环境化学期末考试复习资料

第 1 页 共 21 页 环境化学期末考试复习资料 一 名词解释 1 环境问题 环境问题 人类各种活动人类各种活动或自然因素自然因素作用于环境而使环境质量发生变化 由此对人类的人类的 生产 生活 生存与持续发展生产 生活 生存与持续发展造成不利影响的问题称为环境问题 2 环境污染 环境污染 由于人为因素人为因素使环境的构成或状态发生变化 环境素质下降 从而扰乱和破扰乱和破 坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件 叫做环境污染 3 富营养化 富营养化 是指在人类活动的影响下 生物所需的氮 磷等营养物质大量进入湖泊 河 口 海湾等缓流水体 引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖 水体溶解氧量下降 水质恶化 鱼类及其它生物大量死亡的现象 4 分配系数 分配系数 非离子性有机化合物可以通过溶解作用分配到土壤有机质中 并经过一段时 间达到分配平衡 此时有机化合物在土壤有机质和水中的含量的比值称为分配系数 5 标化分配系数 标化分配系数 达分配平衡后 有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度之比称为标化分 配系数 6 辛醇 辛醇 水分配系数水分配系数 达分配平衡时 有机物在辛醇中的浓度和在水中的浓度之比称为有 机物的辛醇 水分配系数 7 生物浓缩因子 生物浓缩因子 有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比 8 亨利定律常数 亨利定律常数 化学物质在气 液相达平衡时 该化学物质在在水中的平衡浓度和其 水面大气中的平衡分压之比 9 水解常数 水解常数 有机物在水中水解速率与其在水中浓度之比称为水解常数 10 直接光解 直接光解 有机化合物本身直接吸收太阳光而进行分解反应 11 敏化光解 敏化光解 腐殖质等天然物质被光激发后 将激发的能量转移给有机化合物而导致分 解反应 12 光量子产率 光量子产率 进行光化学反应的光子占吸收总光子数之比称为光量子产率 13 生长代谢 生长代谢 微生物可用有机化合物 有机污染物 作唯一碳源和能源从而使该化合物降 解的代谢 14 共代谢 共代谢 某些有机污染物不能作为微生物的唯一用碳源和能源 须有另外的化合物提 供微生物的碳源和能源 该化合物才能降解 15 生物富集 生物富集 Bio enrichment 指生物通过非吞食方式 吸收 吸附等 从周围环境 水 土壤 大气 中蓄积某种元素或难降解的物质 使其在机体内的浓度超过周围环境 中浓度的现象 16 生物放大 生物放大 Bio magnification 同一食物链上的高营养级生物 通过吞食低营养级生物 富集某种元素或难降解物质 使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象 17 生物积累 生物积累 Bio accumulation 指生物从周围环境 水 土壤 大气 和食物链蓄积 第 2 页 共 21 页 某种元素或难降解物质 使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象 18 半数有效剂量 半数有效剂量 ED50 和半数有效浓度 和半数有效浓度 EC50 毒物引起一群受试生物的半数产生 同一毒作用所需的毒物剂量和毒物浓度 19 阈剂量 阈剂量 是指长期暴露在毒物下 引起机体受损害的最低剂量 20 最高允许剂量 最高允许剂量 是指长期暴露在毒物下 不引起引起机体受损害的最高剂量 15 基因突变 基因突变 指 DNA 中碱基对的排列顺序发生改变 包括碱基对的转换 颠换 插入 和缺失四种类型 16 遗传致癌物 遗传致癌物 1 直接致癌物 直接与 DNA 反应引起 DNA 基因突变的致癌物 如双 氯甲醚 2 间接致癌物 前致癌物 不能直接与 DNA 反应 需要机体代谢活化转变后才能 与 DNA 反应导致遗传密码改变 如二甲基亚硝胺 苯并 