环境化学练习题课后习题自己做做看答案

第四章 土壤环境化学

一、填空

1、重金属在土壤－植物体系中的迁移过程与 重金属 的种类、价态、存在形态及 植物 的种类、特性有关。

2、Cr(VI)与Cr(Ⅲ)比较， Cr(VI) 的迁移能力强， Cr(VI) 的毒性和危害大。 3、重金属污染土壤的特点： 形态多变，价态不同毒性不同；金属有机态毒性大于无机态；金属羰基化合物常剧毒 ， 产生毒性效应的浓度范围低，对人体的毒性是积累性的 ， 迁移转化形式多，物理化学行为多具可逆性，属于缓冲型污染 ， 微生物不能降解，反而会毒害微生物或者使之有机化，增强毒性 。 4、土壤污染的特点：隐蔽性、累积性、复杂性 三、问答题

T1土壤有哪些主要成分？他们对土壤的性质与作用有哪些影响？【P266-269】 答：（1）土壤矿物质：A、原生矿物 B、次生矿物。土壤矿物质直接影响土壤的理化性质，是植物营养元素的重要来源

（2）土壤有机质：是土壤形成的标志，对土壤的性质有很大影响。

（3）土壤水分：既是植物养分的主要来源，也是进入土壤的各种污染物向其他环境圈层迁移的媒介。

（4）土壤空气：与大气组成基本相似，主要成分是N2、O2和CO2 。①土壤空气存在于相互隔离的土壤孔隙中，是一个不连续的体系；②在O2，和CO2含量上有很大的差异。土壤空气中CO2含量比大气中高得多。大气中CO2含量为0.02％-0.03％，而土壤空气中CO2含量一般为0.15％一0.65％，甚至高达5％，这主要由于生物呼吸作用和有机物分解产生。氧的含量低于大气。土壤空气中水蒸气的含量比大气中高得多。土壤空气中还含有少量还原性气体，如CH4、H2S、H2、NH3等。如果是被污染的土壤，其空气中还可能存在污染物。

T2什么是土壤的活性酸度与潜在酸度？试用两者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因 答：根据土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。

（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称有效酸度，通常用pH表示。

（2）潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH值降低。

南方土壤中岩石或成土母质的晶格被不同程度破坏，导致晶格中Al3+释放出来，变成代换性Al3+，增加了土壤的潜性酸度，在一定条件下转化为土壤活性酸度，表现为pH值减小，酸度偏高。

T3土壤的缓冲作用有哪几种？举例说明其作用原理。

答：土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和土壤胶体的缓冲性能：

（1）土壤溶液的缓冲性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SiO4、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作用。以碳酸及其钠盐为例说明。向土壤加入盐酸，碳酸钠与它生成中性盐和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。

Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3

当加入Ca(OH)2时，碳酸与它作用生成难溶碳酸钙，也限制了土壤碱度的变化范围。

H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O 土壤中的某些有机酸（如氨基酸、胡敏酸等）是两性物质，具有缓冲作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，对酸碱均有缓冲作用。

NH2RCHCOOH+ HClRCHCOOH NH3ClNH2RCHCOOH+ NaOHRCHNH2+ H2OCOONa

（2）土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。

对酸缓冲（M－盐基离子）：

土壤胶体 M＋HCl土壤胶体 H＋MCl

对碱缓冲：

土壤胶体 H＋MOH土壤胶体 M＋H2O

Al3+对碱的缓冲作用：在pH小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al3+有6个水分子围绕，当OH增多时，Al3+周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H+，中和OH-：

－

2Al(H2O)63 + 2OH

＋

－

[Al2(OH)2(H2O)8]4+ + 4H2O

T4什么是盐基饱和度?它对土壤的性质有何影响？【P274】

答：土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为盐基饱和度（BS）。

酸基离子：H+、Al3+ 盐基离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+等 BS真正反映土壤有效(速效)养分含量的大小，是改良土壤的重要依据之一。土壤吸附性阳离子，根据其解吸后的化学特性可区分为致酸的非盐基离子（如氢和铝离子）与非致酸的盐基离子（如钙、镁、钠等）两大类。当土壤胶体所吸附的阳离子基本上属于盐基离子时，称为盐基饱和土壤，呈中性、碱性、强碱性反应；反之，当非盐基离子占相当大比例时，称为盐基不饱和土壤，呈酸性或强酸性反应。土壤盐基饱和度以土壤的交换性盐基总量占土

