环境化学题习题及答案

第一章绪论一、填空2、污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学构造和在环境中的存在状态。3、环境中污染物的迁移重要有机械迁移、物理化学迁移和生物迁移三种方式。4、人为污染源可分为工业污染源、农业污染源、交通运送污染源和生活污染源。二、选择题属于环境化学效应的是CA热岛效应B温室效应C土壤的盐碱化D噪声三、问答题环境中重要的化学污染物有哪些？a.持久性有机污染物POPs的特点：1.毒性极强；2.很难降解；3.滞留时间长，能导致全球性的传播；4.沿食物链浓缩放大，产生致癌、致畸、致突变；5.对人类的影响会持续几代，对人类生存繁衍和可持续发展构成重大威胁。b.环境内分泌干扰物能干扰机体天然激素的合成、分泌、转运、结合或清除的外源性物质，具有拟天然激素或抗天然激素的作用。例如，邻苯二甲酸酯，酚甲烷等，广泛存在于塑料玩具、奶瓶、化妆品和其他塑料消费品中。前者危害男婴的的性征发育，引起生殖系统的癌症，后者可导致女性患上乳腺癌。邻苯二甲酸类衍生物多为酯类，不易溶于水，但能溶于加温过的或者脂肪性食品。c.“三致”化学污染物举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。污染物可在单独环境要素圈中迁移和转化，也可超越圈层界线实现多介质迁移、转化而形成循环。排入水体中的无机汞，经水体微粒物质的吸附、凝聚后很快淀积在沉积物中，并在微生物参与下转变成剧毒的甲基汞再溶于水中，被水生生物吸取和转移，经排泄或腐烂分解后再偿还水体，形成一种Hg的生物地球化学流。第二章大气环境化学一、填空1、大气中的NO2可以转化成硝酸、NO3和N2O5。2、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的重要参与者。3、大气颗粒物的清除与颗粒物的颗粒物的粒度和颗粒物的化学构成及性质有关，清除方式有干沉降法和湿沉降法。4、当今世界上最引人瞩目的几种环境问题酸雨、温室效应、臭氧层破坏等是由大气污染所引起的。5、许多大气污染事件都与逆温现象有关，逆温可分为辐射逆温、平流逆温、地形逆温7、温室气体重要包括CFCs、CO2、CH4、CO、臭氧、C2H2Cl2等，其中对温室效应奉献最大的是二氧化碳。10、根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、热层和逃逸层。11、硫酸型烟雾为还原性型烟雾，而光化学烟雾为强氧化性型烟雾。12、大气中CH4重要来自有机物的厌氧发酵过程__、反刍动物以及蚂蚁等的呼吸过程、原油及天然气的泄漏_的排放。13、导致臭氧层破坏的物种重要有水蒸气、氮氧化物和氟氯烃三类。二、选择题1、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到ABCD的影响。A风B湍流C天气形式D地理地势2、大气中HO自由基的来源有D的光离解。AO3BH2COCH2O2DHNO23、烷烃与大气中的HO自由基发生氢原子摘除反应，生成B。AROBR自由基CH2ODHO24、酸雨是指pH___C___的雨、雪或其他形式的降水。A<6.0B<7.0C<5.65、辐射一定期间产生的A___量可以衡量光化学烟雾的严重程度。AO3BNO2C碳氢化合物6、大气逆温现象重要出目前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7、大气中微粒浓度为50μg/m3时，大气能见度约为_C_Km。r=1207.5/c(r为能见度单位km

c为粒子浓度单位为umg/m3）A15B12C248、大气中还原态气体（如H2S）重要被_B_氧化。AO2BOHCO3D高价金属离子9、根据Whittby的三模态模型，粒径不不小于_A_um的粒子称为爱根核模。A0.05B0.1C110、SO2的液相氧化有多种途径，其中A的效果最佳。AO3氧化B催化氧化CH2O2氧化D非催化氧化11、气溶胶中粒径_D_um的颗粒，称为飘尘。A>10B<5C>15三、问答题1、试述酸雨的重要成分、成因及危害，写出有关化学反应式。重要成分：酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸，以硫酸为主成因：酸雨的形成波及一系列复杂的物理、化学过程，包括污染物迁移过程、成云成雨过程以及在这些过程中发生的均相或非均相化学反应等；危害：1.使水体酸化，导致江河湖泊的生态环境紊乱；2.使森林大片死亡。酸雨侵入树叶气孔，阻碍植物的呼吸；3.导致土壤矿物质元素流失，导致土壤贫瘠化，使农作物大面积减产；4.使土壤的有毒金属溶解出来，首先影响植物生长，另首先导致有毒金属迁移；5.腐蚀建筑物、文物等。有关方程式：SO2和NOx的排放是形成酸雨的重要起始物SOSO2NOx2、写出光化学烟雾的链反应机制。链引起自由基传递终止3、为何排放到大气中的CFCs能破坏臭氧层，写出有关化学反应式。CFCs在对流层中存在，是破外臭氧层的重要原因，CFCs不溶水，稳定性高，被热空气带到平流层，CFCs在平流层受强烈紫外线照射而分解产生氯，氯会与臭氧反应，生成氧化氯自由基(ClO)：

