廣工845環(huán)境化學(xué) 簡(jiǎn)答題總結(jié)

1、簡(jiǎn)答題總結(jié)：提示：重點(diǎn)記憶（）：簡(jiǎn)答題 重點(diǎn)理解（）：簡(jiǎn)答題，用自己話語(yǔ)表達(dá)出來(lái)即可閱讀（）：出選擇題可能性較大第一章：1、舉例簡(jiǎn)述污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程。（）以汞為例，說(shuō)明其在環(huán)境各圈層的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程，見下圖。汞在環(huán)境中的存在形態(tài)有金屬汞、無(wú)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(jià)無(wú)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(jí)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（pH4

2、5）中，二甲基汞也可轉(zhuǎn)化為一甲基汞。第二章 大氣環(huán)境化學(xué)1、 大氣中有哪些重要污染物？說(shuō)明其主要來(lái)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)污染物和顆粒物兩大類；若按形成過(guò)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(lái)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

3、中的SO2（就大城市及其周圍地區(qū)來(lái)說(shuō)）主要來(lái)源于含硫燃料的燃燒。大氣中的SO2約有50%會(huì)轉(zhuǎn)化形成H2SO4或SO42-，另外50%可以通過(guò)干、濕沉降從大氣中消除。H2S主要來(lái)自動(dòng)植物機(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(dòng)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(lái)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

4、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）和含氧烴類，如醛、酮、酸等。CO的天然來(lái)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(lái)源主要是在燃料不完全燃燒時(shí)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(lái)源主要是來(lái)自于礦物燃料的燃燒過(guò)程。天然來(lái)源主要包括海洋脫氣、甲烷轉(zhuǎn)化、動(dòng)植物呼吸和腐敗作用

5、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(guò)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(guò)程。反芻動(dòng)物以及螞蟻等的呼吸過(guò)程也可產(chǎn)生甲烷。甲烷在大氣中主要是通過(guò)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(wú)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(guò)程產(chǎn)生，主要來(lái)自于海洋。CH3Cl和CH3Br在對(duì)流層大氣中，可以和HO自由基反應(yīng)。而CH3I在對(duì)流層大氣中，主要是在太陽(yáng)光作用下發(fā)生光解，

6、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）等均可通過(guò)生產(chǎn)和使用過(guò)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(lái)自于人為源。在對(duì)流層中，三氯甲烷和氯乙烯等可通過(guò)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(guò)它們的生產(chǎn)和使用過(guò)程進(jìn)入大氣的。由人類活

7、動(dòng)排放到對(duì)流層大氣中的氟氯烴類化合物，不易在對(duì)流層被去除，它們?cè)趯?duì)流層的停留時(shí)間較長(zhǎng)，最可能的消除途徑就是擴(kuò)散進(jìn)入平流層。1.大氣的主要層次是如何劃分？每個(gè)層次具有哪些特點(diǎn)？（）：大氣層根據(jù)溫度隨海拔高度的變化情況將大氣分為：對(duì)流層、平流層、中間層、熱層、逸散層對(duì)流層特性：由于對(duì)流層大氣的重要熱源來(lái)自于地面長(zhǎng)波輻射，因此離地面越近氣溫越高；離地面越遠(yuǎn)氣溫則越低。在對(duì)流層中，高度每增加100m，氣溫降低0.6。云雨的主要發(fā)生層，赤道厚兩極薄。主要成分為N2、O2、CO2、H2O平流層特征：在平流層內(nèi)，大氣溫度上熱下冷，空氣難以發(fā)生垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)，只能隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生平流運(yùn)動(dòng)，平流層氣體狀態(tài)非常穩(wěn)定。

8、在平流層內(nèi)，進(jìn)入的污染物因平流運(yùn)動(dòng)形成一薄層而遍布全球。主要成分為臭氧，吸收太陽(yáng)紫外輻射，故溫度隨海拔高度增高而升高。中間層特征：在中間層中，空氣稀薄，臭氧層消失，由于層內(nèi)熱源僅來(lái)自下部的平流層，因而氣溫隨高度增加而降低，溫度垂直分布特征與對(duì)流層相似；由于下熱上冷，空氣垂直運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。熱層特征：在熱層中，溫度隨高度增加迅速上升。熱層空氣極稀薄，在太陽(yáng)紫外線和宇宙射線輻射下，空氣處于高度電離狀態(tài)，該層也可以稱為電離層。逸散層：800km以上高空；空氣稀薄，密度幾乎與太空相同；空氣分子受地球引力極小，所以氣體及其微?？梢圆粩鄰脑搶犹右莩鋈?。2.逆溫現(xiàn)象對(duì)大氣中污染物質(zhì)遷移的影響？ （）：大氣圈中空氣