壤阳离子代换量的百分比表示。盐基饱和度的大小，可用作施用石灰或磷灰石改良土壤的依据

T5试比较土壤阳、阴离子交换吸附的主要作用原理与特点。【P273-274】 答：阳离子原理：

1电荷数：离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。 特点：○

2离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就越小，因而具 ○

有较强的交换能力。

阴离子原理：土壤中带正电的胶体所吸附的阴离子与溶液中的阴离子发生交换。 特点：能与胶体微粒或溶液中的阳离子形成难溶性程佃而被强烈吸附。

T6土壤中重金属污染向植物体内转移的主要方式及影响因素有哪些？【P280-282】 答:主要方式：

（1）被动转移 脂溶性物质从高浓度一侧向低浓度侧，

顺浓度梯度扩散，通过有类脂层屏障的生物膜。扩散速率与有机物的化学性质、分子体积或在液体pH条件下离解性有关被动扩散不耗能，不需载体参与，因而无竞争性抑制、特异性选择和饱和现象

（2）主动迁移 在需消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度的特异性蛋白载体结合，通过生物膜至高浓度侧解离出原物质，所需代谢能量来自膜的三磷酸酰苷酶分解三磷酸酰苷(ATP)成二磷酸酰苷（ADP）和磷酸时所释放的能量。 影响因素：

（1）植物种类 不同植物种类或同种植物不同植株从土壤吸收转移重金属的能力不同 （2）土壤种类 土壤的酸碱性和腐殖质含量均可影响重金属向植物体内转移的能量。 （3）重金属形态 如CdSO4、Cd3(PO4)2和CdS 三种不同形态的镉在土壤中，实验发现对

水稻生长的抑制与镉的溶解度有关，此外土壤pH值、pE值的变化都可影响植物对重金属的吸收

（4）重金属在植物体内的迁移能力 Cd和Zn在水稻体内的迁移能力不同

Cd：大于1 mg/kg 糙米中Cd含量急剧增加 Zn：小于250 mg/kg 糙米中Zn含量几乎不变

T7植物对重金属污染产生耐受性作用的主要机制是什么？

答：不同种类的植物对重金属的耐性不同，同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。

（1）植物根系通过改变根系化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。 （2）重金属与植物的细胞壁结合，而不能进入细胞质影响细胞代谢活动，使植物对重金属表现出耐性。

（3）酶系统的作用。耐性植物中酶活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，此外在耐性植物中还发现另一些酶可被激活，从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常代谢过程。

（4）形成重金属硫蛋白或植物络合素，使重金属以不具生物活性的无毒螯合物形式存在，降低了重金属离子活性，从而减轻或解除其毒害作用。

T8举例说明影响农药在土壤中进行扩散和质体流动的因素有哪些？

答：（1）影响农药在土壤中扩散的因素主要是土壤水分含量、吸附、孔隙度、温度及农药本身的性质等：

①土壤水分含量：研究表明林丹的汽态和非汽态扩散情况随土壤水分含量增加而变化。 ②吸附：土壤对农药的吸附改变了其扩散的情况，如土壤对2,4-D的化学吸附，使其有效扩散系数降低了，两者呈负相关关系。

③土壤紧实度：土壤紧实度对农药的扩散的情况有影响是因为对于以蒸汽形式进行扩散的化合物来说，增加紧实度就降低了土壤孔隙率，扩散系数就自然降低了。如二溴乙烷、林丹等农药在土壤中的扩散系数随紧实度增加而降低。

