《環(huán)境化學(xué)》戴樹桂(第二版)-課后習(xí)題答案

1、緒論部分重點(diǎn)習(xí)題及參考答案1如何認(rèn)識現(xiàn)代環(huán)境問題的發(fā)展過程？環(huán)境問題不止限于環(huán)境污染，人們對現(xiàn)代環(huán)境問題的認(rèn)識有個由淺入深，逐漸完善的發(fā)展過程。a、在20世紀(jì)60年代人們把環(huán)境問題只當(dāng)成一個污染問題，認(rèn)為環(huán)境污染主要指城市和工農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的對大氣、水質(zhì)、土壤、固體廢棄物和噪聲污染。對土地沙化、熱帶森林破環(huán)和野生動物某些品種的瀕危滅絕等并未從戰(zhàn)略上重視，明顯沒有把環(huán)境污染與自然生態(tài)、社會因素聯(lián)系起來。b、1972年發(fā)表的人類環(huán)境宣言中明確指出環(huán)境問題不僅表現(xiàn)在水、氣、土壤等的污染已達(dá)到危險程度，而且表現(xiàn)在對生態(tài)的破壞和資源的枯竭；也宣告一部分環(huán)境問題源于貧窮，提出了發(fā)展中國家要在發(fā)展中解決環(huán)境問

2、題。這是聯(lián)合國組織首次把環(huán)境問題與社會因素聯(lián)系起來。然而，它并未從戰(zhàn)略高度指明防治環(huán)境問題的根本途徑，沒明確解決環(huán)境問題的責(zé)任，沒強(qiáng)調(diào)需要全球的共同行動。c、20世紀(jì)80年代人們對環(huán)境的認(rèn)識有新的突破性發(fā)展，這一時期逐步形成并提出了持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，指明了解決環(huán)境問題的根本途徑。d、進(jìn)入20世紀(jì)90年代，人們鞏固和發(fā)展了持續(xù)發(fā)展思想，形成當(dāng)代主導(dǎo)的環(huán)境意識。通過了里約環(huán)境與發(fā)展宣言、21世紀(jì)議程等重要文件。它促使環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展，以實現(xiàn)人類的持續(xù)發(fā)展作為全球的行動綱領(lǐng)。這是本世紀(jì)人類社會的又一重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，樹立了人類環(huán)境與發(fā)展關(guān)系史上新的里程碑。2.怎樣了解人類活動對地球環(huán)境系統(tǒng)的影響地球

3、環(huán)境系統(tǒng)即為生物圈，生物圈有五大圈層組成：大氣圈 水圈 生物圈 土壤圈 巖石圈這五大圈層受到人類影響 也就影響了整個地球環(huán)境系統(tǒng)例如： 大氣圈,人類的工業(yè)化，是的礦物質(zhì)燃料使得co2 so2等氣體大量進(jìn)入大氣中 是的大氣吸收的地面的長波輻射增多，形成保溫層 這就是我們說的溫室效應(yīng) 生物圈：人類的砍伐，屠殺野生動物，造成生態(tài)系統(tǒng)的破壞，食物鏈的斷裂或減少，是的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，能量流動受到影響 造成災(zāi)害 各種生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力減弱 抗破壞力減弱 土壤圈：樹木的砍伐造成水土流失，人們盲目施肥 造成土壤污染 水圈：水的污染就不用說了 巖石圈：人類活動的原因 引發(fā)酸雨，溶洞腐蝕 ，砍伐造成風(fēng)沙肆虐 風(fēng)

4、化現(xiàn)象加劇 而且五大圈層相輔相成，一個受到影響會引發(fā)其他的影響，進(jìn)而造成自然災(zāi)害，造成生命財產(chǎn)損失，人類的活動最終的苦果還要人類自己承受2你對于氧、碳、氮、磷、硫幾種典型營養(yǎng)性元素循環(huán)的重要意義有何體會？（1）氧的循環(huán)：（2）碳的循環(huán)：（3）氮的循環(huán)（4）磷的循環(huán)（5）硫的循環(huán)（6）體會：氧、碳、氮、磷和硫等營養(yǎng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)是地球系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，它涉及地層環(huán)境中物質(zhì)的交換、遷移和轉(zhuǎn)化過程，是地球運(yùn)動和生命過程的主要營力。3根據(jù)環(huán)境化學(xué)的任務(wù)、內(nèi)容和特點(diǎn)以及其發(fā)展動向，你認(rèn)為怎樣才能學(xué)好環(huán)境化學(xué)這門課程？ （1）環(huán)境化學(xué)的任務(wù)、內(nèi)容、特點(diǎn)：環(huán)境化學(xué)是在化學(xué)科學(xué)的傳統(tǒng)理論和方法基礎(chǔ)上

5、發(fā)展起來的，以化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起的環(huán)境問題為研究對象，以解決環(huán)境問題為目標(biāo)的一門新興學(xué)科。環(huán)境化學(xué)是一門研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。它既是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分，也是化學(xué)科學(xué)的一個新的重要分支。（2）環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動向：國際上較為重視元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物地球化學(xué)循環(huán)及其相互耦合的研究；重視化學(xué)品安全評價；重視臭氧層破壞、氣候變暖等全球變化問題。我國優(yōu)先考慮的環(huán)境問題中與環(huán)境化學(xué)密切相關(guān)的是：以有機(jī)物污染為主的水質(zhì)污染；以大氣顆粒物和二氧化硫為主的城市空氣污染；工業(yè)有毒有害廢棄物和城市垃圾對大氣、水和土地的污染等。

6、（3）我對學(xué)好這門課的觀點(diǎn)：環(huán)境化學(xué)包含大氣、水體和土壤環(huán)境化學(xué)多個分支學(xué)科，研究有害化學(xué)物質(zhì)在大氣、水體和土壤環(huán)境中的來源、存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法。這就決定了環(huán)境化學(xué)研究中需要運(yùn)用現(xiàn)場研究、實驗室研究、實驗?zāi)M系統(tǒng)研究和計算機(jī)模擬研究相結(jié)合的系統(tǒng)研究方法，主要以化學(xué)方法為主，還要配以物理、生物、地學(xué)、氣象學(xué)等其他學(xué)科的方法。因此，要求研究人員具有較廣泛的各相關(guān)學(xué)科的理論知識和實驗動手能力。我們在日常學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)以開闊的視野，除了環(huán)境化學(xué)之外，廣泛涉獵各相關(guān)學(xué)科，并注重培養(yǎng)自己的實驗操作，如此才可能學(xué)好這門課。4舉例簡述污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過程。以汞為例，說明其

