環(huán)境化學練習題課后習題自己做做看答案

第四章土壤環(huán)境化學

一、填空

1.重金屬在土壤一植物體系中的遷移過程與重金屬的種類、價態(tài)、存在形態(tài)及植物的種類、

特性有關(guān)。

2、Cr(VD與Cr(IH)比擬,Cr(VI)的遷移能力強,Cr(VI)的毒性和危害大。

3、重金屬污染土壤的特點；形態(tài)多變，價態(tài)不同毒性不同：金屬有機態(tài)毒性大于無機態(tài)：金屬談基化

個物常劇毒,產(chǎn)物毒性效應的濃度范圍低，對人體的毒性是人累性的,遷移轉(zhuǎn)化形式多，物理化學行為

多具可逆性，屬「緩沖型污染,微生物不能降解，反而會毒害微生物或者使之有機化，增強毒性。

4、土壤污染的特點：隱蔽性、累積性、復雜性

三、問答題

T1土壤有哪些主要成分？他們對土壤的性質(zhì)與作用有哪些影響？［P266-2691

答：(1)土壤礦物質(zhì)：A、原生礦物B、次生礦物。土壤礦物質(zhì)直接影響土壤的理化性質(zhì)，是植物營養(yǎng)

元素的重要來源

(2)土壤有機質(zhì)：是土壤形成的標志，對土壤的性質(zhì)有很大影響。

(3)土壤水分：既是植物養(yǎng)分的主要來源，也是進入土壤的各種污染物向其他環(huán)境圈層遷移的媒介。

(4)土壤空氣：與大氣組成根本相似，主要成分是N2、02和C02。①土壤空氣存在于相互隔離的

土壤孔隙中，是一個不連續(xù)的體系；②在02,和C02含量上有很大的差異。土壤空氣中C02含量比大氣

中高得多。大氣中C02含量為％%,而土壤空氣中C02含量一般為％一％,甚至高達5%,這主要由于

生物呼吸作用和有機物分解產(chǎn)生。氧的含量低于大氣。土壤空氣中水蒸氣的含量比大氣中高得多。土壤

空氣中還含有少量復原性氣體，如CH4、H2S、112、NH3等。如果是被污染的土壤，其空氣中還可能存在

污染物。

T2什么是土壤的活性酸度與潛在酸度？試用兩者的關(guān)系討論我國南方土壤酸度偏高的原因

答；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：土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H-和A13+。當這些離子處于吸附

狀態(tài)時，是不顯酸性的，但當它們經(jīng)離子交換作用進入土壤溶液后，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，導致晶格中A伊釋放出來，變成代換性At",

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。

T3土壤的緩沖作用有哪幾種？舉例說明其作用原理。

答：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。向土壤參加鹽酸，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+2HQ2NaQ+H2coa

當參加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)2-_CaCO3+2H2O

土壤中的某些有機酸(如氨基酸、胡敏酸等)是兩性物質(zhì)，具有緩沖作用，如凱基酸既有氨基，又

有瘦基，對酸堿均有緩沖作用。

(2)土壤膠體的緩沖作用：十.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：

A產(chǎn)對堿的緩沖作用：在pH小于5的酸性土壤中，土壤溶液中A產(chǎn)有6個水分子圍繞，當OH增

多時，AF+周圍的6個水分子中有一、二個水分子離解出中和OH-：

3+-4+

2A1(H2O)6+20H[A12(OH)2(H2O)8]+4H2O

T4什么是鹽基飽和度?它對土壤的性質(zhì)有何影響？【P274】

答：土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分數(shù)稱為鹽基飽和度(BS)。

酸基離子：H+、A13+鹽基離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+等BS真正反映土壤有效(速效)養(yǎng)分含

量的大小，是改進土壤的重要依據(jù)之一。土壤吸附性陽離子，根據(jù)其解吸后的化學特性可區(qū)分為

致酸的非鹽基離子(如氫和鋁離子)與非致酸的鹽基離子(如鈣、鎂、鈉等)兩大類。當土壤膠

體所吸附的陽離子根本上屬于鹽基離子時，稱為鹽基飽和土壤，呈中性、堿性、強堿性反響；反

之，當非鹽基離子占相當大比例時，稱為鹽基不飽和土壤，呈酸性或強酸性反響。土填鹽基飽和

度以土壤的交換性鹽基總鼠占土壤陽離子代換鼠的百分比表示。鹽基飽和度的大小，可用作施用

石灰或磷灰石改進土壤的依據(jù)

T5試比擬土壤陽、陰離子交換吸附的主要作用原理與特點。。273-274】

(1)土壤股體的陽離子交換吸附土柒墳體吸附的陽離子，可與土壤溶液

中的陽離子進行交換，其交換反應如下；

土壤膠體一整++Q2I-土壤咬體二Ca2-+2Na,

答：陽離子原理:N8

特點：①電荷數(shù)：離子電荷數(shù)越高，陽離子交換能力越強。

②離子半徑及水化程度：同價離子中，離子半徑越大，水化離子半徑就越小，因而具有較強的交換能力。

陰離子原理：土壤中帶正電的膠體所吸附的陰離子與溶液中的陰離子發(fā)生交換。

特點：能與膠體微?；蛉芤褐械年栯x子形成難溶性程佃而被強烈吸附。

T6土壤中重金屬污染向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的主要方式及影響因素有哪些？[P280-282]