a 芘等 17 半数有效剂量 半数有效剂量 ED50 和 EC50 分别是毒物引起一群受试生物的半数产生同一毒作用所 需的毒物剂量和毒物浓度 18 阈剂量 阈剂量 是指长期暴露在毒物下 引起机体受损害的最低剂量 19 汞的甲基化 汞的甲基化 在好氧或厌氧条件下 某些微生物将二价无机汞盐转变为一甲基汞和二 甲基汞的过程称汞的甲基化 20 促癌物 促癌物 可使已经癌变细胞不断增殖而形成瘤块的物质 如巴豆油中的巴豆醇二酯 雌性激素乙烯雌酚 免疫抑制剂硝基咪唑硫嘌呤等 21 助致癌物 助致癌物 可加速细胞癌变和已癌变细胞增殖成瘤块的物质 如二氧化硫 乙醇 儿 茶酚 十二烷等 促癌物巴豆醇二酯同时也是助致癌物 22 POPs Persistent organic pollutants 持久性有机污染物 是一类具有环境持久性 是一类具有环境持久性 生物累积性 长距离迁移能力和高生物毒性的特殊污染物生物累积性 长距离迁移能力和高生物毒性的特殊污染物 23 PTS Persistent Toxic Substances 持久性毒害污染物 是指一类具有很强的毒性 在环境中难降解 可远距离传输 并随食物链在动物和人体中累积 放大 具有内分泌干 扰特性的污染物 包括 POPs 和某些重金属污染物 24 PP priority pollutants 优先污染物 是指毒性强 难降解 残留时间长 在环境毒性强 难降解 残留时间长 在环境 中分布广的污染物优先进行控制 中分布广的污染物优先进行控制 25 PCBs 多氯联苯 26 PCDDs PCDFs 二恶英和呋喃类 PCDD 多氯代二苯并二恶英 PCDF 多氯代二苯并呋喃 TCDD 2 3 7 8 四氯二苯并二恶英 是目前已知的有机物中毒性最强的物质 第 3 页 共 21 页 27 EDCs Endocrine disrupting compounds 环境内分泌干扰物 对天然激素的合成 对天然激素的合成 分泌 传输 结合和清除功能起干扰作用的外源物质 分泌 传输 结合和清除功能起干扰作用的外源物质 28 PAEs Phthalate Esters 邻苯二甲酸酯 29 PBDEs Polybrominated Diphenyl Ethers 多溴代联苯醚 30 CFCs 氟氯烃类 氟氯烃类 31 PAH 多环芳烃 是指两个以上苯环连在一起的化合物 32 PAN 过氧乙酰基硝酸酯 33 TSP total suspended particulates 总悬浮颗粒物 34 SPM suspended particulate matters 飘尘 35 IP inhalable particles 可吸入粒子 36 POM Particulate organic matter 有机颗粒物 37 BaP 苯并 a 芘 二 填空题 1 常见持久性有机污染物 常见持久性有机污染物 艾氏剂 Aldrin 狄氏剂 Dieldrin 异狄氏剂 Endrin 滴滴涕 DDT 氯丹 Chlordane 毒杀芬 Toxaphene 六氯苯 Hexachlobenzene 灭 蚁灵 Mirex 七氯 Heptachlor 多氯联苯 PCBs 二恶英和呋喃类 PCDDs PCDFs 2 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 3 环境化学研究的对象是 环境污染物 4 环境中污染物的迁移主要有 机械 物理 化学 和 生物迁移 三种方式 5 人为污染源可分为 工业 农业 交通 和 生活 6 如按环境变化的性质划分 环境效应可分为 环境物理 环境化学 环境生物 三 种 7 属于环境化学效应的是 C A 热岛效应 B 温室效应 C 土壤的盐碱化 D 噪声 8 五十年代日本出现的痛痛病是由 A 污染水体后引起的 A Cd B Hg C Pb D As 9 五十年代日本出现的水俣病是由 B 污染水体后引起的 A Cd B Hg C Pb D As 10 对颗粒物性质最为关注的是其粒径粒径 其次是它携带的化学物质 携带的化学物质 11 写出下列物质的光离解反应方程式 1 NO2 h