环境化学复习.docx

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环境化学复习

环境化学辅导2010年6月

第一章

1以下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环境化学的研究内容包括（ABD）

A污染物在环境中的存在形态；B污染物在环境中的迁移转归；

C污染物的控制技术；D污染物的生态效应

3污染物在环境中的最重要的迁移方式是（B）

A.机械迁移；B.物理-化学迁移；C.生物迁移；D.多介质迁移转化

4污染物在环境中所发生的空间位移及其所有引起富集、分散和消失的过程称为污染物的迁移。

5环境化学的研究对象是环境污染物。

6污染物在环境中迁移的方式有三种，其中物理-化学迁移是最重要的迁移形式。

7环境化学研究的核心内容是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。

8有机污染物可通过生物体的吸收、代谢、生长、死亡等过程实现迁移。

对于某些污染物可通过食物链传递产生放大积累作用，这是生物迁移的一种重要表现形式。

9污染物在环境中的迁移、转化和归趋以及它们对生态系统的效应是环境化学的重要研究领域。

第二章

1以下关于海陆风空气流向说法正确的是（AC）

A白天，冷空气由海洋吹向近地面的陆地，形成海风；

B白天，热空气由海洋吹向近地面的陆地，形成海风；

C夜晚，近地面的冷空气由陆地吹向海洋，形成陆风；

D夜晚，近地面的热空气由陆地吹向海洋，形成陆风；

2在光化学烟雾中，由汽车尾气中碳氢化合物转化而成的化合物有（AC）

A.过氧酰基硝酸酯；B.O3；

C.醛类化合物；D.烯烃化合物；

E.NO2.

3在光化学烟雾中,以下的成分中会随时间出现锋值后再下降的是（C）

A.烃类；B.NO；

C.NO2；D.PAN；

4以下物质会造成臭氧耗竭的物质包括（ABC）

A.NOX;B.氯氟烃;

C.哈龙;D.SO2.

5硫酸烟雾中可导致SO2转化的反应有（ACDE）

A.SO2的自由基氧化;B.微生物氧化;

C.SO2的液相氧化;D.在颗粒物表面的催化氧化.;

E.SO2的直接光氧化

6我国酸雨中关键性离子组分是（ABCD）

A.SO42-；B.NO3-；

C.Ca2+；D.NH4+；

7一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%%。

8积聚模多为二次污染物，其中硫酸盐占80%以上。

9不论雨除或冲刷，对半径为2μm左右的颗粒物都没有明显的去除作用。

10只有被体系吸收的光，且波长在100-700nm范围的光才可引起光化学反应。

11雨除对半径小于1μm的颗粒物的去除效率较高。

12气温变暖在全球不同地域有明显的差异，在北半球高纬度地区的温度上升的幅度比较大。

13逆温——在对流层中，气温随高低增加而升高的现象，称为逆温。

14积聚模——是指粒径大于0.05微米小于2微米的颗粒物，主要由核膜凝聚或通过热蒸汽冷凝再凝聚而长大。

15光化学烟雾——含有氮氧化合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，这种有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。

