《环境化学》考点 2.docx
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《环境化学》考点2
第一章绪论
1、由包涵大气圈、水圈、和岩石圈各圈层的自然环境和以生物圈为代表的生态环境组成地球环境系统，再与反映人类生产、生活和技术活动的人类活动圈形成彼此相互间存在错综复杂关系的综合体系。
P4
2、环境化学研究的内容？
（简答）P5
研究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，它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应的机制和风险性；有害物质已造成影响的缓解或消除以及防止发生危害的方法和途径。
3、各圈层环境化学（简答）P10
本分支学科研究化学污染物在大气、水体和土壤环境中的形成、迁移、转化和归趋过程中的化学行为和生态效应。
由于研究对象已扩展到过去认为无害的化学物质，如二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体，含氮氟烃等耗损臭氧层的物质，以及营养物等，故其研究领域由原各环境要素的污染化学发展成为相应的环境化学。
4、污染控制化学，主要研究控制污染的化学机制和工艺技术中的基础性化学问题。
P11
5、.环境污染物：
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。
P11
6、环境污染物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弃物；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。
P12
7、当前世界范围最关注的化学污染物:
主要是持久性有机污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作用的所谓“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰素。
P13
8、环境效应：
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，从而导致环境的结构和功能发生变化，谓之环境效应。
（自然环境效应和人为环境效应）P13
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。
P14
10、污染物的转化：
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。
P14
11、污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理－化学迁移、生物迁移三种方式。
P14
12、从科学研究任务来说，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。
P5
13、环境化学的分支学科：
P6
环境分析化学、各圈层环境化学、污染（环境）生态化学、环境理论化学、环境控制化学
14、优先污染物：
由于化学污染物种类繁多，世界各国都筛选一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制，称为优先污染物。
P13
15、环境效应按环境变化性质分，则可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应。
（1）环境物理效应：
环境物理效应是由物理因素引起的，比如噪声、光污染、电磁辐射污染、地面沉降、热岛效应、温室效应等。
（2）环境化学效应：
在各中环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应即为环境化学效应。
如湖泊的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度升高、局部地区发生光化学烟雾、有毒有害固体废弃物的填埋造成地下水污染等。
（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。
第二章大气环境化学
1、大气层的结构和特点。
（1）对流层的特征
①对流层是大气层的最低层，其厚度随季节和纬度而变化。
夏季较厚，冬季较薄。
②气温随着海拔高度的增加而降低，大约每上升100m，温度降低0.6℃。
③密度大，大气总质量的3/4以上集中在对流层。
（2）平流层的特点
①空气没有对流运动，平流运到那个占显著优势。
②空气比对流层稀薄很多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象。
③在高15-60km范围内，有厚约20km的一层臭氧层，臭氧的空间动力学分布主要受其生成和消除的过程所控制：
O2→O·+O·，O·+O2→O3
（3）中间层的特点
中间层是指从平流层顶到80km高度的大气层。
这一层空气变得较稀薄，同时由于臭氧层的消失，温度随海拔高度的增加而迅速降低。
对流运动非常激烈。
（4）热层的特征
热层空气更加稀薄，大气质量仅占大气总质量的0.5%。
大气温度随海拔高度的增加而迅速增加。
热层以上的大气层称为逃逸层。
逃逸层空气极为稀薄，其密度几乎与太空密度相同。
温度随高度增加而略有增加。
2、中间层是指从平流层顶到80km高度的大气层。
P19
3、燃料燃烧过程中影响NOX形成的因素，根据NOX形成的机理，燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关。
P29
4、在自然条件下，CH4浓度的季节变化主要受HO▪自由基的控制。
HO▪自由基可以破坏CH4分子，从而导致CH4浓度降低，一般来说HO▪自由基在夏季增加，冬季减少。
因此，在自然释放的情况下，CH4浓度表现出夏低冬高的趋势。
P41
5、逆温形成的过程多种多样。
由于过程不同，可分为近地面层的逆温和自由大气的逆温两种。
近地面的逆温有辐射逆温、平流逆温、融雪逆温和地形逆温等；自由大气逆温有乱流逆温、下沉逆温和锋面逆温等。
P47
6、最有利于辐射逆温发展的条件是平静而晴朗的夜晚。
P48
7、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中要受到各种因素的影响，主要有机械运动、天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染源本身的特性等。
P54
8、污染物在大气中的扩散能力取决于三个因素：
风、大气湍流、浓度梯度。
风可以使污染物向下风向扩散。
湍流可以使污染物向各个方向扩散。