NO O 2 HNO2 h HO NO 或 HNO2 h H NO2 3 HNO3 h HO NO2 第 4 页 共 21 页 4 H2CO h H HCO 或 H2CO h H2 CO 5 CH3X h CH3 X 12 大气中的 NO2可以转化成 HNO2 NO3和 HNO3 等物质 13 碳氢化合物是大气中的重要污染物 是形成 光化学 烟雾的主要参与者 14 乙烯在大气中与 O3的反应机理如下 CH2 O3 CH2 O3 CH2 CH2 H2CO H2COO 15 大气颗粒物的去除与颗粒物的 粒度 化学组成 和 性质 有关 去除方式有 干沉降 和 湿沉降 两种 16 制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是 CFmCln hv CFmCln 1 Cl Cl O3 O2 ClO ClO O O2 Cl 17 当今世界上最引人瞩目的几个环境问题中的 温室效应 臭氧层破坏 光化学烟雾 等是由大气污染所引起的 18 大气颗粒物的三模态为 爱根核模 积聚模 粗粒子模 19 大气中最重要的自由基为 HO 20 能引起温室效应的气体主要有 CO2 CH4 N2O 氯氟烃 等 21 CFC 11 和 Halon1211 的分子式分别为 CFCl3 和 CF2ClBr 22 大气的扩散能力主要受 风 和 湍流 的影响 23 大气颗粒物按粒径大小可分为 总悬浮颗粒物 飘尘 降尘 可吸入颗粒物 24 根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层 平流层 中间层 热层和逸散层 25 伦敦烟雾事件是由 SO2 颗粒物 硫酸盐颗粒物等污染物所造成的大气污染现象 26 大气中 CH4主要来自 有机物的厌氧发酵 动物呼吸作用 原油及天然气的泄漏 的 排放 27 降水中主要阴离子有 SO42 NO3 Cl HCO3 28 由于通常化学键的键能大于 167 4Kj mol 所以波长大于 700nm 的光往往不能引起化 学离解 第 5 页 共 21 页 29 我国酸雨中关键性离子组分是 SO42 Ca2 NH4 30 大气中 HO 自由基的来源有 A C D 的光离解 A O3 B HCHO C H2O2 D HNO2 31 烷烃与大气中的 HO 自由基发生氢原子摘除反应 生成 B C A RO B R 自由基自由基 C H2O D HO2 32 酸雨是指 pH C 的雨 雪或其它形式的降水 A 6 0 B 7 0 C 5 6 D 10 B 15 D 8 0mg L B 0 D 4 0 mg L 68 对于转移 2 个电子的氧化还原反应 已知其 pEo 13 5 则其平衡常数 K B A 13 5 B 27 0 C 6 75 D 54 0 69 重金属在土壤 植物体系中的迁移过程与 重金属 的种类 价态 存在形态及土壤和 植物 的种类 特性有关 70 Cr VI 与 Cr 比较 Cr VI 的迁移能力强 Cr VI 的毒性和危害大 71 土壤处于淹水还原状态时 砷对植物的危害程度大 72 土壤淹水条件下 镉的迁移能力 降低 73 农药在土壤中的迁移主要通过 扩散 和 质体流动 两个过程进行 74 土壤中农药的扩散可以 气态 和 非气态 两种形式进行 75 土壤有机质含量增加 农药在土壤中的渗透深度减小 76 水溶性低的农药 吸附力 强 其质体流动距离 短 77 重金属污染土壤的特点 不被土壤微生物降解 可在土壤中不断积累 可以为生物所 富集 一旦进入土壤就很难予以彻底的清除 78 腐殖质对重金属的吸附和配合作用同时存在 当金属离子浓度高时吸附 作用为主 重 金属存在于土壤表层 当金属离子浓度低时 配合 作用为主 重金属可能渗入地下 79 土壤有机质的来源有 A B C A 树脂树脂 B 腐殖酸腐殖酸 C 腐黑物腐黑物 D 矿物质 80 下列 A 土壤缓冲能力最大 A 腐殖质土腐殖质土 B 砂土 C 粘土 D 壤土 81 影响土壤氧化还原状况的主要因素有 A B C A 土壤通气状况土壤通气状况 B 土壤有机质状况土壤有机质状况 