答:主要方式：

(1)被動轉(zhuǎn)移脂溶性物質(zhì)從高濃度一側(cè)向低濃度側(cè)，

順濃度梯度擴散，通過有類脂層屏障的生物膜。擴散速率與有機物的化學性質(zhì)、分子體積或在液體pH

條件下離解性有關(guān)被動擴散不耗能，不需載體參與，因而無競爭性抑制、特異性選擇和飽和現(xiàn)象

12)主動遷移在需消耗一定的代謝能量下，一些物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度的特異性蛋白載體

結(jié)合，通過生物膜至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)，所需代謝能量來自膜的三磷酸酰甘酶分解三磷酸酰苗(ATP)

成二磷酸酰甘(ADP)和磷酸時所稀放的能量。

影響因素：

(1)植物種類不同植物種類或同種植物不同植株從土壤吸收轉(zhuǎn)移重金屬的能力不同

(2)土壤種類土壤的酸堿性和腐殖質(zhì)含量均可影響重金屬向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的能量。

(3)重金屬形態(tài)如CdS04、Cd3(P04)2和CdS三種不同形態(tài)的鎘在土壤中，實驗發(fā)現(xiàn)對水稻生長的抑

制與鎘的溶解度有關(guān)，此外土壤pH值、pE值的變化都可影響植物對重金屬的吸收

(4)重金屬在植物體內(nèi)的遷移能力

Cd和Zn在水稻體內(nèi)的遷移能力不同

Cd：大于1mg/kg糙米中Cd含量急劇增加

Zn：小于250mg/kg糙米中Zn含量幾乎不變

T7植物對重金屬污染產(chǎn)生耐受性作用的主要機制是什么？

答：不同種類的植物對重金屬的耐性不同，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。

(I)植物根系通過改變根系化學性狀、原生質(zhì)泌溢等作月限制重金屬離子的跨膜吸收。

(2)重金屬與植物的細胞壁結(jié)合，而不能進入細胞質(zhì)影響細胞代謝活動，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。

T8舉例說明影響農(nóng)藥在土壤中進行擴散和質(zhì)體流動的因素有哪些？

答：(I)影響農(nóng)藥在土壤中擴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:

①土壤水分含量：研究說明林丹的汽態(tài)和非汽態(tài)擴散情況隨土壤水分含量增加而變化。

②吸附：土壤對農(nóng)藥的吸附改變了其擴散的情況，如土壤對2,4?D的化學吸附，使其有效擴散系數(shù)

降低了，兩者呈負相關(guān)關(guān)系。

③土壤緊實度：土壤緊實度對農(nóng)藥的擴散的情況有影響是因為對于以蒸汽形式進行擴散的化合物來

說，增加緊實度就降低了土壤孔隙率，擴散系數(shù)就自然降低了。如二澳乙烷、林丹等農(nóng)藥在土壤中的擴

散系數(shù)隨緊實度增加而降低。

④溫度：溫度增高的總效應是使擴散系數(shù)增大。

⑤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%,那么增

加氣流就促進土壤外表水分含量降低，可以使農(nóng)藥蒸汽更快地離開土壤外表，同時使農(nóng)藥蒸汽向土壤外

表運動的速度加快。

⑥農(nóng)藥種類：不同農(nóng)藥的擴散行為不同。如有機磷農(nóng)藥樂果和乙拌磷在Broadbalk粉砂壤土中的擴

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。

①農(nóng)藥與土壤吸附：非草隆、滅草隆、敵草隆、草不隆四種農(nóng)藥吸附最強者移動最困難，反之亦然。

②土壤種類：土壤有機質(zhì)含量增加，農(nóng)藥在土壤中滲透深度減?。辉黾油寥乐姓惩恋V物的含量，農(nóng)

藥的滲透深度也減小。

③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。如林月和DDT。

T9比擬DDT和林丹在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化與歸趨的主要途徑與特點。

答：DDT和林丹遷移轉(zhuǎn)化、歸趨主要途徑與特點比擬如下表所示:

遷移轉(zhuǎn)化、歸趨途徑特點

1)在土壤中移動不明顯，易被吸附1)不溶于水，高親脂性，易通過食物

2)通過根系滲入植物體鏈放大，積累性強

DDT

3)在土壤中按復原、氧化和脫氯化氫等2)揮發(fā)性小，持久性高

機理被微牛物降解3)在缺氧和高溫時降解速度快

推導出與大氣中C02平衡%降水的pH計算式。【P109】

持久性有機污染物(POPs)。

5簡述酸雨的來源、形成制約因素與危害【參考自己做做看10】

6含鎘廢水通入H2s到達飽和并調(diào)整pH值為8.0,請算出水中剩余鎘離子的濃度。(CdS的溶度積為

,5

7.9*10%,飽和水溶液中H2s濃度保持在O.lmol/L,112s離解常數(shù)絡=8.9*10/，K2=l.3*10)

