环境化学简答题[教学相关]

1、简答题1、 土壤胶体如何表现对酸、碱的缓冲作用。M + HClHMCl土壤胶体土壤胶体对酸的缓冲作用（M代表盐基离子）对碱的缓冲作用H + MOHMH2O土壤胶体土壤胶体2、 何为盐基饱和度。在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度：交换性盐基总量（c mol/kg）100盐基饱和度（）阳离子交换量（c mol/kg）3、自机体暴露于某一毒物至其出现毒性，一般要经过哪几个过程。一，毒物被机体进入吸收后，经分布、代谢转化，并有一定程度的排泄；二，毒物或活性代谢产物与其受体进行原发反应，使受体改性，随后引起生物化学效应；三，接着引起一系列病理生理的继发反应，出现致毒症状。4、什么

2、叫优先污染物，举例说明。众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象，称之为优先污染物。如多氯联苯等。5、何为大气温度层结，各层有何特性。大气温度层结是指静大气的温度在垂直方向上的分布。其中对流层和中间层的特点是温度随高度增加而降低，平流层和热层的温度变化趋势则相反。1、当前，我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关有哪些？答：1）以有机污染为主的水质污染2）以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染3）工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染。2、请举例说明各个环境单元中主要的化学污染物？答：环境中主要的化学污染物包括：水体：有害金属、有害阴离子、营养物质、有机物、放射性物

3、质。大气：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、铅化物、悬浮物等。土壤：农药、重金属。3、简述气溶胶粒子的三模态及其特性。答:1）爱根核膜粒径小于0 .05um，主要来源于燃烧过程所产生的一次气溶胶粒子和气体分子通过化学反应均相成核转换的二次气溶胶粒子，所以又称成核型。2）积聚膜DP在 0.052 um范围内，主要来源于爱根核膜的凝聚，燃烧过程所产生蒸汽冷凝、凝聚，以及由大气化学反应所产生的各种气体分子转化成的二次气溶胶等。积聚膜的粒子不易被干、湿沉降去除，主要的去除途径是扩散，这两种膜合称为细粒子。3）粗粒子膜DP大于2um，主要来源于机械过程所造成的扬尘，海盐溅沫、火山灰和风砂等一次气溶胶粒子，主

4、要靠干沉降和雨水冲刷去除。但粗粒子（粗粒子膜）和细粒子（爱根核膜、积聚膜）是独力的。4、简述大气中主要的温室气体及其来源。答：大气中的二氧化碳吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。能够引起温室效应的气体，称为温室气体。来源：二氧化碳：燃料、改变土地的使用（砍伐森林） 甲烷：生物体的燃烧、肠道发酵作用、水稻 一氧化碳：植物排放、人工排放（交通、运输和工业） 一氧化二氮：生物体的燃烧、燃料、化肥 臭氧：光线令氧气产生光化作用氯氟碳化合物：工业生产二氧化硫：火山活动、煤及生物体的燃烧5、请说出减少氟氯烃危害性的途径。答：1）蒙特利尔条约，我国19

5、99年全面停止氟里昂生产，2010年全面停止CFC的使用。2）冷凝吸收，吸附法回收废弃的氟里昂。 3）开发降低单位产力氟氯烃耗量的技术4）不能回收再生的氟氯烃进行破坏分解处理。5）开发ODP为0或较小值的氟氯烃替代品。6、请举例说说室内空气污染的主要污染物及其来源。答：1）甲醛：来源于建筑材料、家具、各种粘合剂涂料、合成织品及室内不同的源。2）氨：来源于在建筑施工中为了加快混凝土的凝固速度和冬季施工防冻而加的外加剂；、木制板材、室内装饰材料。3）苯：装饰材料、沙发中用做粘合剂，溶剂和添加剂。4）氡：地基土壤中，建筑材料中，户外空气进入，燃料的燃烧。5）TVOC：从室内空气中进入，建筑材料，清洗

6、剂，化妆品，蜡制品，地毯，家具，激光打印机，影印机，粘合剂及室内的油漆中散发出的。7、比较光化学烟雾与硫酸烟雾的一般特征。答：如下图示：特征二氧化硫污染类型光化学烟雾污染类型首次记录20世纪前20世纪40年代中一次污染物二氧化硫、煤烟颗粒有机物、氮氧化物二次污染物硫酸、气溶胶、硫酸盐、亚硫酸等臭氧、过氧乙酰硝酸酯、硝酸、醛类，颗粒物，硝酸盐，硫酸盐等温度冷热相对湿度高，通常多雾低，通常热和干燥转化类型发散下沉污染锋值时间早晨中午8、请简述底泥所吸附的重金属重新被释放的可能原因。答：1）盐浓度升高 2）氧化还原条件的变化3）降低PH 4）增加水中配合剂的含量5）生化迁移：一些生物化学迁移物过程也

