環(huán)境化學串講答案

1、1、 環(huán)境化學的概念、任務、內容和特點及分類，和相關熱點問題。緒論概念:環(huán)境化學是在化學科學的傳統(tǒng)理論和方法的基礎上發(fā)展起來的，是以化學物質在環(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)境問題為目標的一門新興學科。任務：環(huán)境化學主要研究有害物質在環(huán)境介質中的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法。內容：有害物質在環(huán)境介質中存在的濃度水平和形態(tài)；潛在有害物質的來源，以及它們在個別環(huán)境介質中和不同介質間的環(huán)境化學行為；有害物質對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產(chǎn)生效應的機制和風險性；有害物質已造成影響的緩解和消除以及防止產(chǎn)生危害的方法和途徑。特點：要從微觀的原子分子水平上來研究宏觀的環(huán)境現(xiàn)

2、象與變化的化學機制及其防治途徑，其核心是研究化學污染物在環(huán)境中的化學轉化和效應。分類：環(huán)境分析化學、環(huán)境理論化學、各圈層的環(huán)境化學、污染生態(tài)學、污染控制學。相關熱點問題：以有機物污染為主的水質污染；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。2、 環(huán)境效應的類別自然過程或人類的生活和生產(chǎn)活動會對環(huán)境造成污染和破壞，從而導致環(huán)境系統(tǒng)的結構和功能發(fā)生變化，謂之環(huán)境效應，可分為自然環(huán)境效應和人為環(huán)境效應。若按其性質分，可分為：a、環(huán)境物理效應（由物理作用引起的），b、環(huán)境化學效應（在各種因素影響下，物之間發(fā)生化學反應而產(chǎn)生的），c、環(huán)境生物效應（環(huán)

3、境因素變化導致生態(tài)系統(tǒng)變異而產(chǎn)生的后果，屬于持久性效應）。舉例簡述污染物在環(huán)境各圈的遷移轉化過程在大氣中，污染物通過擴散和被氣流搬運而遷移，并通過光化學氧化或催化氧化反應而轉化。大氣中的氮氧化合物、碳氫化合物可通過光化學氧化生成臭氧、過氧乙酰硝酸脂及其他光化學氧化劑，并在一定氣象條件下形成光化學厭惡。二氧化硫在大氣氣溶膠存在下經(jīng)光化學氧化或催化氧化作用轉化為硫酸或硫酸鹽是形成酸雨的原因之一。在水體中，污染物可通過溶解態(tài)隨水流動或通過吸附于懸浮物而傳輸，懸浮物沉積于水底將污染物帶入沉積物中。同時污染物可通過氧化還原、配位和螯合、水解和生物降解等作用發(fā)生轉化，包括存在形態(tài)和價態(tài)的變化。這不僅會影響

4、污染物的性質，也會影響它的遷移能力。在土壤中，土壤是自然環(huán)境中微生物最活躍的場所，生物降解對微生物遷移轉化起著重要作用。土壤的PH、溫度、濕度、離子交換能力、微生物種類和通氣狀況等是影響污染物轉化的因素。土壤的氧化還原條件控制著污染物的存在狀態(tài)，如砷在旱地氧化條件下位五價，在水田還原條件下為三價。第2章 大氣環(huán)境化學大氣的作用有哪些？什么是大氣環(huán)境化學？大氣垂直遞減率公式。典型大氣污染物的特征。大氣圈是地球生命體的營養(yǎng)源，如氮源等。2大氣層具有保護生命體的作用，如防止紫外輻射，電磁輻射等。3大氣具有保護地熱平衡的作用。2)大氣環(huán)境化學：本分支學科研究化學污染物在大氣環(huán)境中的形成、遷移、轉化、歸