7組成水中酸度的三類物質(zhì)為—強酸、—弱酸_、—強酸弱堿鹽―o[P155]

8水中有機污染程度的指標是什么？并分別加以說明。

9降低pH值，水中沉積物重金屬的釋放量隨之(1)[P178]

(1)升高(2)降低(3)無影響(4)無法判斷

10試述有機配體對重金屬遷移的影響【P212】

答：水中共存的金屬離了?和有機配體經(jīng)常生成金屬配合物，這種配合物能夠改變金屬離子的特征，從而

對重金屬的遷移產(chǎn)生影響：1、影響顆粒物對重金屬的吸附2、影響重金屬化合物的溶解度。

IITN、_1￡和_D0_常作為衡量水體富營養(yǎng)化的指標。

12天然水中的總堿度:[HC03]+[2C()23]+[()H]-[H']【P154】

13水環(huán)境中膠體顆粒物的吸附作用分為外表吸附、離子交換吸附和專屬吸附等。[P172]

II有機污染物一般通過吸附作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解作用、牛.物富集和牛.物降解作用等過程

進行遷移轉(zhuǎn)化。【P214】

15正常水體中其決定電位作用的物質(zhì)是」厭氧水體中決定電位作用的物質(zhì)是。

16有機物的光解過程分為直接光解、光敏化光解、光氧化反響三類。[P227]

17TN、工_和里常作為衡量水體富營養(yǎng)化的指標。

18達分配平衡時，有機化合物在水和2辛醇兩相濃度之比稱為有機物的辛醇-水分配系數(shù)。

19請簡述誘發(fā)重金屬從水體懸浮物或沉積物中重新釋放的主要因素?！綪178】

答：(1)、鹽濃度升高堿金屬和堿土金屬陽離子可將被吸附在固體顆粒上的金屬離子交換出來

(2)、氧化復原條件的變化在湖泊、河口及近岸沉積物中般有較多的耗氧物質(zhì)，使定深度

一下沉積物中的氧化復原電位急劇降低，并將使鐵、鎘氧化物局部或全部溶解，故被其吸附或與之共沉

淀的重金屬離子也能同時被釋放出來。

(3)、降低pHpH降低，導致碳酸鹽和氫氧化物溶解，H.的競爭作用增加了金屬離子的解析量。

⑷、增加水中配合劑的含量

2()天然水體中存在的顆粒物的類別有：礦物微粒和黏土礦物、金屬水化合物、腐殖質(zhì)、水體懸浮沉積

物等。【P171】

21膠體顆粒物的聚集也可稱為凝聚或絮凝，通常把由蚯質(zhì)促成的聚集稱為凝聚；把由聚合物促成

的聚集稱為絮凝。[P179]

22試述水體中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化途徑。[P214-232]

答：(1)分配作用

A分配作用：在水溶液中，土壤有機質(zhì)對有機化合物的溶解作用.

作用力：范德華力

B吸附作用：在非極性有機溶劑也土壤礦物質(zhì)對有機化合物的外表吸附作用或干土壤礦物質(zhì)對有機化合

物的外表吸附作用.

作用力：各種化學健力(氫健/離子偶極鍵/配位鍵/pi鍵)

(2)揮發(fā)作用：溶解態(tài)有機物質(zhì)轉(zhuǎn)入氣相的過程

⑶水解作用：有機物與水之間的反響

⑷光解作用：光解作用是真正意義上的有機物分解過程，它不可逆的改變了有機物的分子結(jié)構(gòu)

⑸生物降解作用：揮發(fā)作用是有機質(zhì)從溶解態(tài)轉(zhuǎn)入氣相的重要遷移過程.有機毒物在微生物(喝)的作

用下，進行生物降解有二種模式：生長代謝，共代謝。

23表達腐殖質(zhì)在水環(huán)境中的作用。[P209-212]

笞：(1)與有機物的作用：吸附效應、溶解效應、為水解反響的催化作用、對微生物過程的影響以及光

敏效應和猝滅效應。

(2)與金屬離子生成配合物：腐殖酸與金屬配合作用對重金屬在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化有重要影響，特

別表現(xiàn)在強顆粒吸附和難溶化合物溶解度方面。腐殖酸本身的吸附能力很強，這種吸附能力甚至不受其

他配合作用的影響。腐殖酸也能影響水生生物的毒性。

24根據(jù)在酸、堿溶液中的溶解程度，可將腐殖質(zhì)分成哪幾類？各有什么特點？[P209]

答：門)腐殖酸：可溶于稀堿但不容于酸，相對分子質(zhì)量由數(shù)千到數(shù)萬

(2)富里酸：可溶于酸又可溶于堿，相對分子質(zhì)量有數(shù)百到數(shù)千

(3)腐黑物：不能被酸和堿提取的局部

25根據(jù)溶液質(zhì)子平衡條件，總堿度、酚鼠堿度、苛性堿度的表示式分別是什么？[P154T55]

夕總堿度=[HCO；]+2[CO/[+[OH]-[HF

答：

26根據(jù)溶液質(zhì)子平衡條件，總酸度、COJ酸度、無機酸度的表示式分別是什么？[P155]

總酸度=[H?]+[HC()3]+2[H2c—

C02酸度=+2c—

"無機酸度=[1^]—[HCO門一—

匚?

