环境化学第二版课后习题参考答案

习题

第•章绪论

2、根据环境化学的任务、内容和特点以及发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课？

环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科

学。环境化学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的一门新型科学。其内容

主要涉及：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态，潜在有害物质的来源，他们在个别环境介质中和不同介质

间的环境化学行为：有害物质对环境和刍态系统以及人体健康产生效用的机制和风险性：有害物质已造成影响的缓解

和消除以及防止产生危吉的力法和途径。环境化学的特点是要从微观的原子、分于水平上来研完宏观的环境现象及变

化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。目前，国界上较为重视元索（尤

其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化学循环及其相互偶合的研究：重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暧等全

球变化问题。当前我国优先考虑的环境问题中及环境化学密切相关的是：以有矶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；工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土杀的污染。

3、环境污染物有哪些类别？主要的化学污染物有哪些？

按环境要素可分为：大气污染物、水体污染物和工业污染物。

按污染物的形态可分为：气态污染物、液态污染物和固体污染物：

按污染物的性质可分为：化学污决物、物理污染物和生物污染物。

主要化学污染物有：

L元素：如铅、镉、准金属等。2.无机物：氧化物、•氧化碳、卤化氢、卤素化合物等

3.有机化合物及煌类：烷短、不饱和脂肪烧、芳香煌、等：

4.金属有机和准金属有机化合物：如，四乙基铅、二苯基钠、二甲基肿酸等：

5.含氧有机化合物：如环氧乙烷、触、醛、有机酸、醉、酚等：

6.含氮有机化合物：胺、睛、硝基米、三硝基甲米、亚硝胺等：

7.有机卤化物：四氯化碳、多氯联苯、氯代二魄j瑛；

8.有机硫化物:硫醉、二甲飘、硫酸二甲酯等：

9.有机磷化合物:磷酸而化合物、有机磷农药、有机磷军用毒气等。

第二章：大气环境化学

4.影响大气中污染物迁移的主:要因索是什么？

主要有：（】）空气的机械运动加风和大气湍流的影响；

（2）天气和地理地势的影响：（3）污染源本身的特性。

7.大气中有哪些重要自由基?其来源如何？

大气中主要自由基有：、八R

的来源：①的光解：Os+hr---------0+02

a2------------a

②？的光解：？+hr---------->

③H。的光解：HA+hr2----------•

二的来源：①主要来自醛特别是日醛的光解

H：+hr----------►H+

H+。2+M----------a2+M

02------------->2++M

②亚硝酸酯的光解：$+hrQ——►

sO+OjA2+Hz

③H。的光解：HA+hr----------►2

HA-------------a2+H，0

R的来源：+0-------------»R+

+----------aR+H#

?的来源：s的光解3+hra+-----►

m的光解”+hr3+»—

Q的来源：甲基亚硝酸酯的光解3+hr30+

甲基硝酸酯的光解«+hr.0+

2的来源：R+0,------------2

9.叙述大气中转化为2的各种途径。

①+0,-----------------»2+0」

②+-------------»R+HX)

R+0：-----------►2

0.--------►R'+1(R'比R少一个C原子》

+22-----►+

13.说明煌类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。

烷攵仝可及大气中的和0发生摘包反应。

R+HX)

0-----------►R■>

R+Oz-----------AJ

2+------------►+2

6-----------►R'+2

另外：2+2-----------A+Oz

+hr-----------—t

稀烬可及发生加成反应，从而生成带有羟基的自由基。它可及空气中的a结合成相应的过氧自由基，由于它有

强辄化性，可将氧化成2，自身分解为一个醛和“如乙烯和丙稀。

+---------J2

稀烧还可及0,发生反应，生成一元自由基，该自由基氧化性强，可氧化和：等生成相应的酹和胸。光化学反应

的链引发反应主要是2的光解，而烷烧和稀燃均能使转化为2,因此烧类物质在光化学反应中占行很重要的地位。

19

答影响酸雨形成的因素主要有：

(1)酸性污染物的排放及其转化条件。

(2)大气中।的含量及其对酸性物质的中和性。

(3)大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。

(4)天气形势的影响。

20

答(1)依据大气颗粒物按表面积及粒径分布关系得到了三种不同类型为粒度模，并用它来解释大气颗粒物的

来源及归宿，即爱根核模，积聚模，粗粒子模。

爱根模：＜0.05PM

积聚模：0.05＜＜2uM

粗粒子模：＞2uM。

第三章水环境化学(P195)

4.(1)查表知=6.5时，a=1.710

=［碱度］Xa=1.6X1.710=2.736。

设加入的a为n

查表知：当=8.0时，a'=1.018

,=+n(1)'=［碱度rxa'⑵［碱度］*=1.6+2n(3)

由⑴、(2)和(3)解得：n=1.07.