16大气中重要的吸光物质有哪些？

重要的自由基又有哪些，举出一些自由基形成的反应式？

1）大气中重要的吸光物质有：

氧、氮、臭氧、二氧化氮、二氧化硫、亚硝酸和硝酸、甲醛、卤代烃等；

2）大气中重要的自由基有：

HO•,HO2•,R•,RO•,RO2•,

3）一些自由基形成的反应式：

1．氢氧基

对于清洁大气而言，臭氧的光解是大气中氢氧基的重要来源O3+hr→O•+O2O•+H2O→2HO•

对于污染大气，烟硝酸的光解是大气中氢氧基的重要来源HNO2+hr→HO•+NOH2O2+hr→2HO•

2．过氧氢基甲醛的光解

H2CO+hr→HO•+HCO•H•+O2+M→HO2•+MHCO•+O2→HO2•+CO

3.R•,RO•,RO2•的来源

大气中存在最多的烷基是甲基，它的主要来源是乙醛和丙酮的光解CH3CHO（乙醛）+hr→CH3•+HCO•

氧基O.和HO.与烃类发生H.摘除反应时也可生成烷基自由基RH+O•→R•+HO•RH+HO•→R•+H2O

大气中烷氧基主要来源于甲基亚硝酸脂和甲基硝酸脂的光解

CH3ONO（甲基亚硝酸脂）+hr→RO•+NOCH3ONO2（甲基硝酸脂）+hr→RO•+NO2

大气中过氧烷基都是有烷基与空气中的氧气结合而成R•+O2→RO2•

17请比较光化学烟雾与硫酸烟雾的不同之处。

硫酸烟雾和光化学烟雾比较

项目

硫酸烟雾

光化学烟雾

概况

污染物

燃料

气象条件

季节

气温

湿度

日光

臭氧浓度

出现时间

毒性

发生较早（1873年），至今多次出现

颗粒物、二氧化硫、硫酸雾等

煤

冬季

低（4℃以下）

高

弱

低

白天夜间连续

对呼吸道由刺激作用，严重引起死亡

发生较晚（1943）

氮氧化合物、臭氧、碳氢化合物、PAN、醛类

汽油、煤气、石油

夏、秋

高（24℃以上）

低

强

高

白天

对眼和呼吸道有刺激作用，臭氧等氧化剂有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡。

18请用化学反应式表示臭氧消耗的原因，及其主要的催化物及其来源。

答：

平流层中臭氧的消耗的反应式为：

O3+hr→O2+O•O3+O•→2O2

第一种是臭氧的光解，由于形成的O•很快就会与氧分子反应，重新形成O3，这种过程是同时存在，正常情况处于动态平衡状态，臭氧浓度保持恒定。

但能够使平流层的臭氧真正被清除的反应为臭氧与氧基的反应。

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平流层，在平流层形成了HOx•,NOx•和CLOx•等活性基团，这些活性基团对臭氧层的消耗起到催化作用。

他们的来源如下：

1）平流层HOx的来源

a.N2O的氧化

b.超音速和亚音速飞机的排放

c.宇宙射线的分解。

2）平流层NOx的来源主要来源于甲烷、水蒸气和氢气与激发态原子氧的反应，而激发态原子氧是由臭氧光解产生。

3）平流层CLOx的来源

a.甲基氯的光解

b.氟氯甲烷的光解

c.氟氯甲烷与0•（1D）的反应。

19请结合反应式或图示论述酸雨的主要成分、形成机理与过程，并解释重庆地区酸雨频率高，而北京酸雨频率低的原因。

答:

1、酸雨中含有多种无机酸和有机酸，其中绝大多部分是硫酸和硝酸，多数情况以硫酸为主。

从污染源排放出来的二氧化硫和氮氧化合物是形成酸雨的主要起始物，其形成过程如下：

SO2+[O]→SO3SO3+H2O→H2SO4

SO2+H2O→H2SO3H2SO3+[O]→H2SO4

NO+[O]→NO22NO2+H2O→HNO3

二、影响酸雨形成的因素

1）酸性物质的排放及其转化条件某地二氧化硫污染严重，降水中的硫酸根离子浓度就高，降水的PH就低。

如我国西南地区煤的含硫量高，并且很少经过脱硫处理，就直接用作燃料燃烧，二氧化硫排放量高。

再加上这个地区气温高、湿度大，有利于二氧化硫的变化，因此，造成了大面积强酸性降雨区。

2）大气中的氨离子氨离子是大气中唯一的常见气态碱。

由于它易溶于水，能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用，从而降低了雨水的酸度。

美国有人根据雨水的分布提出酸雨严重的地区正是酸性气体排放量大并且大气中的氨离子含量少的地区。

大气中的氨离子的来源主要是有机物的分解和农田施用的含氮肥料的挥发。

土壤中氨的挥发量随土壤PH的上升而增大。

我国京津地区土壤PH为7-8以上，而重庆、贵阳地区一般为5-6，这是大气中氨含量北高南低的重要原因之一。

土壤偏酸性的地方，风沙扬尘的缓冲能力低。

3）颗粒物酸度及其缓冲能力大气中颗粒物的组成很复杂，主要来源于土地飞起的扬尘。

扬尘的化学组成与土壤的组成基本相同，因而颗粒物的酸碱性取决于土壤的性质。

颗粒物对酸雨的形成由两方面的作用，一是所含的金属看催化二氧化硫成为硫酸。

二是对酸起中和作用。

北京颗粒物缓冲能力大大高于西南地区，而酸雨弱的成都又高于酸雨重的贵阳和重庆，所得结果表明了无酸雨地区颗粒物的PH和缓冲能力均高于酸雨区。

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，反之就加重。

重庆煤耗量相当于北京的三分之一，但每年排放的二氧化硫量却为北京的3倍。

而且重庆和贵阳的气象条件和多山的地形不利于污染物的扩散，所以成为强酸性降雨区。

第三章

1某一氧化还原体系的标准电极电位为0.771，其pEo为（C）。

A.13.50;B.13.35;C.13.07;D.12.80

2引起重金属从底泥中释放的途径包括（ABCD）

A.盐浓度升高;B.氧化还原电位降低;

C.pH降低;D.配合剂浓度增加;

E腐殖质浓度增加.