④温度：温度增高的总效应是使扩散系数增大。

⑤气流速度：气流速度可直接或间接地影响农药的挥发。如果空气的相对湿度不是100%，那么增加气流就促进土壤表面水分含量降低，可以使农药蒸汽更快地离开土壤表面，同时使农药蒸汽向土壤表面运动的速度加快。

⑥农药种类：不同农药的扩散行为不同。如有机磷农药乐果和乙拌磷在Broadbalk粉砂壤土中的扩散行为就是不同的。

（2）影响农药在土壤中质体流动的因素有农药与土壤的吸附、土壤种类和农药种类等。

①农药与土壤吸附：非草隆、灭草隆、敌草隆、草不隆四种农药吸附最强者移动最困难，反之亦然。

②土壤种类：土壤有机质含量增加，农药在土壤中渗透深度减小；增加土壤中粘土矿物的含量，农药的渗透深度也减小。

③农药种类：不同农药在土壤中通过质体流动转移的深度不同。如林丹和DDT。

T9比较DDT和林丹在环境中迁移转化与归趋的主要途径与特点。

答：DDT和林丹迁移转化、归趋主要途径与特点比较如下表所示： 迁移转化、归趋途径 1）在土壤中移动不明显，易被吸附 2）通过根系渗入植物体 DDT 3）在土壤中按还原、氧化和脱氯化氢等机理被微生物降解 4）光解 1）从土壤和空气转入水体 林丹 2）挥发而进入大气 3）在土壤生物体内积累 特点 1） 不溶于水，高亲脂性，易通过食物链放大，积累性强 2）挥发性小，持久性高 3）在缺氧和高温时降解速度快 4）南方水田里DDT降解快于北方 1） 易溶于水 2） 挥发性强，持久性低 3） 在生物体内积累性较DDT低 4）植物积累 T10试述有机磷农药在环境中的主要转化途径，并举例说明其原理。

有机磷农药在环境中转化途径有非生物降解和生物降解。 （1）有机磷农药的非生物降解

①吸附催化水解：吸附催化水解是有机磷农药在土壤中降解的主要途径。如地亚农等硫代硫酸酯的水解反应如下

S（RO）2P+H2O+-S（RO）2POH+ R，OH

OR， (H或OH)②光降解：有机磷农药可发生光降解反应，如辛硫磷在253.7nm的紫外光下照射30小时，其光解产物如下

O(C2H5O)2PSNOS(C2H5O)2PCN(C2H5O)2POCNCOP(OC2H5)2（特普）（辛硫磷感光异构体）ONCOS(C2H5O)2PP(OC2H5)2OCN（辛氧磷）（一硫代特普）(辛硫磷）(C2H5O)2PONC（2）有机磷农药的生物降解

有机磷农药在土壤中被微生物降解是它们转化的另一条重要途径。化学农药对土壤微生物有抑制作用。同时，土壤微生物也会利用有机农药为能源，在体内酶或分泌酶的作用下，使农药发生降解作用，彻底分解为CO2和H2O。如马拉硫磷被绿色木霉和假单胞菌两种土壤微生物以不同方式降解，其反应如下：

T7溶解1.00×10-4mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止发生固体Fe(OH)3沉淀作用所需最小[H+]浓度的水中，假定溶液中仅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而没有形成Fe2(OH)24+。请计算平衡时该溶液中[Fe3+]、[Fe(OH)2+]、[Fe(OH)2+]、[H+]和pH。

T8什么叫优先污染物？我国优先控制污染物包括哪几类？

T10请叙述天然水体中存在哪几类颗粒物？【P171-172】 答：（1）矿物微粒和黏土矿物：天然水中常见矿物微粒为石英（SiO2）、长石（KALSi3O8）、云母及黏土矿物等硅酸盐矿物。

（2）金属水化合物： Al、Fe、Mn、Si等金属的水和氧化物在天然水中以无机高分子及溶胶等形式存在。

（3）腐殖质：一种带负电的高分子弱电解质，其形态构型与官能团的解离程度有关。

（4）水体悬浮沉积物：天然水体中各种环境胶体物质往往并非单独存在，而是相互作用结合成为某种聚集体。

（5）其他：湖泊中的藻类，污水中的细菌病毒等。

T11什么是表面吸附作用,离子交换吸附作用和专属吸附作用 并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别.

