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1、简述水环境中颗粒物专属吸附的特点。

（1）专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号，而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。

✓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烈。

（2）被专属吸附的金属离子不能被通常提取交换性阳离子的提取

剂提取，只能被亲和力更强的金属离子取代，或在强酸性条

件下解吸。

✓水合氧化物胶体对重金属离子有较强的专属吸附作用。

（3）在中性表面甚至在与吸附离子带相同电荷符号的表面也能进

行吸附作用。

2、简述诱发水体沉积物中重金属释放的主要因素

诱发释放的主要因素有：

⑴盐浓度升高：

盐度变化→离子的吸附交换量↗，碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的其他金属离子交换出来，这是金属从沉积物中释放出来的主要途径之一。

例如：

在0.5mol/LCa2+离子作用下，悬浮物中的铅、铜、锌可以解吸出来。

被钙离子交换的能力顺序为：

Zn>

Cu>

Pb

⑵氧化还原条件的变化：

还原条件下，Fe、Mn等的氧化物溶解，其吸附的金属离子被释放出来。

湖泊、河口及近岸沉积物中的耗氧物质较多→沉积物中的Eh急剧降低→铁、锰氧化物部分或全部溶解→被吸附或与之共沉淀的重金属离子释放。

⑶pH值降低：

导致碳酸盐和氢氧化物的溶解，

H+竞争作用→金属离子解吸量↗

3、试述有机化合物在土壤（沉积物）中吸着的二种主要机理

实际上，有机化合物在土壤（沉积物）中的吸着存在二种主要机理：

①分配作用:

即在水溶液中，土壤有机质（包括水生生物脂肪以及植物有机质等）对有机化合物的溶解作用，而且在溶质的整个溶解范围内，吸附等温线都是线性的，与表面吸附位无关，只与有机化合物的溶解度相关。

因而，放出的吸附热小。

（相似相溶）

②吸附作用:

即在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用或于土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用，前者主要靠范德华力，后者则是各种化学键力如氢键、离子偶极键、配位键及π键作用的结果。

其吸附等温线是非线性，并存在着竞争吸附，同时在吸附过程中往往要放出大量热，来补偿反应中熵的损失。

4、课本261页思考题17。

（1）当水溶液中硫化氢饱和时，其浓度为常数，即[H2S]=0.1mol/L

（2）总电离常数K1.2=1.16×

10-22，求得[S2-]；

（3）溶度积Ksp已知，求得[Cd2+]。

解：

溶液中硫化氢饱和时，其浓度为常数，即[H2S]=0.1mol/L，并已知PH=8.0，C（H+）=10-8，总电离常数K1.2=1.16×

10-22由电离反应可得：

[S2-]=K1.2×

[H2S]/[H+]2=1.16×

10-22×

0.1/（10-8）2=1.16×

10-7mol/L由溶度积方程可得：

[Cd2+]=Ksp/[S2-]=7.9×

10-27/1.16×

10-7=6.8×

10-20mol/L

5、课本263页思考题32。

光解速率常数Kp=0.02h-1=0.48d-1

生物降解速率常数KB=0.02d-1

已知污染物的辛醇-水分配系数KOW=3.0×

105，因此根据：

KOC=0.63KOW=0.63×

3.0×

105=1.89×

105

而污染物在颗粒物与水之间的分配系数：

KP=KOC[0.2（1-f）X%OC+fXfOC]=1.89×

105[0.2（1-0.7）0.02+0.70×

0.05]=6.84×

103

有机物溶解态的分数aW=CW/CT=1/（KPcP+1）=1/（6.84×

103×

2.0×

10-4+1）=0.422

水解速率常数可写为：

Kb=kb+aW{Ka[H+]+Kb[OH-]}（aW:

有机化合物溶解态的分数）

=0.05+0.422×

{1.7×

10-8+2.6×

106×

10-6}=0.05+1.1=1.15（d-1）

所以：

KT=Kb+KB+KP=1.15+0.48+0.20=1.83

1、试述有机磷农药在环境中的主要转化途径。

举例说明其原理。

有机磷农药在环境中转化途径有非生物降解和生物降解。

（1）有机磷农药的非生物降解

①吸附催化水解：

吸附催化水解是有机磷农药在土壤中降解的主要途径。

如地亚农等硫代硫酸酯的水解反应如下

②光降解：

有机磷农药可发生光降解反应，如辛硫磷在253.7nm的紫外光下照射30小时，其光解产物如下

（2）有机磷农药的生物降解

有机磷农药在土壤中被微生物降解是它们转化的另一条重要途径。

化学农药对土壤微生物有抑制作用。

同时，土壤微生物也会利用有机农药为能源，在体内酶或分泌酶的作用下，使农药发生降解作用，彻底分解为CO2和H2O。

如马拉硫磷被绿色木霉和假单胞菌两种土壤微生物以不同方式降解，其反应如下：

2、土壤空气中二氧化碳分压PCO2=3×

103Pa，求土壤溶液的pH值。

假定不考虑土壤溶液中其它组分对pH值的影响。

解：

已知：

土壤空气中二氧化碳分压PCO2=3×

103Pa，设温度为25。

C

由[CO2（aq）]=KH·

Pco2=3.34×

10-7mol/（L·

Pa）×

3×

103Pa=1.002×

10-3mol/L

由于在水中解离部分可产生等浓度的H＋和HCO3-。

H＋和HCO3-的浓度可从CO2的酸解离常数（K1）计算出：

[H＋]=[HCO3-]

[H＋]2/[CO2]=K1=4.45×

10-7

[H＋]=（4.45×

10-7×

1.002×

10-3）1/2mol/L=4.4589×

10-10mol/L

则PH=9.35

P385~387

2、在通常天然水中微生物降解丙氨酸的过程如下，在其括号内填写有关的化学式和生物转化途径名称，并说明这一转化过程将对水质带来什么影响。

有关的化学式和生物转化途径如下：

（1）CO2；

（2）CH3COOH；

（3）NH3；

（4）CoASH；

（5）H2O；

（6）CH3COCoASH；

（7）CH3COCOOH；

（8）H2O；

（9）CoASH；

（10）（CH2COOH）2C（OH）COOH；

（11）三羧酸循环；

（12）NO2-；

（13）硝化。

该过程将氮由不能被植物吸收利用的有机态转化为无机氮，利于植物利用；

且此过程是耗氧过程，可能引起水体富营养化，使水质变差。

3、比较下列各对化合物中微生物降解的快慢，指出所依据的定性判别规律。

（1）

，

（2）CH3—（CH2）5—CH3，CH3CH2CH3

（3）

答：

（1）硝基苯降解要慢于苯酚，根据取代规律，在芳香族化合物中羟基取代基加快其降解，硝基取代基使其降解减缓。

（2）庚烷的降解要快于丙烷，根据链长规律，在一定范围内，碳链越长，降解越快。

（3）前者降解要快于后者，根据链分支规律，在烷基苯磺酸盐中，分支程度越大，降解越慢。

4、在下列微生物降解烷基叔胺过程

（1）O2;

（2）H+；

（3）H2O;

（4）氧化底物（5）R3CHO;

（6）R1CH2（R2CH2）NH;

（7）混合功能氧化酶（单加氧酶）;

（8）R2CHO;

（9）NH3;

（10）R1CHO;

（11）脱氢酶;

（12）R1COOH;

（13）CoASH;

（14）H2O;

（15）RCOSCoA（脂酰辅酶A）;

（16）β-氧化;

（17）三羧酸循环（TCA）

9、在水体底泥中有下图所示反应发生，填写图中和有关分解反应中所缺的化学式或辅酶简式。

图中的转化对汞的毒性有何影响？

（1）Hg；

（2）HgCl2；

（3）CH4；

（4）NADH；

（5）NAD+；

（6）HCl；

（7）NADH+H+；

（8）CH4；

（9）HCl；

（10）NADH+H+；

（11）HCl；

（12）CH4；

（13）C2H6；

（14）Hg

可溶性无机汞在生物体内一般容易排泄，而烷基汞具有高脂溶性，且在生物体内分解速度缓慢，因而其毒性比可溶性无机汞化合物大10到100倍。

图中所示的氯化甲基汞变成金属汞的转化过程，是微生物以还原作用转化汞的主要途径，是降低毒性的过程。

复习要点

一、名词解释

1、污染物的迁移：

指污染物在环境中所发生的空间位移及其引起的富集、分散和消失的过程

2、有毒污染物：

毒物是进入生物机体后能使体液和组织发生生物化学的变化，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3、污染物的云内清除：

