大学环境化学问答题

三、问答：

1、 环境中主要的化学污染物有哪些？

主要有：元素、无机物、有机化合物和烃类、金属有机和准金属有机化合物、含氧有机化合物、有机氮化合物、有机卤化物、有机硫化物 、有机磷化物等。

2、 我国环境科学与工程领域急需解决哪些重大问题？

1．地表水污染机理与水环境修复 •2．地下水污染与修复 •3．安全饮用水技术保障体系 •

4．污废水处理与资源化成套技术 •5．大气污染形成机理与控制 •6．城市空气质量控制机理与技术 •7．城市物理污染机理及其控制 •8．土壤污染机理与修复 •9．固体弃物处理处置与资源化 •10．绿色化学与清洁生产 •11．环境监测新技术 •12．持久性有毒物质与生态安全 •13．区域环境调控与环境建设 •14．国家重大建设项目与生态环境安全

当前三大全球环境问题：气候变化、酸沉降、臭氧层损耗都发生在大气圈内

3、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。（P15）

4．简述世界著名八大公害事件。

(1)比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件。

(2)美国洛杉矶光化学烟雾事件：

(3)多诺拉烟雾事件

(4)伦敦烟雾事件：

(5)四日市哮喘事件

(6)痛痛病事件：

(7)水俣病事件：。

(8)米糠油事件：

三、简答：

1、试述光化学烟雾的化学特征及形成条件。

答：1、化学特征：（1）烟雾蓝色 ；（2）具有强氧化性，能使橡胶开裂 ；（3）强烈刺激人的眼睛、呼吸道等，并引起头痛、呼吸道疾病恶化，严重的造成死亡；

（4）会伤害植物叶子；（5）使大气能见度降低；（6）刺激物浓度峰值出现在中午和午后 ；（7）污染区域出现在污染源下风向几十到几百公里的范围内。

2、形成条件：（1）大气中有强烈的太阳光； （2）大气中有碳氢化合物（烃

类特别是烯烃的存在）； （3）大气中有氮氧化合物；（4） 大气相对湿度较低；

（5） 气温为24—32℃的夏季晴天。

2、大气中的污染物氯氟烃有哪些特点及危害？

答：1、特点：（1）、在对流层中不会发生光解反应；（2）、在对层中难以被OH •氧化；（3）、不易被降水清除。

2、（1）、可以使臭氧层遭到破坏；（2）、氟氯烃化合物也是温室气体；（3）、氟氯烃化合物的浓度增加具有破坏平流层臭氧层和影响对流层气候的双重效应； 3、简述HO2· 的来源

(1)主要来自大气中甲醛(HCHO)的光解

HCHO + hν →H • + HC•O （光λ

H• + O2→HO 2• HC •O + O2→CO + HO2•

(2)亚硝酸甲脂(CH3ONO) 光解所产生的自由基HCO ∙和H 3CO ∙(烷氧基自由基) 与空气中的氧作用的结果

(3)HO∙与H 2O 2或CO 作用的结果。

HO• + CO →CO 2 + H• H• + O2 → HO2•

(4)烃类光解或者烃类被O 3氧化，都可能产生H 2O •

RH + hν→R • + H•

H• + O2→ HO2•

RH + O3 + hν→RO • + HO2•

4、请以CH3CH=CHCH3为例，参考下面的光化学烟雾形成示意图，写出光化学烟雾形成的有关反应式。

5、酸雨形成须具备的条件及其影响因素有哪些？

答：(1)条件：①污染源条件，即有酸性污染物的排放及有利的转化条件；②大气中的气态碱性物质浓度较低，对酸性降水的缓冲能力很弱；③大气中的酸性颗粒物较多及其缓冲能力较弱；④有利的地形和气象条件。

（2）影响因素：酸性物质的排放及其转化条件；大气中的氨；颗粒物酸度及其缓冲能力；天气形势的影响。

6、简述大气中耗损O3的三种途径。

答：大气中耗损O3的三种途径：

1、一是由OH •构成的催化循环反应:

O + HO2· →·OH + 02

·OH + O3 →HO2·+ 02

2、二是由NO 构成的催化循环反应 :

NO + O3 → NO2 + 02

NO2 + O →NO + 02

3、三是由Cl •构成的催化循环:

Cl ·+ O3 →ClO ·+ 02

ClO + O → Cl·+ 02

7、简述酸雨的形成过程。

答:1、由源排放的二氧化硫、氮氧化物经气相反应生成硫酸、硝酸或硫酸盐、硝酸盐气溶胶；

2、云形成时，含硫酸根和硝酸根的气溶胶粒子以凝结核的形式进入降水；

3、云滴吸收了二氧化硫、氮氧化物气体，在水相氧化形成硫酸根、硝酸根；

4、云滴成为雨滴，降落时清除了含有硫酸根、硝酸根的气溶胶；

5、雨滴降落时吸收二氧化硫、氮氧化物，再在水相中转化成硫酸根、硝酸根、

8、大气中CO 和CO2的主要天然来源有哪些？

答：1、 CO 的主要天然来源：甲烷转化、海水中CO 的挥发、植物的排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧。

2、CO2的主要天然来源：海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸，以及腐败作物和燃烧作用。

9、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）（P46） 答：

10、试比较伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。

答：1、全球平均温度上升，两极冰融化，海平面上升，沿海一些城市可能被淹没；

2、全球气温上升中，由于两极温度升高快，而赤道升温慢，因此会导致全球的大气环

流发生改变，例如西风漂流等减弱，东北信风和东南信风都会减弱等，从而引发一系列的气候变化反应；

3、另外由于温室气体上升，还会伴随大量其它环境问题，如物种对气候不适应导致的物种灭绝，生物对气候的不适应可能导致的疾病流行等等。

12、简要叙述用富集因子法判断气溶胶粒子污染来源的基本原理、方法（步骤）。 （P138）

13、影响污染物在大气中运动的主要因素有哪些？

答：1、污染物在大气中可以发生三种类型的作用，即大气化学作用，气象作用及流体力学 作用 。

2、大气遭污染的程度，主要决定于污染源排放的特征、排放量和污染源的远近，还决定于大气对污染物的扩散能力。

14、说明臭氧层破坏的原因和机理。

答：1、原因：

2、机理：当水蒸气、氮氧化物，氟氯烃等污染物进入平流层，能够加速臭氧层损耗过

程，破坏臭氧层稳定状态。这些污染物在加速过程中其催化作用。假定可催化臭氧分解的物质为Y ，可使臭氧转变成氧气，而Y 本身不变：Y + O3 → YO + O2

YO + O → Y+ O2

总反应： O3 + O → 2O2

15、试比较各气溶胶形态的主要形成特征。

答：形态 ：轻雾 主要形成特征：雾化，冷凝过程

浓雾 雾化、蒸发、凝结和凝聚过程

粉尘 机械粉碎、扬尘、煤燃烧

烟尘 蒸发、凝聚、升华等过程

烟 升华、冷凝、燃烧过程

烟雾 冷凝过程，化学反应

烟怠 燃烧过程、升华过程、冷凝过程

霭 凝聚过程、化学反应

16、试述大气中CO2等气体浓度上升，引起温室效应的原因。

温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，大量排放尾气，

这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。 二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，对红外线进行反射，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。

三、简答：

1、需氧有机物对水体有何影响？

答：1、对水生生物无直接毒害，但是降解耗氧，引起水体缺氧，水质恶化；2、使得氧化还原条件改变，增加一些重金属溶解和毒性增强；3、使得pH 降低，酸性增强，金属溶解; 金属Hg 容易甲基化；4、静止水体的富营养化。

2、请比较水中各污染类型主要化学污染物的污染特征。

答：1、酸碱污染物，pH 异常；2、重金属污染，毒性；非金属污染，毒性；需氧有机污染物，好氧缺氧；农药污染，严重时生物灭绝；易分解有机物污染，好氧、异味、毒性；油类污染，漂浮、孵化、颜色。

3、在实际应用中，人们通过什么方法来除去废水中的重金属？

答：人们常常控制水中的pH 值，其使中的重金属离子生成氢氧化物沉淀，以除去废水中的重金属。

4、水中病原体污染有哪些特点?

