完整版一到四章环境化学戴树桂后习题解答

1、环境化学（戴树桂第二版）课后部分习题解答第一章绪论1.如何认识现代环境问题的发展过程？环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐主善的发長过程。*在20世纪年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工衣业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污块。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝竽并未从战珞上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因恚联系起来，b.1M2年发表的屯人粪环境宣言沪中明确指出环境问题不仅卷现在水、气、土壤等的污染已达到危险程曉，而且表现在对主态的破坏和资源的枯竭*也宣告一部分环境问题源于贫穷提出了发展中国家

2、要在发:展中解决环境问题:这是联台国组织首次把环境问题与社会因素联系起来匚然而，它并耒从战璃高度指明防治环境问題的根本遼径，没明琥解决环境问題的责任没强调需要全球豹共同行动“320世纪30年代人们对环境的认识有新的突破性发軽这一时期逐步形战并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的恨本途径.d.进入20世纪处年代，人们巩固和发長了持续发嘤思想*形成当代主导的环境意识。通过了扌里约环境与笈屐宣言績21世纪谏程等垂要文件。它促使环境保护和经挤社会扔调发展，以实现人类的持续发長作为全球的行动纲领.这是本世纪人类社会的又一重大转折点树立了人类环境与发喪关系史上新的里程碑。孔如何认识人类活动对朋戒环J降

3、响?答幸一沖世纪虜来，从社会处于迅速竝展的新时期，各方面的活劲对地球环喘产主了极其刻的影响。科学家疤须回筈：人娄輛以主存的地毋环境未来將麦生什么娈化*这些变化对社会將产生什么夥向*人粪应当采収件么对輩次适应环境的变优Y是否可雋通过倜整自島的行九，包括改变生活方式、言理地组织生产活动手咗展保护环墳的新技术，決减少对环境的不和騎响没有对莹些冋題的研究和科学预测人契社会在行将到来的重大环境问题面甬将束手无策，处于困境*因此预週人粪影响T未来全時环境的变优是一个关系到人类社会可持发展的科学难題这一科学冋题的难点.苜先在于，地球环墳本身是一牛十分庞大的巨系统，它的变化是地球系统各组战部分相互作用的结果，

4、是地球薪统的整体行为*对赛偉地球的认溟需賈积室氏期可事的观测對据。直到列悝己閃年f弋，空间暹恳拽术的发展才提供了从整体上来了解地球环境的可能.但是，迄今为止，人类积竽的遠些规鴻數据的年代还较短，其观测的精度还不育藥足需亜&同寸，迄今空间拽术和倍息科学的水平还不育例人类提供全琲环境变化的完备信息和处理能力a耳难点之二罡地球环境足一个高度复杂的非线性系统*乐统的各个组咸部好有看各不相同的空间和fl寸闾特從，在不同的时间和空间尺虞上的就速率和强度者环一徉，但是対了维持一个栢湘穂走的地球系统，欣存在若各组成成分之何和组成制分内制的不同时间和空间尺度上的多重耦合和多更适应过程匚迄今*对这一粪过程的认识苕

5、少，且尚无或熟的缴学工具未描写和处理它们*冋題的难点更在于，人类活动正在趟来越?采劃地干预上述自热过程，快它们蔭得更复杂匕由此而产生的人知境的相互ft用过程，罡里高层玄上的非线性过程，它需社会科詳口自埜科学的结合。氏期以宋，遠两大基本科学尚无认自结合的翌验和方法，需喪开辟这奏冋题研究的科学途面对曰益严峻的环境问题，科学家在加世紀加年代就幵始了人对地時环境站响的研究，逬行着从整体上了解地球环境变化的採器第一，建立和堂展由空间遥愿和地面（海面:观测站囲组成的主整的全球监测薪统在阳狛年国际地球物理年的星珊上20世紀恥年代幵始的全球大T册究计划、国际宁睁衣開年、国碇物计划、人和主物圈计划、国际.水文计

