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习题与答案

第一章

一、选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个最合适的答案，将其字母标号填在括号内。

每小题1分。

）

１．1995年度的诺贝尔化学奖授予了三位大气环境化学家Crutzen、Rowland和Molina，是因为他们首先提出了（A）的化学机制。

A.　臭氧层损耗B.　温室效应C.　光化学烟雾D.　酸雨

２．环境化学作为一门学科，其诞生的年代为（C　）。

A.　二十世纪５０年代B.　二十世纪６０年代

C.　二十世纪７０年代D.　二十世纪８０年代

3、属于历史上八大公害事件的是（B，C，D）。

A.腊芙运河污染案B.水俣事件

C.马斯河谷烟雾事件D.洛杉矶光化学烟雾事件

4、1968年在日本九州发生的“米糠油事件”，是世界历史上八大公害事件之一，其污染物是（B）。

A.　重金属铅B.　多氯联苯C.　黄曲霉素D.　异氰酸酯

二、填空题

1、根据环境组成要素，可把环境化学分为大气（环境）化学、水（环境）化学、土壤（环境）化学和生物（环境）化学等分支学科。

2、自然界中发生的异常变化，环境中本来就存在着的某些自然因素的破坏或污染，如火山暴发、山崩海啸、地震等造成的环境问题，称为第一环境问题。

3、通常所说的环境问题是指狭义上的环境问题，它可分为环境污染和

生态破坏两大类。

三、名词解释

1、环境

环境是指以人类为中心的周围客观事物的总和。

它凝聚着社会因素和自然因素，所以可分为社会环境和自然环境两大类。

一般情况下我们说的环境是指自然环境。

四、问答题

1、环境化学的定义是什么？

它与化学的主要区别和联系是什么？

（6分）

（1）环境化学的定义：

（3分）

环境化学是研究环境中的化学现象和本质及其与人的关系的科学。

或/和

环境化学是运用化学的、物理的、生物的、计算机的、气象的、地理的、土壤的等等多门学科的理论和方法来研究环境中的化学现象和本质，即研究大气圈、水圈、陆圈（土壤——岩石圈）、生物圈的化学性质、组成、结构、来源、分布、迁移、归宿和反应等，同时还研究环境中的化学现象对人类的作用。

（注：

环境化学的定义尚未统一，若有其他正确答案也给分）

（2）环境化学与化学的主要区别和联系：

（3分）

化学研究的体系一般是单组分体系或不太复杂的多组分体系，环境化学研究的体系是环境这个复杂体系；化学研究的体系一般是封闭体系，而环境化学研究的体系一般是开放体系；化学是环境化学的基础，环境化学是化学的应用学科。

