第一章
一、名词解释:
1. 自由基:由于共价键均裂而生成的带有未成对的电子碎片。
2. 环境化学效应:在各种环境因素的影响下,物质之间发生化学反应产生的环境效应。
3. 环境污染物:进入环境后是环境的正常组成和性质发生间接或直接有害于人类的变化的
物质。
4. 环境内分泌干扰物:能够干扰体内激素平衡的化学物质,一般都是人类在生产和生活活
动中生产和排放的污染物质。
5. 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
系统的结构和功能发生变化。
6. 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。
7. 污染物转化:污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用而改变存在的形态或转变
另一种物质的过程。
8. 环境容量:特定的环境单元在不影响其特定的环境功能的情况下,能够容纳污染物的最
大量。
9. 污染物的迁移:污染物在在环境中所发生的空间位移及其他所引起的富集、分散和消失
的过程。
10、 环境物理效应:由物理作用引起的,比如噪音、光污染、电磁辐射污染、地面沉降、
热岛效应、温室效应等环境效应。
11.环境污染:由于人为因素是环境的构成或状态发生变化,环境素质下降,从而扰乱和
破坏生态系统和人们的正常生活和生产条件。
12.环境背景值(环境本底值):某地未受污染的环境中某种化学元素或化学物质的含量。
二、填空:
2+1、一般情况下Se对Hg能产生 抑制 作用。
2、环境化学的发展大致可以划分为三个阶段,即。
3、金属锌(Zn)能够抑制 镉(Cd) 的毒性
4、世界环境日为。
5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。
6、环境效应按环境变化的性质可分为 环境物理效 、 环境化学效应 和 环境生物效应 。
7世界水日为每年的 3月22日 。
8环境中污染物的转化主要有 物理 、 化学 和 生物 三种方式。
9世界最关注的化学污染物为 持久性有机污染 、“三致”化学污染物 和 环境内分泌干
扰物 三类。
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:
第二章
一、名词解释:
1、酸沉降(acid deposition)是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的
过程。
2、湿沉降(wet deposition)指大气中的物质通过降水而落到地面的过程。被降水去除或湿
沉降对气体和颗粒物都是最有效的大气净化机制。湿沉降有两类:雨除(rainout)和冲刷
(washout)。
3、雨除是指被去除物参与成云过程,即作为云滴的凝结核,使水蒸气在其上凝结,云滴吸
收空气中成分并在云滴内部发生液相反应。
4、干沉降(dry deposition)是指大气中的污染气体和气溶胶等物质随气流的对流、扩散作
用,被地球表面的土壤、水体和植被等吸附去除的过程,具体包括重力沉降,与植物、建筑物或地面(土壤)碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收)的过程。
5、酸性降水是指通过降水,如雨雪雾雹等将大气中的酸性物质迁移到地表的过程。通常指
的是湿沉降,又称酸雨。
6、酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水。最早引起注意的是酸性降雨,所
以习惯上统称为酸雨。
7、冲刷是指在云层下部即降雨过程中的去除。酸雨是由于酸性物质的湿沉降而形成的。
8、光量子产率:表示化学物质吸光后,所产生的光物理过程或光化学过程的相对效率
9、可吸入粒子:易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子
10、飘尘:长期飘泊在大气中颗粒直径小于l0μm的悬浮物称为飘尘。
11、光化学反应:分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应。
12、化学去除:污染物在大气中通过化学反应生产其他气体或粒子而使原污染物在大气中消
失的过程。
13、光化学第一定律:分子对某些特定波长的光要有特征吸收光谱。
14、气溶胶:指液体或固体微粒均匀分散在气体中形成相对稳定的体系。
15、自由基反应:凡是有自由基的生成或由其诱发的反应。
16、光化学烟雾:光化学烟雾:汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC) 和氮氧化
物(NOx NOx)等一次污染物在阳光中紫外线照射下发生光化学反应生成一些氧化性很强的
O3、醛类、PAN、HNO3等二次污染物。人们把参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染
物的混合物(其中有气体和颗粒物)所形成的烟雾,称为光化学烟雾。
17、温室效应: 大气中的二氧化碳吸收了地面辐射出来的红外光,把能量截留于大气中,从
而使大气温度升高的现象。
18、降尘: 指能用采样罐采集到的大气颗粒物。
19、总悬浮颗粒物:指用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量。
二、填空:
1、HO·自由基的时空分布规律是:低空高纬,南半球于 夜间。(高温有利于自由基的形成)
2、碳氢化合物大部分以的形式存在于大气中。
3、碳氢化合物是大气中的重要污染物,是形成
4、H3C·(烷基自由基)主要来自 乙醛 和 丙酮 的光解。
5、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 。
6、大气中最重要的自由基为和
7、大气中的卤代烃包括 卤代脂肪烃 和 卤代芳香烃 。 有机的卤代烃 对环境的影响最大,
需特别引起关注。
8、大气中的NO2可以转化成 。
9、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。
10、大气污染的主要污染物有等。
11、完成下列大气中H2S的去除反应式:
H2S + O3 → H2O + SO2
+ H2S S →→H2O + ·SHSH
12、 自由基链锁反应一般分四个阶段,即自由基—自由基
— 自由基 传递、终止 —自由基 消失 。
13、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:
CFxCl2 + hν → ·CFxCl
O3 → O2 +
ClO· + O → O2 + ·Cl
14、当今世界上最引人瞩目的三大环境问题沉降 等都是由大气污染所引起的。
15、大气中的CH4主要通过与 HO· 自由基反应而被去除。
16、大气 中 污 染 物 氯 氟 烃的危害是:可以使臭氧层遭到破坏; 氟氯烃化合物也是温室气体; 和 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 。
17、高层大气中的可以产生自由基。
18、根据光化学第一定律,首先,光子的能量至少要 分子内的化学键断裂 时,才能引
起光离解;其次,分子对某种特定波长的光要有 特质吸收光谱 ,才能产生光化学反应。
19、大气中耗损O3的三种途径:一是由 二
是由 NO 构成的催化循环反应 ;三是由 Cl· 构成的催化循环。
20、按污染成因分,气溶胶可分为气溶胶 。
21、大气污染物的人为来源主要有
含碳化合物 、和 含卤素化合物 。
22、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 。
23、对流层中的臭氧主要是与中臭氧的去除主要是与 ClO· 、 NO 等的反应。
24、是大气中唯一能够由天然源排放而造成高浓度的气体。
25、大气中 的 污 染 物 氯 氟 烃 具 有 化、不易被降水清除 的特点。
26、大气的扩散能力主要受 大气稳定度 和 风 的影响。
27、 类。
28、H3CO·(烷氧基自由基)主要来自 甲级亚硝酸酯 和 甲基硝酸酯 光解。
