大气环境化学部分-本科-答案.doc

.昆明理工大学环境工程专业2008级环境化学阶段习题（大气环境化学部分）一、填空题1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占80-90%。2、污染物在环境中的迁移主要有 物理、 物理化学和 生物迁移 三种方式。3、污染物的性质和环境化学行为取决于它们的 浓度 和在环境中的 形态 。4、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题 温室效应、酸雨、臭氧层破坏等是由大气污染所引起的。5、人为污染源可分为 工业、农业、交通运输和生活。6、大气中最重要的自由基为 羟基自由基（OH） 。7、能引起温室效应的气体主要有CO2、CH4、N2O、CFCs。8、根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、热层和逃逸层。9、伦敦烟雾事件是由 SO2 和 颗粒物（包括由SO2氧化形成的硫酸盐） 引起的。10、大气中CH4主要来自湿地、牛群、稻田的排放。11、降水中主要阴离子有 SO4-、NO3-、Cl-。12、对流层和平流层中较为重要的反应有氮氧化物的转化、碳氢化物的转化、光化学烟雾。13、大气中的NO2可以转化成_HNO3_ 、 _NO3_ 和_N2O5_ 。14、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成 光化学（氧化型）烟雾的主要参与者。15、大气颗粒物的去除与颗粒物的 粒度 和 化学组成 有关，去除方式有干沉降 和 湿沉降。16、大气的扩散能力主要受 风（风速和风向）和大气稳定度的影响。17、按污染成因分，气溶胶可分为一次颗粒物和 二次颗粒物。18、环境化学研究化学物质在 大气 、 水体 及 土壤 中的来源、反应、迁移转化及归属。二、选择题 1、五十年代日本出现的痛痛病是由 _ 污染水体后引起的。a) Cd b) Hg c) Pb d) As2、辐射一定时间产生的 _ 量可以衡量光化学烟雾的严重程度。a) O3 b) NO2 c) 碳氢化合物 d) SO23、大气中还原态气体（如H2S）主要被 _ 氧化。a) O2 b) OH c) O3 d) 高价金属离子4、根据Whittby的三模态模型，粒径小于 _ m的粒子称为爱根核模。a) 0.05 b) 0.1 c) 1 d) 25、SO2的液相氧化有多种途径，其中 _ 的效果最好。（其次是O3、催化氧化、非催化氧化）a) O3氧化 b) 催化氧化 c) H2O2氧化 d) 非催化氧化6、气溶胶中粒径 _ m的颗粒，称为飘尘。a) 10 b) 15 d) 107、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到 _ 的影响。a) 风 b) 湍流 c) 天气形势 d) 地理地势8、大气中HO自由基的来源有 _ 的光离解。a) O3 b) H2CO c) H2O2 d) HNO29、烷烃与大气中的HO自由基发生氢原子摘除反应，生成 _ 。a) RO b) R自由基 c) H2O d) HO210、酸雨是指pH _ 的雨、雪或其它形式的降水。a) 6.0 b) 7.0 c) 5.6 d) 5.011、 大气逆温现象主要出现在 _ 。a) 寒冷的夜间 b) 多云的冬季 c) 寒冷而晴朗的冬天 d) 寒冷而晴朗的夜间12、大气中微粒浓度为50 g/m3时，大气能见度约为 _ Km。a) 15 b) 12 c) 24 d) 4013、 属于环境化学效应的是 _ 。a) 热岛效应 b) 温室效应 c) 土壤的盐碱化 d) 噪声14、五十年代日本出现的水俣病是由 _ 污染水体后引起的。a) Cd b) Hg c) Pb d) As三、问答题1、 当前人类生存面临的主要环境问题有哪些？答：到目前为止已经威胁人类生存并已被人类认识到的环境问题主要有：全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、淡水资源危机、能源短缺、森林资源锐减、土地荒漠化、物种加速灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染等众多方面。2、 试述光化学烟雾的特征、形成条件，请以CH3CH=CHCH3为例，写出光化学烟雾形成的有关反应式。答：特 征：烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物叶子；使大气能见度降低；刺激物浓度的高峰在中午和午后；污染区域在污染的下风向几十至几百公里处；是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。条 件：氮氧化物和碳氢化合物存在， 强日光照射和大气湿度较低。 