环境化学考试复习题

1、一. 填空1. 若一个物质在光吸收过程中有部分进行光化学反应，又有部分进行光物理过程，则其所有初级过程的量子产率之和必定等于1，即i=1.0。2. NO2与HO自由基的反应是大气中气态HNO3的主要来源，对于形成酸雨和酸雾有重要作用，这反应主要发生在白天。3. 大气中含有CH和NOx化合物是产生光化学烟雾的必要条件.土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物，它们对污染物在土壤中的迁移、转化有重要作用。土壤胶体以其巨大的比表面积和带电性，而使土壤具有吸附性。4. 土壤胶体微粒具有双电层，微粒的内部一般带负电荷，形成一个负离子层，其外部由于电性吸引，而形成一个正离子层，合称为双电层。5. 土壤

2、是由岩石风化和母质的成土两种过程综合作用下形成的产物。其本质属性是具有肥力，由固、液、气三相组成。6.土壤胶体吸附的阳离子，可与土壤溶液中的阳离子以离子价为依据进行等价交换，各种阳离子交换能力的强弱，主要依赖于电荷数、离子半径及水化程度等因素；7. 重金属影响土壤胶体的吸附位，从而影响K在土壤中的吸附、解吸和形态的分布，和植物K素的有效性，使K的吸附量降低，水溶性K增加。8. 一般情况下，天然水体中离子总量与区域干旱指数成正比，而与降水量成反比；水渗滤土壤后O2的含量降低，CO2的含量升高，有机质含量增高；二. 概念1.PCBs：多氯联苯化合物的简称，是由联苯氯化而成。氯原子在联苯的不同位置取

3、代1-10个氢原子，可以合成210种化合物，通常获得的为混合物。化学稳定性和热稳定性较好，极难溶于水，不易分解，但易溶于有机溶剂和脂肪，具有高的辛醇-水分配系数；2.同晶取代: 当硅酸盐粘土矿物形成时，晶格内的组成离子，常被另一种大小相近、电荷符号相同的离子所取代（Al3+Fe3+,Si4+,Mg2+），取代后的晶体构造并未改变。3.土壤潜性酸度:是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+的反映。4.EC50: 半数有效浓度，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浓度。5.剂量-效应关系6.生物修复: 利用生物将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现场去除或降解的工程技术系。包括微

4、生物修复和植物修复等7.放射化学的一些基本单位（贝克Bq，同位素、放射性核素、及放射性核素，半衰期T1/2）？贝克Bq：放射性活度的法定单位。1Bq等于放射性核素在1秒钟发生一次衰变。同位素：具有相同原子系数但质量数不同的核素。放射性核素：具有自发地放出带电或不带电粒子性质的核素。放射性衰变：放射性核素自发地改变核结构形成另一种核素，并伴有带电或不带电粒子放出的过程。半衰期T1/2）：放射性物质在放射性衰变时,其质量或原子数目消失了一半所需的时间。三. 论述环境化学发展及基本内容1.环境化学基本概念、发展动向、研究内容及热点问题环境化学是一门研究潜在有害化学物质在环境介质中的存在、行为、效应以

5、及减少或消除其产生的科学。它是环境科学的核心组成部分，也是化学学科的重要分支。环境化学的研究内容 有害物质在环境中存在的浓度水平和形态 ；潜在有害物质的来源，它们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为 ；有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性 ；有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径环境化学的发展方向 对于环境化学的研究，随着环境问题的日益严峻和人们认识的提高，在各个领域深入发展，出现新的趋势。目前，国际上较为注重元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的地球生物化学循环及其相互耦合研究；重视化学品安全评价；重视臭氧层破坏、气候变暖等全球性问题。最近，美国环境化

6、学家提出了为21世纪环境而设计的响亮口号，号召支持开展以创造无污染生产过程为目的的环境良性化学。 1.大气中有那些重要的吸光物质？其吸光特征是什么？大气中主要有N2、O2、O3、NO2、SO2、HONO、HCHO、过氧化物等吸光物质N2的吸收波长120 nm 其光解一般仅限于平流层臭氧层以上。O2的吸收波长 240 nm 。O3在可见和紫外范围内均能吸光而发生光解。NO2的吸收波长420nm。SO2在240 330nm区域有强吸收：SO2+hv 1SO2，在340400nm处有一弱吸收：SO2+hv 3SO2HONO它可以强烈吸收300400 nm 范围的光谱，并发生光解 HONO + hv

