环境化学复习题及答案

一、填空 1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占80%-90%。 2、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形态。 3、环境中污染物的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移三种方式。 4、人为污染源可分为工业、农业、交通运输、和生活。 二、选择题 属于环境化学效应的是C土壤的盐碱化 2、五十年代日本出现的痛痛病是由______污染水体后引起的。A Cd 3、五十年代日本出现的水俣病是由______污染水体后引起的。B Hg 三、问答题 环境中主要的化学污染物有哪些？ a.持久性有机污染物 POPs的特点：1.毒性极强；2.极难降解；3.滞留时间长，能导致全球性的传播；4.沿食物链浓缩放大，产生致癌、致畸、致突变； 5.对人类的影响会持续几代，对人类生存繁衍和可持续发展构成重大威胁。 b.环境内分泌干扰物 能干扰机体天然激素的合成、分泌、转运、结合或清除的外源性物质，具有拟天然激素或抗天然激素的作用。比如，邻苯二甲酸酯，酚甲烷等，广泛存在于塑料玩具、奶瓶、化妆品和其他塑料消费品中。前者危害男婴的的性征发育，引起生殖系统的癌症，后者可导致女性患上乳腺癌。邻苯二甲酸类衍生物多为酯类，不易溶于水，但能溶于加温过的或者脂肪性食品。 c. “三致”化学污染物 举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。 排入水体中的无机汞，经水体微粒物质的吸附、凝聚后很快淀积在沉积物中，并在微生物参与下转变成剧毒的甲基汞再溶于水中，被水生生物吸收和转移，经排泄或腐烂分解后再归还水体，形成一个Hg的生物地球化学流。 一、填空 1、大气中的NO2可以转化成硝酸盐、硝酸和亚硝酸盐 。 2、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。 3、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度和化学性质有关，去除方式有 干沉法和湿沉法。 4、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题温室效应、臭氧空洞、光化学烟雾等是由大气污染所引起的。 5、许多大气污染事件都与逆温现象有关，逆温可分为辐射逆温、平流逆温、地形逆温。 6、大气中的重要自由基有HO.、HO2.、RO.、RO2.、RC(O)O2.等。 7、温室气体主要包括CO2、CO、CH4、O3、氟利昂、 N 2O等，其中对温室效应贡献最大的是CO2。 8、大气的扩散能力主要受风和大气湍流的影响。 9、污染物在大气中扩散取决于三个因素，即风、湍流、浓度梯度。 10、根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、热层和逃逸层。 11、硫酸型烟雾为还原型烟雾，而光化学烟雾为氧化型烟雾。 12、大气中CH4主要来自厌氧细菌、燃料燃烧、水稻田的排放。 13、导致臭氧层破坏的物种主要有NOX.、HOX.和ClOX.三类。 14、目前地球上南极、北极和西藏等地方上空已经出现了臭氧层空洞。 15、平流层中的臭氧层起的两个主要作用是吸收紫外辐射和保温。 二、选择题 1、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到ABCD的影响。A风B湍流C天气形式D地理地势 2、大气中HO自由基的来源有 的光离解。A O3C H2O2 D HNO2 3、烷烃与大气中的HO自由基发生氢原子摘除反应，生成 。B R自由基 4、酸雨是指pH______的雨、雪或其它形式的降水。C <5.6 5、 辐射一定时间产生的______量可以衡量光化学烟雾的严重程度。A O3 6、 大气逆温现象主要出现在______。D 寒冷而晴朗的夜间 7、大气中微粒浓度为50 μg/m3时，大气能见度约为_____Km。C 24 8、大气中还原态气体（如H2S）主要被______氧化。B OH 9、根据Whittby的三模态模型，粒径小于_____um的粒子称为爱根核模。A 0.05 10、SO2的液相氧化有多种途径，其中______的效果最好。A O3氧化 11、气溶胶中粒径________um的颗粒，称为飘尘。