环境化学试题

2、五十年代日本出现的水俣病是由 Hg   污染水体后引起的。

3、黄河含沙量达_ 37 kg/m3，为世界之最。

4、联合国已将每年的_3.22 定为“世界水日”，提醒人们注意水资源的开发、管理和保护。

5、属于环境化学效应的是土壤的盐碱化

1、 世界环境日为6.5。

2、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占80%-90%。

3、人为污染源可分为工业，农业。生活和交通运输。

4、污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构 和在环境中的存在形态。

5、环境中污染物的迁移主要有机械、物理化学和生物三种方式。

6、Cu、Zn共存时，往往能产生协同作用。

7、一般情况下Se对Hg2+能产生  拮抗作用。

1、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到 风  湍流  天气形式 地理地势的影响。

2、酸雨是指pH <5.6的雨、雪或其它形式的降水。

3、 辐射一定时间产生的 NO2_量可以衡量光化学烟雾的严重程度。

4、 大气逆温现象主要出现在寒冷而晴朗的夜间。

6、大气中HO自由基的来源有O3 ，HNO2 的光离解。

 7、烷烃与大气中的HO自由基发生氢原子摘除反应，生成 R自由基  H2O 。

  8、大气中还原态气体（如H2S）主要被OH  氧化。

9、当天顶角Z为0o时，到达地面的太阳光最强。

10、根据Whittby的三模态模型，粒径小于0.05 um的粒子称为爱根核模。

11、SO2的液相氧化有多种途径，其中_催化氧化_的效果最好。

12、催化剂对SO2氧化有影响，下列四种物质中MnSO4的催化效果最好。

13、气溶胶中粒径 <10um的颗粒，称为飘尘。

1、 当今世界上最引人瞩目的几个环境问题臭氧空洞、温室效应、酸雨等是由大气污染所引起的。

2、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。

4、 许多大气污染事件都与逆温现象有关，逆温可分为乱流逆温、下层逆温、封面逆温。

5、气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关。

7、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度 和化学性质有关，去除方式有

   干沉降和湿沉降。

8、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。

9、按污染成因分，气溶胶可分为固态和液态。

10、大气中最重要的自由基为 HO。

11、燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关。

12、 SO2的催化氧化速度与催化剂、浓度和PH离子强度，温度有关。

15、大气的扩散能力主要受风和湍流的影响。

17、大气中CH4主要来自水稻田，沼泽，湿地的排放。

18、富集因子法可以推断气溶胶污染源，如（EF）地壳＞10，则表示待查元素i被3、一般情况下，当水体DO <4.0 mg/L时，鱼类会死亡。

4、若水体的pE值高，有利于下列Fe、Mn组在水体中迁移。

6、河水中阴、阳离子的含量顺序为Ca2+>Na+>Mg2+   HCO3->SO42->Cl-。

7、某一氧化还原体系的标准电极电位为0.771，其pEo为13.05  。

8、某一水体的BOD20为100 ppm，其BOD5约为50 。 

10、下列各种形态的汞化物，毒性最大的是Hg(CH3)2。

11、影响水环境中颗粒物吸附作用的因素有颗粒物粒度。

二、填空题

2、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有专属吸附，离子交换和表面吸附

3、环境中某一重金属的毒性与其游离金属离子，存在形态和有关。元素数量有关

4、腐殖质中不溶于NaOH的部分称为 腐黑物，可溶于NaOH的部分称为腐殖酸，既溶于碱又溶于酸的部分称为富里酸。

6、天然水的PE随水中溶解氧的减少而增大 ，因而表层水呈还原性环境。

7、有机污染物一般通过分配，挥发，水解、光解和生物富集和降解等

过程进行迁移转化。

8、正常水体中其决定电位作用的物质是溶解氧。

9、20℃时，需氧有机物经过5天，才能完成第一阶段的生化氧化。

12总氮，总磷和溶解氧常衡量水体富营养化的指标。

13、BOD生化需氧量,  COD化学需氧量,  PH常用作水体自净的指标。

14、水体的自净作用可分为物理，化学和生物

18、影响胶体微粒聚沉的因素有粒度和浓度水体pH及流动状况，带相反电荷颗粒间的相互作用。

19、溶解态金属的形态可通过解吸和沉淀两种途径进行研究。

21、有机物的辛醇-水分配系数常用看哦kow表示。

   1 环境化学是一门研究有害物质在环境介质中的存在、化学特性、行为、效应及其控制的化学原理和方法的科学。

　　2 水中常见的吸附等温线有H型、F型、L型。

　　3 诱发沉积物中重金属的释放的主要因素有盐浓度升高、氧化还原条件变化、降低pH值、增加水中配合剂的含量。

　　4 向某一含碳酸的水体加入重碳酸盐，总酸度增加、无机酸度减少、CO2酸度不变、总碱度增加、酚酞碱度不变和苛性碱度减少。

　　5 组成水中碱度的物质可以归纳为：强碱、弱碱、强碱弱酸盐。

　　6 依据软硬酸碱理论，可以确定天然水中主要的无机配体中硬碱有OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-，软碱有S2-。