7、HO+NOHCHO也是对流层大气中的重要光吸收物，它能吸收290 320 nm波长范围内的光，并进行光解： HCHO + hv HCO + H 370nm HCHO + hv CO+H2 Al3+H+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+。土壤的可交换性阳离子有两类：一类是致酸离子，包括H+和Al3+；另一类是盐基离子，包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子，且已达到吸附饱和时的土壤，称为盐基饱和土壤。当土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子，则这种土壤为盐基不饱和土壤。在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为

8、土壤盐基饱和度=交换性盐基总量/阳离子交换总量。2 ）土壤胶体的阴离子交换吸附土壤中阴离子交换吸附是指带正电荷的胶体所吸附的阴离子与溶液中阴离子的交换作用。阴离子的交换吸附比较复杂，它可与胶体微粒(如酸性条件下带正电荷的含水氧化铁、铝)或溶液中阳离子(Ca2+、Al3+、Fe3+)形成难溶性沉淀而被强烈地吸附。如PO43-、HPO42-与Ca2+，Fe3+、Al3+可形成CaHPO42H2O、Ca3(PO4)2、FePO4、AlPO4难溶性沉淀。由于Cl-、NO3-、NO2-等离子不能形成难溶盐，故它们不被或很少被土壤吸附。各种阴离子被土壤胶体吸附的顺序如下：F-草酸根柠檬酸根 PO43-As

9、O43-硅酸根HCO3-CH3COO- SO42- Cl- NO3-。6.生物修复的理论基础？特点、影响因素有哪些？生物学修复技术(Biological Remediation)生物修复主要是利用生物将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现场去除或降解的工程技术系统称为生物修复。特点与物理、化学处理技术相比，采用生物修复技术投资费用低，对环境影响小，适用于在其他技术难以应用的场地，而且能同时处理受污染的土壤和地下水，具有广阔的应用前景。修复原理大多数环境中都存在着天然微生物降解净化有毒有害有机污染物的过程，只是由于环境条件的限制，使生物自然净化的速度很慢，因此需要采用各种方法来强化这一过程

10、，例如提供氧气，添加氮、磷营养，如接种经驯化培养的高效微生物等，以便能够迅速去除污染物，这是基本原理。包括微生物修复和植物修复等。影响微生物修复的因素 1.营养盐：土壤和地下水中，N、P都是限制微生物生物活性的重要因素，为了使污染物达到完全降解，应适当添加营养物，对有机污染物而言，其最佳C：N：P比值应该在100：10：1；2. 受体：土壤中污染物氧化分解的最终电子受体的种类和浓度影响污染物生物降解的速度和程度，主要包括3类：溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根（硝酸、硫酸根）；3. 共代谢基质：微生物的共代谢对一些难降解的污染物起到非常重要的作用，如洋葱假单胞菌以甲苯作为生长基质时，对三氯

11、乙烯会产生降解作用；4. 污染现场和土壤的特性：如土壤空隙大小、空隙连续度，气水比，温度等；污染物的物理化学性质：如淋失与吸附、挥发、生物降解和化学反应等，水溶解性质等；污染土壤修复技术7.土壤胶体可变电荷的来源有哪些？永久电荷：同晶置换产生；可变电荷：随介质的PH而改变；1）粘粒矿物晶面上OH基中H+的解离； 2）腐殖质上某些官能团的解离； 3）含水氧化铁和水铝石表面分子中OH的解离； 4）含水氧化硅（SiO2.H2O;H2SiO3）的解离8.土壤的缓冲作用有哪几种？作用原理（反应式）？土壤缓冲性能是指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定，为植物生长和土壤生物