二、论述题

1、环境化学是范围非常广泛的、内容十分丰富的自然学科。

为了便于研究，对其进行科学的分类是非常必要的。

请从不同的角度，以不同的标准对环境化学进行分类的讨论。

（10分）

环境化学是范围非常广泛的、内容十分丰富的自然学科。

但是从不同的角度出发，以不同的标准进行划分，所得到的分类结果也不相同。

（１）根据研究物质是无机物还是有机物，可分为环境无机化学和环境有机化学。

（2分）

（２）根据环境的污染状况可分为本底环境化学和污染环境化学。

（2分）

（３）根据组成环境的要素可分为大气化学、水化学、土壤化学、岩石化学和生物化学。

（2分）

（４）根据研究的化学内容的不同，可分为普通环境化学、环境分析化学、环境物理化学、环境工程化学和环境健康化学。

（2分）

在以上的各种分类中，每一类都可根据一定的标准作进一步的细分。

另一方面各类之间也有一定的相互交叉。

例如，大气化学既包含有本底大气化学，又包含有污染大气化学；既包含有环境有机化学，又包含有环境无机化学；等等。

（1分）

并且，随着环境化学的发展和研究的深入，其分类或称分支也不断地发展和形成。

可以预见，其将主要向以下几个方向发展：

①向着划分更细的方向发展；②向着和其它学科杂交形成新的分支方向发展；③向着综合的方向发展。

（1分）

第二章

一、项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个最合适的答案，将其字母标号填在括号内。

每小题1分。

）

1．最早讨论酸雨形成问题的著作是《空气和降雨：

化学气候学的开端》，其作者是（　A　）。

A.　英国化学家R．A．史密斯B.　美国化学家Ｊ．伊芙林

C.　英国化学家Ｊ．陶西格　　D.　法国化学家R．瑟尼卡

2、属于气态污染物治理方法的有（A，B，C）。

A.吸收法B.催化转化法

C.燃烧法D.活性污泥法

3、颗粒物的去除方法可分为干法除尘、湿法除尘、过滤除尘和静电除尘四类。

2、下列各组气体既是温室气体，又是破坏臭氧层物质的是（D）。

A.　CO2和COB.　CO2和CH4C.　CFCs和CO2D.　CFCs和N2O

6、可吸入粒子是指粒径小于（B）的颗粒物。

A.0.1μmB.1.0μmC.　10μmD.　100μm

7、大气圈中，丰度最大的元素是（C）。

A.硫B.氧C.　氮D.　碳

9、除去气体中颗粒物的方法，按其作用原理分为干法除尘、湿法除尘、过滤除尘和静电除尘四类。

三、名词解释

1、光化学烟雾

排放到大气中的氮氧化物（主要有NO2和少量的NO）、烃类（主要有烯烃和带侧链的芳香烃）和醛类，在阳光照射下，发生一系列复杂的光化学反应，生成一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾。

2、温室效应

大气中的CO2等气体吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使地球表面及近地大气温度增加的现象，称为温室效应。

