03475环境化学

《环境化学》 第一章 绪 论

1、造成环境污染的因素有物理的、化学的、生物的三个方面，其中化学物质引起的占80﹪-90﹪。 2、环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。 3、简介环境化学的主要研究内容和我国当前优先考虑的几大环境化学问题。

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

② 我国优先考虑的几大问题：以有机物污染为主的水质污染问题；以大气颗粒物和SO2为主的城市空气污染问题；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染问题。 4、环境污染物主要来自工业、农业、交通运输和生活等四方面。

5、污染物的环境效应可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应。

6、污染物的迁移是指污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程。主要有机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移等。

7、造成环境污染的因素有物理的、 化学的 和生物的三个方面。 8．环境生物效应：环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。

9、污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和环境生物效应。 10、人为污染源可分为工业、农业、生活和交通运输。

11、环境污染物：是环境化学研究的对象，是指进入环境后使环境的正常组成和性质发生改变，直接或间接有害于人类和生物的物质。

12、环境污染：是指污染物由污染源直接排入环境所引起的污染。

第二章 大气环境化学

1、 根据大气的温度层结、密度层结和运动规律，可将大气划分为对流层、平流层、中间层、热层和逸散层。

2、大气逆温可分为近地层逆温和自由大气逆温两种，其中近地面层的逆温可分为辐射逆温、平流逆温、融雪逆温和地形逆温等；自由大气的逆温有乱流逆温、下沉逆温和锋面逆温等。

3、MMD表示最大混合层高度，当其小于1500米时，城市会普遍出现污染现象。

4．自由基：由共价键均裂所形成的化学碎片，其上有未配对的电子，所以十分活跃，反应性强。 5．简述光化学烟雾的定义，光化学烟雾的形成机理和特征。

答：光化学烟雾现象：含有氮氧化物和碳氢化物等第一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等，由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。光化学烟雾是一个链反应，链引发反应主要是NO2光解，光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氢化物存在，大气温度较低，而且有强的阳光照射。根据光化学烟雾的日变化曲线，光化学烟雾在白天生成，傍晚消失。污染高峰出现在中午或稍后。

6、.简述大气中SO2转化的主要过程

答：主要有气相氧化（又称均相氧化）和液相氧化（又称非均相氧化），其中气相氧化主要有：①直接光氧化；②被自由基HO、HO2和O等氧化；

液相氧化主要包括：①O3和H2O2对SO2的氧化；②金属离子对SO2的催化氧化（特别是Mn2﹢、Fe3﹢及其共存时的催化氧化）。

7、硫酸烟雾型污染：硫酸烟雾主要是由于燃烧煤炭而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸及其盐等颗粒物所造成的大气污染现象。

硫酸烟雾又称为伦敦烟雾、还原性烟雾，由于大多呈黄色，所以又称黄色烟雾。而光化学烟雾又称洛杉矶烟雾、氧化性烟雾。由于它多呈蓝色，故又称蓝色烟雾。

8、酸沉降：是指大气中的酸性物质迁移到地面的过程，它一般可以分为干沉降和湿沉降两个类型；干沉降是指大气中的酸性物质在气流的作用下直接迁移到地面的过程；湿沉降是指大气中的酸性物质以降水形式迁移到地面的过程。 9、酸雨的形成过程或机理： （1）、氧化成核作用（或过程）：简称氧化成核，是指大气中的SO2和NOX等经过一系列的氧化反应生成硝酸、硫酸及其盐类的过程； （2）、云内消除作用（或过程）：又称雨除作用，是指大气中的NOX和SO2等气态污染物在大气中经过一系列的氧化过程形成硝酸、硫酸及其盐类，后者在大气中成为凝聚核，再吸收NOX、SO2或水蒸气，形成云滴，云滴再长大，并吸收SO2、H2O，同时凝聚核相互碰撞合并形成雨滴的过程。

（3）云下清除过程：又称冲刷作用，是指大气中NOX、SO2的等气态污染物经过氧化成核、云内清除作用形成雨滴，在大气中因重力的作用下降过程中吸收大气中的NOX、SO2、H2O，同时增加大气中凝聚核冲刷一并带至地表的过程。 10、大气颗粒物/气溶胶（Aerosol）：大气是由各种固体或液体微粒均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系，这一体系即称之为气溶胶体系。(1)、一次颗粒物：直接从污染源排放出来的颗粒物（2）、二次颗粒物：从污染源产生的一次颗粒物或一次污染物之间的相互反应，或这些组分与大气成分（包括受太阳光线照射）之间发生反应，而产生的新的颗粒物。（3）、TSP：即总悬浮颗粒物，是指大气中颗粒直径在100um以下的大气颗粒物的总和。TSP一般可分为：降尘（φ在100um－10um之间）、飘尘（φ小于10um）和可吸入粒子（或颗粒物），一般用IP表示：是指易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子，目前国际标准组织（ISO）建议将其定义为Dp≤10um的大气颗粒物。（4）、Whitby等人依据大气颗粒物的表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模，并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿。按这个模型，可把大气颗粒物分成三种模结构：即爱根核模（Dp＜0.05um）、积聚模（0.05um≤Dp≤2um）和粗粒子模（Dp＞2um）。（5）、大气颗粒物对酸雨的形成有2个方面的影响，一是对SO2等气态污染物转化有促进作用；二是对大气中的酸性物质有中和或缓冲作用。（6）、大气中颗粒物的去除过程，包括干沉降和湿沉降两种方式。 11、常见的温室气体主要有CO2、CH4、CO、CH3CHCL2、O3和氟利昂(CFC11和CFC12)等。

