大连理工大学

绪论2、简述环境问题的分类？（10分）答：环境问题是多方面的，但大致可分为两类：原生环境问题和次生环境问题。由自然力引起的为原生环境问题，也称为第一环境问题。由于人类生产和生活引起生态系统破坏和环境污染，反过来又危及人类自身和生存和发展的现象，为次生环境问题，也叫第二环境问题。原生环境问题和次生环境问题很难截然分开，它们之间常常存在着某种程度的因果关系和相互作用。4、什么是环境化学，学习环境化学有什么意义？（10分）答：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。意义：用来掌握污染来源，消除和控制污染，确定环境保护决策，以及提供科学依据诸方面都起着重要的作用。5、简述环境化学的分支学科。（10分）答：主要包括6类。环境分析化学：是研究化学品的形态、价态、结构、样品前处理和痕量分析的学科。环境污染化学：大气、水体和土壤环境化学，元素循环的化学过程。污染控制化学：主要研究与污染控制有关的化学机制及工艺技术中化学基础性问题。污染生态化学：是研究化学污染物在生态系统中产生生态效应的化学过程的学科。环境计算化学：主要利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质。环境生物化学：是研究环境化学品对生命影响的学科。第一章：1、 地球环境主要由哪些圈层构成？英文单词？各之间有什么联系？各有哪些性质？（10分）答：地球环境主要由大气圈（atmosphere）、水圈（hydrosphere）、土壤圈（pedosphere）、岩石圈（lithosphere）和生物圈（biosphere）构成。联系：大气圈、水圈、土壤圈和生物圈共同组成了地球环境系统，每个圈层都离不开太阳所提供的能量，这几个圈层密切联系，相互作用，不停的进行着物质、能量交换，维持着动态的自然平衡，使地球及其生物得以生存、繁衍和发展。性质：大气圈：是地球生物生存的重要物质条件，不仅是生命所需的要素，而且也参与地球表面的物质循环过程。其中空气垂直分布不均匀，大气的温度和密度等在垂直方向上呈不均匀分布，有大气温度层结和密度层结。水圈：是参与生命形成过程及其物质、能量转化的重要因素，是组成地球外壳最基本的自然圈层之一，处于连续的运动状态中。土壤圈：一般处于大气圈、岩石圈、水圈及生物圈的过渡地带，是联系有机界和无机界的中心环节。生物圈：主要由生命物质、生物生成性物质和生物惰性物质三部分组成，是地球上最大的生态系统，其中有多种类型的生态系统。岩石圈：厚度不均一，其板块的运动与岩石的形成与演化有密切联系。2、 环境介质、相的概念，连续和非连续的介质，对于污染物的运动变化有哪些影响？（10分）答：环境介质：某一具体的环境单元世界，可看作由物质、能量和信息三部分组成，其中有形的物质部分。相：系统中物理性质及化学性质均匀的部分。连续的介质使污染物的运动变化有一定方向性，污染物运动加快；非连续介质使污染物运动变化没有方向性，可吸附污染物使其运动发生改变，减缓污染物运动。3、 区分大气和空气的概念，各自对应哪个英文单词？（10分）答：大气（atmosphere）：是多种物质的混合物，是各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系，自然状况下，由干洁空气、水汽、悬浮颗粒物或杂质组成。空气（air）：除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体为干洁空气，主要成分有N2和02，以及少数的惰性气体等。4、什么是大气温度层结？各层结的特点如何？不同波长的太阳辐射，各能到达哪些层结？（10分）答：大气温度层结：静大气的温度在垂直方向上的分布，其动力是地球自转作用和对太阳辐射吸收的不同。根据大气的温度层结、密度层结和运动规律，大气可分为：对流层：温度随高度增加而降低，气体垂直运动剧烈，含有全部的大气质量的3/4的大气和全部水汽，大气中绝大多数天气现象都发生在对流层。平流层：温度随高度的增加保持不变或稍有上升，高度为15－35km范围内存在一臭氧层。该层空气垂直对流运动小，只能随地球自转而产生平流运动。平流层内水汽和尘埃都很少，几乎没有天气现象出现。中间层：温度随高度的增加而降低，空气垂直运动相当强烈。热层：温度随高度的增加而迅速上升，层内空气稀薄，处于高度电离状态。逸散层：空气更为稀薄，地球引力小，大气质点向星际空间逃逸。入〈lOOnm:太阳辐射到达热层；200nm〈入＜300nm:太阳辐射到达中间层；入〉300nm:太阳辐射到达对流层。5、简述大气颗粒物的来源和分类。（10分）答:来源:分为两种，一是天然来源，二是认为来源。天然来源包括地面扬尘、海浪溅出的泡沫、火山灰、森林火灾、宇宙陨星尘埃等。人为来源包括飞灰和气态污染物等。分类：①按来源分：天然来源颗粒物、人为来源颗粒物。按存在形态分：液态颗粒物、固态颗粒物、液固混合颗粒物。按形成方式分：一次颗粒物、二次颗粒物。按组成分：无机颗粒物、有机颗粒物。按粒径分：总悬浮颗粒物、降尘、飘尘、可吸入颗粒物及呼吸性颗粒物。1、臭氧是如何生成和损耗的（天然和人为因素）？（8分）答：臭氧存在对流层顶和平流层之间，臭氧的生成是由于平流层中氧气光解的结果。臭氧的天然来源为：O+hv—0+O（A〈243nm）22O+2O+M—2O+M23总反应为：3O+hv—2O23臭氧形成的人为来源：汽车尾气排放的氮氧化物光解形成的氧原子与氧气结合生成臭氧。复印机、高压电线释放物等都可以形成臭氧。NO+hv—NO+0（A〈420nm）2O+O+M—O+M23臭氧在正常情况下的耗损：臭氧的消耗过程，主要为吸收紫外光而光解和与氧原子反应生成氧气。O+hv—O+O32O+O—2O32正常情况下，臭氧的生成和耗损处于动态平衡状态。非正常情况下：由于水蒸气、NOx、氟氯烃等污染物进入平流层，它们能加速臭氧耗损过程，破坏臭氧层的稳定状态。Y+O—YO+O