29、H3COO·(过氧烷基自由基)来自 烷基 与O2的作用。
30、SO2
多相催化氧化 ,最终转变成 硫酸 或 硫酸根 ,并通过干沉降或湿
沉降(酸雨)的形式降落到地面。
31、大气中CH4主要来自
32、在光化学烟雾形成过程中, NO2 既是链反应的引发物质,又是链反
应的终止物质。
33、SO2的催化氧化速度与和
34、大气污染物的云内清除(雨除)过程包括 气溶胶气体 的雨除和 微量气体 的雨除。
35、大气中 硫酸盐 和 硝酸盐 等气溶胶可作为活性凝结核参与成云过程。
36、
37、空气中氧化剂特别是形成的指标。
38、气溶胶粒子污染来源的常用推断方法有析法 、化学质量平衡法(CMB) 和 因子分析法(有可分为主因子分析(PFA)和目
标转移因子分析法(TTFA)) 。
39、酸沉降有将大气中酸性物质迁移到地面,而后者是酸性物质在 气流作用 下直接迁移到地面的。
40、微量气体的雨除取决于气体分子的 传质过程 和在溶液中的 反应性 ,同时还与云的类型和云滴有关。
41、及其。
42、大气颗粒物的粒度有三个模:即 艾根核膜 、 积聚模 和 粗离子模 。
43、降水中的主要阴离子有
44、化学烟雾型污染有两种类型,即和
45、城市大气中颗粒物的分布多数属双模型,即。
46、烟雾一般发生在白天,夜间消失。
47、写出下列物质的光解反应方程式。
(1)NO2 + hν → NO + O
(2)HNO2 + hν → NO + HO· 或HNO2 + hν → H· + NO2 (3)HNO3 + hν → NO2 + HO·
(4)H2CO + hν → H· + HCO· 或 H2CO + hν → H2 + CO
(5)CH3X + hν → CH3 + X·
48、能引起温室效应的气体主要有 CO2 、 N2O 、 CH4 及 CFCs 。
49、中国酸雨的主要致酸物质是。
50、SO2 和NOx 的气相转化主要通过与 自由基反应来完成。
51、大气中SO2的氧化有多种途径,和。
52、大气降水的酸度与其中的 酸、碱物质 的性质及 相对比例 有关。
53+标。
54、云内清除和云下清除过程受和
55、云下清除过程包括 微量气体 及 气溶胶 的云下清除。
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370nm)(光分解)
H• + O2→HO2• HC•O + O2→CO + HO2•
(2)亚硝酸甲脂(CH3ONO)光解所产生的自由基HCO和H3CO(烷氧基自由基)与空气中的氧作用的结果
(3)HO与H2O2或CO作用的结果。
HO• + CO →CO2
+ H• H• + O2 → HO2•
(4)烃类光解或者烃类被O3氧化,都可能产生H2O•
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。
第三章
1、标准分配系数:以有机碳为基础表示的标准分配系数。
2、水体富营养化:生物所需的氮、磷等营养物质大量进入水体,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶解量下降,鱼类及其它生物大量死亡的现象。
3、分配系数:有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值。
4、辛醇-水分配系数:化学物质在辛醇中质量和在水中质量的比例。
5、专属吸附:是指吸附过程中,出了化学键的作用外,尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。
6、光敏化作用:一个光吸收分子可能将它的过剩能量转移到一个接受体分子,导致接受体反应,这种反应就是光敏化作用。
7、生长代谢:微生物可用有机化合物(有机污染物)作唯一碳源和能源从而使该化合物降解的代谢。
8、赤潮:是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件下突发性的增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色的现象。
9、共代谢:某些微生物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,该有机物才能被降解,这种现象被称为共代谢。
10、亨利定律:即一种气体在液体中的溶解度正比于液体所接触的该种气体的分压。
11、有毒污染物:是指进入生物体后累积到一定数量你是体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。
12、光量子产率:进行光化学反应的光子与吸收总光子数之比。
1、水中溶解氧的主要来源有两个:水中藻类的释放氧气和大气。 2、天然水中的酚酞碱度= [CO32-]] + [OH-] - [H2CO3*] - [H+]
3、天然水中的总碱度 [OH] - [H] 。
4、有机物的辛醇-
5、天然水中的苛性碱度×- 。
6、天然水中的总酸度= [H+] + [HCO-] + 2[CO2-] - [OH-] 。
7+-2--
8、天然水中的CO2。
9、天然水中的总酸度=2× -
10、诱发水体沉积物中重金属释放的主要因素有 盐浓度 升高、 氧化还原 条件的变化 、 pH值 降低、 水中配合剂 的含量增加 ,一些生物化学迁移过程也能引起金属的重新释放。
11、水体有机污染程度的常见指标有: 硬度 、 酸 、 碱金属、 阳离子 、 。
12.水环境中有机污染物的光解过程有三类:、
氧化反应 。
13、进入水环境的无机污染物,主要通过、、用 、 胶体形成 、 吸附-解吸 等一系列物理化学作用进行迁移转化,参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程。
14、水环境中颗粒物的吸附作用主要有 、 专属吸附 三种类型。
15体的 温度变化 和离子共存时的 竞争作用 。
--*+16、天然水中的苛性碱度3- 2 23-
17、有机污染物一般通过 吸附作用 、 挥发作用 、 水解作用 、 光解作用 、 生物富集 和 生物降解作用 等过程进行迁移转化。
18、物种类 、 温度 、 pH 、 反应体系的溶解氧浓度 、
等。
19、水体中常见的吸附等温线有三类:。
20、水体中重金属的沉淀类型有 成层沉淀 四种。
21、有机物生物降解的模式有:
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。
第四章
一、选择与填空
1、 以及变毒性 。
2、影响农药在土壤中挥发的因素主要有:农药的 壤的 含水量 、 吸附性 ,以及环境的 温度、气流速度 等。
3、农药在土壤中的质体流动主要与 农药与土壤间的吸附 、 有机质的含量 、 粘土矿物 、 农药性质 等有关。
4、重金属不被土壤 降解,可在土壤中不断积累,所富集,并通过 食物链 在人体内积累,危害人体健康。
5、微生物在农药转化中的作用是 矿化作用、 共代谢作用、 生物化学反应。
6、农药在土壤中的半衰期既决定于农药本身的特点,也与周围的物因子有关。
7、植物对土壤重金属的富集规律是 D 。
A 茎叶>颖壳>根>籽实 B 籽实>根>颖壳>茎叶
C 根>颖壳>籽实>茎叶 D 根>茎叶>颖壳>籽实
8、植物对土壤重金属的富集规律是 。
A 豆类>小麦>水稻>玉米 B 水稻>小麦>豆类>玉米
C 小麦>豆类>玉米>水稻 D 玉米>小麦>水稻>豆类
9、植物对重金属污染产生耐性由植物的特性、理化学性质等因素所决定。
10、农药在土壤中的环境行为包括、 、四个方面。 11
形成重金属硫蛋白或植物络合物 两种。
12、农药对光的 敏感程度 是决定其在土壤中的残留期长短的重要因素。
13 三种。
14、污染物在土壤—植物体系中的迁移有 两种方式。
15、重金属在土壤——植物系统中的迁移过程与重金属的种类、浓度、土壤中的存在形态 ,土壤的类型、 土壤的理化性质 ,植物的种类、生长发育期 ,以及复合污染、施肥等因素有关。
16、农药在土壤中的非生物降解包括水解反应和 光化学降解 。
17、农药在土壤中的迁移主要通过 扩散 和 质体流动 两个过程。
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。
