环境化学考试资料

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。

3．化学去除：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。

4．光化学反应：分子、原子、自由基、离子等吸收光子而发生的光化学反应。

5．水体富营养化：在高生产率的水中藻类生长旺盛，死藻的分解引起水中溶解氧水平降低，这种情况被称为富营养化。

6．光敏化作用：一个光吸收分子可能将它的过剩能量转移到一个接受体分子，导致接受体反应，这种反应就是光敏化作用。

7．半数有效剂量：毒物引起一群受试生物的半数产生同一毒作用所需的毒物剂量。

8．汞的生物甲基化：在好氧或厌氧条件下，水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞的过程，称为汞的生物甲基化。

9．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作用毒性的总和。

10．毒物的相加作用：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。

11．多氯联苯：是一组由多个氯原子取代联苯分子中氢原子而形成的氯代芳烃类化合物。

12．多环芳烃：是指两个以上苯环连在一起的化合物。

13．持久性有机污染物：是指通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。

14．表面活性剂：分子中同时具有亲水性基团和疏水性基团的物质。

1试述温室效应的危害。

答：1、全球平均温度上升，两极冰融化，海平面上升，沿海一些城市可能被淹没；

2、全球气温上升中，由于两极温度升高快，而赤道升温慢，因此会导致全球的大气环流发生改变，例如西风漂流等减弱，东北信风和东南信风都会减弱等，从而引发一系列的气候变化反应；

    3、另外由于温室气体上升，还会伴随大量其它环境问题，如物种对气候不适应导致的物种灭绝，生物对气候的不适应可能导致的疾病流行等等。

1、试述光化学烟雾的化学特征及形成条件。

答：1、化学特征：（1）烟雾蓝色 ；（2）具有强氧化性，能使橡胶开裂 ；（3）强烈刺激人的眼睛、呼吸道等，并引起头痛、呼吸道疾病恶化，严重的造成死亡；（4）会伤害植物叶子；（5）使大气能见度降低；（6）刺激物浓度峰值出现在中午和午后 ；（7）污染区域出现在污染源下风向几十到几百公里的范围内。    

2、形成条件：（1）大气中有强烈的太阳光； （2）大气中有碳氢化合物（烃类特别是烯烃的存在）； （3）大气中有氮氧化合物；（4） 大气相对湿度较低；（5） 气温为24—32℃的夏季晴天。

2、在实际应用中，人们通过什么方法来除去废水中的重金属？

 答：（1）人们常常控制水中的pH值，使其中的重金属离子生成氢氧化物沉淀，以除去废水中的重金属。若要除去废水中的两性金属离子，则必须严格控制其pH值。

   （2）水体中重金属离子与相应的阴离子生成硫化物，碳酸盐等难溶化合物大大了重金属污染物在水体中的扩散范围，使重金属主要富集于 排污口附近的底泥中，降低了重金属离子在水中的迁移能力，在某种程度上可对水质起净化作用。

   （3）水体的氧化还原条件，对在水相反底泥中发生的化学反应和生化反应起着重要作用，对重金属离子在水体中的存在形态及迁移转化也有重要影响。

3、试述有机化合物在土壤(沉积物)中吸着的二种主要机理。

答：1、分配作用:即在水溶液中，土壤有机质(包括水生生物脂肪以及植物有机质等)对有机化合物的溶解作用，而且在溶质的整个溶解范围内，吸附等温线都是线性的，与表面吸附位无关，只与有机化合物的溶解度相关。因而，放出的吸附热小。（相似相溶）

2、吸附作用:即在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用或于土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用，前者主要靠范德华力，后者则是各种化学键力如氢键、离子偶极键、配位键及π键作用的结果。其吸附等温线是非线性，并存在着竞争吸附，同时在吸附过程中往往要放出大量热，来补偿反应中熵的损失