6、划和園际海洋採测才年等一系列決大规模观测为主晏内容的国际计虬足地球环境监测的前期工作。90剧奴幵始了全球弓候观测系统、全琲海洋系统和全球陆地生态观测系统的设计和莽建工作.这些既各自独立又彼此连接的观週系统，由空间遥感监週系统、地面监测系统和信息系统组成，皆在实观对整个地球环勺壹的长期、立怵、动态菲晦分辨的监鹏，为认识地球环境的整偉行対预测其未耒变化提供观测依据第二，形成和发展地球系统和地球系统科学的新覷急人类面临的环境冋匙往往不只是涉及到地球的某一部分，而是同某些咅B分，甚至整个地球的各部分有联系，从而引导人们逐步幵始对回各部分之间关系的探索。最初从两两关系的研究看手，例如，海洋一大气相互作用

7、的研究20世纪80年代有了突飞猛进的发展。近年来，海岸带漓陆相互作用的研究也有了很大的发展。通过这些研究，在认识地球各部分之间的联系上有了新的进步，为逐步建立地球系统变化的整仿观打下了一走的基础。80年代中期，形成了地球系统的紙念，提出地球系统科学这一新兴的前沿科学领域。所谓地球系统科学，就忌研究地球系统运行机制.变化规徉和空制其变化机理的科学。它的目的就是为全球环境变化预测提供科学基础。第三,探索地球系绩模式的建立和逆行全球和区域环境可预测能力的研究面对曰益严重的全珂环境I可题，本世纪逐步实现客观走虽的环墳預测。20世纪80年代以来，利用不断发展的空间谨感技术#哋面观测系统，积累了大虽的地球

8、环境信息。在迅速发展的计琼机和信怠技术的支持下，正在揀索建立貝杂的包括大气、海洋.陆地和生物圈的地球系统的数值模式，以建立走量和吉观的环境预测工貝。第四，採索和发展靳一代环境工程学随若对全球环境冋班研究的不断深入，针对某些有明确结论的重大环境冋题，采取科学对第，并发展新一代环境工程学是又一重葵的探素。南极貝凝冋成因的科学学说，获得了1996年廉的诺贝尔化学奖，幷形成了全球一致的限制氟化物排放的国际公约，发展了相应的无氮制冷技术。通过上述协议无吆约的实施，到2050年，平凌层貝氧含重凛少的趋势将明显变慢。这足一个典型的全球性环境工程。它说明，人类罡可以通过调整自身的行为，顾少对环境的不貝黠响的。

9、3.对于氧碳，璘.硫几种典型营养性元亲循环的虫宴意义有何体会？碳.氮.碳和硫等营弄元紊的生物地球化学循环是地球系统的主葵构成部分，它涉及地层环境中物质的立映、狂侈和转化过程，是地球迄动和生命过程的主喪莒力。拭循环o乎吸作用的功能恰如一个发动机r维持普细胞的活动.幷保证细胞进行各种活动时能握供足够童的可利用的化学能碳足构成生物体和贮獗光能的主要元亲.柱自然界中以碳水化合物.脂昉.蛋白质等有机体和CO2x破酸盐等无机体的形式存在，并在大气圈、水圈.生物囲、岩石囲和化石燃料（石油、煤等）等环境因素中进行碳循环，如图11所示。光合生物通过光合作用吸收大气中的CO2和H20形成碳水化合物.同时释放氧气。

10、碳水化合物通过食物链逐级往高的莒养级流动，并转换为不同的形式。同时，动物通过呼吸作用吸入02而放出CO2,生物残体被澈生物分解，矿化时也释放出CO2.这些经过生金系统的O02文至新返回主円中此外，化石燃料的燃烧.自然界的火山喷发:.地粧也会梅固定的碳元素以002的形式释放到大T中。另外.CO2通过扩敞作用在大气和水体之间循环.进入水体中的CO2会被吸收形成新的碳酸盐岩石，也可以通过死亡动植物的遨駭进入地光形成化石燃料。碳循环对环境的形响主要表现柱大T中的CO2含：S.大T中C02的住积分数虽然只有0.035%,但其稳定性.尤其足化石燃料燃烧排放大量的C02对全球T候变化产生了不可忽视的影响。氮