第五章
一、名词解释:
1、毒物:进入生物机体后能使体液和组织发生生物化学变化,干扰或破坏机体的正常生理功能,并引起暂时性或永久性的病理损害,甚至危及生命的物质。
2、毒物的联合作用:两种或两种以上的毒物,同时作用于机体所产生的综合毒性。
3、毒物的独立作用:指毒物对机体的侵入途径、作用部位,作用机理均不相同。
4、汞的生物甲基化:在好氧或厌氧条件下,水体底质中的某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二价甲基汞。
5、基因突变:指DNA中碱基对的排列顺序发生改变。
6、肠肝循环:有些物质由胆汁排泄,在肠道运行中有重新被吸收的现象。
7、毒物的相加作用:指联合作用的毒性等于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。
8、生物富集: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,使其在机体的浓度超过环境中浓度的现象。
9、半数有效浓度:指毒物引起一群受试生物的半数产生同一毒作用所须的毒物浓度。
10、毒物的协同作用:指联合作用的毒性大于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。
11、生物积累:指生物从环境中和食物链蓄积某种元素或难降解的物质,使其在机体的浓度超过环境中浓度的现象。
12、生物转化:物质在生物作用下经受的化学变化。
13、最高允许剂量:指长期暴露在毒物下,不会引起机体受损害的最高剂量。
14、阀剂量:指在长期暴露在毒物下,会引起机体受损害的最低剂量。
15、生物放大:指在同一食物链上的高营养级生物,通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解的物质,使其在机体内的浓度随营养级数的提高而增大的现象。
16、半数有效剂量:指毒物引起一群受试生物的半数产生同一毒作用所须的毒物剂量。
17、毒物的拮抗作用:指联合作用的毒性小于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。
18、致突变作用:指生物细胞内DNA改变一=引起遗传特性突变的作用。
酶促反应的竞争抑制可以通过加大底物的浓度来解除。
环境氧分压越低,微生物反硝化越强。
污染物质的脂溶性越强及在小肠内浓度越高,被人体小肠吸收的速度也越快。
胆汁排泄是原形污染物质排出体外的一个次要途径,但为污染物质代谢物的主要排出途径 高脂溶性低解离度的污染物质经膜透性好,容易通过血脑屏障,由血液进入脑部
酶促反应的非竞争抑制不能通过加大底物的浓度来解除
在污染物质的分布过程中,污染物质的转运以被动扩散为主
人体的血流速度越大,机体对污染物质的吸收速率越大
甲基汞合物容易通过血脑屏障,由血液进入脑部
污染物在机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼
污染物质的脂溶性越强及在小肠内浓度越高,人体消化道吸收污染物也越快
在污水处理工程中常设反硝化装置使气态无机氮逸出。
肾排泄和胆汁排泄都是污染物质的重要排泄途径
肝、肾细胞内含巯基氨基酸的蛋白,易与锌、镉、汞、铅等重金属结合成金属硫蛋白复合物,显著增加重金属的浓度
甲基汞脂溶性大,化学性质稳定,容易被生物吸收,难以代谢消除,能在食物链中逐级传递放大
蓄积部位中的污染物质,常同血浆中游离型污染物质保持相对稳定的平衡。
甲基汞容易被生物吸收而在食物链中逐级传递放大
消化管是人体吸收污染物质最主要的途径。
无机汞化合物不易通过血脑屏障,很难进入脑部。
污染物质及其代谢物质各机体外转运的器官以肾和肝胆为主
水溶性大、脂溶性小的化合物,胆汁排泄良好。
环境中砷的微生物甲基化在厌氧或好氧条件下都可发生
人体的血流速度越大,肠粘膜两侧污染物浓度梯度越大,机体对污染物质的吸收速率越大。 污染物质常与血液中的血浆蛋白质结合
二、填空:
1、化学致癌物按作用机理可分为和
2、影响酶促反应速率的因素主要有。
3、人体吸收污染物的途径主要是消化管 、 呼吸管 和 皮肤 。
4、硝化菌对环境条件呈现高度敏感性:严格要求的氧;需要
条件,最适宜温度为 。
5、砷的形态转化主要包括以下几个过程:氧化/还原 、 甲基化/去甲基化 、 砷糖合成 、 砷甜菜碱合成 。
6、苯并芘(a)的致癌机理主要是形成使之芳基化,导致DNA基因突变。
7、致癌物按性质可分为 化学致癌物 、 生物致癌物 、 物理致癌物 。
8、酶促反应的米氏方程为:
9、有机毒物的生物转化途径复杂多样,但其反应类型主要是 合 反应四种。
10、污染物在机体的主要蓄积部位是 血浆蛋白 、脂肪组织 和骨酪。
11、微生物进行反硝化的条件是:酸盐 为氮源、 还原 反应和25℃左右。
12、Hg的生物甲基化途径是:辅酶甲基钴氨素把 甲基负离子 传递给Hg2+形成甲基汞(CH3Hg+),本身变为 水合钴胺素 ,后者再经还原失水变为五个氮配位的一价钴氨素,最后,辅酶甲基四叶氢酸将 甲基正离子 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。
13、被动扩散是指 脂溶性 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。
14和构成了污染物质在环境中的三大主要转化类型。
15、微生物参与汞形态转化的主要方式是。
16、有毒有机污染物质的微生物降解,碳原子数>1的正烷烃:通过烷烃的,或 次末端氧化 ,或 双端氧化 ,逐步生成醇、醛及脂肪酸,而后经
循环,最终降解成二氧化碳和水。
17、烯烃的微生物降解途径主要是和。
18、碳原子数大于1的正烷烃,其微生物降解的途径有端氧化 三种。
19、甲烷菌生长要求:弱碱性环境,一般pH为左右。
20、影响生物浓缩系数的因素有
21、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 机体内的浓度 超过周围环境中浓度的现象。
22、污染物质在环境中的生物转化,微生物的作用主要体现在:、
废水处理 和 污染场址修复 。
23、甲基钴氨蛋氨酸转移酶的辅酶基汞。
25、影响污染物质微生物反应速率的环境条件是: 温度、 pH 、营养物质 、 溶解氧 、 共存物质 等。
26、甲烷发酵需要满足等各种菌种所需的生活条件,它只能在适宜环境条件下进行。
27 DDD 及 DDE 是DDT最通常的降解产物。
28、污染物质的吸收是污染物质从机体外通过各种途径通透进入
29、污染物质及其代谢物质各机体外转运的器官以 肾 和 肝脏 为主。
30、 脱氯 和 脱氯化氢 是DDT降解的主要途径。
31、胱甘肽结合 。
32、耗氧有机污染物质是生物残体、排放废水和废弃物中的 糖类 、 脂肪 和
等较易生物降解的有机物质。
33、污染物质在机体内的运动过程包括 。
34、污染物质的生物浓缩系数与污染物质的 降解性 、 脂溶性 和 水溶性 有关。
35、影响污染物质微生物反应速率的因素主要有性 、 条件环境 。
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(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。
第六章
1、多氯联苯(PCBs):是一组有多个氯离子取代联苯分子中氢原子而形成的氯代芳烃类化合物。
2、多环芳烃(PAH):两个以上的苯环连在一起的化合物。
3、表面活性剂:是指分子中同时具有亲水基团和疏水基团的物质。
4、持久性有机污染物(POPs):通过环境各种介质能够长距离迁移并长期存于环境中,具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。
二、填空:
1、气相汞的最后归趋是进入 。
2、表面活性剂的生物降解机理主要是烷基链上的 、 、 和 。(P432)
3、汞及其化合物容易挥发,挥发程度与化合物的形态及在水中的 、
4、水圈中表层和中层的砷浓度 低 ,深层和低层砷浓度 高 。
5、隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大。在 氧化性 淡水体中,主要以Cd2+形式