4、简述酸性矿水形成的原因。

 酸性矿水的形成：黄铁矿在铁细菌作用下，发生以下反应：

2FeS2＋2H2O ＋7O2→4H＋＋4SO42－＋2Fe2＋ 

4Fe2＋＋O2＋4H＋→4Fe3＋＋2H2O 

FeS2＋14Fe3＋＋8H2O →15Fe2＋＋2SO42－＋16H＋ 

以上反应联合构成一个由铁细菌发挥重大作用的溶解黄铁矿的循环过程，生成大量硫酸，加剧了矿水的酸化，有时能使pH值下降至0.5。

5、影响毒物毒性的因素有哪些？

 答：1、毒物的化学结构及理化性质（分子立体构型、分子大小、官能团、溶解度、电离度、脂溶性等）；

2、毒物所处的基体因素(基体的组成、性质等)；

3、机体暴露于毒物的状况(毒物剂量、浓度、机体暴露的持续时间、频率、总时间、机体暴露的部位及途径等)；

4、生物因素(生物种属差异、年龄、体重、性别、遗传及免疫情况、营养及健康状况等)；

    5、生物所处的环境(温度、湿度、气压、季节及昼夜节律的变化、光照、噪声等)。  

6、六价铬对人体有哪些严重的毒害作用？

 答：1、对人体有严重的毒害作用：可引起急性支气管炎和哮喘；

     2、刺激和伤害黏膜、腐蚀消化道，引起恶心、呕吐、胃烧灼痛、腹泻、便血、肾脏损害，严重时会导致休克昏迷；

     3、会损害皮肤，引起皮炎和湿疹，甚至产生溃疡（称为铬疮）；

     4、致癌作用。

7、持久性有机污染物有哪些特性？

答：1、能在环境中持久地存在；

2、能蓄积在食物链中对有较高营养等级的生物造成影响；

3、能够经过长距离迁移到达偏远的极地地区；

4、在相应环境浓度下会对接触该物质的生物造成有害或有毒效应。

8、环境中污染物的迁移、转化方式。P15

答：迁移方式：机械迁移、物理-化学迁移、生物迁移；

    转化方式：物理、化学和生物作用转化。

9、大气中的卤代烃和氯氟烃

答：（1）、卤代烃（见书本45页）

大气中的卤代烃包括卤代脂肪烃和卤代芳香烃；其中，氟氯烃对环境的影响最为严重；高级的卤代烃如有机氯农药DDT、六六六和多氯联苯等主要以气溶胶形式存在，含两个或两个以下碳原子的卤代烃主要以气态形式存在；大气中常见的卤代烃为甲烷的衍生物，如甲基氯、甲基溴、甲基碘，它们主要由天然过程产生，主要来自海洋；许多卤代烃是重要的化学溶剂，也是有机合成工业重要的原料和中间体。

（2）、氟氯烃类

        (1)来源：制冷剂、发泡剂、洗涤剂

    ⑵特点：在对流层不会发生光解反应、在对流层难以被.OH氧化、不易被降水消除。

    ⑶氟化物主要以气体和含氟飘尘的形式污染大气。氟化烃气体能很快与大气中的水结合，形成氢氟酸气溶胶。

    ⑷危害：（1）、可以使臭氧层破坏；（2）、氟氯烃化合物也是温室气体；（3）、氟氯烃化合物的浓度增加具有破坏平流层臭氧层和影响对流层气候的双重效应；

10、大气含氮污染物和碳氢化合物的光解反应式

(1)Nox和空气混合体系中的光化学反应：

一、当阳光照射到含有NO和NO2得空气中，便有如下基本反应发生：

NO2+hv---NO+O.

O.+O2+M---O3+M

O3+NO---NO2+O2

（2）Nox的气相转化

11、气溶胶和云下清除

云下清除：在雨滴下落过程中，雨滴冲刷着所经过空气中的气体和气溶胶，雨滴内部也会发生化学反应，这个过程叫污染物的云下清除或冲刷。

气溶胶：指液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。

12、天然水的总酸度、总碱度

总碱度/甲基橙碱度：用强酸标准溶液滴定，用甲基橙为指示剂，当溶液由黄色变成橙红色（PH=4.3），停止滴定，此时所得的结果称为总碱度，也称甲基橙碱度。

以强碱滴定含碳酸水溶液测定酸度时，以甲基橙和酚酞为指示剂滴定到不同pH

时得到不同的酸度：

13、水体中重金属的沉淀和颗粒物吸附作用

水体中重金属的沉淀类型包括自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、压缩沉淀；

沉淀包括成核作用、晶体生长和晶核聚集；在实际应用过程中人们常常控制水体的pH，使其中的重金属离子生成氢氧化物沉淀以除去废水中的重金属，若要除去两性金属离子，必须严格控制其pH值。

水环境中胶体颗粒的吸附作用大体可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附。发生吸附的关键是具有巨大的比表面和表面能，吸附过程不发生化学变化，胶体对各种介质离子的吸附属于物理化学吸附。

专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号，而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上；在水环境中，配合离子、有机离子、有机高分子和无机高分子的专属性吸附作用特别强烈；水合氧化物胶体对重金属离子有较强的专属吸附作用。

14、土壤重金属特性和植物重金属耐性

答：重金属污染土壤的特点：重金属不被土壤微生物降解，可在土壤中不断积累，也可以为生物所富集，并通过食物链在人体内积累，危害人体健康；重金属一旦进入土壤就很难予以彻底的清除。

植物对重金属污染产生耐性由植物的生态学特性、遗传学特性和重金属的物理化学性质等因素所决定。

⑴不同种类植物对重金属的污染耐性不同；

⑵同种植物由于其分布和生长的环境各异；

⑶长期受不同环境条件的影响，在植物的生态适应过程中，可能表现出对某种金属有明显的忍耐性。

15、污染物质及其代谢物质转运的器官及途径

污染物质及其代谢产物转运过程包括吸收和分布；其中吸收途径主要是机体的消化道、呼吸道和皮肤；消化道是吸收污染物质最主要的途径，主要吸收部位是小肠，其次是胃；呼吸道是吸收大气污染物的主要途径，主要吸收部位是肺泡；