11、循环球是构成生命物頂蛋白质和各种気基酸的主要元素，也是大气的主要组成成分.虽然大气中自由魏含量占79%,却不能宜接被生物利用，只有梅氮制造成硝酸盐进入土壤.才能被植物吸收.堆终通过食物琏进入各类生命体.氮循环主要是在大气、水体、生物和土壤之间进行，如图1-2所示.大气中的氮进入土壤和植物有以下几种方法：人工固氮C人类通过工或手段.将大气中的氮合成気或钱盐，即合成氮肥，供植物利用：非生物固氮如雷雨天气的闪电现象而产生的电蔑作用，能梅大气中的氮氧化成硝酸盐，随降雨过程进入土壤，以及火山啖发出的岩浆所固定的氮，植物吸收这些进入土壤的氮：植物固氮.奇生的豆科植物和其他少数高等植物根部的根瘤固氮西具有固

12、定大气中的氮的能力.氮循环在环境问題中有着十分丈要的地位如歓少逝白质会造成莒养不良.化石燃斜熔冼排放的氮氧化物会污染大气，过度使用含氮化肥会污染水体。磺循环天然水中的肉是通过矿石风化侵蚀、淋溶、细菌的冋化和异化作用等自然因素引入的。作为人为来澹，主要是含于城市污水中的合成洗涤剂含磽组分排入水体。与含氮肥料易从土壊流失进入水体的情况不冋，土壤中瞬肥的溶解度很小，经水流作用而迁移的能力也很小。图224所示为水体中瞬的各种存水中澡芙芳礙取浙以这种形态的垛具有很大坏境总义，且在止鬲水体中浓型很低C如罚所逐，这类盐的溶解度也是浪小的聚合磺酸盐是合成洗涤剂组分之一，其作用是络合水中Ca2+、Mg2+笹离子

13、，使之不以淡酸盐形态沉积下来.水体中聚台玦战盐的形态主要有P2O74-XP3O105-.HP3O92-CaP2O72-.可溶性有机璘醵物主要有酸、2旅酸甘油酸、灵肌酸等形态自然界中的物质由各种化学元素组成，这些物质在生态系统的各个组成部分之间不断进行著循环，其中，碳、氢、氧、氮、璘、硫是自然界中的主要元素.也是构成生命有机体的主要物质.它们在自然界的良性循环，像证了生态系统的艳定性。磕循环硫是気基酸和蛋白均車要组成成分.它以硫键的形式把蛋白质分子连接起来C硫循环由自然作用和人类活动所推动.主契在大气、海洋和陆地之间进行。自然作用的循环过程是，陆地上.地尧中的硫通过火山喷发和岩石内的硫在风化作用

14、下，以H2S.SO2或硫酸盐的形式进入大气：海底火山爆发时产生的硫分别逸入大T和洛入海洋：大水分和土壊中的硫被tfi物听吸收，并进入动物体内，当生物残骸被微生物分解时生戎H2S回到大气：海洋中的生物遗骸腐败后，其储存的硫車新释放到海水中.当海浪飞溅时，硫又进入大气大气中的硫或硫酸根离于，通过降水、沉降、和地表面吸收等过程回到陆地和海泮，并被恒物吸收：地表径流的冲剧使土壤中的硫进入河流、海泮，最终沉积于海底.人炎作用的循环过侄是，地光中含硫的化石燃料和金属矿物在人类使用的过程中，通过燃烧和冶炼将硫还原或H2S和氧化成SO2,排入大气，或者随着酸性废水排放到土壤和水体。硫的自罐循环过程在没有外界的

15、强烈干预时，在生态系统申基本处于一种稳走和平衡的状态。当人类无制约使用化石燃料时+会向大气排放出大量的SO2+从而破坏了硫的疋常循环，形成严重的环境污染*4、根据环境化学的任务、内容和特点以及发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课？环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新型科学。其内容主要涉及：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态，潜在有害物质的来源，他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效用