C 土壤无机物状况土壤无机物状况 D 土壤的吸附状况 82 DDT 属于持久性农药 在土壤中的移动速度和分解速度都很慢 土壤中 DDT 的降解 主要靠 C 作用进行 第 8 页 共 21 页 A 光化学 B 化学 C 微生物微生物 D 光化学和微生物 83 土壤中重点关注的重金属有 A B C D E A As B Cd C Cr D Hg E Pb 84 苯并芘 a 的致癌机理主要是形成相应的 芳基正碳离子 与 DNA 碱基 中的氮或 氧 结合 使之芳基化 导致 DNA 基因突变 85 生物富集是指生物通过 非吞食 方式 从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质 使 其在 机体内的浓度 超过周围环境中浓度的现象 86 在好氧或厌氧条件下 某些微生物将二价无机汞盐转变为一甲基汞和二甲基汞的过程 称汞的甲基化 87 微生物参与汞形态转化的主要方式为 汞的甲基化作用 和 将汞的化合物还原为金属 汞 的还原作用 88 目前已知的有机毒物中毒性最强的化合物是 2 3 7 8 四氯二苯并二恶英 TCDD 89 毒物的联合作用分为 协同作用 相加作用 独立作用 拮抗作用四类 90 汞的毒性大小顺序为 B A 有机汞 无机汞 金属汞 B 无机汞无机汞 金属汞金属汞 有机汞有机汞 C 金属汞 有机汞 无机汞 91 砷的毒性很强 一般地 A As3 As5 一甲基胂 二甲基胂 B As5 一甲基胂 二甲基胂 As3 C 一甲基胂一甲基胂 二甲基胂二甲基胂 As3 As5 D 二甲基胂 As3 As5 一甲基胂 92 LD50表示的是 C A 半数有效剂量 B 半数有效浓度 C 半数致死剂量 D 半数致死浓度 93 两种毒物死亡率分别是 M1和 M2 其联合作用的死亡率 M H3AsO3 H3AsO4 许多微生物都可 使亚砷酸盐氧化 成砷酸盐 而 甲烷菌 脱硫弧 菌 微球菌等都 还可以使砷酸盐 还原成亚砷酸盐 HpEpElog 0 pHpE 第 16 页 共 21 页 镉 Cd 在土壤表层 0 15 cm 处积累 主要 Cd2CO3 Cd3 PO4 2 和 Cd OH 2的形式 存在 在 pH 7 的 土壤中分为可给态 代换态和难溶态 大多数土壤对镉的吸附率 为 80 95 不同土壤吸附 顺序 腐殖质土 重壤质 土 土壤质土 砂质冲积 土 植物吸收 根 叶 枝 花 果 籽粒 镉进入人体 在骨骼 中沉积 使骨骼变形 骨痛症 微生物特别是某 些特定的菌种对 镉有较好的耐受 性 汞 Hg 由于土壤的黏土矿物 和有机质对汞的强烈 吸附作用 汞进入土 壤后 95 以上能被 土壤迅速吸附或固定 因此汞容易在表层积 累 汞化合物在土壤中先转化 为金属汞或甲基汞后才被 植物吸收 植物吸收和积 累汞与汞的形态有关 挥 发性高 溶解度大的汞化 合物容易被植物吸收 汞 在植物各部分的分布 根 茎 叶 种子 生成的甲基汞具有亲 脂性 能在生物体内 积累富集 其毒性比 无机汞大 100 倍 其 中甲基 乙基 丙基 汞是水俣病的致病性 物质 汞的甲基化 在 有氧或好氧条件 下 微生物使无 机汞盐转变为甲 基汞 21 说明土壤中重点关注的重金属 说明土壤中重点关注的重金属 As Cd Hg 在土壤的主要迁移方式 在土壤的主要迁移方式 重金属迁移方式 As植物吸收 微生物转化 Cd土壤中胶体吸附 在土壤表层 0 15 cm 处积累 植物吸收 微生物转化 Hg壤的黏土矿物和有机质对汞的强烈吸附作用 在土壤表层积累 植物吸收 微 生物甲基化 Cu被表层土壤的黏土矿物吸附 同时 表层的有机质与铜结合形成螯合物 使铜 离子不易向下层移动 主要在表层积累 并沿土壤的纵深垂直分布递减 Pb主要以 Pb OH 2 PbCO3和 PbSO4固体形式存在 土壤溶液中可溶性铅含量很 低 22 农药在土壤中的迁移转化 农药在土壤中的迁移转化 农药迁移转化 DDTDDT 在土壤中挥发性不大 由于其易被土壤胶体吸附 故它在土壤 中移动也不明显 但是 DDT 可通过植物根际渗入植物体内 它在叶 片中积累量最大 在果实中较少 土壤中的 DDT 