环境化学练习题课后习题自己做做看答案DOC.docx

1、环境化学练习题课后习题自己做做看答案DOC第四章 土壤环境化学一、填空1、重金属在土壤植物体系中的迁移过程与 重金属 的种类、价态、存在形态及 植物 的种类、特性有关。2、Cr(VI)与Cr()比较， Cr(VI) 的迁移能力强， Cr(VI) 的毒性和危害大。3、重金属污染土壤的特点： 形态多变，价态不同毒性不同；金属有机态毒性大于无机态；金属羰基化合物常剧毒 ， 产生毒性效应的浓度范围低，对人体的毒性是积累性的 ， 迁移转化形式多，物理化学行为多具可逆性，属于缓冲型污染 ， 微生物不能降解，反而会毒害微生物或者使之有机化，增强毒性 。4、土壤污染的特点：隐蔽性、累积性、复杂性三、问答题 T

2、1土壤有哪些主要成分？他们对土壤的性质与作用有哪些影响？【P266-269】答：（1）土壤矿物质：A、原生矿物 B、次生矿物。土壤矿物质直接影响土壤的理化性质，是植物营养元素的重要来源 （2）土壤有机质：是土壤形成的标志，对土壤的性质有很大影响。 （3）土壤水分：既是植物养分的主要来源，也是进入土壤的各种污染物向其他环境圈层迁移的媒介。 （4）土壤空气：与大气组成基本相似，主要成分是N2、O2和CO2 。土壤空气存在于相互隔离的土壤孔隙中，是一个不连续的体系；在O2，和CO2含量上有很大的差异。土壤空气中CO2含量比大气中高得多。大气中CO2含量为0.02-0.03，而土壤空气中CO2含量一般

3、为0.15一0.65，甚至高达5，这主要由于生物呼吸作用和有机物分解产生。氧的含量低于大气。土壤空气中水蒸气的含量比大气中高得多。土壤空气中还含有少量还原性气体，如CH4、H2S、H2、NH3等。如果是被污染的土壤，其空气中还可能存在污染物。 T2什么是土壤的活性酸度与潜在酸度？试用两者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因答：根据土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称有效酸度，通常用pH表示。（2）潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的

4、，但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH值降低。南方土壤中岩石或成土母质的晶格被不同程度破坏，导致晶格中Al3+释放出来，变成代换性Al3+，增加了土壤的潜性酸度，在一定条件下转化为土壤活性酸度，表现为pH值减小，酸度偏高。T3土壤的缓冲作用有哪几种？举例说明其作用原理。答：土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和土壤胶体的缓冲性能：（1）土壤溶液的缓冲性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SiO4、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作用。以碳酸及其钠盐为例说明。向土壤加入盐酸，碳酸钠与它生成中性盐和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。Na2CO3 +

5、 2HCl2NaCl + H2CO3当加入Ca(OH)2时，碳酸与它作用生成难溶碳酸钙，也限制了土壤碱度的变化范围。H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O土壤中的某些有机酸（如氨基酸、胡敏酸等）是两性物质，具有缓冲作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，对酸碱均有缓冲作用。（2）土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。对酸缓冲（M盐基离子）：对碱缓冲：Al3+对碱的缓冲作用：在pH小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al3+有6个水分子围绕，当OH增多时，Al3+周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H+，中和OH-：2Al(H2O)6

6、3 + 2OHAl2(OH)2(H2O)84+ + 4H2OT4什么是盐基饱和度?它对土壤的性质有何影响？【P274】答：土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为盐基饱和度（BS）。酸基离子：H+、Al3+盐基离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+等BS真正反映土壤有效(速效)养分含量的大小，是改良土壤的重要依据之一。土壤吸附性阳离子，根据其解吸后的化学特性可区分为致酸的非盐基离子（如氢和铝离子）与非致酸的盐基离子（如钙、镁、钠等）两大类。当土壤胶体所吸附的阳离子基本上属于盐基离子时，称为盐基饱和土壤，呈中性、碱性、强碱性反应；反之，当非盐基离子占相当大比例时，称为盐基不饱和土壤，呈酸性或强

7、酸性反应。土壤盐基饱和度以土壤的交换性盐基总量占土壤阳离子代换量的百分比表示。盐基饱和度的大小，可用作施用石灰或磷灰石改良土壤的依据T5试比较土壤阳、阴离子交换吸附的主要作用原理与特点。【P273-274】答：阳离子原理：特点：电荷数：离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。 离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就越小，因而具有较强的交换能力。 阴离子原理：土壤中带正电的胶体所吸附的阴离子与溶液中的阴离子发生交换。特点：能与胶体微粒或溶液中的阳离子形成难溶性程佃而被强烈吸附。T6土壤中重金属污染向植物体内转移的主要方式及影响因素有哪些？【P280-282】答:主要方式：（1）

8、被动转移 脂溶性物质从高浓度一侧向低浓度侧，顺浓度梯度扩散，通过有类脂层屏障的生物膜。扩散速率与有机物的化学性质、分子体积或在液体pH条件下离解性有关被动扩散不耗能，不需载体参与，因而无竞争性抑制、特异性选择和饱和现象（2）主动迁移 在需消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度的特异性蛋白载体结合，通过生物膜至高浓度侧解离出原物质，所需代谢能量来自膜的三磷酸酰苷酶分解三磷酸酰苷(ATP)成二磷酸酰苷（ADP）和磷酸时所释放的能量。影响因素：（1）植物种类 不同植物种类或同种植物不同植株从土壤吸收转移重金属的能力不同（2）土壤种类 土壤的酸碱性和腐殖质含量均可影响重金属向植物体内转