3重金属等污染物进入水体后，通过下面的作用进行迁移转化（ACD）

A.沉淀-溶解；B.生物降解；

C.氧化-还原；D.配合作用；

4天然水具有显著胶体化学特性的矿物微粒是黏土矿物。

5腐殖质在碱性溶液中溶解的原因是羟基和羧基大多解离，沿高分子呈现的负电荷相互排斥，构型伸展，亲水性强，因而溶解。

水体中对金属离子有较强的专属吸附作用的胶体是水合氧化物胶体

6富里酸在pH较低的酸性溶液中，没有沉淀而是溶解的原因是相对分子质量低受构型影响小。

7生长代谢——

8某有机物的分子量为210，溶解在含有300mg/L的悬浮颗粒物的水体中，若颗粒物中70%为细颗粒（d<50μm）,有机碳含量为10%，其余的粗颗粒有机碳含量为5%，已知该有机物在水中溶解度为0.15mg/L,请计算该有机物的分配系数.

9请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H2CO3＊]、[HCO3-]和[CO32-]的表达式，并讨论这两个体系之间的区别。

P104-109综合应用D

已知CO2+H2O

H2CO3*pK0=1.46

H2CO3*

HCO3-+H+pK1=6.35

HCO3-

CO32-+H+pK2=10.33

CO2溶解到水中的亨利常数为KH

10对温度为250C的地面水样作分析的结果是：

总氨浓度CT=10-4.05mol/L，pH=7.5，并已知NH4+的酸解常数Ka=10-9.25,试通过计算确定水中对鱼类有毒性的NH3浓度是否超出0.02mg/L（三级地面水水质标准）。

11在一个pH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?

已知碳酸平衡系数如下：

pH＝6.5时，α0＝0.4154，α1＝0.5845，α2＝8.669×10-5，则α＝1.71

pH＝8.0时，α0＝0.0219，α1＝0.9736，α2＝4.566×10-3，则α＝1.018

12某水体pH=8,碱度=1.00*10-3mol/L,请算出各种形态物质的浓度。

已知：

H2CO3的二级离解常数K1和K2分别是4.45*10-7和4.69*10-11

13已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下：

Fe3++H2O

Fe（OH）2++H+lgK1＝-2.16

Fe3++2H2O

Fe（OH）2++2H+lgK2＝-6.74

Fe（OH）3（s）

Fe3++3OH-lgKso＝-38

Fe3++4H2O

Fe（OH）4-+4H+lgK4＝-23

2Fe3++2H2O

Fe2（OH）24++2H+lgK＝-2.91

请写出上述各个形态的铁浓度与pH的关系的表达式

14从pE角度解释NO2-仅在很窄的范围内存在。

已知：

1/2NO3-+H+1/2NO2-+1/2H2O（pE0=14.15）

1/6NO2-+4/3H++e1/6NH4++1/3H2O（pE0=15.14）

15假设有一溶液，含未络合NTA浓度为1.00*10-2mol/L,Pb（Ⅱ）的总浓度为1.00*10-5mol/L,pH=12.50,问（综合应用D）

（1）溶液中NTA将以何种形式存在？

（2）[PbT-]与[Pb2+]之比率为多大？

[Pb2+]为多少？

已知NTA的三级离解常数k1,k2,k3分别为：

1.8*10-2,1.12*10-3,5.25*10-11

Pb（OH）2Pb2++2OH-

（1）Ksp=1.61*10-20

Pb2++T3-PbT-

（2）Kf=2.45*1011

16请叙述有机物在水环境中的迁移、转化存在哪些重要过程。

1.分配作用在土壤—水体系中，土壤对非离子性有机物的吸着主要是溶质的分配过程这一分配理论，即非离子性有机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，此时有机物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数。