存在;在 海水 中主要以CdClx2-x形态存在;当 pH>9 时,CdCO3是主要存在形式;而在 的水体环境中,大多都转化为难溶的 CdS 。
6、砷化合物可在 厌氧细菌 作用下被还原,然后与甲基作用,生成毒性很大的易挥发的
7、重金属中毒后可利用 、等对重金属有强烈亲合力,并与之形成溶解度较大的化合物后排除体外。
8、 表面活性剂四种。
9、地方性砷中毒的类型主要有 砷中毒二种。
10、人体摄入甲基汞中毒的阈值是 0.3 mg/d。若按安全系数为10,则人体对甲基汞的最大耐受量为 0.03 μg/d.kg体重。
11、无机汞在土壤中甲基化作用的影响因素很多,主要有:无机汞的 数量和种类、温度和营养物、沉积层中富汞层的位置 、 pH 值对甲基化的影响 。
12、是汞生物甲基化的必要条件。
13、人对甲基汞中毒的最敏感阈值是:发汞μg/g , 血汞 g/ml , 红细胞中汞
0.4μg/g 。
14、随石油污染物进入水体或土壤中的PAH 可参与 光化学 降解和 生物 降解。
15、水体中的砷浓度取决于 学组成等因素。
16、PCBs在环境中的主要转化途径是: 光化学分解 和 生物转化 。
17、在烷基汞中,只有 甲基汞 、 乙基汞 和 丙基汞 三种烷基汞为水俣病的致病性物质。
18、释放到大气中的 PAH 存在于 和。
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。
5、 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
6、 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。
7、 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。
8、 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。
9、 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。
水圈中表层和中层的砷浓度较低,深层和低层砷浓度较高
POPs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。
镉对人体肾脏、肝脏、骨骼、血液系统、新陈代谢有较大损害作用
无机汞化合物在生物体内较易排泄,但当汞与生物体内的高分子结合,形成稳定的有机汞络合物,则很难排出体外
在pH>4 的水体中,Cr3+ 开始沉淀,接近中性时沉淀完全。
甲基钴胺素是金属甲基化过程中甲基基团的重要生物来源
多氯联苯代谢作用发生转化的速率随分子中氯原子的增多而降低。
汞在环境中的迁移、转化与环境的Eh和pH有关
PCBs可引起人体致癌,还可通过母体转移给胎儿致畸
PCBs可引起人体的皮肤溃疡、痤疮、囊肿及肝损伤、白细胞增加等症
土壤的Eh降低,pH 值升高,砷的溶解度增大
通常海洋动物体中的砷含量高于陆地或淡水动物体的含量
表面活性剂进入水体后,主要靠微生物降解来消除
水体隔污染的特点之一是价态总是保持在+2价
PCBs的生物降解性能主要决定于化合物中碳氢键数量。
一甲基汞为水溶性物质,易被生物吸收而进入食物链
河流中悬浮物和沉积物中的汞,进入海洋后会发生解吸,使河口沉积物中汞含量显著减少 随石油污染物进入水体或土壤中的PAH 可参与光化学降解和微生物降解
隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大,在海水中主要以CdClx2-x形态存在。 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。
二甲基胂和三甲基胂虽然毒性很强,但在环境中易氧化为毒性较低的二甲基胂酸。 家用炉灶排放的烟气中PAH成分比工业锅炉的更多,污染更大
PCBs在大气和水中的含量较少,而废水流入河口附近的沉积物中含量却很高
多氯联苯中含氯原子数量越少,越容易被生物降解
食品经过炸、炒、烘烤、熏等加工之后也会生成PAH。
表面活性剂可促进不溶性有机物的乳化、分散,增加废水处理的困难
镉中毒时会导致输尿管排出蛋白尿
土壤及组分对汞有强烈的表面吸附和离子交换吸附作用
隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大,在厌氧的水体环境中,在多都转化为难容的CdS
POPs能够在大气环境中长距离迁移导致全球范围的污染传播
酸性条件下,水体中的Cr(Ⅵ)可被Fe2+、硫化物等还原为Cr(Ⅲ)。(
进入平流层的卤代烃污染物会受到高能光子的攻击而被破坏,同时造成臭氧层损耗。 甲基钴胺素是汞生物甲基化的必要条件
浸水土壤中可溶态砷含量比旱地土壤中高
卤代烃在大气中的转化会引起温室效应和大气臭氧层的破坏
隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大,当pH>9时,CdCO3是其主要存在形式 二甲基汞难溶于水,有挥发性,容易被光解,故大气中二甲基汞存在量很少
气相汞的最后归趋是进入土壤和海底沉积物
大气和降水中砷的含量与污染状况有关
土壤Eh和pH值对砷的溶解度有很大的影响
隔污染时的价态总是保持在+2价,但其络合基团受水化学条件影响较大
在潮湿空气中汞的挥发性比在干空气中大得多
阳离子表面活性剂具有一定的杀菌能力,在浓度高时,可能破坏水体微生物的群落
隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大,在氧化性淡水体中,主要以Cd2+形式存在 含氢卤代烃与HO·自由基的反应是它们在对流层中消除的主要途径。
甲基汞非常容易和蛋白质、氨基酸类物质起作用。
无论是好氧条件还是厌氧条件,汞的生物甲基化作用都能发生。( )
释放到大气中的 PAH 存在于固体颗粒物和气溶胶中。
镉会阻碍人体对Ca的吸收,导致骨质松软
水中镉的浓度随水的深度增加而下降
硒(Se)对镉的毒性有一定拮抗作用
请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H2CO3*]、[HCO3-]和[CO32-]的表达式,并讨论这两个体系之间的区别。
解:
请导出总酸度、CO2酸度、无机酸度、总碱度、酚酞碱度和苛性碱度的表达式作为总碳酸量和分布系数(α)的函数。
向一含有碳酸的水体加入重碳酸盐,问:①总酸度、②总碱度、③无机酸度、④酚酞碱度和⑤CO2酸度,是增加、减少还是不变。
在一个pH为6.5,碱度为1.6mmol/L的水体中,若加入碳酸钠使其碱化,问需加多少mmol/L
的
碳酸钠才能使水体pH上升至8.0.若用NaOH强碱进行碱化,又需加入多少碱
解:总碱度=KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) - [H+]
CT={[总碱度] + [H+] - [OH-]}
令α=
当pH在5~9范围内,[碱度]≥10-3mol/L时, [H+],[OH-]项可以忽略不计,得到简化式:CT=α[碱度]
当pH=6.5时,查教材P110表得α1=0.5845,α2=8.669×10-5,则α=1.71,CT =α[碱度]=1.71×1.6=2.736mmol/L
若加入碳酸钠将水的pH升至8.0,查表得α′=1.018,此时CT值与碱度值均有变化.设加入的碳酸钠量为Δ[CO32-],则有
CT + Δ[CO32-]=α′{[碱度] + 2Δ[CO32-]}
即2.736 + Δ[CO32-]=1.018{1.6 + 2Δ[CO32-]}
解得,Δ[CO32-]=1.069 mmol/L
若加入氢氧化钠将水的pH升至8.0,其CT值并不变化,可得:
[碱度] =CT/ α′=2.736/1.018=2.688 mmol/L
碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量:
Δ[OH-]=2.688-1.6=1.088 mmol/L具有2.00×10-3mol/L碱度的水,pH为7.00,请计算
[H2CO3*]、[HCO3-]、 [CO32-]和[OH-]的浓度各是多少?
