环境化学作业答案

1、绪论1、如何认识现代环境问题的发展过程？答：环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。a、在 20 世纪 60 年代人们把环境问题只当成一个污染问题,认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等弁未从战略上重视,明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。b、1972 年发表的人类环境宣言中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。这

2、是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。然而，它弁未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。c、20 世纪 80 年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成弁提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。d、进入 20 世纪 90 年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。通过了里约环境与发展宣言、21 世纪议程等重要文件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。2、怎样理解人类活动对地球环境系统

3、的影响？答：地球环境系统即为生物圈，生物圈有五大圈层组成：大气圈水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈。这五大圈层受到人类影响，也就影响了整个地球环境系统。例如：大气圈：人类的工业化，是的矿物质燃料使得 CO、SO 等气体大量进入大气中使得大气吸收的地面的长波辐射增多，形成保温层，这就是我们说的温室效应。生物圈：人类的砍伐，屠杀野生动物，造成生态系统的破坏，食物链的断裂或减少，是的生态系统的物质循环，能量流动受到影响，造成灾害，各种生态系统的恢复力减弱，抗破坏力减弱。土壤圈：树木的砍伐造成水土流失，人们盲目施肥，造成土壤污染水圈：水的污染就不用说了岩石圈：人类活动的原因引发酸雨，溶洞腐蚀，砍伐造成风沙肆

4、虐，风化现象加剧。而且五大圈层相辅相成，一个受到影响会引发其他的影响，进而造成自然灾害， 造成生命财产损失， 人类的活动最终的苦果还要人类自己承受。3、根据环境化学的任务、内容及特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课？答：(1)环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。 环境化学是一门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的科学。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。(2)环境化学的发展动

5、向：国际上较为重视元素(尤其是碳、氮、硫、磷)的生物地球化学循环及其相互耦合的研究；重视化学品安全评价；重视臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：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城市空气污染；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。(3)我对学好这门课的观点：环境化学包含大气、水体和土壤环境化学多个分支学科，研究有害化学物质在大气、水体和土壤环境中的来源、存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。这就决定了环境化学研究中需要运用现场研究、实验室研究、实验模拟系统研究和计算机模拟研究相结合的系统研究方法

6、，主要以化学方法为主，还要配以物理、生物、地学、气象学等其他学科的方法。因此，要求研究人员具有较广泛的各相关学科的理论知识和实验动手能力。我们在日常学习中应当以开阔的视野，除了环境化学之外，广泛涉猎各相关学科，弁注重培养自己的实验操作，如此才可能学好这门课。4、举例简述污染物在环境各圈层的迁移转化过程？答：以汞为例，说明其在环境各圈层的迁移转化过程，见下图。汞在环境中的存在形态有金属汞、无机汞化合物和有机汞化合物三种。在好氧或厌氧条件下，水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞。甲基汞脂溶性大，化学性质稳定，容易被鱼类等生物吸收，难以代谢消除，能在食物链中逐级放大。甲基汞可进

7、一步转化为二甲基汞。二甲基汞难溶于水，有挥发性，易散逸到大气中，容易被光解为甲烷、乙烷和汞，故大气中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水体（pH45）中，二甲基汞也可转化为一甲基汞。CH4C2H6H空气空气上上 f/(CH3)2Hgg1水鱼CH3Hg+kHg沉 积 牛力Hg2CH3Hg+一田园：(CH3)2Hg、.细菌菌2+-2+一4Hg+Hg.细菌图 ii 汞的迁移转化循环第一章：典型化学污染物1.列举几种典型的无机污染物（包括重金属和无机非金属物质），说明其主要来源和危害。答：重金属：2.汞（Hg）:来源：俗称水银，是唯一在常温下呈液态且能挥发的金属。汞污染主要来自使用和生产汞及其化合物的工厂所

