环境化学戴树桂第二版课后部分复习题解答和重要知识点汇总.docx

环境化学戴树桂第二版课后部分复习题解答和重要知识点汇总.docx

《环境化学戴树桂第二版课后部分复习题解答和重要知识点汇总.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境化学戴树桂第二版课后部分复习题解答和重要知识点汇总.docx（72页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

环境化学戴树桂第二版课后部分复习题解答和重要知识点汇总

《环境化学》（戴树桂第二版）课后部分习题解答和重要知识点

第一章绪论

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；有害物质对环境和生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害的方法和途径。

环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与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，国界上较为重视元素（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、气候变暖等全球变化问题。

当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：

以有机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壤的污染。

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：

化学污染物、物理污染物和生物污染物。

主要化学污染物有：

1.元素：

如铅、镉、准金属等。

2.无机物：

氧化物、一氧化碳、卤化氢、卤素化合物等

3.有机化合物及烃类：

烷烃、不饱和脂肪烃、芳香烃、PAH等;

4.金属有机和准金属有机化合物：

如，四乙基铅、二苯基铬、二甲基胂酸等；

5.含氧有机化合物：

如环氧乙烷、醚、醛、有机酸、酐、酚等；

6.含氮有机化合物：

胺、睛、硝基苯、三硝基甲苯、亚硝胺等；

7.有机卤化物：

四氯化碳、多氯联苯、氯代二噁瑛；

8.有机硫化物：

硫醇、二甲砜、硫酸二甲酯等；

9.有机磷化合物：

磷酸酯化合物、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素是什么？

主要有：

（1）空气的机械运动如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：

HOHQ、RRQ

HO的来源：

①Q3的光解：

Q3+hr0+02

Q+HQ—2HQ

2HNQ的光解：

HNQ2+hrHQ+NQ

3H2Q的光解：

H2C2+hr2HQ

HQ的来源：

①主要来自醛特别是甲醛的光解

H2CQ+hrH+HCQ

H+Q2+MHQ+M

HCQ+Q2+MHQ2+CQ+M

2亚硝酸酯的光解：

CHQNQ+hr—CHQ+NQ

CH3Q+Q2HQ+H2CQ

3的光解：

HQ+hr2HQ

HQ+H2QHQ+H2Q

R的来源：

RH+QR+HQ

RH+HQR+H2Q

CH的来源：

CHCHQ的光解CH3CHQ+hr一-CH+CHQ

CH3CQCH的光解CH3CQCH+hr3+CHsCQ

R

+

Q

RO

NO

+

RO

NO+RO

RO

+

Q-

一R'CHO+HQ（R'比R少一个C原子）

NO

+

HQ

—NO2+HO

13.说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。

烷烃可与大气中的

HO和O发生摘氢反应。

RH+HO■

R+H2O

RH+O

—R+HO

R+Q——

RO+NO-

RO+NQ

RO+O2—R'CHO+HQ

RO+NO*RONO

另外：

RO+HO2―ROOH+O

ROOH+hrRO+HO

稀烃可与HO发生加成反应，从而生成带有羟基的自由基。

它可与空气中的O2结合成相应的过氧自由基，由于

它有强氧化性，可将NO氧化成NO,自身分解为一个醛和CHOH如乙烯和丙稀。

CH=CH+HOCHCHOH

稀烃还可与O发生反应，生成二元自由基，该自由基氧化性强，可氧化NO和SQ等生成相应的醛和酮。

光化学

反应的链引发反应主要是NO的光解，而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO,因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。

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NH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与粒径分布关系得到了三种不同类型的粒度模，并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿，即爱根核模，积聚模，粗粒子模。