浓度梯度可以使污染物发生质量扩散，使污染物向浓度小的地方扩散。
风和湍流起主导作用。
P54
9、由于大气压分布不均，在高压区里存在着下沉气流，由此使气温绝热上升，于是形成上热下冷的逆温现象。
P56
10、自由基：
也称游离基，由于共价键均裂而生成的带有未成对电子的碎片。
P557
11、一般来说，从自由基的产生到自由基的破坏（终止）的时间，约为1s。
P63
12、光化学反应：
分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的光化学反应。
P66
13、O3吸光特性（简答）P70
O3对光的吸收光谱由三个带组成，紫外区有两个吸收带，即200～3nm和300～360nm，最强吸收在254nm。
吸收紫外光后发生如下离解反应：
O3+hv→O·+O2
14、大气中重要的自由基有：
HO·、HO2·、R·、RO·、RO2·，以HO·、HO2·更为重要。
P74
15、任何反应只要有H·和HCO·自由基等生成，它们都可与空气中的O2结合而生成HO2·。
其他醛类也有类似反应，但它们在大气中的含量远比甲醛低，因而不如甲醛重要。
P75
16、大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而形成的：
R·+O2→RO2·。
p76
17、NO2的转化，重要来源及主要危害（论述、简答）P78
NO2的光解在大气污染化学中占有很重要的地位。
它可以引发大气中生成O3的反应。
此外，NO2能与一系列自由基，如HO·，O·，HO2·，RO2·和RO·等反应，也能与O3和NO3反应。
其中比较重要的是与HO·，NO3以及O3的反应。
NO2与HO·反应可生成HNO3：
NO2+HO·→HNO3
此反应是大气中气态HNO3的只要俩元，同时也对酸雨和烟雾的形成起重要作用。
白天大气中HO·浓度较夜间高，因而这一反应在白天会有效地进行。
所产生的HNO3与HNO2不同，它在大气中光解的很慢，沉降式它在大气中的主要去除过程。
NO2也可与O3与反应：
NO2+O3→NO3+O2
此反应在对流层中也是很重要的，尤其是在NO2和O3浓度都较高时，它是大气中NO3的主要来源。
NO3可与NO2进一步反应：
NO2+NO3→N2O5
这是一个可逆反应，生成的N2O5又可分解为NO2和NO3。
当夜间HO·和NO浓度不高，而O3有一定浓度时，NO2会被O3氧化生成NO2，随后进一步的、发生如上反应而生成N2O5。
18、光化学烟雾特征是烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人的眼镜，伤害植物叶子，并使大气能加度降低。
P92
19、光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在，大气温度较低，而且有强的阳光照射。
这样的大气就会发生一系列的反应，生成一些二次污染物，如O3，醛，PAN,H2O2等。
P92
20、硫酸型烟雾：
它主要是由于燃烧煤而排放出来的SO2，颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。
P106
21、硫酸烟雾与光化学烟雾的比较？
（论述）P107
硫酸烟雾型污染物，从化学上看是属于还原性混合物，故称此烟雾为还原烟雾。
而光化学烟雾是高浓度氧化剂的混合物，因此也成为氧化烟雾。
这两种烟雾在许多方面具有相反的化学行为。
它们发生污染的根源各有不同，硫酸烟雾主要由燃煤引起的，光化学烟雾则主要是由汽车排气引起的。
目前已发现两种类型烟雾污染可交替发生。
夏季是以光化学烟雾为主，而冬季则以硫酸烟雾为主。
（P108表）
22、酸性降水：
通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。
P108
23、PH值小于5.6的降雨称为酸雨。
P110
24、我国酸雨中关键性离子组分是SO42-,Ca2+和NH4+。
P117
25、温室效应：
大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高。
P120
26、能够引起温室效应的气体称温室气体。
P120
27、由于人类活动的影响，水蒸气、氮氧化合物、氟氯烃等污染物进入了平流层，在平流层形成了HOx·，NOx·和ClOx·等活性基团，从而加速了臭氧的消除过程，破坏了臭氧层的稳定状态。
这些活性基团在加速臭氧层破坏的过程中可以起到催化剂的作用。
P123
28、·NOx的消除P125
a.由于NO和NO2都溶于水，当它们下沉的气流带到对流层时，就可以随着对流层的降水被消除，这是NOx在平流层大气中的主要消除方式。
b.在平流层层顶紫外线的作用下，NO可以发生光解：
NO→N·+O·
光解产生的N·可以进一步与NOx发生反应：
N·+NO→N2+O·，N·+NO2→N2O+O·
这种消除方式所以的作用较小。
29、常见的方法是根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层。
P18
30、大气中H2S主要去除反映为：
HO·+H2S→H2O+·SHP26
31、NOX来源与消除。
P28
32、燃料燃烧过程中NOX的形成机制。
P28
33、NOX的危害。
P30
34、含碳化合物来源、危害及消除（简答）P31
35、甲烷在大气中主要通过与HO·自由基反应而消除：
CH4+HO·→CH3+H20P40
36、简单的卤代烃。
P45
37、CHCl3来源及消除。
P45
38、氟氯烃类来源、危害及消除方式？
（简答）P45
39、在大气中，一般来言，г（垂直递减率）>0,但在一定条件下会出现反常现象。
当г=0时，称为等温气层；当г<0时，称为逆温气层。
P47
40、NO2吸收小于420nm波长的光发生解离：
P71
NO2+hv→NO+O·
O·+O2+M→O3+M
据称这是大气中唯一已知O3的人为来源。
41、二氧化硫对光的吸收。
P72
42、卤代烃的光解。
P73
43、大气中HO·和H2O来源。
P75
44、大气中存在量最多的烷基是甲基，它的主要来源是乙醛和丙酮的光解：
P75
CH3COCH3+hv→CH3·+HCO·CH3CHO+hv→CH3·+HCO·
45、O·和HO·与烃类发生H·摘除反应时也可形成烷基自由基：
P76
RH+O·→R·+HO·RH+HO·→R·+H2O
46、过氧乙酰基硝酸酯（PAN）形成及特点（简答）P79
47、光化学烟雾：
含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。
P91
48、光化学烟雾的日变化曲线P92
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