NO2 + h NO + O引发反应： O + O2 + M O3 + MNO + O3 NO2 + O2 自由基传递增殖反应：CH3CH=CHCH3+ HO+ O2 CH3CH(OH)CH(O2)CH3CH3CH(OH)CH(O2)CH3 + NO NO2 + CH3CH(OH)CHOCH3CH3CH(OH)CHOCH3 + h CH3CH(OH)+ CH3 CHO CH3CH(OH)+ O2 CH3 CHO + HO2CH3 CHO + HO+O2 CH3C(O)O2 (过氧酰基)+H2OCH3 CHO + h +2O2 CH3O2 + HO2 + COHO2 + NO NO2 + HOCH3O2 + NO + O2 NO2 + HCHO + HO2 CH3C(O)O2 + NO +O2 NO2+ CH3O2 + CO2终止反应：HO + NO2 HNO3 CH3C(O)O2 + NO2 CH3C(O)O2 NO2 CH3C(O)O2 NO2 CH3C(O)O2(过氧酰基) + NO2 3、 为什么排放到大气中的CFCs能破坏臭氧层，写出有关化学反应式并说明臭氧层破坏的原因和机理。答：有关的化学反应式： R-Cl R+ Cl ClO3 ClO O2 ClOO3 Cl 2O2总反应： O3 + O 2O2 原因：臭氧层的生成和耗损过程同时存在，正常情况下它们处于动态平衡，因而臭氧的浓度保持恒定。然而，由于现代技术的发展，人们的活动范围已经进入平流层，如超音速飞机的出现，它向平流层中排放出水蒸气、氮氧化物等污染物。致冷剂、喷雾剂的惰性物质的广泛应用，会使这些物质长期停留在对流层中。这些水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等污染物进入平流层能加速臭氧层的耗损过程，起到催化O3耗损的作用，破坏臭氧层。机理：Y + O3 YO + O2 Y物质有NOx(NO、NO2)、HOx(H、HO、HO2)、ClOx(Cl、ClO) YO + O Y + O2总反应： O3 + O 2 O2 4、试述酸雨的主要成分、形成机理及危害，写出有关化学反应式；并阐述重庆地区酸雨频率高，而北京地区酸雨频率低的原因。酸雨的化学组成：SO2, NOx作为起始物氧化形成硫酸、硝酸。重要的离子：阴离子： SO42-、NO3-、 Cl- 阳离子：NH4+、Ca2+、H+成因：云内清除或雨除：在云内，云滴相互碰并或与气溶胶粒子碰并，同时吸收大气气体污染物，在云内部发生化学反应。 云下清除或冲刷：在雨滴下落过程中，雨滴冲刷着所经过空气中的气体和气溶胶，雨滴内部也会发生化学反应。SO2和NOx在气相中氧化成H2SO4和HNO3，或以气溶胶或气体的形式溶入液相后，在液相中被氧化成SO42-和NO3-SO2 +O SO3SO3 +H2O H2SO4SO2 +H2O H2SO3 HSO3 + O H2SO4NO +O NO22NO2 + H2O HNO3 + HNO2 O：各种氧化剂，如O3、HO2、OH、H2O2等酸雨的危害:对水生生态系统的危害；对陆生生态系统的危害；对建筑物和材料的危害；对人体健康的危害。阐述重庆地区酸雨频率高，而北京地区酸雨频率低的原因: (1)大气中的氨对酸雨的形成非常重要。土壤中的NH3挥发量随着土壤的pH值的上升而增大。我国北京地区土壤pH值为78以上，而重庆地区一般为56，这是大气中NH3含量北高南低的重要原因之一。(2)土壤偏酸性的地方，风沙扬尘的缓冲能力低。5、试述大气中CO2等气体浓度上升，引起温室效应的原因。答：矿物燃料的燃烧是大气中CO2的主要来源。由于人们对能源利用量的逐年增加，因而使大气中CO2的浓度逐年增高。另一方面，由于人类大量砍伐森林。毁坏草原，使地球表面的植被日趋减少，以致降低了植物对CO2的吸收作用。CO2起着单向过滤器的作用。大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中而不能正常地向外空间辐射，使大气温度升高。6、试比较伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。答：伦敦型烟雾：主要是由于燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸颗粒以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。 洛杉矶烟雾：是含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物（O3、PAN、H2O2等），这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。区别：洛杉矶烟雾为氧化烟雾，烟雾呈蓝色，多发生在夏秋季、气温较高、湿度较低和日光较强的气象条件下。伦敦型烟雾为还原烟雾，烟雾呈黄色，多发生在冬季、气温较低、湿度较高和日光较弱的气象条件下。7、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。答：举例祥见环境化学第10页汞在各圈层的迁移转化过程。8 简述一次气溶胶、二次气溶胶，其化学组分分别为何答：有天然和人类活动直接排放的物质所形成的气溶胶为一次气溶胶，化学组分金属元素和颗粒态有机碳；经过化学转化形成的气溶胶为二次气溶胶，其化学组成为硫酸盐、硝酸盐和有机物等9简述大气污染物组成的不同分类、源与汇机制？大气污染物组成分类：按物理状态分： 气态污染物和大气颗粒物按形成过程分：一次污染物和二次污染物按化学类型分：含硫化合物、含氮化合物、一氧化碳与二氧化碳、碳氢化合物和碳氢氧化合物、光化学氧化剂、含卤素化合物、颗粒物、放射性物