环境化学题习题及答案

一名词解释：（每词3分,共24分）1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：T－绝对温度，K；Z－高度。2光化学反应：3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。4盐基饱和度：盐基饱和土壤：5天然水的碱度：6Kow：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。7标化分配系数：表示有机毒物在沉积物（或土壤）与水之间的分配系数，以有机碳为基础。Koc=Kp/Xoc。8PTS：（PersistentToxicSubstances，PTS）：是指一类具有很强的毒性，在环境中难降解，可远距离传输，并随食物链在动物和人体中累积、放大，具有内分泌干扰特性的污染物，包括POPs和某些重金属污染物。9环境效应：10标化分配系数（）：为了在类型各异组分复杂的沉积物或土壤中找到表征吸着的常数，引入标化分配系数，即以有机碳为基础表示的分配系数。，其中为分配系数，为沉积物中有机碳的质量分数。11放射性活度：核衰变速率（－dN/dt）是表示核素放射性强弱的基本物理量，通常称为放射性活度，符合为A。A＝A0e－lt12有害废物：是固体废物中危害较大的一类废物。是能对人体健康和环境造成现实危害或潜在危害的废物。13阈剂量（浓度）：是指长期暴露在毒物下，会引起机体受损害的最低剂量（浓度）。14Bioaccumulation：是生物从周围环境（水、土壤、大气）和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。15大气稳定度：指大气的稳定程度,或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定程度。16大气逆辐射:CO2和H2O吸收地面辐射的能量后，又以长波辐射的形式将能量放出。这种辐射是向四面八方的，而在垂直方向上则有向上和向下两部分，向下的部分因与地面辐射方向相反，称为“大气逆辐射”。17化学形态(chemicalspecies)，指某一元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。如Hg可以Hg2+、Hg(OH)2、HgCl2-、HgCl42-、CH2Hg+等形态存在。18核衰变：放射性核素自发地改变结构形成另一种核素的过程。19生物转运：20生物修复：广义的生物修复通常是指利用各种生物的特性吸收，降解，转化污染物。狭义的生物修复是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。21土壤本底值：是指未受人为污染的土壤中有毒物质的平均含量。22生物甲基化：在生物的代谢作用下，有机物中的氢原子为甲基所取代或金属离子转化为金属甲基分子的过程。汞等金属在微生物作用下形成的甲基金属的毒性大为增强。23地方性砷中毒：在特定地理环境中，人体摄入过量砷引起皮肤角化、色素沉着、癌变等症状的慢性中毒疾病。24持久性有机污染物：25环境激素：对生物体正常的生长、发育和生殖产生干扰作用的一些化学物质。26血脑屏障：机体参与固有免疫的内部屏障之一，由介于血循环与脑实质间的软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁和包于壁外的胶质膜所组成，能阻挡病原生物和其他大分子物质由血循环进入脑组织和脑室。27胎盘屏障：污染物质由母体转运到胎儿体内，必须通过由数层生物膜组成的胎盘称为胎盘屏障。28肠肝循环：有些物质由胆汁排泄，在肠道运行中又重新被吸收，该现象称为肠肝循环31生物富集：32生物放大：33生物积累：32BCF（生物浓度系数）：即生物浓缩因子，有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比。33TCA循环：即三羧酸循环，体内物质糖类、脂肪或氨基酸有氧氧化的主要过程。通过生成的乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸（三羧酸）开始，再通过一系列氧化步骤产生CO2、NADH及FADH2，最后仍生成草酰乙酸，进行再循环，从而为细胞提供了降解乙酰基而提供产生能量的基础。34甲烷发酵：在无氧氧化条件下糖类、脂肪和蛋白质都可借助产酸菌的作用降解成简单的有机酸、醇等化合物。如果条件允许，这些有机化合物在产氢菌和产乙酸菌作用下，可被转化为乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳，进而经产甲烷菌作用下产生甲烷。复杂有机物质降解的这一总过程称为甲烷发酵或沼气发酵。35协同作用：是指联合作用的毒性大于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。36相加作用：是指联合作用的毒性等于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。37独立作用：是指各毒物对机体的侵入途径、作用部位、作用机理等均不相同，因而在其联合作用中各毒物生物学效应彼此无关、无不影响。40拮抗作用：39原生矿物和次生矿物：原生矿物：是各种岩石（主要是岩浆石）受到程度不同的物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶结构都没有改变；次生矿物：大多数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都有所改变。40活性酸度和潜性酸度：活性酸度：自由扩散于溶液中的氢离子,又称为有效酸度,通常用pH值表示，潜性酸度：存在于土壤胶体上吸附的氢离子或铝离子，由它们所引起的酸度称为潜性酸度。43生长代谢作用和共代谢作用：生长代谢作用：当微生物代谢时，一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。共代谢作用：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。44矿化作用和腐殖化作用：矿化作用：在生态系统的分解过程中，无机的营养元素从有机物中释出的过程。腐殖化作用：土壤有机质在微生物作用下，一些分解的中间产物重新合成复杂高分子聚合物的过程。45溶解总固体（TDS-TotaldissolvedSolid）：曾称总矿化度。指水中溶解组分的总量,包括溶解于地下水中各种离子、分子、化合物的总量,但不包括悬浮物和溶解气体。46富营养化：是指生物所需的N、P等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，造成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。47甲基橙碱度、碳酸盐碱度、酚酞碱度、总碱度、苛性碱度：甲基橙碱度（总碱度）：以甲基橙为指示剂，加酸至OH—被完全中和，水中CO32-和HCO3—全部转化为CO2时的碱度，终点时溶液pH为4.3。碳酸盐碱度（酚酞碱度）：以酚酞为指示剂，加酸滴定至OH—被中和，CO32-被转化为HCO3—时的碱度，终点时溶液的pH为8.3。苛性碱度：所有OH—被中和时的碱度，由于缓冲作用，滴定终点不易确定，常用计算方法确定。48CO2酸度、总酸度、无机酸度：CO2酸度（酚酞酸度）：以酚酞为指示剂，（H+和H2CO3*被中和），滴定到pH=8.3。无机酸度（矿物酸度、甲基橙酸度）以甲基橙为指示剂，滴定到pH=4.3。总酸度：所有对酸度有贡献的物种全部被中和，pH=10.8。49相似相溶原理：“相似”是指溶质与溶剂在结构上相似；“相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。50分配系数；标化分配系数；辛醇—水分配系数：分配系数：非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经过一定时间达到分配平衡，此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数；标化分配系数：以有机碳为基础表示的分配系数；辛醇—水分配系数：即化学物质在辛醇中质量和在水中质量的比例。51温室气体和温室效应：52大气温度层结：静大气的温度在垂直方向上的分布，称为大气温度层结。53辐射逆温层：54气块的绝热过程和干绝热递减率：气块的绝热过程：大气中气块作垂直运动的过程叫做气块的绝热过程。干绝热递减率：干空气或未饱和的湿空温度变化的数值叫干绝热递减率。55洛杉矶烟雾和伦敦烟雾：洛杉矶烟雾：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，称为光化学烟雾，也称为洛杉矶烟雾。伦敦烟雾：由于燃煤而排放出来的SO2，颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象称为硫酸烟雾，也称伦敦烟雾。56酸雨、湿沉降、干沉降：酸雨：指通过降水将大气中的酸性物质迁移到地面的过程，雨水的pH值小于5.6。湿沉降：是指通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程，它分为雨除和冲刷两种机制。干沉降：是指颗粒物在重力作用下的沉降，或与其它物体碰撞后发生的沉降。57云内清除或雨除：是指一些颗粒物可作为形成云的凝结核，成为云滴的中心，通过凝结过程和碰撞过程使其增大为雨滴，进一步长大而形成雨降落到地面，颗粒物也随之从大气中被除去。58总悬浮颗粒物、飘尘、降尘、可吸入颗粒：总悬浮颗粒物：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量称为总悬浮颗粒物用TSP表示。飘尘：可在大气中长期漂浮的悬浮物称为飘尘。降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物，粒径大于10um的粒子由于自身重力作用沉降下来的颗粒。可吸入颗粒：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。59环境污染：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，就叫做环境污染。60优先控制污染物：基于有毒化学物的毒性，自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素，从多种有机物中筛选出的优先控制物。61热岛效应：因燃料的燃烧而放出大量热，再加街道和建筑群辐射的热量使城市气温高于周围地带的现象。62环境容量：指某一环境区域内对人类活动造成影响的最大容纳量。63富集因子法：是用于研究大气颗粒中元素的富集因子程度，判断和评价颗粒物中元素的天然来源和人为来源的方法.二回答下列问题：（每题6分，共36分）1过氧自由基HO2·的主要来源有哪些？HO2·的主要来源是大气中甲醛(HCHO)的光分解：