Cl+O3→ClO+O2ClO+O→Cl+O2即O3+O3→3O2由此可见，氯在分解臭氧的反应中作为催化剂以促使较臭氧反应成氧，而氯在反应中循环出现，因此少许的氯在重新分派的过程中，就能导致大量的臭氧分解。4、汽车尾气最重要的成分均有哪些？分析各成分具有的潜在危害。成分：CO、CHx、NOx、SO2、烟尘微粒(重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭气(甲醛等)。最重要的危害：形成光化学烟雾。CO：导致组织缺氧，引起头痛等；NOx：进入肺泡形成亚硝酸和硝酸，导致肺气肿。亚硝酸盐导致高铁血红蛋白，引起组织缺氧。CHx：多环芳烃、苯并芘等致癌物。离公路越近，汽车流量越大，肺癌死亡率越高；铅化合物：干扰血红素的合成，引起贫血；损害神经系统，引起脑损伤；影响小朋友生长和智力发育。5、试述大气中CO2等气体浓度上升，引起温室效应的原因。CO2起单向过滤器作用，可吸取地面辐射出的红外光，把能量截留于大气中，从而使大气温度升高，即温室效应。6、试比较伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。项目伦敦型洛杉矶型概况较早(1873年),已多次出现较晚(1946年),发生光化学反应污染物颗粒物、SO2、硫酸雾等碳氢化合物、NOX、O3、PAN、醛类燃料煤汽油、煤油、石油气象条件季节冬夏、秋气温低（4℃高（24℃湿度高低日光弱强臭氧浓度低高出现时间白天夜间持续白天毒性对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡对眼和呼吸道有刺激作用。O3等氧化剂有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡。7、阐明臭氧层破坏的原因和机理。人类活动排入大气中的某些物质进入平流层与那里的臭氧发生化学反应，导致臭氧耗损，使臭氧浓度减少的现象被称作臭氧层破坏或臭氧层损耗。

消耗臭氧层的物质，在大气的对流层中是非常稳定的，因此此类物质可以扩散到大气的各个部位，不过到了平流层后，就会被太阳的紫外辐射分解，释放出活性很强的游离氯原子或溴原子，参与导致臭氧损耗的一系列化学反应：游离的氯原子或溴原子与O3分子反应，产生氯或溴的一氧化物，夺走O3分子的一种氧原子，使之变成氧分子。氯或溴的一氧化物与游离的氧原子反应，释放“夺来”的氧原子，形成更多的氧分子和游离氯原子或游离溴原子，新的游离氯原子或溴原子重新与其他O3分子反应，再度生成O2分子和氯或溴的一氧化物，这样的反应循环不停，每个游离氯原子或溴原子可以破坏约10万个O3分子，这就是氯氟烷烃或溴氟烷烃破坏臭氧层的原因。

