环境化学专业考研测试题及参考答案.docx

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环境化学专业考研测试题及参考答案

环境化学专业考研测试题及参考答案

环境化学专业考研测试题及参考答案

一、名词解释

1大气稳定度

2大气逆辐射

3化学形态

4标化分配系数

5核衰变

6生物转运

7天然水的碱度

8Kow

二、回答下列问题

1大气中有哪些主要自由基?

2请简述对流层中光化学氧化剂-O3的主要来源?

3试分析具有温室效应作用的“臭氧”与平流层的“臭氧”差别?

4试分析水体中的污染物的种类。

5分析有害废物的特征及鉴别标准?

三、计算题

某有机物分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中,若悬浮物中85%为细颗粒物，有机碳含量为5%，其余粗颗粒物有机碳含量为1%，已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L,那么，计算其分配系数Kp?

四、分析论述题

1依据下图分析光化学烟雾形成的机理?

2以铅为例分析重金属在水环境中迁移转化途径。

3试论述汞在土壤中的迁移转化途径?

参考答案

一、名词解释

1大气稳定度：

指大气的稳定程度,或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定程度。

2大气逆辐射:

CO2和H2O吸收地面辐射的能量后，又以长波辐射的形式将能量放出。

这种辐射是向四面八方的，而在垂直方向上则有向上和向下两部分，向下的部分因与地面辐射方向相反，称为“大气逆辐射”。

3化学形态（chemicalspecies），指某一元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。

如Hg可以Hg2+、Hg（OH）2、HgCl2-、HgCl42-、CH2Hg+等形态存在。

4标化分配系数：

即以有机碳为基础表示的分配系数。

5核衰变：

放射性核素自发地改变结构形成另一种核素的过程。

6生物转运：

污染物被机体吸收后进入血液,通过血液循环分布到全身各组织器官，在组织细胞内发生化学结构和性质的变化，形成代谢物，吸收、分布和排泄具有类似的机理，均是反复通过生物膜的过程使外来化合物在体内发生移位，统称生物转运。

7天然水的碱度：

指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质总量。

8Kow：

辛醇-水分配系数，既化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。

二、回答下列问题

1大气中有哪些主要自由基?

氢氧自由基、HO2、烃基、烃类含氧基、过氧基等。

2请简述对流层中光化学氧化剂-O3的主要来源?

对流层中O3的天然源最主要的有两个：

一是由平流层输入，二是光化学反应产生O3。

自然界的光化学过程是O3的重要来源，由CO产生O3的光化学机制为：

CO+·OH→CO2+·H

·H+O2+M→HO2·+M

HO2·+NO→NO2+·OH?

NO2+?

hν?

→NO+O

O+O2+M→O3+M

O3的人为源包括交通运输、石油化学工业及燃煤电厂。

3试分析具有温室效应作用的“臭氧”与平流层的“臭氧”差别?

地球上90%的臭氧分布在距地面25km的平流层，另外约10%存在于对流层。

对流层臭氧是一种温室气体，它的浓度随纬度、经度、高度和季节变化而变化。

对流层臭氧浓度北半球比南半球高。

通过观测发现，平流层中的臭氧含量减少，而对流层中的臭氧含量增加。

由于有90%的臭氧在平流层，所以总量在下降。

对流层臭氧形成人为来源：

NO2的光解反应是它在大气中最重要的化学反应，是大气中O3生成的引发反应，也是O3唯一的人为来源。

（见第七节）

南极上空平流层臭氧（臭氧层）浓度减少，形成了臭氧空洞。

4试分析水体中的污染物的种类。

美国科学家把水体污染物分为八类：

耗氧污染物;致病污染物;合成有机物;植物营养物;无机及矿物质;由土壤、岩石冲刷下来得沉积物;放射性物质;热污染

5分析有害废物的特征及鉴别标准?

有害废物的特性通常包括易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性、急性毒性、放射性和疾病传染性。

根据这些性质，世界各国均制定了自己的鉴别标准和危险废物名录。

6水中有机污染程度的指标是什么?