若有水A,pH为7.5,其碱度为6.38mmol/L,水B的pH为9.0,碱度为0.80mmol/L,若以等体积混合,问混合后的值是多少?
溶解1.00×10-4mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止发生固体Fe(OH)3沉淀作用所需最小[H+]浓度的水中,假定溶液中仅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而没有形成Fe2(OH)24+。请计算平衡时该溶液中[Fe3+]、[Fe(OH)2+]、[Fe(OH)2+]、[H+]和pH。
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。
用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用,假定溶液平衡浓度为3.00×10-3mol/L,溶液中每克悬浮固体吸附溶质为0.50×10-3mol/L,当平衡浓度降至1.00×10-3mol/L时,每颗吸附剂吸附溶质为0.25×10-3mol/L,问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少?
已知Hg202H2O2HHg(OH)2,lgK6.3。溶液中存在[H+]、[OH-]、[Hg2+]、
[Hg(OH)20]和[ClO4-]等形态,且忽略了[Hg(OH) +]和离子强度效应,求1.0×10-5mol/L的Hg(ClO4)2溶液在25℃时的pH值。
请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用。
在pH=7.00和[HCO3-]=1.25×10-3mol/L的介质中,HT2-与固体PbCO3(s)平衡,其反应如下: PbCO3(s)HT2PbTHCO3,K4.06102
问作为HT2-形态占NTA的分数。
什么是电子活度pE,以及它和pH的区别。
有一个垂直湖水,pE随湖的深度增加将起什么变化?
从湖水中取出深层水,其pH=7.0,含溶解氧浓度为0.32mg/L,请计算pE和Eh。
在厌氧消化池中和pH=7.0的水接触的气体含65%的CH4和35%的CO2,请计算pE和Eh。
在一个pH为10.0的SO42-—HS-体系中(25℃),其反应为:
SO4
2
9H
8eHS
4H2O(l)
解:(
1)求pE:H
1
8
CO
2
e
18
CH
4
14
H2O)
4
pE
2.87
p E
pE
lg(pCO[H
2
1/8
]/pCH10
1/8
( 2)求
2.87lg[(Eh:
0.350.65
)
1/87
]4.16
已知其标准自由能Gf0值(kJ/mol)SO42-:-742.0,HS-:12.6,H2O(l):-237.2,水溶液中质子和电子的Gf0值为零。
⑴请给出该体系的pE0。
⑵如果体系化合物的总浓度为1.0×10-4mol/L,那么请给出下图中①、②、③和④的lgc-pE关系式。
某水体中含有300 mg/L的悬浮颗粒物,其中70%为细颗粒(d
一个有毒化合物排入至pH=8.4,T=25℃水体中,90%的有毒物质被悬浮物所吸着,已知酸性水解速率常数Ka=0,碱性催化水解速率常数Kb=4.9×10-7L/(d.mol),中性水解速率常数Kh=1.6d-1,请计算化合物的水解速率常数。
某有机污染物排入pH=8.0,T=20℃的江水体中,该江水中含悬浮颗粒物500mg/L,其有机碳含量为10%。
⑴若该污染物分子量为129,溶解度为611 mg/L,饱和蒸汽压为1.21Pa(20℃),请计算该化合物的亨利定律常数(Pa.m3/mol),并判断挥发速率是受液膜控制或气膜控制。 ⑵假定Kg=3000cm/h,求该污染物在水深1.5m处挥发速率常数(Kv)。
某有机污染物溶解在一个含有200 mg/L悬浮物、pH=8.0和T=20℃水体中,悬浮颗粒物中细粒为70%,有机碳含量为5%,粗颗粒有机碳含量为2%,已知此时该污染物的中性水解速率常数Kh=0.05d-1, 酸性水解速率常数Ka=1.7 L/(d.mol),碱性催化水解速率常数Kb=2.6×106L/(d.mol),光解速率常数Kp=0.02 h-1,污染物的辛醇-水分配系数KOW=3.0×105,并从表中查到生物降解速率常数KB=0.20 d-1,忽略颗粒物存在对挥发速率和生物降解速率的影响,求该有机污染物在水体中的总转化速率常数。
某河段流量Q=2160000m3/d,流速为46km/d,T=13.6℃,耗氧系数K1=0.05d-1,复氧系数K2=1.82d-1,BOD沉浮系数K3=0.17d-1,起始断面排污口排放的废水约为10×104 m3/d,废水中含BOD5500mg/L,溶解氧为0 mg/L,上游河水中BOD5为0mg/L,溶解氧为8.95 mg/L,求排污口下游6km处河水中的BOD5和氧亏值。
复习要点
一、 名词解释
1、污染物的迁移:指污染物在环境中所发生的空间位移及其引起的富集、分散和消失的过程
2、有毒污染物:毒物是进入生物机体后能使体液和组织发生生物化学的变化,干扰或破坏机体的正常生理功能,并引起暂时性或持久性的病理损害,甚至危及生命的物质
3、污染物的云内清除:大气污染物的云内清除(雨除)过程包括气溶胶粒子的雨除和微量气体的雨除。
4、分配系数 :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分配系数。
5、赤潮:是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件
下突发性地增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而显红、黄、绿和褐色等 6、毒物的联合作用:两种或两种以上的毒物,同时作用于机体所产生的综合毒性称为毒物的联合作用
7、肠肝循环 :有些物质由胆汁排泄,在肠道运行中又重新被吸收
8、光敏化作用:腐殖质等天然物质被光激发后,将激发的能量转移给有机化合
物而导致的分解反应。
9、毒物的独立作用:各毒物对对机体的侵入途径,作用部位、作用机理等均不相同
10、污染物的转化:指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的过程
11、污染物的云下清除:雨滴离开云基,在其下落过程中有可能继续吸收和捕获
大气中的污染气体和气溶胶,这就是污染物的云下清除或降水的冲刷作用。 12、汞的生物甲基化:在好氧或厌氧条件下,水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞的过程
二、计算题
水体pE、Eh、离子浓度的计算。参考课本思考题7、17、26。
7、 溶解1.00×10-4mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止发生固体Fe(OH)3沉淀作用所需最小[H+]
浓度的水中,假定溶液中仅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而没有形成Fe2(OH)24+。请计算平衡时该溶液中[Fe]、[Fe(OH)]、[Fe(OH)2]、[H]和pH。
3+
2+
+
+
1、
17、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7.9×10-27)。
请叙述水中主要有机和无机污染物的分布和存在形态
三、思考题
1、伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。
2、无机汞在土壤中甲基化作用的影响因素。
1、无机汞的形态 2、微生物的数量和种类 3、温度、营养物
4、沉积层中富汞层的位置 5、Ph对甲基化的影响
3、光化学烟雾形成的简化机制(写出有关反应式)。
4、诱发水体沉积物中重金属释放的主要因素。
⑴盐浓度升高 ⑵氧化还原条件的变化 ⑶pH值降低
⑷水中配合剂的含量增加
5、污染大气中SO2易通过哪些反应形式最终降落到地面?