16、的机制和风险性；有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。目前，国界上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化学循环及其相互偶合的研究；重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染。5、环境污染物有哪些类别？主要的化学污染物有哪些？按环境要素可分为：大气污

17、染物、水体污染物和工业污染物。按污染物的形态可分为：气态污染物、液态污染物和固体污染物；按污染物的性质可分为：化学污染物、物理污染物和生物污染物。主要化学污染物有：1元素:如铅、镉、准金属等。2无机物：氧化物、一氧化碳、卤化氢、卤素化合物等3有机化合物及烃类：烷烃、不饱和脂肪烃、芳香烃、PAH等；4金属有机和准金属有机化合物：如，四乙基铅、二苯基铬、二甲基胂酸等；5含氧有机化合物：如环氧乙烷、醚、醛、有机酸、酐、酚等；6含氮有机化合物：胺、睛、硝基苯、三硝基甲苯、亚硝胺等；7有机卤化物：四氯化碳、多氯联苯、氯代二噁瑛；有机硫化物：硫醇、二甲砜、硫酸二甲酯等；有机磷化合物：磷酸酯化合物、有机磷农

18、药、有机磷军用毒气等。&举例简谜污染锄在环境各闿的迁移转化讨程。叹汞対例.说明其在环境吝圈层的迂移转化过程汞在环境中的存在形态有金屈隶、无机汞化合物和有机亲化合物三种*在好氧或厌氧条件下.水体底屈中某些徴生牧）能使二价无机汞盐转变沖甲基汞和-甲基亲*甲基未脂溶性犬*化学性潢稳定，容易被鱼类等主物吸收，难以代谢消除.能在食物琏中逐级放大.甲基汞可进一歩转化均二甲基汞二甲基汞难溶于水.有挥发性.易散逸到大气中.容易铁光解为甲烷、乙烷和汞.故大T中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水休5中，二甲基汞也可餐化为一甲基汞。第二章：大气环境1大气的主要层灰是如何划分的千每个层挾貝有哪些特点千根据混度随海拔高度的

19、变化情况划分的弋对流层T温随若海抜高度的増加而降低.大釣每上fl-100m温虞降低0.密度六：千硫层温度随海據高度的升高而明显增加、空气没有对流运动*平涼运动占优势、空气比对荒层稀薄得多、科厚约205的一层臭氧层M中间层混度随海拔増加迅速降低、空T较稀洛*对流运动非帯激烈I热层空气高度电离更加稀函、大气温度随海據高虞增加而迅速増力2逆温规象对大气中*亏染扬的迁磔石什么影响千污染物在大气中的迂移是只有污染辆排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分畝的过程迁移过程可使污染辆浓度降低逆温现象经带发现在较低T层中这时大气稳.走性强对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用。逆温会使上下层空气温差诚小使他们

20、之间减少对流JA而使空气减少运动污染物偉蒋盍大气上宇设有空气的运动污染物难以扩散使得空气中的污染物长期存在不利于污染物辻移4.影响大气中污染物迁移的主要因素是什么？主要有：（1）空气的机械运动如风和大气湍流的影响；（2）天气和地理地势的影响；（3）污染源本身的特性。5大气中有哪些盍要的吸光物届V其吸光特征是什么？劄大气组介如仇、和匚叫爭能哦收一老敢卡;的太陶辐射.波卜于2死仙的太阳辐射被匸分于*Sjit,芥磧其解禹.坡波養小于290的太阳辐制衣能到达拖荷、枱800-ZflOOnm的长址糯射刘几乎轟被水分子和二觐化碳昕吸收，同此.只有法长为30&-盹0伽的可见光施進过丈毛到达地而，电部分的占太阳