9、的運(yùn)動(dòng)主要是由于溫度差異而引起的。逆溫由于過(guò)程的不同，可分為近地面的逆溫、自由大氣逆溫。近地面的逆溫：輻射逆溫、平流逆溫、融雪逆溫、地形逆溫自由大氣逆溫：亂流逆溫、下沉逆溫、鋒面逆溫逆溫的危害：在對(duì)流層中，由于低層空氣受熱不均，能夠使氣體發(fā)生垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)，致使對(duì)流層上下空氣發(fā)生交換。通過(guò)垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)，污染源排放的污染物能夠被輸送到遠(yuǎn)方，并由于分散作用而使污染物濃度降低。逆溫現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在較低氣層中，這時(shí)氣層穩(wěn)定性特強(qiáng)，對(duì)于大氣中垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展起著阻礙作用，對(duì)大氣垂直流動(dòng)形成巨大障礙，地面氣流不易上升，使地面污染源排放出來(lái)的污染物難以借氣流上升而擴(kuò)散。 4.影響大氣中污染物遷移的主要因素是什么？

10、（）：由污染源排到大氣中的污染物的遷移過(guò)程主要受到三個(gè)因素影響：空氣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，如風(fēng)和湍流，由天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)造成的逆溫現(xiàn)象以及污染物本身的特性等。（1）風(fēng)使污染物向下風(fēng)向擴(kuò)散，湍流使污染物向各個(gè)方向擴(kuò)散，濃度梯度使污染物發(fā)生質(zhì)量擴(kuò)散，其中風(fēng)和湍流起主導(dǎo)作用。具有亂流特征的氣層稱摩擦層，大氣穩(wěn)定度低時(shí)，污染物自排放源向下風(fēng)向遷移而得到稀釋，也可隨空氣的鉛直對(duì)流運(yùn)動(dòng)向高空擴(kuò)散。低層大氣中垂直運(yùn)動(dòng)程度越大，稀釋污染物的大氣容積量越大。（2）（3）局地環(huán)流對(duì)污染物擴(kuò)散的影響 1、海陸風(fēng) 海洋和大陸在白天和夜間的熱力差異，導(dǎo)致的白天和夜間海洋和陸地之間的風(fēng)向轉(zhuǎn)換。白天：海風(fēng)，夜晚：陸風(fēng)對(duì)污染擴(kuò)散的影

11、響： 白天海風(fēng)吹向陸地，海風(fēng)處于下層，溫度較低，易于形成逆溫。 夜間陸風(fēng)吹向海洋，陸風(fēng)處于下層，溫度和海洋差別不大，不易形成逆溫易造成污染物往返，海陸風(fēng)轉(zhuǎn)換期間，原隨陸風(fēng)吹向海洋的污染物又會(huì)被吹會(huì)陸地。循環(huán)作用，如果污染源處于海路風(fēng)交界處，并處于局地環(huán)流，則污染物很難擴(kuò)散出去，并不斷累積達(dá)到很高的濃度。2、城郊風(fēng)主要?jiǎng)恿κ浅鞘袩釐u效應(yīng)造成的城市空氣從上層流向郊區(qū)，郊區(qū)溫度較低的空氣從下部流向城市，形成城市和郊區(qū)間的大氣局地環(huán)流。使得污染物在城區(qū)很難擴(kuò)散出去，形成城市煙幕，導(dǎo)致市區(qū)大氣污染加劇。3、山谷風(fēng)白天：山坡升溫快，山坡氣流快速上升，空氣由谷底補(bǔ)充山坡谷風(fēng)夜間：山坡降溫快，山坡冷空氣流向谷

12、底山風(fēng)處于山谷地區(qū)的污染源很難擴(kuò)散，早期一些大氣污染事件都發(fā)生在山區(qū)，馬斯河谷煙霧事件。如今人們認(rèn)識(shí)到這一常識(shí)，山區(qū)成為旅游勝地，而不再是建造工業(yè)企業(yè)的勝地。7大氣中有哪些重要的自由基？其來(lái)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(guò)氧烷基）等。它們的來(lái)源如下：（1）HO來(lái)源對(duì)于清潔大氣而言，O3的光解是大氣中HO的重要來(lái)源：對(duì)于污染大氣，如有HNO2和H2O2存在，HNO2和H2O2的光解也可產(chǎn)生HO：HNO2光解： H2O2光解： 其中HNO2的光離解是大氣中HO的重要來(lái)源。（2）HO2的來(lái)源大氣中HO2主要來(lái)源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：任