必须强调的是，分配理论已被广泛接受和应用，但若有机物含量很低时，情况就不同了，分配似不起主要作用。

2．挥发作用挥发作用使有机质从溶解态转入气相的一种重要的迁移过程。

1）亨利定律当一个化学物质在气—液相达到平衡时，溶解于水相的浓度与气相中的化学浓度有关；

2）双膜理论化学物质从水中挥发时必须分别要克服近水表层的“液膜”和空气层的“气膜”的阻力，这种阻力控制着化学物质有水向空气迁移的速度。

当亨利常数大于1.013X102Pa•m3/mol,挥发作用主要受液膜控制，当亨利常数小于1.013X102Pa•m3/mol，挥发作用主要受气膜控制。

3．水解作用水解作用是有机物与水之间最重要的反应，是有机物的官能团与水中的OH﹣发生交换。

反应步骤还包括一个或多个中间体的形成，有机物通过水解反应而改变了原化合物的化学结构。

对于许多有机物来说，水解作用使其在环境中消失的重要途径。

水解作用可以改变反应分子，但并不能总是生成低毒产物；水解产物可能比原来更易或更难挥发，水解更容易生物降解。

4．光解作用光解作用使有机物真正的分解过程，因为它不可逆的改变了反应分子，强烈地影响水环境中某些污染物的归趋，一个毒化合物的光化学分解的产物可能还是有毒的。

光解过程可分为三类：

第一类为直接光解，就是化合物直接吸收了太阳能而进行分解的反应；第二类是敏化光解，水体中存在的天然物质被太阳光激发，又将其激发的能量移给化合物而导致的分解反应；第三类是氧化反应，天然物质被辐射而产生自由基或纯态氧等中间体，这些中间体又与化合物作用而生成转化的产物。

5．生物降解作用是引起有机污染物分解的最重要环境过程之一。

水环境中化合物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。

有机物生物降解存在两种代谢模式：

生长代谢和共代谢。

生长代谢是许多有毒物质可以像天然有机污染物那样作为微生物的生长基质。

共代谢是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。

影响生物降解的主要因素是有机物本身的化学结构和微生物的种类。

此外，一些环境因素如温度，PH，反应体系的溶解氧等也能影响生物降解有机物的速率。

第四章

1植物对重金属产生耐性是由以下哪些因素决定的（ABC）

A植物的生态学特性；B植物的遗传学特性；

C重金属的理化性质；D土壤的理化性质；

2有机磷农药的降解过程有（BCD）

A氧化-还原；B光降解；

C生物降解；D吸附催化水解；

3有机磷农药在土壤中的降解途径有（AB）

A.微生物降解；B.吸附催化水解；

C.化学氧化；D.光降解；

4有机氯农药DDT的降解过程有（BC）

A吸附催化水解；B光降解；C生物降解；D分配作用

5影响农药在土壤中扩散的因素主要有（ACDE）

A土壤水分含量；B吸收；C空隙度；D温度；E农药本身的性质。

6土壤中最主要的原生矿物有（ABCE）

A.硅酸盐类；B.硫化物类；

C.氧化物类；D.碳酸盐类；

E.磷酸盐类.

7植物对重金属产生耐性是由以下哪些因素决定的（ABC）

A植物的生态学特性；B植物的遗传学特性；

C重金属的理化性质；D土壤的理化性质；

8有机磷农药的降解过程有（BCD）

A氧化-还原；B光降解；

C生物降解；D吸附催化水解；

9土壤有机质一般占固相总重量的10%以下，却是土壤的重要组成部分，是土壤形成的主要标志。

10土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物，它们对污染物污染物在土壤中的迁移、转化有重要作用。