32YO+O—Y+O总反应为：0+0—2032其中：Y=N0(N0,N0);H0(H,H0,H0);Cl0(Cl,Cl0)X2X2X2、 什么是温室效应？大气中有哪些温室气体？(6分)答：大气中的CO、CH等气体可以强烈地吸收红外辐射，起到了单向过滤作用，吸收了地面辐射出来的红外光，24把能量截留在大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。大气中温室气体有：二氧化碳、甲烷、氟氯烃、氮氧化物、臭氧，还有水，一氧化碳等。3、 试述全球气候变化的原因及影响。(6分)答：原因：分为自然原因和人为原因。其中，自然原因主要是自然的气候波动，包括太阳辐射的变化，火山爆发等。人为原因主要是人类活动的影响，包括人类燃烧化石燃料以及毁林引起的大气中温室气体浓度的增加，硫化物气溶胶浓度的变化，陆面覆盖和土地利用的变化等。影响：①对环境的影响：气候变化引起大气圈、水圈、生物圈等自然地理环境要素的变化，从而引起自然资源变化和自然灾害频繁，以及生态环境破坏。对人类生产生活的影响：由于环境变化，自然资源条件变化，从而影响人类的生产生活。如人体健康、产业领域、居住环境的变化。4、 Deducetheformulasforthecompoundswiththefollowingcodenumbers:(4分)(1)12;(2)113;(3)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：CFCl22113+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：CFCl23 3123+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)=2，所以分子式：CHFCl232134+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：CHF2245、 Deducethecodenumbersforeachofthefollowingcompounds(3分)CHCCl;(2)CCl;(3)CHCFCl3 3 4 3 2答：(1)2个碳，3个氢和0个氟，所以代码为：230-90=140；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。6、 举例说明怎样表示大气中的气体与同种气体在溶液中的平衡？(5分)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）]=KXpHG[G（aq）]—气体在溶液中的浓度（mol/L）;K—气体在一定温度下的亨利定律常数（mol/L・Pa）Hp—气体在大气中的分压（Pa）G举例：CO2在干燥空气中的含量为0.0314%，水在25°C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：水体富营养化的机理与危害。（8分）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。分别论述封闭和开放水体系中的碳酸平衡过程。（5分）答：水体中存在CO,HCO,HCO-,CO2-四种化合态。因为HCO含量极低，故把CO和HCO合并HCO*。2 2 3 3 3 2 3 2 2 3 2 3则水中存在的平衡体系为：以上讨论未考虑co2与大气交换过程，故属于封闭的体系。以下考虑co2在气、液两相达到平衡时（开放体系）：什么是天然水酸度和碱度？如何计算？和pH有什么关系？（10分）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=[HCO-]+2[CO2-]+[OH-]一[H+]33酚酞碱度=[CO2-]+[OH-]-[HCO*]-[H+]TOC\o"1-5"\h\z3 2 3苛性碱度=[OH-]-[HCO-]-2[HCO*]-[H+]3 2 3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H+或经水解能产生H+的物质总量。包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐等。总酸度=[H+]+[HCO-]+2[HCO*]-[OH-]3 2 3CO酸度=[H+]+[HCO*]-[CO2-]-[OH-]2 2 3 3无机酸度=[H+]-[HCO3-]-2[CO32-]-[OH-]与pH关系：pH=-lg［H+］，即pH是［H+］的负对数。论述土壤的组成和性质。（10分）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90~95%。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。（3） 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。11、 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、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。（14分）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，其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：当土壤胶体上吸附的阳离子均是盐基离子，且已经达到吸附饱和时的土壤。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为盐基饱和度。土壤酸度：土壤溶液中H+的存在方式，土壤酸度可以分为活性酸度和潜性酸度。活性酸度：是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称为有效酸度，通常用pH表示。潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和A13+。当这些离子通过离子交换作用进入土壤溶液中之后，即可增加土壤溶液的H+浓度。代换性酸度：用过量中性盐（如NaCl或KC1）溶液淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤中H+和A13+发生离子交换作用，而表现出的酸度。水解酸度：用弱酸强碱盐（如乙酸钠）淋洗土壤，溶液中的金属离子可以将土壤胶体吸附的H+和A13+代换出来，同时生成某弱酸。此时测定的弱酸的酸度为水解性酸度。环境污染物如何分类？主要来源？（9分）答：定义：进入环境后，使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质。