答：1、数量大；2、分布广；3、存活时间较长；4、繁殖速度快；5、易产生抗药性，很难灭绝；6、传统的二级生化污水处理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活。

5、试述有机化合物在土壤(沉积物) 中吸着的二种主要机理。

答：（1）、分配作用：在水溶液中，土壤有机质对有机物的溶解作用，而且在溶质的整个浓度范围内，吸附等温线都是都是线性的，与表面吸附位无关，只与有机物的浓度有关；（2）、在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机物质的表面吸附作用或干土壤矿物质对有机物质的表面吸附作用。前者主要靠范德华力，后者是各种化学键力如氢键、离子偶极键、配位键及pai 键的作用结果。

6、简述水环境中颗粒物专属吸附的特点。

答：1、专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号，而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。2、被专属吸附的金属离子不能被通常提取交换性阳离子的提取 剂提取，只能被亲和力更强的金属离子取代，或在强酸性条 件下解吸。3、在中性表面甚至在与吸附离子带相同电荷符号的表面也能进 行吸附作用。

7、简述诱发水体沉积物中重金属释放的主要因素。

答：浓度升高、氧化还原条件的变化、降低PH 值、增加水中配合剂的含量、一些生物化学迁移的过程也能引起金属的重新释放。

8、水体污染物可分几类？

答：可分为八类：好氧污染物；致病污染物；合成有机物；植物营养物；无机及矿物质；有土壤、岩石冲刷下来的沉积物；放射性物质；热污染。

9. 请叙述水中主要有机和无机污染物的分布和存在形态。

什么叫优先污染物？我国优先控制污染物包括哪几类？

三、简答：

1、试概括农药在土壤中行为的影响因素。

答：（1）、农药本身分理化性质：结构及化学性质

物理性质如蒸汽压、水解度、分配系数

（2）土壤性质：土壤结构、粘土含量、有机质含量、pH 值、离子交换浓度、微生物种类、数量

（3）环境性质：温度、日照情况、耕作方式、灌水与否、作物种植

2、土壤中重金属向植物体内转移的主要方式及影响因素有哪些？

答：（1）、土壤中重金属向植物体内转移的主要方式有重金属与植物细胞壁结合和 形成重金属硫蛋白或植物络合物两种。

（2）

3、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） 影响扩散的因素：土壤水分含量、吸附、孔隙度和温度及农药本身的性质；

（2）农药与土壤间的吸附、有机质的含量、粘土矿物、农药性质

4、试述有机磷农药在环境中的主要转化途径。举例说明其原理。

答：（1）主要转化途径：①吸附催化水解：吸附催化反应土壤系统中某些水解反应受粘土的催化作用，可能比相应的水体中要快。

②光降解：农药对光的敏感程度是决定其在土壤中的残留期的长短的重要因素，不同的农药的相对光解速率相差很大。

③生物降解：农药在土壤中持留时间的长短，其半衰期即决定与农药本身的特点，也与周围环境因子和生物因子有关，特别是微生物的参与。

（2）原理：化学农药对微生物有抑制作用，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，是农药发生降解作用，彻底分解为二氧化碳和水。

5、植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么？

答：植物对重金属污染产生耐性由植物的生态特性、遗传特性和重金属的物理化学性质等因素所决定。

6、文献提供农药乐果的蒸汽压力为1.13×10-3Pa(20℃) ，溶解度为3×104(μg/mL)，其分子量为229.12(C5H12O3NPS2)。计算其在液、气两相间的分配系数D 值, 并与文献值D=2.5×108比较。