12、到达地球表面的太阳辐射最短波长为290nm，问大气中NO2分子在吸收该波长光量子后，能否引起分子中N-O键断裂？已知N-O的键能为3.01×105J/mol，Planck常数为6.626×10-34J·s，光速为3.0×108m/s。 解：E=N0×3.0×108=6.85×10-19J E’=NE=6.02×1023×6.85×10-19=4.12×105 E’>3.01×105 J/mol 故可引起N—O键断裂。 13．大气中颗粒物的三模态是指 爱根核模 、积聚模和粗粒子模。

14. MMD表示 最大混合层高度 ，当其小于 1500米时，城市和工矿区常出现污染现象。 15.共价键的均裂产生 自由基 ，异裂则产生离子。

16.自由大气的逆温有乱流逆温、下沉逆温和 锋面逆温 等。

17. 光化学烟雾：污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，放生光化学反应，生成二次污染物，这种由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。 18. 为什么排放到大气中的CFCs能破坏臭氧层，写出有关化学反应式并举例说明。

答：因为CFCs可催化O3分解，使O3转变成O2，如F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2)，它们在波长为75-220nm 紫外光照射下会产生Cl。 CFCl3+hν→CFCl2+ Cl CF2Cl2+ hν→CF2Cl+ Cl 光解产生的Cl可破坏O3。其机理为：Cl+ O3→ClO+ O2ClO+O→Cl+ O2 总反应 O3+O→2 O2

19．硫酸烟雾：是指由SO2和烟尘经过一系列的氧化反应后所形成的硫酸及其盐类的混合物，它为黄色烟雾。 20.环境污染物的光解过程可分为直接光解、敏化光解和 氧化反应 三种类型。 21.大气中的颗粒物对酸雨的作用可以归纳为两个方面，一方面大气颗粒物促进气态污染物的转化,另一方面大气颗粒物可以对酸性降水起 缓冲或中和 作用。 22.辐射一定时间后，下列哪种物质的量可以衡量光化学烟雾的严重程度。（A） A.O3 B.NO2 C.碳氢化合物 D.SO2 23.随温度升高气温的降低率称为大气垂直递减率（T），对于逆温层的大气垂直递减率：(C) A.T＞0 B.T＝0 C.T＜0 D.不确定

24. MMD表示 最大混合层高度 ，当其小于 1500米时，城市和工矿区常出现污染现象。 25.具有温室效应的气体是：（B）A.甲烷、SO2 B.甲烷、H2O C.O3、CO D.CO2、SO2 26.大气中重要的自由基是：（C）A.R? 、ROO ? B.HO ? 、R ? C.HO ? 、HOO ? D.R ? 、HOO ? 27. 光化学烟雾是一个链反应，链引发反应主要是NO2光解

28. 目前地球上南极上空、北极上空和西藏上空等地方上空以经发现了臭氧层空洞。 29.由大气的逆温有乱流逆温、下沉逆温和锋面逆温 等。 30.导致臭氧层破坏的物种主要有NOX?、HOX、ClOX三类。 31.气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关。

32.在大气对流层中污染物易随空气发生垂直对流运动，在平流层中污染物易随地球自转发生水平运动。 33.自由大气的逆温有乱流逆温、下沉逆温和锋面逆温 等。 34. 简要说明温室效应产生的机理及大气温度升高的原因？

答：温室效益产生的机理：大气中的温室气体主要是CO2吸收了来自地面的长波辐射将能量截面于大气中，使地球温度升高。

大气温度升高的原因：(1)过度利用化石燃料；(2)植被大量减少。

35. 气溶胶：指大气中以固态或液态形式存在的颗粒物均匀地分散在大气中所构成的分散体系。

36. 温室效应：大气中的二氧化碳等温室气体，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，称为温室效应。

37. 大气中颗粒物的去除过程包括：干沉降和湿沉降

38. 酸性降雨：指通过降雨，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。 39．干沉降：是指大气中的酸性物质以气流方式达到地面的现象 40．简述伦敦烟雾的类型、起因和发生条件。 答：伦敦烟雾属于还原型硫酸烟雾。

起因：工业生产和生活中燃煤所致，燃煤时，煤中的硫被氧化为SO2,SO2大气中被氧化为SO3。溶于水珠中形成硫酸烟雾。

发生条件：冬季，气温低，温度高，日照较弱。

41．O3的键能为101.2 kJ/mol，计算可以使O3分子光化学反应裂解成O和O2的最大波长。 (光速c = 3.0?108m/s，普朗克常数h = 6.63×10-34J.s/光量，阿伏加德罗常数N0 = 6.02?1023)。 解：

=1.183 ?10-6m =1l 8.3 nm

答使O3分子裂解成O和O2的最大波长118.3 nm。

第三章 水环境化学

1、天然水中常见的八大离子：K﹢、Na﹢、Ca2﹢、Mg2﹢、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42- TDS的含义：总的溶解性盐或总的溶解性固体。

2、水体富营养化：是指水体中的N、P等营养性物质过多，溶解氧变化异常的一种水质污染现象；水体富营养化发生在淡水中称“水华”，发生在海洋中称“赤潮”；水体富营养化发生的早期主要控制N和P,而中后期则主要控制P才有效。