分类：按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的类型可分为有机污染物、无机污染物和有机金属化合物；按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。来源：工业（如“三废”，有毒有害化学品等）；农业（如农药、化肥等）；生活（如固体废物、废水、废气）；服务业（如交通运输中排放的汽车尾气、废油等）。各环境介质中的典型化学污染物有哪些？来源？（12分）答：（1）空气中典型化学污染物SO2（主要来源于煤的燃烧）、NOx（如NO,NO2等，主要来源于矿物燃料的燃烧及汽车尾气、CO和CO2（来源于煤的燃烧，汽车尾气）、挥发性有机污染物（如烷烃、烯烃、芳烃，化石燃料的燃烧）、颗粒物、以及室内家俱装饰释放的甲醛、多环芳烃（PAHs）、多溴联苯醚（PBDEs）等。（2） 水中典型的化学污染物好氧有机物：碳水化合物、蛋白质、脂肪和纤维素等。有毒有机物：农药、表面活性剂、芳烃、药物等。金属离子、无机物：汞、铅、镉、铬、砷、氰化物等。饮用水消毒副产物（3） 土壤中典型的化学污染物农药：有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类等其他：污水灌溉、干湿沉降等。第二章：大气、水、土壤和生物相中的污染物可以发生哪些迁移行为？答：(1)大气中污染物的迁移：a风力扩散：由外摩擦力介入而产生的风因流经起伏不平的地形而具有湍流性质，使得由风力携带的污染物在较小范围内向各个方向扩散。风力越大，污染物沿下风向扩散的越快。b气流扩散：稳定大气不产生气流，而大气稳定度越差，气流越剧烈，污染物在纵向的扩散越快。c干沉降：大气污染物通过重力沉降或被地面建筑物、树木等阻留从而沉积在地面的过程，或者进入人或其他动物呼吸道(器官)并积留的过程。d湿沉降：大气中所含污染物气体或微粒物质随降水过程(雨水、雪等)降落并积留在地表的过程。水中污染物的迁移：a水流推移作用:污染物在水流作用下发生的迁移运动。b分散作用：包括：①分子扩散：由污染物分子的随机运动引起的。湍流扩散：湍流流场中，污染物质点之间及污染物质点与水分子之间由于各自的不规则运动而发生相互碰撞、混合。弥散：是由于水体横断面上的实际流速分布不均匀引起的。c重力沉降：吸附于水体颗粒物上的污染物可以发生物理性重力沉降或胶体颗粒沉降。d吸附和分配：天然水体是一个巨大的分散体系，其中的分散物质包括各种溶解态的离子和分子、胶体粒子、悬浮粒子以及较大的粗粒子等。这些粒子可以吸附水中的各种污染物质，明显影响着污染物在水体中的状态和迁移转化规律。e挥发：水体中污染物向大气迁移的重要过程，是在水-空气界面进行的物理迁移过程。土壤中污染物的迁移：a挥发；b分配；c淋溶、渗滤；d植物吸收；e土壤扩散生物相中污染物的迁移：a吸收、分布、排泄和生物转化。b生物富集、生物放大和生物积累。c植物提取、植物转运、植物固定、植物挥发以及根际效应。如何基于双膜理论，推导水中污染物的挥发动力学表达式？双膜理论：该理论认为：化学物质从水中挥发时，必须克服来自近水表层和空气层的阻力。这种阻力控制着化学物质由水向空气迁移的速率。假设：a膜层以外的气液相主体，由于流动的充分湍动，分压或浓度均匀化，无分压或浓度梯度，故无传质阻力。b相界面气/液达到平衡，无传质阻力。浓度差存在气膜(p-P)和液膜(c-c)内，故全部阻力存在两ii膜内。c在气液两相接触面附近，分别存在着呈滞流流动的稳态气膜与液膜。在此滞膜层内传质严格按分子扩散方式进行，膜的厚度随流体流动状态而变化。d在气液膜层内，浓度梯度在两个层中的分布是线性的，而在有效膜层以外，浓度梯度消失。推导：什么是干、湿沉降？酸雨的形成原因？确定降水的pH背景值，需要考虑哪些因素？干沉降(DryDeposition)：大气中的污染气体和气溶胶等物质随气流的对流、扩散作用，被地球表面的土壤、水体和植被等吸附去除的过程。湿沉降(WetDeposition)：大气中的物质通过降水而落到地面的过程。湿沉降对气体和颗粒物都是最有效的大气净化机制。包括雨除(Rainout)和冲刷(Washout)。酸雨形成原因：a酸性是大气化学过程和物理过程的综合效应。酸雨中含有许多无机酸(硫酸和硝酸)和有机酸(甲酸和乙酸等)，其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下为硫酸。b酸雨的形成过程为：SO+[O]-SO23SO+H0-HSOTOC\o"1-5"\h\z32 24SO+HO-HSO22 23HSO+[O]-HSO2 3 2 4NO+[O]-NO22NO+HO-HNO+HNO2 2 3 2c自然因素(火山爆发)和人为因素(含硫化物燃料燃烧等)排放到大气中的SO和NO经氧化后溶于水形成硫酸、2X硝酸和亚硝酸等致酸性物质，这是造成降水pH降低的主要原因。d许多气态或固态物质进入大气对降水pH也会有影响。大气中存在大量的固体颗粒物使降水具备了凝结核。大气颗粒物中许多金属如锰、铜和钒等是酸性气体氧化的催化剂，可以形成更多的酸性物质。e封闭的地形。在通风条件不好的封闭地区，风速小，空气的流动性差，空气污染物不易扩散，如果空气中酸性污染物的含量过多的话，易形成酸雨。确定降水的pH背景值，需要考虑哪些因素a大气中CO2以及各种酸性和碱性气体以及气溶胶物质的含量；b天然来源的强酸；c大气中的碱性尘粒和其他碱性气体(如NH)；d地区自然条件(如地质、气象、水文等的差异)。表征有机污染物多介质分配的参数有那些？如何定义？答：表征有机污染物在土壤/沉积物、水、空气以及生物体中多介质分配行为的参数有：土壤(沉积物)有机碳吸附系数(K)：Koc=K/X,K=C/C，其中C和C分别表示污染物在土壤(沉积物)OC pocpsw sw和水中达到平衡时的浓度，K为分配系数，X为沉积物中有机碳的含量；p oc正辛醇/水分配系数(K)：分配平衡时，某一有机化合物在辛醇相中的浓度(C)与其在水相中非离解形式浓OW O度(C)的比值；W水溶解度©丿：在一定温度下，该物质溶解在单位量的纯水中的最大量；正辛醇/空气分配系数(K)：分配平衡时，某一有机化合物在正辛醇中的浓度与空气中该化合物浓度的比值;OA空气颗粒物/空气分配系数(Kp)：某有机物在单位浓度TSP中颗粒物中的浓度与在空气相中的浓度的比值(单位：m3/“g)；蒸气压：某物质，当气相与其纯净态(液体或固体)达到平衡时的气压。根据电中性原理，计算降水的pH。电中性原理：溶液一定是电中性的，即阳离子所带电荷总量与阴离子所带电荷总量一定相等。