8、排放的含汞“三废”。氯碱、塑料、电子、炼金和雷汞生产排放的废水是水体中汞的主要来源。土壤汞的污染主要来自燃煤、有色金属冶炼等。大气中汞的污染主要来自含汞金属的冶炼废气以及化石燃料燃烧过程中排放出的含汞废气和颗粒态的汞尘。在正常的氧化还原电位和 pH 范围内，汞主要以单质汞、HgO-吨 O 和 HgCl2的形式存在于环境中。危害：汞是环境中毒性最强的重金属元素之一，其熔、沸点在金属中最低，无色、味，引起水污染，在水生生物体内富集，通过食物链又危害人及其他动物。汞具有很强的神经毒性，还会引起口腔消化道症状、腐蚀性肠炎等。金属汞和无机汞在人体内大部分可以排泄出去，但在水中由于污泥中微生物的作用，汞被

9、转化为甲基汞，甲基汞是一种有机汞，有很强的亲脂性，会积累在中枢神经，弁排出缓慢。典型的有“水俣病”事件。其中，对于植物的危害体现在：汞是危害植物生长的元素，如果土壤中的共含量过高，那么汞不但能在植物体内积累，还会对植物产生毒害。对于人类的危害体现在：汞可通过多种途径进入人体，金属汞以蒸气形式通过呼吸道侵入人体， 皮肤也有一定的吸收能力。 汞化合物侵入人体，被血液吸收后可迅速弥散到全身各器官。人体对汞虽然有一定的解毒和排毒能力，但重复接触汞后，可能引起肾脏损害，排汞能力随之降低。同时， 甲基汞能改变细胞通透性,破坏细胞离子平衡， 抑制营养物质进入，损害肝脏，引起肾功能衰竭，还可引起神经系统的损害

10、。3 .铅(Pb):来源：铅是地壳中含量最多的重金属元素，在自然界中分布甚广。铅污染的来源非常广泛，主要来自于矿山开采，汽车废气、冶炼、制造以及使用铅制品的工矿企业，如蓄电池、电缆包铅、油漆、颜料、农药、陶瓷等。危害：在环境中，铅是所有有毒物质中分布最广泛的一种。它每年使成千上万的人中毒，尤其是对城市地区的儿童威胁最大。铅在降尘中广泛存在，它们会降到农作物上，或者通过食物的制作过程将其污染。因此，饮食和呼吸是人体铅暴露的主要途径。再者，饮用水中也可能含铅。铅的长时间、低剂量暴露会引起贫血，还会损伤儿童神经功能、视觉能力以及导致神经损伤、记忆力衰退、注意力分散等。另外，还会出现厌食、疲劳、头疼等

11、症状。处于发育期的儿童，对铅多导致的危害非常敏感，其机体的快速发育也会吸收更多的铅。在孕妇怀孕期间，铅可以经胎盘进入胎儿体内，尤其是在即将分娩前这种影响非常显著，经常接触高浓度铅的孕妇出现流产和死产的比例非常高，即使接触浓度很低的铅，也可能引起婴儿体重下降、听力损伤或者智力水平下降，新生儿血铅浓度约为母亲血铅浓度的 80%-100%此外，有机铅还可以经皮肤直接进入血液。铅主要沉积在骨骼和牙齿中，弁随钙摄取量与血液酸碱值的变动而变动。比如过度劳累、发烧会使血液中 pH 下降(血液偏酸)，导致铅中毒症状，摄取含钙量高的食物则会使铅中毒症状减轻。4 .锡（Sn）:比较活泼，在自然界中均以化合状态存在