(1)表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能,因此固液界面存在表面吸附作用.胶体表面积越大,吸附作用越强.

(2)离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离子.胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量的其他阳离子,这种作用称为离子交换吸附作用,属于物理化学吸附.该反应是可逆反应,不受温度影响,交换能力与溶质的性质,浓度和吸附剂的性质有关.

(3)专属吸附:指在吸附过程中,除了化学键作用外,尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号,还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上. (4)水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示. 项目 专属吸附 非专属吸附

发生吸附的表面净电荷的符号 -,0,+ -

金属离子所起的作用 配位离子 反离子

吸附时所发生的反应 配位体交换 阳离子交换

发生吸附时要求体系的pH值 任意值 >零电位点

吸附发生的位置 内层 扩散层

对表面电荷的影响

负电荷减少,正电荷增加 无

动力学可逆性 不可逆慢过程

快速可逆请叙述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及与溶液中配合反应的区别。 T14请说明胶体的凝聚和絮凝之间的区别。

T15请叙述水中颗粒物可以哪些方式进行聚集？【P181】

T16请叙述水环境中促成颗粒物絮凝的机理。【P182-183】 答：（1）异向絮凝 由颗粒的热运动即布朗运动推动下发生碰撞而絮凝

（2）同向絮凝 在水流速率梯度(G)的剪切作用下，颗粒产生不同的速率而发生碰撞和絮凝。

（3） 差速沉降絮凝 在重力作用下，沉降速率不同的颗粒会发生碰撞而絮凝，如果颗粒的密度和形状相同，则不同粒径的颗粒沉降速度也不同。

T17含镉废水通入H2S达到饱和并调pH值为8.0，请计算水中剩余镉离子浓度（已知CdS的溶度积为7.9×10-27）。

T20请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用。 答：参考31

T22请叙述有机配体对重金属迁移的影响。 答：参考30

T23什么是电子活度pE，以及它和pH的区别。

T28解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢.

(1)分配系数:在土壤-水体系中,土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程(溶解),即非离子性有机化合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,此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数.

(2)标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关,以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数.

(3)辛醇-水分配系数:有机化合物的正辛醇-水分配系数(KOW)是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值.它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力,是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数.KOW与化合物的水溶性,土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关.

(4)生物浓缩因子:有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比. (5)亨利定律常数:通常可理解为非电解质稀溶液的气-水分配系数.

(6)水解速率:反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数. (7)直接光解:化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应.

(8)光量子产率:分子被活化后,它可能进行光反应,也可能通过光辐射的形式进行\去活化\再回到基态,进行光化学反应的光子数占吸收光子数之比称为光量子产率.

(9)生长物质代谢和共代谢:生物降解过程中,一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物,这称为生长物质代谢.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

T35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)负载过程:污水排放速率,大气沉降以及地表径流引入有机毒物至天然水体均将直接影响污染物在水中的浓度. (2)形态过程:

①酸碱平衡:天然水中pH决定着有机酸或碱以中性态存在的分数,因而影响挥发及其他作用. ②吸着作用:疏水有机化合物吸着至悬浮物上,由于悬浮物质的迁移而影响它们以后的归趋. (3)迁移过程:

①沉淀-溶解作用:污染物的溶解度范围可限制污染物在迁移,转化过程中的可利用性或者实质上改变其迁移速率.

②对流作用:水力流动可迁移溶解的或者被悬浮物吸附的污染物进入或排出特定的水生生态系统.

③挥发作用:有机污染物可能从水体进入大气,因而减少其在水中的浓度.

④沉积作用:污染物被吸附沉积于水体底部或从底部沉积物中解吸,均可改变污染物的浓度. (4)转化过程:

①生物降解作用:微生物代谢污染物并在代谢过程中改变它们的毒性. ②光解作用:污染物对光的吸收有可能导致影响它们毒性的化学反应的发生. ③水解作用:一个化合物与水作用通常产生较小的,简单的有机产物.