SO2的液相氧化
被水直接吸收:大气中存在少量的水和颗粒物,SO2可溶于大气中 的水,也可以被大气的颗粒物所吸收,并溶解在颗粒物表面的水中。 SO2(g) + H2O ——SO2·H2O •SO2·H2O——H+HSO3 •HSO3-——H++SO32-
+
-
6、大气中耗损O3的途径。
1、由OH自由基构成的催化反应:
O+HO2→OH+ O2 OH+O3→HO2+O2
2、由NO构成的催化反应:
NO+O3→NO2+O2 NO2+O→NO+O2
3、由CI构成的催化反应:
CI+O3→CIO+O2 CIO+O→CI+O2
对流层中的臭氧主要是与OH、NO等的反应;而平流层中的臭氧的去处主要与CIO、NO等的反应
7、大气中CH4的主要来源。
8、对流层和平流层中的臭氧去除。
1、由OH自由基构成的催化反应:
O+HO2→OH+ O2 OH+O3→HO2+O2
2、由NO构成的催化反应:
NO+O3→NO2+O2 NO2+O→NO+O2
3、由CI构成的催化反应:
CI+O3→CIO+O2 CIO+O→CI+O2
对流层中的臭氧主要是与OH、NO等的反应;而平流层中的臭氧的去处主要与CIO、NO等的反应
9、天然水中的酸、碱度
10、水体颗粒物吸附作用的因素。
1、溶液pH值
2、颗粒物的粒度和浓度
3、温度变化、几种离子共存时的竞争作用
11、水环境中有机污染物的光解过程。
直接光解:化合物本身直接吸收了太阳能而进行的分解反应。
敏化光解:腐殖质等天然物质被光激发后,将激发的能量转移给有机化合物而导致的分解反
应。
氧化反应:腐殖质等天然物质被辐照产生自由基或纯态氧等中间体,中间体又与有机化合物
作用生成转的产物。
12、农药在土壤中的迁移过程和环境行为。
13、土壤中重金属向植物体内转移的方式。
14、影响农药在土壤中残留期长短的因素。
15、影响农药在土壤中质体流动的因素。
16、污染物在机体的蓄积部位。
17、正烷烃的微生物降解途径。
18、影响生物浓缩系数的因素。
19、影响污染物质微生物反应速率的因素。
20、表面活性剂的类型及其生物降解机理。
21、砷的甲基化反应。
22、影响水体中砷浓度的因素。
以上约占试题70%
简述题要求:答出要点,然后分别进行阐述
第一章
一、名词解释:
1. 自由基:由于共价键均裂而生成的带有未成对的电子碎片。
2. 环境化学效应:在各种环境因素的影响下,物质之间发生化学反应产生的环境效应。
3. 环境污染物:进入环境后是环境的正常组成和性质发生间接或直接有害于人类的变化的
物质。
4. 环境内分泌干扰物:能够干扰体内激素平衡的化学物质,一般都是人类在生产和生活活
动中生产和排放的污染物质。
5. 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
系统的结构和功能发生变化。
6. 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。
7. 污染物转化:污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用而改变存在的形态或转变
另一种物质的过程。
8. 环境容量:特定的环境单元在不影响其特定的环境功能的情况下,能够容纳污染物的最
大量。
9. 污染物的迁移:污染物在在环境中所发生的空间位移及其他所引起的富集、分散和消失
的过程。
10、 环境物理效应:由物理作用引起的,比如噪音、光污染、电磁辐射污染、地面沉降、
热岛效应、温室效应等环境效应。
11.环境污染:由于人为因素是环境的构成或状态发生变化,环境素质下降,从而扰乱和
破坏生态系统和人们的正常生活和生产条件。
12.环境背景值(环境本底值):某地未受污染的环境中某种化学元素或化学物质的含量。
二、填空:
2+1、一般情况下Se对Hg能产生 抑制 作用。
2、环境化学的发展大致可以划分为三个阶段,即。
3、金属锌(Zn)能够抑制 镉(Cd) 的毒性
4、世界环境日为。
5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。
6、环境效应按环境变化的性质可分为 环境物理效 、 环境化学效应 和 环境生物效应 。
7世界水日为每年的 3月22日 。
8环境中污染物的转化主要有 物理 、 化学 和 生物 三种方式。
9世界最关注的化学污染物为 持久性有机污染 、“三致”化学污染物 和 环境内分泌干
扰物 三类。
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:
第二章
一、名词解释:
1、酸沉降(acid deposition)是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的
过程。
2、湿沉降(wet deposition)指大气中的物质通过降水而落到地面的过程。被降水去除或湿
沉降对气体和颗粒物都是最有效的大气净化机制。湿沉降有两类:雨除(rainout)和冲刷
(washout)。
3、雨除是指被去除物参与成云过程,即作为云滴的凝结核,使水蒸气在其上凝结,云滴吸
收空气中成分并在云滴内部发生液相反应。
4、干沉降(dry deposition)是指大气中的污染气体和气溶胶等物质随气流的对流、扩散作
用,被地球表面的土壤、水体和植被等吸附去除的过程,具体包括重力沉降,与植物、建筑物或地面(土壤)碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收)的过程。
5、酸性降水是指通过降水,如雨雪雾雹等将大气中的酸性物质迁移到地表的过程。通常指
的是湿沉降,又称酸雨。
6、酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水。最早引起注意的是酸性降雨,所
以习惯上统称为酸雨。
7、冲刷是指在云层下部即降雨过程中的去除。酸雨是由于酸性物质的湿沉降而形成的。
8、光量子产率:表示化学物质吸光后,所产生的光物理过程或光化学过程的相对效率
9、可吸入粒子:易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子
10、飘尘:长期飘泊在大气中颗粒直径小于l0μm的悬浮物称为飘尘。
11、光化学反应:分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应。
12、化学去除:污染物在大气中通过化学反应生产其他气体或粒子而使原污染物在大气中消
失的过程。
13、光化学第一定律:分子对某些特定波长的光要有特征吸收光谱。
14、气溶胶:指液体或固体微粒均匀分散在气体中形成相对稳定的体系。
15、自由基反应:凡是有自由基的生成或由其诱发的反应。
16、光化学烟雾:光化学烟雾:汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC) 和氮氧化
物(NOx NOx)等一次污染物在阳光中紫外线照射下发生光化学反应生成一些氧化性很强的
O3、醛类、PAN、HNO3等二次污染物。人们把参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染