3、臭氧层

臭氧层是指在平流层中臭氧浓度极大值的区域（或答层次）。

这个极大值在20~25km的高度上。

4、大气污染

由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人体健康、舒适感或环境的现象叫大气污染。

二、完成下列反应（每小题2分。

不必配平）

1．Ｒ＋Ｏ2　　　　　　→ＲＯ2

2．3SO2＋Ｏ2　　　　　　→SO4（或答SO3+O）

3．

CH3CH2

＋　　OH　　　　→+等（课本P42）

4、O3＋Cl───→ClO＋O2

5、CH3COOO＋NO2───→CH3COOONO2

6、SO2＋Ｈ2Ｏ　　＋　Ｏ2　　　颗粒物　　→

7．O3＋CH3CH=CH2───→

一、问答题

1、什么叫臭氧层？

它是怎样形成的？

具有未成对电子的活性物质如NO、HO、Cl等是怎样破坏臭氧层的？

（10分）

1、

（1）臭氧层是指在平流层中臭氧浓度极大值的区域（或答层次）。

这个极大值在20~25km的高度上。

（2分）

（2）臭氧是氧分子和氧原子在第三体的存在（或答参与）下反应产生的，而氧原子又是氧分子受短波辐射发生光化学分解产生的。

臭氧也可受光照而分解，同时还可参与许多反应使其被除去。

（或用反应方程式表示

平流层中臭氧的产生：

O2　　hυ（λ≤243nm）→O＋O　

O＋O2＋M　─────→O3＋M

平流层中臭氧的消除则主要是臭氧的光解：

O3　　hυ（λ≤300nm）→　O2＋O和

O3＋O　─────→O2＋O2）

这种产生和除去在大气中不断地进行着，但在不同的高度，臭氧的产生速度和除去速度不同，加之大气上稀下浓的不均匀状态，结果就形成了臭氧层。

（4分）

（3）这些具有未成对电子的活性物质，对臭氧的消除反应具有催化作用。

其反应过程如下：

NO＋O3───→NO2＋O2

NO2＋O───→NO＋O2

───────────────

总反应O3＋O───→O2＋O2

HO＋O3───→HO2＋O2

HO2＋O───→HO＋O2

───────────────

总反应O3＋O───→O2＋O2

Cl＋O3───→ClO＋O2

ClO＋O───→Cl＋O2

───────────────

总反应O3＋O───→O2＋O2

在平流层中，臭氧的浓度是10－6数量级的，而上述各类活性物质的浓度仅是10－9数量级的或更小。

单次反应对臭氧的损耗本是微不足道的。

但这些物质与臭氧的反应是按上述方式循环进行的，即每个活性粒子可反复多次与臭氧发生反应，其影响就很大，从而加快了臭氧的消除。

（4分）

2、酸雨是一种普遍且影响比较严重的环境污染现象。

请给出酸雨的定义、组成和影响酸雨形成的主要因素。

（10分）

人们将pH值小于5.6的雨、雪或其它形式的大气降水（如雾、露、霜等），通称为酸雨，而其确切的名称应是酸性降水。

不过，人们更习惯用酸雨一词。

（2分）

酸雨的组成非常复杂，我们可把它们分成可溶性物质和不溶性物质两大类。

可溶性物质中的无机物有溶存的O2、O3、N2、H2、Ar等单质和CO2、SO2、H2O2、（NH4）2SO4、NH4NO3、NaCl、Ca（HCO3）2、FeCl3等种类繁多的化合物。

有机物有醇、醛、烃、有机酸等。

它们有的以分子态存在，有的以离子态存在。

不溶性物质是来自土壤粒子和燃料燃烧排放尘粒等的不能溶于雨水的物质。

（2分）

酸雨中的酸性物质主要是硫酸、硝酸、盐酸和有机酸。

它们对酸雨的贡献量在不同地区、不同条件，甚至不同时间里是不同的。

（2分）

酸雨的化学组成很复杂，其中的离子种类也很多。

主要阳离子有H+、NH4+、K+、Na+、Ca2+和Mg2+，主要阴离子有SO42－、NO3－、Cl－和HCO3－。

（2分）

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大气中的氨，③颗粒物酸度及其缓冲能力和④天气形势。

（2分）

第三章

1、Cl—对重金属离子的配合作用可使难溶性金属化合物的溶解度（A）。

A.　增大B.　减小C.　不变D.　先增大后减小

2、在开放体系的碳酸平衡中，（D）不随pH的变化而变化，总保持与大气相平衡的固定数值。

A.CTB.[HCO3--]C.[CO32－]D.[H2CO3*]

3、造成水体富营养化的物质是（B）。

A.一般有机物B.含氮和含磷化合物

C.烃类化合物D.重金属化合物

4．有机配位体可影响颗粒物对重金属的吸附，可减少吸附量的是（C）。

A.　谷氨酸B.　2,3-PDCAC.　柠檬酸D.　异己氨酸

5、在开放体系的碳酸平衡中，（D）不随pH的变化而变化，总保持与大气相平衡的固定数值。

A.　CTB.　[HCO3－]C.　[CO32－]D.　[H2CO3*]

6、造成水体富营养化的物质是（B）。

A.一般有机物B.含氮和含磷化合物

C.烃类化合物D.重金属化合物

7、淡水中阴离子组分含量的大小次序是（A）。

A.　[HCO3－]＞[SO4２－]＞[Cl－]B.　[Cl－]＞[SO4２－]＞[HCO3－]

C.　[SO4２－]＞[Cl－]＞[HCO3－]D.　[Cl－]＞[HCO3－]＞[SO4２－]

8、有机物在水生生物体内的浓度与水中该有机物浓度之比，称为（　D）。

A.　土壤－水分配系数B.　标化分配系数

C.　正辛醇－水分配系数D.　生物浓缩因子

9、在废水处理中，以除去Ｎ、Ｐ（控制富营养化）为主要目的工艺过程称作（　　C　　）。

　　A.　一级处理B.　二级处理C.　三级处理D.　四级处理

10、排放到大气中的氮氧化物（主要有NO2和少量的NO）、烃类（主要有烯烃和带侧链的芳香烃）和醛类，在阳光照射下，发生一系列复杂的光化学反应，生成一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，称为（A，B，C，D）。

