环境化学专业考研试题及答案.docx

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环境化学专业考研试题及答案

2011环境化学专业考研试卷及答案

来源：

万学教育

　　一、名词解释

　　1PTS

　　2环境效应

　　3标化分配系数（）

　　4放射性活度

　　5有害废物

　　6土壤盐基饱和度

　　7阈剂量（浓度）

　　8Bioaccumulation

　　二、简答题

　　1什么是环境问题?

请简述当今人类面临的环境问题。

　　2Describethemajorsoilcomponentsandtheirsignificancesinenvironmentalchemistry

　　3什么是毒物的联合作用及其主要分为哪几类?

　　4大气中有哪些重要的吸光物质，其吸光特征是什么?

　　5叙述大气中含氮化合物、含卤素化合物的源和汇。

　　6为什么水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞含量较高?

　　三、应用环境化学原理分析下列问题

　　1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。

　　2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工程，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。

　　32005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。

　　参考答案

　　一、名词解释

　　1PTS：

（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。

　　2环境效应：

自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，称之为环境效应。

　　3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。

，其中为分配系数，为沉积物中有机碳的质量分数。

　　4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-lt

　　5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。

　　6土壤盐基饱和度：

土壤盐基饱和度：

在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度。

　　7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）。

　　8Bioaccumulation：

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。

　　二、简答题

　　1什么是环境问题?

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

　　2Describethemajorsoilcomponentsandtheirsignificancesinenvironmentalchemistry

　　土壤由固、液、气三相物质组成。

固相包括土壤矿物质和有机质，占土壤总重量的90%～95%，占体积的50%左右。

液相指土壤水份及所含的可溶物，也称土壤溶液，占土壤体积的20%～30%。

气相指土壤空气，占土壤体积的20%～30%。

土壤中还有数量众多的细菌和微生物。

因此，土壤是一个以固相为主的不均质多相体系，三相物质互相联系、制约，构成一个有机整体。

土壤中与土壤污染化学行为关系密切的组分主要是矿物质、有机质和微生物。

次生矿物是岩石经历化学风化形成的新矿物，其粒径较小，大部分以黏粒和胶体（粒径小于0.002mm）分散状态存在。

许多次生矿物具有活动的晶格、强的吸附和离子交换能力，吸水后膨胀，有明显的胶体特征。

次生矿物是构成土壤的最主要组成部分，对土壤中无机污染物的行为和归宿影响很大。

腐殖质对土壤中有机、无机污染物的吸附、络合或螯合作用。

土壤水分是植物吸收养料的主要媒介,细孔隙比例大的土壤，往往通气条件较差。

在这类土壤中，水分占优势，土壤空气的含量和组成不适于植物的最佳生长。

　　3什么是毒物的联合作用及其主要分为哪几类?

　　Independent:

1+1=1+1.Eachchemicalactsindividually

　　Additive:

1+1=2.Thecombinedeffectofthechemicalsisequaltothesumofeachchemicalactingindependently

　　Antagonistic:

1+1<2.Twochemicals,whentogether,interferewitheachother'sactions

　　Synergistic:

1+1>2.Thecombinedeffectoftwochemicalsismuchgreaterthanthesumoftheeffectofeachagentactingindependently

　　Potentiating（enhancing）:

1+0>2.Onesubstancewhichdoesnothaveatoxiceffectonacertainorgansystem,whenincombinationwithanotherchemical,makesthetoxiceffectgreater.

　　4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%。

　　5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+5/2H2O

　　N2O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℃时，氮才能与氧结合生成NO：

　　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）

　　6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

　　1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：

光化学烟雾定义

　　形成机理

　　12个反应试

　　2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工程，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

　　3.2005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