27請解釋什么是水體富營養(yǎng)化?！綪169】

富營養(yǎng)化是指生物所需的缸、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大最進入湖泊、河口、海灣等緩

流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧曷下降，魚類及其他生

答：物大量死亡的現(xiàn)象。在受影響的湖泊，緩流河段或某些水域增加了營養(yǎng)物?由于

28重金屬在天然水體中主要以腐殖酸的配合物形式存在。【P211】

29試述水環(huán)境中促成顆粒物絮凝的機理。[P182T83]

答：(1)異向絮凝由顆粒的熱運動即布朗運動推動下發(fā)生碰撞而絮凝

(2)同向絮凝在水流速率梯度(G)的剪切作用下，顆粒產(chǎn)生不同的速率而發(fā)生碰撞和絮;疑。

(3)差速沉降絮凝在重力作用卜，沉降速率不同的顆粒會發(fā)生碰撞而絮凝，如果顆粒的密度和形

狀相同，那么不同粒徑的顆粒沉降速度也不同。

30試述天然水體中有機配體對重金屬遷移的影響。[P212-2141

水溶液中共存的金屬離子和有機配缽經(jīng)常生成金屬配合物，這種配合物能等改變金現(xiàn)商

子的特征?從而刻重金屬的遷移產(chǎn)生影響。

(1)影響顆粒物(懸浮物或沉積物)對重金屬的吸附根據(jù)Vucela解祥?加入配體可能以

卜列方式影響吸附式i)a于和金屬離子生”上命物，或手.面爭號可給吸附日?使吸附受到抑

制而而果手漏夜成w忘各場不且說前*面癡力及小，疝不致引起啜附段的網(wǎng)顯變

答：化,蹌》如果卜體能生成低配合物,M同時對固底表面具有實麻的親和力，則可能會增大吸附最。

(2)影響重金屬化合物的溶解度重金屬和羥基的配合作用，提高了重金屬氫氧化物的溶解度。

31試述腐殖質(zhì)的分類及其在水環(huán)境中的作用。［P209-212】

答：分類：

(1)腐殖酸：可溶于稀堿但不容于酸，相對分子質(zhì)量由數(shù)千到數(shù)萬

(2)富里酸：可溶于酸又可溶于堿，相對分子質(zhì)量有數(shù)百到數(shù)千

(3)腐黑物：不能被酸和堿提取的局部

作用：(1)與有機物的作用：吸附效應、溶解效應、對水解反響的催化作用、對微生物過程的影響以及

光敏效應和猝滅效應。

(2)與金屬離子生成配合物：腐殖酸與金屬配合作用對重金屬在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化有重要影響，

特別表現(xiàn)在強顆粒吸附和難溶化合物溶解度方面。腐殖酸本身的吸附能力很強，這種吸附能力甚至不受

其他配合作用的影響。腐殖酸也能影響水生生物的毒性。

32請寫出以下簡寫的中文全稱：POPs、PAHs、DO、BOD、COD、TVOCs.TOC、PCBs

答：POPs：持久性有機污染物DO:溶解氧BOD:生化需氧量

PAHs：多環(huán)芳燃COD：化學需氧量PCBs：多氯聯(lián)苯

TVOCs：總揮發(fā)性有機化合物TOC：總有機碳

33腐殖質(zhì)中不溶于NaOH的局部稱為—腐黑物(Humin),可溶于NaOH的局部稱為腐殖酸

(Humicacid),既溶于堿又溶于酸的局部稱為_富里酸(Fulvicacid)0［P209］

31重金屬污染的特點是什么？水體中重金屬的遷移方式有幾類？并舉例說明水體中金屬遷移轉(zhuǎn)化的

影響因素。

重金屬污染特點：參考填空題3

遷移方式：

35五十年代日本出現(xiàn)的水俁底是由_B污染水體后引起的。

ACdBHgCPbDAs

36五十年代日本出現(xiàn)的痛痛病是由—A—污染水體后引起的。

ACdBHgCPbDAs

課本P260頁。1、4、7、8、10、11、14、15、16、17、20、22、23、28、35

T1請推導出封閉和開放體系碳酸平衡中［H2co門、［HCO3］和203勺的表達式，并討論這兩個體系之間

的區(qū)別。

斛；碳酸化令志各仲彬仲3各種碳酸化合態(tài)總屋的比價稱為分布系數(shù)，用a衣示.

各種碳帔化合態(tài)總出用CT表示.