7、在環(huán)境各圈層的遷移轉(zhuǎn)化過程，見下圖。汞在環(huán)境中的存在形態(tài)有金屬汞、無機(jī)汞化合物和有機(jī)汞化合物三種。在好氧或厭氧條件下，水體底質(zhì)中某些微生物能使二價無機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆?。甲基汞脂溶性大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，容易被魚類等生物吸收，難以代謝消除，能在食物鏈中逐級放大。甲基汞可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為二甲基汞。二甲基汞難溶于水，有揮發(fā)性，易散逸到大氣中，容易被光解為甲烷、乙烷和汞，故大氣中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水體（pH45）中，二甲基汞也可轉(zhuǎn)化為一甲基汞。大氣環(huán)境化學(xué)重點(diǎn)習(xí)題及參考答案3大氣中有哪些重要污染物？說明其主要來源和消除途徑。環(huán)境中的大氣污染物種類很多，若按物理狀態(tài)可分為氣態(tài)污染物和顆粒物兩

8、大類；若按形成過程則可分為一次污染物和二次污染物。按照化學(xué)組成還可以分為含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含鹵素化合物。主要按照化學(xué)組成討論大氣中的氣態(tài)污染物主要來源和消除途徑如下：（1）含硫化合物大氣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、硫化氫（H2S）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、硫酸（H2SO4）、亞硫酸鹽（MSO3）和硫酸鹽（MSO4）等。大氣中的SO2（就大城市及其周圍地區(qū)來說）主要來源于含硫燃料的燃燒。大氣中的SO2約有50%會轉(zhuǎn)化形成H2SO4或SO42-，另外50%可以通過干、濕沉降從大氣中消除。H2S主要來自動植

9、物機(jī)體的腐爛，即主要由植物機(jī)體中的硫酸鹽經(jīng)微生物的厭氧活動還原產(chǎn)生。大氣中H2S主要的去除反應(yīng)為：HO + H2S H2O + SH。（2）含氮化合物大氣中存在的含量比較高的氮的氧化物主要包括氧化亞氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。主要討論一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式NOx表示。NO和NO2是大氣中主要的含氮污染物，它們的人為來源主要是燃料的燃燒。大氣中的NOx最終將轉(zhuǎn)化為硝酸和硝酸鹽微粒經(jīng)濕沉降和干沉降從大氣中去除。其中濕沉降是最主要的消除方式。（3）含碳化合物大氣中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）以及有機(jī)的碳?xì)浠衔铮℉C）和含氧烴

10、類，如醛、酮、酸等。CO的天然來源主要包括甲烷的轉(zhuǎn)化、海水中CO的揮發(fā)、植物的排放以及森林火災(zāi)和農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒，其中以甲烷的轉(zhuǎn)化最為重要。CO的人為來源主要是在燃料不完全燃燒時產(chǎn)生的。大氣中的CO可由以下兩種途徑去除：土壤吸收（土壤中生活的細(xì)菌能將CO代謝為 CO2 和 CH4）；與HO自由基反應(yīng)被氧化為CO2。CO2的人為來源主要是來自于礦物燃料的燃燒過程。天然來源主要包括海洋脫氣、甲烷轉(zhuǎn)化、動植物呼吸和腐敗作用以及燃燒作用等。甲烷既可以由天然源產(chǎn)生，也可以由人為源產(chǎn)生。除了燃燒過程和原油以及天然氣的泄漏之外，產(chǎn)生甲烷的機(jī)制都是厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過程。反芻動物以及螞蟻等的呼吸過程也可產(chǎn)生甲烷。甲

11、烷在大氣中主要是通過與HO自由基反應(yīng)被消除：CH4 + HOCH3 + H2O。（4）含鹵素化合物大氣中的含鹵素化合物主要是指有機(jī)的鹵代烴和無機(jī)的氯化物和氟化物。大氣中常見的鹵代烴以甲烷的衍生物，如甲基氯（CH3Cl）、甲基溴（CH3Br）和甲基碘（CH3I）。它們主要由天然過程產(chǎn)生，主要來自于海洋。CH3Cl和CH3Br在對流層大氣中，可以和HO自由基反應(yīng)。而CH3I在對流層大氣中，主要是在太陽光作用下發(fā)生光解，產(chǎn)生原子碘（I）。許多鹵代烴是重要的化學(xué)溶劑，也是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料和中間體，如三氯甲烷（CHCl3）、三氯乙烷（CH3CCl3）、四氯化碳（CCl4）和氯乙烯（C2H3Cl）等

12、均可通過生產(chǎn)和使用過程揮發(fā)進(jìn)入大氣，成為大氣中常見的污染物。它們主要是來自于人為源。在對流層中，三氯甲烷和氯乙烯等可通過與HO自由基反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為HCl，然后經(jīng)降水而被去除。氟氯烴類中較受關(guān)注的是一氟三氯甲烷（CFC11或F11）和二氟二氯甲烷（CFC12或F12）。它們可以用做致冷劑、氣溶膠噴霧劑、電子工業(yè)的溶劑、制造塑料的泡沫發(fā)生劑和消防滅火劑等。大氣中的氟氯烴類主要是通過它們的生產(chǎn)和使用過程進(jìn)入大氣的。由人類活動排放到對流層大氣中的氟氯烴類化合物，不易在對流層被去除，它們在對流層的停留時間較長，最可能的消除途徑就是擴(kuò)散進(jìn)入平流層。4.影響大氣中污染物遷移的主要因素是什么?主要有：（1）空氣

13、的機(jī)械運(yùn)動如風(fēng)和大氣湍流的影響；（2）天氣和地理地勢的影響；（3）污染源本身的特性。6.太陽發(fā)射光譜和地面測得的太陽光譜有何不同？為什么？太陽輻射的光譜包括紅外線、可見光和紫外線等，其經(jīng)過大氣層被削弱了約一半，其中紫外線和紅外線被極大的削弱所剩無幾，但可見光卻幾乎都能到達(dá)地表，其比重也由47%上升到92%。即光譜分布就不同了。7大氣中有哪些重要的自由基？其來源如何？大氣中存在的重要自由基有HO、HO2、R（烷基）、RO（烷氧基）和RO2（過氧烷基）等。它們的來源如下：（1）HO來源對于清潔大氣而言，O3的光離解是大氣中HO的重要來源：對于污染大氣，如有HNO2和H2O2存在，它們的光離解也可產(chǎn)