④氧化还原作用:涉及减少或增加电子在内的有机污染物以及金属的反应都强烈地影响环境参数.

(5)生物累积过程:

①生物浓缩作用:通过可能的手段如通过鱼鳃的吸附作用,将有机污染物摄取至生物体. ②生物放大作用:高营养级生物以消耗摄取有机毒物进入生物体低营养级生物为食物,使生物

体中有机毒物的浓度随营养级的提高而增大.请叙述有机物水环境归趋模式的基本原理。

第二章 大气环境化学

课本P145页T3、T4、T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13、T17、T18、T19、T23、T24、自己做做看20题。

T3．大气中有哪些重要污染物？说明其主要来源和消除途径。

环境中的大气污染物种类很多，若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类；若按形成过程则可分为一次污染物和二次污染物。按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物。主要按照化学组成讨论大气中的气态污染物主要来源和消除途径如下： （1）含硫化合物

大气中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、二甲基硫（CH3）2S、硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、硫酸（H2SO4）、亚硫酸盐（MSO3）和硫酸盐（MSO4）等。大气中的SO2（就大城市及其周围地区来说）主要来源于含硫燃料的燃烧。大气中的SO2约有50%会转化形成H2SO4或SO4，另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。H2S主要来自动植物机体的腐烂，即主要由植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。大气中H2S主要的去除反应为：HO + H2S → H2O + SH。 （2）含氮化合物

大气中存在的含量比较高的氮的氧化物主要包括氧化亚氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。主要讨论一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式NOx表示。NO和NO2是大气中主要的含氮污染物，它们的人为来源主要是燃料的燃烧。大气中的NOx最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉降从大气中去除。其中湿沉降是最主要的消除方式。 （3）含碳化合物

大气中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）以及有机的碳氢化合物（HC）和含氧烃类，如醛、酮、酸等。

CO的天然来源主要包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧，其中以甲烷的转化最为重要。CO的人为来源主要是在燃料不完全燃烧时产生的。大气中的CO可由以下两种途径去除：土壤吸收（土壤中生活的细菌能将CO代谢为 CO2 和 CH4）；与HO自由基反应被氧化为CO2。

CO2的人为来源主要是来自于矿物燃料的燃烧过程。天然来源主要包括海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸和腐败作用以及燃烧作用等。

甲烷既可以由天然源产生，也可以由人为源产生。除了燃烧过程和原油以及天然气的泄

2-

漏之外，产生甲烷的机制都是厌氧细菌的发酵过程。反刍动物以及蚂蚁等的呼吸过程也可产生甲烷。甲烷在大气中主要是通过与HO自由基反应被消除：CH4 + HO→CH3 + H2O。 （4）含卤素化合物

大气中的含卤素化合物主要是指有机的卤代烃和无机的氯化物和氟化物。

大气中常见的卤代烃以甲烷的衍生物，如甲基氯（CH3Cl）、甲基溴（CH3Br）和甲基碘（CH3I）。它们主要由天然过程产生，主要来自于海洋。CH3Cl和CH3Br在对流层大气中，可以和HO自由基反应。而CH3I在对流层大气中，主要是在太阳光作用下发生光解，产生原子碘（I）。许多卤代烃是重要的化学溶剂，也是有机合成工业的重要原料和中间体，如三氯甲烷（CHCl3）、三氯乙烷（CH3CCl3）、四氯化碳（CCl4）和氯乙烯（C2H3Cl）等均可通过生产和使用过程挥发进入大气，成为大气中常见的污染物。它们主要是来自于人为源。在对流层中，三氯甲烷和氯乙烯等可通过与HO自由基反应，转化为HCl，然后经降水而被去除。 氟氯烃类中较受关注的是一氟三氯甲烷（CFC－11或F－11）和二氟二氯甲烷（CFC－12或F－12）。它们可以用做致冷剂、气溶胶喷雾剂、电子工业的溶剂、制造塑料的泡沫发生剂和消防灭火剂等。大气中的氟氯烃类主要是通过它们的生产和使用过程进入大气的。由人类活动排放到对流层大气中的氟氯烃类化合物，不易在对流层被去除，它们在对流层的停留时间较长，最可能的消除途径就是扩散进入平流层 T4影响大气中迁移的主要因素是什么？