5、趨過程中的化學行為和生態(tài)效應。研究對象涉及大氣顆粒物、酸沉降、大氣有機物、痕量氣體、臭氧損耗及全球氣候變暖。關于大氣環(huán)境化學過程研究主要涉及大氣光化學過程、大氣自由基反應。在模式研究方面?zhèn)戎赜诠饣瘜W煙霧和酸雨。6酸雨如何界定？酸雨的化學組成？酸雨的危害及其分布。把PH為5.6作為判斷酸雨的界限。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，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二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要起始物。危害：危害著名雕像及歷史建筑 造成河流湖泊酸化危害森林和農作物、土壤酸化，camg流失，土壤貧瘠，cd活化 危害人體健康 7大氣顆粒物按粒徑大小分為幾類？有何區(qū)別。光

6、化學反應答：分子原子自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學反應?；瘜W物種吸收光量子后可產(chǎn)生光化學反應的初級過程和次級過程。初級過程包括化學物種吸收光量子成為激發(fā)態(tài)物種。隨后激發(fā)態(tài)可發(fā)生如下幾種反應：1）屬于光物理過程的輻射躍遷（激發(fā)態(tài)物種通過輻射熒光或磷光而失活）和無輻射躍遷亦稱碰撞失活過程(激發(fā)態(tài)物種通過與其他分子m碰撞將能量傳遞給m自身回到基態(tài)）2)屬于光化學過程的光解（激發(fā)態(tài)物種解離成為兩個或兩個以上的新物種)和與其他分子反應生成新的物種。次級過程是指在初級過程中反應物生成物之間進一步發(fā)生的反應。1. 愛因斯坦公式的應用h：Planck常量，6.626*10-34j*s c：光速,2.9979

7、*1010cm/s第三章1.什么是水環(huán)境化學？天然水體的PH值是什么？是如何得來的？環(huán)境化學是研究化學物質在天然水體中的存在形態(tài)、反應機制、遷移轉化、歸趨的規(guī)律與化學行為及其對生態(tài)環(huán)境的影響。她是環(huán)境化學的重要部分這些研究將為水污染控制和水資源的保護提供科學依據(jù)。天然水體的PH值一般為69，而且對于某一水體，其PH值幾乎保持不變。對于碳酸體系，PH8.3時，可以只考慮一級碳酸平衡。Ph=Pk1-lgH2CO3/HCO3-2.理解關于天然水體重的酸度、堿度的相關計算?？倝A度=HCO3-+2CO32-+OH-H+酚酞堿度=CO32-+OH-H2CO3-H+苛性堿度=OH-HCO3-2H2CO3-H

8、+總酸度=H+HCO3-+2H2CO3-OH-CO2酸度=H+H2CO3-CO22-OH-無機酸度=H+-HCO3-2CO22-OH-3水中無機污染物如何遷移轉化（P107）無機污染物特別是重金屬準金屬等污染物，一旦進入水環(huán)境均不能被生物降解，主要通過沉淀-溶解、氧化還原、配合作用、膠體形成、吸附-解吸等一系列物理化學作用進行遷移轉化。4.什么是專屬吸附？專屬吸附指吸附過程中，除了化學鍵的作用外，尚有加強的憎水鍵和愛德華力或氫鍵在起作用。專屬吸附作用不但可使表面電荷改變符號，而且可使離子化合物吸附在同號電荷表面上5、沉淀物中重金屬的釋放的誘發(fā)因素有哪些？1鹽濃度升高 2氧化還原條件的變化 3降

9、低pH 4增加水中配合劑的含量5生物富集 6、溶解和沉淀，理解相關計算溶解和沉淀是污染物在水環(huán)境中遷移的重要途徑。一般金屬化合物在水中遷移能力，可以直接的用溶解度來衡量。溶解度小者，遷移能力小，溶解度大者，遷移能力大。pH=14-1/npKsp7、有機配位體對重金屬遷移有何影響？1由于和金屬離子生成配合物，或與表面爭奪可給吸附位，是吸附受到抑制。2如果配體能形成弱配合物，并且對固體表面親和力很小，則不至引起吸附量的明顯變化3如果配體能生成配合物，并同時對固體表面具有實際的親和力，則可能會增大吸附量。8.什么是分配系數(shù)、標化分配系數(shù)？有機物在土壤有機質和水中含量的比值稱為分配系數(shù)。標化分配系數(shù)，