由于降水要维持电中性，如果对降水中化学组分作全面测定，最后阳离子的浓度之和必然等于阴离子的浓度之和。计算：在未被污染的大气中，可溶于水且含量比较大的酸性气体是CO2,如果只把CO2作为影响天然降水pH的因素，根据CO2在全球大气浓度330mL/m3与纯水的平衡，可以求得降水的pH背景值。解得pH=5.6。理解并论述线性溶解能关系(LSER)。答：线性溶解能关系即LinearSolvationEnergyRelationships,简写为LSER。Kamlet等人的研究表明，溶解包括三个与自由能有关的过程：在溶剂中形成一个可以容纳溶质分子的空穴；溶质分子互相分离并进入空穴；溶质与溶剂间产生吸引力；SP=SP0+空穴项+偶极项+氢键项SP代表溶解度或与溶解、分配有关的性质(例如水溶解度、有机溶剂/水分配系数、生物组织间分配系数等)，常以某一测得值的对数表示；SP0代表模型中的常数项；空穴项描述在溶剂分子中形成空穴时的吸收能量效应；偶极项表示溶质分子与溶剂分子间的偶极-偶极和偶极-诱导偶极相互作用，这种作用常常是释放能量的；氢键项表示溶质分子与溶剂分子间的氢健作用，这种作用也是释放能量的。论述在哪些环境介质中，污染物可以有哪些吸附分配行为。吸附(adsorption):溶质在界面层浓度升高的现象。分配(partition)作用：物质在两种环境介质(Phase,media)之间迁移，最后达到平衡的现象。吸附分配作用的类型包括：a水体颗粒物-水；b水体沉积物-水；c大气颗粒物-空气；d土壤-水；e土壤-空气；f植物-空气；g水-空气；h水-脂相等等。吸附分配行为的机理分为：表面吸附、离子交换吸附以及专属吸附。a表面吸附：由于颗粒物具有巨大的比表面和表面能，颗粒物表面积越大，所产生的表面吸附能也越大，颗粒物的吸附作用也越强，它属于物理吸附；b离子交换吸附：由于环境中大部分以胶体形式存在的颗粒带负电荷，容易吸附各种阳离子，在吸附过程中，胶体每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，它属于物理化学吸附。c专属吸附：是指吸附过程中，除了化学键的作用外，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。专属吸附不但可使表面电荷改变符号，而且可以使离子化合物吸附在同号电荷表面。在水环境中，配合离子、有机离子、有机高分子和无机高分子的专属吸附作用特别强。第三章：重金属类污染物在环境中可以发生哪些迁移和转化行为？答：重金属类污染物的环境行为有：它们在环境中可以以游离态形式溶解，非溶解的可以挥发进入另一环境介质，也可以与某些物质形成沉淀，也可以发生氧化与还原作用，同时也可以与环境介质中某些物质形成配合物，还可以被动植物摄取，沿食物链进行迁移，难降解的物质可以富集在生物体内，同时重金属类物质还可以经过烷基化，吸附和淋溶作用在环境中进行迁移和转化。有机污染物的主要理化参数有那些？答：共有12个参数，分别是：土壤(沉积物)有机碳吸附系数(K)：K=K/X，K=C/C，其中C和C分别表示污染物在土壤(沉积物)ococpocpsw sw和水中达到平衡时的浓度，K为分配系数，X为沉积物中有机碳的含量。p oc正辛醇/水分配系数(K):分配平衡时，某一有机化合物在辛醇相中的浓度(C)与其在水相中非离解形式浓度OWO(C)的比值。W水溶解度(S)：在一定温度下，该物质溶解在单位量的纯水中的最大量。W正辛醇/空气分配系数(K)：分配平衡时，某一有机化合物在正辛醇中的浓度与空气中该化合物浓度的比值。OA空气颗粒物/空气分配系数(Kp)：某有机物在单位浓度TSP中颗粒物中的浓度与在空气相中的浓度的比值。蒸气压P：某物质，当气相与其纯净态(液体或固体)达到平衡时的气压。酸解离常数K：定义为Ka二[豊叮](对反应HA分A-+H+)，为了表示方便，K通常以负对数的形式a [HA]a表示，即表示成pK。书146页a[BH+][OH-]⑻碱解离常数K：定义为K二一点一(对反应H++B分BH+)，为了表示方便，K通常以负对数的形b b [B] b式表示，即表示成pK。书146页b水解速率常数kT：它实际上是某pH条件下的准一级水解反应速率常数，包括中性水解速率常数、强酸和强碱催化水解速率常数以及普通酸、普通碱催化水解速率常数等的贡献。kT的表达式可以简化为k二k[H+]+k+k[OH-]或者T A N Bk=k[H+]+k+kK/[H+]，其中K为水的离子积常数；k、k、k分别为酸性催化、碱性催化、中性过T A N BwwABN程的二级反应水解速率常数，可以由实验测得。书149页气相中有机污染物与•0H的反应速率常数k:k是表征有机污染物在大气中归趋的重要参数。书152页OHOH水相中有机污染物被•0H氧化降解的反应速率常数k:k是表征有机污染物在水环境中的环境行为的基础OO数据。书155页微生物降解速率常数k：-黑=k[C]，符合一级反应动力学，k越大，降解半衰期越短，微生物降解b d[t] b b能力越强。书156页简述有机污染物的主要环境行为及其参数。答：环境行为分为迁移行为和转化行为。其中，迁移行为包括挥发、吸附和分配等。挥发：只污染物从水相、土壤相或植物相中迁移到气相的过程。与其相关的参数为挥发速率常数K。v吸附和分配：吸附是指溶质在界面层浓度升高的现象；分配是指物质在两种不同环境介质间迁移，最后达到平衡的现象。与其相关的参数主要有土壤(沉积物)有机碳吸附系数K、水溶解度S、蒸气压P、正辛醇/水分配ocw系数K、正辛醇/空气分配系数K。ow oa转化行为分为以下几种：光化学反应：主要参数为量子产率和速率常数。酸碱解离反应：主要参数为酸碱解离常数。水解反应：主要参数为水解速率常数。自由基或活性氧引发的氧化降解反应：主要参数为在气相或水相中有机污染物与•0H的反应速率常数。生物降解反应：主要参数为微生物降解速率常数。什么是光化学反应?可以分为哪几类?答：光化学反应(photochemicalreaction)：是物质(原子、分子、自由基或离子吸收光子所引发的化学键断裂和生成的化学反应。1、光解光解生成自由基醛和酮分子经230~330nm的光照射，可以断裂为两个自由基。过氧化合物中的0-0键和脂肪偶氮化合物R'-N=N-R中的C-N键也可以发生这种类型的反应。R'-N=N-R光解可以产生稳定的产物N2,可以生成大量的R•自由基。光解生成小分子醛分子经光照射后还可以分裂为两个小分子：2、分子内重排在某些情况下，化合物在吸收光量子后能够引起分子内重排。