21、光崽能聂时411.氐太阳发射光潸和地面测得的太阳光谱有何不同号为什么牙太阳辐射的光谱包括红外线、可见光和紫外线等，其经过夫气层被削弱了约一半.其中紫外线和红外线被极大的削弱所剩无几，但可见光却几乎都能到达地表，苴比董也由47%上升到92%。即光谱分布就不同了。7大气中有哪些重要自由基？其来源如何？大气中主要自由基有：HO、HO2、R、RO2HO的来源：O3的光解：03+hr0+02O+H2O2HOHNO2的光解：HNO2+hrHO+NOH2O2的光解：H2O2+hr2HOHO2的来源：主要来自醛特别是甲醛的光解H2CO+hrH+HCOH+O2+MHO+MHCO+O2+MHO2+CO+M亚硝酸酯

22、的光解：CH3ONO+hr*CHO+NOCH3O+O2HO+H2COH2O2的光解：H2O2+hr2HOHO+H2O2HO+H2OR的来源：RH+OR+HORH+HOR+H2OCH的来源：CHCHO的光解CH3CHO+hrCH+CHOCH3COCH的光解CH3COCH+hr3+CH3COCHO的来源：甲基亚硝酸酯的光解CH3ONO+hrCHO+NO甲基硝酸酯的光解CH3ONO+hrCHO+NO?RO2的来源：R+O2RO28.犬气中有哪些董妾的含氮化合物2说明它们的天然来瀬和人为来海及对环境的污染fI）大T中存在的霑量比较高的帝龊化合物丄煙能氟氧化物.包押审化护龜N3O）,组化鉅和一無化反（N

23、6（2）NiO低尼夭*X中會电用高的金鼠化令物，上耍來I天然源.即土坛中础鹼銃经细曲的Bi氮作用而产生-用r在低民大气中bho菲肚髓主*是停留时冋晟长的氮識化報n般认为拄没荷明显的污染效NOfflNO2大气中丄亞的含氮污染物，令赛为NO*它们丄瓷*和于人同託派即化鬥罐料的燃烧.城I忙大P中的NO,2XS疋门汽午错流动趣疑沖的排放IV来门沾I逹熾烧源的排坡NX是导致大气址化李村染和酸南的重娈讨染物闹9叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。NO+O3NO2+O2HO+RHR+H2OR+O2RO2NO+RO2NO2+RORO+O2一RCHO+HO2(R比R少一个C原子)NO+HO2NO2+HOio.

24、大T屮育创R些王垂的鑲凯4K合掬卡F们叩发曰_明|（些JS銮的光化学反购普甲烷、百胎雄、荊多:#口芳话寸空等都是大T4壬莊的濮整匕合慟*它彳门可参午各光彳七孚辰应尹r#呈。C1；烷炷的反应：二7HO-O理生H护降皮应.生咸尺七咸民CL=NO虑应RH+OHR+HOI?H十O亠冗+HOR4OL-ROhRO.+NORO+N0:（2）烯煙的反应t与OH王要发生加成、脱氢或形咸二元自由基加成：RCH=CH,+OHFE?CH(OH)CH;RCH(CH)CH3+02亠RCH(OH)CFLO;M0:RCH(OH)CHf05-NO亠RCH(OH)CH;O+脱氢：RCH=CH:+HOfRCHOL+H:0生成二元自

25、由基匚R?R0很C-Cr/Rd一亓.自由基能:&f艮高，可进一步分角军为两个自由基以艮一些稳启产物亠月外，F可冠化NO和SO:苦IR.RjCDO+SOR.KCO+NO3HOOONOR.R=O+SO环炷的57,L洪环R烷为例N6芳着炷的宝化G单砰芳炷*主婪是=2賀主如威皮应利细庶f搁除便应”HOOHGH表莎主戒的自由基可Ng反应，生咸硝基甲苹:13.说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。烷烃可与大气中的H0和0发生摘氢反应。RH+HOR+H2ORH+OR+HOR+02RO2RO2+NORO+NO2RO+O2RCHO+HO2RO+NO2*-RONO2另外：RO2+HO2ROOH+O2ROOH+