D <10 三、问答题 1、试述酸雨的主要成分、成因及危害，写出有关化学反应式。 主要成分：酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸，以硫酸为主 成因：酸雨的形成涉及一系列复杂的物理、化学过程，包括污染物迁移过程、成云成雨过程以及在这些过程中发生的均相或非均相化学反应等； 危害：1.使水体酸化，造成江河湖泊的生态环境紊乱； 2.使森林大片死亡。酸雨侵入树叶气孔，妨碍植物的呼吸； 3.造成土壤矿物质元素流失，导致土壤贫瘠化，使农作物大面积减产； 4.使土壤的有毒金属溶解出来，一方面影响植物生长，另一方面造成有毒金属迁移； 5.腐蚀建筑物、文物等。 有关方程式：SO2和NOx的排放是形成酸雨的主要起始物 写出光化学烟雾的链反应机制。 链引发 自由基传递 终止 为什么排放到大气中的CFCs能破坏臭氧层，写出有关化学反应式。 CFCs在对流层中存在，是破外臭氧层的主要原因，CFCs不溶水，稳定性高，被热空气带到平流层， CFCs在平流层受强烈紫外线照射而分解产生氯，氯会与臭氧反应，生成氧化氯自由基(ClO)： 　　Cl+O3→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 即O3+O3→3O2 由此可见，氯在分解臭氧的反应中作为催化剂以促使较臭氧反应成氧，而氯在反应中循环出现，因此少量的氯在重新分配的过程中，就能造成大量的臭氧分解。 汽车尾气最主要的成份都有哪些？ 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 各成份具有的潜在危害。 成份：CO、CHx、NOx、SO2、烟尘微粒(重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭气(甲醛等)。 最主要的危害：形成光化学烟雾。 CO：导致组织缺氧，引起头痛等； NOx：进入肺泡形成亚硝酸和硝酸，造成肺气肿。亚硝酸盐造成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。 CHx：多环芳烃、苯并芘等致癌物。离公路越近，汽车流量越大，肺癌死亡率越高； 铅化合物：干扰血红素的合成，引起贫血；损害神经系统，引起脑损伤；影响儿童生长和智力发育。 试述大气中CO2等气体浓度上升，引起温室效应的原因。 CO2起单向过滤器作用，可吸收地面辐射出的红外光，把能量截留于大气中，从而使大气温度升高，即温室效应。 6、试比较伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。 项目 伦敦型 洛杉矶型 概况 较早(1873年),已多次出现 较晚(1946年),发生光化学反应 污染物 颗粒物、SO2、硫酸雾等 碳氢化合物、NOX、O3、PAN、醛类 燃料 煤 汽油、煤油、石油 气象条件 季节 冬 夏、秋 气温 低（4℃以下） 高（24℃以上） 湿度 高 低 日光 弱 强 臭氧浓度 低 高 出现时间 白天夜间连续 白天 毒性 对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡 对眼和呼吸道有刺激作用。O3等氧化剂有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡。 说明臭氧层破坏的原因和机理。 人类活动排入大气中的一些物质进入平流层与那里的臭氧发生化学反应，导致臭氧耗损，使臭氧浓度减少的现象被称作臭氧层破坏或臭氧层损耗。 消耗臭氧层的物质，在大气的对流层中是非常稳定的，因此这类物质可以扩散到大气的各个部位，但是到了平流层后，就会被太阳的紫外辐射分解，释放出活性很强的游离氯原子或溴原子，参与导致臭氧损耗的一系列化学反应：游离的氯原子或溴原子与O3分子反应，产生氯或溴的一氧化物，夺走O3分子的一个氧原子，使之变成氧分子。氯或溴的一氧化物与游离的氧原子反应，释放“夺来”的氧原子，形成更多的氧分子和游离氯原子或游离溴原子，新的游离氯原子或溴原子重新与其它O3分子反应，再度生成O2分子和氯或溴的一氧化物，这样的反应循环不断，每个游离氯原子或溴原子可以破坏约10万个O3分子，这就是氯氟烷烃或溴氟烷烃破坏臭氧层的原因。   破坏臭氧层的过程可表示如下：   含氯或含溴的化合物 太阳紫外辐射 游离Cl（或Br）   O3＋Cl（或Br） ClO（或BrO）＋O2   ClO（或BrO）＋O 游离Cl（或Br）+O2 请叙述酸雨的形成机理，分析我国酸雨多发生于南方和西南地区的原因。 