物的混合物(其中有气体和颗粒物)所形成的烟雾,称为光化学烟雾。
17、温室效应: 大气中的二氧化碳吸收了地面辐射出来的红外光,把能量截留于大气中,从
而使大气温度升高的现象。
18、降尘: 指能用采样罐采集到的大气颗粒物。
19、总悬浮颗粒物:指用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量。
二、填空:
1、HO·自由基的时空分布规律是:低空高纬,南半球于 夜间。(高温有利于自由基的形成)
2、碳氢化合物大部分以的形式存在于大气中。
3、碳氢化合物是大气中的重要污染物,是形成
4、H3C·(烷基自由基)主要来自 乙醛 和 丙酮 的光解。
5、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 。
6、大气中最重要的自由基为和
7、大气中的卤代烃包括 卤代脂肪烃 和 卤代芳香烃 。 有机的卤代烃 对环境的影响最大,
需特别引起关注。
8、大气中的NO2可以转化成 。
9、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。
10、大气污染的主要污染物有等。
11、完成下列大气中H2S的去除反应式:
H2S + O3 → H2O + SO2
+ H2S S →→H2O + ·SHSH
12、 自由基链锁反应一般分四个阶段,即自由基—自由基
— 自由基 传递、终止 —自由基 消失 。
13、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:
CFxCl2 + hν → ·CFxCl
O3 → O2 +
ClO· + O → O2 + ·Cl
14、当今世界上最引人瞩目的三大环境问题沉降 等都是由大气污染所引起的。
15、大气中的CH4主要通过与 HO· 自由基反应而被去除。
16、大气 中 污 染 物 氯 氟 烃的危害是:可以使臭氧层遭到破坏; 氟氯烃化合物也是温室气体; 和 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 。
17、高层大气中的可以产生自由基。
18、根据光化学第一定律,首先,光子的能量至少要 分子内的化学键断裂 时,才能引
起光离解;其次,分子对某种特定波长的光要有 特质吸收光谱 ,才能产生光化学反应。
19、大气中耗损O3的三种途径:一是由 二
是由 NO 构成的催化循环反应 ;三是由 Cl· 构成的催化循环。
20、按污染成因分,气溶胶可分为气溶胶 。
21、大气污染物的人为来源主要有
含碳化合物 、和 含卤素化合物 。
22、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 。
23、对流层中的臭氧主要是与中臭氧的去除主要是与 ClO· 、 NO 等的反应。
24、是大气中唯一能够由天然源排放而造成高浓度的气体。
25、大气中 的 污 染 物 氯 氟 烃 具 有 化、不易被降水清除 的特点。
26、大气的扩散能力主要受 大气稳定度 和 风 的影响。
27、 类。
28、H3CO·(烷氧基自由基)主要来自 甲级亚硝酸酯 和 甲基硝酸酯 光解。
29、H3COO·(过氧烷基自由基)来自 烷基 与O2的作用。
30、SO2
多相催化氧化 ,最终转变成 硫酸 或 硫酸根 ,并通过干沉降或湿
沉降(酸雨)的形式降落到地面。
31、大气中CH4主要来自
32、在光化学烟雾形成过程中, NO2 既是链反应的引发物质,又是链反
应的终止物质。
33、SO2的催化氧化速度与和
34、大气污染物的云内清除(雨除)过程包括 气溶胶气体 的雨除和 微量气体 的雨除。
35、大气中 硫酸盐 和 硝酸盐 等气溶胶可作为活性凝结核参与成云过程。
36、
37、空气中氧化剂特别是形成的指标。
38、气溶胶粒子污染来源的常用推断方法有析法 、化学质量平衡法(CMB) 和 因子分析法(有可分为主因子分析(PFA)和目
标转移因子分析法(TTFA)) 。
39、酸沉降有将大气中酸性物质迁移到地面,而后者是酸性物质在 气流作用 下直接迁移到地面的。
40、微量气体的雨除取决于气体分子的 传质过程 和在溶液中的 反应性 ,同时还与云的类型和云滴有关。
41、及其。
42、大气颗粒物的粒度有三个模:即 艾根核膜 、 积聚模 和 粗离子模 。
43、降水中的主要阴离子有
44、化学烟雾型污染有两种类型,即和
45、城市大气中颗粒物的分布多数属双模型,即。
46、烟雾一般发生在白天,夜间消失。
47、写出下列物质的光解反应方程式。
(1)NO2 + hν → NO + O
(2)HNO2 + hν → NO + HO· 或HNO2 + hν → H· + NO2 (3)HNO3 + hν → NO2 + HO·
(4)H2CO + hν → H· + HCO· 或 H2CO + hν → H2 + CO
(5)CH3X + hν → CH3 + X·
48、能引起温室效应的气体主要有 CO2 、 N2O 、 CH4 及 CFCs 。
49、中国酸雨的主要致酸物质是。
50、SO2 和NOx 的气相转化主要通过与 自由基反应来完成。
51、大气中SO2的氧化有多种途径,和。
52、大气降水的酸度与其中的 酸、碱物质 的性质及 相对比例 有关。
53+标。
54、云内清除和云下清除过程受和
55、云下清除过程包括 微量气体 及 气溶胶 的云下清除。
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370nm)(光分解)
H• + O2→HO2• HC•O + O2→CO + HO2•
(2)亚硝酸甲脂(CH3ONO)光解所产生的自由基HCO和H3CO(烷氧基自由基)与空气中的氧作用的结果
(3)HO与H2O2或CO作用的结果。
HO• + CO →CO2
+ H• H• + O2 → HO2•
(4)烃类光解或者烃类被O3氧化,都可能产生H2O•
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。
第三章
1、标准分配系数:以有机碳为基础表示的标准分配系数。
2、水体富营养化:生物所需的氮、磷等营养物质大量进入水体,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶解量下降,鱼类及其它生物大量死亡的现象。
3、分配系数:有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值。
4、辛醇-水分配系数:化学物质在辛醇中质量和在水中质量的比例。
5、专属吸附:是指吸附过程中,出了化学键的作用外,尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。
6、光敏化作用:一个光吸收分子可能将它的过剩能量转移到一个接受体分子,导致接受体反应,这种反应就是光敏化作用。
7、生长代谢:微生物可用有机化合物(有机污染物)作唯一碳源和能源从而使该化合物降解的代谢。
8、赤潮:是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件下突发性的增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色的现象。