HCHO+hν→H·+HC·OH·+O2→HO2·

HC·O+O2→CO+HO2·2简述大气污染物的汇的机制重力沉降，与植物、建筑物或地面(土壤)相碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收)的过程，统称为干沉降。大气中的物质通过降水而落到地面的过程称为湿沉降。

污染物在大气中通过化学反应生成其他气体或粒子而使原污染物在大气中消失的过程，称为化学去除3简述环境污染物的三致作用。三致作用定义；致突变作用；致癌作用；致畸作用。4简述土壤的缓冲性能及其原理。答：定义：土壤缓冲性能是指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定，为植物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境。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。土壤胶体的数量和盐基代换量越大，土壤的缓冲性能就越强。在代换量相等的情况下，盐基饱和度越高，土壤对酸的缓冲能力越大；反之，盐基饱和度越低，土壤对碱的缓冲能力越大。溶液的缓冲作用：无机酸（碳酸等）+有机酸（腐殖酸、其他）酸酸和碱胶体的缓冲作用：对酸的缓冲作用：胶体-M+HCl胶体-H+MCl对碱的缓冲作用：胶体-H+MOH胶体-M+H2OAl离子对碱的缓冲作用：<pH5.55水中有机污染程度的指标是什么？并分别加以说明。答：水体中有机污染物的种类繁多、组成复杂，现代分析技术难以分别测定它们的含量。因此，只能利用它们共同的特点，用一些指标间接反映水体中有机物的污染程度。常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。6简要回答河流中的泥沙对重金属的迁移转化的影响，并举例加以说明。答：（1）河流泥沙中主要有蒙脱石、高岭石、伊利石等，其中粒径小于50μm的占82%；研究表明，泥沙的粒径越小，比表面越大，吸附重金属的量也越大；当重金属浓度不变时，随着河流泥沙量增大，对重金属的吸附量增大；河流泥沙对重金属离子的吸附符合弗莱特利希等温线；（2）泥沙对重金属离子的吸附量随pH的升高而增大；河水pH8.3左右，重金属离子在此条件下有不同程度的水解、沉淀、配合和被悬浮物吸附，控制了河水中可溶性重金属离子的浓度；泥沙中有机质含量随季节而变化，悬浮物中有机质大于沉积物中有机质的含量，泥沙中重金属的吸附量与有机质的含量呈正相关；重金属在河水、悬浮物、沉积物中的分配比是：悬浮物大于沉积物，而沉积物和悬浮物远远大于河水中重金属含量。由此可见，河流中泥沙对重金属的迁移转化有很大的影响。四分析论述题：（每题10分，共30分）7．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8．确定酸雨pH界限的依据是什麽？（1）酸雨是最常见酸性降水，酸性降水是指通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。这种降水过程称湿沉降。（2）降水pH主要推导方程式。（3）多年来国际上一直把pH值为5.6作为判断酸雨的界限，pH值小于5.6的降雨称为酸雨。（4）通过对降水多年观察，对pH值为5.6作为酸性降水的界限以及判别人为污染界限有了不同观点，主要因为：a，在清洁大气中，除有CO2外还存在各种酸、碱性气态和气溶胶物质，它们通过成云和降水冲刷进入雨水中，降水酸度是各物质综合作用的结果；b，硝酸和硫酸并不都是人为源；天然源产生的SO2等都可进入雨水；c，空气中碱性物质中和用，使得空气中酸性污染严重的地区并不表现出来酸雨；d，其他离子污染严重的降水并不一定表现强酸性。9．下图是C3H6、NO、空气(O2、N2)混合物经紫外线照射后的时间成分关系图。从图中可知，随NO和C3H6等初始反应物的氧化消耗，NO2和醛量增加；当NO耗尽时，NO2出现最大值。此后，随着NO2的消耗(浓度下降)，O3和其他氧化剂如过氧乙酰硝酸酯(PAN)产生了。试利用大气环境化学原理分析可能发生的环境现象，并阐述其机制。答：光化学烟雾：汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在阳光中紫外线照射下发生光化学反应生成一些氧化性很强的O3、醛类、PAN、HNO3等二次污染物。人们把参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有气体和颗粒物)所形成的烟雾，称为光化学烟雾。可以认为上述反应是大大简化了的光化学烟雾形成的基本反应。1986年Seinfeld用12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程：

引发反应：NO2+hν→

NO+O

O+O2+M→

O3+M

NO+O3→

NO2+O2

链传递反应：RH+·OH→

RO2·+H2O

RCHO+·OH→

RC(O)O2·+H2O

RCHO+hν→

RO2·+HO2·+CO

HO2·+NO→

NO2+·OH

RO2·+NO→

NO2+R′CHO+HO2·

RC(O)O2·+NO→

NO2+RO2·+CO2

终止反应：·OH+NO2→

HNO3

RC(O)O2·+NO2→

RC(O)O2NO2

RC(O)O2NO2→

RC(O)O2·+NO210什么是环境问题？请简述当今人类面临的环境问题。答：指环境受到破坏而引起的后果，或是引起环境破坏的原因。大气污染；臭氧层破坏；酸雨侵袭；水体污染与水资源短缺；土地荒漠化；绿色屏障锐减；物种减少；海洋污染；固体废物污染；人口激增；全球变暖11大气中有哪些重要的吸光物质，其吸光特征是什么？答：大气组分如N2、O2、O3、H2O和CO2等能吸收一定波长的太阳辐射。波长小于290nm的太阳辐射被N2、O2、O3分子吸收，并使其解离。故波长小于290nm的太阳辐射不能到达地面，而800～2000nm的长波辐射则几乎都被水分子和二氧化碳所吸收。因此，只有波长为300～800nm的可见光能透过大气到达地面，这部分约占太阳光总能量的41%。12叙述大气中含氮化合物、含卤素化合物的源和汇。种类：大气中重要的含氮化合物有N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3和氨盐；其中NO和NO2统称为总氮氧化物，是大气中最重要的污染物之一，它能参与酸雨及光化学烟雾的形成，而N2O是温室气体。来源氧化亚氮(N2O)：氧化亚氮是无色气体，主要来自天然源，由土壤中的硝酸盐经细菌脱氮作用产生：NO3－+2H2+H+→1/2N2O+5/2H2ON2O的人为源主要是燃料燃烧和含氮化肥的施用。转化：N2O的化学活性差，在低层大气中被认为是非污染性气体，但它能吸收地面辐射，是主要的温室气体之一。N2O难溶于水，寿命又长，可传输到平流层，发生光解作用：

