環(huán)境化學試題

1、試題3 環(huán)境化學試題一 名詞解釋：（每詞3 分,共24分）1 氣溫垂直遞減率 2 光化學反應 3 吸附等溫線 4 鹽基飽和度 5 生物放大 6 天然水的堿度 7 Kow 8 標化分配系數(shù)二 回答下列問題：（每題6分，共36分）1 過氧自由基HO2的主要來源有哪些？2 簡述大氣污染物匯的機制。3 簡述環(huán)境污染物的三致作用。4 簡述土壤的緩沖性能及其原理。5 水中有機污染程度的指標是什么？并分別加以說明。6 簡要回答河流中的泥沙對重金屬的遷移轉化的影響，并舉例加以說明。三 計算題：（每題10分，共10分）有如下兩個單體系，其中一個是Cu2+ 、Cu+（ pE0 = 5.82，Cu2+ =10-5m

2、ol/L, Cu+ =10-4mol/L），另一個是Fe3+ 、 Fe2+（pE0 = 13.05， Fe3+=10-3 mol/L，F(xiàn)e2+ = 0.1mol/L）。如果各取1升，將其成為一個混合體系，并假定Fe3+ 被Cu+ 還原完全，試計算哪個體系是決定電位？四 分析論述題：（每題10分，共30分）1 某市一家鉛鋅冶煉廠的含鉛廢水經化學處理后排入水體中，排污口水中鉛的含量為0.30.4mg/L，而在下流500 m處水中鉛的含量只有34g/L，試分析其原因？2 確定酸雨pH界限的依據(jù)是什麼？3 下圖是C3H6、NO、空氣(O2、N2)混合物經紫外線照射后的時間成分關系圖。從圖中可知，隨NO

3、和C3H6等初始反應物的氧化消耗，NO2和醛量增加；當NO耗盡時，NO2出現(xiàn)最大值。此后，隨著NO2的消耗(濃度下降)，O3和其他氧化劑如過氧乙酰硝酸酯(PAN)產生了。試利用大氣環(huán)境化學原理分析可能發(fā)生的環(huán)境現(xiàn)象，并闡述其機制。 環(huán)境化學試題3 答案一 名詞解釋：（每詞3 分,共24分）1 氣溫垂直遞減率： 氣溫隨高度的變化通常以氣溫垂直遞減率()表示，即每垂直升高100m，氣溫的變化值： T絕對溫度，K；Z高度。2 光化學反應： 光化學反應:一個原子、分子、自由基或離子吸收一個光子所引發(fā)的反應，稱為光化學反應。 3 吸附等溫線：在恒溫等條件下，吸附量Q與吸附物平衡濃度c的關系曲線稱為吸附等

4、溫線，其相應的數(shù)學方程式稱為吸附等溫式。適用于水體顆粒物對污染物的吸附等溫式有Henry型、弗萊特利希(Freundlich)和朗格繆爾(Langmuir)三種等溫式。 4 鹽基飽和度：鹽基飽和度（）交換性鹽基總量/陽離子交換量 X1005 生物放大：同一食物鏈上的高營養(yǎng)級生物，通過吞噬低營養(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6 天然水的堿度：指水中能與強酸發(fā)生中和作用的全部物質，亦即能接受質子H+的物質總量。7 Kow ：辛醇-水分配系數(shù)，既化學物質在辛醇中濃度和在水中濃度的比例。8 標化分配系數(shù)：表示有機毒物在沉積物（或土壤）與水之間的分配系數(shù)，以

5、有機碳為基礎。Koc = Kp / Xoc。二 回答下列問題：（每題6分，共36分）1 過氧自由基HO2的主要來源有哪些？HO2的主要來源是大氣中甲醛(HCHO)的光分解： HCHO +h H+ HCOH+O2 HO2HCO + O2 CO + HO22簡述大氣污染物的匯的機制重力沉降，與植物、建筑物或地面(土壤)相碰撞而被捕獲(被表面吸附或吸收)的過程，統(tǒng)稱為干沉降。大氣中的物質通過降水而落到地面的過程稱為濕沉降。污染物在大氣中通過化學反應生成其他氣體或粒子而使原污染物在大氣中消失的過程，稱為化學去除3 簡述環(huán)境污染物的三致作用。三致作用定義；致突變作用；致癌作用；致畸作用。4 簡述土壤的緩