9、移的能量。（3）重金属形态 如CdSO4、Cd3(PO4)2和CdS 三种不同形态的镉在土壤中，实验发现对水稻生长的抑制与镉的溶解度有关，此外土壤pH值、pE值的变化都可影响植物对重金属的吸收（4）重金属在植物体内的迁移能力 Cd和Zn在水稻体内的迁移能力不同Cd：大于1 mg/kg 糙米中Cd含量急剧增加Zn：小于250 mg/kg 糙米中Zn含量几乎不变T7植物对重金属污染产生耐受性作用的主要机制是什么？答：不同种类的植物对重金属的耐性不同，同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。（1）植物根系通过改变根系化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。（

10、2）重金属与植物的细胞壁结合，而不能进入细胞质影响细胞代谢活动，使植物对重金属表现出耐性。（3）酶系统的作用。耐性植物中酶活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，此外在耐性植物中还发现另一些酶可被激活，从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常代谢过程。（4）形成重金属硫蛋白或植物络合素，使重金属以不具生物活性的无毒螯合物形式存在，降低了重金属离子活性，从而减轻或解除其毒害作用。T8举例说明影响农药在土壤中进行扩散和质体流动的因素有哪些？答：（1）影响农药在土壤中扩散的因素主要是土壤水分含量、吸附、孔隙度、温度及农药本身的性质等：土壤水分含量：研究表明林丹的汽态和非汽态扩散情况随土壤水分含量增加而

11、变化。吸附：土壤对农药的吸附改变了其扩散的情况，如土壤对2,4-D的化学吸附，使其有效扩散系数降低了，两者呈负相关关系。土壤紧实度：土壤紧实度对农药的扩散的情况有影响是因为对于以蒸汽形式进行扩散的化合物来说，增加紧实度就降低了土壤孔隙率，扩散系数就自然降低了。如二溴乙烷、林丹等农药在土壤中的扩散系数随紧实度增加而降低。温度：温度增高的总效应是使扩散系数增大。气流速度：气流速度可直接或间接地影响农药的挥发。如果空气的相对湿度不是100%，那么增加气流就促进土壤表面水分含量降低，可以使农药蒸汽更快地离开土壤表面，同时使农药蒸汽向土壤表面运动的速度加快。农药种类：不同农药的扩散行为不同。如有机磷农药

12、乐果和乙拌磷在Broadbalk粉砂壤土中的扩散行为就是不同的。（2）影响农药在土壤中质体流动的因素有农药与土壤的吸附、土壤种类和农药种类等。农药与土壤吸附：非草隆、灭草隆、敌草隆、草不隆四种农药吸附最强者移动最困难，反之亦然。土壤种类：土壤有机质含量增加，农药在土壤中渗透深度减小；增加土壤中粘土矿物的含量，农药的渗透深度也减小。农药种类：不同农药在土壤中通过质体流动转移的深度不同。如林丹和DDT。T9比较DDT和林丹在环境中迁移转化与归趋的主要途径与特点。答：DDT和林丹迁移转化、归趋主要途径与特点比较如下表所示：迁移转化、归趋途径特点DDT1）在土壤中移动不明显，易被吸附2）通过根系渗入植

13、物体3）在土壤中按还原、氧化和脱氯化氢等机理被微生物降解4）光解1） 不溶于水，高亲脂性，易通过食物链放大，积累性强2）挥发性小，持久性高3）在缺氧和高温时降解速度快4）南方水田里DDT降解快于北方林丹1）从土壤和空气转入水体2）挥发而进入大气3）在土壤生物体内积累4）植物积累1） 易溶于水2） 挥发性强，持久性低3） 在生物体内积累性较DDT低T10试述有机磷农药在环境中的主要转化途径，并举例说明其原理。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光降解：有机磷农

14、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：第三章 水环境化学1 写出天然水体的八大离子，并解释电中性原理。答：八大离子：K+, Na+, Ca2+, Mg2+, HCO3-, NO3-, Cl-, SO42- .电中性原理：2 从环境化学角度综合分析我国酸雨的

15、地域分布和形成过程。答：我国酸雨的地域分布：我国降水酸度分布存在明显的区域性差异,降水酸度年均 pH 5.6的地区主要分布在长江以南,并由北向南逐渐加重, 西南地区最为严重。在四川、贵州和广西的一些地方, 降水年平均 pH 零电位点吸附发生的位置内层扩散层对表面电荷的影响负电荷减少,正电荷增加无动力学可逆性不可逆慢过程快速可逆请叙述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及与溶液中配合反应的区别。T14请说明胶体的凝聚和絮凝之间的区别。T15请叙述水中颗粒物可以哪些方式进行聚集？【P181】T16请叙述水环境中促成颗粒物絮凝的机理。【P182-183】答：（1）异向絮凝 由颗粒的热运动即布朗运动推动

16、下发生碰撞而絮凝 （2）同向絮凝 在水流速率梯度(G)的剪切作用下，颗粒产生不同的速率而发生碰撞和絮凝。 （3） 差速沉降絮凝 在重力作用下，沉降速率不同的颗粒会发生碰撞而絮凝，如果颗粒的密度和形状相同，则不同粒径的颗粒沉降速度也不同。T17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7.910-27）。T20请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用。答：参考31T22请叙述有机配体对重金属迁移的影响。答：参考30T23什么是电子活度pE，以及它和pH的区别。T28解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水

17、解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢.(1)分配系数:在土壤-水体系中,土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程(溶解),即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,并经过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为分配系数.(2)标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关,以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数.(3)辛醇-水分配系数:有机化合物的正辛醇-水分配系数(KOW)是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值.它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力,是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数.KOW与化合物的水溶性,土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关.(4)生物浓缩因子:有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比.(5)亨利定律常数:通常可理解为非电解质稀溶液的气-水分配系数.(6)水解速率:反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数.(7)直接光解:化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应.(8)光量子产