形成机理：酸雨的形成涉及一系列复杂的物理、化学过程，包括污染物迁移过程、成云成雨过程以及在这些过程中发生的均相或非均相化学反应等； SO2和NOx的排放是形成酸雨的主要起始物 我国酸雨多发生于南方和西南地区的原因1.北方干燥，含水少，酸性气体溶解在水中的几率小；南方水汽多，加上沿海工业发展迅速，排放的酸性气体并不比只有重工业的北方少； 2.西南地区，因为西南方的喜玛拉雅山脉的阻拦，北方南下的空气停留在那里，积少成多，再加上当地产生的和别处随空气带来的酸性气体，固而多酸雨出现； 3.北方空气颗粒物中的碱性物质较多，缓冲作用强； 一、填空 1、有机物的辛醇-水分配系数常用KOW表示，该值越大，表示有机物在水中的溶解度 小 。 2、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有 表面吸附 、 离子交换吸附 和 专属吸附 3、天然水的PE随水中溶解氧的减少而 降低 ，因而表层水呈 氧化 环境。 4、有机污染物一般通过 吸附、挥发、 水解 、光解和生物富集和降解等过程进行迁移转化。 5、环境中某一重金属的毒性与其_游离金属浓度_、配合作用和化学性质有关。 6、一般认为，但浓度较高时，金属离子与腐殖质的反应以溶解为主，当金属离子浓度低时，则以_沉淀或凝聚为主。 7、正常水体中其决定电位作用的物质是溶解氧。 8、当水体pH处于中性或碱性条件下，汞的甲基化产物是___CH3Hg+___。 9、磷含量、总氮含量和透明度、叶绿素a含量常衡量水体富营养化的指标。 10、水体的自净作用可分为物理净化、化学净化和生物净化 11、碳水化合物生化水解的最终产物为_葡萄糖，在氧气充足时，能进一步分解为CO2、水。 12、水中溶解氧浓度、化学需（耗）氧量COD、生化需（耗）氧量BOD常用作水体自净的指标。 二、选择题 1、海水中Hg2+主要以_______的形式存在。 D HgCl3-, HgCl42- 2、某一氧化还原体系的标准电极电位为0.80，其pEo为______。A 13.50 3、一般情况下，当水体DO______时，鱼类会死亡。 B <4.0 mg/L 4、若水体的pE值高，有利于下列_______组在水体中迁移。C Cr、Mn 5、当前最简单，也较流行的是将金属划分为溶解态和颗粒态，溶解态是能通过______um孔径滤膜的部分。C 0.45 6、河水中阴、阳离子的含量顺序为______。B Ca2+>Na+>Mg2+ HCO3->SO42->Cl- 7、某一氧化还原体系的标准电极电位为0.771，其pEo为______。C 13.05 8、某一水体的BOD20为100 ppm，其BOD5约为__________。 D 70 9、水体中溶解氧对石油降解影响很大，估计1升油类氧化需消耗______m3海水中的溶解氧。A 200 10、下列各种形态的汞化物，毒性最大的是______。A Hg(CH3)2 11、影响水环境中颗粒物吸附作用的因素有 。 B颗粒物粒度 C温度 D pH 三、问答题 1、重金属污染的特点是什么？举例说明水体中金属迁移转化的影响因素。 毒性取决于游离或水合金属离子浓度，而非重金属总浓度；大部分稳定金属配合物及其与胶体颗粒结合态毒 性较低（除脂溶性金属配合物外）；进入水体后，迅速转入沉积物中。 试述水体中有机污染物的迁移转化途径。 一、分配作用（吸附） Lambert研究了农药在土壤-水间的分配，认为当土壤有机质含量在0.5-40%范围内其分配系数与沉积物中有机质的含量成正比。Karickhoff研究了芳烃和氯代烃在水中沉积物中的吸着现象，发现当颗粒物大小一致时其分配系数与有机质的含量成正相关；即，沉积物对非离子有机物的吸附等温线为直线关系。 二、挥发作用 许多有机物，特别是卤代脂肪烃和芳香烃，都具有挥发性，从水中挥发到大气中后，其对人体健康的影响加速，如CH2Cl2等。 挥发作用是指有机物质从溶解态转向气态的过程。挥发速率与有毒物的性质和水体特征有关。 三、水解作用 1.水解作用是有机物与水之间最重要的反应。在反应 中，化合物的官能团X－和水中的OH－发生交换： 影响水解速率的因素在任一水溶液中，总有H2O、H+和OH-，所以有机物的水解速率是其中性水解(H2O)、酸催化水解(H+)和碱催化水解(OH-)的速率之和。 四、光解作用 光解作用是真正意义上的有机物分解过程，因为它不可逆的改变了有机物的分子结构。污染物的光解速率依赖于许多化学和环境因素，其中主要取决于太阳光的辐射。光解过程一般可分为三类： a.直接光解 b.光敏化反应 c.