7、能引起金属的重新释放，从而引起重金属从沉积物中迁移到动植物体内可能沿着食物链进一步富集，或者直接进入水体，或者通过动植物殘体的分解产物进入水体。9、说出控制矿山酸性废水形成的可能方法。答：1）封闭废矿井，或向其中充入惰性的氮气；2）将流过矿井的地面水旁引起别处。3）用化学杀菌剂杀灭细菌。4）引进能与铁细菌发生拮抗的其他微生物群5）向水中加入过量的三价铁盐，可抑制生金菌的生长。10、简述污染物在机体内的蓄积的过程。答：蓄积量是吸收，分布，代谢转化和排泄各量的代数和。蓄积时，污染物质的体内分布，常表现为相对集中的方式，主要集中在机体的某些部位。机体的主要蓄积部位是血浆蛋白，脂肪组织和骨骼。污染物质

8、常与血浆蛋白结合而蓄积。许多有机污染物质及其代谢脂溶性产物，通过分配作用，溶解集中于脂肪组织中，如苯、多氯联苯等。11、简述脂肪类物质在生物降解过程。答： 基本途径如下：1）脂肪在胞外水解酶的催化下水解为脂肪酸和甘油，脂肪酸和甘油能被微生物摄入细胞继续转化。2）甘油转化为丙酮酸。3）脂肪酸经过氧化途径降解甲酰辅酶A。4）在有氧的情况下，甲酰辅酶A进入三羧酸循环，最后完全氧化生成二氧化碳和水。5）而在无氧条件下，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CO2等。 12、简述毒物在人体内的毒作用过程。答：自机体暴露于某一毒物至其出现毒性，一般要经过以

9、下三个过程1）毒物被机体吸收进入体液后，经分布代谢转化，并有某一程度的排泄。其间，毒物或被解毒，即转化为元毒或低毒代谢物而陆续排出体外；或被增毒，即转化为更毒的代谢物而至其靶器官中的受体；或不被转化，直接以原形毒物而至其靶器官中的受体。2）毒物或活性代谢产物与其受体进行原发反应，使受体改性，随后引起生物化学效应。3）接着引起一系列病理、生理的继发反应，出现在整体条件下可观察到的毒作用的生理和行为的反应，即致毒症状。13、简述影响污染物毒性的因素。答： 1）毒物的化学结构及理化性质2）毒物所处的基体因素3）机体暴露于毒物状况4）生物因素5）生物所处的环境6）毒物的剂量14、简述污染物质在机体内吸

10、收的过程。答：吸收的途径主要是机体的消化管、呼吸道和皮肤。1） 消化管是吸收污染物质最主要的途径。从口腔摄入的食物和饮水中的污染物质，主要通过被动扩散消化管吸收，主动转运较少。消化道的主要吸收部位在小肠，其次是胃。2） 呼吸道是吸收大气污染物的主要途径。其主要吸收部位是肺泡。吸收的氧态和液态气溶胶污染物质，可以被动扩散和滤过方式，分别迅速通过肺泡和毛细血管膜进入血液。3） 皮肤接触的污染物质，常以被动扩散相继通过皮肤的表皮和真皮，在滤过真皮中毛细管壁膜进入血液。15、为什么说微生物在物质的在转化中起到了很重要的作用。答：这是因为它们1）大量存在于自然界。 2）生物转化呈多样性3）又具有大的表面

11、、体积比。 4)繁殖非常迅速 5)对环境适应性强。16、简述糖、脂肪和蛋白质三大类易生化降解物质的生物降解的一般规律。答：先水解，然后继续水解和氧化，降解后期都生成各种有机酸，在有氧条件下，其最终产物是二氧化碳和水，此外，还有硝酸根和硫酸根，在缺氧的条件下，则发生酸性发酵，甲烷发酵等过程，最终产物除CO2和水外，还有NH3，甲烷，有机酸，醇等。17、简述多氯联苯在环境中的迁移转化行为。答：1）PCBS在使用和处理过程中，通过挥发作用进入大气。2）然后经干、湿沉降转入湖泊和海洋。3）泄漏后后被雨水带入水体中。4）但在大气和水中含量低。转入水体后极易被河口附近的沉积物所吸附。5）水生植物可快速吸收