N2O+hν→N2+O；

N2O+O→N2+O2；

N2O+O→2NO

最后一个反应是平流层中NO的天然源，而NO对臭氧层有破坏作用。天然源：氮氧化物（NOx）：大气中的NOx主要来自天然过程，如生物源、闪电均可产生NOx。自然界的氮循环每年向大气释放NO约4.30×108t，约占总排放量的90%，人类活动排放的NO仅占10%。NO2是由NO氧化生成的，每年约产生5.3×107t。人为源：NOx的人为源主要是燃料的燃烧或化工生产过程，其中以工业窑炉、氮肥生产和汽车排放的NOx量最多。据估算，城市大气中三分之二的NOx来自汽车尾气等的排放。一般条件下，大气中的氮和氧不能直接化合为氮的氧化物，只有在温度高于1200℃

N2+O2→2NO种类大气中卤代烃包括卤代脂肪烃和卤代芳烃，其中多氯联苯(PCB)及有机氯农药(如DDT、六六六)等高级卤代烃以气溶胶形式存在，而含两个或两个以下碳原子的卤代烃呈气态。氯氟烃类（CFCs）：对环境影响最大，需特别引起关注的卤代烃是氯氟烃类。

来源

CFCs主要被用作冰箱和空调的制冷剂，隔热用和家用泡沫塑料的发泡剂，电子元器件和精密零件的清洗剂等。转化排入对流层的氯氟烃类化合物不易在对流层被去除，它们唯一的去除途径是扩散至平流层，在强紫外线作用下进行光解，其反应式可表示如下：CFXCl2+hν·CFXCl+·Cl

(

X为F或Cl)(1)·Cl+O3→ClO·+O2(2)ClO·+O→·Cl+O2(3)13为什么水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞含量较高？答：pH对甲基化的影响。pH较低（＜5.67，最佳pH＝4.5时，有利于甲基汞的生成；pH较高时，有利二甲基汞的生成。由于甲基汞溶于水，pH值较低时以CH3HgCl形式存在，故水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞量较高。三应用环境化学原理分析下列问题（每词10分,共30分）14假设你的朋友在深圳某燃煤火力发电厂附近投资了一个果园种植项目，但是产量一直不好，初步检测发现土壤呈明显酸性，收获的产品重金属含量过高，请你用所学的环境化学相关知识为你的朋友解释出现这些现象的可能原因。燃煤火力发电厂：SOX，NOX，产生酸雨，土壤酸化深圳是南方,我国南方的土壤本身偏酸性，因此缓冲性能差，受酸雨的影响会更严重酸雨冲刷加速酸化过程，土壤酸化加速土壤中铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，影响植物可吸收的形态铝化合物；酸雨加速土壤矿物营养元素流失；改变土壤结构，影响作物正常发育;土壤pH下降会使土壤溶出更多重金属，对植物生长产生不利影响发电厂烟气中还有大量重金属,汞、镉等,会通过大气沉降作用到土壤环境产品中重金属来源包括，大气沉降来的和土壤中吸收的152005年11月13日位于吉林省吉林市的中石油吉化公司双苯厂爆炸后造成松花江水体污染。为了确保哈尔滨市生产、生活用水安全，哈尔滨市政府决定于2005年11月23日零时起，关闭松花江哈尔滨段取水口，停止向市区供水，（该取水口位于爆炸现场下游）。11月24日国家环保总局宣布该水体污染物主要为苯、苯胺和硝基苯，并确定为重大环境污染事件。试应用环境化学原理分析该现象。答有机污染物在水环境中的迁移转化污染物对生态的影响对人体健康的影响二回答下列问题：（每题6分，共36分）16大气中有哪些主要自由基？氢氧自由基、HO2、烃基、烃类含氧基、过氧基等。17请简述对流层中光化学氧化剂-

O3的主要来源？对流层中O3的天然源最主要的有两个：一是由平流层输入，二是光化学反应产生O3。自然界的光化学过程是O3的重要来源，由CO产生O3的光化学机制为：

CO+·OH→CO2+·H

·H+O2+M→HO2·+M

HO2·+NO→NO2+·OH

NO2+hν→NO+O

O+O2+M→O3+MO3的人为源包括交通运输、石油化学工业及燃煤电厂。18试分析具有温室效应作用的“臭氧”与平流层的“臭氧”差别？地球上90％的臭氧分布在距地面25km的平流层，另外约10％存在于对流层。对流层臭氧是一种温室气体，它的浓度随纬度、经度、高度和季节变化而变化。对流层臭氧浓度北半球比南半球高。平流层中的臭氧吸收了太阳发射到地球的大量对人类、动物和植物有害的紫外线，为地球提供了一个防止紫外线辐射的屏障。通过观测发现，平流层中的臭氧含量减少，而对流层中的臭氧含量增加。由于有90％的臭氧在平流层，所以总量在下降。对流层臭氧形成人为来源：NO2的光解反应是它在大气中最重要的化学反应，是大气中O3生成的引发反应，也是O3唯一的人为来源。（见第七节）南极上空平流层臭氧（臭氧层）浓度减少，形成了臭氧空洞。19试分析水体中的污染物的种类。美国科学家把水体污染物分为八类：耗氧污染物；致病污染物；合成有机物；植物营养物；无机及矿物质；由土壤、岩石冲刷下来得沉积物；放射性物质；热污染20分析有害废物的特征及鉴别标准？有害废物的特性通常包括易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性、急性毒性、放射性和疾病传染性。根据这些性质，世界各国均制定了自己的鉴别标准和危险废物名录。21水中有机污染程度的指标是什么？并分别加以说明。答：水体中有机污染物的种类繁多、组成复杂，现代分析技术难以分别测定它们的含量。因此，只能利用它们共同的特点，用一些指标间接反映水体中有机物的污染程度。常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。四分析论述题：（每题10分，共30分）22依据下图分析光化学烟雾形成的机理？答：（1）清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在。当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反应及一系列次级反应发生，·OH基开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，它们有效地将NO转化为NO2，使NO2浓度上升，碳氢化合物及NO浓度下降；当NO2达到一定值时，O3开始积累，而自由基与NO2的反应又使NO2的增长受到限制；当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时，NO2浓度达到极大，此时O3仍在积累之中；当NO2下降到一定程度时，就影响O3的生成量；当O3的积累与消耗达成平衡时，O3达到极大，（2）12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程：