在污染物质分布过程中，污染物质的转运以被动扩散为主；脂溶性污染物质易于通过生物膜，高脂溶性低解离度的污染物质经膜通透性好，容易通过血脑屏障，由血液进入脑部。污染物质常与血浆中的蛋白质结合。

16、有机毒物的生物转化反应类型及甲烷发酵的条件

有机毒物的生物转化反应类型主要是氧化、还原、水解和结合四种反应；

甲烷发酵需要满足产酸菌、产氢菌、产乙酸菌和产甲烷菌等各种菌种所需的生活条件，甲烷发酵必须处于无氧条件下，要求弱碱性环境，一般pH为7~8，适宜的碳氮比为30左右，发酵的其余重要条件还有温度、菌种分布、发酵有机物质浓度等。

17、微生物参与汞形态转化的方式及化学致癌物类型

微生物参与汞形态转化的主要方式是甲基化作用和还原作用；化学致癌物按照对人和动物致癌作用的不同，可分为确证致癌物、可疑致癌物和潜在致癌物；根据作用机理可分为遗传毒性致癌物和非遗传毒性致癌物。

18、重金属中毒后的解除

一种药物解毒的方法，如EDTA、二巯基丙醇等对重金属有强烈亲和力，并与之形成溶解度较大的化合物后排出体外。

19、水体中砷的影响因素及砷化合物的还原

答：（1）特点：部分可溶性砷和粘土颗粒吸附的砷进入人体，绝大部分通过理化性状滞留在土壤中，部分通过生物吸收进入生物体内。

（2）存在形式：难溶性砷酸盐：包裹在其他金属的难熔盐中；吸附在土壤粘粒和其他金属难溶盐的沉淀界面中；土壤颗粒的晶体结构中；土壤溶液中。

      水体中镉的浓度分布呈现随着水的深度增加而下降的规则。

垂直分布规律性：表层和中层的砷浓度低，深层的砷浓度较高。

水体中的砷浓度取决于pH、Eh、围岩、光致转化作用、沉积物的化学组成等因素。

而大气和降水中的砷则与污染有关。

       砷化合物可在厌氧细菌作用下被还原，然后与甲基作用，生成毒性很大的、易挥发的二甲基胂和三甲基胂，二甲基胂和三甲基胂虽然毒性很强，但在环境中易氧化为毒性较低的二甲基胂酸。

20、光解波长的计算及溶解度的计算

4、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，问每升中需加多少碳酸钠才能使水体pH上升至8.0.若用NaOH强碱进行碱化，每升中需加多少碱？

解：总碱度＝KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) - [H+]

CT＝{[总碱度] + [H+] - [OH-]}

令α＝

当pH在5～9范围内、[碱度]≥10-3mol/L时, [H+]、[OH-]项可以忽略不计,得到简化式：CT＝α[碱度]

当pH＝6.5时，查教材P110表得α1＝0.5845，α2＝8.669×10-5，则α＝1.71，CT ＝α[碱度]＝1.71×1.6＝2.736mmol/L

若加入碳酸钠将水的pH升至8.0，查表得α′＝1.018，此时CT值与碱度值均有变化。设加入的碳酸钠量为Δ[CO32-]，则有

CT + Δ[CO32-]＝α′｛[碱度] + 2Δ[CO32-]｝

即2.736 + Δ[CO32-]＝1.018｛1.6 + 2Δ[CO32-]｝

解得，Δ[CO32-]＝1.069 mmol/L

若加入氢氧化钠将水的pH升至8.0，其CT值并不变化，可得：

[碱度] ＝CT/ α′＝2.736/1.018＝2.688 mmol/L

碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量：

  Δ[OH-]＝2.688－1.6＝1.088 mmol/L

5、具有2.0×10-3 mol/L碱度的水，pH为7.0，请计算[H2CO3 ] 、 [HCO3- ]、[ CO32- ] 和[OH-]的浓度各是多少？

解：  pH 为7.0，那么：[OH-] ＝ 1.0×10-7  mol/L

查表3－3：  α = 1.224     α0 = 0.1834     α1 = 0.8162  

   α2 = 3.81×10-4  ; 

CT = α[碱度] = 1.224×2.0×10-3 = 2.448×10-3 (mol/L)

[H2CO3 ] = α0 CT = 0.1348× 2.448×10-3  (mol/L)

       = 4.5×10-4  (mol/L)

[HCO3- ] = α1CT = 0.8162× 2.448×10-3  (mol/L)

       = 2.0×10-3  (mol/L)

[ CO32- ] = α2 CT = 3.81×10-4 × 2.448×10-3  (mol/L) 

        = 9.3×10-7  (mol/L)

26   在厌氧消化池中和pH = 7.0 的水接触的气体含65% CH4 和 35% CO2 ，请计算pE 和 Eh 值。

解；（1/8）CO2 + H+ + e = （1/8）CH4 + （1/4）H2O

          pE0 = 2.87

pE = 2.87 －7.0 + (1/8) lg (0.35/0.65) = - 4.16

     Eh = 0.059 pE = -0.059× 4.16 = -0.245 (v)