例如，邻硝基苯甲醛吸收光能后，可发生如下反应：邻硝基苯甲醛3、光致异构化某些有机化合物吸收光能后，可发生光致异构化反应，例如4、摘取氢的反应当溶解在异丙醇溶液中的二苯酮受到光的照射时，激发三线态的二苯酮可以抽取异丙醇分子上的a氢，这是一个摘取氢的反应，即：5、 光致聚合反应光致聚合反应实际上也是环加成反应，a，B-不饱和羰基化合物可以经光照生成二聚体。另外，环境中八氯代二苯并二噁英的一个重要来源为大气液滴中五氯苯酚的光化学合成，反应如下：PCP Octachlorodibenzo-p-dioxin(OCDD)6、 光敏化反应在光化学反应中，某些化合物能够吸收光能，但自身并不参与反应，而把能量转移给另一化合物，使之成为激发态参与反应，这样的反应成为光敏化反应。吸光的物质称为光敏剂(S),接受能量的化合物称为受体(A)。光敏化反应可表示为：s(s丿tS(TJ 系间窜跃S(S丿+A(S°)tS(S°)+A(T1) 能量转移S(T1)+A(S°)tS(S°)+A(T1) 能量转移简述光吸收过程的基本原理。答：原子和分子可以平动，分子还可以振动和转动，每一种运动都有一定的能量，这种能量是不连续的。电子吸收一定能量后，可以由低能级向高能级跃迁。根据分子轨道理论，电子在轨道中的分布服从Pauli不相容原子和能量最低原子。一个分子有多少原子价电子轨道就有多少个分子轨道，分子轨道有不同能级，只有与能级间能量差相近的光子才能被粒子吸收。分子轨道粒子吸收光子而从基态变为激发态，电子激发类型为O-O*,n-o*，n-n*和n-n*，并遵守朗伯-比尔定律。跃迁和激发是两种主要形式。&简述光物理过程和光化学过程答：光物理过程：激发态物质回到较低能级或激发态过程。包括振动驰豫、内部转变、辐射荧光、系间窜越，辐射磷光、热失活和能量转移。其中振动驰豫主要是指：在较高能级上的分子，可以通过碰撞释放能量而回到能量较低的振动态的过程。内部转变是指电子从激发单线态回到基态，同时释放热能的过程。激发单线态的电子具有不同振动能级的基态位置，发出紫外或可见光。系间窜跃是电子从激发单线态回到较低的激发单线态轨道，并发生自旋反转的过程。辐射磷光：处于某一时刻状态的分子回到基态，同时释放光能的过程。热失活是指氧、一氧化氮等分子与激发态分子相碰撞，使能量以热的形式耗散。能量转移使指激发态分子与分子相碰撞，使另一个分子成为激发态的过程。光化学过程：激发态分子通过各种反应生成新物质的过程。光化学过程包括单分子反应（光解、分子内重排、光致异构化），双分子反应（摘取氢和光致聚合）在某些情况下，化合物在吸收光量子后能够引起分子内重排和异构化反应。而某些羰基化合物容易发生摘氢反应和光致聚合反应。简述光化学的基本定律。光化学第一定律：只有被体系吸收的光，对于产生光化学反应才是有效的。该定律指出，照射在反应体系中的光，必须在能量或波长上满足体系中分子激发的条件，否则将不能被分子所吸收。但应指出的是，即使照射光的能量满足激发所需，若未被体系中的分子所吸收，则光照同样不能引发光化学反应。光化学第二定律：分子吸收光的过程是单光子过程。这一定律简单地说，就是每个分子只能依靠吸收一个光量子而达到它的激发态。在普通光照射的情况下，该定律是适用的。化学物种吸收光子后，所产生的光物理或光化学过程的相对效率可用量子产率表示，其定义式为：如果光物理和光化学过程具有发生，则工①=1,即所有初级过程的量子产率之和必定等于1。i影响污染物直接光解速率的因素有哪些？为什么？直接光解速率常数的计算公式为：可以看出直接光解速率与以下因素有关：光解量子产率：光化学反应的量子产率表示发生光化学反应的物质对光子的利用效率。摩尔吸光系数；它表示物质对某一波长光的吸收特性，因而是鉴定化合物的重要依据。该值越大，表示物质对某一波长光的吸收能力越强。光强光程其中，光程和光强主要反映了环境条件的影响；量子产率和摩尔吸光系数则说明：分子的本质特征是决定其能否光解及光解速率大小的内因。简述光催化反应原理。答：定义：光催化降解指在有催化剂存在的条件下，有机物的降解（分解）反应。通常是催化剂吸收光子，通过链式反应，生成强氧化性/还原性的自由基，导致物质降解。光催化反应的原理：半导体是一种活性粒子，含有能带结构。当半导体催化剂受到能量大于其禁带宽度的光辐射时，价带里的电子被激活进入导带，同时在价带区形成空穴。电子具有高活性的还原位能而空穴具有高活性的氧化位能，从而可在半导体表面诱发一个催化反应。书112页简述大气中重要吸光物质的光离解。（1） 氧分子和氮分子氧分子的键能为493.8kJ/mol，通常认为240nm以下的紫外光可以引起0?的分解。N的键能较大，为939.4kJ/mol，对申＜24拆为127nm。2 O2+hv —— O+O（2） 臭氧的光离解 2 nm

臭氧吸收1180nm以下的光就可以离解，但主要吸收290nm以下的光，较长波长的光可能进入对流层和地面。⑶no2的光离解NO2的键能为300.5kj/mol，是城市大气中的重要吸光物质，在290-410nm有吸收。据称是大气中唯一已知0的人为来源。3硝酸和亚硝酸的光解离2次级过程初级过程次级过程HNO+hv12°一335nm>HO+NO初级过程2次级过程初级过程次级过程3HO+COTCO+H2H+O+MtHO+M222HOtHO+O2222S02的光吸收S0?的键能为545.1kj/molo初级过程次级过程初级过程次级过程卤代烃的光离解以卤代甲烷为例：11・简述光化学烟雾的反应机理。答：定义：含有氮氧化物NO和碳氢化合物RH等一次污染物的大气，在日光照射下发生光化学反应而产生二次x污染物(03、醛、PAN(过氧乙酰硝酸酯)、H202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，称为光化学烟雾。产生条件：大气中有氮氧化物与碳氢化物的存在；大气温度较低；有强的阳光照射。机理：光化学烟雾简化的反应机理，即关键性的反应如下：引发反应主要是N02光解导致03的生成；碳氢化合物(例如丙烯)氧化生成具有活性的自由基，如・OH、H02、R02等;通过如上途径生成的自由基促进了N0向N02的转化；反应终止的条件：NO、RH等消耗殆尽，％、NJPAN、hn03等最终形成。其具体机理如下:丞430nm>其具体机理如下:丞430nm>NO+ONO2+hv-12.简述二氧化硫的气相氧化罄。m"o3+M答：(1)直接光氧化(2)被自由基氧化(如0H)其他自由基氧化:O3+NO“3>o2+NO2RH+HOO2>RO2+H2ORCHO+HOO2>RC(O)C2+H2ORCHO+hv2O2>RO2+HO2+COCHCH00CHCH00+S0TCH电H0传+反S03 2 3 :HO2+NO >NO2+HORO2+NOO2TNO2+RCHO+HO2