引发反应：NO2+hν→

NO+O

O+O2+M→

O3+M

NO+O3→

NO2+O2

链传递反应：RH+·OH→

RO2·+H2O

RCHO+·OH→

RC(O)O2·+H2O

RCHO+hν→

RO2·+HO2·+CO

HO2·+NO→

NO2+·OH

RO2·+NO→

NO2+R′CHO+HO2·

RC(O)O2·+NO→

NO2+RO2·+CO2

终止反应：·OH+NO2→

HNO3

RC(O)O2·+NO2→

RC(O)O2NO2

RC(O)O2NO2→

RC(O)O2·+NO223试论述汞在土壤中的迁移转化途径？要点：汞的氧化还原特征、微生物对汞的甲基化、土壤及成分对汞的固定和释放等方面进行阐述一汞的氧化还原特征土壤中汞形态分为：金属汞无机结合汞有机结合汞无机汞：HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg(NO3)2有机汞：甲基汞土壤腐殖酸结合态汞有机汞农药醋酸苯汞土壤环境的EhPH决定着汞的存在形态，三价态相互之间的转化反应为：氧化作用：Hg0Hg22++Hg2+歧化作用：Hg22+－－Hg2++Hg0土壤微生物作用：Hg2+－－－Hg024.试述酸雨的形成机理；并阐述影响酸雨的因素。答：形成机理：酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。大气中的SO2和NOx经氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸，这是造成降水pH降低的主要原因。气中的碱性物质对酸性降水起“缓冲作用”。降水的酸度是酸和碱平衡的结果。原因：①酸性污染物的排放及其转化条件：SO2、NOX等污染严重，降水的pH就低；气温高、湿度大也有利于转化。②大气中的氨：NH3是大气中唯一的常见气态碱，易溶于水，能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用；NH3也可与SO2反应，从而进一步避免了硫酸的生成，降低了雨水的酸度。③颗粒物酸度及其缓冲能力：酸雨不仅与大气的酸性和碱性气体有关，同时也与大气中颗粒物的性质有关。颗粒物对酸雨的形成有两方面作用，一是含的金属可催化SO2氧化成H2SO4。二是与酸起中和起到缓冲作用或加剧降水酸度。④天气形势的影响：如果气象条件和地形有利于污染物的扩散，则大气中污染物浓度降低，酸雨就减弱，反之则加重。25.某冶炼厂含铅废水经处理后排入河水中，测得排污口附近河水中铅的含量为0.4～0.5mg/L，而在下游500米处河水中铅含量仅为3～4μg/L，请解释其原因。答：天然水中铅主要以Pb2+状态存在，其含量和形态明显地受CO32-、SO42-、OH-和Cl-等含量的影响。在中性和弱碱性的水中，铅的浓度受氢氧化铅所限制，水中铅含量取决于Pb(OH)2的溶度积。在偏酸性天然水中，水中Pb2+浓度被硫化铅所限制。含铅废水经处理后排入河水中，废水与河水发生强烈的混合稀释作用，水中铅浓度下降；其次水体中悬浮颗粒物和沉积物对铅有强烈的吸附作用，因此混合稀释作用、铅及铅化合物的溶解度和水中固体物质对铅的吸附作用是导致水中铅含量降低的重要因素。26.影响农药在土壤中扩散的主要因素？①土壤水分含量②吸附：存在化学吸附可使农药的有效扩散系数降低③土壤的紧实度：增加土壤的紧实度的总影响是降低土壤对农药的扩散系数。④温度：温度增高的总效应是扩散系数增大⑤气流速度：如果空气的相对湿度不是100％，增加气流就促进土壤表面水分含量降低，可以使农药蒸汽更快地离开土壤表面，同时使农药蒸汽向土壤表面运动的速度加快。⑥农药种类:不同农药的扩散行为不同。27.有机配位体对重金属迁移的影响。答：①影响颗粒物对金属的吸附：a.由于和金属离子生成络合物，与表面吸附发生争夺，使金属吸附受到抑制。b.如果能形成弱络合物，不会引起吸附量明显变化。c.如果能形成强络合物，则可能会增大吸附量。②影响重金属化合物的溶解度28.说明平流层温度变化的原因。答：平流层中的O3分子能够吸收来自太阳的紫外辐射而分解为氧原子和氧分子，当它们又重新化合为O3分子时，便可释放出大量的热能，这就是平流层温度升高的原因。29.简述表面活性剂对环境的污染与效应。答：①水中洗涤剂浓度在0.7-1mg/L时就可能出现持久性泡沫。②洗涤剂中含有大量的聚磷酸盐作为增净剂，是造成水体富营养化的重要原因。③表面活性剂可以促进水体中石油和多氯联苯等不溶性有机物的乳化、分散，增加废水处理的困难。④由于阳离子表面活性剂具有一定的杀菌能力，在浓度高时，可能破坏水体微生物的群落。⑤对人和动物有毒性。30.以CCl4为例说明平流层中卤代烃污染物的转化及对O3层的破坏。答：CCl4+hn→·CCl3+Cl·CC13氧化成光气。Cl参与破坏臭氧的链式反应：·CCl3+O2→COCl2+·ClOCl+O3→·ClO+O2O3吸收高能光子发生光分解反应，生成O2和O，O再与·ClO反应，将其又转化为Cl：O3+hn→O+O2O+·ClO→Cl+O2链式反应中除去了两个O3后，又再次提供了除去另外O3的Cl。这种循环将继续下去，直到Cl与甲烷或某些其他的含氢类化合物反应，全部变成HCl为止。Cl+CH4→HCl+·CH3HCl可与·HO反应重新生成Cl：·OH+HCl→H2O+Cl一个氯原子在扩散出平流层之前，它在链式反应中进出的活动将发生10次以上，能破坏数以千计的O3，直至HCl到达对流层，并在降雨时被清除。32.伦敦型烟雾与洛杉矶型烟雾有什么差别？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连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。烟雾性质：硫酸烟雾（伦敦烟雾）是由于燃煤而排放出来的SO2,颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。光化学烟雾（洛杉矶型烟雾）是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33.影响水中吸附的因素？①吸附作用的强弱主要决定于吸附剂和吸附质的性质；②同系物的有机溶质，分子量越大吸附量越大；③溶解度越小，即疏水性越高的溶质越容易被吸附；④极性吸附剂容易吸附极性溶质，非极性吸附剂容易吸附非极性溶质；⑤当分子的大小相同时，一般是芳香族化合物比脂肪族化合物更容易被吸附；⑥有支链的化合物比直链化合物容易吸附；⑦吸附剂粒度越小，吸附量越大，即富集能力越强，但在直径为几微米时有一个临界值；⑧温度对溶液中的吸附有两种不同的效应：吸附为放热过程，温度升高，吸附量应降低；但温度升高可使溶质的溶解度降低，因而吸附量增大；⑨pH对水体中物质的吸附有重要影响，一般是pH增大吸附量增高。34.土壤活性酸度与潜性酸度的关系。土壤的活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。二者可以相互转化，在一定条件下处于暂时的平衡状态。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。土壤胶体是H+和A13+的贮存库，潜性酸度则是活性酸度的贮备。土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多，二者比例在砂土中约为1000；在有机质丰富的粘土中可高达5×l04~1×105。35.为什么土壤具有缓冲性能⑴土壤溶液的缓冲作用：土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等弱酸及其盐类，构成一个良好的缓冲体系，对酸碱具有缓冲作用。土壤中的某些有机酸是两性物质，具有缓冲作用。如氨基酸含氨基和羧基可分别中和酸和碱，从而对酸和碱都具有缓冲能力。⑵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。土壤胶体的数量和盐基代换量越大，土壤的缓冲性能就越强。36.表面活性剂的生物降解机理⑴甲基氧化：疏水基团未端的甲基氧化为羧基的过程：RCH2CH2CH3→RCH2CH2CH2OH→R-CHO→R-COOH⑵b氧化：分子中的羧酸在HSCoA作用下被氧化，使未端第二个碳键断裂的过程。⑶芳香族化合物的氧化：此过程一般是苯酚、水杨酸等化合物的开环反应。其机理可以认为是首先生成儿茶酚，然后在两个羟基中开裂，经过二羧酸，最后降解消失。⑷脱磺化过程：带磺酸基的表面活性剂，都可在烷基链氧化过程中伴随着脱磺酸基的反应。37.比较土壤空气和大气的异同点。答：土壤空气主要成分都是N2、O2和CO2。但与大气有些差异：①土壤空气是一个不连续的体系；②土壤空气中CO2含量大于大气中CO2含量，而O2含量低于大气。土壤空气中水蒸气的含量比大气中高得多。土壤空气中还含有少量还原性气体，如CH4、H2S、H2、NH3等。38.为什麽Hg2+、CH3Hg+在人体内能长期滞留？举例说明它们可形成那些化合物。（10%）因为当Hg2+、CH3Hg+可以与生物体的高分子结合形成稳定的有机汞络合物，并能进行肝胆循环，可在体内长期停留。