2025年大学《化学》专业题库- 环境化学在污染治理中的作用

2025年大学《化学》专业题库——环境化学在污染治理中的作用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的字母填入括号内，每题2分，共20分）1.下列哪项不属于环境化学研究的主要领域？A.污染物的环境迁移转化规律B.环境污染物的检测与监控技术C.环境污染的成因分析D.环境污染治理技术的研发与应用2.某污染物在环境介质（如土壤或水）中从高浓度区域向低浓度区域的自发迁移过程，主要依赖于：A.扩散作用B.沉降作用C.生物降解作用D.吸附-解吸过程3.下列哪种治理技术主要利用微生物的代谢活动将污染物分解为无害或低害物质？A.吸附法B.催化氧化法C.混凝沉淀法D.生物修复法4.在水处理中，使用活性炭去除有机污染物，主要利用了活性炭的：A.沉淀作用B.氧化作用C.吸附作用D.催化作用5.光催化氧化技术利用半导体材料在光照下产生的强氧化性物质（如羟基自由基）降解有机污染物，其主要优点之一是：A.能处理高浓度盐废水B.操作条件温和，通常在常温常压下进行C.适用于处理所有类型的重金属离子D.投资成本非常低廉6.对于难以生物降解的持久性有机污染物（POPs），以下哪种治理技术相对更有效？A.好氧生物降解B.吸附法C.燃烧法D.膜分离法7.向水体投加化学药剂，使水中的悬浮物或溶解性污染物形成絮体而沉淀分离的方法，称为：A.吸附法B.混凝沉淀法C.氧化还原法D.萃取法8.下列哪项不是影响土壤中污染物生物有效性的重要因素？A.污染物的溶解度B.土壤的pH值C.土壤有机质含量D.污染物的降解速率常数9.某污染治理技术过程遵循化学平衡原理，通过改变条件使污染物转化为溶解度更小的沉淀物，此技术为：A.吸附B.混凝沉淀C.离子交换D.压缩气浮10.评价某种污染治理技术效果时，通常关注的指标不包括：A.处理效率（如去除率）B.投资成本C.操作运行费用D.污染物最终的无害化程度二、填空题（请将答案填入横线上，每空1分，共15分）1.环境化学研究的核心问题是污染物在环境介质中的__________、____________和__________。2.污染物从气相转移到液相的过程称为__________，其驱动力通常是分压差。3.好氧生物处理是利用好氧微生物降解有机污染物的过程，其主要产物是__________和__________。4.活性炭具有高度发达的__________和巨大的__________，是常用的吸附剂。5.臭氧（O₃）是一种强氧化剂，在环境治理中可用于__________有机污染物和__________某些无机污染物。6.土壤修复技术主要包括物理修复、化学修复和__________修复三大类。7.在水处理中，混凝沉淀主要去除的是悬浮物和__________性污染物。三、简答题（请简明扼要地回答下列问题，每题5分，共20分）1.简述吸附法治理水污染的原理及其主要影响因素。2.与传统活性污泥法相比，生物膜法处理污水的优点有哪些？3.简述重金属污染土壤的修复难点。4.简述化学沉淀法处理含砷废水的原理。四、论述题（请结合所学知识，全面、深入地回答下列问题，每题10分，共20分）1.针对某城市污水处理厂出水中仍残留一定浓度的难降解有机物（如内分泌干扰物），请设计一个至少包含两种不同原理的深度处理方案，并论述各步骤的设置目的和预期效果。2.分析影响土壤污染治理技术选择的关键因素有哪些？为什么？---试卷答案一、选择题1.C*解析：环境化学主要研究污染物与环境系统的相互作用，包括迁移转化、检测监控以及治理技术，C选项属于环境科学或污染成因分析的范畴。2.A*解析：扩散（包括分子扩散和对流扩散）是物质从高浓度区域向低浓度区域的自发运动驱动力，是污染物迁移的基础机制。3.D*解析：生物修复法的核心是利用微生物的代谢活动来降解或转化污染物。A是物理吸附，B是高级氧化，C是混凝沉淀。