13、何光解過(guò)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(lái)源RH + O R + HORH + HO R + H2O大氣中存在量最多的烷基是甲基，它的主要來(lái)源是乙醛和丙酮的光解： 這兩個(gè)反應(yīng)除生成CH3外，還生成兩個(gè)羰基自由基HCO和CH3CO。O和HO與烴類發(fā)生H摘除反應(yīng)時(shí)也可生成烷基自由基：（4）RO的來(lái)源大氣中CH3O甲氧基主要來(lái)源于甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的光解： （5）RO2的來(lái)源大氣中的過(guò)氧烷基都是由烷基與空氣中的O2結(jié)合而形成的：8. 大氣中有哪些重要含氮化合物？它們可發(fā)生哪

14、些重要的光化學(xué)反應(yīng)？（）（1）大氣中存在的含量比較高的含氮化合物主要是氮氧化物，包括氧化亞氮（N2O），一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。 （2）N2O是低層大氣中含量最高的含氮化合物，主要來(lái)自于天然源，即土壤中硝酸鹽經(jīng)細(xì)菌的脫氮作用而產(chǎn)生。由于在低層大氣中N2O非常穩(wěn)定，是停留時(shí)間最長(zhǎng)的氮氧化物，一般認(rèn)為其沒(méi)有明顯的污染效應(yīng)。NO和NO2是大氣中主要的含氮污染物，合稱為NOx，它們主要來(lái)自于人為來(lái)源，即化石燃料的燃燒。城市大氣中的NOx有2/3來(lái)自汽車等流動(dòng)燃燒源的排放，1/3來(lái)自固定燃燒源的排放。NOx是導(dǎo)致大氣光化學(xué)污染和酸雨的重要污染物質(zhì)。光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程：NO2 O O3 NO29

15、.大氣中NO轉(zhuǎn)化成NO2的各種途徑。（陽(yáng)光照射下）NO轉(zhuǎn)化為NO2 (氣相轉(zhuǎn)化) 燃燒過(guò)程向大氣釋放的NO，氧化成NO2 ：NO + O3 NO2 + O2 HO與烴發(fā)生去氫生成R自由基，R結(jié)合O2生成RO2自由基，RO2氧化NOHO + RH R + H2O R + O2 RO2 NO + RO2 NO2 + RO生成的RO與O2反應(yīng)去兩個(gè)氫，生成醛和HO2 RO + O2 RCHO + HO2 （R比R少一個(gè)C原子） NO + HO2 NO2 + HOHO的重要性：引發(fā)烴類化合物的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而使得RO2和HO2劇增，從而迅速將NO氧化成NO2，而是O3積累，以致形成光化學(xué)煙霧的重要產(chǎn)物。2

16、）NO2的轉(zhuǎn)化（氣相轉(zhuǎn)化）NO2能與HO 、O 、HO2 、RO等反應(yīng)，也能與O3 、NO2 等反應(yīng)。大氣中氣態(tài)HNO3的主要來(lái)源：NO2+ HOHNO3 對(duì)酸雨、酸霧形成起重要作用，沉降是HNO3的大氣主要去除過(guò)程。大氣中NO3的主要來(lái)源：NO2+O3 NO3+O2 NO2+ NO3 N2O5（可逆反應(yīng)）白天大氣中HO濃度較夜間高，故白天進(jìn)行；當(dāng)夜間HO和NO濃度不高，O3有一定濃度時(shí)，發(fā)生2）過(guò)氧乙?；跛狨ィ≒AN）的氣相氧化 【PAN具有熱不穩(wěn)定性，遇熱會(huì)分解回過(guò)氧乙?；蚇O2】 乙醛光解產(chǎn)生乙?；篊H3CHO + hv CH3CO+ HPAN的產(chǎn)生：乙?；c氧氣結(jié)合 CH3CO+

17、 O2 CH3C(O)OO 過(guò)氧乙?；cNO2結(jié)合CH3C(O)OO+ NO2CH3C(O)OO NO2 大氣中的乙醛主要來(lái)自乙烷的氧化： C2H6 + HO C2H5 + H2O C2H5 + O2 C2H5 O2 C2H5 O2 + NOC2H5 O+ NO2 C2H5 O+ O2 CH3CHO+ HO210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?。它們可參與許多光化學(xué)反應(yīng)過(guò)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 +

18、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（3）醚、醇、酮、醛的反應(yīng)它們?cè)诖髿庵械姆磻?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

19、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(guò)氧自由基，與RO2有相類似的氧化作用。12. 說(shuō)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(shuō)明光化學(xué)煙霧產(chǎn)物的性質(zhì)與特征。1）含有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锏拇髿?，在?yáng)光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物，這種由一次污染物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。（控制：控制反應(yīng)活性高的有機(jī)物的排放；控制臭氧的濃度）2）從光化學(xué)煙霧日變化曲線可以看出，烴和NO的體積分?jǐn)?shù)在早晨達(dá)到峰值，是由于交通高峰期，汽車尾氣大量排放造成的；隨著太陽(yáng)輻射的增強(qiáng)，在日光照射下由大氣光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的NO2、O