T7大气中有哪些重要的自由基？其来源如何？【P57/P74】

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。它们的来源如下： （1）HO来源

对于清洁大气而言，O3的光离解是大气中HO的重要来源：

O3?hv?O?O2 O?H2O?2HO

对于污染大气，如有HNO2和H2O2存在，它们的光离解也可产生HO：

HNO2?hv?HO?NO H2O2?hv?2HO

其中HNO2的光离解是大气中HO的重要来源。 （2）HO2的来源

大气中HO2主要来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：

H2CO?hv?H?HCO

H?O2?M?HO2?M

HCO?O2?HO2?CO

任何光解过程只要有H或HCO自由基生成，它们都可与空气中的O2 结合而导致生成HO2。亚硝酸酯和H2O2 的光解也可导致生成HO2：

CH3ONO?hv?CH3O?NO CH3O?O2?HO2?H2CO H2O2?hv?2HO HO?H2O2?HO2?H2O

如体系中有CO存在：

HO?CO?CO2?H H?O2?HO2

（3）R的来源

大气中存在量最多的烷基是甲基，它的主要来源是乙醛和丙酮的光解：

CH3CHO?hv?CH3?HCO CH3COCH3?hv?CH3?CH3CO

这两个反应除生成CH3外，还生成两个羰基自由基HCO和CH3CO。 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

（4）RO的来源

大气中甲氧基主要来源于甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解：

CH3ONO?hv?CH3O?NO CH3ONO2?hv?CH3O?NO2

（5）RO2的来源

大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而形成的：

R?O2?RO2

T8大气中有哪些重要的含氮化合物？说明他们的天然来源和人为来源及对环境的污染。【P27】

答：重要化合物：氧化亚氮(N2O)、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）。

来源及危害：N2O，主要来自天然来源，即土壤中硝酸盐经细菌的脱氮作用而产生。性质稳定，没有明显污染效应。

NO，NO2主要为人为来源，1/3为固定燃烧源的排放，2/3为汽车等流动源的排放。NOX 经过转化，最终成为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉降从大气中去除。影响人体健康，使动植物叶片产生斑点，引起植物光合作用的可逆衰减。 T9叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。【P78】

T10大气中有哪些重要的碳氢化合物？它们可发生哪些重要的光化学反应？【P38/P90】

甲烷、石油烃、萜类和芳香烃等都是大气中重要的碳氢化合物。它们可参与许多光化学反应过程。

（1）烷烃的反应：与HO、O发生H摘除反应，生成R氧化成RO2与NO反应

RH + OH → R + H2O RH + O → R + HO R + O2 → RO2 RO2 + NO → RO + NO2

（2）烯烃的反应：与OH主要发生加成、脱氢或形成二元自由基

加成：RCH=CH2 + OH → RCH(OH)CH2

RCH(OH)CH2 + O2 → RCH(OH)CH2O2 RCH(OH)CH2O2 + NO → RCH(OH)CH2O + NO2 脱氢：RCH=CH2 + HO → RCHCH2 + H2O 生成二元自由基：

3. 温室效应：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的现象叫做温室效应。【P120】 4. PCBs：【P162】：

高

5. 二次污染物：

排入环境的一次污染物，由于自然界的物理、化学和生物因子的影响，其性质和状态发生变化而形成的新的污染物。 6. 可吸入颗粒物【P131】：

7. 湿沉降【P130】：

8. 试比较伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别

答：产生的原因不同，伦敦烟雾事件是由于伦敦的发电厂、煤场和化工厂想空气中排放了大量的二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫，尘粒浓度达到平时的 10 倍 ，二氧化硫达到了平时的 6 倍。另外 ，逆温层似乎跟酸雨总是“哥俩好”，于是伦敦就变成了一个名副其实的大锅炉，污染物无法散去，尘粒中的氧化亚铁把二氧化硫 SO2 催化成了三氧化硫 ，三氧化硫最擅长的就是粘合硫酸和水，于是酸雨每次都要向它顶礼膜拜。