12、，主要是锡矿石。来源：锡污染主要是有机锡的污染，主要来自工业废水和农业。锡在工业上主要用于制造马口铁和锡箔，在食品工业中还可作为包镶材料。锡的化合物在陶瓷工业上可制造法琅，锡也可在医药上用于治疗皮肤传染病等。在使用锡的过程中，也向环境排放大量锡。有机锡农药和防污涂料是水环境中有机锡的主要来源，用于杀虫剂的有机锡会直接对土壤、 空气和水体造成污染， 同时， 作为 PVC稳定剂、杀菌剂和木料防腐剂等的有机锡也是锡污染的一个来源。危害：锡本身是无毒的金属，大多数无机锡化合物属于低毒或微毒类，少数无机锡对动物有明显毒性。有机锡是一类具有较高毒性的物质。研究表明，生物长期处于有机锡污染环境下，即使浓度很

13、低的有机锡也会产生明显的毒性作用。有机锡可经呼吸道、皮肤和消化道吸收，一般接触有机锡后 1-8 天即出现中毒症状，严重时可出现昏迷、抽搐等明显精神症状。5 .镉（Cd）:是一种白色金属，抗腐蚀、耐磨，稍经加热易挥发，属于分散元素，在各圈层中的储量以及各个圈层中的迁移通量都较小。来源：水体中镉污染物的来源可追溯到含镉矿物开采、冶炼以及工业废水的排放和各种镉化合物的生产和应用等领域。排入大气的镉主要来自钢铁工业、废物灰化、火山活动等。土壤中镉的来源主要是抛弃的废物、煤的燃烧、钢铁生产、磷肥和锌的生产等。危害：镉和汞一样，是人体不需要的元素。镉对生物有机体的毒性通常与抑制酶系统的功能有关。在人体内半

14、减期为 10-30 年，对人体组织和器官害处是多方面的，能引起肺气肿、高血压、神经痛、骨质松软、骨折、骨炎等病症。镉还具有“三致”毒性和内分泌干扰作用，引起前列腺癌、呼吸道癌、肾癌，阻断睾丸酮的合成，从而对胚胎生长发育产生显著影响。无机非金属物质：1.氟化物(cyanide):指带有鼠基 CN 的化合物。 通常人们了解的氟化物都是无机氟化物，是指包含有 CN 的无机盐。来源：水中氟化物的主要来源为工业污染。氟化物和氢氟酸广泛用于采矿提炼、摄影、冲印、电镀、金属表面处理、煤气、染料、塑料、合成纤维以及洗涤等行业，这些行业都会排放工业含氟废水，其中电镀工业是排放最多的。另外，氟化物还被大量用于黄金

15、开采中，这也是一个污染来源。危害：鼠化物都有剧毒，而且中毒非常迅速，它们可通过多种途径进入人体，如皮肤吸收、伤口侵入、呼吸道吸入、误食等，而水质和环境的污染使人与其他生物体被动吸收更是防不胜防。鼠化物进入人体后，能使中枢神经系统瘫痪，使呼吸酶及血液中血红蛋白中毒，引起呼吸困难，全身细胞会因缺氧窒息而使机体死亡。2 .碑化物(arsenide):碑是一种类金属元素，在自然界中主要以硫化物矿的形式存在。来源：环境中碑污染的主要来源是化工、冶金、火力发电等工业排放的三废，以及以碑化物为主要成分的农药。危害：碑具有毒性，易从五价还原到三价，而三价碑比五价碑的毒性更强。有研究表明，在人工培养的细胞中，三

16、价碑可发生类似于汞甲基化的过程，甲基化后的产物具有高活性，能够损伤 DNA 同时，碑还具有致癌性，弁能引起催化剂中毒。2.什么是 POPPOPs 的判别标准是什么？POPs 公约涵盖了哪些污染物？如何分类？答：定义：POPs 指通过各种环境介质(大气、水、生物体等)能够长远距离迁移弁长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。特征：国际上公认 POPsM 有四个特征：(1)能在环境中长期存在。由于 POPs 对生物降解、光解及化学降解作用有较高抵抗力，一旦排放到环境中，就难以分解，可以在水体、土壤、沉积物等环境介质中滞