14、生HO： 其中HNO2的光離解是大氣中HO的重要來源。（2）HO2的來源大氣中HO2主要來源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：任何光解過程只要有H或HCO自由基生成，它們都可與空氣中的O2 結(jié)合而導(dǎo)致生成HO2。亞硝酸酯和H2O2 的光解也可導(dǎo)致生成HO2：如體系中有CO存在：（3）R的來源大氣中存在量最多的烷基是甲基，它的主要來源是乙醛和丙酮的光解：這兩個反應(yīng)除生成CH3外，還生成兩個羰基自由基HCO和CH3CO。O和HO與烴類發(fā)生H摘除反應(yīng)時也可生成烷基自由基：（4）RO的來源大氣中甲氧基主要來源于甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的光解：（5）RO2的來源大氣中的過氧烷基都是由烷基與空氣中的O2結(jié)合而

15、形成的： 9.敘述大氣中NO轉(zhuǎn)化為NO2的各種途徑。 NO+O3NO2+O2HO+RHR+H2O R+O2RO2 NO+RO2NO2+RORCHO+HO2（R比R少一個C原子）RO+O2NO+HO2NO2+HO10大氣中有哪些重要的碳?xì)浠衔?？它們可發(fā)生哪些重要的光化學(xué)反應(yīng)？甲烷、石油烴、萜類和芳香烴等都是大氣中重要的碳?xì)浠衔铩Ｋ鼈兛蓞⑴c許多光化學(xué)反應(yīng)過程。（1）烷烴的反應(yīng)：與HO、O發(fā)生H摘除反應(yīng)，生成R氧化成RO2與NO反應(yīng)RH + OH R + H2ORH + O R + HOR + O2 RO2RO2 + NO RO + NO2（2）烯烴的反應(yīng)：與OH主要發(fā)生加成、脫氫或形成二元自由

16、基加成：RCH=CH2 + OH RCH(OH)CH2RCH(OH)CH2 + O2 RCH(OH)CH2O2RCH(OH)CH2O2 + NO RCH(OH)CH2O + NO2脫氫：RCH=CH2 + HO RCHCH2 + H2O生成二元自由基：二元自由基能量很高，可進(jìn)一步分解為兩個自由基以及一些穩(wěn)定產(chǎn)物。另外，它可氧化NO和SO2等：R1R2COO + NO R1R2CO + NO2R1R2COO + SO2 R1R2CO + SO3（3）環(huán)烴的氧化：以環(huán)己烷為例（4）芳香烴的氧化（a）單環(huán)芳烴：主要是與HO發(fā)生加成反應(yīng)和氫原子摘除反應(yīng)。生成的自由基可與NO2反應(yīng)，生成硝基甲苯：加成反

17、應(yīng)生成的自由基也可與O2作用，經(jīng)氫原子摘除反應(yīng)，生成HO2和甲酚：生成過氧自由基：（b）多環(huán)芳烴：蒽的氧化可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的醌它可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的醌：（5）醚、醇、酮、醛的反應(yīng)它們在大氣中的反應(yīng)主要是與HO發(fā)生氫原子摘除反應(yīng)：CH3OCH3 + HO CH3OCH2 + H2OCH3CH2OH + HO CH3CHOH + H2OCH3COCH3 + HO CH3COCH2 + H2OCH3CHO + HO CH3CO + H2O上述四種反應(yīng)所生成的自由基在有O2存在下均可生成過氧自由基，與RO2有相類似的氧化作用。11.碳?xì)浠衔飬⑴c的光化學(xué)反應(yīng)對各種自由基的形成有什么貢獻(xiàn)？OH+RHH2O+RM+

18、R+O2-RO2+MRO2+NO-RO+NO2RO2+O2-HO2+羰基化合物RH為碳?xì)浠衔?2.說明光化學(xué)煙霧現(xiàn)象，解釋污染物與產(chǎn)物的日變化曲線，并說明光化學(xué)煙霧產(chǎn)物的性質(zhì)與特征。（1）光化學(xué)煙霧現(xiàn)象：主要含有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮涡晕廴疚锏拇髿猓陉柟庹丈湎掳l(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物。這種由一次和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象稱為光化學(xué)煙霧。因最早（1940年）在美國洛杉磯首先出現(xiàn)，又稱洛杉磯型煙霧。（2）性質(zhì)與特征：煙霧藍(lán)色；具有強(qiáng)氧化性，能使橡膠開裂；對眼睛、呼吸道等有強(qiáng)烈刺激，并引起頭痛、呼吸道疾病惡化，嚴(yán)重可造成死亡；對植物葉子有害，能使大氣能見度降低；刺激物濃度峰

19、值出現(xiàn)在中午和午后；污染區(qū)域出現(xiàn)在污染源下風(fēng)向幾十到幾百公里的范圍內(nèi)。(3)日變化曲線：白天生成夜晚消污失；染物濃度峰值出現(xiàn)在中午和午后；烴類和NO發(fā)生在早上交通高峰時節(jié)，此時NO2濃度很低；隨太陽輻射增強(qiáng)，O3和NO2濃度逐漸增加，到中午已經(jīng)較高。一般O3和NO2濃度峰值比NO濃度峰值晚出現(xiàn)4-5小時。推斷：O3和NO2主要是二次污染物。傍晚雖交通繁忙，但日光較弱，不足以引起光化學(xué)反應(yīng)。13說明烴類在光化學(xué)煙霧形成過程中的重要作用。光化學(xué)煙霧形成過程是由多種自由基參與的一系列反應(yīng)，NO2和醛的光解可引發(fā)O、H自由基的產(chǎn)生，而烴類RH的存在又是自由基轉(zhuǎn)化和增殖為數(shù)量大，種類多的根本原因。烴類在

20、光化學(xué)煙霧形成過程中占有很重要的地位。RH + O R + HORH + HO R + H2OH + O2 HO2R + O2 RO2RCO + O2 RC(O)OO其中R為烷基、RO2為過氧烷基，RCO為酰基、RC(O)OORC(O)O2為過氧?；?。通過如上途徑生成的HO2、RO2和RC(O)O2均可將NO氧化成NO2 。14. 何謂有機(jī)物的反應(yīng)活性?如何將有機(jī)物按反應(yīng)活性分類? (1)有機(jī)物的反應(yīng)活性：有機(jī)物的反應(yīng)活性是指反應(yīng)難易程度。反應(yīng)中有些中間體能增加反應(yīng)活性。正催化劑能產(chǎn)生容易反應(yīng)的中間體，改變反應(yīng)歷程，縮短反應(yīng)時間。（2） 分類：按有機(jī)物所含官能團(tuán)分類：烷、烯、炔、醇、酮、苯、酚