并分别加以说明。

答：

水体中有机污染物的种类繁多、组成复杂，现代分析技术难以分别测定它们的含量。

因此，只能利用它们共同的特点，用一些指标间接反映水体中有机物的污染程度。

常见的指标有：

溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。

三、计算题

某有机物分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中,若悬浮物中85%为细颗粒物，有机碳含量为5%，其余粗颗粒物有机碳含量为1%，已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L,那么，计算其分配系数Kp?

解：

lgKow=5.00-0.670lg（SwX103/M）

Koc=0.63Kow

Kp=Koc[0.2（1-f）XocS+fXocf]=6.63X103

四、分析论述题

1依据下图分析光化学烟雾形成的机理?

（2）12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程：

引发反应：

NO2+hν→NO+O

O+O2+M→O3+M

NO+O3→NO2+O2

链传递反应：

RH+·OH→RO2·+H2O

RCHO+·OH→RC（O）O2·+H2O

RCHO+hν→RO2·+HO2·+CO

HO2·+NO→NO2+·OH

RO2·+NO→NO2+R′CHO+HO2·

RC（O）O2·+NO→NO2+RO2·+CO2

终止反应：

·OH+NO2→HNO3

RC（O）O2·+NO2→RC（O）O2NO2

RC（O）O2NO2→RC（O）O2·+NO2

2以铅为例分析重金属在水环境中迁移转化途径。

答：

（1）含铅的稀释、扩散;

（2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：

无机胶体：

次生黏土矿物;铁、铝、硅、锰等水合氧化物;

有机胶体：

蛋白质、腐殖质。

（3）氧化-还原转化：

各价态之间的相互转化;

（4）溶解和沉淀反应：

（5）配合反应:

无机配体：

OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-

有机配体:

氨基酸、糖、腐殖酸

（6）生物甲基化作用.

（7）生物富集作用

3试论述汞在土壤中的迁移转化途径?

要点：

汞的氧化还原特征、微生物对汞的甲基化、土壤及成分对汞的固定和释放等方面进行阐述

一汞的氧化还原特征

土壤中汞形态分为：

金属汞无机结合汞有机结合汞

无机汞：

HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg（NO3）2

有机汞：

甲基汞土壤腐殖酸结合态汞有机汞农药醋酸苯汞

土壤环境的EhPH决定着汞的存在形态，三价态相互之间的转化反应为：

氧化作用：

Hg0----Hg22++Hg2+

歧化作用：

Hg22+--Hg2++Hg0

土壤微生物作用：

Hg2+---Hg0

一、名词解释

1气温垂直递减率

2光化学反应

3吸附等温线

4盐基饱和度

5生物放大

6天然水的碱度

7Kow

8标化分配系数

二、回答下列问题

1过氧自由基HO2·的主要来源有哪些?

2简述大气污染物汇的机制。

3简述环境污染物的三致作用。

4简述土壤的缓冲性能及其原理。

5水中有机污染程度的指标是什么?

并分别加以说明。

6简要回答河流中的泥沙对重金属的迁移转化的影响，并举例加以说明。

三、计算题

有如下两个单体系，其中一个是Cu2+、Cu+（pE0=5.82，[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L），另一个是Fe3+、Fe2+（pE0=13.05，[Fe3+]=10-3mol/L，Fe2+=0.1mol/L）。

如果各取1升，将其成为一个混合体系，并假定Fe3+被Cu+还原完全，试计算哪个体系是决定电位?

四、分析论述题

1.某市一家铅锌冶炼厂的含铅废水经化学处理后排入水体中，排污口水中铅的含量为0.3～0.4mg/L，而在下流500m处水中铅的含量只有3～4μg/L，试分析其原因?