RC(O)C2+NOO2>NO2+RO2+CORO2+HO+SOtHO+SO223CHO+SOtCHO+SO32233CHC(O)O+SOtCHC(O)O+SO3223313.理解生物降解的基本概念。书155页答：生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一，依赖于环境微生物的酶催化分解反应。由于环境微生物的普遍存在，生物降解也是一种广泛存在于水体、底泥、土壤中的环境行为，与光化学转化、化学转化并列成为环境中的三大转化行为。生物降解是指在微生物的作用下，使复杂的化合物结构破坏并分解为简单物质的过程。该过程可在有氧或无氧的条件下进行，有氧条件下的最后产物主要是二氧化碳、水、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐；无氧条件的最后产物是氨、硫化氢和有机酸等。生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一。有机物如果被降解成二氧化碳、水等简单无机化合物，则为彻底降解，否则为不彻底降解。该过程改变了有机污染物的结构，使特定的化学物质从环境系统中去除。论述污染物在环境中能够发生哪些转化过程。书96页答：污染物的转化(transformationofpollutants)是指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变其存在形态或转变为不同物质的过程。广义上讲，污染物的转化可分为物理转化、化学转化和生物化学转化。其中，物理转化包括污染物的相变、凝聚及放射性元素的蜕变等。化学转化主要包括光化学转化、氧化-还原和络合水解等作用，通过化学转化，往往发生了原有化学键的断裂和新化学键的生成。生物化学转化是污染物通过生物的吸收和代谢作用而发生的变化，主要是指生物降解。污染物的转化与迁移不同，后者只是空间位置的相对移动。不过，环境污染物的迁移和转化往往是伴随进行的，例如酸沉降，既涉及酸性气体(如so2和no2)的氧化反应，又涉及其转化产物的迁移过程。第四章：物质通过生物膜的方式主要有哪几种？如何定义？分别有何特点？答：(1)膜孔过滤直径小于膜孔的水溶性物质，可借助膜两侧的静水压及渗透压经膜孔滤过。(2)被动扩散脂溶性物质从高浓度向低浓度侧扩散。扩散速率服从费克定律。特点：脂/水分配系数越大，分子越小，不容易离解的分子，扩散系数越大。被动扩散不需要耗能，不需要载体参与，没有特异性选择、竞争性抑制及饱和现象。被动易化扩散在高浓度侧与膜上特性性蛋白质结合，通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质。特点：它受到膜特异性载体及其数量的制约，因此有特异性选择，竞争性抑制和饱和现象。主动转运在需要消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出蛋白质和原物质。所需要的能量来自于ATP。这种转运具有特异性选择、竞争性抑制和饱和现象。例如钾离子的主动转运(5)胞吞和胞饮少数物质与膜上某种蛋白质具有特殊的亲和力，当其与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为胞吞，液体物质的这一转运称为胞饮。总之，物质通过生物膜的方式取决于膜内外环境、膜的性质和物质的结构。解释ADME的内容。答：ADMEisanacronyminpharmacokineticsandpharmacologyforabsorption,distribution,metabolism,andexcretion,anddescribesthedispositionofapharmaceuticalcompoundwithinanorganism.“ADME"即“生物转化”，指机体对外源化学物的吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)及排泄(excretion)过程。外源化学物的代谢和排泄合成为消除，吸收、分布、代谢和排泄的过程可能同时发生。何为剂量-反应关系和剂量-效应关系？答：毒理学把读物剂量或浓度与引起个体生物学的变化称为效应，把引起群体的变化称为反应。这种毒物剂量与反应(效应)变化之间的关系称为剂量-反应(效应)关系。剂量-反应关系：指外源化合物的剂量与出现某种效应的个体在群体中所占比例的关系。剂量-效应关系：外源化合物的剂量与在个体中引起某种效应(计量指标)的强度改变的关系。主要表现为直线关系(a)、对数曲线关系(c)和S状曲线关系三种(b)(如图所示)。剂量-反应(效应)曲线直线关系，在这种关系中，剂量改变与效应强度或反应率成正比，这种关系是少见的(线a)。对数曲线关系，是一条先锐后钝的曲线，当将剂量换算成对数剂量时，可转换成直线(线c)S状曲线，当群体中的全部个体，对某一化合物的敏感性变异，呈对称正态频数分布时，剂量与反应率关系成S状曲线(线b)。如果将效应强度或发生率用概率单位表示，剂量用对数来表示，S形曲线亦变成直线。影响毒物毒性的因素有哪些？哪些指标可以量化毒物毒性大小？答：毒物：进入生物机体后能使体液和组织发生生物化学变化，干扰或破坏机体的正常生理功能，并引起暂时性或持久性的病理损害，甚至危及生命的物质。毒性(toxicity)影响因素影响毒物毒性的因素很多，而且很复杂。概括来说：有毒物的化学结构及理化性质(如毒物的分子立体结构，分子大小，官能团，溶解度，电离度，脂溶性等)；毒物所处的基体因素(如基体的组成，性质等)；机体暴露于毒物的状况(如毒物剂量，浓度，机体暴露的持续时间、频率、总时间、机体暴露的部位及途径等)；生物因素(如生物种属差异、年龄、体重、性别、遗传及免疫情况、营养及健康情况等)；（5）生物所处的环境如生物环境（温度、湿度、气压、季节及昼夜节律的变化、光照、噪声等）；其中关键因素之一是毒物的剂量（浓度）。毒性指标计量指标:用测量值表示毒性强度的差别。如有机磷农药抑制胆碱酯酶的程度，用胆碱酯酶的活性表示。计数指标:这类毒性效应只有"有或无"的差别，没有性质和强度的差别。计数指标主要用于群体，所得到的测定值是非连续性的，通常以一个群体中某效应的出现率表示，常用于生态毒理研究及生态风险评价之中。什么是生物富集、生物放大和生物积累？