　　7 一般根据腐殖质在碱和酸溶液中的溶解度可以把其分成腐殖酸、富里酸、腐黑物三类。

8 亚硝 酸的光解是大气中HO·自由基的主要来源之一，醛的光解是大气中HO2·自由基的主要来源之一。

9 影响酸雨形成的因素有酸性污染物的排放、大气中的氨、颗粒物酸度及其缓冲能力、天气形势的影响。

10 能保持土壤缓冲性能的物质有土壤溶液中弱酸及其盐类和两性物质、土壤胶体、铝离子三类。

11 环境中有机磷农药的降解过程分为吸附催化水解、光降解、生物降解三类。

12 确定生物富集过程中的BCF值的方法有平衡法、动力学法。

13 生物转化中的受氢体包括分子氧、有机底物转化的中间产物、无机含氧化合物三类。

14 光化学烟雾从产生到结束，其中主要污染物依次出现的顺序为烃、NO、NO2、O3、醛类，二次污染物有NO2、O3、醛类。

15含碳化合物的厌氧分解过程中，在产氢菌和产乙酸细菌的作用下，生成乙酸、甲酸、氢气、二氧化碳中间产物，然后在产甲烷细菌的作用下，生成甲烷。

16丙酮酸在有氧条件下，通过NAD+、辅酶A等辅酶，转化为乙酰辅酶A，然后与草酰乙酸反应生成柠檬酸，进入三羧酸循环过程。

　　17物质通过生物膜的方式有膜孔滤过、被动扩散、被动易化扩散、主动转运、胞吞和胞饮。

　　18导致臭氧层耗损的典型物质有水蒸气、氮氧化物、氟氯烃。

19土壤碱化度为Na+离子饱和度，其产生过程为交换性阳离子的水解作用。

专属吸附：是指吸附过程中，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。

　　质子平衡原理：对于酸碱中和反应，反应过程中得到质子的物质的量等于失去质子的物质的量。

　　质体流动：由水或土壤微粒或者两者共同作用引起的物质流动。

DLVO理论：把范德华吸引力和扩散双电层排斥力考虑为胶体之间仅有的作用因素，适用于没有化学专属吸附作用的电解质溶液中，而且假设颗粒是粒度均等、球体形状的理想状态。胶体之间的作用能(负的多分子范德华引力能和正的扩散双电层排斥力能的代数和)随着胶体中心之间距离的变化而变化，存在第一极小值和第而极小值。

积累稳定常数：在配合反应中，指几个配位体依次与中心金属离子络合形成配合物，每一次配合反应中的络合常数的乘积即为积累稳定常数。

二次颗粒物：是指大气中某些污染组分之间，或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的颗粒物。　　

湿沉降：通过降雨降雪等使大气中的颗粒物从大气中去除的过程。

　　b-氧化途径：是脂肪酸氧化分解的主要途径，脂肪酸与辅酶A结合，形成脂酰辅酶A，羧基的β位上的碳原子经历脱氢-加羟-羰基化等氧化过程，然后与辅酶A结合，形成乙酰辅酶A和少两个碳原子的脂酰辅酶A的过程。

　　环境化学效应：是指在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应。

1PTS（Persistent Toxic Substances，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－t

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）。

8 Bioaccumulation ：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

2 Describe the major soil components and their significances in environmental chemistry

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。

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290 nm的太阳辐射被N2、O2、O3分子吸收，并使其解离。故波长小于290 nm的太阳辐射不能到达地面，而800～2000 nm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300～800 nm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，由土壤中的盐经细菌脱氮作用产生：

      NO3－ + 2H2 + H+→ 1/2 N2O + 5/2 H2O

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  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： 

   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 光化学烟雾定义形成机理

答：(1)清晨大量的碳氧化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。由于晚间NO的氧化结果，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基开始氧化碳氢化和物，并生成一批自由基，它们有效的将NO转化成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，当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时，NO2的浓度达到极大，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）十二个化学反应式