3、含镉废水通入H2S达到饱和并调pH值为8.0，请计算该水中剩余镉离子浓度(已知CdS的溶度积为7.9×10-27，H2S离解常数K1=8.9×10-8，K2=1.3×10-15，H2S在水溶液中达到饱和时的浓度为0.1 mol/L)。 解：H2S→H++HS- Ka1=[H+]·[HS-]/[H2S] [HS-]= Ka1[H2S]/[H+] HS-→H++S2- Ka2=[H+]·[S2-]/[HS-]=[H+]2·[S2-]/ Ka1[H2S] [S2-]= Ka1* Ka2[H2S]/[H+]2=8.9×10-8×1.3×10-15×0.1/(10-8)2=1.157×10-7mol/L CdS→Cd2++S2- Ksp= [Cd2+][S2-] [Cd2+]= Ksp/[S2-]=7.9×10-27/1.157×10-7=6.8×10-20 mol/L 4．水体硬度通常分为暂时硬度（又称碳酸盐硬度）、永久硬度（又称非碳酸盐硬度）和总硬度三种。暂时硬度是指水中Ca、Mg的碳酸盐和碳酸氢盐含量之和；永久硬度是指水中Ca、Mg的氯化物、硫酸盐和硝酸盐等的含量；总硬度是碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和。

5、PAHS：多环芳烃类化合物，PCBS：多氯联苯类化合物；POPS：持久性有机污染物

6、水环境中颗粒物的吸附作用主要有3种：表面吸附、离子交换吸附和专属吸附。所谓专属吸附是指在吸附过程中，除了化学键的作用外，尚有加强的憎水键和范得华力或氢键在起作用。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吸附作用特别强烈。

7、沉积物中重金属元素的释放

诱发沉积物中重金属元素释放的主要因素有：①盐浓度升高；②氧化还原条件的改变；③降低pH值；④增加水中配合剂的含量；⑤某些生物化学迁移过程。

8．pE=-lg(e)， pE0 为标准状态下（即1个大气压，25oC时）体系中电子活度的负对数。 pE=16.9Eh （Eh的单位为伏特）。

例题：从湖水中取出深层水，其pH=7.0,含溶解氧浓度为0.32mg/L.请计算pE和Eh. 解: ∵pH=7.0 ∴[H+]=1.0×10-7 mol/L。

而[O2]= 0.32mg/L=×10-3 mol/L=1.0×10-5 mol/L 对于反应 O2+4H++4e2H2O pE0=20.75 pE= pE0+lg｛[O2] ×[ H+]4｝ =20.75+lg｛（1.0×10-5） ×（ 1.0×10-7）4｝ =20.75+×(-33)=12.5 而pE=16.9Eh

∴Eh===0.74伏特。

答：该水体的pE为12.5，Eh为0.74伏特。

又如：在某水处理厂的厌氧消化池中，若与pH=8.0的水接触的气体中含有80%的CH4和20%的CO2，请计算该厌氧消化池的pE和Eh.

解：∵pH=8.0 ∴[H+]=10-8 mol/L

对于反应：CO2(g)+8H++8eCH4（g）+2H2O 已知pE0=2.87 ∴pE=pE0+lg

而与此水接触的气体中含有80%的CH4和20%的CO2 ∴==0.25

∴pE=2.87×lg{0.25×(10-8)8}=-5.205 而pE=16.9Eh

∴Eh===-0.31伏特

答：该厌氧消化池中的pE为-5.025，Eh为-0.31伏特。

9．配合作用：污染物特别是重金属污染物，大部分以配合物形态存在于水体，其迁移、转化及毒性等均与配合作用有密切关系。

形成配合物的2个条件是：中心离子中应有空轨道，配位体中应有孤对电子。天然水体中重要的无机配位体有OH-、Cl-、HCO3-、CO32-、F-、S2-等；有机配位体主要有动植物组织的天然降解产物，如氨基酸、糖、腐植酸，以及生活废水中的洗涤剂、清洁剂、农药、EDTA和大分子环状化合物等

例题：若某水体中[Cd2+]=1.0×10-3 mol/L,[Cl-]=1.0×10-5 mol/L.且知β1=34.7，β2=158.6，β3=501，β4=1000，请计算该水体中[CdCl+]、[CdCl20]、[CdCl3-]、[CdCl42-]各为多少？ 解：∵[Cd2+]=1.0×10-3 mol/L，[Cl-]=1.0×10-5 mol/L 且 Cd2++ Cl-= CdCl+ β1=34.7 ∴[CdCl+]=β1 ×[Cd2+]×[Cl-]

=34.7×1.0×10-3×1.0×10-5=3.47×10-7 mol/L 而Cd2++ 2Cl-=CdCl2o β2=158.6 ∴[CdCl20]=β2 ×[Cd2+]×Cl-]2

=158.6×1.0×10-3×(1.0×10-5)2 =1.586×10-11 mol/L

而Cd2++ 3Cl-= CdCl3- β3=501 [CdCl3-]=β3 ×[Cd2+]×[Cl-]3

=501×1.0×10-3×(1.0×10-5)3 =5.01×10-16 mol/L

又Cd2++ 4Cl-=CdCl42- β4=1000 [CdCl42-]=β4 ×[Cd2+]×[Cl-]4

=1000×1.0×10-3×(1.0×10-5)4 =1.0×10-20 mol/L

10．腐殖质一般可分为3类：腐殖质（即胡敏酸）—指可溶于稀碱溶液但不溶于酸的部分；分子量又数千至数万；富里酸（即富非酸）—指可溶于酸又可溶于碱的部分；分子量又数百至数千；腐黑物（即胡敏素）—指不能被酸和碱提取的部分。