20、3和醛類等二次污染物的量也大幅增加，并在午后左右達(dá)到峰值，要比NO峰值晚出現(xiàn)4-5 h。傍晚交通高峰期，雖然任有較多汽車尾氣排放一次污染物，但由于日光已較弱，不足以引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，因而NO2、O3和醛類也不會(huì)再增加。3）光化學(xué)煙霧產(chǎn)物：以臭氧為主，還包括醛類、過(guò)氧乙酰硝酸酯（PAN）、H2O2和細(xì)粒子氣溶膠等污染物，是具有強(qiáng)氧化性的氣團(tuán)；煙霧通常呈藍(lán)色，能使橡膠開裂，刺激人的眼睛，傷害植物的葉子，并使大氣能見度降低，對(duì)環(huán)境危害極大。刺激物濃度的高峰在中午和午后，（在白天生成傍晚消失， 高峰在中午）；污染區(qū)域往往在污染源下風(fēng)向幾十到幾百公里處。光化學(xué)煙霧形成的簡(jiǎn)單機(jī)制 （每年必考）光化學(xué)煙霧形成

21、反應(yīng)是一個(gè)鏈反應(yīng)，鏈的引發(fā)主要是NO2的光解。早晨NO2濃度很低，上班交通高峰期，汽車尾氣排放大量的非甲烷烴和NO，隨著太陽(yáng)輻射增強(qiáng)，二次污染物NO2、O3、醛產(chǎn)生。污染空氣中的NO2光解是光化學(xué)煙霧形成的起始反應(yīng)；CH化合物、HO等和氧化，導(dǎo)致醛、酮、酸等產(chǎn)物以及重要的中間產(chǎn)物（HO2 、RO2等自由基產(chǎn)生）；過(guò)氧自由基引起NONO2，導(dǎo)致O3和PAN等生成。引發(fā)反應(yīng)：自由基傳遞：碳?xì)浠衔锏拇嬖谑亲杂苫D(zhuǎn)化和增殖的根本原因： 過(guò)氧?；K止：如果以產(chǎn)生的O3量作為衡量光化學(xué)煙霧的嚴(yán)重程度時(shí)，是從反應(yīng)機(jī)理的角度論述，當(dāng)大氣中CO含量增加時(shí)，光化學(xué)煙霧的污染程度是更加嚴(yán)重？還是減輕？含有氮氧化物

22、和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锏拇髿?，在?yáng)光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物，這種由一次污染物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。光化學(xué)煙霧產(chǎn)物以臭氧為主，還包括醛類、過(guò)氧乙酰硝酸酯（PAN）、H2O2等污染物。光化學(xué)煙霧中，如果沒(méi)有CO參與時(shí)，則NO主要通過(guò)O3氧化成NO2：如果存在CO，則CO先與大氣中的HO進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)如下：CO+HOCO2+H H+O2HO2 HO2+NONO2+HO上述反應(yīng)不消耗O3，就可以把NO轉(zhuǎn)化成NO2，從而使O3積累，使光化學(xué)煙霧的污染程度更為嚴(yán)重。13.說(shuō)明烴類在光化學(xué)煙霧形成過(guò)程中的重要作用。光化學(xué)煙霧形成過(guò)程是由多種自由基參與的一系

23、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。烴類在光化學(xué)煙霧形成過(guò)程中占有很重要的地位。RH + O R + HO RH + HO R + H2OH + O2 HO2R + O2 RO2RCO + O2 RC(O)OO其中R為烷基、RO2為過(guò)氧烷基，RCO為?；?、RC(O)OORC(O)O2 為過(guò)氧?；?。通過(guò)如上途徑生成的HO2、RO2和RC(O)O2均可將NO氧化成NO2 。硫酸煙霧型污染：由于煤燃燒而排放出來(lái)的SO2顆粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象。SO2轉(zhuǎn)化為SO3的氧化反應(yīng)主要靠霧滴中錳