A.光化学烟雾B.洛杉矶烟雾

C.氧化性烟雾D.石油型烟雾

三、名词解释

1、水体

被水覆盖地段的自然综合体称为水体。

（水体不仅包括水，而且包括水中的悬浮物、底泥和水生生物，水体都有一定的形貌，受岸壁的限制。

）

三、完成下列反应（每小题2分。

不必配平）

1．CN－＋Ｏ2　微生物　→CNO—　微生物，H2O→NH4++CO32—

二、问答题（四个小题，共24分。

）

1、在水环境化学中，pE指的是什么？

它与pH有何区别？

（4分）

（1）在水环境化学中，pE指的是在平衡状态下假想的电子活度（或答浓度）的负对数。

（2分）

（2）pE指的是电子活度（或答浓度）的负对数，是水溶液氧化还原性质的量度，pH指的是氢离子活度（或答浓度）的负对数，是水溶液酸碱性质的量度；电子活度（或答浓度）是假想的，而氢离子活度（或答浓度）是真实的。

（2分）

四、计算题（每小题6分，共12分。

）

1、天然水，其pH＝7.5，和大气（pO2＝0.21atm＝0.21×1.013×105Pa）保持平衡。

已知

1/2O2（g）＋2H+＋2e

H2O（l）lgK＝41.55，

计算该平衡体系的pE值。

解：

根据公式pEo＝1/nlgK＝41.55／2＝20.78（2分）

pE＝pEo＋1/nlg[氧化态]/[还原态]（2分）

得pE＝41.55／2＋1/2lg（pO21/2[H+]2）（1分）

＝20.78＋1/2lg{[0.21×1.013×105/（1.013×105）]1/2×（10－7.5）2}

＝12.94（1分）

答：

该平衡体系的pE值为12.94。

2、某河水的总碱度[碱度]＝5.0×10—5mol/L，pH＝7.0，求与河水达平衡时的大气中CO2分压是多少？

（已知KH＝3.36×10－7mol/（L*Pa），pH＝7.0时，α。

＝0.183，α＝1.22）

解：

由公式

CT＝α（[碱度]＋[H+]－[OH－]）{或α[碱度]}

＝1.22（5.0×10－5＋10－7－10－7）{或1.22×5.0×10－5}

＝6.1×10－5（mol/L）（3分）

再由公式CT＝（1/α。

）KHpCO2

得pCO2＝α。

CT/KH

＝（6.1×10－5×0.183）／（3.36×10－7）＝33（Pa）（3分）

答：

大气中二氧化碳分压是33Pa。

3、某天然水，其pH＝8.0，含有10－5mol/L的Mn2+，与γ－MnO2（s）处于平衡。

已知

γ-MnO2（s）＋4H+＋2e

Mn2+＋2H2O（l）lgK＝40.84，

计算该平衡体系的pE值。

解：

根据公式pEo＝1/nlgK＝40.84／2＝20.42（2分）

pE＝pEo＋1/nlg[氧化态]/[还原态]（2分）

得pE＝40.84／2＋1/2lg[H+]4/[Mn2+]

＝20.42＋1/2lg[10－8]4/10－5

＝6.92（2分）

答：

该平衡体系的pE值为6.92。

4、在一个pH为6.5、碱度为1.6mmol/L的水样中，若加入NaOH进行碱化，问需加多少mmol/L的NaOH才能使水样pH上升至8.0？

已知pH＝6.5时，α＝1.710，pH＝8.0时，α'＝1.018

解：

已知pH＝6.5时，总碱度[ALK]＝1.6mmol/Ｌ，α＝1.710，

此时碳酸盐总量为CT＝α[ALK]＝1.710×1.6＝2.736（mmol/Ｌ）　（2分）

当pH＝8.0时，α'＝1.018

∵用氢氧化钠碱化，此时CT不变，总碱度（记为[ALK]'）发生变化

∴[ALK]'　＝　CT／α'