光氧化反应 五、生物降解作用 生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一。 水环境中有机物的生物降解，依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。微生物降解的特点：微生物个体微小，比表面大，代谢速度快。微生物种类繁多，分布广泛，代谢类型多样。 微生物的降解酶，微生物能合成各种降解酶，酶具有专一性，对环境中的污染物，可通过其灵活的代谢控制机制而降解转化之。微生物繁殖快，易变异，适应性强。 试述水体中汞甲基化的途径及影响因素，写出有关反应式。 甲基钴氨素是金属甲基化过程中甲基基团的重要来源，当含汞废水排入水体后，无机汞被颗粒物吸着沉入水底，通过为生物体内的甲基钴氨酸转移酶进行汞的甲基化转变，此时汞的氧化态出现，故甲基钴氨素为二价汞离子提供的甲基基团只能是甲基负离子，反应如下：CH3CoB12+Hg2++H2O H2OCoB12++CH3Hg 辅酶甲基钴氨素把 CH3- 传递给Hg2+（CH3Hg+），本身变为 水合钴胺素（H2OCoB12），后者再经还原失水变为五配位一价钴氨素，最后，辅酶甲基四氢叶酸（THFA—CH3）将 CH3+ 转于五配位钴氨素，完成甲基钴氨素的再生，使Hg 的甲基化继续进行，形成一个循环过程。 天然水体含氧量，与甲基形成配合物的能力。 为什么水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞含量较高？ 汞的甲基化产物有一甲基汞和二甲基汞，一甲基汞可因氯化物浓度和pH值的不同而形成氯化甲基汞。CH3Hg++Cl-→CH3HgCl CH3HgCl+H2O→CH3HgOH+ Cl-+H+ 汞的甲基化在好氧条件下，主要转化为一甲基汞，在弱酸性水体中，二甲基汞也可以转化为一甲基汞，它为水溶性物质，易被生物吸收而进入食物链。根据生物放大效应,鱼体内积累的甲基汞含量较高。 试述水体中无机污染物的迁移转化途径 迁移转化包括：吸附-解吸、沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成 吸附-解吸：水环境中颗粒物的吸附作用：表面吸附—物理吸附。与胶体的比表面积有关。离子交换吸附—物理化学吸附。水环境中大部分胶体带负电荷，吸附一部分阳离子，同时释放等量其它阳离子。专属吸附—包括化学键、憎水键、范德华力、氢键等的作用力。专属吸附作用可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。比如，有机高分子、无机高分子对重金属离子具有较强的专属吸附作用。解吸附作用 (沉积物中重金属的释放)：沉积物中的重金属重新进入水体后，可造成重金属的二次污染。a.盐浓度升高：可将吸附在颗粒物表面的重金属离子置换出来，这是重金属从颗粒物表面解吸的重要途径之一。 b.还原条件的增强：耗氧物质增多后，使氧化还原电位降低，使金属氧化物溶解，被其吸附的重金属得以释放。 c. pH值降低：导致碳酸盐和氢氧化物的溶解，H+的竞争作用增加了金属离子的解吸附。所以，酸性废水排放，水中金属浓度高。d.废水中配合剂的含量增加：和重金属形成稳定的可溶性配合物，使重金属重新进入水体。 沉淀-溶解：金属化合物在水中的迁移能力，可以用溶解度来直观地衡量。溶解度小，迁移能力小。金属化合物的溶解度直接与pH有关，pH涉及其水解的平衡过程。 氧化-还原：自然界大部分无机物，如风化壳、土壤和沉积物中的矿物质主要为氧化过程；自然界的有机物，来自于绿色植物，光合作用释放氧，加入氢，主要为还原过程；这两方面作用过程，组成了自然界的基本氧化还原循环。氧化还原平衡，对水环境污染物的迁移转化影响很大。水被有机物污染，使溶解氧减少，导致水体形成还原环境，进而一些污染物形态发生了变化； 配合作用：天然水体中游离态的金属离子很少，一般都以配合物形态存在；配合作用影响重金属的迁移，比如，形成配合物后可导致重金属有更大的水溶解度，而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；配合作用影响重金属的毒性。 填空 1、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，称为土壤的缓冲性能。 2、土壤是由气、液、固三相组成的，其中固相可分为___土壤矿物质_、土壤有机质__，两者占土壤总量的__91-100%__。 3、在旱地土壤中，镉的主要存在形式是CdCO3 。 