2011环境化学专业课考研测试题答案

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2011环境化学专业课考研测试题答案

一 填空题(每题2分,共30分)

1 光子能量公式为_______,通常波长大于_______nm的光就不能引起光化学离解,此时对应的化学键能是_______KJ/mol。

2 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_______,二次污染物有_______。

3 天然水的总含盐量(TDS)= 。

4 组成水中酸度的三类物质为_______、_______、_______。

5 水环境中胶体颗粒的吸附作用可分为_______、_______、_______。

6 腐殖质分为_______、_______、_______三类。

7 天然水中的胶体物质分为_______、_______、_______、_______、_______几类。

8 水环境中污染物的光解过程可分为_______、_______、_______三类。

9 我国酸雨的关键性离子组分为____________________________。

10 大气颗粒物中粒径_______的称为细粒,其主要的化学组分为____________________________;粒径_______的称为粗粒,其主要的化学组分为____________________________。

11 絮凝过程的机理为________、________、________、________。

12 化学物质的联合作用包括________、________、________、________。

13 向某一含碳酸的水体加入重碳酸盐,总酸度_____、无机酸度_____、CO2酸度______、总碱度_____、酚酞碱度_____和苛性碱度_____。

14 含碳化合物的厌氧分解过程中,在______细菌的作用下,生成_________________中间产物,然后在______细菌的作用下,生成______。

15 盐基饱和度为100%的土壤,其潜性酸度为________。

二 名词解释(每题2分,共10分)

电子活度

标化分配系数

光量子产率

b氧化途径

被动扩散

三 公式推导(每题7分,共14分)

1推导水的氧化-还原限度,并计算在氧饱和时天然水体的pE,相应的氧化反应的pE0=+20.75。

2 如果只把CO2作为影响天然降水的pH的因素,推导出与大气中CO2平衡的降水的pH精确计算式。

四 简答题(每题5分,共15分)

1 简述生物富集、生物放大和生物积累过程。

2 大气中的自由基有哪些,它们的在大气中的重要性有何区别?并简述大气中的HO·的来源。

3 汞在微生物作用下的转化过程。

五 计算题(每题8分,共16分)

1 含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH值为8.0,请算出水中剩余镉离子的浓度。(已知CdS的溶度积为7.9*10-27,饱和水溶液中H2S浓度保持在0.1mol/L,H2S离解常数K1=8.9*10-8,K2=1.3*10-15)

2 若有水A,pH为7.5,其碱度为6.38mmol.L-1,水B的pH为9.0,碱度为0.80mmol.L-1,若这两种水以1:2的体积比混合,问混合后的pH是多少。(pH为7.5时:a0 = 0.06626、a1 = 0.9324、a2 = 0.001383、a = 1.069;pH为9.0时:a0 = 0.002142、a1 = 0.9532、a2 = 0.04470、a = 0.9592;)

六 综合题(每题15分,共15分)

具体解释氮的微生物转化过程及其中涉及的硝化、反硝化过程作用细菌的特征。

答案

一 填空题(每题2分,共30分)

1.光子能量公式是E=hc/λ,通常波长大于700nm的光就不能引起光化学离解,此时对应的化学键能是167.4KJ/mol。

2.光化学烟雾从产生到结束,其中主要污染物出现的顺序依次是NO,RO2,RC(O)O2,二次污染物有O3,醛,PAN,过氧化氢等。

3天然水的总含盐量(TDS)=[Ca2++Mg2++Na++K+]+[HCO3-+SO4-+Cl-]

4.组成水中酸度的三类物质为强酸、弱酸、强酸弱碱盐

5.水环境中胶体颗粒的吸附作用可分为表面吸附、离子交换吸附、专属吸附。

6. 腐殖质可分为腐殖酸,富里酸,腐黑物。

7.天然水中的胶体物质分为矿物微粒和粘土矿物、金属水合氧化物、腐殖质、水体悬浮沉积物几类。

8.水环境中污染物的光解过程可分为直接光解,敏化光解,氧化反应三类。

9.我国酸雨的关键性离子组分为SO42-,Ca2+,NH4+

10.大气颗粒物中粒径小于2um的称为细粒子,其主要的化学组分为硫酸根,氨离子,硝酸根离子,炭黑,痕量金属;粒径大于2um的称为粗粒子,其主要的化学组分为铁,钙,硅,钠,铝,镁,钛等。

11.絮凝过程的机理分为压缩双电层、专属吸附、粘结架桥、絮团卷扫。

12.化学物质的联合作用包括协同作用,独立作用,相加作用,拮抗作用。

13.向某一含炭酸的水中加入重碳酸盐,总酸度增大,无机酸度减小,CO2酸度不变,总碱度不变,酚酞碱度不变,苛性碱度减小。

14.含炭化合物的厌氧分解过程中,在产酸细菌的作用下,生成有机酸,醇等中间产物,然后在产氢菌及产乙酸菌的作用下,生成甲烷。

15.盐基饱和度为100%的土壤,其潜性酸度为0。

二 名词解释(每题2分,共10分)

电子活度:

将氧化剂和还原剂定义为电子给予体和电子接受体,上式中

表示水溶液中电子的活度。

是平衡状态下(假想)的电子活度,它衡量溶液接收或迁移电子的相对趋势,在还原性很强的溶液中,其趋势是给出电子。

光量子产率:吸收光子过程产生的激发态分子数目与吸收光子数目的比率。

标化分配系数:有机毒物在沉积物与水之间的分配比率用分配系数表示,分配系数与沉积物中有机碳的质量分数的比值称为标化分配系数。

β氧化途径:指有机物在辅酶的作用下,β位上的氧原子被氧化的现象。

被动扩散:脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧、基舜浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜。

三 公式推导(每题7分,共14分)

1.计算水的氧化还原限度,并计算在氧饱和时天然水体的pE,相应的氧化反应的pE0=+20.75

水的氧化限度

水的还原限度:

pE0=0.00

氧饱和时,水中

0.21*105Pa,将[H+]=10-7代入氧化限度式,得,

2.如果只把CO2作为影响天然降水的pH的因素,推导出与大气中CO2平衡的降水的pH值精确计算式。

在未被污染的大气中,可溶于水且含量比较大的酸性气体是二氧化碳,如果只把其作为影响天然降水pH的因素,根据其全球大气浓度330mL/m3与纯水的平衡:

式中,KH—CO2水合平衡常数,即亨利系数

K1,K2—分别为二元酸

的一级和二级电离常数。

它们的表达式为:

各组分在溶液中的浓度为:

按电中性原理,有:

上述方程联立,得:

式中:

_ CO2 在大气中的分压

Kw 水的离子积

四 简答题(每题5分,共15分)

1.简述生物富集、生物放大、生物积累过程。

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的物质,使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。

生物放大是指在同一食物链上的高营养级生物,通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解的物质,使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。

生物放大或生物富集都是属于生物积累的一种情况。所谓生物积累,就是生物在周围环境或者食物链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。

2.大气中的自由基有哪些,它们在大气中的重要性有何区别?并简述大气中

自由基的主要来源。

自由基在其电子壳层的外层有一个不成对的电子,因而具有很高的活性,具有强氧化作用。大气中存在的重要自由基有HO、HO2、R(烷基)、RO(烷氧基)和RO2(过氧烷基)等。其中HO和HO2更为重要。

对于清洁大气而言,O3的光离解是大气中HO的重要来源;

对于污染大气,如有HNO2和H2O2存在,它们的光离解也可以产生HO:

其中,HNO2的光离解是大气中HO的重要来源。

3. 简述汞在微生物作用下的转化过程。

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