24、、鐵、氨的催化作用而加速，硫酸煙霧型污染屬于還原性混合物，稱還原性煙霧。SO2滴的催化氧化速度與金屬離子濃度、PH、溫度有關(guān)。項(xiàng)目硫酸煙霧（倫敦型煙霧）光化學(xué)煙霧（洛杉磯型煙霧）概況發(fā)生較早，至今已多次出現(xiàn)發(fā)生較晚，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)污染物顆粒物，SO2，硫酸霧等碳?xì)浠衔?，Nox,O3，PAN，醛類燃料煤汽油，煤油，石油氣象條件冬季，溫度低（4以下），濕度高夏季，溫度高（24以上），濕度低日光弱強(qiáng)臭氧濃度低高出現(xiàn)時(shí)間白天夜間連續(xù)白天毒性對(duì)呼吸道有刺激作用，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡對(duì)眼和呼吸道有強(qiáng)刺激作用。O3等氧化劑有強(qiáng)氧化破壞作用，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡15.簡(jiǎn)述對(duì)大氣中SO2氧化的幾種途徑？（）SO2的氧化

25、：氣相氧化（SO2的直接光氧化、被HO等活性自由基氧化、被氧原子氧化）液相氧化（液相平衡、O3對(duì)SO2的氧化、H2O2對(duì)SO2的氧化、金屬離子對(duì)SO2的液相氧化的催化作用）17.說(shuō)明酸雨形成的原因（）1）純凈的雨雪溶有空氣中的二氧化碳，形成碳酸，因而具有微酸性。當(dāng)大氣受到污染，空氣中的二氧化硫與氮氧化物，遇到水滴或潮濕空氣，即轉(zhuǎn)化成硫酸或硝酸，溶解在雨水中，使降雨的P H 值低到5 . 6 以下，形成酸雨。大氣中的二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物與雨、雪作用形成硫酸和硝酸，隨雨雪降落到地面，這種雨或雪叫酸雨。 2）二氧化硫主要來(lái)至工業(yè)燃煤，我國(guó)是個(gè)燃煤大國(guó)，煤炭占能源消費(fèi)總量的75；氮氧化物主要來(lái)

26、自于燃料高溫燃燒，如汽車尾氣，我國(guó)是汽車大國(guó)；酸雨是無(wú)國(guó)界的，國(guó)外的區(qū)域輸送。18.影響酸雨形成的因素是什么？（）1）酸性污染物的排放及轉(zhuǎn)換條件：一般說(shuō)來(lái)，某地SO2污染越嚴(yán)重，降水中硫酸根離子濃度就越高，導(dǎo)致ph值越低。 2）.大氣中的氨：大氣中的氨（NH3）對(duì)酸雨形成是非常重要的。降水PH取決于硫酸、硝酸與NH3以及堿性塵粒的相互關(guān)系。氨是大氣中唯一的常見氣態(tài)堿。由于它的水溶性，能與酸性氣溶膠或雨水中的酸反應(yīng)，起中和作用而降低酸度。大氣中氨的來(lái)源主要是有機(jī)物的分解和農(nóng)田施用的氮肥的揮發(fā)。土壤的氨的揮發(fā)量隨著土壤pH值的上升而增大。京津地區(qū)土壤pH值為78以上，而重慶、貴陽(yáng)地區(qū)則一般為56，

27、這是大氣氨水平北高南低的重要原因之一。土壤偏酸性的地方，風(fēng)沙揚(yáng)塵的緩沖能力低。這兩個(gè)因素合在一起，至少在目前可以解釋中國(guó)酸雨多發(fā)生在南方的分布狀況。 3）.顆粒物酸度及其緩沖能力：大氣中的污染物除酸性氣體SO2和NO2外，還有一個(gè)重要成員顆粒物。顆粒物的來(lái)源很復(fù)雜。主要有煤塵和風(fēng)沙揚(yáng)塵。后者在北方約占一半，在南方估計(jì)約占三分之一。顆粒物對(duì)酸雨的形成有兩方面的作用，一是所含的催化金屬促使SO2氧化成酸；二是對(duì)酸起中和作用。但如果顆粒物本身是酸性的，就不能起中和作用，而且還會(huì)成為酸的來(lái)源之一。目前中國(guó)大氣顆粒物濃度水平普遍很高，在酸雨研究中自然是不能忽視的。 4）.天氣形勢(shì)的影響：如果氣象條件和地

28、形有利于污染物的擴(kuò)散，則大氣中污染物濃度降低，酸雨就減弱，反之則加重（如逆溫現(xiàn)象）。19.確定酸雨pH界限的依據(jù)是什么？（）國(guó)際上把pH為5.6作為判斷酸雨的界限。依據(jù)以下過(guò)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 + KHK1pCO2) H