3、重金属在土壤-植物系统中的迁移过程与重金属的__种类__及土壤的类型、_施肥、植物种类_有关。 4、土壤对农药的吸附作用可分为_静电吸附_、离子交换吸附_和__专属吸附_____。 5、土壤处于淹水还原状态时，砷对植物的危害小___。 6、土壤中有多种无机氨，其中NH4+和_NO3-___是植物摄取的主要形式。 7、土壤中的大部分是有机氮，约占总氮的_90___%，有机氮能变成无机氮的过程叫做_矿化过程_。 8、土壤中砷以三价或五价状态存在，其存在形态可分为可溶性砷、吸附、代换态砷及难溶态砷，可溶态砷主要为__交换态__和_难溶性砷_，一般占总砷的5～10%。 9、土壤中铬是以__CdCO3______、__Cd（PO4）2______、____Cd(OH)2_____、___Cd______四种形态存在。 10、土壤中农药的残留量受到____土壤水分含量______、____土壤紧密度____、吸附及生物、化学降解等诸多因素的影响。 11、土壤中存在着由土壤动物、____土壤微生物_____和____细菌_____组成的生物群体。 12、土壤淹水条件下，镉的迁移能力____增强____。 13、土壤及沉积物（底泥）对水中有机污染物的吸附作用（absorption）包括阳离子交换吸附作用、_氧离子交换吸附作用。 14、农药在土壤中的迁移主要通过 扩散 和 质体流动 两个过程。 二、选择题 1、以下ABCD因素可以诱发重金属从沉积物中释放出来？ A 盐度升高 B pH降低 C 增加水中配合剂的含量 D 改变氧化还原条件。 2、土壤有机质的来源有 。A树脂 B腐殖酸 C腐黑物 3、腐植质胶体是非晶态的无定形物质，有巨大的比表面，其范围为________。A 350-900m2/g 4、在土壤中，下列离子 的交换吸附能力最强。C Fe3+ 三、问答题 1、重金属污染的特点、致毒机理是什么？目前人们最为关注的有哪些？请举例说明 重金属污染的特点、致毒机理：（1）水体中的某种重金属可在微生物作用下转换为毒性强的金属化合物，如汞的甲基化作用就是其中典型的例子。（2）生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用，在较高级生物体内成4万倍地富集起来，然后通过事物进入人体，在人体的某些器官积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康（3）在天然水体中只需要有微量金属即可产生毒性效应，一般金属产生毒性的范围大约在1-10mg/L之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的质量浓度范围在0.01-0.001mg/L之间，重金属的污染有时造成很大的危害，例如日本发生的水俣病、骨痛病。 进入土壤的农药是怎样迁移转化的？ 1)农药在土壤中迁移：主要有扩散和质体流动。  扩散是由于分子的热能引起分子的不规则运动而使物质发生转移的过程。污染物由高浓度向低浓度迁移。影响农药在土壤中扩散的主要因素：土壤水分含量、吸附、土壤孔隙度、温度、农药本身性质等。  质体流动：是由水或土壤微粒或者两者共同作用的结果。农药在水中的溶解度大，或能悬浮在水中，或以气态存在，则迁移距离大。  农药在土壤中降解: 主要有光化学降解、化学降解、微生物降解。 3、举例说明影响土壤中农药残留量的因素。 土壤的污染程度可用残留性来表示。农药的残留性主要与其理化性质、药剂用量、植被以及土壤类型、结构、酸碱度、含水量、金属离子及有机质含量、微生物种类、数量等有关。 填空 1、被动扩散是指 脂溶 性物质从 高 浓度侧向 低 浓度侧扩散通过有类脂层屏障的生物膜。 2、酶促反应速率的影响因素有 温度 、 pH 和 抑制剂 。 3、生物富集是指生物通过 非吞食 方式，从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质，使其在 机体内浓度 超过周围环境中浓度的现象。 4、碳原子数大于1的正烷烃，其微生物降解的途径有三种：通过烷基的末端氧化、次末端氧化 、双端氧化 。 二、多项选择 1、甲烷发酵是指有机酸、醇等化合物在细菌作用下，被转化为ABCD，进而经产甲烷菌作用产生甲烷。 A 乙酸 B 甲酸 C 氢气 D 二氧化碳 2、下列烃类化合物中，最难被微生物降解的是 。 B 苯 3、下列芳香族化合物中，最难被微生物降解的是 。 B二氯甲苯 4、LD50表示的是 。C半数致死剂量 5、两种毒物死亡率分别是M1和 M2, 其联合作用的死亡率M