10、即以有機碳為基礎的表示的分配系數(shù)。 以Koc表示；以Woc表示沉積物中有機碳的質量分數(shù)；以Kp表示有機毒物在沉積物與水之間的分配； 則：Koc=Kp/Woc10.什么是光量子產(chǎn)率？圖示表明激發(fā)分子的光化學途徑。分子被活化后，它可能進行光反應，也可能通過光輻射的形式進行“去活化”再回到基態(tài)，進行光化學反應的光子與吸收總光子數(shù)之比，稱為光量子產(chǎn)率（）。=生成或破壞的給定物種的物質的量/體系吸收光子的物質的量13.簡述有機污染物在水環(huán)境中的遷移轉化過程?！緢D示過程課本244頁】 1.負載過程即輸入過程污水排放速率，大氣沉降以及地表徑流引入有機毒物至天然水體均將直接影響污染物在水中的濃度。2.形態(tài)過程

11、酸堿平衡：天然水中，ph決定著有機酸或堿以中性態(tài)或者離子態(tài)存在的分數(shù)，因而影響揮發(fā)和其他作用。吸著作用：疏水有機物吸著至懸浮物上，由于懸浮物質的遷移而影響他們以后的歸趨。 3.遷移過程。沉淀-溶解作用：污染物的溶解度范圍可限制污染物在遷移，轉化過程中的可利用性或者實際上改變其遷移速率。對流作用：水力流動可遷移溶解的或者被懸浮物吸附的污染物進入或排出特定的水生生態(tài)系統(tǒng)。揮發(fā)作用：有機污染物可能從水體進入大氣，因而減少其在水中的濃度。沉積作用：污染物被吸附沉積于水體底部或者從底部沉積物中解吸，均可改變污染物的濃度。4.轉化過程:生物降解作用：微生物代謝污染物并在代謝過程中改變他們的毒性。水解作用:

12、一個化合物與水作用通常產(chǎn)生較小的簡單的有機產(chǎn)物。光解作用：污染物對光的吸收有可能導致影響它們毒性的化學反應的發(fā)生。氧化還原作用：涉及減少或者增加電子在內的有機污染物以及金屬的反應都強烈地影響環(huán)境參數(shù)。對于有機污染物中幾乎所有重要的氧化還原反應都是由微生物催化的。5.生物積累過程生物濃縮作用：通過可能的手段如魚鰓的吸附作用，將有機污染物攝取至生物體。生物放大作用：高級營養(yǎng)生物以消耗攝取有機毒物進入生物體的低營養(yǎng)級生物為食物，使生物體中有機毒物的濃度隨營養(yǎng)級的提高而逐步放大。第四章了解土壤的組成。土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系。土壤固相包括土壤礦物質和土壤有機質。土壤液相是指土壤中

13、水分及其水溶物。土壤有無數(shù)孔隙充滿空氣，即土壤氣相。典型土壤隨深度呈現(xiàn)不同的層次。最上層為覆蓋層（），由地面上的枯枝落葉等所構成。第二層為淋溶層（A），是土壤中生物最活躍的一層，土壤有機質大部分在這一層，金屬離子和黏土顆粒在此層被淋溶得最顯著。第三層為淀積層（B），它接納來自上一層淋溶出來的有機物、鹽類和黏土顆粒類物質。C層也叫母質層，是由風化的成土母巖構成。母質層下面為未風化的基巖，常用D層表示。2. 什么是鹽基飽和度。在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分數(shù)稱為土壤鹽基飽和度。鹽基飽和度=交換性鹽基總量（cmol/kg) / 陽離子交換量（cmol/kg)100%3. 什么是土壤的活性酸度

14、和潛性酸度，二者的關系。土壤的活性酸度是土壤氫離子濃度的直接反映，又稱為有效酸度，通常用PH表示。土壤的潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+ 當這些離子處于吸附狀態(tài)時，是不顯酸性的，但當它們通過離子交換作用進入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液H+濃度，使土壤PH降低。根據(jù)土壤潛性酸度所用的提取液，可分為代換性酸度和水解酸度。關系：土壤的活性酸度和潛性酸度是同一個平衡體系的兩種酸度。兩者可以互相轉化，在一定條件下處于暫時平衡狀態(tài)。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起點和現(xiàn)實表現(xiàn)。土壤膠體是H+和Al3+的貯存庫，潛性酸度是活性酸度的儲備。第五章 生物體內污染物質的運動過程及毒性3、生物富