破坏臭氧层的过程可表达如下：

含氯或含溴的化合物太阳紫外辐射游离Cl（或Br）

O3＋Cl（或Br）ClO（或BrO）＋O2

ClO（或BrO）＋O游离Cl（或Br）+O28、什么逆温现象？有何利弊？地区上空有厚厚的云层，那是被称之为逆温现象利：①可以克制沙尘暴的发生，由于沙尘爆发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。②逆温出目前高空，对飞机的飞行极为有利。由于飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同步，万里晴空提高了能见度，使飞行愈加安全。2.弊：①不利于大气污染物的扩散，对空气质量产生很大影响。②阻碍空气的垂直对流运动，阻碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有助于雾的形成并使能见度变差，使大气污染更为严重。9、请论述酸雨的形成机理，分析我国酸雨多发生于南方和西南地区的原因。形成机理：酸雨的形成波及一系列复杂的物理、化学过程，包括污染物迁移过程、成云成雨过程以及在这些过程中发生的均相或非均相化学反应等；SO2和NOx的排放是形成酸雨的重要起始物SOSO2NOx我国酸雨多发生于南方和西南地区的原因1.北方干燥，含水少，酸性气体溶解在水中的几率小；南方水汽多，加上沿海工业发展迅速，排放的酸性气体并不比只有重工业的北方少；2.西南地区，由于西南方的喜玛拉雅山脉的阻拦，北方南下的空气停留在那里，积少成多，再加上当地产生的和别处随空气带来的酸性气体，固而多酸雨出现；3.北方空气颗粒物中的碱性物质较多，缓冲作用强；第三章水环境化学一、填空1、有机物的辛醇-水分派系数常用KOW表达，该值越大，表达有机物在水中的溶解度小。2、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、离子互换吸附和专属吸附3、天然水的PE随水中溶解氧的减少而减少，因而表层水呈氧化环境。4、有机污染物一般通过吸附、挥发、水解、光解和生物富集和降解等过程进行迁移转化。5、环境中某一重金属的毒性与其_游离金属浓度_、配合作用和化学性质有关。6、一般认为，但浓度较高时，金属离子与腐殖质的反应以溶解为主，当金属离子浓度低时，则以_沉淀或凝聚为主。7、正常水体中其决定电位作用的物质是溶解氧。8、当水体pH处在中性或碱性条件下，汞的甲基化产物是___CH3Hg+___。9、磷含量、总氮含量和透明度、叶绿素a含量常衡量水体富营养化的指标。10、水体的自净作用可分为物理净化、化学净化和生物净化11、碳水化合物生化水解的最终产物为_葡萄糖，在氧气充足时，能深入分解为CO2、水。12、水中溶解氧浓度、化学需（耗）氧量COD、生化需（耗）氧量BOD常用作水体自净的指标。二、选择题1、海水中Hg2+重要以__A__的形式存在。AHg(OH)2,HgCl2BHgCl2,HgCl3-CHgCl42-DHgCl3-,HgCl42-2、某一氧化还原体系的原则电极电位为0.80，其pEo为__A____。A13.50B13.35C13.053、一般状况下，当水体DO__B____时，鱼类会死亡。A>8.0mg/LB<4.0mg/LC>0D>4.0mg/L4、若水体的pE值高，有助于下列__C___组在水体中迁移。AFe、MnBCr、FeCCr、MnDCr、V5、目前最简朴，也较流行的是将金属划分为溶解态和颗粒态，溶解态是能通过_C__um孔径滤膜的部分。A0.54B0.22C0.456、河水中阴、阳离子的含量次序为__B__。ANa+>Mg2+>Ca2+HCO3->SO42->Cl-BCa2+>Na+>Mg2+HCO3->SO42->Cl-CNa+>Ca2+>Mg2+Cl->HCO3->SO42-DNa+>Mg2+>Ca2+Cl->SO42->HCO3-7、某一氧化还原体系的原则电极电位为0.771，其pEo为______。A13.50B13.35C13.058、某一水体的BOD20为100ppm，其BOD5约为___D___。A40B50C359、水体中溶解氧对石油降解影响很大，估计1升油类氧化需消耗______m3A200B400C60010、下列多种形态的汞化物，毒性最大的是___A___。AHg(CH3)2BHgOCHgDHg2Cl211、影响水环境中颗粒物吸附作用的原因有BCD。A溶解氧含量B颗粒物粒度C温度DpH三、问答题1、重金属污染的特点是什么？举例阐明水体中金属迁移转化的影响原因。、毒性取决于游离或水合金属离子浓度，而非重金属总浓度；大部分稳定金属配合物及其与胶体颗粒结合态毒性较低（除脂溶性金属配合物外）；进入水体后，迅速转入沉积物中。2、试述水体中有机污染物的迁移转化途径。一、分派作用（吸附）Lambert研究了农药在土壤-水间的分派，认为当土壤有机质含量在0.5-40%范围内其分派系数与沉积物中有机质的含量成正比。Karickhoff研究了芳烃和氯代烃在水中沉积物中的吸着现象，发现当颗粒物大小一致时其分派系数与有机质的含量成正有关；即，沉积物对非离子有机物的吸附等温线为直线关系。