11提高土壤的紧实度就是降低土壤的孔隙率，从而降低农药在土壤中扩散系数。

12DDT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。

13什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。

P212-213简单应用C

答

1）活性酸度土壤的活性酸度是土壤中氢离子浓度的直接反映，又称为有效酸度，通常用PH表示。

2）潜性酸度土壤的潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性氢离子和鋁离子。

潜性酸度又可分为代换性酸度和水解酸度。

代换性鋁离子是矿物质中潜性酸度的主要来源，红壤的潜性酸度95%以上是代换性鋁离子产生的。

活性酸度和潜性酸度的关系，活性酸度于潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。

两者可以互相转化，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。

土壤胶体是氢离子和鋁离子的贮存库，潜性酸度是活性酸度的储备。

14简述影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素。

1．土壤飞理化性质理化性质包括PH、土壤质地、土壤的氧化还原电位、土壤中的有机质含量等。

1）PH一般来说，土壤PH越低，氢离子越多，重金属被解吸得越多，其活动性就越强，从而加大了土壤中的重金属向生物体内迁移的数量。

PH升高，土壤对重金属的吸附量增加。

2）土壤质地质地黏重的土壤对重金属的吸附能力强，降低了重金属的迁移转化能力。

3）土壤的氧化还原电位土壤的氧化还原电位影响重金属的存在形态，从而影响重金属的化学行为、迁移能力及对生物的效应。

4）土壤中有机质含量。

土壤中有机质的含量影响土壤颗粒对重金属的吸附能力和重金属存在的形态，有机质含量高的土壤对重金属的吸附能力高。

2．重金属的种类、浓度及在土壤中的存在形态。

重金属对植物的毒害程度，首先取决于土壤中重金属的存在形态，其次才取决于该元素的数量。

从总量上看，随着土壤中重金属在土壤中含量增加，植物体内各部分的积累量也相应增加。

而不同形态的重金属在土壤中的转化能力不同，对植物的生物有效应亦不同。

重金属的存在形态，可分为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态。

交换态的重金属迁移能力最强，具有生物有效性。

3．植物的种类、生长发育期。

植物的种类不同，其对重金属的富集规律不同；植物生长发育期不同，其对重金属的富集量也不同。

4．复合污染。

重金属的复合污染效应使得重金属的迁移转化十分复杂，重金属浓度不同，复合污染效应也不同。

5．施肥。

施肥可以改变土壤的理化性质和重金属的存在形态，应因此而影响重金属的迁移转化。

15植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么？

1．植物根系的作用植物根系通过改变根际化学状态、原生质泌溢等作用限制重金属离子跨膜吸收。

2．重金属于植物的细胞壁结合一些植物的细胞壁中的纤维素、木质素能重金属结合，而使重金属不能进入细胞质影响细胞内的代谢活动，使植物对重金属表现出耐性。

3．酶系统的作用耐性植物中有几种酶的活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，另一些酶可以被激活，从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常的代谢过程，因此认为耐性植物中有保护酶活性的机制。

4．形成重金属硫蛋白或植物络合素无论植物体内存在的金属结合蛋白是类MT还是植物络合素或者其他的未知金属结合肽，它们的作用都是与进入植物细胞内的重金属结合，使其以不具生物活性的无毒的螯合物形成存在，降低金属离子的活性，从而减轻或解除其毒害作用。

当重金属的含量超过结合蛋白的最大束缚能力时，金属才以自由状态存在或与酶结合，引起细胞代谢紊乱，出现中毒现象。

第五章

1蛋白质的降解中，其中的氨基可发生的反应包括（ABCD）

A.氢化作用;B.羟基化;

C.转氨基作用;D.氧化作用.

2下列砷化合物中，无毒性的是（BD）

AAs2O3；B（CH3）3AsO；

CCH3AsO（OH）2；D（CH3）3As+CH2COO-

3以下与毒物及其代谢活性产物与机体靶器官中受体之间的毒作用的生物化学机制有关的是（ACDE）

A酶活性的抑制；B与葡萄糖醛酸结合；

C致癌作用；D致畸作用；

E致突变作用

4污染物质通过膜的方式中，需要蛋白质作为载体的是（AD）

A.被动易化扩散;B被动扩散;

C.膜孔滤过;D.主动转运;

E.胞吞和胞饮;

5脂肪酸转化的特征反应是（C）

A.甲烷发酵；B.三羧酸循环；

C.β-氧化；D.脱磺化过程；

6对于污染物质在环境中的生物转化，微生物起着关键作用,其原因为（ABCD）

A.微生物大量存在于自然界;B.微生物具有大的表面/体积比;

C.生物转化呈多样性;D.繁殖非常迅速，对环境适应性强等特点。

7影响污染物的生物富集的因素包括（ABD）

A．污染物的物化性质；B.生物性特征;

C.环境的污染程度;D.环境因素;

8污染物在体内最主要的排泄器官是肾和肝胆。

9.污染物在生物机体内最主要的蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。

10LD50表示的是半数致死剂量。

在厌氧条件下，汞甲基化的主要产物是二甲基汞。

11三价砷的毒性高于（高于、低于）五价砷。

12环境中砷污染主要来自以砷化物为主要成分的农药。

在双成分酶的催化反应中，一般是辅酶起着传递电子、原子或某些化学基团的功能，酶蛋白起着决定催化专一性和催化高效率的功能。

13体内不少内源性化合物需要硫酸盐进行结合反应，所以外来有机物更多的是与葡萄糖醛酸结合。

14带有苯环的有机化合物降解过程中，形成一个重要化合物双酚化合物？

后，就可以使环键裂开，形成相应的有机酸。

15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物质，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。

16生物放大——是指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低级营养生物蓄积某种元素和难降解物质，是其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。

17生物积累——是指生物从周围环境和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度超过周围环境中浓度的现象。

18毒物的协同作用——是指联合作用的毒性大于其中各毒物成分单独毒性的总和。

19毒物的拮抗作用——是指毒物联合作用的毒性小于其中各毒物成分单独作用的总和。

20简