藻在分解时消耗溶解氧，使水质恶化

13、请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用

答：

腐殖质可分为腐殖酸、富里酸、腐黑物。

在环境中的作用：

①对河流中的汞有显著的流出效应②抑制金属从水中沉降③减弱重金属毒性④在给水消毒中产生THMs⑤遇Ca2+、Mg2+产生沉淀

14、生物化学过程简述光化学烟雾产生的条件、机理和过程

条件：

有引起光化学反应的紫外线；有烃类特别是烯烃的存在；有NOx参加；大气湿度低；强的阳光照射。

机理和过程：

A.污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。

B.碳氢化合物、HO·、O等自由基和O3氧化，导致醛、酮醇、酸等产物以及重要的中间产物－RO2·、HO2·、RCO·等自由基生成。

C.过氧自由基引起NO向NO2转化，并导致O3和PAN等生成。

在光化学污染区，烃和NO的最大值发生在早晨交通繁忙时刻，这时NO2的浓度很低；随着太阳辐射的增强，NO2的浓度增大，在十点左右达到最大；此后，O3和醛类的浓度迅速增大，中午已达到较高浓度，它们的峰值通常比NO峰值晚出4-5h。

15、结合臭氧层破坏机理，提出保护臭氧层的对策。

1）破坏机理水蒸汽、氮氧化物、氟氯烃等能加速臭氧耗损过程，破坏臭氧层的稳定状态，这些物质颗催化臭氧的分解。

a）氮氧化物的破坏作用

b）HO.自由基对臭氧的破坏作用

c）氟氯烃的破坏作用

d）大气中氧气的过度消耗

2）对策与措施

a）采取可行的措施，限制、减少消耗臭氧层人为物质的生产和消费。

开展寻找CFCS和Halon替代物的研制、生产和相关应用技术的研究。

b）加强废弃CFCS和Halon的管理。

随着CFCS和Halon替代品的应用，废弃CFCS和Halon的管理将成为突出的课题，其重要性不亚于CFCS和Halon替代品的开发。

c）强化大气化学监测手段，观测大气臭氧层臭氧、氯化物、氮化物传输途径和变化规律，加强臭氧层损耗机理及其对生态环境影响的研究。

d）对超音速飞机加以限制，减少氮氧化物的排放，减少氮肥的使用量和流失量。

e）积极开展保护臭氧层宣传教育工作。

进一步引起社会与民众对保护臭氧层的重视,不使用危害臭氧层的物质,同时鼓励推广对环境和人类健康无害的替代物质

16、根据水体重金属迁移转化分析某市一家铅锌冶炼厂的含铅废水经化学处理后排入水体中，排污口水中铅的含量为0.3～0.4mg/L，而在下流500m处水中铅的含量只有3～4μg/L，试分析其原因？

1）含铅废水的稀释、扩散；

2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：

无机胶体：

次生黏土矿物；铁、铝、硅、锰等水合氧化物；

有机胶体：

蛋白质、腐殖质。

3）氧化－还原转化：

各价态之间的相互转化；

4）溶解和沉淀反应

5）配合反应：

无机配体：

OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-

有机配体:

氨基酸、糖、腐殖酸

生活废水中的洗涤剂、清洁剂、NTA、EDTA、农药等

6）生物甲基化作用

7）生物富集作用

五、计算题：

1、若有水A，pH为7.0，其碱度为6.0mmol/L，水B的pH为8.5，碱度为1.0mmol/L，若以等体积混合，问混合后的pH是多少？

2、具有2.00×10-3mol/L碱度的水，pH为7.0,请计算