12、富集。6）生物转化和光化降解为主要转化过程。18、简述汞化物在水环境中的迁移转化行为。答：1）：汞与水中大量存在的悬浮颗粒牢固地结合，生成比重更大的颗粒下沉。2）沉降到底泥中的汞可进一步被底泥吸附，与S键结合，在富硫的厌氧环境中生成HgS。3）：甲基汞能与许多有机配位基团结合生成结合物。4）汞的气化、还原及二甲基化作用，任何形式的汞都有一定的挥发性。5）在厌氧或好氧下，任何形式的汞均可甲基化。20、简述表面活性剂的生物降解。答：1）甲基氧化：主要是疏水基团末端的甲基氧化为羧基的过程。2）氧化：分子中羧酸在HSCoA作用上被氧化，使末端第二个碳键断裂的过程。3）芳香环的氧化降解 4）脱磺化19、

13、请简述多环芳烃在环境的来源，迁移和转化。答：来源：1）天然来源2）人为来源迁移和转化：1）高温过程形成的PAH大多随烟尘、废气被排入到大气中。2)和各种类型的固体颗粒物及气溶胶结合在一起。3）进行干、湿沉降等都受其粒径大小、大气物理和气象条件的支配。4）多环芳烃在紫外光（300nm）照射下很易光解和氧化。5）多环芳烃也可以被微生物降解。1环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向任务：以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标。主要内容：研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。国界上：元素的生物地球化学循环； 化学品安全评价、臭

14、氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。我国：以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的大气污染；工业有毒有害废物和城市垃圾对水和土壤的污染。1.伦敦型烟雾和洛杉矶烟雾的比较。项目伦敦型洛杉矶型污染物颗粒物，SO2，硫酸雾等碳氢化合物，NOx，O3，PAN，醛类燃料煤汽油、煤气、石油季节冬夏、秋气温低(4以下) 高(24 以上)湿度高低日光弱强臭氧浓度低高出现时间白天夜间连续白天2. 说明ClOx破坏臭氧层的原因和机理。含氯的化合物由于太阳紫外辐射成为游离ClClO3 ClOO2O3hv O2OClOOClO23. 简述PM2.5的危害PM2.5指的是单位体积空气中含有小于2 .5微米

15、的颗粒物的总量.危害：细粒子颗粒物可以穿透呼吸道体内，诱发多种疾病，危害身体健康。1、 试述水体中有机污染物的迁移转化途径。分配作用；挥发作用；水解作用；光解作用；生物富集和降解作用。2、 什么是表面吸附作用、离子交换吸附作用和专属吸附作用？并说明专属吸附和非专属吸附的区别。（1） 表面吸附：由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能，固液界面存在表面吸附作用。（2）离子交换吸附：环境中胶体每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，即离子交换吸附作用。（3） 专属吸附：吸附过程中，除了化学键作用外，尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用。1. 植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么？（1）

16、 直接吸收并在植物组织中积累非植物毒性（2）重金属与植物的细胞壁结合，使植物对重金属表现出耐性。（3）释放促进生物化学反应的酶，促进有机污染物的去除。（4）强化根系的矿化作用，与菌根菌与同生菌协同作用。不同种类的植物对重金属的耐性不同，同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。（1）植物根系通过改变根系化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。（2）重金属与植物的细胞壁结合，而不能进入细胞质影响细胞代谢活动，使植物对重金属表现出耐性。（3）酶系统的作用。耐性植物中酶活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，此外在耐性植物中还发现另一些酶可被激活，从而使耐性植

17、物在受重金属污染时保持正常代谢过程。（4）形成重金属硫蛋白或植物络合素，使重金属以不具生物活性的无毒螯合物形式存在，降低了重金属离子活性，从而减轻或解除其毒害作用。3、 请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用答：一般根据其在碱和酸溶液中的溶解度划分为三类：（1） 腐植酸：可溶于稀碱液但不溶于酸的部分；（2） 富里酸：可溶于酸又可溶于碱的部分；二、 腐黑物：不能被酸和碱提取的；作用：腐殖质与环境中有机物之间的作用主要涉及吸附效应，溶解效应，对水解反应的催化作用，对微生物过程的影响等。它与金属离子生成的配合物是他们最重要的环境性质之一。2. 什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？试用它们二者的关系讨论我国

18、南方土壤酸度偏高的原因。（1）活性酸度：土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，通常用pH表示。（2）潜性酸度：土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+，经离子交换作用进入土壤溶液后可增加H+浓度，使土壤pH值降低。 南方土壤中岩石晶格中Al3+被释放出来，变成代换性Al3+，增加了土壤的潜性酸度，在一定条件下转化为土壤活性酸度，表现为pH值减小，酸度偏高。1. 表面活性剂有哪些类型？对环境和人体健康的危害是什么？1）类型：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂。2）对环境与人体健康的危害：环境水体富营养化；废水处理困难；阳离子表面活性剂具有一定杀菌能力，当浓度达到一定量