11．水中有机污染物的迁移转化

有机污染物在水环境中的迁移转化主要取决于有机污染物本身的性质及水体的环境条件。有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等过程进行迁移转化。 有机污染物在土壤（沉积物）中的吸着存在2种主要机理，即分配作用和吸附作用。 12.Sw—化学物质在水溶液中的溶解度。

Koc—标化的分配系数，即以有机碳为基础表示的分配系数。

Kow—（正）辛醇—水分配系数，即化合物质在正辛醇中浓度和在水中物质的比例。 BCF—生物浓缩因子。

一般来讲，当Sw小时，Koc、Kow、BCF的值就较大；当Sw大时，Koc、Kow、BCF的值就较小。

13．生物降解作用可分为二类：生长代谢和共代谢。

生长代谢：当微生物代谢时，一些有机污染物可以作为微生物的食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳源，即这类有机污染物可以像天然化合物一样作为微生物的生长基质。

共代谢：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，该有机污染物才能被降解，这种现象即称为共代谢。

影响有机污染物生物降解的主要因素是：有机化合物本身的化学结构，微生物的种类与特征，环境条件如温度，pH，反应体系中的溶解氧。

14．今有一个含有Hg2+的工业废水，拟排入某一河流，请你简要分析Hg2+可能发生的迁移转化途径。 解：Hg2+可能发生的迁移转化途径如下：

物理过程：Hg2+可发生挥发作用，扩散作用，沉积作用和随河水流动等过程；

化学过程：氧化—还原作用，光解作用，水解作用，沉积作用—溶解作用，配合作用（即络合—螯合作用）等过程； 物理化学过程：吸附—解吸作用，共沉淀作用，絮凝与凝聚作用等过程。

生物过程：生物吸收同化作用，生物富集，生物放大与生物累积作用，生物转化，生物甲基化作用等过程。 以上几个过程可能会同时发生，交叉进行。 15. 简述水体富营养化产生的原因与危害？

答：天然水体中由于过量营养物质(主要是指氮、磷等)的排入，引起各种水生生物、植物(特别是藻类等)异常繁殖和生长(疯长)，这种现象称作水体富营养化 。产生的原因主要是外源输入氮、磷等营养物质(农田施肥、农业废弃物、城市生活污水和某些工业废水))以及沉积物中营养物质的再释放 。

水体富营养化引起藻类过度生长繁殖或爆发赤潮，某些藻类能够分泌藻毒素，污染水源并威胁饮用水安全。引起水中溶解氧的急剧减少，影响鱼贝类等的生存或导致其死亡等 。 16. 设大气压力为1.0130×105Pa(25℃)，空气中水蒸气的分压为0.03167×105Pa(25℃)，氧溶于水的亨利常数为1.26×108，请计算25℃时氧气在水中的溶解度为多少。 解：PO2=(1.01325-0.03167)×105×0.21 =0.2056×105(pa) O2(aq)=KH×PO2=1.26×105×0.2056×10-8 =2.6×10-4(mol/L) O2(aq)= 2.6×10-4×32×1000 =8.32(mg/L)

答：25℃时氧气在水中的溶解度为8.32 mg/L。

17.优先污染物：是指在众多的环境化学物中筛选出来的、加以优先研究和控制的污染物，其潜在危险性和毒性一般较明显。

18. 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，使其在有机体内浓度超过周围环境浓度的现象。

19.水中颗粒物对污染物质的吸附作用包括：表面吸附、离子交换吸附和专属吸附 。 20．累积稳定常数：中心离子同时与两个以上的配体结合而得到的形成常数。

21．水体自净作用：污染物进入水体后被稀释，经过复杂的物理、化学和生物转化，污染物浓度降低、性质发生变化，并恢复到污染前的水平。

22．Kow：正辛醇-水分配系数。

23．BOD5的含义：五天生物化学需(耗)氧量的英文缩写。

24．非碳酸盐硬度：是指水中的Ca2+、Mg2+等与SO42-、Cl-、NO3-等形成存在所形成的硬度。 25. 用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假设溶液平衡浓度为3.00 × 10-3 mol·L-1，溶液中每克悬浮物固体吸附溶质为0.50 × 10-3 mol·L-1，当平衡浓度降至1.00 × 10-3 mol·L-1时，每克吸附剂吸附溶质为0.25 × 10-3 mol·L-1，问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少？ 解：设每克吸附剂可以吸附溶质的限量是G°, 根据：G=G°C/(A +C) 且知道当C1=3.00 × 10-3 mol·L-1时， G1=0.50 × 10-3 mol·L-1 当C2=1.00 × 10-3 mol·L-1时，G2=0.25 × 10-3 mol·L-1 故 G1 = 0.50 × 10-3 mol·L-1 = G°×3.00 × 10-3/(A + 3.00 × 10-3 ) ① G2 = 0.25 × 10-3 = G°×1.00 × 10-3/(A + 1.00 × 10-3 ) ② 联立方程①和②可以求出:

G°=1.00 × 10-3 mol·(g·L)-1 A = 1.00 × 10-3 mol·L-1

答：每克吸附剂可以吸附溶质的限量(G°)为1.00 × 10-3 mol·(g·L)-1。 26. 简介多环芳烃（PAH）的天然源和人为源。

答：其天然源是：陆地和水生植物、微生物的生物合成，森林、草原的天然火灾以及火山活动等。其人为源：各种矿物燃料、木材、纸以及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原气氛下热解形成的。此外，食品经过炸、炒、烘、烤、熏等加工后也会生成多环芳烃。