引发反应NO2+hv → NO+O

O+O2+M → O3+M

NO+O3→NO2+O2

链接递反应

RH+OH → RO2+ HO2

RCHO+OH → RC(O)O2+H2O

RCHO+hv → RO2+H2O+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+NO2 

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

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

2.  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，有CO产生O3的光化学为:

CO+OH→  CO2+H

H+O2+M→  HO2+M

HO2+NO → NO2+OH

NO+h v→  NO+O

O+O2+M → O3+M

O3的人为源包括交通运输、石油化学工业及燃煤电厂。

 3分析水体中的污染物的种类。

耗氧污染物，致病污染物，合成有机物，植物营养物，无机矿物质，由土壤、岩石冲刷下来的沉积物，放射性物质，热污染。

   4有害废物的特征。

 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。

     水中有机污染物程度的指标是什么？

溶解氧DO  生化需氧量BOD  化学需氧量COD  总有机碳TOC  总需氧量TD

6污染物的三致作用：致突变作用，致癌作用，致畸作用。

  1、当前人类生存面临的主要环境问题有哪些？

全球变暖，臭氧层空洞，酸雨，光化学烟雾。

环境中主要的化学污染物有哪些？

持久性有机污染物 和无机物

    3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。

  平流层中的臭氧吸收了太阳发射到地球的有害的紫外线，为地球提供了一个防止紫外线辐射的屏障。

平流层的臭氧含量减少，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的最重要的化学反应，是大气中O3生成的引发反应。

南极上空平流层臭氧浓度减少，形成了臭氧空洞。

 5大气污染物的汇的机制？

 重力沉降与植物、建筑或地面相碰撞而被捕获的过程，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试述酸雨的主要成分、形成机理及危害，写出有关化学反应式影响酸雨形成的因素？

从污染源排放出来的SO

和NO2是形成酸雨的主要起始物，

SO2+[O]→  SO3

SO3+H2O → H2SO4

SO2+H2O → H2SO3    

H2SO3+[O] → H2SO4

NO+[O]→  NO2

2NO2+H2O → HNO3+HNO2

酸性污染物的排放及其转化条件，大气中的NH3，颗粒物酸度及其缓冲能力。

7试述大气中CO2等气体浓度上升，引起温室效应的原因。120

CO2如温室的玻璃一样，它允许来自太阳的可见光射到地面，也能阻止地面重新辐射出来的红外光返回外空间。因此，CO2起着单向过滤器的作用。大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。

8试比较伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。107

硫酸烟雾型污染物，从化学上看是属于还原性混合物，故称此烟雾为还原烟雾。而光化学烟雾是高浓度氧化剂的混合物，因此也称为氧化烟雾。这两种烟雾在许多方面具有相反的化学行为。它们发生污染的根源各有不同，硫酸烟雾主要由燃煤引起的，光化学烟雾主要由汽车排放引起的。

7说明臭氧层破坏的原因和机理。122

由于人类活动的影响，水蒸汽，氮氧化物，氟禄烃等污染物进入了平流层，在平流层形成了HOX NOX和CLOX

8影响污染物在大气中运动的主要因素有哪些？54，

主要有空气的机械运动，如风和湍流由于天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染源本身的特性等。

4、重金属污染的特点是什么？水体中重金属的迁移方式有几类？并举例说明水

体中金属迁移转化的影响因素。

一旦进入水环境，均不能被生物降解，主要通过沉淀-溶解，氧化还原，配合作用，胶体形成，吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化。

水体富营养化是指生物所需的氮，磷等营养物质大量进入湖泊，河口，海湾的缓流水体，引起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。

8试述水体中汞甲基化的途径及影响因素，写出有关反应式。

水体汞的污染主要来自生产汞的厂矿，有色金属冶炼以及使用汞的生产部门派出的工业废水。

9为什么水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞含量较高？

水体中的浮游物和底质对汞有强烈的吸附作用。水中悬浮物能大量摄取溶解性汞，使其最终沉降到沉积物中。由于微生物的作用，沉积物中的无机汞能转变为剧毒的甲基汞而不断释放至水体中，甲基汞有很强的亲脂性，极易被水中生物吸收。

1、试述土壤的组成。 土壤具有哪些基本特性？

土壤是由固体，液体和气体三相同组成的多相体系。

4、进入土壤的农药是怎样迁移转化的？

化学农药在土壤中的迁移是指农药挥发到气相的移动以及在土壤溶液中和吸附在土粒上的扩散，迁移，是农药从土壤进入大气水体和生物体的重要过程，主要方式是通过扩散和质体流动。