的降解主要靠微生物作用和生物降解 在土壤缺氧 第 17 页 共 21 页 灌溉后 和温度较高时 DDT 的降解速度较快 南方土壤中 DDT 的降解速度较快 而北方土壤中降解较慢 DDT 的生物降解主要按 还原 氧化 脱氯化氢等机理进行 DDT 的另一降解途径是光解 有机 氯农 药 林丹林丹易溶于水 可从土壤和空气中进入水体 但是 由于其挥发性强 亦可随水蒸发 进入大气 从而在水 土壤中积累较少 此外 林丹 能在土壤生物 如蚯蚓 体内积累 植物能从土壤中吸收积累相当量的 六六六 且不同植物积累量不同 有机磷农药 1 非生物降解过程 吸附催化水解 光解 2 生物降解 化学农药对土壤微生物有抑制作用 同时 土壤微 生物也会利用有机农药为能源 在体内酶或分泌酶的作用下 使农药 发生降解作用 彻底分解为 CO2和 H2O 23 好氧有机污染物的微生物降解 好氧有机污染物的微生物降解 1 糖类的微生物降解 糖类通式为 Cx H2O y 分为单糖 二糖和多糖 多糖水解成单糖 多糖在胞外水解酶催化下水解成二糖和单糖 才能摄入胞内 二糖在胞内水解酶催化 作用下变为单糖 单糖酵解成丙酮酸 细胞内单糖不论在有氧氧化或在无氧氧化条件下 都可经过相应的一系列酶促反应形 成丙酮酸 此过程称为单糖酵解 葡萄糖酵解的总反应式 C6H12O6 2NAD 2CH3COCOOH 2NADH 2H 丙酮酸的转化 在有氧的条件下 三羧酸循环 P322 总反应为 CH3COCOOH 5 2O2 3CO2 2H2O 三羧酸循环 三羧酸循环 第 18 页 共 21 页 无氧条件下丙酮酸的转化 丙酮酸往往以其本身作受氢体被还原为乳酸 或以其转化的中间产物作受氢体 发生不 完全氧化生成低级的有机酸 醇及二氧化碳等 CH3COCOOH 2 H CH3CH OH COOH CH3COCOOH CO2 CH3CHO CH3CHO 2 H CH3CH2OH CH3COCOOH 2 H CO2 CH3CH2OH 2 脂肪的微生物降解 脂肪水解成脂肪酸和甘油 甘油的转化 有氧和无氧条件下 经一系列酶促反应转变成丙酮酸 在有氧条件下 丙 酮酸转化为二氧化碳和水 无氧条件下 转变为简单有机酸 醇和二氧化碳 脂肪的转化 在有氧氧化条件下 经过酶促 氧化途径 图 5 8 变成脂酰辅酶 A 和乙酰辅酶 A 然后进入 TCA 循环 最后完全氧化成二氧化碳和水 第 19 页 共 21 页 CH3 CH2 16COOH 26O2 18CO2 18H2O 在无氧氧化条件下 脂肪酸通过酶促反应 往往以其转化的中间产物作受氢体而被不完 全氧化 形成低级的有机酸 醇和二氧化碳等 3 蛋白质的微生物降解 蛋白质水解成氨基酸 蛋白质由胞外水解酶催化水解 经多肽至二肽或氨基酸而被微生 物摄入细胞内 二肽在细胞内可继续水解形成氨基酸 氨基酸脱氨脱羧成脂肪酸 氨基酸在细胞内的转化由于不同酶的作用而有多种途径 其 中以脱氨脱羧形成脂肪酸为主 脂肪酸继续转化 4 甲烷发酵 1 持久性有机污染物 持久性有机污染物 POPs 的重要特性是什么 的重要特性是什么 答答 1 能在环境中持久存在 2 能蓄积在食物链中对较高营养等级的生物造成影响 3 能够经过长距离迁移到达偏远的极地地区 4 在相应环境浓度下会对接触该物质 的生物造成有害或有害效应 2 简述多氯联苯 简述多氯联苯 PCBs 在环境中的主要分布 迁移与转化规律 在环境中的主要分布 迁移与转化规律 答 答 分布 多氯联苯在大气和水中含量极少 因其易被沉积物所吸附 所以在废水流入 河口附近的沉积物中 含量较高 第 20 页 共 21 页 迁移 水生植物通常可从水中快速吸收 PCBs 并发生富集 通过食物链的传递 可到 达水生生物和人体 PCBs 在使用和处理过程中 主要通过挥发进入大气 然后经干湿沉降 转入湖泊 海洋 转入水体后被沉积物吸附 因此沉积物中的多氯联苯仍是今后若干年内 食物链污染的主要来源 转化 PCBs 属于环境中的持久性污染物 其在环境中的转化途径主要是光化学分解和 生物降解 3 简述多环芳烃 简述多环芳烃 PAH 的污染来源及在环境中的迁移与转化 的污染来源及在环