27.某一氧化-还原反应体系的标准电极电位0.80，其pE0为：（A）A.13.52 B.13.32 C.13.02 D.12.80 28.五十年代日本出现的痛痛病是由哪种元素超标引起的水体污染：（D）A、As B、Hg C、Pb D、Cd 29.在氨氮的检测中，氨能与下列哪种试剂反应产生黄色的络合物，并可在425nm波长下比色测定：（B） A、乙酸萘乙二胺显色剂 B、纳氏试剂C、混合试剂 D、二磺酸酚试剂 30.在一封闭的碳酸体系中加入重碳酸盐，下列指标不发生变化的是：（C）A.总碱度 B.Ph C.酚酞碱度 D.苛性碱度 31.测定总磷时，下列哪组物质均会产生干扰，使测定结果偏低？（C）

A.亚砷酸盐、Cr(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、亚硝酸盐 B.砷酸盐、Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)、硝酸盐 B.砷酸盐、Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)、亚硝酸盐 D.亚砷酸盐、Cr(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、硝酸盐

32.根据Whittby三模态模型，爱根核膜粒子的粒径小于多少mm？( A )A. 0.05 B. 0.1 C. 1 D. 2 33．河水中阴、阳离子的含量顺序为：( B )

A. Na+>Mg2+>Ca2+ HCO3->SO42->Cl- B. Ca2+>Na+>Mg2+ HCO3->SO42->Cl- C. Na+>Ca2+>Mg2+ Cl->HCO3->SO42- D. Na+>Mg2+>Ca2+ Cl->SO42->HCO3- 34．腐植质胶体是非晶态的无定形物质，有巨大的比表面，其范围为：( B ) A. 350-900 m2/g B. 650-800 m2/g C. 100-200 m2/g D. 15-30 m2/g 35、属于我国酸雨中关键性离子组分的是：( C )

A. NO3-、SO42- B. Cl-、SO42- C. NH4+、SO42- D. Na+、SO42-

36、有一个垂直湖水，pE随湖的深度增加而( A )A. 降低 B. 升高 C. 不变 D. 无法判断

37、在某个单位体系的含量比其他体系的含量高得多，则此时该单位体系几乎等于混合复杂体系的PE，称之为“决定电位”。在一般天然水环境中，其“决定电位”物质是( B )

A. 溶解CO2 B. 溶解O2 C. 溶解SO2 D. 溶解NO2 38、下例说法错误的是：( B )A.光解作用是有机物污染的真正的分解过程；B. 自由基具有强还原性，能去氢夺氧； C. 控制臭氧浓度，可以缓解光化学烟雾；D. 重金属在天然水体中主要以腐殖酸配合形式存在。

39、在水中颗粒物对重金属的吸附量随pH值升高而 ( A )A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断 40、降低pH值，水中沉积物重金属的释放量随之( B )A. 降低 B. 升高 C. 无影响 D. 无法判 41、大气逆温现象主要出现在：( D)A. 寒冷的夜间 B. 多云的冬季C. 寒冷而晴朗的冬天 D. 寒冷而晴朗的夜间 42．MMD表示最大混合层高度，城市普遍出现污染现象时。其值小于： ( A ) A. 1500米 B. 3000米 C. 6000米 D. 10000米

43．大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度和化学组成及性质有关，去除方式有 干沉降 和 湿沉降 44．水环境中胶体颗粒物的吸附作用有 表面吸附 、 离子交换吸附 和专属吸附。 45．TP、 TN 和 COD 是常衡量水体富营养化的指标。

46．pE系指体系中电子活度的负对数，对于同一个体系，其pE= 16.9 E (V)。

47．暂时硬度：是指水中Ca2+、Mg2+等以碳酸盐、碳酸氢盐形式存在而产生的水体硬度

48．分配系数：反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，是描述物质在两相中行为的重要物理化学特征参数。

第四章 土壤环境化学

1、土壤的组成：土壤是由固体，液体和气体三相组成的多相体系，其中土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。土壤矿物质可分为两类：原生矿物和次生矿物。原生矿物是指各种岩石受到程度不同的物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变。另一类是次生矿物，它们大多数是由原生矿物经化学风化后形成新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。 岩石化学风化主要分为三个历程，即氧化、水解和酸性水解。

2、土壤的可交换性阳离子有二类：一类是致酸离子，包括H+和Al3+；另一类是盐基离子，包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。盐基饱和土壤：是指土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子，且已达到吸附饱和时的土壤。土壤盐基饱和度是指土壤中交换性阳离子中盐基离子所占的百分数。 3、土壤酸度可分为二大类：活性酸度和潜性酸度。

4、试解释稻田CH4的理论排放量比其实际排放量大得多的原因。 答：稻田中由上至下存在着的氧化还原体系有：O2-H2O、Fe3+-Fe2+、Mn4+- Mn2+、SO42--H2S、 NO3-—NO2-、NO3-- NH4+、CO2-CH4等。土壤中CH4产生需要在强还原体系中进行，当CH4产生后向土壤表层迁移时，会遇到一系列的氧化剂，这些氧化剂会将CH4氧化为CO2,故水稻土壤中CH4的理论产生量远远大于其实际排放量。

5、污染物由土壤向植物体内迁移的方式主要有被动转移和主动转移两种。影响土壤中的重金属向植物体内转移的因素主要有重金属元素的种类、价态、存在形式以及土壤和植物的种类、特性等 植物对重金属污染产生耐性的几种机制（即耐受机制）：