19、时能破坏水体微生物的群落和人体健康；1. 微生物修复所需要的环境条件是什么？i)有充分和稳定的地下水流；ii)有微生物可利用的营养物质；iii)有缓冲pH的能力；iv)有使代谢能够进行的电子受体。2. 写出电动力学修复的三个主要过程。电迁移：带电粒子在土壤溶液中朝带相反电荷电极方向的运动。电渗析：土壤微孔中的带电液体在电场作用下相对于带电土壤颗粒表层的移动。电泳：指土壤中带电胶体粒子的迁移运动。5、烃的微生物降解（末端氧化），填写图中所缺的化学式或辅酶简式(NADP）NADPH + H+CH3(CH2)nCH2CHOCH3(CH2)nCH2OH脱氢酶NAD+ NADH + H+(H2O）O2加

20、氧酶CH3(CH2)nCH2CH NAD+ NADH + H+H2O水化酶CH3(CH2)nCH2CH(OH)2 CH3(CH2)nCH2COOH 脂肪酸氧化 TCA循环 CO2+ H2O脱氢酶2. 砷在环境中存在的主要化学形态有哪些？其主要转化途径有哪些？砷在环境中存在的主要化学形态有五价无机砷化合物、三价无机砷化合物、一甲基胂酸及其盐、二甲基胂酸及其盐、三甲基胂氧化物、三甲基胂等。砷的生物甲基化反应和生物还原反应是砷在环境中转化的重要过程。主要转化途经如下：1、画图简要说明大气温度层结及其特点、产生的原因。（10分）静大气在垂直方向上的温度分布称为大气温度层结。可分为：1 对流层：由于受到

21、地面长波辐射的影响，下热上冷，空气垂直对流运动剧烈，污染物质传输容易2 平流层：在其上中部有一臭氧层，它吸收来自太阳的紫外线后放出能量，该层上热下冷。污染物不易传输扩散，只能随地球自转而平流而遍布全球3 中间层：由于平流层中臭氧层放热的影响，下热上冷，空气垂直对流强热层：由于受太阳辐射的影响，上热下冷。空气稀薄，处于电离状态。2、简要说明温室效应产生的机理及大气温度升高的原因，京都议定书的目标是是么？（10分）温室效益产生的机理：大气中的温室气体主要是CO2吸收了来自地面的长波辐射将能量截面于大气中，使地球温度升高大气温度升高的原因：（1）过度利用化石燃料（2）植被大量减少京都议定书的目标：限

22、制CO2的排放，特别是发达国家CO2的排放，以控制大气温度升高3、试述伦敦烟雾的类型、起因和发生条件。（5分）气相氧化：1 直接光氧化2 被自由基氧化3 被氧原子氧化液相氧化1 被O3氧化2 被H2O2氧化金属离子催化氧化4、试述水体富营养化产生的机理。（5分）工业废水及生活污水排放水体，使水中氮磷等营养物增多。引起藻类繁殖，由于死藻在分解时消耗溶解氧，使水质恶化5、试述DDT的主要特性和在环境中迁移、转化与归趋的主要途径（10分） 答： 热稳定性高，挥发性小，不溶于水，易溶于有机溶剂和脂肪;在植物叶片中积累大，通过食物链进入人体;易被土壤胶体吸附，在土壤中移动难;可发生生物降解，可分为还原氧

23、化和脱氯化氢，在紫外光的照射下发生光解。和光降解;6、请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用（10分） 答：腐殖质可分为腐殖酸、富里酸、腐黑物。在环境中的作用：对河流中的汞有显著的流出效应抑制金属从水中沉降减弱重金属毒性在给水消毒中产生THMs遇Ca2+ 、Mg2+产生沉淀。7、写出S-P模型的两个微分方程，并说明每一个变量的意义（10分）uK1LuK1L+K2(CsC)式中 LBOD，X河水流动方向的距离，u河水平均流速，Ex离散系数 K1好氧系数，C溶解氧，K2复氧系数，Cs饱氧溶解氧浓度8、写出大气平流层中臭氧层吸收太阳辐射紫外线的化学反应式及臭氧层被大气污染物破坏的催化反应式。（10分）