6、沖性能及其原理。 答： 定義：土壤緩沖性能是指土壤具有緩和其酸堿度發(fā)生激烈變化的能力，它可以保持土壤反應的相對穩(wěn)定，為植物生長和土壤生物的活動創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境。溶液的緩沖作用： 無機酸（碳酸等）+ 有機酸（腐殖酸、其他） 酸 酸和堿膠體的緩沖作用： -對酸的緩沖作用：膠體-M + HCl 膠體-H + MCl -對堿的緩沖作用：膠體-H + MOH 膠體-M + H2O -Al離子對堿的緩沖作用： pH5.55 水中有機污染程度的指標是什么？并分別加以說明。 答：水體中有機污染物的種類繁多、組成復雜，現(xiàn)代分析技術難以分別測定它們的含量。因此，只能利用它們共同的特點，用一些指標間接反映水體

7、中有機物的污染程度。常見的指標有：溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、總有機碳和總需氧量。 6 簡要回答河流中的泥沙對重金屬的遷移轉化的影響，并舉例加以說明。 答：（1）河流泥沙中主要有蒙脫石、高嶺石、伊利石等，其中粒徑小于50m的占82%；研究表明，泥沙的粒徑越小，比表面越大，吸附重金屬的量也越大；當重金屬濃度不變時，隨著河流泥沙量增大，對重金屬的吸附量增大；河流泥沙對重金屬離子的吸附符合弗萊特利希等溫線；（2）泥沙對重金屬離子的吸附量隨pH的升高而增大；河水pH8.3左右，重金屬離子在此條件下有不同程度的水解、沉淀、配合和被懸浮物吸附，控制了河水中可溶性重金屬離子的濃度；（3） 泥沙中有機質含

8、量隨季節(jié)而變化，懸浮物中有機質大于沉積物中有機質的含量，泥沙中重金屬的吸附量與有機質的含量呈正相關；重金屬在河水、懸浮物、沉積物中的分配比是：懸浮物大于沉積物，而沉積物和懸浮物遠遠大于河水中重金屬含量。 由此可見，河流中泥沙對重金屬的遷移轉化有很大的影響。三 計算題：（每題10分，共10分）有如下兩個單體系，其中一個是Cu2+ 、Cu+（ pE0 = 5.82，Cu2+ =10-5mol/L, Cu+ =10-4mol/L），另一個是Fe3+ 、 Fe2+（pE0 = 13.05， Fe3+=10-3 mol/L，F(xiàn)e2+ = 0.1mol/L）。如果各取1升，將其成為一個混合體系，并假定Fe

9、3+ 被Cu+ 還原完全，試計算哪個體系是決定電位？解： 有兩個單體系Cu2+ + e = Cu+ pE0 = 5.82當Cu2+ =10-5mol/L,Cu+ =10-4mol/L時，pECu2+ /Cu+ = 4.82Fe3+ + e = Fe2+ pE0 = 13.05當Fe3+=10-3 mol/L，F(xiàn)e2+ = 0.1mol/L時，pEFe3+/Fe2+ = 11.05如果各取1升，將其成為一個混合體系，并假定Fe3+ 被Cu+ 還原完全，則有Fe3+=（10-3 - 10-4）/2 = 4.510-4 mol/LFe2+=（10-1 +10-4）/2 =5.00510-2 mol/

10、L混合體系的電位為：pE混合 = pEFe3+/Fe2+ = pE0Fe3+/Fe2+ lgFe3+/Fe 2+=(13.05+lg 4.510-4/5.00510-2 = 11.00 由上可知，混合體系的pE處在銅單體系與鐵單體系電位之間，并與含量較高的鐵單體系的電位相近。 所以鐵體系為決定電位。四 分析論述題：（每題10分，共30分）1 某市一家鉛鋅冶煉廠的含鉛廢水經化學處理后排入水體中，排污口水中鉛的含量為0.30.4mg/L，而在下流500 m處水中鉛的含量只有34g/L，試分析其原因？(1)含鉛廢水的稀釋、擴散； （2）水體中膠體物質對重金屬的吸附作用 ： 無機膠體： 次生黏土礦物；