12、的活动创造比较稳定的生活环境，所以土壤的缓冲性能是土壤的重要性质之一。土壤溶液的缓冲作用：土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类，构成一个良好的缓冲体系，对酸碱具有缓冲作用。碳酸及其钠盐。当加入盐酸时，碳酸钠与它作用，生成中性盐和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。Na2CO3+2HCL=2NaCL+ H2CO3土壤酸碱性当加大Ca(OH)2时，碳酸与它作用，生成溶解度较小的碳酸钙，限制了土壤碱度。H2CO3+Ca(OH)2= CaCO3+ 2H2O土壤中的某些有机酸(如氨基酸、胡敏酸等)是两性物质，具有缓冲作用，如氨基酸含氨基和羧基可分别中和酸和碱，从而对酸和碱都具有缓

13、冲能力。R-CH(NH2)(COOH)+HCL= R-CH(NH3CL)(COOH)R-CH(NH2)(COOH)+NaOH= R-CH(NH2)(COONa)+ H2O土壤胶体的缓冲作用 土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。对酸的缓冲作用(以M代表盐基离子)土壤胶体-M+ HCL=土壤胶体-H+ MCL对碱的缓冲作用土壤胶体-H+ MOH=土壤胶体-M+ H2O土壤胶体的数量和盐基代换量越大，土壤的缓冲性能就越强。因此，砂土掺粘土及施用各种有机肥料，都是提高土壤缓冲性能的有效措施。在代换量相等的条件下，盐基饱和度愈高，土壤对酸的缓冲能力愈大；反之，盐基饱和

14、度愈低，土壤对碱的缓冲能力愈大。 铝离子对碱的缓冲作用：在pH5.5，铝离子开始形成Al(OH)3沉淀，失去缓冲能力。一般土壤缓冲能力的大小顺序是:腐殖质土粘土壤土砂土9.影响污染物在土壤-植物体系中的迁移转化的因素有哪些？(重金属、有机物)；重金属：土壤的理化性质：pH值、土壤质地；土壤氧化还原电位、有机质含量；CEC（阳离子交换容量）等。重金属的种类、浓度、在土壤中的存在形态 植物种类、生育期：植物种类不同，其对重金属的富集规律不同；农作物生长发育期不同，其对重金属的富集量也不同 复合污染：在复合污染状况下，影响重金属迁移转化的因素涉及到污染物因素（包括污染物的种类、性质、浓度、比例和时序

15、性）、环境因素（包括光、温度、pH、氧化还原条件等）和生物种类、发育阶段及所选择指标等。 施肥:可以改变土壤的理化性质和重金属的存在形态，并因此而影响重金属的迁移转化。影响土壤中农药(有机物)植物吸收的因素: 植物主要通过扩散、质体流动和吸附分配来完成对农药的吸收、转运。影响农药在土壤中扩散的因素a.土壤湿度（水分含量）水含量在420%，以气态扩散占50%以上；超过30%时，主要以非气态形式扩散。b.胶体的吸附；c. 土壤质地；d. 土壤温度；e. 气流速度；f.农药种类；吸附、分配 以非离子型有机农药为例，其主要由分配作用决定，特点包括：a.吸附等温线呈线性 b.不存在竞争吸附 c.其分配系

16、数（能力）随溶解度变化发生规律性变化。d.土壤湿度显著影响农药的分配过程。10.EC50、剂量-效应关系在生态毒理学研究中的意义？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浓度。11.多种化学物质作用于生物机体所产生的联合毒作用分为几种类型？对各个类型进行解释？课件上的：（元素的联合作用分为协同、竞争、加和、屏蔽和独立等作用）书本上的：毒物联合作用通常分为四类：协同作用、相加作用、独立作用和拮抗作用协同作用指联合作用的毒性，大于其中各个毒物单独作用毒性的总和。也就是说，其中某一毒物成分能促进机体对其他毒物成分的吸收加强、降解受阻、排泄迟缓、蓄积增多或产生高毒代

17、谢物等，使混合物毒性增加。相加作用指联合作用的毒性，等于其中各毒物成分单独作用毒性的总和，即其中各毒物成分之间可按比例取代另一毒物成分，而混合毒性均无改变。独立作用指各毒物对机体的入侵途径、作用部位、作用机理等均不相同，因而在其联合作用中各毒物生物学效应彼此无关、互不影响。即独立作用的毒性低于相加作用，但高于其中单项毒物的毒性。拮抗作用指联合作用的毒性，小于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。就是说，其中某一毒物成分能促进机体对其他毒物成分的降解加速、排泄加快、吸收减少或产生低毒代谢物等，使混合毒性降低。水环境化学部分1.天然水的溶质成分基本组成及其影响因素？在大部分情况下可分为五类：1、主要离