7、某杀虫剂在农田一年一度使用的剂量为5.0kg/ha，已知该农药的半衰期为一年，且施药后100%进入农田，求经过5年后农田中农药的累积残留量。

三、简答：

1、简述致癌作用机理。

答：第一，是引发阶段，直接致癌物质或间接致癌物质引起DNA 突变；

第二，是促长阶段，主要是。突变细胞改变了遗传信息的表达，增殖成为肿瘤，其中恶性肿瘤还会向机体其他部位扩散

2、影响毒物毒性的因素有哪些？

答：1、毒物的化学结构及理化性质（分子立体构型、分子大小、官能团、溶解度、电离度、脂溶性等）；

2、毒物所处的基体因素(基体的组成、性质等) ；

3、机体暴露于毒物的状况(机体暴露的持续时间、频率、总时间、机体暴露的部位及途径等) ；

4、生物因素(生物种属差异、年龄、体重、性别、遗传及免疫情况、营养及健康状况等) ；

5、生物所处的环境(温度、湿度、气压、季节及昼夜节律的变化、光照、噪声等) 。

3、试说明化学物质致突变、致癌和抑制酶活性的生化作用机理。

答：1酶活性的抑制：（1）有些有机化合物与酶的共价结合；（2）有些重金属离子与含硫基的酶强烈结合；（3）有些金属取代金属酶的不同金属。

2、致突变作用：（1）基因突变即DNA 得碱基对发生改变；（2）染色体畸变：染色体的数目和数量改变。

3、致癌：第一，是引发阶段，直接致癌物质或间接致癌物质引起DNA 突变；第二，是促长阶段，主要是。突变细胞改变了遗传信息的表达，增殖成为肿瘤，其中恶性肿瘤还会向机体其他部位扩散

4、简述酸性矿水形成的原因。

答：酸性矿水的形成：黄铁矿在铁细菌作用下，发生以下反应：

2FeS2＋2H2O ＋7O2→4H ＋＋4SO42－＋2Fe2＋

4Fe2＋＋O2＋4H ＋→4Fe3＋＋2H2O

FeS2＋14Fe3＋＋8H2O →15Fe2＋＋2SO42－＋16H ＋

以上反应联合构成一个由铁细菌发挥重大作用的溶解黄铁矿的循环过程，生成大量硫酸，加剧了矿水的酸化，有时能使pH 值下降至0.5。

三、简答：

1、简述表面活性剂对环境的污染与效应。

答：（1）、它使水的感观状况受到影响；

（2）、由于洗涤剂中含有大量的聚磷酸盐作为增净济，因此是废水中含有大量的磷，造成水体富营养化；

（3）、表面活性剂可以促进水体中的石油和多氯联苯等不溶于性有机物的乳化、分散，增加废水处理的困难；

（4）由于阳离子表面活性剂具有一定的杀菌能力，在浓度高时，可以破坏水体微生物的群落。

2、简述全球蒸馏效应和蚱蜢跳效应。

答：POPs 一般都具有毒性，包括致癌性、生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰特性等。 •具有很强的亲脂憎水性，能够在生物器官的脂肪组织内产生生物积累，沿着食物链逐级放大。 •具有半挥发性，能够在大气环境中长距离迁移并通过 “全球蒸馏效应”和“蚱蜢跳效应” 导致全球范围的污染传播。

4、持久性有机污染物有哪些国际公认的特性？

答：能在环境中持久地存在；能蓄积在食物链中对有较高营养等级的生物造成影响；能够经过长距离迁移到达偏远的极地地区；在相应环境浓度下会对接触该物质的生物造成有害或有毒效应。

4、 简述PCBs 在环境中的主要分布、迁移与转化规律。

答：（1）分布大气和水中的含量较少。废水流入河口附近的沉积物中，PCBs 含量可高达2000－5000μg/kg （PCBs 易被颗粒物所吸附）。水生植物通常可从水中快速吸收PCBs ，其富集系数为1×l04－l ×l05。通过食物链的传递，鱼体中PCBs 的含量约在l －7mg/kg 范围内（湿重）。