24、1 O3hvOO2 OO2MO3M 2 Y O3YOO2 YOOYO2总 O3O2O210、简要说明碳氢化合物在光化学烟雾中所起的作用。 氧化性自由基将NO氧化成NO2，替代了O3使之越积越多，同时产生许多污染物如过氧乙酰硝酸脂。1. 在“在硝酸盐氮的测定”实验中，试说明氯化物和亚硝酸盐氮如何影响实验结果，怎样去除氯化物和亚硝酸盐氮的干扰？（1）少量氯化物能引起硝酸盐的损失，使结果偏低; 加入硫酸银使其生成氯化银沉淀，过滤去除，可消除氯化物的干扰（2） 亚硝酸盐氮含量超过0.2g/ml，使结果偏高；加入高锰酸钾将亚硝酸盐氧化成硝酸盐，可消除亚硝酸盐氮的干扰，从测定结果中减去眼硝酸盐的含量即可2

25、.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举例说明。因为CFCs可催化O3分解，使O3转变成O2，如F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2),它们在波长为75-220nm 紫外光照射下会产生Cl CFCl3+hCFCl2+ Cl CF2Cl2+ hCF2Cl+ Cl光解产生的Cl可破坏O3。其机理为Cl+ O3ClO+ O2ClO+OCl+ O2总反应 O3+O2 O23.试述有机磷农药在土壤中迁移转化的主要过程。主要过程包括（1）有机磷农药的非生物降解过程a 吸附催化水解 b 光降解（2）有机农药的生物降解4.影响沉积物中重金属释放的主要因素有哪些？主要因素有（

26、1）盐浓度（2）氧化还原条件（3）pH值(4)水中配位剂含量(5)生物化学过程1过氧自由基HO2?的主要来源有哪些？HO2?的主要来源是大气中甲醛(HCHO)的光分解：HCHO+hH?+HC?OH?+O2HO2?HC?O+O2CO+HO2?2简述大气污染物的汇的机制重力沉降，与植物、建筑物或地面(土壤)相碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收)的过程，统称为干沉降。大气中的物质通过降水而落到地面的过程称为湿沉降。污染物在大气中通过化学反应生成其他气体或粒子而使原污染物在大气中消失的过程，称为化学去除3简述环境污染物的三致作用。三致作用定义；致突变作用；致癌作用；致畸作用。4简述土壤的缓冲性能及其原理。

27、答：定义：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的活动创造比较稳定的生活环境。溶液的缓冲作用：无机酸（碳酸等）+有机酸（腐殖酸、其他）酸酸和碱胶体的缓冲作用：对酸的缓冲作用：胶体-M+HCl胶体-H+MCl对碱的缓冲作用：胶体-H+MOH胶体-M+H2OAl离子对碱的缓冲作用：50%；含水30% 非气态扩散系数最大；含水4% 随水分的增加，总扩散系数下降；含水4-16% 随水分的增加，非气体扩散系数下降；含水16% 随水分的增加，非气体扩散系数增加。（2分）（2）土壤吸附的影响：吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程，

28、直接影响其他过程的发生。如土壤对除草剂2,4D的化学吸附，使其有效扩散系数降低。（2分）（3）土壤的紧实度：是影响土壤孔隙率和界面性质的参数，紧实度高，土壤的充气孔隙率降低，扩散系数也降低。（2分）（4）温度：温度升高，有机物的蒸汽密度升高，总的效应是扩散系数增大，如林丹的扩散系数随温度的升高而呈指数增大。（2分）（5）气流速度（1分）（6）农药种类（1分）。1. 这一替代非常必要，因为氟氯烃在光作用下会催化臭氧层的臭氧分解，从而使紫外光直接到达地面而对人体、生物造成危害。化学机制如下：首先，CFC类物质在紫外光照射下会产生Cl CFCl3 + h CFCl2 + ClCF2Cl2 + h C

29、F2Cl + Cl光解所产生的Cl可破坏O3，其机理为Cl + O3 Cl O + O2Cl O + O Cl + O2总反应 O3 + O 2O2臭氧层耗损的危害有：使人体眼部疾病，皮肤癌等病症发生率将大增；损害植物叶片，抑制光合作用，最终导致减产；使海洋浅层生物死亡，从而显著削弱生态系统食物链的基础；使气候趋于恶化；使对流层紫外辐射增加,会进一步活跃近地面的光化学反应。2. 二氧化硫的转化可归纳为如下模式SO2 气相 SO3 H2O H2SO4 M(NH4+) MSO4 液相转化形成的H2SO4及MSO4以干降及湿降复归地面，如果当地影响酸雨形成的各因素都有利于形成酸雨，则该地雨水的pH就会低于5.6的判定标准。由于西南地区所用燃煤都是高硫煤，因此，从酸性污染物的排放及其转化条件看，就会形