18、子：Cl-,SO4-、HCO3-,CO3-,Na+,K+、Mg2+和Ca2+。这8种离子的总量占水中溶解固体量(TDS)的95%以上； 2、可溶性气体：O2,CO2,H2S等； 3、生物成因元素：氮、磷的化合物； 4、微量成分：指含量小于10 mg/L的物质，如I,Br,Cu,Co,Ni,F,Fe,Ra等 ；5、有机物：一般指腐殖质，特别是其中的富啡酸。3.水具有那些特异性？这些特异性具有哪些生态意义？水的物理化学性质在很多方面不符合常有规律而显示出特异性1. 具有较高的溶点和沸点. 如果按照O在主族中的位置推测，水呈现液态的温度应是-100 -80摄氏度，换句话说，在目前的地球温度下水应该呈

19、现气态。而事实上水为液态，因此在自然生态环境中具有不可估量的作用。例如保证了饮用、水生生物的生存、生命的进化等。2. 体积随温度变化情况异常。水的体积改变不遵循“热胀冷缩”的普遍规律。热容量最大。在所有液体和固体中，水具有最大的热容量。沸点高。能够有效地调节温度的剧烈变化。3. 溶解和反应能力强。常被称为通用溶剂。水具有极强的溶解能力，能够不同程度地溶解大量物质，当然包括污染物。4. 具有很大的表面张力。水的表面张力仅仅次于水银。5. 水提供了有机物和生命物质中H的来源。一些有机化合物都是以碳、氢、氧、氮等元素为基础形成的。这些元素的主要来源物质就是CO2和H2O。4.简述天然水中的主要离子组

20、成以及这些离子对天然水的酸度、碱度、硬度、矿化度的贡献？天然水中的主要离子组成，常见的八大离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-。除上述的八大离子之外，还有H+、OH-、NH4+、HS-、S2-、NO2-、NO3-、HPO4-、PO43-、Fe2+、Fe3+等。硬度酸碱金属阳离子Ca2+ Mg2+H+Na+HCO3- CO32- OH-SO42- Cl- NO3阴离子碱度酸根5.分别简述大气降水、海水、河水、湖泊水、地下水的化学特征？大气降水a.溶解的氧气、氮气、二氧化碳是饱和或过饱和的；b.含盐量很小，一般小于50mg/L，近海以Na+、Cl-为主，

21、内陆以Ca2+、HCO3- 、SO42- c.一般含有氮的化合物，如二氧化氮、氨、硝酸、亚硝酸等（闪电、生物释放）；d.降水pH=5-7;2、不同天然水的化学特征大气降水、海水、河水、湖泊水、地下水海水a.矿化度很高，35g/L，海洋蒸发浓缩，大陆带来盐分 b.化学组成比较恒定，海水太多，离子变化影响不大；c.海水pH=8-8.3;河水a.矿化度低，一般100-200mg/L，不超过500mg/L b.一般Ca2+Na+，HCO3-SO42-Cl-； c.河水化学成分易变，随着时间和空间变化，例如汛期和非汛期，流经不同的地区等 d.河水溶解氧一般夏季6-8mg/L，冬季8-10mg/L； e.

22、河水二氧化碳夏季1-5mg/L，冬季20-30mg/L（光合作用减弱，补给源地下水含二氧化碳多）；湖泊水a.矿化度比河水高，其中内流湖又高于外流湖； b.不同区域湖水成分差别极大。钾盐、钠盐、铝盐、芒硝（NaNO3）、石膏(CaSO4)等等; c.矿化度也差别极大（淡水湖(35g/L）地下水a.化学成分复杂，矿化度高；（与不同的岩石、土壤长时间接触） b.化学类型多样 c.深层地下水化学成分比较稳定 d.生物作用对地下水作用影响不大 e.地下水一般溶解氧含量低 f.水温不受大气影响。6.目前公认的水体八大类污染物包括哪些？耗氧污染物(一些能够较快被微生物降解成为二氧化碳和水的有机物)；致病污染物(一些可使人类和动物患病的病原微生物与细菌)；合成有机物；植物营养物；