29、+ 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(jì)算結(jié)果是pH5.6。降水的化學(xué)組成：大氣中固定成分、無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、光化學(xué)反應(yīng)物、不容物。24、酸雨的主要成分是什么？其產(chǎn)生的主要機(jī)制？酸雨的主要危害有哪些？如何控制？（）酸雨中含有多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，主要是硫酸和硝酸。酸雨多成于化石燃料的燃燒：SSO2H2SO4S+O2（點(diǎn)燃）SO2SO2的液相氧化：大氣中約80%的SO2在液相中氧化SO42-無(wú)催化劑氧化：氧化劑（水中溶解的）O2 、 H2 O2 、 O3 、HO2、HOSO2+H2OH2SO3（亞硫酸）H2SO3HSO3-+H+

30、HSO3- SO32-+H+ 通過(guò)云霧、雨滴PH在36之間，HSO3-所占比例達(dá)90%以上，而且氧化劑中H2 O2水溶性最大。2H2SO3+O22H2SO4（硫酸）總的化學(xué)反應(yīng)方程式： S+O2（點(diǎn)燃）SO22SO2+2H2O+O22H2SO4氮的氧化物溶于水形成酸： a.NOHNO3（硝酸）【NOx的氣相氧化生成HNO3后進(jìn)入液相】2NO+O22NO2 或2NO+O3NO2+O2或NO+ HO2NO2+ HO或NO+ RO2NO2+ RO3NO2+H2O2HNO3+NO或NO2+ HO+MHNO3+M總的化學(xué)反應(yīng)方程式：4NO+2H2O+3O24HNO3b.NO2HNO3總的化學(xué)反應(yīng)方程式：

31、4NO2+2H2O+O24HNO3危害：酸雨可以直接使大片森林死亡，農(nóng)作物枯萎；也會(huì)使土壤酸化，抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定，淋洗與土壤離子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化；還可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水體底泥中的重金屬進(jìn)入水中，毒害魚類；加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風(fēng)化過(guò)程；可能危及人體健康?？刂扑嵊甑母敬胧┦菧p少二氧化硫和氮氧化物的排放。 目前世界上減少二氧化硫排放量的主要措施有： 1、原煤脫硫技術(shù)2、優(yōu)先使用低硫燃料，如含硫較低的低硫煤和天然氣等。 3、改進(jìn)燃煤技術(shù)，減少燃煤過(guò)程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。4、對(duì)煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進(jìn)行煙氣脫硫。5.

32、開發(fā)新能源，如太陽(yáng)能，風(fēng)能，核能，可燃冰等，20.什么是大氣顆粒物的三模態(tài)？如何識(shí)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(gè)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（0.05mDp2m）。（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(guò)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(guò)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(guò)熱蒸汽冷凝再凝聚長(zhǎng)大。這些粒子多為二次污

33、染物，其中硫酸鹽占80%以上。它們?cè)诖髿庵胁灰子蓴U(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(guò)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(guò)程而去除。21. 說(shuō)明大氣顆粒物的化學(xué)組成以及污染物對(duì)大氣顆粒物組成的影響。大氣顆粒物按照組成，可分為兩大類。一般將只含無(wú)機(jī)成分的顆粒物稱為無(wú)機(jī)顆粒物，而將含有有機(jī)成分的顆粒物稱作有機(jī)顆粒物。 （1）無(wú)機(jī)顆粒物：天然來(lái)源的無(wú)機(jī)顆粒物，如揚(yáng)塵的成分主要是該地區(qū)的土壤粒子?；鹕奖l(fā)所噴出的火山灰，除主要由硅和氧組成的巖石粉末外，還含有

34、一些如鋅、銻、硒、錳和鐵等金屬元素的化合物。海鹽濺末所釋放出來(lái)的顆粒物，其成分主要有氯化鈉粒子，硫酸鹽粒子，還會(huì)含有一些鎂的化合物。 人為源釋放出來(lái)的無(wú)機(jī)顆粒物，如動(dòng)力發(fā)電廠由于燃煤及石油而排放出來(lái)的顆粒物，其成分除大量的煙塵外，還含有鈹、鎳、釩等的化合物。市政焚燒爐會(huì)排放出含有砷、鈹、鎘、鉻、銅、鐵、汞、鎂、錳、鎳、鉛、銻、鈦、釩和鋅等的化合物。汽車尾氣中則含有大量的鉛。 （2）有機(jī)顆粒物：有機(jī)顆粒物種類繁多，結(jié)構(gòu)也極其復(fù)雜。已檢測(cè)到的主要有烷烴、烯烴、芳烴和多環(huán)芳烴等各種烴類。另外還有少量的亞硝胺、氮雜環(huán)類、環(huán)酮、酮類、酚類和有機(jī)酸等。 （3）大氣顆粒物多數(shù)是由氣態(tài)一次污染物通過(guò)凝聚過(guò)程轉(zhuǎn)