(I)封⑷體系

在封閉體系中不考慮溶斛性C6與大氣交換過程，CT保持不變.X

[//.coj+[wco

在n用體系中，各形體的分布系數(shù)只是氣離子濃度的咿,y超濃度無關(guān).

(2)開放體系

此時考慮CO2在氣相和液相之間的平衡:[COiz|=%

neo;]

對于封閉體系，Cr湎不容而[COJ[HCO?h【CO，]均MlpH而變化.對于開

放體系而K，LCQJ號蘆次抵保持相平衡的數(shù)據(jù),CT、[HCO/]、|COr|均閱pH而受

T1在一個pH為6.5,堿度為1.6nimol/L的水體中，假設(shè)參加碳酸鈉使其堿化，問需加多少mmol/L的碳酸鈉

才能使水體pH上升至8.0.假設(shè)用NaOH強堿進行堿化，又需參加多少堿

解：總堿度=KW/[H+]+CT(a1+2a2)-[H+]

1

CT=a-2a?([總誠度二+[H+]

令a=at+2a：

hpH在5?9范國內(nèi)、[堿度]N10~3nol/L時,[H+]、[0H-]項可以忽略不計,得到簡化式：CT=a[堿度]

當pH=6.5時，杳教材PU0表得a1=0.5845,a2=8.669X105,則a=1.71,CT=。[堿度]=1.71

XI.6=2.736ounol/L

若加入碳酸鈉將水的pH升至8.0,在表得a'-1,018,此時CT值與堿度均有變化。設(shè)加入的磷酸鈉成

為A[CO32-],貝尼

CT+A[C032-]=a1([堿度]+2A[C032]}

即2.736+A[CO32-]=1.018{1.6+2A[CO32-J}

解得，A[C032-]=1.069mmol/L

若加入發(fā)氧化鈉將水的pH升至8.0,其CT值并不變化，可得：

[堿度]=CT/a*=2.736/1.018=2.688mool/L

堿度增加值就是應加入的敏氧化鈉強膩最：

A[0H-]=2.688-1.6=1.088nrnol/L

T7X

lO^mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止發(fā)生固體Fe(OH)3沉淀作用所需最小舊」?jié)舛鹊乃校俣ㄈ芤褐?/p>

4+2+

僅形成Fe(OH聲和Fe(OH)2+而沒有形成Fe2(OH)2o請計算平衡時該溶液中尸產(chǎn)]、[Fe(OH)].

+

[Fe(OH)2].[H+]和pH。

T8什么叫優(yōu)先污染物？我國優(yōu)先控制污染物包括哪幾類？

TIO請表達天然水體中存在哪幾類顆粒物？【P171-172】

答：(1)礦物微粒和黏土礦物：天然水中常見礦物微粒為石英］SiO2)、長石(KALSi3O8)、云母及黏

土礦物等硅酸鹽礦物。

(2)金屬水化合物：Al、Fe、Mn、Si等金屬的水和氧化物在天然水中以無機高分子及溶膠等形式存

在。

13)腐殖質(zhì)：一種帶負電的高分子弱電解質(zhì)，其形態(tài)構(gòu)型與官能團的解離程度有關(guān)。

(4)水體懸浮沉積物：天然水體中各種環(huán)境膠體物質(zhì)往往并非單獨存在，而是相互作用結(jié)合成為某種

聚集體。

(5)其他：湖泊中的藻類,污水中的細菌病毒等。

TH什么是外表吸附作用，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.

⑴外表吸附:由于膠體外表具有巨大的比外表和外表能，因此固液界面存在外表吸附作用.膠體外表積越

大，吸附作用越強.

⑵離子交換吸附:環(huán)境中大局部膠體帶負電荷,容易吸附各種陽離子.膠體每吸附一局部陽離子，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，屬于物理化學吸附.該反響是可逆反響，不受溫度

制響，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).

⑶專屬吸附:指在吸附過程中，除了化學鍵作用外，尚有加強的憎水鍵和范德化力或氫鍵作用.該作用不但

可以使外表點荷改變符號,還可以使離子化合物吸附在同號電荷的外表上.

(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.