26、hrRO+HO烯烃可与HO发生加成反应，从而生成带有羟基的自由基。它可与空气中的02结合成相应的过氧自由基，由于它有强氧化性，可将NO氧化成NO2,自身分解为一个醛和CH20H。如乙和丙稀。CH=CH+HO*CH2CH2OHCH3CH=CH2CH3CHCH2OH+CH3CH（OH）CH2CH2CH2OH+O2CH2（O2）CH2OHCH2（O2）CH2OH+NOCH2（O）CH2OH+NO2CH2（O）CH2OHCH2O+CH2OHCH2（O）CH2OH+O2HCOCH2OH+HO2CH2OH+O2H2CO+HO2烯烃还可与O3发生反应，生成二元自由基，该自由基氧化性强，可氧化NO和SO2等生

27、成相应的醛和酮。光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解，而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2,因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。19影响酸雨形成的因素主要有1、酸性污染物的排放及其转化条件。2、大气中NH3的含量及其对酸性物质的中和性。2、大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。4、天气形势的影响。20什么是大气颗粒物的三模态？如何识别各种粒子膜答（1）依据大气颗粒物按表面积与粒径分布关系得到了三种不同类型的粒度模，并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿，即爱根核模，积聚模，粗粒子模。爱根模：DpV0.05卩M积聚模：0.05VDpV2卩M粗粒子模：Dp2卩M第三章水环境化学（P佃5）4.在一个p

28、H为6.5、碱度为1.6mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少mmol/L的碳酸钠才TOC o 1-5 h z能使水体pH上升至8.0。若用NaOH强碱进行碱化，又需加入多少碱？解：查表知pH=6.5时，a=1.710Ct=碱度xa=1.6x1.710mmol/l=2.736mmol/l。设加入的Na2CO3为nmmol/l查表知：当pH=8.0时,a=1.018Ct=Ct+n（1）Ct=碱度xa碱度=1.6+2n由（1）、（2）和（3）解得：n=1.07mmol/l。（2）v加入NaOH后Ct不变CT2.736碱度T2.688mmol/L1.028碱度的增加值就应是加入的Na

29、OH的量。A=碱度碱度=2.6881.6=1.088mmol/l5具有2.00X0-3mol/L碱度的水，pH为7.00,请计算_H2CO3*NHCO、_CO31和OHM的浓度各是多少？（H2CO3I=4.49X0-4mol/L、HCO3_丨=2.00X0-3mol/L、CO32_丨=9.38X0-7mol/L和OH-7=1.00X0mol/L）解：当pH=7.00时,CO3-的浓度与HCO-的浓度相比可以忽略，查表pH=7.00时，a=1.224,3则HCO-=碱度=2.00 x10-mol/l/l。H+=OH-=10-7mol/l。探+-7-3-7-4HCQJ=HHCO3/Ki=1.00

30、x10 x2.00 x10/(4.55x10)=4.49x10mol/l。-+-11-3-7-7CO3=K2HCO/H=4.69x10 x2.00 x10心.00 x10)=9.38x10mol/l。6.若有水A,pH为7.5，其碱度为6.38mmol/L，水B的pH为9.0,碱度为0.80mmol/L，若以等体积混合，问混合后的pH值为多少？(pH=7.58)解：查表pH=7.5时，a1=1.069,pH=9.0时，a2=0.9592;CT1=碱度xa1=6.38x1.069=6.82mmol/lCT2=碱度xa2=0.80 x0.959=0.767mmol/l;混合后Ct二CT1Ct2二6

31、.820.77二3.79mmol/L226.380.80碱度3.59mmol/L二=1.005查表知pH=7.58碱度3.597.溶解1.0010-4mol/L的FeNO33于1L具有防止发生固体FeOH3沉淀作用所需最小H浓度的水中，TOC o 1-5 h z解：由题意知Fe3+Fe(OH)2+Fe(OH)2+=1.00 x10-4mol/l;(1)_2+3+-4Fe(OH)H/Fe=8.9x10(2)亠+23+-7Fe(OH)2H/Fe=4.9x10(3)K3333WFeOHT二Fe卡二GH查表知Fe(OH)3的Ksp=3.2x10-38代入(1)得H+=1.91係3mol/l(TpH=2