如半胱氨酸、白蛋白可与汞或甲基汞形成稳定的络合物。39.什麽是盐基饱和度？它对土壤性质有何影响？（10%）土壤的可交换阳离子有两类：一类是致酸离子，包括H+和Al3+；另一类是盐基离子，包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、等。在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤的盐基饱和度：盐基饱和度（%）=在代换量相同的条件下，盐基饱和度愈高，土壤对酸的缓冲能力愈大；盐基饱和度愈低，土壤对碱的缓冲能力愈大。40简述DDT在环境中的迁移、转化和归趋的主要途径。（10%）DDT在土壤中挥发性不大，由于其易被土壤胶体吸附，故它在土壤中移动也不明显。但DDT可通过植物根际渗入植物体内，在叶片中积累最大。并可由此通过食物链进入鱼体、人体。土壤中DDT的降解主要靠微生物作用。在缺氧（如土壤灌溉后）和较高温度时，DDT的降解速度较快。DDT在土壤中生物降解主要按还原、氧化和脱氯化氢等机理进行。DDT的另一个降解途径是光解。空气中p,p’-DDT在290nm~310nm的紫外光照射下可转化为p,p’-DDE及DDD，p,p’-DDE进一步光解，形成p,p’-二氯二苯甲酮及若干二、三、四氯联苯。41．对沈阳和贵阳两城市降水成分的分析结果表明，沈阳市将水中含和的浓度都大于贵阳市，但前者的pH值反而比后者的高，可能的原因是什么？（10%）降水的酸度是酸和碱平衡的结果。大气中的氨及颗粒物的酸度及缓冲能力对酸雨的形成是非常重要的。研究表明降水的pH决定与硫酸、硝酸与氨及碱性尘粒的相互关系。大气中的NH3的来源主要是有机物分解和农田使用的含氮肥料的挥发。土壤中的NH3挥发量随土壤pH的上升而增大沈阳地区土壤的pH值较贵阳地区土壤要高，大气中氨含量北高南低，并且沈阳地区颗粒物的缓冲能力也比贵阳的要高。所以沈阳地区降水的pH值高于贵阳地区。42．试比较土壤阳、阴离子交换吸附的主要作用原理与特点。（10%）在土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称为离子交换。离子交换作用包括阳离子交换吸附作用和阴离子交换吸附作用。阳离子交换吸附：土壤胶体吸附的阳离子，可与土壤溶液中的阳离子进行交换，阳离子交换吸附过程以离子价为依据进行等价交换和受质量作用定律支配，各种阳离子交换能力的强弱主要依赖于以下因素：电荷数：离子电荷越高，阳离子交换能力越强。离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径经越小，因而具有较强的交换能力常见阳离子交换能力顺序如下：Fe3+＞Al3+＞H+＞Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Mg2+＞Cs+＞Rb+＞＞K+＞Na+＞Li+。阴离子交换吸附：土壤中阴离子交换吸附是指带正电荷的胶体所吸附的阴离子的交换作用。阴离子的交换吸附作用比较复杂，它可与胶体微粒（如酸性条件下带正电荷的含水氧化铁、铝）或溶液中阳离子（Ca2+、Al3+、Fe3+）形成难溶沉淀而被强烈吸附。如各种阴离子被土壤胶体吸附的顺序如下：F-＞草酸根＞柠檬酸根＞≥≥硅酸根＞＞＞＞SCN-＞＞Cl-＞43.什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？使用它们二者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因。（10%）土壤的活性酸度就是土壤溶液中的氢离子浓度，又称有效酸度，通常用pH表示。土壤中的潜性酸度是指土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+的量，这些离子处于吸附态时，不显酸性。但当他们通过离子交换作用进入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液的H+浓度。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现，潜性酸度则是活性酸度的贮备。土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多，两者比例，在砂土中约为1000；在有机质丰富的粘土中可高达5×104~1×105。我国南方土壤属粘土，所以酸度偏高。44．简述多氯联苯PCBs在环境中的主要分布、迁移与转化规律。（10%）多氯联苯的挥发性和水中溶解度较小，所以其在大气和水中的含量较少。多氯联苯易被颗粒物吸附，在水中沉积物中含量较高。水生植物通常可从水中快速吸收多氯联苯，富集系数为1×104~1×105。通过食物链的传递，鱼体和人体中也含有一定量的多氯联苯。多氯联苯主要在使用过程中，通过挥发进入大气，然后经干、湿沉降转入湖泊和海洋。转入水体的多氯联苯极易被颗粒物所吸附，沉入沉积物，是多氯联苯大量存在于沉积物中。多氯联苯由于化学惰性而成为环境中的持久性污染物。它在环境中的主要转化途径是光化学分解和生物转化。45简述有机磷农药在环境中的主要转化途径，并举例说明其原理（10%）有机磷农药在环境中的转化主要有非生物转化降解过程和生物降解过程。有机磷农药的非生物降解途径有：1）吸附催化水解（有机磷农药在土壤中降解的主要途径）由于吸附催化作用，水解反应在有土壤存在下比无土壤存在的水体系中要快。例：2)光降解：有机磷农药可发生光降解反应，如马拉硫磷在大气中可以逐步发生光降解反应，并在水和臭氧存在下加速分解。在有机磷的光降解过程中，有可能生成比其自身毒性更强的中间产物。有机磷农药的生物降解：有机磷农药在土壤中被微生物降解是它们转化的另一条重要途径。如马拉硫磷可被两种土壤微生物—绿色木霉和假单胞菌以不同方式降解其反应如下：46简述大气中SO2氧化的几种途径（10%）大气中的SO2氧化有气相氧化和液相氧化两种途径。在气相氧化SO2的机制可分为1）SO2的直接光氧化：SO2+hν(290~340nm)→1SO2（单重态）SO2+hν(290~340nm)→3SO2（三重态）能量较高的单重态分子可按以下过程跃迁到三重态或基态：1SO2+M→3SO2+M1SO2+M→SO2+M大气中SO2直接氧化成SO3的机制为：3SO2+O2→SO4→SO3+O或SO4+SO2→2SO32）SO2被自由基氧化：HO+SO2+M→HOSO2+M此自由基进一步与空气中O2作用：HOSO2+O2+M+HO2+SO3+MSO3+H2O→H2SO4反应过程中所生成的HO2通过反应：HO2+NO→NO2，使得HO有再生。SO2还可以与其他自由基或氧原子反应而氧化。SO2的液相氧化的机制是：SO2首先被空气中的水滴吸受或被大气中的颗粒物所吸附，并溶解在颗粒物表面所吸附的水中。溶液中的SO2被溶解在水中的O3或H2O2氧化，某些过渡金属离子（如Mn(II)、Fe（III））对此过程有催化作用。47影响微生物修复的因素有哪些？答：营养物质、电子受体、污染物的性质、环境条件、微生物的协同作用48简述污水处理厂是如何去除生活污水中的固体悬浮物、可降解有机污染物的？答：污水处理厂去除污水中的固体悬浮物、可降解有机污染物主要通过一级处理、二级处理。一级处理主要是去除污水中的悬浮物，采用的方法主要有筛滤、沉淀、上浮和预曝气，经过一级处理的污水，悬浮物去除率能个够达到75%左右；BOD去除率能达30%左右。二级处理是大幅度去除溶解性和交替状态的有机污染物，采用的主要方法是生物法，经过二级处理后，BOD去除率一般能够达到90%左右，悬浮物去除率达90%-95%。49一般地，相对密度在4.0以上的约60种金属元素或相对密度在5.0以上的45种金属元素习惯上被称为重金属，而在环境化学或环境生态等相关领域，重金属却有不同的含义，请试阐述之。答:重金属是具有潜在危害的重要污染物。重金属污染的威胁在于它不能被微生物分解。相反，生物体可以富集重金属，并且能将某些重金属转化为毒性更强的金属—有机化合物。重金属元素在环境污染领域中其概念与范围并不是很严格。从环境污染方面所说的重金属一般是指对生物有显著毒性的元素，如汞、镉、铅、铬、镉以及类金属砷等。50试述汞在环境中的可能循环途径。答：汞在土壤中有三种状态：金属汞、无机汞和有机汞。沉积物中的Hg22+可转化为Hg2+和Hg，而在Hg2+和Hg可转化为Hg22+，Hg2+和Hg在细菌作用下也可以互相转化，沉积物中的Hg可以直接挥发到空气中，空气中的Hg也可到沉积物，在沉积物中的Hg2+在细菌作用下可转化为CH3Hg+和(CH3)2Hg，而甲基化后毒性增大，CH3Hg+在细菌作用下可转化为(CH3)2Hg，(CH3)2Hg可挥发到空气中，分解产生CH4，C2H6和Hg，CH3Hg+也可以去甲基化形成Hg和CH4，其中CH4可挥发到空气中，而沉积物中的CH3Hg+可以溶于水，被鱼类等生物摄取后会发生富集现象，危害人类。51做水稻和小麦的盆栽试验，在施用相同的Na3AsO4的情况下，为什么水稻糙米中的含砷量高于小麦中？答：这和作物环境条件以及砷形态有关。