11、鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物； 有機膠體：蛋白質、腐殖質。 （3）氧化還原轉化：各價態(tài)之間的相互轉化； （4）溶解和沉淀反應 ： (5)配合反應 :無機配體：OH- Cl- CO32- HCO3- F- S2- 有機配體:氨基酸、糖、腐殖酸 生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA 、農藥等 (6)生物甲基化作用 . （7）生物富集作用2確定酸雨pH界限的依據(jù)是什麼？（1）酸雨是最常見酸性降水，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遷移到地面的過程。這種降水過程稱濕沉降。（2）降水pH主要推導方程式。（3）多年來國際上一直把pH值為5.6作為判斷酸雨的界限，pH值小于5

12、.6的降雨稱為酸雨。（4）通過對降水多年觀察，對pH值為5.6作為酸性降水的界限以及判別人為污染界限有了不同觀點，主要因為： a ， 在清潔大氣中，除有CO2外還存在各種酸、堿性氣態(tài)和氣溶膠物質，它們通過成云和降水沖刷進入雨水中，降水酸度是各物質綜合作用的結果； b ，硝酸和硫酸并不都是人為源；天然源產生的SO2等都可進入雨水； c ，空氣中堿性物質中和用，使得空氣中酸性污染嚴重的地區(qū)并不表現(xiàn)出來酸雨； d ，其他離子污染嚴重的降水并不一定表現(xiàn)強酸性。3下圖是C3H6、NO、空氣(O2、N2)混合物經紫外線照射后的時間成分關系圖。從圖中可知，隨NO和C3H6等初始反應物的氧化消耗，NO2和醛量

13、增加；當NO耗盡時，NO2出現(xiàn)最大值。此后，隨著NO2的消耗(濃度下降)，O3和其他氧化劑如過氧乙酰硝酸酯(PAN)產生了。試利用大氣環(huán)境化學原理分析可能發(fā)生的環(huán)境現(xiàn)象，并闡述其機制。 答： 光化學煙霧：汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在陽光中紫外線照射下發(fā)生光化學反應生成一些氧化性很強的O3、醛類、PAN、HNO3等二次污染物。人們把參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有氣體和顆粒物)所形成的煙霧，稱為光化學煙霧。 可以認為上述反應是大大簡化了的光化學煙霧形成的基本反應。1986年Seinfeld用12個化學反應概括了光化學煙

14、霧形成的整個過程：引發(fā)反應： NO2 + h NO+O O + O2 + M O3 + M NO + O3 NO2 + O2鏈傳遞反應： RH +OH RO2+ H2O RCHO +OH RC(O)O2+ H2O RCHO + h RO2+ HO2+ CO HO2+ NO NO2 + OH RO2+ NO NO2 + RCHO + HO2 RC(O)O2+ NO NO2 + RO2 + CO2終止反應： OH + NO2 HNO3 RC(O)O2+ NO2 RC(O)O2NO2 RC(O)O2NO2 RC(O)O2+ NO2試題2 環(huán)境化學試題 一 名詞解釋（每詞4 分, 共32分）1 PTS

15、 2 環(huán)境效應 3 標化分配系數(shù)（） 4 放射性活度 5 有害廢物 6土壤鹽基飽和度 7閾劑量（濃度） 8 Bioaccumulation 二 簡答題 （每題6分, 共36分）1 什么是環(huán)境問題？請簡述當今人類面臨的環(huán)境問題。2 Describe the major soil components and their significances in environmental chemistry3 什么是毒物的聯(lián)合作用及其主要分為哪幾類？4 大氣中有哪些重要的吸光物質，其吸光特征是什么？5敘述大氣中含氮化合物、含鹵素化合物的源和匯。6為什么水體pH較低時，魚體內積累的甲基汞含量較高？ 三 應