32、.72)Fe3+=3.2x104H+3=3.2x104x1.9x10-3x3=6.24x10-5mol/l;Fe(OH)2+=4.9x10-7Fe3+/H+2=4.9x10-7KspH+/Kw3=15.68x10-3x1.9x10-3=8.47x10-6mol/l;Fe(OH)2+=8.9x10-4Fe3+/H+=8.9x10-4KspH+2/Kw3=28.48x(1.9x10-3)2=2.92x10-5mol/l。19.已知Hg2+2H2O=2H+Hg(OH)20,lgK=-6.3.溶液中存在H+、OH-、Hg2+、Hg(OH)20和CIO4-等形态,且忽略Hg(OH)+和离子强度效应，求1

33、.0 x10-5mol/L的Hg(ClO4)2溶液在25C时的pH值。解：Hg2+2H2O=2H+Hg(OH)2lgK=-6.3得：K=10-63TOC o 1-5 h zHg(OH)2H+/Hg2+=10-6.3(1)由物料守恒得Hg2+Hg(OH)20=1.0W-5mol/L(2)由电荷守恒得：H+2Hg2+=ClO4-+OH-Hg2+水解体系显酸性，OH-V10-7,与CIO4-的浓度相比可忽略不计。可得：H+2Hg2+CIO4-=2x10-5(3)Hg2+=10-5-0.5H+(4)(2)、(3)联立得：Hg(OH)20=0.5H+(5)(4)、(5)代入(1)得:0.5H+3+0.5

34、*10-6.3H+-10-11.3=0H+=10-4.7;贝UpH=-lgH+=-lg10-4.7=4.7。221.解：已知PbCO3(S)+HT-=-2=PbT+HCO3K=4.06x10可得:一吋丁乎HT(1);由(1)可得：HUH(2)PbTJK2HT1HCO31.2510-(2)得.PbTHT2=KHCO3=4.0610,1.251。=2.99%25.解:故其解:(1)SO42-+9H+8e=HS-+4出0(t)G0=12.6237.2X4+742.0=194.2(kj)又G0=2.303nRT(pE)0PE.-：G0194.2=4.25-2.303nRT-2.30388.314298

35、HS2SO门H9e8SOThr(tlJlgK=lgHS-lgSO42-lgH+9lge8又lgK=npE00-2-8pE=lgHSlgS04+9X10.0+8pE2lgHS-lgS04-+8pE=8X4.2590=56-2-4HS+SO4=1.0X1010当pEvvpE0时,溶液给出电子的倾向很高。HS-C总=1.0X10-4mol/l。2lgHS-=4.0由(1)得lgS04-=52+8pE。20当pEpE0时，溶液接受电子的倾向很强。SO42-C总=1.0X10-4mol/l。2lgS04-=4.0由(1)得lgHS-=-60pE。29.解：30.解:32.解:6已知苯并a芘Kow=106

36、5Koc=0.63Kow=0.63X10=6.3X10Kp=Koc0.2(1f)XSoc+fXfoc=6.3X0.2(10.7)X0.05+0.70X0.10=4.6X104已知Ka=0,H+=10-8.4Kn=1.6Kb=4.9X10-7Kh=KaH+Kn+KbKw/H=0+1.6+4.9X10-X10-.=1.6(d-)Koc=0.63KowSf53Kp=Koc0.2(1f)Xoc+fXoc=0.63X3.0X100.2(10.70)X0.02+0.70X0.05=6.84X10CwCt1KpCpCWCt1KPC12.001036.84103=0.42从湖水中取出深层水，其pH=7.0,含

37、溶解氧浓度为0.32mg/L，请计算pE和Eh。(PE=13.2,Eh=0.78V)水中的溶解氧为0.32mg/L,25度时，02在水中的Henry常数为KH=1.26X10-8mol/(LPa)pO2=O2/KH=0.32mg/L-32g/mol-1.26X10-8mol/(LPa)=7.94X102Pa1/402+H+=1/2H2O天然水的pE=20.75+lg(pO2/1.103X105)0.25XH+=20.75+lg(7.94X102/1.103X105)0.25X1.0X10-7=20.75+(-0.547)=13.21。227在一个pH为10.0的SO-HS一体系中（25C）,其