21、、醚、羧酸、糖等。 15.簡述大氣中S02氧化的幾種途徑。 （1）SO2氣相氧化：SO2首先氧化成SO3，隨后S03被水吸收成硫酸，形成酸雨或硫酸煙霧。硫酸與大氣中的NH4+等陽離子結(jié)合生成硫酸鹽氣溶膠。S02的直接光氧化；SO2被自由基氧化。（2）SO2液相氧化：大氣中存在少量水和顆粒物。SO2可溶于大氣中液體水，也可被大氣顆粒物吸附，并溶解在顆粒物表面所吸附的水中。于是SO2便可發(fā)生液相反應(yīng)。S02液相平衡；O3對SO2氧化；H2O2對SO2氧化；金屬離子對SO2液相氧化催化作用。17.說明酸雨形成的原因酸性降水是指通過降水，如雨、雪、霧、冰雹等將大氣中的酸性物質(zhì)遷移到地面的過程。最常見的

22、就是酸雨。這種降水過程稱為濕沉降。酸雨現(xiàn)象是大氣化學(xué)過程和大氣物理過程的綜合效應(yīng)。酸雨中含有多種無機(jī)酸和有機(jī)酸，其中絕大部分是硫酸和硝酸，多數(shù)情況下以硫酸為主。從污染源排放出來的SO2和NOx是形成酸雨的主要起始物，其形成過程為：SO2+OSO3SO3+H2OH2SO4SO2+H2OH2SO3H2SO3+OH2SO4 NO+ONO22NO2+H2OHNO3+HNO2大氣中的SO2和NOx經(jīng)氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亞硝酸，這是造成降水pH降低的主要原因。除此之外，還有許多氣態(tài)或固態(tài)物質(zhì)進(jìn)入大氣對降水的pH也會有影響。大氣顆粒物中Mn、Cu、等是酸性氣體氧化的催化劑。大氣光化學(xué)反應(yīng)生成的O2和

23、HO2等又是使SO2氧化的氧化劑。因此，降水的酸度是酸和堿平衡的結(jié)果。如降水中酸量大于堿量，就會形成酸雨。18確定酸雨pH界限的依據(jù)是什么？國際上把pH為5.6作為判斷酸雨的界限。依據(jù)以下過程得出：在未污染大氣中，可溶于水且含量比較大的酸性氣體是CO2，所以只把CO2作為影響天然降水pH的因素，根據(jù)CO2的全球大氣濃度330ml/m3與純水的平衡：CO2 (g) + H2OCO2 + H2O CO2 + H2OH+ + HCO3-HCO3- H+ + CO32-根據(jù)電中性原理：H+OH- + HCO3- + 2CO32-，將用KH、K1、K2、H+表達(dá)的式子代入，得：H+3 (KW + KHK

24、1pCO2) H+ 2KHK1K2pCO20在一定溫度下，KW、KH、K1、K2、pCO2都有固定值，將這些已知數(shù)值帶入上式，計算結(jié)果是pH5.6。論述影響酸雨形成的因素答影響酸雨形成的因素主要有：（1） 酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件。（2） （2）大氣中NH3的含量及其對酸性物質(zhì)的中和性。（3） （3）大氣顆粒物的堿度及其緩沖能力。（4） （4）天氣形勢的影響20什么是大氣顆粒物的三模態(tài)？如何識別各種粒子模？Whitby等人依據(jù)大氣顆粒物表面積與粒徑分布的關(guān)系得到了三種不同類型的粒度模。按這個模型，可把大氣顆粒物表示成三種模結(jié)構(gòu)，即愛根（Aitken）核模（Dp0.05m）、積聚模（0.05

25、mDp2m）。（1）愛根核模主要源于燃燒產(chǎn)生的一次顆粒物以及氣體分子通過化學(xué)反應(yīng)均相成核而生成的二次顆粒物。由于它們的粒徑小、數(shù)量多、表面積大而很不穩(wěn)定，易于相互碰撞結(jié)成大粒子而轉(zhuǎn)入積聚模。也可在大氣湍流擴(kuò)散過程中很快被其他物質(zhì)或地面吸收而去除。（2）積聚模主要由核模凝聚或通過熱蒸汽冷凝再凝聚長大。這些粒子多為二次污染物，其中硫酸鹽占80%以上。它們在大氣中不易由擴(kuò)散或碰撞而去除。積聚模與愛根核模的顆粒物合稱細(xì)粒子。（3）粗粒子模的粒子稱為粗粒子，多由機(jī)械過程所產(chǎn)生的揚(yáng)塵、液滴蒸發(fā)、海鹽濺沫、火山爆發(fā)和風(fēng)沙等一次顆粒物所構(gòu)成，因此它的組成與地面土壤十分相近，主要靠干沉降和濕沉降過程而去除。23

26、.何謂溫室效應(yīng)和溫室氣體?大氣中的某些微量組分，能使太陽的短波輻射透過，加熱地面，而地面增溫后所放出的熱輻射，卻被這些組分吸收，使大氣增溫。由于這些組分的作用在某些方面類似溫室的玻璃房頂，因此這種現(xiàn)象被稱為溫室效應(yīng)，這些組分被稱為為溫室氣體。主要溫室氣體有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、二氧化氮（NO2）、氯氟烷烴（CFCs）等。八十年代研究表明，人為排放各種溫室氣體對溫室效應(yīng)所起作用比例不同，其中二氧化碳55，氯氟烷烴24，甲烷15，二氧化氮6。二氧化碳大量增加是造成溫室效應(yīng)加劇的主要原因。水環(huán)境化學(xué)重點(diǎn)習(xí)題及參考答案1請推導(dǎo)出封閉和開放體系碳酸平衡中H2CO3、HCO3-和CO32-的

27、表達(dá)式，并討論這兩個體系之間的區(qū)別。解：（1）封閉體系（溶解性CO2與大氣沒有交換）中存在下列平衡CO2 + H2O H2CO3* pK0=1.46H2CO3* HCO3- + H+ pK1=6.35HCO3- CO32- + H+ pK2=10.33其中 K1=HCO3-H+ / H2CO3* ，K2=CO32-H+ / HCO3-用0、1和2分別表示三種碳酸化合態(tài)在總量中所占比例，得下面表達(dá)式0= H2CO3*/H2CO3* + HCO3- + CO32-1= HCO3-/H2CO3* + HCO3- + CO32-2= CO32- /H2CO3* + HCO3- + CO32-把K1、K

28、2的表達(dá)式代入以上三式，得0= (1 + K1/H+ + K1K2/H+2)-11= (1 + H+/ K1 + K2/ H+ )-12= (1 + H+2/ K1K2 + H+/ K2)-1設(shè)CT = H2CO3* + HCO3- + CO32-，則有H2CO3* = CT(1 + K1/H+ + K1K2/H+2)-1HCO3- = CT(1 + H+/ K1 + K2/ H+ )-1CO32- = CT(1 + H+2/ K1K2 + H+/ K2)-1（2）開放體系中CO2在氣相和液相之間平衡，各種碳酸鹽化合態(tài)的平衡濃度可表示為PCO2和pH的函數(shù)。依亨利定律：CO2(aq)KHPCO