土壤的氧化还原电位（Eh）和PH对土壤中的砷的溶解度有很大的影响，土壤Eh降低，PH升高，AsO43—逐渐被还原为AsO33—，溶解度增大，而PH升高，土壤胶体所带的正电荷减少，对砷的吸附能力减弱，所以浸水土壤中可溶态砷含量比旱地土壤中高。植物比较容易吸收AsO33—，在浸水土壤中生长的作物的砷含量比较高，而水稻是挺水植物，能在水淹土壤中生活，小麦则是旱地植物，所以水稻吸收的砷量比小麦多，富集在种子上的砷含量也比小麦多。52试写出12种POPs答：艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、DDT、氯丹、六氯苯、灭蚁灵、毒杀芬、七氯、多氯联苯（PCBs）、二噁英和苯并呋喃（PCDD/Fs）53试简述环境中二噁英的主要来源。答：①未加控制的废物处置；颗粒物沉降②焚烧排放；除草剂生产厂；吸烟、汽车尾气③纸浆漂白；废水的排放；污泥处理厂54简述什么多环芳烃致癌性的K区理论。答：人们在研究中发现，凡是PAH分子中具有致癌活性的，大多含有菲环结构，其显著特征是相当于菲环9，10位的区域有明显的双键性，即具有较大的电子密度。因此，认为PAH的致癌性与这个区域的电子密度大小有关。所以PAH中相当于菲环9，10位的区域叫做K区。55在物质通过生物膜方式中被动扩散与主动扩散的区别。答：①被动扩散是脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧，即顺浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜。②主动扩散是在需消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出原物质。56简述土壤的基本组成。答：土壤是由固体，液体和气体三相共同组成的多相体系。①土壤矿物质：土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。按其成因类型可将土壤矿物分成两类。一类是原生矿物。另一类是次生矿物。②土壤有机物：它是土壤中含碳有机物的总称。可以分为两大类，一类是非腐殖物质，另一类是腐脂质的特殊有机物。③土壤水分：土壤水分并非纯水，实际上是土壤中各种水分和污染物溶解形成的溶液，即土壤溶液。④土壤中的空气：土壤空气组成与大气基本相似，主要成分都是N2、O2、CO2。57简述影响土壤阳离子交换吸附的因素答：①电荷数：离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。②离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就越小，因而具有较强的交换能力。58简述活性酸度和潜性酸度的关系。答：土壤的活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。两者可以相互转化，在一定条件下处于暂时平衡状态。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。潜性酸度是活性酸度的储备。59影响重金属在土壤中归趋的主要因素答：=1\*GB3①土壤胶体对重金属的吸附；=2\*GB3②重金属的配合作用；=3\*GB3③重金属的沉淀和溶解；=4\*GB3④氧化-还原作用；=5\*GB3⑤土壤中重金属的生物转化60影响重金属在土壤－植物体系中迁移的因素答：1、土壤的理化性质1)pH2)土壤质地3)土壤的氧化还原电位4）土壤中有机质含量2、重金属的种类、浓度及在土壤中的存在形态3、植物的种类、发育期4、复合污染5、施肥61影响土壤中农药的迁移的主要因素答：①土壤水分含量②吸附③土壤的紧实度④温度⑤气流速度⑥农药种类62简述天然水中的主要离子组成以及这些离子对天然水的酸度、碱度、硬度、矿化度的贡献？答：主要离子:K+、Ca2+、Na+、Mg2+、H+、SO42—、Cl—、NO3—、HCO3—、CO32—、OH—。Ca2+、Mg2+浓度升高，能够使水的硬度升高；H+浓度升高，能够使水的酸度升高；Na+、K+浓度升高，能够使水的矿化度升高；HCO3—、CO32—、OH—浓度升高，能够使水的碱度升高63DO、COD、BOD、TOC、TDS各代表什么意思？答：DO：溶解氧COD：化学需氧量BOD：生物需氧量TOC：总有机碳TDS：总含盐量64分别简述大气降水、海水、河水、湖泊水、地下水的化学特征？（1）大气降水①溶解的氧气、氮气、二氧化碳是饱和或过饱和的；②含盐量很小，一般小于50mg/L，近海以Na+、Cl--为主，内陆以Ca2+、HCO3--、SO42—为主；③一般含有氮的化合物，如二氧化氮、氨、硝酸、亚硝酸等；④降水pH=5-7;（2）海水①矿化度很高，35g/L，海洋蒸发浓缩，大陆带来盐分化学组成比较恒定，海水太多，离子变化影响不大；海水pH=8-8.3;（3）河水①矿化度低，一般100-200mg/L，不超过500mg/L②一般Ca2+>Na+，HCO3—>SO42—>Cl—；③河水化学成分易变，随着时间和空间变化，例如汛期和非汛期，流经不同的地区等④河水溶解氧一般夏季6-8mg/L，冬季8-10mg/L；⑤河水CO2夏季小于冬季（光合作用减弱，补给源地下水含CO2多）；（4）湖泊水①矿化度比河水高，其中内流湖又高于外流湖；②不同区域湖水成分差别极大。钾盐、钠盐等;③矿化度也差别极大（淡水湖(<1g/L)、咸水湖(1-35g/L)、盐湖（>35g/L））。（5）地下水①化学成分复杂，矿化度高（与不同的岩石、土壤长时间接触）；②化学类型多样③深层地下水化学成分比较稳定④生物作用对地下水作用影响不大⑤地下水一般溶解氧含量低⑥水温不受大气影响。65某条河流的pH=8.3，总碳酸盐的含量CTC=3×10-3molL—1。现在有浓度为1×10-2molL—1的硫酸废水排入该河流中。按照有关标准，河流pH不能低于6.7以下，问每升河水中最多能够排入这种废水多少毫升？66某水体的pH为8.00，碱度为1.00×10-3mol/L时，求各种形态无机碳的浓度（[HCO3-]、[H2CO3*]、[CO32-]）。答：[HCO3-]=碱度=1.00×10-3mol/L，[OH-]=1.00×10-6mol/L[H2CO3*]=[H+][HCO3--]/K1=1.00×10-8×1.00×10-3/（4.45×10-7）=2.25×10-5mol/L[CO32-]=K2[HCO3-]/[H+=4.69×10--11×1.00×10-3/（1.00×10—8）=4.69×10--6mol/L67具有2.00×10-3mol/L碱度的水，pH为7.00，请计算[H2CO3*]、[HCO3--]、[CO32--]和[OH--]的浓度各是多少?答：当pH=7.00时，CO32--的浓度与HCO3-的浓度相比可以忽略,查表pH=7.00时,α=1.224,则[HCO3--]=[碱度]=2.00×10-3mol/L[H+]=[OH--]=10-7mol/L[HCO3*]=[H+][HCO3-]/K1=1.00×10-7×2.00×10-3/(4.55×10-7)=4.49×10-4mol/L。[CO3-]=K2[HCO3-]/[H+]=4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7)=9.38×10-7mol/L。68天然水的为何具有缓冲能力？答：天然水体的pH值一般在6-9之间，而且对某一水体，其pH几乎保持不变，这表明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系。一般认为，各种碳酸化合物是控制水体pH值的主要因素，并使水体具有缓冲作用。69影响沉积物中重金属的释放因素（从pH、还原条件、盐度、配合剂等角度说明）答：①盐浓度升高碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来。②氧化还原条件的变化在湖泊、河口及近岸沉积物中一般均有较多的耗氧物质，使一定深度以下沉积物中的氧化还原电位急剧降低，并将使铁、锰氧化物部分或全部溶解，故被其吸附或与之共沉淀的重金属离子也同时释放出来。③降低pHpH降低，导致硫酸盐和氢氧化物的溶解，H+的竞争作用增加了金属离子的解吸量。在一般情况下，沉积物中重金属的释放量随着反应体系pH的升高而降低。④增加水中配合剂的含量天然或合成的配合剂使用量增加，能和重金属形成可溶性配合物，有时这种配合物稳定度较大，可以溶解态形态存在，使重金属从固体颗粒上解吸下来。70什么是表面吸附作用、离子交换吸附作用和专属吸附作用？并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别。答：表面吸附作用：由于胶体具有巨大的比表面和表面能，因此固液界面存在表面吸附作用，胶体表面积愈大，所产生的表面吸附能也愈大，胶体的吸附作用也就愈强。离子交换吸附作用：由于环境中大部分胶体带负电荷，容易吸附各种阳离子，在吸附过程中，胶体每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子。