17、留数年甚至更长时间。(2)可蓄积于食物链中，对高营养级生物造成影响。因 POPs 具有低的水溶性、高脂溶性特点，导致 POPs 从周围环境介质中富集到生物体内，弁可通过食物链生物放大达到中毒浓度。(3)能够通过长远距离迁移达到偏远的极地地区。POPs 具有半挥发性使得它能够以蒸气形式存在或吸附在大气颗粒物，便于在大气中做长距离迁移，弁可通过“蚱蠕跳效应”、“全球蒸储”等迁移到偏远的地区。(4)在一定的浓度下会对接触它的生物体造成有毒或有害的影响，如可以产生致癌、致畸和致突变效应及内分泌干扰效益等。POPs 的判别标准：(1)能在环境中持久地存在。在空气中的半衰期大于 2 天，在水中的半衰期大于

18、 2 个月，在土壤或沉积物中半衰期大于 6 个月。(2)能蓄积在食物链中，对较高营养等级的生物造成影响。一般其生物富集因子(BCF 或者 BAF)大于 5000;其辛醇/水分配系数一一一5KO/10o(3)能够经过长远距离迁移到达偏远的地区，一般在空气中的半衰期大于 2 天。(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毒效应。POP 必约是指关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约，在2001 年，该公约包括了 12 种对人类健康和自然环境特别有害的持久性有机污染物，分别为艾氏剂、氯丹、狄氏剂、DDT 异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、六氯苯、多氯联苯、多氯代二苯并二嗯英和味喃。其中前 9

19、 种属于有机氯农药，多氯联苯和六氯苯也是精细化工产品，六氯苯和多氯代二苯并二嗯英和味喃也是化学产品的衍生物杂质和含氯废弃物焚烧产生的次生污染物。2009 年，POP 必约的第四次缔约国大会又增加 9 种 POP分别为 E-六六六、B-六六六、Y-六六六、开蓬/十氯酮、五氯苯、六澳联苯醴和七澳联苯醴、六澳联苯、全氟辛烷磺酸及其盐类，前 5 种属于杀虫剂，后4 种属于澳代阻燃剂，五氯苯也是化学产品的衍生物杂质和含氯废弃物焚烧产生的次生污染物。因此，现在 POP 必约涵盖的污染物及分类归纳如下：艾氏剂*秋氏剂、异狄氏剂.薇丹、灭眠灵，十像I、毒荣芬，DDT,六SUt,1-HCH.P-I1C1LY-H

20、CH.开蓬卜氯阳.71氯第多氯联革、六氯茶.匕氯茶POPsJ工业化学品C四泱联笨魔和五泱联奉麟)六说联学辞和七双联茶醛L阻燃剂-六浪联率全籁辛烷碘酸慕化合物一全然辛烷碘酰城六氯代工辈井二嗨英和味唯工业国产物六氨楚和五氯考3.PCB,PBDE,PCDE,PFOS/PFO 盼别指代什么化学污染物？这些污染物的来源、环境水平、毒理学效应和污染防治措施。答：PCBs:polychlorinatedbiphenyls,多氯联苯。它的结构由两个以共价键相连的苯环所组成，如图。PC 限有良好的热稳定性、低挥发性、低水溶性、较高的正辛醇/水分配系数和生物富集因子，高度化学惰性及高介电常数，能耐强酸、强碱及腐蚀

21、性。PCB来源：PCBs 主要通过以下途径进入环境：随工业废水排放进入环境水体，从密封存放点渗漏或在垃圾场所沥滤释放到环境，由于焚烧含 PCBs 的物质而进入大气，由于世界各国大多数国家在 20 世纪 80 年代已停止生产 PCBs 环境中 PCBs 主要来自于废旧电器设备。环境水平：自从瑞典科学家于 1988 年在野生动物和鱼类体内检测到高浓度 PCBs 后，PCBS 亏染问题才逐渐被重视。据 WHO 勺数据，全世-杀虫剂及剧产物 Y界生产的约 200 万吨的工业 PCBs 有 31 溢右已排放到环境中。与国外相比，我国生产的 PCBs 总量虽不多，但由于人们对其认识不足，生产和使用过程中的