①植物根系通过改变根际化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子跨膜吸收；②重金属与植物的细胞壁结合； ③酶系统的作用：某些耐性植物的酶活性在重金属元素含量高时仍能维持正常水平，而非耐性植物的酶活性在重金属含量高时即明显降低；④形成重金属硫蛋白或植物络合素；

此外，人们认为植物耐重金属污染的重要机制之一是金属结合蛋白的解毒作用。 6、农药在土壤中的迁移主要有扩散和 质体流动 两个过程。

7．土壤及沉积物(底泥)对水中有机物的吸附作用(sorption)包括 表面吸附 和 分配作用 。

8．土壤盐基饱和度：是指土壤胶体所吸附的盐基离子占该土壤胶体所吸附的阳离子总和的百分比。 9、土壤中重金属向植物体内转移的主要方式及影响因素。

答： 重金属由土壤向植物体内转移的方式主要包括被动转移与主动转移。

影响因素包括（1）重金属的种类、价态、存在形式。以不同形态存在的、价态存在的金属，由于其溶解度存在很大差异，向植物体内迁移的能力显著不同。（2）土壤种类和植物种类。土壤的酸碱性和腐殖酸的含量都影响重金属向植物题内的转移。不同植物种类或同种植物的不同植株从土壤中吸收转移重金属的能力存在差异。 10.土壤的缓冲性能：指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力。

11. 次生矿物：是由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。 12．土壤的可交换性阳离子有两类，即 致酸离子 和盐基离子。

13影响重金属在土壤—植物体系中迁移的因素包括：重金属的种类、价态、存在形式及 土壤和植物 的种类、特性等 14．重金属是具有潜在危害的重要污染物，因为它不能被微生物 分解 ，相反可以发生生物转化作用，并能将某些重金属转化为毒性更强的金属有机化合物。

15．盐基饱和土壤：是指土壤胶体上吸附的阳离子全部为盐基离子的土壤,其盐基饱和度为100％。 16．土壤盐基饱和度：是指土壤胶体所吸附的盐基离子占该土壤胶体所吸附的阳离子总和的百分比。 17. 简介砷在水和土壤中存在的主要化学形态有哪些？并分析砷污染土壤作旱地优于作水田的原因。

答：砷在天然水中以H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3-存在。在土壤中，砷主要与铁、铝水合氧化物胶体结合的形态存在，水溶态含量极少。砷污染土壤作旱地优于作水田的原因有三；土壤Eh降低时，As5+还原为As3+，后者溶解度增大；As3+毒性大大地大于As5+；As5+易被土壤胶体吸附，所以As5+的植物吸附性较小，而As3+则难被土壤胶体吸附，植物比较容易吸收As3+。

18. 土壤中重金属向植物体内转移的主要方式及影响因素有哪些？

答：污染物（包括重金属）在土壤—植物体系中的迁移方式主要有：被动转移和主动转移两种。影响重金属在土壤—植物中迁移方式的因素有：重金属的种类、价态、存在形式以及土壤和植物的种类、特性。 19、下例吸附现象属于离子交换吸附的是：( A )A. 土壤胶体吸附碱土金属粒子 B. 土壤颗粒吸附非离子有机化合物 C. 金属水和氧化物吸附过渡金属离子 D. 腐殖质吸附非离子型农药

20．下例说法正确的是：( C )A. 代换性酸度和水解性酸度属于活性酸度B. 潜性酸度是指土壤胶体吸附的可代换性Al3+C. 土壤潜性酸度往往比活性酸度大得多D. 水中的无机氮在较低的pE 值时(pE<5)、NO3-是主要形态。

21．下例吸附现象属于离子交换吸附的是：( A )A. 土壤胶体吸附碱土金属粒子 B. 土壤颗粒吸附非离子有机化合物C. 金属水和氧化物吸附过渡金属离子 D. 腐殖质吸附非离子型农药

22．土壤的可交换性阳离子有两类，一类是致酸离子；另一类是盐基离子。下面离子属于致酸离子的是：( D ) A. H+、Ca2+ B. H+、Mg2+ C. Na+、Al3+ D. H+、Al3+

23．在一封闭的碳酸体系中加入重碳酸盐，以下参数不发生变化的是：( C ) A. 总碱度 B. pH C. 酚酞碱度 D. 苛性碱度

24．土壤是由气、液、固三相组成的，其中固相可分为 土壤矿物质 、 土壤有机质 ，两者占土壤总量的50%。 25．土壤对农药的吸附作用可分为 物理吸附 、 氢键吸附 和离子交换吸附

26． 土壤中的大部分是有机氮，约占总氮的 90 %，有机氮能变成无机氮的过程叫做 氨化 。 27．次生矿物由 物理 分化和 化学 分化而成。

第五章 污染物在生物体内的迁移与生物效应

1、被动易化扩散：有些物质在高浓度侧与膜上特异蛋白质载体结合，通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质，这一转运过程即称为被动易化扩散。

2、污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。前三者称为转运，而排泄和生物转化称为消除。 3、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物质，使其在有机体内的浓度随营养级提高而增大的现象。

4、蛋白质的微生物降解途径：蛋白质水解成氨基酸、氨基酸脱氨脱羧成脂肪酸。

5、糖类的微生物降解基本途径：多糖水解成单糖、单糖酵解成丙酮酸、丙酮酸的转化等。

6、微生物降解脂肪的基本途径如下：脂肪水解成脂肪酸和甘油；甘油转化成丙酮酸、脂肪酸转化（经β-氧化后进入三羧酸循环）。

7、氮在环境中的主要形态：空气中的N2、生物体内的蛋白质和核酸等有机氮化合物及生物残体变成的各种有机氮化合物、胺盐和硝酸盐等无机氮化合物。

这三种形态可在自然界中相互转化（微生物作用下），其中主要的转化有同化、氨化、硝化、反硝化和固氮等。 8、汞在环境中的存在形态有金属汞、有机汞化合物和无机汞化合物三种。