4.C*解析：活性炭去除有机污染物主要依靠其巨大的比表面积和丰富的孔隙结构提供的吸附能力。5.B*解析：光催化氧化法通常在常温常压下，利用太阳能或可见光作为能源，能耗低，环境友好。A、C、D并非其主要突出优点。6.C*解析：燃烧法可以通过高温使POPs发生热解或燃烧，实现破坏其化学结构的目的，对于稳定性极高的POPs效果较好。其他方法效果有限。7.B*解析：混凝沉淀是通过投加混凝剂，使水中胶体和悬浮物脱稳、聚合形成絮体并沉淀分离的过程。8.D*解析：生物有效性指污染物能被生物体吸收并产生毒性的程度，受溶解度、环境条件（pH、OM）等多种因素影响，与降解速率常数（反映去除速率）关系不大。9.B*解析：混凝沉淀利用化学沉淀原理，通过沉淀反应去除污染物。10.D*解析：评价治理技术效果需关注处理效率、运行成本、能耗等效益指标，以及污染物去除率、达标情况等效果指标。最终的无害化程度是治理的目标，而非评价指标本身。二、填空题1.迁移，转化，归宿*解析：环境化学关注污染物如何移动、如何变化以及在环境中最终去向的问题。2.吸附*解析：气相污染物进入液相的过程在环境化学中常被称为吸附。3.二氧化碳，水*解析：好氧微生物降解有机物的主要代谢产物是二氧化碳和水。4.孔隙结构，比表面积*解析：活性炭的吸附能力与其内部发达的孔隙和巨大的表面积直接相关。5.分解，氧化*解析：臭氧作为强氧化剂，能破坏有机物的化学键，使其分解，也能氧化一些还原性无机物。6.生物*解析：土壤修复方法按作用机制可分为物理、化学和生物三大类。7.溶解三、简答题1.原理：吸附法是利用固体吸附剂（如活性炭、硅胶）表面与水中污染物分子之间的作用力（物理吸附或化学吸附），将污染物从水相转移到吸附剂表面的过程。主要影响因素：吸附剂性质（种类、表面积、孔径）、污染物性质（浓度、分子大小、极性、水溶性）、环境条件（温度、pH值）以及接触时间等。2.优点：处理效率高，尤其对难降解有机物；抗冲击负荷能力强；能同步去除部分氮磷；剩余污泥产量相对较低；可在固定床或移动床中运行，管理方便。3.难点：重金属在土壤中形态复杂多样，存在形态转化，生物有效性难以准确评估；土壤环境复杂，基质影响大，修复过程难控制；重金属难以彻底去除，易造成二次污染；修复成本高，技术要求高，大规模应用难度大。4.原理：向含砷废水投加化学沉淀剂（如铁盐FeCl₃、FeSO₄或铝盐Al₂(SO₄)₃、明矾），调节pH值，使砷以砷酸氢盐（H₃AsO₄）的形式存在，当pH升高到一定程度（如Fe³⁺盐处理时pH>3.5-4.0，Al³⁺盐时pH>5.0），砷酸根离子与铁（铝）离子结合生成溶解度极低的砷的氢氧化物或氧化物沉淀（如Fe(OH)₃·xHAsO₄或FeAsO₄·xH₂O），通过沉淀分离去除。四、论述题1.设计方案：a.高级氧化单元（如Fenton/类Fenton氧化）：针对深度处理，可选用高级氧化技术。例如，采用化学芬顿法，利用过氧化氢在催化剂（如Fe²⁺）存在下产生羟基自由基（·OH），其具有强氧化性，能有效降解残留的难降解有机物。此步骤能有效提高污水中CODcr和BOD₅的比值，去除部分有毒有害物质。b.膜分离单元（如纳滤NF或反渗透RO）：在高级氧化后，可进一步采用膜分离技术。纳滤能有效截留残留的有机物、部分多价离子和微生物，进一步降低水的色度和浊度。如果水质要求极高，可选用反渗透，提供更高的脱盐率和更高的纯净度。预期效果：高级氧化能有效降解难降解有机物，降低毒性；膜分离能进一步去除残留溶解性有机物、盐分和微生物，使出水水质达到更高的标准。2.关键影响因素：a.污染物的性质：如污染物的种类、浓度、形态（水溶态、固相结合态）、生物毒性、迁移转化能力等。不同污染物对治理技术的响应不同。b.土壤的性质：如土壤类型（砂土、粘土、壤土）、土壤pH值、有机质含量、氧化还原电位、孔隙度、水分含量等。这些因素显著影响污染物的迁移、吸附、降解以及治理