专属吸附：指吸附过程中，除了化学键的作用外，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。区别：（水合氧化物对金属离子的专属吸附与非专属吸附的区别）项目非专属吸附专属吸附发生吸附的表面净电荷的符号金属离子所起的作用吸附时所发生的反应发生吸附时要求体系的pH吸附发生的位置对表面电荷的影响—反离子阳离子交换>零电位点扩散层无—，0，+配位离子配体交换任意值内层负电荷减少，正电荷增加71含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH为8.0，请算出水中剩余镉离子浓度（已知CdS的溶度积为7.9×10--27）。72什么是电子活度pE，以及它和pH的区别。答：定义：pE=-lg(ae),ae—水溶液中电子的活度。区别：1）定义不同：pH=-lg(aH+)aH+—氢离子在水溶液中的活度2）酸和碱是用质子给予体和质子接受体来解释，而还原剂和氧化剂定义为电子给予体和电子接受体。3）pE越小，电子活度越高，提供电子的倾向就越强，水体呈还原性；反之，pE越大，电子活度越低，接受电子的倾向就越强，水体呈氧化性。而pH越大，H+活度越小，酸性越弱，溶液接受质子的能力越强。pH越小，H+活度越大，酸性越强，溶液迁移质子的能力越强。73有一垂直湖水，pE随湖的深度增加将起什么变化？答：天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低，因而表层水呈氧化性环境，深层水及底泥呈还原性环境，同时天然水的pE随其pE减小而增大。氧化性最强的是上方同大气接触的富氧区，还原性最强的是下方富含有机物的缺氧区。74大气的主要层次及其主要特征答：①对流层：气温随着海拔高度的增加而降低；对流层空气的对流运动强；密度大②平流层空气没有对流运动，平流运动占显著优势；空气比对流层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象；大气透明度高；在高15~60km内，有厚约20km的一层臭氧层。③中间层：温度随海拔高度的增加而迅速降低；对流运动非常激烈；空气稀薄。④热层：大气温度随海拔高度的增加而迅速增加；空气处于高度电离状态。75影响大气污染物迁移的因素答：（1）风和大气湍流的影响：污染物在大气中的扩散取决于3个因素，风可使污染物向下风向扩散，湍流可使污染物向各方向扩散，浓度梯度可使污染物发生质量扩散，其中风和湍流起主导作用。（2）天气形势和地理形势的影响：A．海陆风影响：一是循环作用：局部环境中，污染物可能累计到较高浓度；二是往返作用：在海陆风转换期间，原来随陆风输向海洋的污染物又会被发展起来的海风带回陆地。B：城郊风影响：城区空气受热影上升，流向郊区，而郊区的冷空气向城市流动，形成热岛环流，导致城市本身排放的烟尘等污染物聚集在城市上空，形成烟雾，加剧大气污染。C：山谷风影响：在山区中，通常山坡受热强，谷地受热弱，使得地表受热不均，引起局部气流有规律的变化，产生山风和谷风，山谷风转换时往往造成严重的空气污染76何谓大气的温度层结？简述大气垂直分层中各层次的主要特征？答：大气的温度层结指气温随垂直高度的分布规律，反映了沿高度的大气状况是否稳定，其直接影响空气的运动以及污染物质的扩散过程和浓度分布。①递减层结：气温沿高度增加而降低，即r>0大气为不稳定状态，多出现晴天，主要是对流层和中间层②等温层结：气温沿高度增加不变，即r=0大气趋于稳定状态，多出现阴天、多云或大风，主要是平流层③逆温层结：气温沿高度增加而升高，即r<0大气强稳定状态，主要是热层77何谓逆温？逆温的几种主要类型及其成因？逆温对污染物扩散有什么影响？答：在一般情况下，在低层大气中，气温随高度的增加而降低的，但有时在某些层次出现相反现象，气温随高度增加而增加，称为逆温。逆温形成的过程是多种多样的，由于过程的不同，可分为近地面层的逆温和自由大气的逆温两种。近地面层的逆温有：辐射逆温、平流逆温、融雪逆温和地形逆温等；自由大气的逆温有：乱流逆温、下沉逆温和锋面逆温等。近地面层的逆温多由于热力条件而形成，以辐射逆温为主。辐射逆温是地面因强烈辐射而冷却所形成。逆温会使从污染源排放出来的污染物长时间地积累在逆温层中而不能扩散。78何谓大气垂直递减率和干绝热垂直递减率？如何用它们的相互关系判断大气稳定度？答：大气垂直递减率：随高度升高气温的降低率干绝热垂直递减率：干空气在上升时温度降低值与上升高度之比。气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率和干绝热递减率有关。若大气垂直递减率小于干绝热递减率，表明大气是稳定的；相反，大气是不稳定的；大气垂直递减率等于干绝热递减率，大气处于平衡状态。79大气中重要自由基有哪些？答：大气中存在的重要自由基有HO·，HO2·，R·（烷基），RO·（烷氧基），RO2·（过氧烷基）等。其中以HO·和HO2·更为重要。81解释光化学烟雾的概念（P91）、特征、日变化曲线？特征：烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，并使大气能见度降低。日变化曲线：光化学烟雾在白天生成，傍晚消失。污染高峰出现在中午或稍后。光化学烟雾的日变化曲线显示污染地区大气中NO、NO2、烃、醛及O3从早至晚的日变化曲线。曲线中，烃和NO的体积分数φ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、O3的浓度迅速增大，中午时已达到较高的浓度，它们的峰值通常比NO峰值晚出现4~5h。由此可以推断NO2、O3和醛是在日光照射下由大气光化学反应而产生的，属于二次污染物。早晨由汽车排放出来的尾气是产生这些光化学反应的直接原因。傍晚交通繁忙时刻，虽然仍有较多汽车尾气排放，但由于日光已较弱，不足以引起光化学反应，因而不能产生光化学烟雾现象。82光化学烟雾形成的必要条件？用反应式表示出光化学烟雾发生的简化化学机制？答：形成的必要条件：强烈的太阳光、大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在。简化化学机制：引发反应：NO2+hv——>NO+O·O·+O2+M——>O3+MNO+O3——>NO2+O2自由基传递反应：RH+HO·—O2—>RO2·+H2ORCHO+HO·—O2—>RC(O)O2·+H2ORCHO+hv—2O2—>RO2·+HO2·+COH2O·+NO—>NO2+HO·RO2·+NO—O2—>NO2+R'CHO+HO2·RC(O)O2·+NO—O2—>NO2+RO2·+CO2终止反应：HO·+NO2——>HNO3RC(O)O2·+NO2——>RC(O)O2NO2RC(O)O2NO2——>RC(O)O2·+NO283说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用？用典型反应式表示烃类在照射初期，与HO·反应起主要作用，烃类存在是自由基转化和增殖的根本原因，能促进NO向NO2转化且能促进光化学烟雾形成。RH+HO·—O2—>RO2·+H2O84简述酸雨的危害1)直接使大片森林死亡，农作物枯萎；2）会使土壤酸化，抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素使土壤贫瘠化；3）是湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；4）加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；5）可能危及人体健康。85影响酸雨形成的因素。1)酸性污染物的排放及其转化条件若某地SO2污染严重，降水中SO42-浓度就高，降水的pH就低。再加上这个地方气温高，湿度大，有利于SO2的变化，因此造成大面积强酸性降雨区。2)大气中的NH3大气中的NH3对酸雨形成是非常重要的。研究表明，降水pH取决于硫酸、硝酸与NH3以及碱性尘粒的相互关系。3)颗粒物酸度及其缓冲能力颗粒物对酸雨的形成有两方面的作用，一是所含的金属可催化SO2氧化成硫酸。二是对酸起中和作用，但如果颗粒物本身是酸性的，就不能起中和作用，而且还会成为酸的来源之一；4)天气形势的影响如果气象条件和地形有利于污染物的扩散，则大气中污染物浓度降低，酸雨就减弱，反之则加重。86臭氧空洞的形成机理。大气中O3生成和消除的过程处于动态平衡，因而臭氧的浓度保持恒定，然而，由于人类活动的影响，水蒸气、氮氧化物，氟氯烃等污染物进入了平流层，在平流层形成了HOx·、NOx·、和ClOx·等活性基因，从而加速了臭氧的消除过程，破坏了臭氧层的稳定状态。三计算题：（每题10分，共10分）1，有如下两个单体系，其中一个是Cu2+、Cu+（pE0=5.82，[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L），另一个是Fe3+、Fe2+（pE0=13.05，[Fe3+]=10-3mol/L，Fe2+=0.1mol/L）。如果各取1升，将其成为一个混合体系，并假定Fe3+被Cu+还原完全，试计算哪个体系是决定电位？解：有两个单体系