二、挥发作用许多有机物，尤其是卤代脂肪烃和芳香烃，都具有挥发性，从水中挥发到大气中后，其对人体健康的影响加速，如CH2Cl2等。挥发作用是指有机物质从溶解态转向气态的过程。挥发速率与有毒物的性质和水体特性有关。三、水解作用1.水解作用是有机物与水之间最重要的反应。在反应中，化合物的官能团X－和水中的OH－发生互换：影响水解速率的原因在任一水溶液中，总有H2O、H+和OH-，因此有机物的水解速率是其中性水解(H2O)、酸催化水解(H+)和碱催化水解(OH-)的速率之和。四、光解作用光解作用是真正意义上的有机物分解过程，由于它不可逆的变化了有机物的分子构造。污染物的光解速率依赖于许多化学和环境原因，其中重要取决于太阳光的辐射。光解过程一般可分为三类：a.直接光解b.光敏化反应c.光氧化反应五、生物降解作用生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一。水环境中有机物的生物降解，依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。微生物降解的特点：微生物个体微小，比表面大，代谢速度快。微生物种类繁多，分布广泛，代谢类型多样。微生物的降解酶，微生物能合成多种降解酶，酶具有专一性，对环境中的污染物，可通过其灵活的代谢控制机制而降解转化之。微生物繁殖快，易变异，适应性强。3、试述水体中汞甲基化的途径及影响原因，写出有关反应式。4、为何水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞含量较高？汞的甲基化产物有一甲基汞和二甲基汞，一甲基汞可因氯化物浓度和pH值的不一样而形成氯化甲基汞。CH3Hg++Cl-→CH3HgClCH3HgCl+H2O→CH3HgOH+Cl-+H+汞的甲基化在好氧条件下，重要转化为一甲基汞，在弱酸性水体中，二甲基汞也可以转化为一甲基汞，它为水溶性物质，易被生物吸取而进入食物链。根据生物放大效应,鱼体内积累的甲基汞含量较高。第四章土壤环境化学填空1、土壤具有缓和其酸碱度发生剧烈变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定，称为土壤的缓冲性能。2、土壤是由气、液、固三相构成的，其中固相可分为___土壤矿物质_、土壤有机质__，两者占土壤总量的__91-100%__。3、在旱地土壤中，镉的重要存在形式是CdCO3。3、重金属在土壤-植物系统中的迁移过程与重金属的__种类__及土壤的类型、_施肥、植物种类_有关。4、土壤对农药的吸附作用可分为_静电吸附_、离子互换吸附_和__专属吸附_____。5、土壤处在淹水还原状态时，砷对植物的危害小___。6、土壤中有多种无机氨，其中NH4+和_NO3-___是植物摄取的重要形式。7、土壤中的大部分是有机氮，约占总氮的_90___%，有机氮能变成无机氮的过程叫做_矿化过程_。8、土壤中砷以三价或五价状态存在，其存在形态可分为可溶性砷、吸附、代换态砷及难溶态砷，可溶态砷重要为__互换态__和_难溶性砷_，一般占总砷的5～10%。9、土壤中铬是以__CdCO3______、__Cd（PO4）2______、____Cd(OH)2_____、___Cd______四种形态存在。10、土壤中农药的残留量受到____土壤水分含量______、____土壤紧密度____、吸附及生物、化学降解等诸多原因的影响。11、土壤中存在着由土壤动物、____土壤微生物_____和____细菌_____构成的生物群体。12、土壤淹水条件下，镉的迁移能力____增强____。13、土壤及沉积物（底泥）对水中有机污染物的吸附作用（absorption）包括阳离子互换吸附作用、_氧离子互换吸附作用。14、农药在土壤中的迁移重要通过扩散和质体流动两个过程。二、选择题1、如下ABCD原因可以诱发重金属从沉积物中释放出来？A盐度升高BpH减少C增长水中配合剂的含量D变化氧化还原条件。2、土壤有机质的来源有ABC。A树脂B腐殖酸C腐黑物D矿物质3、腐植质胶体是非晶态的无定形物质，有巨大的比表面，其范围为_A__。A350-900m2/gB650-800m2/gC100-200m2/gD4、在土壤中，下列离子C的互换吸附能力最强。ACa2+BNa+CFe3+DH+三、问答题1、重金属污染的特点、致毒机理是什么？目前人们最为关注的有哪些？请举例阐明重金属污染的特点、致毒机理：（1）水体中的某种重金属可在微生物作用下转换为毒性强的金属化合物，如汞的甲基化作用就是其中经典的例子。（2）生物从环境中摄取重金属可以通过食物链的生物放大作用，在较高级生物体内成4万倍地富集起来，然后通过事物进入人体，在人体的某些器官积蓄起来导致慢性中毒，危害人体健康（3）在天然水体中只需要有微量金属即可产生毒性效应，一般金属产生毒性的范围大概在1-10mg/L之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的质量浓度范围在0.01-0.001mg/L之间，重金属的污染有时导致很大的危害，例如日本发生的水俣病、骨痛病。进入土壤的农药是怎样迁移转化的？(1)农药在土壤中迁移：重要有扩散和质体流动。