它们的区别和联系？影响生物富集因子的因素有哪些？生物富集因子和正辛醇/水分配系数之间有什么关系？如何推导生物积累的动力学。答：【l】a生物富集：是指生物通过非吞食方式，从周围环境中蓄积某种元素或难降解性物质，使其在机体内的浓度超过周围环境中的浓度的现象。b生物放大：同一食物链上的高营养级的生物，通过吞食低营养级生物而蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内浓度随营养级数升高而增大的现象。c生物累积：所谓生物积累，就是生物从周围环境和食物链蓄积某种元素或难降解性物质，使其在机体中浓度超过周围环境中浓度的现象。生物积累也用生物浓缩系数表示。【2】区别和联系生物富集是生物从周围环境中续集某种元素或难降解性物质；生物放大专指具有食物链关系的生物说的，如果生物之间不存在食物链关系，则用生物富集或生物积累来解释；生物放大或生物富集是属于生物积累的一种情况【3】影响生物富集系数的因素：a污染物质性质因素：脂溶性、水溶性和可降解性。一般，降解性小、脂溶性高、水溶性低的物质，生物浓缩系数高。b生物特征方面影响因素：生物种类、大小、性别、器官、发育阶段。c环境条件方面的影响因素：温度、盐度、pH值、氧含量、光照状况等。【4】生物富集因子和正辛醇冰分配系数（KOW）之间的关系：可以用KOW来估算生物富集因子，生物富集因子和KOW成线性相关。KOW增大，则BCF增大。【5】动力学水生生物对水中难降解性物质的富集是生物对其吸收速率、消除速率以及由于生物体的生长所造成的稀释速率的总和。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）是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的活性部位是铁卟啉的铁原子。第五章：一、 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：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•H2O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，并排出缓慢。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。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，并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。锡（Sn）：比较活泼，在自然界中均以化合状态存在，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珐琅，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。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：氰化物(cyanide)：指带有氰基CN的化合物。通常人们了解的氰化物都是无机氰化物，是指包含有CN啲无机盐。来源：水中氰化物的主要来源为工业污染。氰化物和氢氰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氰废水，其中电镀工业是排放最多的。另外，氰化物还被大量用于黄金开采中，这也是一个污染来源。危害：氰化物都有剧毒，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。氰化物进入人体后，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。砷化物(arsenide)：砷是一种类金属元素，在自然界中主要以硫化物矿的形式存在。来源：环境中砷污染的主要来源是化工、冶金、火力发电等工业排放的三废，以及以砷化物为主要成分的农药。危害：砷具有毒性，易从五价还原到三价，而三价砷比五价砷的毒性更强。有研究表明，在人工培养的细胞中，三价砷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，砷还具有致癌性，并能引起催化剂中毒。二、什么是POPs?POPs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)能够长远距离迁移并长期存在于环境，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POPs具有四个特征：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留数年甚至更长时间。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，并可通过食物链生物放大达到中毒浓度。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，并可通过“蚱蜢跳效应”、“全球蒸馏”等迁移到偏远的地区。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：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2个月，在土壤或沉积物中半衰期大于6个月。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K>105。OW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。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。POPs公约是指《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、多氯代二苯并二噁英和呋喃。