它们的毒性大小，按无机汞、金属汞、有机汞顺序递增，其中以烷基汞的毒性最大。微生物参与汞形态转化的主要方式有甲基化作用和还原作用。

9、砷在环境中的重要存在形态有五价无机砷化合物、三价无机砷化合物、一甲基胂酸及其盐、二甲基胂酸及其盐、三甲基胂氧化物、三甲基胂、胂胆碱、砷甜菜碱和砷糖等。

砷是一种毒性很强的元素，但是不同形态的砷毒性可以有很大的差异，一般地讲，AS（Ⅲ）>AS（V）>甲基砷化合物，大致呈现出砷化合物甲基数递增毒性递减的规律。

10、影响酶促反应速率的因素：pH值、温度、抑制剂的存在与否等有很大关系。

12、影响微生物反应速率的因素：污染物质的结构特性（链长规律、链分子规律、取代规律等）、微生物本身的特性（专一性微生物代谢、共代谢）和环境条件（包括温度、pH值、营养物质、溶解氧、共存物质等）。 13、非离子型有机物可通过 溶解 作用分配到土壤 有机质 中。

14、腐殖质中不能被酸和碱提取的部分称为 腐黑物 ，可溶于稀碱但不溶于酸的部分称为 腐殖酸 ，既溶于碱又溶于酸的的部分称为富里酸。

15． 下列各种形态的汞化物，毒性最大的是：( A )A. Hg(CH3)2 B. HgO C. Hg D. Hg2Cl2

16．降低pH值，水中沉积物重金属的释放量随之( B )A. 降低 B. 升高 C. 无影响 D. 无法判断 17． LD50表示的是：( C )A. 半数有效剂量 B. 半数有效浓度 C. 半数致死剂量 D. 半数致死浓度

18．重金属从悬浮物或沉积物中重新释放属于二次污染问题，下例哪种原因可能诱发重金属释放。 ( B )A. 颗粒物聚沉 B. 降低水体的pH值C. 水流速度加快 D. 富营养化加重

19．下列芳香族化合物中，最难被微生物降解的是：( C )A. 苯酚 B. 苯胺 C. 二氯甲苯 D. 苯甲酸 20．重金属从悬浮物或沉积物中重新释放属于二次污染问题，可能诱发重金属释放的原因是：( B ) A. 颗粒物聚沉 B. 降低水体的pH值 C. 水流速度加快 D. 富营养化加重

21．LD50表示的是：( C )A. 半数有效剂量 B. 半数有效浓度 C. 半数致死剂量 D. 半数致死浓度 22．下列芳香族化合物中，最难被微生物降解的是：( C )A. 苯酚 B. 苯胺 C. 二氯甲苯 D. 苯甲酸 23．LC50表示的是：( D )A. 半数有效剂量 B. 半数有效浓度 C. 半数致死剂量 D. 半数致死浓度 24、下例说法正确的是：( B )A. 水中无机氮在较低pE值时(pE<5)，NO3-是主要形态； B. 对于挥发性较小的毒物，可以忽略其挥发作用；C. 自由基具有强还原性，能去氢夺氧； D. pE值越大，体系夺电子能力低，体系中重金属以还原态形式存在。

25下列芳香族化合物中，最难被微生物降解的是 ( C )A. 苯酚 B. 苯胺 C. 二氯甲苯 D. 苯甲酸 26．有机磷农药的非生物降解过程主要包括 水解 和 光解 。

27．环境中某一重金属的毒性与其 化学结构 、 理化性质 和其他物质的作用有关。

28．碳水化合物生化水解的最终产物为醇、 醛 、 脂肪酸 ，在氧气充足时，能进一步分解为 CO2和H2O。 29．测定正辛醇-水分配系数的方法有 振荡法 、 产生柱法 和高效液相色谱法。 30．污染物的慢性毒性作用，一般以 阈剂量(浓度) 或 最高允许剂量(浓度) 来表示。 31．腐殖质分子中含有 多元环状 结构，其上联接有 羟基、羧基、酚基 等官能团； 32．非离子型有机物可通过 溶解 作用分配到土壤 有机质 中。

33．拮抗作用：是指几种污染物质同时存在时，他们的危害比这几种污染物质单独存在时的危害之和小的一种现象。 34．正辛醇-水分配系数：有机化合物在水和正-辛醇两相平衡浓度之比。

35．简介砷在水和土壤中存在的主要化学形态有哪些？并分析砷污染土壤作旱地优于作水田的原因。

答：砷在天然水中以H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3-存在 。在土壤中，砷主要与铁、铝水合氧化物胶体结合的形态存在，水溶态含量极少 。砷污染土壤作旱地优于作水田的原因有三：土壤Eh降低时，As5+还原为As3+，后者溶解度增大 ；As3+毒性大大地大于As5+ ；As5+易被土壤胶体吸附，所以As5+的植物吸附性较小，而As3+则难被土壤胶体吸附，植物比较容易吸收As3+ 。