22、挥发和泄漏以及对废旧的电力电容器的拆卸等环节，已使相当数量的 PCBs 进入环境，造成局部地区严重污染。同时，由于 PCBs 的长距离迁移性和“蒸储效应”，在北极、南极和西藏南迦巴瓦峰的一些动物和雪水中都发现了 PCBs 在人体中，据 2003 年报道，有 3/4 因纽特女人血液中 PCBs量超出了安全值的 5 倍。2004 年报道在俄罗斯靠北极地区人群中的 5%血脂中 PCBs 含量超高。因此，PCBs 的环境水平是较高的，甚至超过了安全许可值。毒理学效应：PCBs 具有毒性，最低致死计量为 500mg/Kg（人经口）o涂敷于动物皮肤时，能使局部表皮增厚，毛囊肿胀，肝脏出现脂肪变性等。而且还

23、具有亚急性和慢性毒性，严重的 PCBs 中毒会使动物产生腹泻、血泪、运动失调、进行性脱水和中枢神经抑制等症状，甚至死亡。肝脏是 PCBs 中毒的主要器官之一，同时研究表明，中毒病人免疫系统可能受抑制。PCBs 还具有致癌性和致突变性，对水体和大气可造成污染，对水生生物、家禽等也具有生态毒性。污染防治措施：1 限制开放性使用或禁止生产和使用 PCBs2 治理已有的 PCBs 亏染。 目前 PCBs 的治理方法主要有热分解法、氯解法、加氢脱氯法、微波等离子法、金属钠法、活性炭吸附法、臭氧法、湿氏催化法、水泥法、微生物法、掩埋法、焚烧法等。其中焚烧法被认为是目前最好的处理方法，但必须在专用的高效焚烧

24、炉中进行，不能随意焚烧。3 争取国际援助，加强技术合作，提高中国的 PCBs 焚烧处置的技术水平。在国外专家与环境咨询机构的帮助下，建立 PCBs 处置全过程的技术规范，开展 PCBs 污染场地修复的示范工程研究。4 尽快颁布中国 PCBs 废物限期治理的管理规定，对其进行限期处理，弁尽快制定符合中国国情的 PCBs 污染防治规划及技术经济政策框架。PBDEspolybrominateddiphenylethers,多澳代联苯醴，是一种应用广泛的澳代阻燃剂，结构如图。具有与 PCBs 相类似的结构。化学性质非常稳定。6 时，生物备集因子为:BCF=J=-4。kJ十十勺勺RF_G_k：o(r品1

25、6 .论述：有毒有机污染物在生物体内能发生哪些变化（MFO 酶系、I 相反应 II 相反应）答：有机毒物在生物体内的转化途径主要有氧化、还原、水解和结合反应四种。通常将氧化、还原、水解四种反应称为 I 相反应或第一阶段反应；将结合反应称为 II 相反应或第二阶段反应。微粒体混合功能氧化酶(MFO 谑催化机体内外源化合物氧化降解的主要酶系。它利用细胞内分子氧，将其中的一个氧原子与有机底物结合，使之氧化，而使另一个氧原子与氢原子结合成水。在这一催化过程中，混合功能氧化酶的成分之一，细胞色素 P450 起着关键作用。P450 的活性部位是铁吓咻的铁原子。第三章：环境介质及性质1. Deducethe

26、formulasforthecompoundswiththefollowingcodenumbers:(1) 12,(2)113,123,(4)134答： (1)12+90=102 表示 1 个碳， 0 个氢和 2 个氟， 非碳原子总数 2n+2=4,氯原子个数：4-(0+2)=2,所以分子式：CF2cl2(2)113+90=203 表示 2 个碳，0 个氢和 3 个氟，非碳原子总数 2n+2=6,氯原子个数：6-(0+3)=3,所以分子式：C2F3Cl3123+90=213 表示 2 个碳，1 个氢和 3 个氟，非 碳 原 子 总 数 2n+2=6, 氯 原 子 个 数 ： 6-(1+3)=