(2)•.•加入后不变

碱度的增加值就应是加入的的最.

△A=［碱度］'-［碱度］=2.£88-1.6=1.088

5.解:当=7.00时,的浓度及：，的浓度相比可以忽略，查表=7.00时,a=1.224,

则口］=［碱度］=2.00X10、

［］=［］=10?。

［»*］=［］［＞■］,=1.00X10rX2.COX107(4.55X107)=4.49X10'。

77

［»］=K2［；］/［］=4.69X10"X2.00X107(1.00X10)=9.38X10.

6.解：查表=7.5时，­=1.069,=9.0时，a2=0.9592;

i=［碱度］Xa,=6.38X1.069=6.82

z=［碱度］Xa,=0.80X0.959=0.767;

C279

a='=——=1.005查表知=7.58

［r碱度］3.59

7.解：由题意知［**］+［()2'］+［()-/］=1.00X10"：(1)

［。勺□/「'］=8.9X10'(2)

[0」口7仃=4.9X10-'⑶

查表知(3的=3.2X10储

代入⑴得口=1.9X10-*(V=2.72)

，广]=3.2X10,口,=3.2X1O'X1.9X1O以3=6.24X105:

[()/]=4.9X10Tn/[]2=4,9X10'7[]/1=15.68X103X1.9XLT3=8.47X106；

[Op]=8.9X101**]/[]=8.9X10"[]71=28.48X(1.9X101)2=2.92X10\

19.解：a+2H9=2+()2-6.3得：K=10"'

K二仁屿也1得⑴

田婷][弦(。”即

由物料守恒得：『•]+[()20]=1.0X103(2)

由电荷守恒得：口+2n=[.]+[0H]

•..”水解体系显酸性，，口V10；及[门的浓度相比可忽略不计。

可得：口+2「•]-[；]=2X10“(3)

(IX⑵、(3)联立求解得：口=10"；则=[]=10“=47

21.解：已知s(S)+2=+/K=4.06X10'

2

可-r组得：K“=-P--b-T--J][H_COL；!](1)：由(1)可得,：[-H--T----]-=--H--C--。-U；

[HT-\[Pbr\K

25.解：•.•水中的溶解氧为：0.32,故其2=0.32X10'

天然水的=20.75+((2〃.103X10＞严X[])

=20.75+{(0.32X1071.1O3XIOS)OSSX1.0X107)=20.75+(-0.51-7)=13.21。

氧化还原式："20,+2(107)+2e'=IM)E°=0.815V

根据方程式，上述反应可写成：

在湖中H..0可看作是常量(口/口),在方程中为1,

得:F=2.3030.059,将E°=0.E15和F=2.3030.059代入方程式得：

=E"-0.059/2=0.815-003=0.785V

27.解:(1)?+9+8e=+4IL0(l)

•；VG°=12.6-237.2X4+742.0=-194.2()

又VG0=-2.303(°)

,・•=[]-[?]-

又=°

8°=[]-[?]+9X10.0+8

，[]-[Z]+8=8X4.25-90=-56

[]+[E]=1.0X10,

r当vv"时，溶液给出电子的倾向很高。

[]CD=1.0X10,»

:.[]=-4.0由(1)得[1]=52+8.