爱根模：

Dpv0.05卩M

积聚模：

0.05vDpv2卩M

粗粒子模：

Dp>2卩M

第三章水环境化学（P195）

4.⑴查表知pH=6.5时，a=1.710

CT=［碱度］Xa=1.6x1.710mmol/l=2.736mmol/l。

设加入的NqCO为nmmol/l

查表知：

当pH=8.0时,a'=1.018

CT'=CT+n⑴CT'=[碱度]'Xa

由⑴、

（2）和（3）解得：

n=1.07mmol/l。

（2）•••加入NaOH后G不变

[碱度]乞2.7362.688mmol/L

1.028

碱度的增加值就应是加入的NaO啲量。

△A=[碱度]'—[碱度]=2.688—1.6=1.088mmol/l

5.解：

当pH=7.00时,CO3-的浓度与HCO-的浓度相比可以忽略，查表pH=7.00时，a=1.224,

3

则[HCO-]=[碱度]=2.00X10-mol/l/l。

+—--7

[H]=[OH]=10mol/l。

探+--7-3-7-4

[HCC3]=[H][HCO3]/K1=1.00X10X2.00X10/（4.55X10）=4.49X10mol/l。

--+-11-3-7-7

[CO3]=K2[HCO]/[H]=4.69X10X2.00X10心.00X10）=9.38X10mol/l。

6.解：

查表pH=7.5时,a1=1.069,pH=9.0时，a2=0.9592;

CT1=[碱度]Xa1=6.38X1.069=6.82mmol/l

Ct2=[]Xa2=0.80X0.959=0.767mmol/l;

[碱度]6.3^3M/L

由

（2）得:

爲TAk：

CX4.06芽102；1032.99%

[HS]

[SO2][H]9[e]8

-2-98

••TgK=lg[HS]—lg[SO4]—lg[H+]—lg[e]又■/lgK=npE°

0-2

8pE=lg[HS]—lg[SO4]+9x10.0+8pE

-2-

•••lg[HS]—lg[SO4]+8pE=8x4.25—90=—56

[HS-]+[SO42-]=1.0x10-4

10当pEvvpE0时，溶液给出电子的倾向很高。

--4

•[HS]~C总=1.0x10mol/l。

2

•lg[HS-]=—4.0由

（1）得lg[SO4-]=52+8pE。

20当pE>>pE0时，溶液接受电子的倾向很强。

•[SO42-]〜C总=1.0x10-4mol/l。

2

•lg[SO4-]=—4.0由

（1）得lg[HS-]=-60—pE。

6

29.解：

已知苯并[a]芘Kow=10

65

Koc=0.63Kow=0.63x10=6.3x10

sf4

Kp=Koc[0.2（1—f）Xoc+fXoc]=6.3x[0.2（1—0.7）x0.05+0.70x0.10]=4.6x10

30.解：

已知Ka=0,[H+]=10-8.4Kn=1.6Kb=4.9x10-7

-1

++-7-56-1

Kh=Ka[H]+Kn+KbKw/[H]=0+1.6+4.9x10x10.=1.6（d）

32.解：

Koc=0.63Kow

Kp=Koc[0.2（1

sf53

—f）XQC+fXqC=0.63x3.0x10[0.2（1—0.70）x0.02+0.70x0.05]=6.84x10

CW1KpCp

K.=Kn+aw（Ka[H+]+Kb[OH-]）=0.05+0.42X（1.7X10-8+2.6X106X10-6）=1.14（d-1）

-1

Kt=Kh+Kp+KB=1.14+24X0.02+0.2=1.82（d）。

33.解：

[1exp（ket）]*—

ke

22

得：

0.95=1—exp（-2.38X10-1）0.05=exp（-2.38X10-1）两边取ln得：

-2.996=-2.38X10-t,解得：

t=125.88（h）=5.25（d）。

2.

（1）CO2；

（2）CH3COOH（3）NH3；⑷CoASH;⑸H2O;（6）CH3COSCoA;（7）HOOCCH2-COCOOH

（8）H2O;（9）CoASH;（10）CH2COOH;（11）三羧酸循环；（12）NO，-;（13）硝化。

I

hoccooh

chcooh

1.土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物。

2.物体表面的分子与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与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，3.即合称为双电，决定电位层与液体间的电位差通常叫做热力电位，在一定的胶体系统内它是不变的；4.在非活动性离子层与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.由于胶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，这就是胶体的凝聚性。

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，

在土壤胶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，胶体具有吸附性的原因是什么？

物体表面的分子与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与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，表面分子具有一定的自由能，即表面能。

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土壤。

在土壤交换性阳离子中，盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度：

细胞壁对金属离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，污染物可能停留于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，MT是动物及人体最主要的