35、化而來(lái)的。如硫酸及硫酸鹽顆粒物主要是由污染源排出的SO2氧化后，溶于水而形成硫酸，硫酸再與大氣中的NH3化合而生成(NH4)2SO4顆粒物。硫酸也可與大氣中其他金屬離子化合生成各種硫酸鹽顆粒物。大氣顆粒物的分類：總懸浮顆粒物（TSP）：粒徑一般在100 m m以下。飄塵：長(zhǎng)期漂浮在大氣中、 粒徑小于10 m m的懸浮物，又稱為可吸入粒子。降塵：粒徑大于10微米以上的、由于重力作用能沉降下來(lái)的微粒?？晌肓Ｗ有∮?0 m m。22.大氣顆粒物中多環(huán)芳烴的種類、存在狀態(tài)以及危害性如何？ 種類：一般以苯環(huán)數(shù)命名，如苯并a蒽，苯并a芘（BaP），苯并e苊，苯并j熒蒽和茚并1,2,3-cd芘等等。 存在

36、狀態(tài)：環(huán)少的易于以氣態(tài)形式存在，環(huán)多的則存在于固相顆粒物中。 危害性：它們能與大氣中的臭氧、氮氧化物等相互作用，而形成二次污染物，這些二次污染物從毒理學(xué)、病理學(xué)上已被證明，具有直接的致癌和致突變的作用。 溫室效應(yīng)機(jī)理及危害？由環(huán)境污染引起的溫室效應(yīng)是指地球表面變熱的現(xiàn)象。溫室效應(yīng)主要是由于現(xiàn)代化工業(yè)社會(huì)過(guò)多燃燒煤炭、石油和天然氣，這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳等溫室氣體進(jìn)入大氣造成的。二氧化碳等溫室氣體具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無(wú)形的玻璃罩，使太陽(yáng)輻射到地球上的熱量無(wú)法向外層空間發(fā)散，其結(jié)果是地球表面變熱起來(lái)。它會(huì)帶來(lái)以下列幾種嚴(yán)重惡果： 1) 地球上的病蟲害增加；

37、 2) 海平面上升； 3) 氣候反常，海洋風(fēng)暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面積增大。24.說(shuō)明臭氧層破壞的原因和機(jī)理。(1)臭氧層破壞的原因：由于人類活動(dòng)的影響，水蒸氣、氮氧化物、氟氯烴等污染物進(jìn)入了平流層，在平流層形成了HOx，NOx和ClOx等活性基團(tuán)，從而加速了臭氧的消除過(guò)程，破壞了臭氧層的穩(wěn)定狀態(tài)。這些活性基團(tuán)在加速臭氧層破壞的過(guò)程中可以起到催化劑的作用。(2)臭氧層破壞的機(jī)理：臭氧層破壞的化學(xué)機(jī)理:平流層O2光解,臭氧層形成：（平流層中氮氧化物來(lái)源：一氧化二氮的氧化、超音速和亞音速飛機(jī)的排放、宇宙射線的分解，還有HOx.CIOx.）總反應(yīng)臭氧的消耗： 光解）（生成O3的逆反應(yīng)）當(dāng)水

38、蒸氣、氮氧化物、氟氯烴等進(jìn)入平流層后加速O3 的消耗，起到催化的作用。導(dǎo)致臭氧層破壞的催化反應(yīng)過(guò)程：總反應(yīng)Y - 直接參加破壞O3的催化活性物種，包括NOX、HOX 、ClOX 等【具體反應(yīng)：】a.氯和溴的協(xié)同作用Cl+O3ClO+O2ClO+BrOCl+Br+O2Br+O3BrO+O2b.HOx自由基的氯鏈反應(yīng)機(jī)理HO+O3HO2+O2ClO+HO2HOCl+O2HOCl+hCl+HOc.NOx的破壞作用NO+O3NO2+O2NO2+ONO+O2d.ClO二聚體鏈反應(yīng)機(jī)理ClO+ClO+MCl2O2+MCl2O2+hCl+ClOOClOO+MCl+O2+M第四章 土壤環(huán)境化學(xué)1.土壤有哪些主

39、要成分？它們對(duì)土壤的性質(zhì)與作用有哪些影響？土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系。其本質(zhì)屬性是具有肥力。土壤固相包括土壤礦物質(zhì)和土壤有機(jī)質(zhì)。土壤礦物質(zhì)：是巖石經(jīng)過(guò)物理和化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物，由原生礦物和次生礦物構(gòu)成。土壤有機(jī)質(zhì)：土壤中含碳有機(jī)物的總稱，是土壤形成的標(biāo)志，土壤肥力的表現(xiàn)。土壤水分：來(lái)自大氣降水和灌溉土壤中的空氣：成分與大氣相似，不連續(xù)，二氧化碳比氧氣多。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(guó)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