＝　2.736／1.018

　＝　2.688（mmol/L）　　　　　　　　（2分）

碱度变化值即为需加入的碱量（记为ΔB'）：

ΔB'＝[ALK]'－[ALK]

＝2.688－1.6

＝1.088（mmol/L）（2分）

答：

需用1.088mmol/L的氢氧化钠。

5、从pH＝7.4的水样中测得Cr（Ⅲ）＝0.5mmol/L，Cr（Ⅵ）＝0.3mmol/L，求处于平衡状态时的pE和pEo值。

已知

CrO42－＋6H+＋3e

Cr（OH）2+＋2H2OlogK＝66.1

解：

根据公式

pEo＝1/nlgK＝66.1/3＝22.03（2分）

pE＝pEo＋1/nlg（[氧化态]/[还原态]）（2分）

＝22.03＋1/3lg（[CrO42－][H+]6/[Cr（OH）2+]）

＝22.03＋1/3lg（0.5/0.3）＋6/3×（－7.4）

＝7.16（2分）

答：

此水样的pE＝7.16，pEo＝22.03。

6、若一个天然水的pH为7.0，碱度为1.4mmol/L，求需加多少强酸才能使原水的pH值降低到6.0？

（已知pH＝7.0时，α＝1.22；pH＝6.0时，α＝3.25）

解：

根据公式CT＝α［碱度］

得CT＝α［碱度］＝1.22×1.4＝1.71（mmol/L）。

（2分）

当加强酸将原水的pH值降低到6.0，其CT值并不变化，而α值则变为α’＝3.25，

这时的碱度则为：

［碱度］’＝CT／α’＝1.71／3.25＝0.526（mmol/L）（2分）

碱度降低值就是应加入强酸的量：

△A＝1.4－0.526＝0.874（mmol/L）（2分）

答：

需加0.874mmol/l的强酸。

7、含镉水通入H2S达到饱和并调整pH值为8．0，请计算出水中剩余镉离子浓度（已知CdS的溶度积为7．9×10—27）。

（[Cd2+]=6．8×10—20mol/L）

解：

根据3——52式，得

[Cd2+]=Ksp[H+]2/（0．1K1K2）

=7．9×10—27×10—16/（1．16×10—23）

=6．8×10—20（mol/L）

第四章

2、为了减轻水田土壤的隔污染危害，可采取（A，C）等措施。

A.灌水降低土壤Eh值B.排水晒田提高土壤Eh值

C.施用适量碳酸钙D.施用适量石膏

3、为了消除土壤环境的重金属与砷复合污染的危害，可采取的措施是（C）。

A.　施用石灰调节土壤pHB.　加强土壤水分管理

C.　利用树木等植物吸收D.　增施有机肥料

4、为了减轻酸性土壤的氟污染的危害，可采取的措施是（C）。

A.　增施有机肥料B.　施用适量石膏

C.　施用适量石灰D.　加强土壤水分管理

5．高岭石是（C）。

A.　原生矿物质B.　２∶１型的次生矿物质

C.　１∶１型的次生矿物质D.无定型矿物质

6．就氧化还原性而言，水体和土壤的一般情况是（C）。

A.　上层还原性，下层氧化性B.　氧化性

C.　下层还原性，上层氧化性D.　还原性

13．土壤胶体吸附的H+和Al3+，通过离子交换作用产生游离H+而显酸性，这样产生的酸度称（C）。

A.　土壤酸度B.　活性酸度C.　潜性酸度D.　无机酸度

14．土壤胶体对阴离子的吸附顺序是（A）。

A.F－＞H2PO4－＞SO42—＞NO3－

B.F－＜H2PO4－＜SO42—＜NO3－

C.Cl－＞F－＞CH3COO－＞NO3－

D.H2PO4－＞SO42—＞F－＞Cl－

16．在土壤环境中，残留期最长的农药是（　A　）。

A.含Pb、Hg的农药B.有机氯农药C.　氨基甲酸酯农药D.有机磷农药

二、填空题