（2）迁移：PCBs 使用和处理挥发到大气，经干、湿沉降到湖泊海洋中，吸附到颗粒物中成为沉积物。

（3）PCBs 的细菌降解顺序为：联苯＞PCBs1221＞PCBs1016＞PCBsl254。单氯到四氯代联苯均可被微生物降解。高取代的多氯联苯不易被生物降解。多氯联苯的生物降解性能主要决定于化合物中碳氢键数量。含氯原子数量越少，越容易被生物降解。代谢作用发生转化的速率随分子中氯原子的增多而降低

5、 试述无机汞在土壤中甲基化作用的影响因素。

答：（1）无机汞的形态 ；（2）微生物的数量和种类；（3）温度和营养物；（4）沉积层中富汞层的位置 ；（5）pH 值对甲基化的影响。

6、 简述甲基钴氨素的再生。

答：水合钴胺素被FADH2还原，使其中钴由三价变为一价，然后辅酶甲基四氢叶酸将正离子CH3+转移给钴，，并从钴上取得两个电子，以CH3-与钴结合，完成了甲基钴胺素的再生。

7、 重金属的污染有哪些特点？

答：（1）形态多变；（2）金属有机态的毒性大于金属无机态；（3）价态不同毒性不同；

（4）金属羰基化合物常常剧毒；（5）迁移转化形式多；（6）重金属的物理化学行为多具有可逆性；（7）在水体中的迁移以悬浮物和沉积物为主要载体；（8）产生毒性效应的浓度范围低；（9）生物摄取重金属是积累性的；（10）对人体的毒害是积累性的。

8、 简述土壤中砷的特点及其存在形式。

答：（1）特点：部分可溶性砷和粘土颗粒吸附的砷进入人体，绝大部分通过理化性状滞留在土壤中，部分通过生物吸收进入生物体内。

（2）存在形式：难溶性砷酸盐：包裹在其他金属的难熔盐中；吸附在土壤粘粒和其他金属难溶盐的沉淀界面中；土壤颗粒的晶体结构中；土壤溶液中。

10、六价铬对人体有哪些严重的毒害作用？

答：对人体有严重的毒害作用：可引起急性支气管炎和哮喘；刺激和伤害黏膜、腐蚀消化道，引起恶心、呕吐、胃烧灼痛、腹泻、便血、肾脏损害，严重时会导致休克昏迷；会损害皮肤，引起皮炎和湿疹，甚至产生溃疡（称为铬疮）；致癌作用。

请叙述天然水体中存在哪几类颗粒物？

什么是表面吸附作用, 离子交换吸附作用和专属吸附作用 并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别.

(1)表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能, 因此固液界面存在表面吸附作用. 胶体表面积越大, 吸附作用越强.

(2)离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷, 容易吸附各种阳离子. 胶体每吸附一部分阳离子, 同时也放出等量的其他阳离子, 这种作用称为离子交换吸附作用, 属于物理化学吸附. 该反应是可逆反应, 不受温度影响, 交换能力与溶质的性质, 浓度和吸附剂的性质有关.

(3)专属吸附:指在吸附过程中, 除了化学键作用外, 尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用. 该作用不但可以使表面点荷改变符号, 还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上.

(4)水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示.

项目

专属吸附

非专属吸附

发生吸附的表面净电荷的符号

-,0,+

-

金属离子所起的作用

配位离子

反离子

吸附时所发生的反应

配位体交换

阳离子交换

发生吸附时要求体系的pH 值

任意值

>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

NO 2+hv→NO+O.

O.+O2+M→O 3+M

NO+O3→NO 2+O2

C 4H 8+HO.→C 4H 7O 2.+H2O

C 4H 7CHO+HO.→C 4H 7C(O)O2.+H2O

C 4H 7CHO+hv→C 4H 7O 2.+HO2.+CO

HO 2.+NO→NO 2+HO.

C 4H 7O 2.+NO→NO 2+C3H 5CHO+HO2. C 4H 7C(O)O2.+NO→NO 2+C4H 7O 2.+CO2 HO.+NO2→HNO 3

C 4H 7C(O)O2.+NO2→C 4H 7C(O)O2NO 2 C 4H 7C(O)O2NO 2→C 4H 7C(O)O2.+NO2