29、2溶液中，碳酸化合態(tài)相應(yīng)為：CT = CO2/ 0= KHPCO2/ 0HCO3-= (1/ 0 )KHPCO2= (K1/H+)KHPCO2CO32-= (2/ 0 ) KHPCO2= (K1K2/H+2)KHPCO2（3） 比較封閉體系和開放體系可發(fā)現(xiàn)，在封閉體系中，H2CO3*、HCO3-、CO32-等可隨pH值變化，但總的碳酸量CT始終不變。而對于開放體系CT、HCO3-、CO32-均隨pH值改變而變化，但H2CO3*總保持與大氣相平衡的固定數(shù)值。2.請導(dǎo)出總酸度、CO2酸度、無機(jī)酸度、總堿度、酚酞堿度和苛性堿度的表達(dá)式作為總碳酸量和分布系數(shù)（）的函數(shù)3. 向一含有碳酸的水體加入重碳酸

30、鹽，問：總酸度、總堿度、無機(jī)酸度、酚酞堿度和CO2酸度，是增加、減少還是不變。4.在一個pH為6.5、堿度為1.6mmol/L的水體中，若加入碳酸鈉使其堿化，問需加多少mmol/L的碳酸鈉才能使水體pH上升至8.0。若用NaOH強(qiáng)堿進(jìn)行堿化，又需加入多少堿?解：總堿度KW/ H+ + CT(1 + 22) - H+CT總堿度 + H+ - OH-令當(dāng)pH在59范圍內(nèi)、堿度10-3mol/L時, H+、OH-項可以忽略不計,得到簡化式：CT堿度當(dāng)pH6.5時，查教材P110表得10.5845，28.66910-5，則1.71，CT 堿度1.711.62.736mmol/L若加入碳酸鈉將水的pH升

31、至8.0，查表得1.018，此時CT值與堿度值均有變化。設(shè)加入的碳酸鈉量為CO32-，則有CT + CO32-堿度 + 2CO32-即2.736 + CO32-1.0181.6 + 2CO32-解得，CO32-1.069 mmol/L若加入氫氧化鈉將水的pH升至8.0，其CT值并不變化，可得：堿度 CT/ 2.736/1.0182.688 mmol/L堿度增加值就是應(yīng)加入的氫氧化鈉強(qiáng)堿量：OH-2.6881.61.088 mmol/L8請敘述水中主要有機(jī)和無機(jī)污染物的分布和存在形態(tài)。9什么叫優(yōu)先污染物？我國優(yōu)先控制污染物包括哪幾類？10請敘述天然水體中存在哪幾類顆粒物？11.什么是表面吸附作用

32、、離子交換吸附作用和專屬吸附作用？并說明水合氧化物對金屬離子的專屬吸附和非專屬吸附的區(qū)別。（1）表面吸附：由于膠體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。膠體表面積越大，吸附作用越強(qiáng)。（2）離子交換吸附：環(huán)境中大部分膠體帶負(fù)電荷，容易吸附各種陽離子。膠體每吸附一部分陽離子，同時也放出等量的其他陽離子，這種作用稱為離子交換吸附作用，屬于物理化學(xué)吸附。該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不受溫度影響，交換能力與溶質(zhì)的性質(zhì)、濃度和吸附劑的性質(zhì)有關(guān)。（3）專屬吸附：指在吸附過程中，除了化學(xué)鍵作用外，尚有加強(qiáng)的憎水鍵和范德化力或氫鍵作用。該作用不但可以使表面點(diǎn)荷改變符號，還可以使離子化合物吸附在同號電

33、荷的表面上。（4）水合氧化物對金屬離子的專屬吸附與非金屬吸附的區(qū)別如下表所示。項目專屬吸附非專屬吸附發(fā)生吸附的表面凈電荷的符號-、0、+-金屬離子所起的作用配位離子反離子吸附時所發(fā)生的反應(yīng)配位體交換陽離子交換發(fā)生吸附時要求體系的pH值任意值零電位點(diǎn)吸附發(fā)生的位置內(nèi)層擴(kuò)散層對表面電荷的影響負(fù)電荷減少，正電荷增加無動力學(xué)可逆性不可逆慢過程快速可逆?12.請敘述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及與溶液中配合反應(yīng)的區(qū)別14請說明膠體的凝聚和絮凝之間的區(qū)別。由電介質(zhì)促成的聚集稱為凝聚，由聚合物促成的聚集稱為絮凝15請敘述水中顆粒物可以哪些方式進(jìn)行聚集？16請敘述水環(huán)境中促成顆粒物絮凝的機(jī)理。20請敘述

34、腐殖質(zhì)的分類及其在環(huán)境中的作用。22請敘述有機(jī)配體對重金屬遷移的影響。23什么是電子活度pE，以及它和pH的區(qū)別。24有一個垂直湖水，pE隨湖的深度增加將起什么變化？34請說明湖泊富營養(yǎng)化預(yù)測模型的基本原理。？36敘述有機(jī)物水環(huán)境歸趨模式的基本原理土壤環(huán)境化學(xué)重點(diǎn)習(xí)題及參考答案1土壤由哪些主要成分？它們對土壤的性質(zhì)與作用有哪些影響？1) 土壤礦物質(zhì)：其是土壤的主要組成部分，占土壤固體總質(zhì)量的90%，是土壤的骨骼和植物營養(yǎng)元素的重要供給來源，分為原生礦物質(zhì)與次生礦物質(zhì)。原生礦物質(zhì)主要有硅酸鹽礦物，氧化物類礦物，硫化物好磷酸鹽類礦物。次生礦物質(zhì)主要有高嶺石、蒙脫石、伊利石類，很多重要的物理化學(xué)過程

35、和性質(zhì)都和土壤所含黏土礦物種類和數(shù)量有關(guān)。2) 土壤有機(jī)質(zhì)：一般占土壤固相總質(zhì)量的10%以下，是土壤的重要組成部分，是土壤形成的重要標(biāo)志，在土壤肥力、環(huán)境保護(hù)及農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面有重要作用。3) 土壤水分：是植物營養(yǎng)的主要來源，也是進(jìn)入土壤的各種污染物向其他環(huán)境圈層遷移的的媒介。4) 土壤中的空氣：土壤空氣使土壤具有疏松的結(jié)構(gòu)。2什么是土壤的活性酸度與潛性酸度？試用它們二者的關(guān)系討論我國南方土壤酸度偏高的原因。根據(jù)土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度與潛性酸度兩大類。（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱有效酸度，通常用pH表示。（2）潛性酸度：土壤潛