3.下图是C3H6、NO、空气（O2、N2）混合物经紫外线照射后的时间成分关系图。

从图中可知，随NO和C3H6等初始反应物的氧化消耗，NO2和醛量增加;当NO耗尽时，NO2出现最大值。

此后，随着NO2的消耗（浓度下降），O3和其他氧化剂如过氧乙酰硝酸酯（PAN）产生了。

试利用大气环境化学原理分析可能发生的环境现象，并阐述其机制。

参考答案

一、名词解释

1气温垂直递减率：

气温随高度的变化通常以气温垂直递减率（Г）表示，即每垂直升高100m，气温的变化值：

T-绝对温度，K;Z-高度。

2光化学反应：

光化学反应:

一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的反应，称为光化学反应。

3吸附等温线：

在恒温等条件下，吸附量Q与吸附物平衡浓度c的关系曲线称为吸附等温线，其相应的数学方程式称为吸附等温式。

适用于水体颗粒物对污染物的吸附等温式有Henry型、弗莱特利希（Freundlich）和朗格缪尔（Langmuir）三种等温式。

4盐基饱和度：

盐基饱和度（%）=交换性盐基总量/阳离子交换量X100%

5生物放大：

同一食物链上的高营养级生物，通过吞噬低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象

6天然水的碱度：

指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质总量。

7Kow：

辛醇-水分配系数，既化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。

8标化分配系数：

表示有机毒物在沉积物（或土壤）与水之间的分配系数，以有机碳为基础。

Koc=Kp/Xoc。

二、回答下列问题

1过氧自由基HO2·的主要来源有哪些?

HO2·的主要来源是大气中甲醛（HCHO）的光分解：

HCHO+?

hν→H·+HC·O

H·+O2→HO2·

HC·O+O2→CO+HO2·

2简述大气污染物的汇的机制

重力沉降，与植物、建筑物或地面（土壤）相碰撞而被捕获（被表面吸附或吸收）的过程，统称为干沉降。

大气中的物质通过降水而落到地面的过程称为湿沉降。

污染物在大气中通过化学反应生成其他气体或粒子而使原污染物在大气中消失的过程，称为化学去除

3简述环境污染物的三致作用。

三致作用定义;

致突变作用;

致癌作用;

致畸作用。

4简述土壤的缓冲性能及其原理。

答：

定义：

土壤缓冲性能是指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定，为植物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境。

溶液的缓冲作用：

无机酸（碳酸等）+有机酸（腐殖酸、其他）

酸酸和碱

胶体的缓冲作用：

对酸的缓冲作用：

胶体-M+HCl胶体-H+MCl

对碱的缓冲作用：

胶体-H+MOH胶体-M+H2O

Al离子对碱的缓冲作用：

5水中有机污染程度的指标是什么?

并分别加以说明。

答：

水体中有机污染物的种类繁多、组成复杂，现代分析技术难以分别测定它们的含量。

因此，只能利用它们共同的特点，用一些指标间接反映水体中有机物的污染程度。

常见的指标有：

溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。

6简要回答河流中的泥沙对重金属的迁移转化的影响，并举例加以说明。

答：

（1）河流泥沙中主要有蒙脱石、高岭石、伊利石等，其中粒径小于50μm的占82%;研究表明，泥沙的粒径越小，比表面越大，吸附重金属的量也越大;当重金属浓度不变时，随着河流泥沙量增大，对重金属的吸附量增大;河流泥沙对重金属离子的吸附符合弗莱特利希等温线;

（2）泥沙对重金属离子的吸附量随pH的升高而增大;河水pH8.3左右，重金属离子在此条件下有不同程度的水解、沉淀、配合和被悬浮物吸附，控制了河水中可溶性重金属离子的浓度;

（3）泥沙中有机质含量随季节而变化，悬浮物中有机质大于沉积物中有机质的含量，泥沙中重金属的吸附量与有机质的含量呈正相关;重金属在河水、悬浮物、沉积物中的分配比是：

悬浮物大于沉积物，而沉积物和悬浮物远远大于河水中重金属含量。

由此可见，河流中泥沙对重金属的迁移转化有很大的影响。

三、计算题

有如下两个单体系，其中一个是Cu2+、Cu+（pE0=5.82，[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L），另一个是Fe3+