洛杉矶烟雾事件是由于汽车尾气中排放了大量的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮在强烈的紫外线照射下，变得不稳定，形成了新的产物。

9. 试分析具有温室效应作用的“臭氧”与平流层的“臭氧”差别？

答：只有在对流层靠近地面的“臭氧”才有温室效应，对流层中的臭氧含量极少。

在平流层中的臭氧含量能吸收太阳的紫外线，使地球生物免遭过度紫外线照射。含量比对流层中的“臭氧”高出很多。

10. 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。并阐述重地区酸雨频率

高，而北京酸雨频率低的原因。 答：A.酸雨的主要成分： B.形成机理：硫酸型酸雨

S-H2SO4

S+ O2(点燃) = SO2

SO2+ H2O= H2SO3(亚硫酸) 2H2SO3+ O2= 2H2SO4( 硫酸) 总的化学反应方程式: S+ O2(点燃) = SO2

2SO2+ 2H2O+ O2= 2H2SO4 硝酸型酸雨

氮的氧化物溶于水形成酸: a. NO-HNO3(硝酸) 2NO+ O2= 2NO2

3NO2+ H2O= 2HNO3+ NO 总的化学反应方程式: 4NO+ + 2H2O+ 3O2= 4HNO3 b. NO2 HNO3

总的化学反应方程式: 4NO2+ 2H2O+ O2= 4HNO3 C.危害（1）直接危害植物

植物对酸雨反应最敏感的器官是叶片, 叶片受损后光合作用降低, 抗病虫害能力减弱,林木生长缓慢或死亡,农作物减产。 （2）破坏水环境

当pH 值降至5.0 以下, 鱼卵多不能正常孵化,即使孵化,骨骼也常是畸形的;加之河底淤泥中的有毒金属遇酸溶解, 更加速了水生生物的死亡。 （3）使土壤酸化

影响和破坏土壤微生物的数量和群落结构,抑制了土壤中有机物的分解和氮的固定, 使土壤贫瘠化,导致生长在这里的植物逐步退化。

（4） 腐蚀文物古迹、 建筑物、 工业设备和通讯电缆等 （5 ）危及人体健康 酸雨中含有的甲醛、 丙烯酸等对人的眼睛有强烈的刺激作用。硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比 SO2要高10倍,其微粒可侵入人体的深部组织,引起肺水肿和肺硬化等疾病而导致死亡。

1重庆地区煤含硫量高，D.重庆地区酸雨高而北京酸雨少的原因：○向大气中排放了大量的二

2氧化硫。再加上气温高、湿度大、有利于二氧化硫的转化。而北京地区的气候干燥，少雨○3北京重庆地区大气中NH3的含量大约为北京的十分之一，降低了与酸性物质的中和能力。○

地区的颗粒物缓冲能力比重庆地区的颗粒物缓冲能力强。 11.依据下图分析光化学烟雾形成的机理？【P95】

12. 简述光化学烟雾产生的条件、机理和过程【P95】

13. 举例说明有些气体在水中的实际溶解量可以远高于亨利定律计算结果的原因。 14. 大气中HO?自由基的主要来源。【参考T7】

15. 我国酸雨中关键性离子组份为 硫酸根离子 、 钙离子 、 铵根离子 。

16. 从环境化学角度综合分析我国酸雨的地域分布和形成过程。 17. 推导出与大气中CO2平衡的降水的pH计算式。【前面题中已作出推导】

18. 伦敦烟雾事件被称为 硫酸型烟雾 ，美国洛杉机烟雾被称为 光化学烟雾 。化学烟雾、硫酸型烟雾）

19. 导致臭氧层耗损的典型物质有 。

20. 大气颗粒物的去除过程可分为___干沉降_____、__湿沉降______。

（光

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