重金属解毒剂。

18.农药在土壤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、湍流和相对湿度在造成农药田间的挥发损失中起着重要的作用。

生物膜主要是由

磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成一般，脂/水分配系数越大，扩散系数也越大，而容易扩散通过生物膜。

机体的主要蓄

积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。

物质在生物作用下经受的化学变化，称为生物转化或代谢。

生物转化、化学转

化和光化学转化构成了污染物质在环境中的三大主要转化类型。

酶是一类由细胞制造和分泌的，以蛋白质为主要成分的，具有催化活性的生物催化剂。

在酶催化下发生转化的物质称为底物或基质酶催化作用的三个特点：

（1）.催化具有专一性一种酶只能对一种底物或一种底物起催化作用，促进一定的反应，生成一定的代谢产物。

（2）.酶催化效率高一般酶催化反应的速率比化学催化剂高107—1013倍。

（3）.酶催化需要温和的外界条件如强酸、强

碱、高温等都能使酶催化剂失去活性。

受氢体如果为细胞内的分子氧，就是有氧氧化，而若为非分子氧的化合物就是无

氧氧化。

就微生物来说，好氧微生物进行有氧氧化，厌氧微生物进行无氧氧化。

环境中污染物质的微生物转化速率，决定于物质的结构特征和微生物本身的特征，同时也与环境条件有关。

毒理学把毒物剂量（浓度）与引起个体生物学的变化，

如脑电、心电、血象、免疫功能、酶活性等的变化称为效应；把引起群体的变化，如肿瘤或其他损害的发生率、死亡率等变化称为反应。

把引起群体的变化，如肿瘤或其他损害的发生率、死亡率等变化称为反应。

阈剂量（浓度）是指在长期暴露毒物下，会引起机体受损害的最低剂量（浓度）。

最高允许剂量（浓度）是指长期暴露在毒物

下，不引起机体受损害的最高剂量（浓度）。

环境化学

第一章绪论

1、环境：

环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周围客观事物的总和，中心事物是指被研究的对象。

对

人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。

1972年，联合国在瑞典斯德

哥尔摩召开了人类环境会议，通过了《人类环境宣言》。

2、构成环境的四个自然圈层包括土壤、岩石圈、大气圈和水圈

3、为保护人类生存环境，联合国将每年的4月22定位世界地球日，6月5日定位世界环境日。

4、环境保护的主要对象是由于人类生产、生活活动所引起的次生环境问题，主要包括：

环境污染和生态破环两个方面。

5、环境问题：

全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。

原生环境问题：

自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、洪灾等。

次生环境问题：

人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。

目前的环境问题一般都是次生环境问题。

生态破坏：

人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。

当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应、臭氧空洞、酸雨等是由大气污染所引起的。

6、环境污染:

由于人为因素使环境的构成状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。

造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三个方面，其中化学物质引起的约占80%~90%。

环境污染物定义：

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称为环境污染物。

污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态。

（五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd污染水体后引起的；五十年代日本出现的水俣病是由Hg污染水体后引起的）

重要污染物

（1）元素：

Cr,Hg,As,Pb,Cl

（2）无机物:

CO,NOx,SO2,KCN

（3）有机化合物和烃类:

烷烃（饱和）、芳香烃（苯环）、不饱和非芳香烃（不饱和，不带苯环）、多环芳烃

（4）金属有机和准金属有机化合物：

四乙基铅、三丁基锡

（5）含氧有机化合物：

环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等

（6）有机氮化合物：

胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT）

（7）有机卤化物：

氯仿（四氯化碳）、PCBs氯代二恶英、氯代苯酚

（8）有机硫化合物：

硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯

（9）有机磷化合物：

有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯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；按污染物的形态可分为气体污染

物、液体污染物和固体废物；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。

优先控制污染物：

概念:

基于有毒化学物的毒性、自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素,从多种有机物中筛选出的优先控制物