Cu2++e==Cu+pE0=5.82

当[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L时，

pECu2+/Cu+=4.82Fe3++e=Fe2+pE0=13.05

当[Fe3+]=10-3mol/L，Fe2+=0.1mol/L时，

pEFe3+/Fe2+=11.05

如果各取1升，将其成为一个混合体系，并假定Fe3+被Cu+还原完全，则有

[Fe3+]=（10-3-10-4）/2=4.5×10-4mol/L

[Fe2+]=（10-1+10-4）/2=5.005×10-2mol/L

混合体系的电位为：

pE混合=pEFe3+/Fe2+=pE0Fe3+/Fe2++lg[Fe3+]/[Fe2+]

=(13.05+lg4.5×10-4/5.005×10-2=11.00

由上可知，混合体系的pE处在铜单体系与铁单体系电位之间，并与含量较高的铁单体系的电位相近。所以铁体系为决定电位。2，某有机物分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中,若悬浮物中85％为细颗粒物，有机碳含量为5％，其余粗颗粒物有机碳含量为1％，已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L,那么，计算其分配系数Kp？解：lgKow=5.00-0.670lg(SwX103/M)Koc=0.63KowKp=Koc[0.2（1-f)XocS+fXocf]＝6.63X1033，水中吸收同体积的气体NH3（处于0℃和1.013×105标准态），求由此产生碱溶液的pH值。解：NH3在水中电离反应式为：NH3+H2ONH4++OH-设题中所涉及的水为1L，则溶入同体积NH3的摩尔数为1/22.4＝0.0446mol 即Cb＝0.0446（mol/L）按表2-3中所列相应计算式得[OH-]＝＝8.96×10-4（mol/L）pOH＝4-lg8.96=3.05pH=14-3.05=10.954，已知1.013×105Pa和25℃条件下大气中二氧化碳的分压为＝330ppm（全球在1974年的平均浓度），求酸雨的定义限值。解：一般，将由大气中CO2溶于纯水并达到平衡状态时水的pH值作为酸雨的定义限值。根据亨利定律，这时水中溶解CO2的浓度为Ca＝KHPCO2已知在25℃下亨利常数KH＝3.36×10-7mol/(L•Pa)，则Ca＝KHPCO2＝3.36×10-7[(330×10-6)×(1.013×105)] ＝1.12×10-5mol/L由于CO2溶于纯水组成纯碳酸水溶液呈酸性，并将碳酸看成一元弱酸(Ka＝10-6.3)，按表2-3中所列相应计算公式得[H+]＝＝10-5.6(mol/L) 此题也可通过求解以下三次方程得到同样结果[H+]3－(Kw+KH1•2)[H+]－2KH12•2＝0式中12分别为碳酸的一级和二级电离常数。5，在1g以蒙脱土为主要组分的土壤中，1）当水相中镉平衡浓度为10-6mol/L时，镉的吸附量是多少？2）如果水相体积为1L，其中镉初始