27、2, 所 以 分 子 式 ：C2HF3cl2(4)134+90=224 表示 2 个碳，2 个氢和 4 个氟，非碳原子总数2n+2=6,氯原子个数：6-(2+4)=0,所以分子式：C2H2F42.Deducethecodenumbersforeachofthefollowingcompounds(1)CH3CCl3,(2)CCl4,(3)CH3CFCl2 答：(1)2 个碳， 3 个氢和 0 个氟，所以代码为：230-90=140;(2) 1 个碳，0 个氢和 0 个氟，所以代码为：100-90=10;2 个碳，3 个氢和 1 个氟，所以代码为：231-90=141。9.举例说明，怎样表示大气

28、中的气体与同种气体在溶液中的平衡？答：大气中的气体分子与溶液中相应的同种气体分子之间的平衡可以表述为：G(g)G(aq)大气中的气体与溶液中同种气体间的平衡为：G(aq)=KHXpGG(aq)气体在溶液中的浓度(mol/L);KH气体在一定温度下的亨利定律常数(mol/LPa)PG气体在大气中的分压(Pa)举例：CO 在干燥空气中的含量为 0.0314%,水在 25c 时的蒸汽压为0.03167X105Pa,CO 的亨利定律常数为 3.34X10-7mol/L.Pa。则 CO 在水中的浓度为：55IPCO2=(1.013010-0.03167105)0.0314%=30.8(Pa)CO2(aq

29、)=KHpCO2=3.3410830.8=1.02810-5(mol/L)12 .水体富营养化的机理和危害。答：定义：人类活动影响下，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，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，导致水体溶解氧下降、水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡的现象，即为水体富营养化。机理：由于污染物质排入水体湖泊、河口、海湾等，引起水化学失衡，藻类和浮游生物大量增殖，溶解氧量下降，最终导致鱼类及其它生物死亡、生态紊乱以及内源营养物质释放。危害：(1)水体中的藻类大量繁殖可以阻塞水道，缩小鱼类生存空间，水体变色、透明度降低，其分泌物引起水臭，给水处理造成各种困难； 更重要的

30、是富营养化还可能破坏水体中生态系统的原有平衡；(2)水体富营养化后，藻类繁生将使有机物生成速度远远大于其消耗速度，积累大量的有机物。其后果是促使细菌类微生物繁殖，加快异氧生物的生长，使水体耗氧量增加。富营养化引起有机体大量生长，反过来又会使某些藻类、植物及水生生物、鱼类趋于衰亡，以致绝迹。这些藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把生物所需的氮、磷等营养物质释放到水中， 供新的一代藻类等生物利用。 因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，也很难自净和恢复到正常状态。13 .分别论述封闭和开放水体系中的碳酸平衡过程。答：水体中存在 CO,HCO,HCO,CO2-四种化合态。因为 HC

31、O 含量极低，故把 CO 和吨 CO 合并 H2CO*。则水中存在的平衡体系为：C02旧 20：H2CO3(pK0=1,46)H2cO3MHCO3-H(pK1635)2-HCO3UCO34HPK2士 0.33)HCO3lHK二H2CO3CO|H4K2-3HCO3K1H2CO3HCO3I:2一H2.K1K2.屋HpC5=H7KHpc52.CO2=KIK2H2CO3H2H2CO3H2CO3K1H2CO3.K1K2H2；O3HH2H K21=(1-)1K1H:2.(1H2H)-1KIK2K2以上讨论未考虑CO与大气交换过程，故属于封闭的体系。以下考虑CO在气、液两相达到平衡时（开放体系）:CO2(a