36、性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當(dāng)這些離子處于吸附狀態(tài)時，是不顯酸性的，但當(dāng)它們經(jīng)離子交換作用進(jìn)入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+濃度，使土壤pH值降低。南方土壤中巖石或成土母質(zhì)的晶格被不同程度破壞，導(dǎo)致晶格中Al3+釋放出來，變成代換性Al3+，增加了土壤的潛性酸度，在一定條件下轉(zhuǎn)化為土壤活性酸度，表現(xiàn)為pH值減小，酸度偏高。3土壤的緩沖作用有哪幾種？舉例說明其作用原理。土壤緩沖性能包括土壤溶液的緩沖性能和土壤膠體的緩沖性能：（1）土壤溶液的緩沖性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SiO4、腐殖酸和其他有機(jī)酸等弱酸及其鹽類具有緩沖作用。以碳酸及其鈉鹽為例說明。向

37、土壤加入鹽酸，碳酸鈉與它生成中性鹽和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3當(dāng)加入Ca(OH)2時，碳酸與它作用生成難溶碳酸鈣，也限制了土壤堿度的變化范圍。H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O土壤中的某些有機(jī)酸（如氨基酸、胡敏酸等）是兩性物質(zhì)，具有緩沖作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，對酸堿均有緩沖作用。（2）土壤膠體的緩沖作用：土壤膠體吸附有各種陽離子，其中鹽基離子和氫離子能分別對酸和堿起緩沖作用。對酸緩沖（M鹽基離子）：對堿緩沖：Al3+對堿的緩沖作用：在pH小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al3+有6個水分子圍繞，當(dāng)OH增多時，

38、Al3+周圍的6個水分子中有一、二個水分子離解出H+，中和OH-：2Al(H2O)63 + 2OH Al2(OH)2(H2O)84+ + 4H2O4.什么是鹽基飽和度？它對土壤性質(zhì)有何影響？鹽基飽和度：在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù)成為土壤的鹽基飽和度。鹽基飽和度越高，土壤對酸的緩沖能力越大；土壤的鹽基飽和度越低，土壤對堿的緩沖能力越大。5.試比較土壤陽、陰離子交換吸附的主要作用原理與特點(diǎn)？陽離子交換吸附作用原理：以離子價為為依據(jù)，受質(zhì)量作用定律支配，土壤膠體吸附的陽離子與土壤溶液中的陽離子進(jìn)行等價交換。陽離子交換吸附作用特點(diǎn)：1離子電荷數(shù)越高，陽離子交換能力越強(qiáng)。2同價離子中，離子

39、半徑越大，水化離子半徑就越小，因而具有較強(qiáng)的交換能力。3土壤中一些常見陽離子的交換能力順序：Fe3+Al3+H+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+陰離子交換吸附作用原理：帶正電荷的膠體所吸附的陰離子與溶液中陰離子進(jìn)行交換。陰離子交換吸附作用特點(diǎn)：（1）土壤陰離子與膠體微?；蛉芤褐械年栯x子形成難溶性沉淀而被強(qiáng)烈地吸附。（2）各種陰離子被土壤膠體吸附的順序如下：F-草酸根檸檬酸根硅酸根CH3COO-SCN-Cl-6.土壤中重金屬向植物遷移的主要方式及影響因素有哪些？土壤中重金屬向植物遷移的主要方式為跨膜吸收，影響因素主要有土壤的理化性質(zhì)、重金屬種類、濃度及在土壤中

40、的存在形態(tài)，植物種類、生長發(fā)育期，復(fù)合污染，施肥等。（1） 土壤的理化性質(zhì)土壤的理化性質(zhì)主要通過影響重金屬在土壤中存在形態(tài)而影響重金屬的生物有效性，其主要包括pH、土壤質(zhì)地、土壤的氧化還原電位、土壤中有機(jī)質(zhì)的含量等。（2） 重金屬的種類、濃度及在土壤中的存在形態(tài)重金屬對植物的毒害程度首先取決于土壤中重金屬的存在形態(tài)，其次才取決于該元素的數(shù)量。從總量上來看隨著土壤中重金屬含量的增加，植物體內(nèi)各部分的積累量也相應(yīng)增加。重金屬的存在形態(tài)可分為交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)，交換態(tài)的重金屬遷移能力最強(qiáng)，具有生物有效性。（3） 植物的種類、生長發(fā)育期植物的種類和生長發(fā)育期影響

41、著重金屬在土壤-植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化。植物的種類不同，其對重金屬的富集規(guī)律不同；植物的生長發(fā)育期不同，其對重金屬的富集量也不同。（4） 復(fù)合污染在復(fù)合污染狀況下，影響重金屬遷移轉(zhuǎn)化的因素涉及污染物因素（包括污染物的種類、性質(zhì)、濃度、比例和時序性）、環(huán)境因素（包括光、溫度、pH、氧化還原條件等）和生物種類、發(fā)育階段及所選擇指標(biāo)等。（5） 施肥施肥可以改變土壤的理化性質(zhì)和重金屬的存在形態(tài)，并因此而影響重金屬的遷移轉(zhuǎn)化。由于肥料、植物和重金屬種類的多樣性以及重金屬行為的復(fù)雜性，施肥對土壤-植物體系中重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響機(jī)制十分復(fù)雜。7植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性作用的主要機(jī)制是什么？不同種類的植物對重金

42、屬的耐性不同，同種植物由于其分布和生長的環(huán)境各異可能表現(xiàn)出對某種重金屬有明顯的耐性。（1）植物根系通過改變根系化學(xué)性狀、原生質(zhì)泌溢等作用限制重金屬離子的跨膜吸收。（2）重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合，而不能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)影響細(xì)胞代謝活動，使植物對重金屬表現(xiàn)出耐性。（3）酶系統(tǒng)的作用。耐性植物中酶活性在重金屬含量增加時仍能維持正常水平，此外在耐性植物中還發(fā)現(xiàn)另一些酶可被激活，從而使耐性植物在受重金屬污染時保持正常代謝過程。（4）形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素，使重金屬以不具生物活性的無毒螯合物形式存在，降低了重金屬離子活性，從而減輕或解除其毒害作用。8舉例說明影響農(nóng)藥在土壤中進(jìn)行擴(kuò)散和質(zhì)體流動的因素有哪些？