工程

專屬吸附

非專屬吸附

發(fā)生吸附的外表凈電荷的符號

-D+

金屬離子所起的作用

配位離子

反離子

吸附時所發(fā)生的反響

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

吸附發(fā)生的位置

內(nèi)層

擴散層

對外表電荷的影響

負電荷減少，正電荷增加

無

動力學可逆性

不可逆慢過程

快速可逆請表達氧化物外表吸附配合模型的根本原理以及與溶液中配合反響的區(qū)別。

T14請說明膠體的凝聚和絮凝之間的區(qū)別。

TI5請表達水中顆粒物可以哪些方式進行聚集？［P181］

T16請表達水環(huán)境中促成顆粒物絮凝的機理。［P182-183】

答：m異向絮凝由顆粒的熱運動即布朗運動推動卜.發(fā)牛碰椅而絮凝

(2)同向絮凝在水流速率梯度(G)的剪切作用下，顆粒產(chǎn)生不同的速率而發(fā)生碰撞和絮凝。

(3)差速沉降絮凝在重力作用下，沉降速率不同的顆粒會發(fā)生碰撞而絮凝，如果顆粒的密度和形

狀相同，那么不同粒徑的顆粒沉降速度也不同。

T17含鎘廢水通入H2XIO"含

T20請表達腐殖質(zhì)的分類及其在環(huán)境中的作用。

答：參考31

T22請表達有機配體對重金屬遷移的影響。

答：參考3U

T23什么是電子活度pE,以及它和pH的區(qū)別。

「28解釋以下名詞:分配系數(shù);標化分配系數(shù);辛醇-水分配系數(shù);生物濃縮因子;亨利定律常數(shù);水解速率;直

接光解;光量子產(chǎn)率;生長物質(zhì)代謝和共代謝.

(1)分配系數(shù):在土壤-水體系中，土壤對非離子性有機化合物的吸著主要是溶質(zhì)的分配過程(溶解),即非離

子性有機化合物可通過溶解作用分配到土壤有機質(zhì)中，并經(jīng)過一定時間到達分配平衡，此時有機化合物在

土壤有機質(zhì)和水中含量的比值稱為分配系數(shù).

⑵標化分配系數(shù):有機化合物在顆粒物-水中的分配系數(shù)與顆粒物中有機碳呈正相關(guān)，以固相有機碳為根

底的分配系數(shù)即標化分配系數(shù).

⑶辛醉-水分配系數(shù):有機化合物的正辛醇-水分配系數(shù)(KOW)是指平衡狀態(tài)下化合物在正辛醉和水相中

濃度的比值.它反映了化合物在水相和有機相之間的遷移能力,是描述有機化合物在環(huán)境中行為的重要物

理化學參數(shù).KOW與化合物的水溶性，土壤吸附常數(shù)和生物濃縮因子等密切相關(guān).

(4)牛物濃縮因子:有機毒物在牛物體內(nèi)濃度與水中該有機物濃度方比.

⑸亨利定律常數(shù):通?？衫斫鉃樨S電解質(zhì)稀溶液的氣-水分配系數(shù).

(6)水解速率:反映某一物質(zhì)在水中發(fā)生水解快慢程度的一個參數(shù).

(7)直接光解:化合物本身直接吸收太陽能而進行分解反響.

⑻光量子產(chǎn)率:分子被活化后，它可能進行光反響，也可能通過光輻射的形式進行“去活化”再回到基態(tài)，進

行光化學反響的光子數(shù)占吸收光子數(shù)之比稱為光量子產(chǎn)率.

⑼生長物質(zhì)代謝和共代謝:生物降解過程中，?些有機污染物作為食物源提供能量和提供酶催化反響分解

有機物，這稱為生長物質(zhì)代謝.某些有機污染物不能作為微生物的唯一碳源與能源，必須有另外的化合物存

在提供微生物碳源或能源時，該有機物才能被降解,這種現(xiàn)象稱為共代謝

「35請表達有機物在水環(huán)境中的遷移，轉(zhuǎn)化存在哪些重要過程.

⑴負教過程: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.

⑵形態(tài)過程：

①酸堿平衡:天然水中pH決定著有機酸或堿以中性態(tài)存在的分數(shù),因而影響揮發(fā)及其他作用.

②吸著作用:疏水有機化合物吸著至懸浮物上，由于懸浮物質(zhì)的遷移而影響它們以后的歸趨.

⑶遷移過程：

①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(zhuǎn)化過程中的可利用性或者實質(zhì)上改變其

遷移速率.

②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牛.生態(tài)系統(tǒng).

③揮發(fā)作用:有機污染物可能從水體進入大氣,因而減少具在水中的濃度.

④沉積作用:污染物被吸附沉積于水體底部或從底部沉積物中解吸，均可改變污染物的濃度.

(4)轉(zhuǎn)化過程：

①生物降解作用:微生物代謝污染物并在代謝過程中改變它們的毒性.

②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響的發(fā)生.

③水解作用: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.

④氧化復原作用:涉及減少或增加電子在內(nèi)的有機污染物以及金屬的反響都強烈地影響環(huán)境參數(shù).

(5)生物累積過程：

①生物濃縮作用:通過可能的手段如通過魚鯉的吸附作用，將有機污染物攝取至生物體.

②生物放大作用:高營養(yǎng)級生物以消耗攝取有機毒物進入生物體低營養(yǎng)級生物為食物，使生物體中有機毒

物的濃度隨營養(yǎng)級的提高而增大.請表達有機物水環(huán)境歸趨模式的根本原理。

第二章大氣環(huán)境化學

課本P145頁T3、T4、T7、T8、T9、T10、T1K門2、T13、T17,T18、T19、T23、T24、自己做做看20

題。

T3.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，假設(shè)按物理狀態(tài)可分為氣態(tài)污染物和顆粒物兩大類；假設(shè)按形成過

程那么可分為一次污染物和二次污染物。按照化學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(C0S)、二硫化碳(CS2)、二甲基硫(CHJ6、硫化氫(你)、

二氧化硫(S02)、三氧化硫(SO,)、硫酸(H2so4)、亞硫酸鹽(MS03)和硫酸鹽(MSO.)等。大氣中的SO?