7、认识过程：

20世纪60年代人们只把环境问题作为污染来看待，没有认识到生态破坏的问题.；20世纪

70年代1972年联合国，瑞典，斯德哥尔摩“人类环境会议”，将环境污染和生态破坏提升到同一高度看待；20

世纪80年代1987年，由挪威首相布伦特兰夫人组建的“联合国世界环境与发展委员会”发表了《我们共同的未来》；20世纪90年代1992年，巴西，里约热内卢，联合国环境与发展大会，强调和正式确立了可持续发展的思想，并形成了当代的环境保护的主导意识。

8、自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，称为环境效应。

分为自然环境效应和人为环境效应。

按环境变化的性质划分，

（1）环境物理效应：

由物理作用引起的环境效应即为环境物理效应。

（2）环境化学效

应：

在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应即为环境化学效应。

（3）环境生物效应：

环境

因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应。

9、污染物的迁移：

污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程。

迁移有机械迁

移、物理－化学迁移、生物迁移

污染物转化：

是指污染物在环境中通过物理、化学或生物作用导致存在形态或化学结构转变的过程。

污染物质在环境中的三大转化途径为：

化学转化、光化学转化和生物转化。

10、环境化学研究特点：

（1）以微观研究宏观：

从原子、分子水平，研究宏观环境圈层中环境现象和变化机制；

（2）研究对象复杂：

既有人为来源的也有天然来源的，处于环境开放体系内，多种环境因素同时相互作用，其研究需要多学科的结合。

（3）物质水平低：

mg/kg（ppm,10-6）、ug/kg（ppb,10-9）

11、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；有害物质对环境和生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害的方法和途径。

环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与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，国界上较为重视元素（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、气候变暖等全球变化问题。

当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：

以有机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壤的污染。

第二章大气环境化学

1、大气成分：

按浓度分成三大类：

（1）主要成分，浓度在1河上量级，包括氮（N2），氧（02）和氩（Ar）;

（2）微量成分（也称次要成分），浓度在Ippmv到1%之间，包括二氧化碳（C0），水汽（H2O），甲烷（CH»，氦（He）,氖（Ne），氟（Kr）等；（3）痕量成分，浓度在Ippmv以下，主要有氢（H2），臭氧（Os），氙（Xe）,—氧化二氮（N2O），氧化氮（N0），二氧化氮（NQ），氨气（NHs），二氧化硫（SO0，—氧化碳（CO）以及气溶胶等等。

此外，还有一些大气中本来没有的，

纯属人为产生的污染成分，它们目前在大气中的浓度多为pptv的量级，如氟氯烃类化合物（常记为CFCs）等。

2、大气层的结构：

对流层、平流层、中间层、热层、逸散层对流层特性：

由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射，因此离地面越近气温越高；离地面越远气温则

越低。

在对流层中，高度每增加100m,气温降低0.6C。

云雨的主要发生层，赤道厚两极薄。

平流层特征：

在平流

层内，大气温度上热下冷，空气难以发生垂直对流运动，只能随地球自转产生平流运动，平流层气体状态非常稳定。

在平流层内,进入的污染物因平流运动形成一薄层而遍布全球。

中间层特征：

在中间层中,由于层内热源仅来自下部的平流层,因而气温随高度增加而降低,温度垂直分布特征与对流层相似；由于下热上冷,空气垂直运动强烈。

热层特征：

在热层中,温度随高度增加迅速上升。

热层空气极稀薄,在太阳紫外线和宇宙射线辐射下,空气处于高度电离状态,该层也可以称为电离层。

逸散层：

800km以上高空；空气稀薄,密度几乎与太空相同；空气分子受地球引力极小,所以气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去。

3、逆温由于过程的不同,可分为近地面的逆温、自由大气逆温。

近地面的逆温：

辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温

自由大气逆温：

乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温

逆温的危害：

在对流层中，由于低层空气受热不均，能够使气体发生垂直对流运动，致使对流层上下空气发生交换。

通过垂直对流运动，污染源排放的污染物能够被输送到远方，并由于分散作用而使污染物浓度降低。

逆温现象经常发生在较低气层中，这时气层稳定性特强，对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用，对大气垂直流动形成巨大障碍，地面气流不易上升，使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散。

4、气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关。

5、大气污染源：

自然因素：

火山喷发：

排放出SO、HS、CO、COHF及火山灰等颗粒物