大气污染物的云内清除（雨除）过程包括气溶胶粒子的雨除和微量气体的雨除。

4、分配系数：

非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经一定时间达到分配平衡，此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称分配系数。

5、赤潮：

是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定的环境条件

下突发性地增殖和聚集，引起一定范围内一段时间中水体变色现象。

通常水体颜

色因赤潮生物的数量、种类而显红、黄、绿和褐色等

6、毒物的联合作用：

两种或两种以上的毒物，同时作用于机体所产生的综合毒

性称为毒物的联合作用

7、肠肝循环：

有些物质由胆汁排泄，在肠道运行中又重新被吸收

8、光敏化作用：

腐殖质等天然物质被光激发后，将激发的能量转移给有机化合

物而导致的分解反应。

9、毒物的独立作用：

各毒物对对机体的侵入途径，作用部位、作用机理等均不相同

10、污染物的转化：

指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程

11、污染物的云下清除：

雨滴离开云基，在其下落过程中有可能继续吸收和捕获大气中的污染气体和气溶胶，这就是污染物的云下清除或降水的冲刷作用。

12、汞的生物甲基化：

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的过程

二、计算题

水体pE、Eh、离子浓度的计算。

参考课本思考题7、17、26。

7、溶解1.00×

10-4mol/L的Fe（NO3）3于1L具有防止发生固体Fe（OH）3沉淀作用所需最小[H+]浓度的水中，假定溶液中仅形成Fe（OH）2+和Fe（OH）2+而没有形成Fe2（OH）24+。

请计算平衡时该溶液中[Fe3+]、[Fe（OH）2+]、[Fe（OH）2+]、[H+]和pH。

1、

17、含镉废水通入H2S达到饱和并调pH值为8.0，请计算水中剩余镉离子浓度（已知CdS的溶度积为7.9×

10-27）。

请叙述水中主要有机和无机污染物的分布和存在形态

三、思考题

1、伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。

2、无机汞在土壤中甲基化作用的影响因素。

1、无机汞的形态2、微生物的数量和种类3、温度、营养物

4、沉积层中富汞层的位置5、Ph对甲基化的影响

3、光化学烟雾形成的简化机制（写出有关反应式）。

4、诱发水体沉积物中重金属释放的主要因素。

⑴盐浓度升高⑵氧化还原条件的变化⑶pH值降低⑷水中配合剂的含量增加

5、污染大气中SO2易通过哪些反应形式最终降落到地面？

SO2的液相氧化被水直接吸收：

大气中存在少量的水和颗粒物，SO2可溶于大气

中的水，也可以被大气的颗粒物所吸收，并溶解在颗粒物表面的水中。

SO2（g）+H2O——SO2·

H2O

•SO2·

H2O——H++HSO3-

•HSO3-——H++SO32-

6、大气中耗损O3的途径。

1、由OH自由基构成的催化反应：

O+HO2→OH+O2

OH+O3→HO2+O2

2、由NO构成的催化反应：

NO+O3→NO2+O2

NO2+O→NO+O2

3、由CI构成的催化反应：

CI+O3→CIO+O2

CIO+O→CI+O2

对流层中的臭氧主要是与OH、NO等的反应；

而平流层中的臭氧的去处主要与CIO、NO等的反应

7、大气中CH4的主要来源。

8、对流层和平流层中的臭氧去除。

9、天然水中的酸、碱度

10、水体颗粒物吸附作用的因素。

1、溶液pH值

2、颗粒物的粒度和浓度

3、温度变化、几种离子共存时的竞争作用

11、水环境中有机污染物的光解过程。

直接光解:

化合物本身直接吸收了太阳能而进行的分解反应。

敏化光解：

腐殖质等天然物质被光激发后，将激发的能量转移给有机化合物而导致的分解反应。

氧化反应：

腐殖质等天然物质被辐照产生自由基或纯态氧等中间体，中间体又与有机化合物作用生成转的产物。

12、农药在土壤中的迁移过程和环境行为。

13、土壤中重金属向植物体内转移的方式。

14、影响农药在土壤中残留期长短的因素。

15、影响农药在土壤中质体流动的因素。

16、污染物在机体的蓄积部位。

17、正烷烃的微生物降解途径。

18、影响生物浓缩系数的因素。

19、影响污染物质微生物反应速率的因素。

20、表面活性剂的类型及其生物降解机理。

类型:

21、砷的甲基化反应。

22、影响水体中砷浓度的因素。