(就大城市及其周圍地區(qū)來說)主要來源「含硫燃料的燃燒。大氣中的SO?約有50%會轉(zhuǎn)化形成H2s或

S05,另外50%可以通過干、濕沉降從大氣中消除。H2s主要來自動植物機體的腐爛，即主要由植物機體

中的硫酸鹽經(jīng)微生物的厭氧活動復原產(chǎn)生。大氣中H￡主要的去除反響為：HO+H2s-HQ+SH。

(2)含氮化合物

大氣中存在的含量比擬高的氮的氧化物主要包括氧化亞氮5式))、一氧化氮(NO)和二氧化氮30―。

主要討論一氧化氮（NO）和二氧化氮（NOJ,用通式NO、表示。NO和NO,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NO*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（COJ以及有機的碳氫化合物（HC）和含

氧烽類，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和農(nóng)業(yè)廢棄物燃

燒，其中以甲烷的轉(zhuǎn)化最為重要。CO的人為來源主耍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（.土壤中生活的細菌能將CO代謝為CO,和CHJ；與H0自由基反響被氧

化為CM

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)

生甲烷的機制都是厭氧細菌的發(fā)酵過程。反芻動物以及螞蚊等的呼吸過程也可產(chǎn)生甲烷。甲烷在大氣中

主要是通過與H0自由基反響被消除：CH<+HO-CH；,+H20O

（4）含鹵素化合物

大氣中的含鹵素化合物主要是指有機的鹵代燒和無機的氯化物和氨化物。

大氣中常見的鹵代商以甲烷的衍生物,如甲基氯（CHaCDs甲基澳（CH：,Br）和甲基碘（CHd）o它們

主要由天然過程產(chǎn)生，主要來自于海洋。CH3cl和CH.Br在對流層大氣中，可以和110自由基反響。而Qhl

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（Do許多鹵代煌是重要的化學溶劑，

也是有機合成工業(yè)的重要原料和中間體,如三氯甲烷（CHCL）.三氯乙烷（CH3CCI3）.四氯化碳（CCU）

和氯乙烯等均可通過生產(chǎn)和使用過程揮發(fā)進入大氣，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，三氨甲烷和氯乙烯等可通過與H0自由基反響，轉(zhuǎn)化為HCI,然后經(jīng)降水而

被去除。

氟氯燃類中較受關(guān)注的是一氟三氯甲烷（CFC—U或F—11）和二氟二氯甲烷（CFC-12或F—12）。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

的筑氯煌類主要是通過它們的生產(chǎn)和使用過程進入大氣的。由人類活動排放到對流層大氣中的箍氯燃類

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散進入平流層

T4影響大氣中遷移的主要因素是什么？

T7大氣中有哪些重要的自由基？其來源如何？【P57/P74]

大氣中存在的重要自由基有HO、HO/、R（烷基）、R0（烷氧基）和ROa（過氧烷基）等。它們的來源

如下：

（1）H0來源

對于清潔大氣而言，（%的光離解是大氣中H0的重要來源：

對于污染大氣，如有HN02和壓。2存在，它們的光離解也可產(chǎn)生H0：

其中HNO,的光離解是大氣中H0的重要來源。

(2)H02的來源

大氣中HO?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結(jié)合而導致生成H0?。亞硝酸酯

和乩。？的光解也可導致生成H02：

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九解：

這兩個反響除生成Clh外，還生成兩個段基自由基HCO和CILCO.

0和H0與燃類發(fā)生H摘除反響時也可生成烷基自由基：

(4)R0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：

⑸RG的來源

大氣中的過氧烷基都是由烷基與空氣中的結(jié)合而形成的：

T8大氣中有哪些重要的含氮化合物？說明他們的天然來源和人為來源及對環(huán)境的污染?！綪27】

答：重要化合物：氧化亞氮(20)、一氧化氮(N0)、二氧化氮(N0』。

來源及危害：川0,主要來自天然來源，即土壤中硝酸鹽經(jīng)細菌的脫氮作用而產(chǎn)生性質(zhì)穩(wěn)定，沒有明顯

污染效應。

NO,NO?主要為人為來源，1/3為固定燃燒源的排放，2/3為汽車等流動源的排放。NO、經(jīng)過轉(zhuǎn)化，最終

成為硝酸和硝酸鹽微粒經(jīng)濕沉降和干沉降從大氣中去除。影響人體健康，使動植物葉片產(chǎn)生斑點，引起

植物光合作用的可?逆衰減。

T9表達大氣中N0轉(zhuǎn)化為N02的各種途徑。【P78】

「1()大氣中有哪些重要的碳氫化合物？它們可發(fā)生哪些重要的光化學反響？【P38/P90】

甲烷、石油烽、站類和芳香燒等都是大氣中重要的碳氫化合物。它們可參與許多光化學反響過程。

(1)烷煌的反響：與H0、0發(fā)生H摘除反響，生成R氧化成R02與N0反響

RH+OH-R+H,0

RH+OfR+HO

R+02-*R02

R02+NO-*RO+N02

(2)烯燃的反響：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)CH2

RCH(OH)CH2+02-RCH(OH)CH2O2

RCH(OH)CH2O2+NO->RCH(OH)CH2O+NO2

脫氫：RCH=CH2+HOfRCHCHJH20

生成二元自由基：

二元自由基能量很高，可進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SO)