15、集：指生物通過非吞食方式，從周圍環(huán)境(水、土壤、大氣）蓄積某種元素或難降解的物質，使其在機體內濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。 生物放大：指在同一食物鏈上的高營養(yǎng)級生物，通過吞食低營養(yǎng)級生物蓄積某種元素或難降解物質，使其在機體內的濃度隨營養(yǎng)級數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物積累：是生物從周圍環(huán)境(水、土壤、大氣）和食物鏈積累某種元素或難降解的物質，使其在機體中的濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。 過程：自機體暴露于某一毒物至其出現(xiàn)毒性，一般要經(jīng)過以下三個過程：過程1：毒物被機體吸收進入體液后，經(jīng)分布、代謝轉化，并有某一程度的排泄。其間，毒物或被解毒，或被增毒，或不被轉化。過程2：毒物或活性代謝產(chǎn)物與其機體進

16、行原發(fā)反應，使受體改性，隨后引發(fā)生物化學效應。過程3：接著引起一系列病理、生理的繼發(fā)反應，出現(xiàn)在整體條件下可觀察到的毒作用的生理和（或）行為的反應，即致毒癥狀。5. 毒作用的生物化學機制（P362）？：1.酶活性的抑制：酶在構成機體生命基礎的生化過程中起著重大的作用。毒物進入機體后，一方面在酶催化下進行代謝轉化；另一方面也可干擾酶的正常作用，包括酶的活性、數(shù)量等，從而有可能導致機體的損害。2.致突變作用：指生物細胞內DNA改變，引起的遺傳特性突變的作用。這一突變可傳至后代。具有致突變作用的污染物質成為致突變物。致突變作用分為基因突變和染色體突變兩類。3.致癌作用：致癌是體細胞不受控制的生長。能

17、在動物和人體中引起致癌的物質稱為致癌物。致癌物根據(jù)性質可分為化學（性）致癌物，物理性致癌物和生物性致癌物。4.致畸作用：人或動物在胚胎發(fā)育過程中由于各種原因所形成的形態(tài)結構異常，成為先天性畸形或畸胎。遺傳因素、物理因素、化學因素、生物因素、母體營養(yǎng)缺乏或內分泌障礙等都可引起先天性畸形，并成為致畸作用。第六章pcdd多氯代二惡英來源主要在某些物質的生產(chǎn)，冶煉燃燒使用處理過程1苯氧酸除草劑2氯酚3多氯聯(lián)苯生產(chǎn)4化學廢棄物5造紙廢水中第七章 受污染環(huán)境下修復一、何謂微生物修復，需要什么環(huán)境條件，其影響因素有哪些？1、微生物修復技術指通過微生物的作用清除土壤和水體中的污染物或是使污染物無害的過程。2、

18、環(huán)境條件：1、有充分和穩(wěn)定的地下水流 2、有微生物可利用的營養(yǎng)物 3、有緩沖pH的能力 4、有使代謝能夠進行的電子受體。3、影響因素：1、營養(yǎng)物質 2、電子受體 3、污染物的性質 4、環(huán)境條件 5、微生物的協(xié)同作用二、植物修復重金屬污染的主要過程有哪些？1、植物提?。豪弥亟饘俪e累植物從土壤中吸取一種或幾種重金屬，并將其轉移、儲存到地上部分，收割地上部分并集中處理。2、植物穩(wěn)定：利用耐重金屬植物的根際的一些分泌物，增加土壤中有毒金屬的穩(wěn)定性3、植物揮發(fā)：利用植物的吸收、積累和揮發(fā)而減少土壤中一些揮發(fā)性污染物 第八章 綠色化學的基本原理與應用一、什么是綠色化學？綠色化學的12條原理有哪些？1、研究利用一套原理在化學產(chǎn)品的設計、開發(fā)和加工生