1、土壤是由土壤矿物质、土壤溶液、土壤空气、有机物和土壤微生物五大类组成。

2、农药在土壤中的降解，可分为光化学降解、化学降解和微生物降解三类。

3、土壤的潜性酸度是由于土壤胶粒吸附的H+、Al3+和Fe3+造成的。

4、污水土地处理系统的基本类型有慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、污水湿地处理、人工土层快速渗滤、地下渗滤土地处理和复合污水土地处理七种。

5、土壤沙漠化是指在自然因素（主要是干旱和大风）和人类活动（主要是破坏植被）的影响下，固定或半固定沙土或沙质草原土变为流动风沙土的过程。

6、土地荒漠化是各种土地退化的总称，其包括的内容比较广泛，诸如土壤的水力浸蚀、风力浸蚀、、砾质化、、沼泽化等等。

7、农药在土壤环境中的降解可分为光化学降解、化学降解和（微）生物降解[或生物化学降解]三种类型。

8、土壤矿物质是土壤的重要组成部分，占土壤固相物质总重量的百分之九十五以上，可划分为原生矿物和次生矿物两类。

三、名词解释

1、（土壤的）活性酸度

土壤溶液中氢离子所显示的酸度叫（土壤的）活性酸度，（常用蒸馏水浸提土壤所测得的pH值表示）。

2、土壤环境背景值

土壤环境背景值是指未受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。

（目前，已难于找到绝对不受人类活动影响的土壤，因此现在所获得的土壤环境背景值也只能是尽可能不受或少受人类活动影响的数值，因而，所谓土壤环境背景值只是代表土壤环境发展中一个历史阶段的、相对意义上的数值。

）

3、土壤环境容量

土壤环境容量是指一定土壤环境单元，在一定时限内，遵循环境质量标准，既维持土壤生态系统的正常结构与功能，保证农产品的生物学质量与产量，也不使环境系统污染时，土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。

4、化学农药

化学农药是指用于防治植物病虫害、消灭杂草和调节植物生长的一类化学药剂。

三、问答题

1、土壤重金属污染的调控与防治措施有哪些？

（4分）

壤重金属污染的调控与防治措施有以下8条：

（1）发展清洁工艺，加强“三废”治理，

（2）严格执行污灌水质和污泥施用标准，（3）提高土壤自净能力，（4）加强土壤水分管理，（5）施用改良剂，（6）客土、换土和水洗法处理，（7）电化法处理，（8）利用植物吸收除去重金属。

（4分）

第五章

10．对人体都是非必需的毒性微量元素的一组元素是（　B　）。

A.　Be，Se，Cu，HgB.　Be，Pb，Cd，Hg

C.　Cd，Pb，Cu，Tl　D.　Se，Zn，Hg，As

12．当两种或两种以上的毒物，同时作用于生物体所产生的毒性大于其中各个毒物成分单独作用毒性的总和的现象称作（　B　　）。

A.　相加作用　B.　协同作用C.　独立作用D.　拮抗作用

3、毒物的毒作用机制主要有酶活性的抑制、致突变、致癌和致畸四种类型。

4、生态系统中的生物，根据其在系统中物质与能量迁移转化中的作用不同，可分为生产者、消费者和分解者三个机能群。

4、属于生物生长的必需元素是（C，D）。

A.CdB.HgC.CuD.Ca

6、影响酶促反应的因素有底物浓度、pH值、温度和抑制剂。

三、名词解释

2、生物积累

生物积累是指生物从周围环境（水、土壤、大气）和食物链蓄积某种物质或元素，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。

3、生物污染

把（污染环境的）某些物质在生物体内累积，其数量超过正常含量，足以影响人体健康或动植物的正常生长发育的现象