等：

RRC00+NO-R.R,CO+N02

RRCOO+SO2fRRCO+S03(3)環(huán)燃的氧化：以環(huán)己烷為例

(4)芳香燒的氧化

(a)單環(huán)芳燒：主要是與發(fā)生加成反響和氫原子摘除反響。

生成的自由基可與M)2反響?生成硝基甲苯：

加成反響生成的自由基也可與d作用，經(jīng)氫原子摘除反響，生成H0,和甲酚：

生成過氧自由基：

(b)多環(huán)芳燃：恿的氧化可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳孽?/p>

它可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳孽?/p>

⑸酸、醇、酮、醛的反響

它們在大氣中的反響主要是與H0發(fā)生氫原子摘除反響：

CH30cH3+H0―CH3OCH2+H2O

CH3cH20H+HO-*CH3CHOH+H2O

CH￡OCHa+HOfCH3COCH2+H2O

CH3CHO+HO-CH3co+H2O

上述四種反響所生成的自由基在有O2存在下均可生成過氧自由基，與R&有相類似的氧化作用。

TI1碳氫化合物參與的光化學反響對各種自由基的形成有什么奉獻？【P83-91】

TI2說明光化學煙霧現(xiàn)象，解釋污染物與產(chǎn)物的日變化曲線，并說明光化學煙霧產(chǎn)物的性質(zhì)與特征JP92]

答：

TI3說明煌類在光化學煙霧形成過程中的重要作用?！綪94】

光化學煙霧形成過程是由多種自由基參與的一系列反響，和醛的光解可引發(fā)0、H自由基的產(chǎn)生，

而燃類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。燒類在光化學煙霧形成過程中

占有很重耍的地位。

RH+0一R+H0

RH+H0-R+壓0

H+02fHO,

R+O2-哈

RCO+O2-RC(O)OO

其中R為烷基、RO?為過氧烷基，RCO為?；?、RC(0)00[RC(0)OJ為過氧?；?。通過如上途徑生成的H0八

R0?和RC(0)02均可將N0氧化成\02。

T17說明酸雨形成的原因?！綪115】

答：酸雨的成因是一種復雜的大氣化學和大氣物理的現(xiàn)象。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，絕大局部

是硫酸和硝酸。工業(yè)生產(chǎn)、民用生活燃燒煤炭排放出來的二氧化硫,燃燒石油以及汽車尾氣排放出來的

氮氧化物，經(jīng)過“云內(nèi)成雨過程”，即水氣凝結(jié)在硫酸根、硝酸根等凝結(jié)核上,發(fā)生液相氧化反響，形

成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又經(jīng)過“云下沖刷過程”，即含酸雨滴在下降過程中不斷合并吸附、沖刷其

他含酸雨滴和含酸氣體，形成較大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。

TI8確定酸雨pH界限的依據(jù)是什么？

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，可溶于水且含量比擬大的酸

性氣體是C02,所以只把CO?作為影響天然降水pH的因素，根據(jù)CO?的全球大氣濃度330ml//與純水的

平衡：

,、KH-

C02(g)+H20r--------C02+II20

Ki-.

C02+H20---------H+HC03

--2-+2-

HCO；1rH+C03

根據(jù)電中性原理：=+[HCO；]+2[C0：],將用降％、凡、[H]表達的式子代入，得：

3

[H]-(KB+KHKljCto2)[H]-2KMK跖2=0

在一定溫度下，用、%、&、凡、外2都有固定值，將這些數(shù)值帶入上式，計算結(jié)果是pH=。

TI9論述酸雨形成的因素?！綪117】

答：因素：1、酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件c

2、大氣中的氨氣。

3、顆粒物酸度及其緩沖能力。

4、天氣形勢的影響c

T23何為溫室效應和溫室氣體0119】

答：大氣中的C02吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留「大氣中，從而使大氣溫度升高的現(xiàn)象叫

做溫室效應，能引起溫室效應的氣體成為溫室氣體。

T24說明臭氧層破壞的原囚和機理?！綪122-127】

答：目前普遍認為大量的氟氯燒化合物的使用和排放，是造成臭氧層破壞的主要原因。

自己做做看題目：

1具有溫室效應的氣體是(A、C)[P120]

A甲烷、HQC。3、CO

B甲烷、SO2I)CO?、S