20当>>°时，溶液接受电子的加向很强。

/.Cxx=LOX104。

工[5]=-4.0由⑴得口=-60-o

29.解：已知苯并[a]花=10"

-0.63-0.63X10"-6.3X10,

=[0.2(l-f)+]=6,3X[0.2(l-0.7)X0.05+0.70X0.10]=4.5X10'

30.解：已知=0,[]=10*=1.6=4.9X10"

=[]++[]=0+1.6+4.cxiO?X1056=1.6(')

32.解：=0.63

=[0,2(1—f)+]=0.€3X3.0X10;[0.2(l-0.70)X0.02+0.70X0,05]=6.84X10*

=+aw(n+ri)=0.05+0.42X(1.7X108+2.6X106X10€)=1.14(')

=++=1.14+24X0.02+0.2=1.82(')4

33.解：L()=QX04-.X500=10X10-X5002J2

Q+q2160000+105

由模型知：

L=U[-(k.+ks)]=22.12[-(0.94+0.17)X6X1074.6X101=19.14。

杏表如：134c时m种-10.60；14七时，C%.>-10.37o

由间插法计算13.6C时的11)10.60-(10.60-10.37)X6/10=10.46

(2)10.37+(10.60-10.37)X4/10=10.46

De=CCi.=10.46—8.55=I.910

D=D>(-k2)—[kiL)/(km)][{-(ku)}—(-k2)]

=1.91X(-(1.82X6)/46)-[(0.94X22.12)/(0.94+0.17-1.82)][{-(1194+0.17)X6/46)-(-1.82X6/46)

=3.7。

第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性

1.在试验水中某鱼体从水中吸收有机污染物质A的速率常数为18.76、鱼体消除A的速率常数为2.38X1021：

设A在鱼体内起始浓度为零，在水中的浓度可视作不变。计算A在该鱼体内的浓缩系数及其浓度达到稳态浓度95%时

所需的时间。<788.2：5.24d)

解：•••△在鱼体内的起始浓度为零，且在水中的浓度可视为不变，相当于1-8时，

/.==18.76/2.38X10"=728.2；

:G=与"口一exp(-2/)]稳态浓度为与鱼

勺勺

得：0.95=1-(-2.38X10，)0.05=(-2.38X10%)

两边取得:-2.996=-2.38X10,t,解得：t=125.88(h)=5.25(d)。

2.(1)2；(2)3:(3)3：(4);(5)HX);(6)3：(7)2；

(8)IL0：(9):(10)2：(11)j殁酸循环：(12)2：(13)硝化。

2

1.土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物。

2.物体表面的分了及该物体内部的分了•所处的条件是不相同的。物体内部的分子在各方面都及它相同的分了•相

接触，受到的吸引力相等：而处「表面的分子所受到的吸引力是不相等的，

3.即合称为双电.决定电体层及港体间的电位差通常叫劭热力电位.有•定的胶体系统内它是不变的：

4.在非活动性离子层及液体间的电位差叫电动电位,它的大小视扩散层厚度而定，随扩层厚度增大而增加。

5.由于股体的比表面和表面能都很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是肢体的凝聚

性。

在土壤溶液中，胶体常常带负电荷，即具有负的电动电势，所以胶体微粒又因相同电荷而互相排斥，电动电

位越高，胶体微粒呈现出的分散性也越强。影响土壤凝聚性能的主要因素是土壤胶体的电动电位和扩散层厚度.

在土壤股体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称为离

子交换土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系，股体具有吸附性的原因是什么？物体表面的分子及该

物体内部的分子所处的条件是不相同的。物体内部的分子在各方面都及它相同的分子相接触，受到的吸引力相等：而

处于表面的分子所受到的吸引力是不相等的，表面分子具布•一定的自由能，即发面能。物质的比表面积越大，表面能

也越大。吸附性能越强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匕壤。在土壤交

换性阳离子中，盐基离子所占的百分数称为土填盐基饱和度：细胞壁对金属高子的固定作用不是植物的一个普遍耐

性机制植物对重金属污染产生耐性由植物的生态学特性、遗传学特性和重金属的物理化学性质等因素所决定，土壤

中污染物主要是通过植物根系根毛细胞的作用积累于植物茎、叶和果实部分。由于该迁移过程受到多种因素的影响,

污染物可能停留「细胞膜外或穿过细胞膜进入细胞质。

16.污染物由土壤向植物体内迁移的方式主要包括被动转移和主动转移两种。

17.现已证明，是动物及人体最主要的重金属解毒剂。

18.农药在土堞中的迁移主要是通过扩散和质体流动两个过程。在这两个过程中,农药的迁移运动可以蒸汽的

和非蒸汽的形式进行。风速、湍流和相对湿度在