16、用環(huán)境化學原理分析下列問題（10分+11分+11分, 共32分）1 下圖是C3H6、NO、空氣(O2、N2)混合物經紫外線照射后的時間成分關系圖。從圖中可知，隨NO和C3H6等初始反應物的氧化消耗，NO2和醛量增加；當NO耗盡時，NO2出現(xiàn)最大值。此后，隨著NO2的消耗(濃度下降)，O3和其他氧化劑如過氧乙酰硝酸酯(PAN)產生了。試利用大氣環(huán)境化學原理分析可能發(fā)生的環(huán)境現(xiàn)象，并闡述其機制。 2 假設你的朋友在深圳某燃煤火力發(fā)電廠附近投資了一個果園種植項目，但是產量一直不好，初步檢測發(fā)現(xiàn)土壤呈明顯酸性，收獲的產品重金屬含量過高，請你用所學的環(huán)境化學相關知識為你的朋友解釋出現(xiàn)這些現(xiàn)象的可能原因。

17、3 2005年11月13日位于吉林省吉林市的中石油吉化公司雙苯廠爆炸后造成松花江水體污染。為了確保哈爾濱市生產、生活用水安全，哈爾濱市政府決定于2005年11月23日零時起，關閉松花江哈爾濱段取水口，停止向市區(qū)供水，（該取水口位于爆炸現(xiàn)場下游）。11月24日國家環(huán)?？偩中荚撍w污染物主要為苯、苯胺和硝基苯，并確定為重大環(huán)境污染事件。試應用環(huán)境化學原理分析該現(xiàn)象。環(huán)境化學試題2答案 一 名詞解釋（每詞3 分, 共24分）1 PTS：（Persistent Toxic Substances，PTS）：是指一類具有很強的毒性，在環(huán)境中難降解，可遠距離傳輸，并隨食物鏈在動物和人體中累積、放大，具有內

18、分泌干擾特性的污染物，包括POPs和某些重金屬污染物。2 環(huán)境效應：自然過程或人類的生產和生活活動會對環(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，稱之為環(huán)境效應。3 標化分配系數(shù)（）：為了在類型各異組分復雜的沉積物或土壤中找到表征吸著的常數(shù)，引入標化分配系數(shù)。，其中為分配系數(shù)，為沉積物中有機碳的質量分數(shù)。4 放射性活度： 核衰變速率（ dN/dt）是表示核素 放射性強弱的基本物理量，通常稱為放射 性活度，符合為A。 AA0elt5 有害廢物：是固體廢物中危害較大的一類廢物。是能對人體健康和環(huán)境造成現(xiàn)實危害或潛在危害的廢物。6 土壤鹽基飽和度：土壤鹽基飽和度：在土壤交換性陽離子中鹽

19、基離子所占的百分數(shù)稱為土壤鹽基飽和度。7閾劑量（濃度）： 是指長期暴露在毒物下，會引起機體受損害的最低劑量（濃度）。8 Bioaccumulation ：是生物從周圍環(huán)境（水、土壤、大氣）和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質，使其在機體中的濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。二 簡答題 （每題6分, 共36分）1 什么是環(huán)境問題？請簡述當今人類面臨的環(huán)境問題。答：指環(huán)境受到破壞而引起的后果，或是引起環(huán)境破壞的原因。 大氣污染；臭氧層破壞；酸雨侵襲；水體污染與水資源短缺；土地荒漠化；綠色屏障銳減；物種減少；海洋污染；固體廢物污染；人口激增；全球變暖2 Describe the major soil com

20、ponents and their significances in environmental chemistry土壤由固、液、氣三相物質組成。固相包括土壤礦物質和有機質，占土壤總重量的90%95%，占體積的50%左右。液相指土壤水份及所含的可溶物，也稱土壤溶液，占土壤體積的20%30%。氣相指土壤空氣，占土壤體積的20%30%。土壤中還有數(shù)量眾多的細菌和微生物。因此，土壤是一個以固相為主的不均質多相體系，三相物質互相聯(lián)系、制約，構成一個有機整體。土壤中與土壤污染化學行為關系密切的組分主要是礦物質、有機質和微生物。次生礦物是巖石經歷化學風化形成的新礦物，其粒徑較小，大部分以黏粒和膠體(粒徑小

21、于0.002mm)分散狀態(tài)存在。許多次生礦物具有活動的晶格、強的吸附和離子交換能力，吸水后膨脹，有明顯的膠體特征。次生礦物是構成土壤的最主要組成部分，對土壤中無機污染物的行為和歸宿影響很大。腐殖質對土壤中有機、無機污染物的吸附、絡合或螯合作用。土壤水分是植物吸收養(yǎng)料的主要媒介, 細孔隙比例大的土壤，往往通氣條件較差。在這類土壤中，水分占優(yōu)勢，土壤空氣的含量和組成不適于植物的最佳生長。3 什么是毒物的聯(lián)合作用及其主要分為哪幾類？Independent: 1+1 =1 +1 . Each chemical acts individually Additive: 1 + 1 = 2 . The co