扩散是由于分子的热能引起分子的不规则运动而使物质发生转移的过程。污染物由高浓度向低浓度迁移。影响农药在土壤中扩散的重要原因：土壤水分含量、吸附、土壤孔隙度、温度、农药自身性质等。

质体流动：是由水或土壤微粒或者两者共同作用的成果。农药在水中的溶解度大，或能悬浮在水中，或以气态存在，则迁移距离大。

农药在土壤中降解:

重要有光化学降解、化学降解、微生物降解。

3、举例阐明影响土壤中农药残留量的原因。土壤的污染程度可用残留性来表达。农药的残留性重要与其理化性质、药剂用量、植被以及土壤类型、构造、酸碱度、含水量、金属离子及有机质含量、微生物种类、数量等有关。第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性填空1、被动扩散是指脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧扩散通过有类脂层屏障的生物膜。2、酶促反应速率的影响原因有温度、pH和克制剂。3、生物富集是指生物通过非吞食方式，从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。4、碳原子数不小于1的正烷烃，其微生物降解的途径有三种：通过烷基的末端氧化、和次末端氧化、双端氧化。二、多选1、甲烷发酵是指有机酸、醇等化合物在细菌作用下，被转化为ABCD，进而经产甲烷菌作用产生甲烷。A乙酸B甲酸C氢气D二氧化碳2、下列烃类化合物中，最难被微生物降解的是B。A环己烷B苯C己烷D己烯3、下列芳香族化合物中，最难被微生物降解的是B。A苯酚B二氯甲苯C苯胺D苯甲酸4、LD50表达的是C。A半数有效剂量B半数有效浓度C半数致死剂量D半数致死浓度5、两种毒物死亡率分别是M1和M2,其联合作用的死亡率M<M1+M2,这种联合作用属于D。A协同作用B相加作用C独立作用D拮抗作用第六章经典污染物在环境各圈层中的转归与效应一、填空1、PAH在紫外光照射下很轻易光解和氧化。也可以被微生物降解。2、气相汞的最终归趋是进入土壤和海底沉积层。3、无机砷可以克制酶的活性，三价无机砷可以与蛋白质的巯基反应。4、含氢卤代烃与HO自由基的反应是它们在对流层中消除的重要途径。5、由于有毒物质品种繁多，不也许对每一种污染物都制定控制原则，因而提出在众多污染物中筛选出潜在危险大的污染物作为优先研究和控制的对象，称之为优先污染物。6、Hg的生物甲基化途径是：辅酶甲基钴氨素把CH3-传递给Hg2+（CH3Hg+），自身变为水合钴胺素（H2OCoB12），后者再经还原失水变为五配位一价钴氨素，最终，辅酶甲基四叶氢酸将CH3+转于五配位钴氨素，完毕甲基钴氨素的再生，使Hg的甲基化继续进行。二、多选1、下列砷化合物中，无毒性的是D。AAs2O3BCH3AsO（OH）2C（CH3）3AsOD（CH3）3As+CH2COO2、下列PCBs中，最不易被生物降解的是D。A联苯B四氯联苯C三氯联苯D六氯联苯3、表面活性剂具有很强的B，轻易使不溶于水的物质分散于水体，而长期随水流迁移。A疏水基团B亲水基团C吸附作用D渗透作用三、问答题为何Hg2+和CH3Hg+在人体内能长期滞留？答：无机汞化合物在生物体内一般轻易排泄。当汞与生物体内的高分子结合，形成稳定的有机汞络合物，就很难排出体外。甲基汞能与许多有机配位体基团结合，如-COOH、-NH2、-SH、-OH等。CH3Hg+除能被束缚到碱基上外，还能直接键合到核糖上去。因此甲