43、（1）影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)散的因素主要是土壤水分含量、吸附、孔隙度、溫度及農(nóng)藥本身的性質(zhì)等：土壤水分含量：研究表明林丹的汽態(tài)和非汽態(tài)擴(kuò)散情況隨土壤水分含量增加而變化。吸附：土壤對農(nóng)藥的吸附改變了其擴(kuò)散的情況，如土壤對2,4-D的化學(xué)吸附，使其有效擴(kuò)散系數(shù)降低了，兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤緊實度：土壤緊實度對農(nóng)藥的擴(kuò)散的情況有影響是因為對于以蒸汽形式進(jìn)行擴(kuò)散的化合物來說，增加緊實度就降低了土壤孔隙率，擴(kuò)散系數(shù)就自然降低了。如二溴乙烷、林丹等農(nóng)藥在土壤中的擴(kuò)散系數(shù)隨緊實度增加而降低。溫度：溫度增高的總效應(yīng)是使擴(kuò)散系數(shù)增大。氣流速度：氣流速度可直接或間接地影響農(nóng)藥的揮發(fā)。如果空氣的相對濕度不是100%，那

44、么增加氣流就促進(jìn)土壤表面水分含量降低，可以使農(nóng)藥蒸汽更快地離開土壤表面，同時使農(nóng)藥蒸汽向土壤表面運(yùn)動的速度加快。農(nóng)藥種類：不同農(nóng)藥的擴(kuò)散行為不同。如有機(jī)磷農(nóng)藥樂果和乙拌磷在Broadbalk粉砂壤土中的擴(kuò)散行為就是不同的。（2）影響農(nóng)藥在土壤中質(zhì)體流動的因素有農(nóng)藥與土壤的吸附、土壤種類和農(nóng)藥種類等。農(nóng)藥與土壤吸附：非草隆、滅草隆、敵草隆、草不隆四種農(nóng)藥吸附最強(qiáng)者移動最困難，反之亦然。土壤種類：土壤有機(jī)質(zhì)含量增加，農(nóng)藥在土壤中滲透深度減??；增加土壤中粘土礦物的含量，農(nóng)藥的滲透深度也減小。農(nóng)藥種類：不同農(nóng)藥在土壤中通過質(zhì)體流動轉(zhuǎn)移的深度不同。如林丹和DDT。9比較DDT和林丹在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化與

45、歸趨的主要途徑與特點(diǎn)。DDT和林丹遷移轉(zhuǎn)化、歸趨主要途徑與特點(diǎn)比較如下表所示：遷移轉(zhuǎn)化、歸趨途徑特點(diǎn)DDT1）在土壤中移動不明顯，易被吸附2）通過根系滲入植物體3）在土壤中按還原、氧化和脫氯化氫等機(jī)理被微生物降解4）光解1） 不溶于水，高親脂性，易通過食物鏈放大，積累性強(qiáng)2）揮發(fā)性小，持久性高3）在缺氧和高溫時降解速度快4）南方水田里DDT降解快于北方林丹1）從土壤和空氣轉(zhuǎn)入水體2）揮發(fā)而進(jìn)入大氣3）在土壤生物體內(nèi)積累4）植物積累1） 易溶于水2） 揮發(fā)性強(qiáng)，持久性低3） 在生物體內(nèi)積累性較DDT低10試述有機(jī)磷農(nóng)藥在環(huán)境中的主要轉(zhuǎn)化途徑，并舉例說明其原理。有機(jī)磷農(nóng)藥在環(huán)境中轉(zhuǎn)化途徑有非生物降

46、解和生物降解。（1）有機(jī)磷農(nóng)藥的非生物降解吸附催化水解：吸附催化水解是有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中降解的主要途徑。如地亞農(nóng)等硫代硫酸酯的水解反應(yīng)如下光降解：有機(jī)磷農(nóng)藥可發(fā)生光降解反應(yīng)，如辛硫磷在253.7nm的紫外光下照射30小時，其光解產(chǎn)物如下（2）有機(jī)磷農(nóng)藥的生物降解有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中被微生物降解是它們轉(zhuǎn)化的另一條重要途徑。化學(xué)農(nóng)藥對土壤微生物有抑制作用。同時，土壤微生物也會利用有機(jī)農(nóng)藥為能源，在體內(nèi)酶或分泌酶的作用下，使農(nóng)藥發(fā)生降解作用，徹底分解為CO2和H2O。如馬拉硫磷被綠色木霉和假單胞菌兩種土壤微生物以不同方式降解，其反應(yīng)如下：生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動過程及毒性重點(diǎn)習(xí)題及參考答案1.在試驗水中

47、某魚體從水中吸收有機(jī)污染質(zhì)A的速率常數(shù)為18.76 h-1，魚體消除A的速率常數(shù)為2.3810-2h-1；設(shè)A在魚體內(nèi)起始濃度為零，在水中的濃度可視作不變。計算A在該魚體內(nèi)的濃縮系數(shù)及其濃度達(dá)到穩(wěn)定濃度95%時所需的時間。2在通常天然水中微生物降解丙氨酸的過程如下，在其括號內(nèi)填寫有關(guān)的化學(xué)式和生物轉(zhuǎn)化途徑名稱，并說明這一轉(zhuǎn)化過程將對水質(zhì)帶來什么影響。解：有關(guān)的化學(xué)式和生物轉(zhuǎn)化途徑如下：(1)CO2；(2)CH3COOH；(3)NH3；(4)CoASH；(5)H2O；(6)CH3COCoASH；(7)CH3COCOOH；(8)H2O；(9)CoASH；(10)(CH2COOH)2C(OH)COO

48、H；(11)三羧酸循環(huán)；(12)NO2-；(13)硝化。該過程將氮由不能被植物吸收利用的有機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮，利于植物利用；且此過程是耗氧過程，可能引起水體富營養(yǎng)化，使水質(zhì)變差。3比較下列各對化合物中微生物降解的快慢，指出所依據(jù)的定性判別規(guī)律。（1）（2）CH3 (CH2)5CH3CH3CH2CH3（3）答：（1）硝基苯降解要慢于苯酚，根據(jù)取代規(guī)律，在芳香族化合物中羥基取代基加快其降解，硝基取代基使其降解減緩。（2）庚烷的降解要快于丙烷，根據(jù)鏈長規(guī)律，在一定范圍內(nèi)，碳鏈越長，降解越快。（3）前者降解要快于后者，根據(jù)鏈分支規(guī)律，在烷基苯磺酸鹽中，分支程度越大，降解越慢。4.在下列微生物降解烷基叔胺