22、mbined effect of the chemicals is equal to the sum of each chemical acting independentlyAntagonistic: 1+ 1 2 . The combined effect of two chemicals is much greater than the sum of the effect of each agent acting independentlyPotentiating (enhancing): 1 + 0 2 . One substance which does not have a tox

23、ic effect on a certain organ system, when in combination with another chemical, makes the toxic effect greater.4 大氣中有哪些重要的吸光物質，其吸光特征是什么？答：大氣組分如N2、O2、O3、H2O和CO2等能吸收一定波長的太陽輻射。波長小于290 nm的太陽輻射被N2、O2、O3分子吸收，并使其解離。故波長小于290 nm的太陽輻射不能到達地面，而8002000 nm的長波輻射則幾乎都被水分子和二氧化碳所吸收。因此，只有波長為300800 nm的可見光能透過大氣到達地面，這部分約占

24、太陽光總能量的41%。5敘述大氣中含氮化合物、含鹵素化合物的源和匯。種 類：大氣中重要的含氮化合物有N2O、NO、 NO2、NH3、HNO2、HNO3和氨鹽；其中NO和NO2統(tǒng)稱為總氮氧化物，是大氣中最重要的污染物之一，它能參與酸雨及光化學煙霧的形成，而N2O是溫室氣體。來 源n 氧化亞氮(N2O)： 氧化亞氮是無色氣體，主要來自天然源，由土壤中的硝酸鹽經細菌脫氮作用產生：NO3 + 2H2 + H+ 1/2 N2O + 5/2 H2On N2O的人為源主要是燃料燃燒和含氮化肥的施用。轉 化：n N2O的化學活性差，在低層大氣中被認為是非污染性氣體，但它能吸收地面輻射，是主要的溫室氣體之一。n

25、 N2O難溶于水，壽命又長，可傳輸?shù)狡搅鲗樱l(fā)生光解作用：N2O +h N2 +ON2O +O N2 +O2N2O +O 2NO最后一個反應是平流層中NO的天然源，而NO對臭氧層有破壞作用。天然源：n 氮氧化物（NOx）：大氣中的NOx主要來自天然過程，如生物源、閃電均可產生NOx。n 自然界的氮循環(huán)每年向大氣釋放NO約4.30108t，約占總排放量的90%，人類活動排放的NO僅占10%。NO2是由NO氧化生成的，每年約產生5.3107t。人為源：n NOx的人為源主要是燃料的燃燒或化工生產過程，其中以工業(yè)窯爐、氮肥生產和汽車排放的NOx量最多。據(jù)估算，城市大氣中三分之二的NOx來自汽車尾氣等

26、的排放。一般條件下，大氣中的氮和氧不能直接化合為氮的氧化物，只有在溫度高于1200時，氮才能與氧結合生成NO： N2 + O2 2NO種 類n 大氣中鹵代烴包括鹵代脂肪烴和鹵代芳烴，其中多氯聯(lián)苯(PCB)及有機氯農藥(如DDT、 六六六)等高級鹵代烴以氣溶膠形式存在，而含兩個或兩個以下碳原子的鹵代烴呈氣態(tài)。n 氯氟烴類（CFCs）：對環(huán)境影響最大，需特別引起關注的鹵代烴是氯氟烴類。 來 源n CFCs主要被用作冰箱和空調的制冷劑，隔熱用和家用泡沫塑料的發(fā)泡劑，電子元器件和精密零件的清洗劑等。轉 化n 排入對流層的氯氟烴類化合物不易在對流層被去除，它們唯一的去除途徑是擴散至平流層，在強紫外線作用下進行光解，其反應式可表示如下： CFXCl2+h CFXCl +Cl(X為F或Cl)(1) Cl + O3 ClO + O2 (2) ClO+ O Cl + O2 (3)6為什么水體pH較低時，魚體內積累的甲基汞含量較高？ 答：pH對甲基化