第六章 重要元素的生物地球化学循环（即典型污染物在环境各圈层中的转归）与效应

1、重金属是具有潜在危害的重要污染物，因为它不能被微生物分解，相反却可以在生物体中富集，有些生物甚至能将某些重金属转化为毒性更强的金属—有机化合物。

2、汞污染的特点有三：能以单质汞存在于环境介质中、汞及其化合物特别容易挥发、汞及其化合物易发生甲基化作用。水俣病的致病物质为：甲基汞，乙基汞和丙基汞。

3、砷在天然水中以H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3 和 H2AsO3-存在。在土壤中，砷主要与铁、铅水合氧化物胶体结合的形态存在，水溶态含量极少。

砷污染土壤作旱地优于作水田的原因有三：①土壤Eh降低时，As5+还原为As3+，后者溶解度增大；②As3+毒性大大地大于As5+；③As5+易被土壤胶体吸附，所以As5+的植物吸附性较小，而As3+则难被土壤胶体吸附，植物比较容易吸收As3+。

4．五十年代日本出现的水俣病是由何元素污染水体后引起的？( B ) A. Cd B. Hg C. Pb D. As

5.分析表面活性剂的增溶作用原理，简介表面活性剂在修复石油污染环境中的应用机理。

答: 表面活性剂因有一个极性（亲水）基团和一个非极性（亲脂）基团，它们能增加某些难溶于水的有机污染物在水中的溶解度，这就是增溶作用的原理。表面活性剂可增加石油等污染物在水溶液中的溶解量。一方面可使之在水环境中分散良好，增加其在水中的溶解度，增加环境中微生物与之接触的界面，增加微生物降解它们的机会；另一方面还可以改观外在表现，改善视觉和景观的污染。

6. 表面活性剂有哪些类型？它的生物降解机理主要有哪些?

答：表面活性剂按亲水基团结构和类型可分为四种：阴离子表面活性剂、阳离子表剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂等；其中阳离了表面活性具有杀菌能力，所以研究其微生物降解时必须注意负荷量和微生物的驯化。表面活性剂的生物降解机理主要是烷基链上的甲基氧化（?氧化）、β氧化、芳香环的氧化降解和脱磺化等。表面活性剂在有机污染物的修复治理中又重要价值和应用。

7．碳原子数大于1的正烷烃，其微生物降解的途径有三种： 烷烃末端氧化 、 次末端氧化 和双端氧化。 8．影响水体沉积物中重金属污染物再释放的主要因素有哪些？ 答：主要因素有：(1)盐浓度 ；(2)氧化还原条件 ；(3)pH值 ； (4)水中配位剂含量 ；(5)生物化学过程。

9．农药在土壤中的迁移主要有 扩散 和 质体流动 两个过程。

10．环境污染物的光解过程可分为直接光解、敏化光解和 氧化反应 三种类型。 11．简介多环芳烃(PAH)的天然源和人为源。

答：其天然源是：陆地和水生植物、微生物的生物合成，森林、草原的天然火灾以及火山活动等 。其人为源是：各种矿物燃料、木材、纸以及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原气氛下热解形成的。此外，食品经过炸、炒、烘、烤、熏等加工后也会生成多环芳烃 。

12. 简述植物对重金属污染产生耐性的几种机制。

答：植物对重金属污染产生耐性的几种机制(即耐受机制)：

①植物根系通过改变根标化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子跨膜吸附 ； ②重金属与植物的细胞壁结合 ；

③酶系统的作用(耐性品种或植株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 。

第七章的复习题目

1、微生物修复技术：指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。 2、超积累植物（hyperaccumulator）指对重金属的吸收量超过一般植物100倍以上的植物。 3、植物修复去除污染物的几种方式及其优点： 方式：（1）植物提取（phytoextraction），（2）植物降解（phytodegradation）

（3）植物稳定（phytostabilization），（4）植物挥发（phytovolatilization）

植物修复技术是一项高效、低廉、非破坏性的土壤净化方法，可以替代传统的处理方法。 优点：（1）对环境基本上没有破坏；（2）不需要废弃物处置场所； （3）具有很高的公众接受性；（4）避免了挖掘和运输； （5）具有同时处理多种不同类型有害废弃物的能力。

4．表面活性剂容易使不溶于水的物质分散于水体，而长期随水流迁移，其原因是表面活性剂含有很强的( A ) A. 亲水基团 B. 疏水基团 C. 吸附作用 D. 渗透作用 5．试述化学氧化修复技术的定义及其主要类型。

答：化学氧化修复技术是利用化学氧化剂的氧化性能，使污染物氧化分解，转变成无毒或毒性较小的物质，从而消除土壤和水体环境中的污染 。

主要包括：高锰酸钾氧化法 ；臭氧氧化技术 ；过氧化氢 ；Fenton氧化技术等 。

第八章的复习题目

1、环境保护经历的三个时期

（1）20世纪中期以前——稀释废物来防治污染时期 （2）20世纪中期至八十年代末——末端治理时期

（3）20世纪九十年代以后——污染预防为主，末端治理为辅时期

目前，世界各国对绿色化学与化工技术的研究十分重视，进展非常迅速，已出现一批生产大宗有机化学品的绿色化学技术。可以预见，绿色化学将成为实现经济和社会可持续发展的有效手段。

2、环境问题是在工业化过程中产生的，具体原因包括污染物 排放 和过度开发 资源 。

3、工业生态学是基于系统工程和生态学原理结合的一种科学方法，它将产品的生产和消费，包括产品设计、生产、使用和产品的报废以及对资源、能源乃至资金利用最佳化和使用中产生的环境影响要最小等多种因素进行一体化综合考虑。

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