其中前9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噁英和呋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，POPs公约的第四次缔约国大会又增加9种POPs，分别为a-六六六、B-六六六、Y-六六六、开蓬/十氯酮、五氯苯、六溴联苯醚和七溴联苯醚、六溴联苯、全氟辛烷磺酸及其盐类，前5种属于杀虫剂，后4种属于溴代阻燃剂，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POPs公约涵盖的污染物及分类归纳如下：三、PCBs,PBDEs,PCDEs,PFOS/PFOA分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：①PCBs: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。PCB具有良好的热稳定性、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，高度化学惰性及髙介电常数，能耐强酸、强碱及腐蚀性。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污染问题才逐渐被重视。据WHO的数据，全世界生产的约200万吨的工业PCBs，有31%左右已排放到环境中。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“蒸馏效应”，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含量超出了安全值的5倍。2004年报道在俄罗斯靠北极地区人群中的5%人血脂中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)。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：限制开放性使用或禁止生产和使用PCBs。2治理已有的PCBs污染。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，并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。PBDEs：polybrominateddiphenylethers，多溴代联苯醚，是一种应用广泛的溴代阻燃剂，结构如图。具有与PCBs相类似的结构。化学性质非常稳定。PBDEs来源：PBDEs被广泛应用于商业、纺织业、塑料和电器产品等行业中。在产品的使用过程中，PBDEs可通过蒸发和渗漏等进入环境，焚化和报废含有PBDEs的废弃物也是PBDEs在环境中的主要来源。除此之外，阻燃剂生产厂边也直接排放一些PBDEs。进入大气中的PBDEs会通过大气干湿沉降作用向水体和土壤转移。家具是室内空气中PBDEs的主要来源。环境水平：PBDEs极易从产品散逸出来进入环境。20世纪80年代以来发现，环境中PBDEs的含量逐年升高。PBDEs由于具有低挥发性和水溶性而极易吸附于泥土和颗粒上，所以大部分沉积在据污染源较近河流的底泥中和空气悬浮颗粒中，而低溴代联苯醚具有比高溴代联苯醚更高的挥发性、水溶性和生物富集性，所以普遍存在于河底底泥、水、空气和生物样品中。据检测，在一些与PBDEs产业发达的地区如土壤、大气、河底底泥、鱼类及电子垃圾拆解工人血液中，高溴代和低溴代联苯醚含量都很高。室内空气中的含量一般高于室外。在食物、血液和母乳中也有检测到高含量存在。毒理学效应：一般认为，由于PBDEs和PCBs在结构上很相似，其毒性也具有相似性。PBDEs会扰乱甲状腺激素的作用。尽管如此，也不能认为它们毒性相同。PBDEs不像PCBs和二噁英那样会对Ah受体具有强烈的诱导作用，低溴代的PBDEs具有较高的致癌性和内分泌干扰特性，而高取代的PBDEs毒性较小。大气、土壤和水体中痕量的PBDEs可通过食物链最终进入人体，可能对人体和高级生物的健康造成危害，对生物有肝肾毒性、生殖毒性、胚胎毒性、神经毒性和致癌性等，能干扰内分泌，改变动物的本能行为，对人类特别是儿童可能具有潜在的发育神经毒性。污染防治措施：1禁止使用PBDEs，并制定出台相关法规。对废弃物进行处理，并对有害废弃物作严格的规范性处理。如将电子产品回收，通过处理后再使用；不回收的，全部掩埋。国家建立和完善政府绿色采购政策和相关的采购标准，优先采购环境友好的产品，引导电器与电子产品生产向绿色化方向发展。PCDEs：polychlorinateddiphenylethers，多氯代联苯醚，是一类具有持久性、生物累积性并能造成全球污染的有机氯化合物，其结构如图。PCDEs来源：PCDEs与PCBs有相似的用途，可作为液压油，电子绝缘体、阻燃剂、润滑剂和增塑剂，其衍生物也用作杀虫剂和抗菌剂。PCDEs在环境中的广泛分布除了其工业用途外，还有两个主要来源，一是来源于氯代苯酚和氯代苯氧乙酸的副产物，历史上氯代苯酚和氯代苯酚钠盐广泛用于木头防腐剂、杀真菌剂和除草剂等，这些化工品含有一定量的PCDEs，另一来源是不完全燃烧过程如城市垃圾焚烧炉等，这些不完全燃烧过程向环境中排放PCDEs。环境水平：PCDEs已经在全球范围内的环境介质、生物体和人体中广泛存在，对全球生态系统造成了一定污染。目前已在飞灰、沉积物、鱼、海鸥、猫头鹰和人体脂肪组织中检测到了PCDEs。PCDEs在食物链中的生物放大作用在较高营养级中已观察到，处在食物链最顶端的动物PCDEs最高。毒理学效应：一些研究表明，PCDEs具有与PCBs相似的免疫毒性，能够引起广泛的毒性和生物化学响应oPCDEs可影响到生物体诸如免疫功能、激素代谢、生殖遗传等各个方面。PCDEs的靶器官是肝脏和甲状腺。PCDEs先进入血液和肝脏后，再分配到动物脂肪和肌肉中。还有研究表明，PCDEs还可能影响出生率，有致癌、致畸、致突变作用。污染防治措施：1禁止使用该类物质。2加强环境分析方法研究，大力推广更准确的采用低分辨质谱的内标法，长期目标应是推动高分辨率质谱的普及使用，以取得更准确的分析结果。3开展标准物质合成。4进行毒理研究。5加强新型绿色阻燃剂的开发。6加强环境基础研究，抓紧有关政策的制定。PFOS/PFOA：PFOS（perfluorooctanesulfonate,全氟辛烷磺酸基化合物）与PFOA（perfluorocaprylicacid,全氟辛酸）是环境中常被检出的两种典型的PFCs（全氟化合物），且它们是多种PFCs在环境中的最终转化产物，可在生物体内蓄积且不易降解，结构如图。PFOSPFOA来源：PFOS和PFOA的使用量很大，环境中的PFOS和PFOA主要有两个来源：一是产品中含有或产品制造过程中需要的该类表面活性剂（如PFOA类表面活性剂）；二是含有该类物质