40、，通常用pH表示。（2）潛性酸度：土壤潛性酸度的來(lái)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(shí)，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(lái)，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(shuō)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

41、類具有緩沖作用。以碳酸及其鈉鹽為例說(shuō)明。向土壤加入鹽酸，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(shí)，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(duì)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(yáng)離子，其中鹽基離子和氫離子能分別對(duì)酸和堿起緩沖作用。對(duì)酸緩沖（M鹽基離子）：對(duì)堿緩沖：Al3+對(duì)堿的緩沖作用：在pH小于5的酸性土壤中，土壤溶

42、液中Al3+有6個(gè)水分子圍繞，當(dāng)OH增多時(shí)，Al3+周圍的6個(gè)水分子中有一、二個(gè)水分子離解出H+，中和OH-：2Al(H2O)63 + 2OH Al2(OH)2(H2O)84+ + 4H2O7.植物對(duì)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(duì)重金屬的耐性不同，同種植物由于其分布和生長(zhǎng)的環(huán)境各異可能表現(xiàn)出對(duì)某種重金屬有明顯的耐性。（1）植物根系通過(guò)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(dòng)，使植物對(duì)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(shí)仍能維持正常水平，此外在耐性植物

43、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(shí)保持正常代謝過(guò)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(wú)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。9.土壤的氧化還原性土壤中的主要氧化劑有：土壤中氧氣、NO3-離子和高價(jià)金屬離子，如Fe(III)、Mn(IV)、V(V)、Ti(IV)等。土壤中的主要還原劑有：有機(jī)質(zhì)和低價(jià)金屬離子。此外，土壤中植物的根系和土壤生物也是土壤發(fā)生氧化還原反應(yīng)的重要參與者。主要氧化還原體系 鐵體系Fe(III)-Fe(II) 錳體系Mn(IV)-Mn(II) 硫體系SO42H2S 氮體系NO3（NO2-、N2、NH

44、4+） 碳體系CO2-CH4土壤氧化還原能力的大小用土壤的氧化還原電位(Eh)衡量，。由于土壤中氧化態(tài)物質(zhì)與還原態(tài)物質(zhì)的組成復(fù)雜，因此計(jì)算困難。主要實(shí)際測(cè)量的土壤氧化還原電位(Eh)衡量土壤的氧化還原性。旱地土壤 Eh+400+700mV;水田Eh值+300-200mV。根據(jù)土壤Eh值可確定土壤中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)和環(huán)境行為。 當(dāng)土壤Eh值700mV時(shí)，土壤完全處于氧化條件下，有機(jī)物質(zhì)會(huì)迅速分解; 當(dāng)Eh值在400700mV時(shí)，土壤中氮素主要以NO3-形式存在; 當(dāng)Eh值400mV時(shí)，反硝化開始發(fā)生;當(dāng)Eh200mV時(shí)，NO3-開始消失，出現(xiàn)大量的NH4+。 當(dāng)土壤漬水時(shí)，E

45、h值降至-l00mV,，F(xiàn)e2+濃度已經(jīng)超過(guò)Fe3+; Eh值再降低，12.5，砷主要以AsO43-存在。在pE4的水環(huán)境中，主要以H3AsO3和H2AsO3-存在。A. 土壤中As大部分與土壤膠體相結(jié)合，呈吸附狀態(tài)，且吸附牢固，呈現(xiàn)為AsO43-、AsO33-陰離子。B. 水溶性As易與土壤中Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+等離子生成難溶性砷化物(與PO43-相似)。土壤的氧化還原電位（Eh）和pH值對(duì)土壤中砷的溶解度有很大的影響。土壤Eh降低，因?yàn)锳sO43逐漸被還原為AsO33，pH升高，砷的溶解度增大。pH值升高的同時(shí)，土壤膠體所帶的正電荷減少，對(duì)砷的吸附能力下降。浸水土壤中可溶態(tài)砷含量比旱地土壤中的高。浸水土壤中生長(zhǎng)的作物的砷含量也較高。4.簡(jiǎn)述多氯聯(lián)苯PCBs在環(huán)境中的主要分布、遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律。答：(1)分布:由于多氯聯(lián)苯揮發(fā)性和水中溶解度較小,故其在大氣和水中的含量較少.近期報(bào)導(dǎo)的數(shù)據(jù)表明,在地下水中發(fā)現(xiàn)PCBs的幾率與地表水中相當(dāng).此外,由于PCBs易被顆粒物所吸附,故在廢水流入河口附近的沉積物中,PCBs含量較高. 水生植物通?？蓮乃锌焖傥誔CBs,其富集系數(shù)為1l04ll05.通過(guò)食物鏈的傳遞,魚體中PCBs的含量