38、反应为:+-86-6-1Kh=Kn+aw(KaH+KbOH)=0.05+0.42X(1.7X10+2.6X10X10)=1.14(d)1Kt=Kh+Kp+Kb=1.14+240.0X+0.2=1.82(d-)。31133某河段流量Q=2160000m/d，流速为46km/d,T=13.6C,耗氧系数K1=0.94d-，复氧系数K2=1.82d-,BOD沉浮系数Kj=0.17d，起始断面排污口排放的废水约为10X10m/d，废水中含B0D500mg/L,溶解氧为0mg/L,上游河水BOD0mg/L,溶解氧为8.95mg/L，求排污口下游6km处河水的BOD和氧亏值。(BOD=20.0mg/L,D

39、O=3.7mg/L)解:4二=22.12216000010Qx0+q汇50010汉10:500L0由Tomas模型知：L=Lexp-(ki+k3)x/u=22.12exp-(0.94+0.17)x6X103/4.6x103=19.14mg/l。C。=8055mg/L21600008.955216000010查表知：13C时,C饱和=10.60mg/l;14C时，C饱和=10.37mg/l。由间插法计算13.6C时的C饱和。(1)10.60(10.6010.37)x6/10=10.46(2)10.37+(10.6010.37)X4/10=10.46D0=C饱和一C0=10.468.55=1.91

40、(mg/l)D=D0exp(-k2x/u)阴L/(k计k3-k2)exp-(k1+k3)x/uexp(-k2x/u)=1.91Xexp-(1.82X6)/46(0.94X22.12)/(0.94+0.171.82)exp-(0.94+0.17)X6/46exp(-1.82X6/46)=3.7mg/l。第四章土壤环境化学1什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？试用它们二者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因。根据土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称有效酸度，通常用pH表示。潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附

41、的可代换性日+和Al3+。当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH值降低。南方土壤中岩石或成土母质的晶格被不同程度破坏，导致晶格中Al3+释放出来，变成代换性Al3+，增加了土壤的潜性酸度，在一定条件下转化为土壤活性酸度，表现为pH值减小，酸度偏高。土壤的缓冲作用有哪几种？举例说明其作用原理。土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和土壤胶体的缓冲性能：(1)土壤溶液的缓冲性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SQ4、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作用。以碳酸及其钠盐为例说明。向土壤加入盐酸，碳酸钠与它生成中

42、性盐和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。Na2CO3+2HCI-2NaCI+H2CO3当加入Ca(OH)2时，碳酸与它作用生成难溶碳酸钙，也限制了土壤碱度的变化范围。H2CO3+Ca(OH)2-CaCO3+2H2O土壤中的某些有机酸(如氨基酸、胡敏酸等)是两性物质，具有缓冲作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，对酸碱均有缓冲作用。NH2CHCH+HClCHNH2+NaOHCHCOOH+h2oCOONa(2)土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。对酸缓冲(M盐基离子)：土壤胶体土壤胶体一H+MCI对碱缓冲:土壤胶体.一H+MOH土壤胶体.一M+H2

43、0Al3+对碱的缓冲作用：在pH小于5的酸性土壤中，土壤溶液中人13+有6个水分子围绕，当0H增多时，Al3+周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H+，中和0H-:3+_4+2Al（H20）6+20H-Al2（0H）2（出0）8】+4H20植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么？不同种类的植物对重金属的耐性不同，同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。（1）植物根系通过改变根系化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。（2）重金属与植物的细胞壁结合，而不能进入细胞质影响细胞代谢活动，使植物对重金属表现出耐性。（3）酶系统的作用。耐性植物中酶活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，此外在耐性植物中还发现另一些酶可被激活，从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常代谢过程。（4）形成重金属硫蛋白或植物络合素，使重金属以不具生物活性的无毒螯合物形式存在，降低了重金属离子活性，从而减轻或解除其毒害作用。举例说明影响农药在土壤中进行扩散和质体流动的因素有哪些？（1）影响