32、q)=KHPCO21CT=C02(aq)/-0=KHpC02：01，K1,HC03=CT1=KHpC02KHpC02：0H答：碱度：碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受 H+的物质总量。总碱度=HC03+2CO32-+OH-H+酚猷碱度=CO32.+OH.-H2C。-H+苛性碱度=OH-HCO3-2H2CG*-H+酸度：是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出可或经水解能产生可的物质总量。包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐等。总酸度=H+HCO3-+2H2C。-OH-CO2酸度=H+H2CO*-CO32-OH无机酸度=H+-HCO3-2CO32-OH-与 pH 关系：pH=-

33、lgH+,即 pH 是H+的负对数。15 .论述土壤的组成和性质。2CO3=CT%14.什么是天然水酸度和碱度？如何计算？和pH 有什么关系?答：土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。固相指土壤矿物质（原生矿物和次生矿物质）和土壤有机质，两者占土壤总量的 9095%液相指土壤水分及其可溶物，两者合称为土壤溶液。气相指土壤空气。土壤中还有数量众多的细菌和微生物，一般作为土壤有机物而视为土壤固相物质。土壤矿物是土壤的主要组成物质，占土壤固体总量的 90%以上。它源于岩石的风化作用，在大小和组成上复杂多变。土壤矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物。土壤有机质概指土壤中动植物残体、微生物体及其

34、分解和合成的物质，是土壤的固相组成部分。约占土壤固体总重量的1%10%,土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气降水、灌溉水和地下水。这些水充当了土壤中所发生各种化学反应的介质，对于岩石风化、土壤形成、植物生长有着决定性的意义。土壤空气也是土壤的重要组分之一。土壤空气来源大气，它存在于未被水分占据的孔隙中，它对土壤微生物活动、营养物质的转化以及植物的生长发育都有重大的作用。总体来看，土壤空气和大气的主要成分都是氮气、氧气和二氧化碳。土壤中生活着一个生物群体，它们不但积极参与岩石的风化作用，并且是成土作用的主要因素。土壤生物是土壤的重要组成成分。土壤具有如下性质：(1) 土壤吸附性。土壤胶体以

35、其巨大的比表面积、带电性、土壤胶体的凝聚性和分散性以及土壤胶体的离子交换作用，使土壤具有吸附性。(2) 土壤酸碱性。由于土壤是一个复杂的体系，其中存在着各种化学和生物化学反应，因而土壤表现出不同的酸碱性。根据土壤中氢离子的存在方式不同，土壤酸度可分为活性酸度和潜性酸度。土壤的缓冲性能。土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力，其中土壤溶液中的各种弱酸及盐类，构成了一个良好的缓冲体系。(4)氧化还原性。氧化还原反应是土壤中无机物和有机物发生迁移转化并对土壤生态系统产生重要影响的化学过程。16 .名词解释：原生矿物、次生矿物、腐殖质、双电层及热力学电位、电动电位、 土壤阳离子交换量、 盐基饱和土壤、

36、盐基饱和度、 土壤酸度、活性酸度、潜性酸度、代换性酸度和水解酸度。答：原生矿物：各种岩石(主要是岩浆岩)受到程度不同的物理风化而未经化学风化而形成的物质，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变。次生矿物：原生矿物经化学风化后形成的新矿物，具化学组成和晶体结构都有所改变。腐殖质：腐殖质是生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成，是一种带负电的高分子弱电解质，分子量 300-30000,一般根据其在碱和酸溶液中的溶解度划分为三类：腐殖酸、富里酸、腐黑物。双电层：土壤胶体具有双电层，微粒的内部称为粒核，一般带负电荷，形成一个负离子层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引，形成一个正离子层（反离子层，包括非活动性离子层和扩散层），合称为双电层。热力学电位：决定电位层与液体间的电位差通常叫做热力学电位，在一定的胶体系统内它是不变的。电动电位：非活动离子层与液体之间的电位差。土壤阳离子交换量：每千克干土中所含的全部阳离子总量，称为阳离子交换量。盐基饱和土壤