49、過程的括號內(nèi)，填寫有關(guān)的酶名、化學(xué)式或轉(zhuǎn)化途徑名稱。圖中有關(guān)酶名、化學(xué)式和轉(zhuǎn)化途徑名稱：（1）O2；（2）NADH+H+；（3）NADP+；（4）H2O；（5）R3CHO；（6）R1CH2NHR2CH2；（7）加氧酶；（8）R2CHO；（9）NH3；（10）R1CHO；（11）水化酶；（12）R1CH(OH)2；（13）NAD；（14）NADH+H+；（15）R1COOH；（16）脂肪酸氧化；（17）TCA循環(huán)5已知氨氮硝化數(shù)學(xué)模式適用于某一河段，試從下表中該河段的有關(guān)數(shù)據(jù)，寫出這一模式的具體形式。河段設(shè)置的斷面流經(jīng)時間（h）氨氮濃度（mg/L）被硝化的氨氮濃度（mg/L）02.8602.37

50、2.040.638.770.152.656.用查閱到的新資料，說明毒物的聯(lián)合作用。毒物的聯(lián)合作用分為四類。（1） 協(xié)同作用，是指聯(lián)合作用的毒性大于其中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和。即是說，其中某一毒物成分能促進(jìn)機(jī)體對其他毒物成分的吸收加強(qiáng)、講解受阻、排泄遲緩、蓄積增多或產(chǎn)生高毒代謝物等，是混合物毒性增加。如四氯化碳與乙醇，臭氧與硫酸氣溶膠等。（2） 相加作用，是指聯(lián)合作用的毒性等于其中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和，即其中各毒物成分之間均可按比例取代另一毒物成分，而混合物毒性均無改變。當(dāng)各毒物成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)相近、性質(zhì)相似、對機(jī)體作用的部位及機(jī)理相同時，其聯(lián)合作用結(jié)果往往呈現(xiàn)毒性相加作用。如丙烯腈

51、與乙腈，稻瘟凈與樂果等。（3） 獨(dú)立作用，是指各毒物對機(jī)體的侵入途徑、作用部位、作用機(jī)理等均不相同，因而在其聯(lián)合作用中各毒物生物學(xué)效應(yīng)彼此無關(guān)、互不影響。即獨(dú)立作用的毒性低于相加作用，但高于其中單項毒物的毒性。如苯巴比妥與二甲苯。（4） 拮抗作用，是指聯(lián)合作用的毒性小于其中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和。就是說，其中某一毒物成分能促進(jìn)機(jī)體對其他毒物成分的講解加速、排泄加快、吸收減少或產(chǎn)生低毒代謝物等，使混合毒性降低。如二氯乙烷與乙醇，亞硝酸與氰化物，硒與汞，硒與鎘等。7試說明化學(xué)物質(zhì)致突變、致癌和抑制酶活性的生物化學(xué)作用機(jī)理。（1）致突變作用機(jī)理：致突變性是指生物體中細(xì)胞的遺傳性質(zhì)在受到外源性化

52、學(xué)毒物低劑量的影響和損傷時，以不連續(xù)的跳躍形式發(fā)生了突然的變異。致突變作用發(fā)生在一般體細(xì)胞時，則不具有遺傳性質(zhì)，而是使細(xì)胞發(fā)生不正常的分裂和增生，其結(jié)果表現(xiàn)為癌的形成。致突變作用如影響生殖細(xì)胞而使之產(chǎn)生突變時，就有可能產(chǎn)生遺傳特性的改變而影響下一代，即將這種變化傳遞給子細(xì)胞，使之具有新的遺傳特性。（2）致癌機(jī)理：致癌是體細(xì)胞不受控制的生長。其機(jī)理一般分兩個階段：第一是引發(fā)階段，即致癌物與DNA反應(yīng)，引起基因突變，導(dǎo)致遺傳密碼改變。第二是促長階段，主要是突變細(xì)胞改變了遺傳信息的表達(dá)，增殖成為腫瘤，其中惡性腫瘤還會向機(jī)體其他部位擴(kuò)展。（3）抑制酶活性作用機(jī)理：有些有機(jī)化合物與酶的共價結(jié)合，這種結(jié)合

53、往往是通過酶活性內(nèi)羥基來進(jìn)行的；有些重金屬離子與含硫基的酶強(qiáng)烈結(jié)合；某些金屬取代金屬酶中的不同金屬。8解釋下列名詞的概念。（1）被動擴(kuò)散；（2）主動轉(zhuǎn)運(yùn)；（3）腸肝循環(huán)；（4）血腦屏障；（5）半數(shù)有效劑量（濃度）；（6）閾劑量（濃度）；（7）助致癌物；（8）促癌物；（9）酶的可逆和不可逆抑制劑答：（1）被動擴(kuò)散：脂溶性物質(zhì)從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)，即順濃度梯度擴(kuò)散通過有類脂層屏障的生物膜。（2）主動轉(zhuǎn)運(yùn)：在需要消耗一定代謝能量下，一些物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過生物膜，至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)。（3）腸肝循環(huán)：有些物質(zhì)由膽汁排泄，在腸道運(yùn)行中又重新被吸收，該現(xiàn)象叫腸肝循環(huán)。（

54、4）血腦屏障：腦毛細(xì)血管阻止某些物質(zhì)（多半是有害的）進(jìn)入腦循環(huán)血的結(jié)構(gòu)。（5）半數(shù)有效劑量（濃度）：毒物引起受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需的毒物劑量（濃度）。（6）閾劑量（濃度）：在長期暴露毒物下，會引起機(jī)體受損害的最低劑量（濃度）。（7）助致癌物：可加速細(xì)胞癌變和已癌變細(xì)胞增殖成瘤塊的物質(zhì)。（8）促癌物：可使已經(jīng)癌變細(xì)胞不斷增殖而形成瘤塊。（9）酶的可逆和不可逆抑制劑：抑制劑就是能減小或消除酶活性，而使酶的反應(yīng)速率變慢或停止的物質(zhì)。其中，以比較牢固的共價鍵同酶結(jié)合，不能用滲析、超濾等物理方法來恢復(fù)酶活性的抑制劑，稱為不可逆抑制劑；另一部分抑制劑是同酶的結(jié)合處于可逆平衡狀態(tài)，可用滲析法除去而恢復(fù)酶活性的物質(zhì)，稱為可逆抑制劑。9在水體底泥中有下圖所示反應(yīng)發(fā)生，填寫圖中和有關(guān)分解反應(yīng)中所缺的化學(xué)式或輔酶簡式。圖中的轉(zhuǎn)化對汞的毒性有何影響。答：（1）Hg；（2）HgCl2；（3）CH4；（4）NADH；（5）NAD+；（6）HCl；（7）NADH + H+；（8）CH4；（9）HCl；（10）NADH + H+；（11）HCl；（12）CH4；（13）C2H6；（14）Hg可溶性無機(jī)汞在生物體內(nèi)一般容易排泄，而烷