9、共代谢:某些微生物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,该有机物才能被降解,这种现象被称为共代谢。
10、亨利定律:即一种气体在液体中的溶解度正比于液体所接触的该种气体的分压。
11、有毒污染物:是指进入生物体后累积到一定数量你是体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。
12、光量子产率:进行光化学反应的光子与吸收总光子数之比。
1、水中溶解氧的主要来源有两个:水中藻类的释放氧气和大气。 2、天然水中的酚酞碱度= [CO32-]] + [OH-] - [H2CO3*] - [H+]
3、天然水中的总碱度 [OH] - [H] 。
4、有机物的辛醇-
5、天然水中的苛性碱度×- 。
6、天然水中的总酸度= [H+] + [HCO-] + 2[CO2-] - [OH-] 。
7+-2--
8、天然水中的CO2。
9、天然水中的总酸度=2× -
10、诱发水体沉积物中重金属释放的主要因素有 盐浓度 升高、 氧化还原 条件的变化 、 pH值 降低、 水中配合剂 的含量增加 ,一些生物化学迁移过程也能引起金属的重新释放。
11、水体有机污染程度的常见指标有: 硬度 、 酸 、 碱金属、 阳离子 、 。
12.水环境中有机污染物的光解过程有三类:、
氧化反应 。
13、进入水环境的无机污染物,主要通过、、用 、 胶体形成 、 吸附-解吸 等一系列物理化学作用进行迁移转化,参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程。
14、水环境中颗粒物的吸附作用主要有 、 专属吸附 三种类型。
15体的 温度变化 和离子共存时的 竞争作用 。
--*+16、天然水中的苛性碱度3- 2 23-
17、有机污染物一般通过 吸附作用 、 挥发作用 、 水解作用 、 光解作用 、 生物富集 和 生物降解作用 等过程进行迁移转化。
18、物种类 、 温度 、 pH 、 反应体系的溶解氧浓度 、
等。
19、水体中常见的吸附等温线有三类:。
20、水体中重金属的沉淀类型有 成层沉淀 四种。
21、有机物生物降解的模式有:
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。
第四章
一、选择与填空
1、 以及变毒性 。
2、影响农药在土壤中挥发的因素主要有:农药的 壤的 含水量 、 吸附性 ,以及环境的 温度、气流速度 等。
3、农药在土壤中的质体流动主要与 农药与土壤间的吸附 、 有机质的含量 、 粘土矿物 、 农药性质 等有关。
4、重金属不被土壤 降解,可在土壤中不断积累,所富集,并通过 食物链 在人体内积累,危害人体健康。
5、微生物在农药转化中的作用是 矿化作用、 共代谢作用、 生物化学反应。
6、农药在土壤中的半衰期既决定于农药本身的特点,也与周围的物因子有关。
7、植物对土壤重金属的富集规律是 D 。
A 茎叶>颖壳>根>籽实 B 籽实>根>颖壳>茎叶
C 根>颖壳>籽实>茎叶 D 根>茎叶>颖壳>籽实
8、植物对土壤重金属的富集规律是 。
A 豆类>小麦>水稻>玉米 B 水稻>小麦>豆类>玉米
C 小麦>豆类>玉米>水稻 D 玉米>小麦>水稻>豆类
9、植物对重金属污染产生耐性由植物的特性、理化学性质等因素所决定。
10、农药在土壤中的环境行为包括、 、四个方面。 11
形成重金属硫蛋白或植物络合物 两种。
12、农药对光的 敏感程度 是决定其在土壤中的残留期长短的重要因素。
13 三种。
14、污染物在土壤—植物体系中的迁移有 两种方式。
15、重金属在土壤——植物系统中的迁移过程与重金属的种类、浓度、土壤中的存在形态 ,土壤的类型、 土壤的理化性质 ,植物的种类、生长发育期 ,以及复合污染、施肥等因素有关。
16、农药在土壤中的非生物降解包括水解反应和 光化学降解 。
17、农药在土壤中的迁移主要通过 扩散 和 质体流动 两个过程。
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。
第五章
一、名词解释:
1、毒物:进入生物机体后能使体液和组织发生生物化学变化,干扰或破坏机体的正常生理功能,并引起暂时性或永久性的病理损害,甚至危及生命的物质。
2、毒物的联合作用:两种或两种以上的毒物,同时作用于机体所产生的综合毒性。
3、毒物的独立作用:指毒物对机体的侵入途径、作用部位,作用机理均不相同。
4、汞的生物甲基化:在好氧或厌氧条件下,水体底质中的某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二价甲基汞。
5、基因突变:指DNA中碱基对的排列顺序发生改变。
6、肠肝循环:有些物质由胆汁排泄,在肠道运行中有重新被吸收的现象。
7、毒物的相加作用:指联合作用的毒性等于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。
8、生物富集: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,使其在机体的浓度超过环境中浓度的现象。
9、半数有效浓度:指毒物引起一群受试生物的半数产生同一毒作用所须的毒物浓度。
10、毒物的协同作用:指联合作用的毒性大于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。
11、生物积累:指生物从环境中和食物链蓄积某种元素或难降解的物质,使其在机体的浓度超过环境中浓度的现象。
12、生物转化:物质在生物作用下经受的化学变化。
13、最高允许剂量:指长期暴露在毒物下,不会引起机体受损害的最高剂量。
14、阀剂量:指在长期暴露在毒物下,会引起机体受损害的最低剂量。
15、生物放大:指在同一食物链上的高营养级生物,通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解的物质,使其在机体内的浓度随营养级数的提高而增大的现象。
16、半数有效剂量:指毒物引起一群受试生物的半数产生同一毒作用所须的毒物剂量。
17、毒物的拮抗作用:指联合作用的毒性小于其中各毒物成分单独作用毒性的总和。
18、致突变作用:指生物细胞内DNA改变一=引起遗传特性突变的作用。
酶促反应的竞争抑制可以通过加大底物的浓度来解除。
环境氧分压越低,微生物反硝化越强。
污染物质的脂溶性越强及在小肠内浓度越高,被人体小肠吸收的速度也越快。
胆汁排泄是原形污染物质排出体外的一个次要途径,但为污染物质代谢物的主要排出途径 高脂溶性低解离度的污染物质经膜透性好,容易通过血脑屏障,由血液进入脑部
酶促反应的非竞争抑制不能通过加大底物的浓度来解除
在污染物质的分布过程中,污染物质的转运以被动扩散为主
人体的血流速度越大,机体对污染物质的吸收速率越大
甲基汞合物容易通过血脑屏障,由血液进入脑部
污染物在机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼
污染物质的脂溶性越强及在小肠内浓度越高,人体消化道吸收污染物也越快
在污水处理工程中常设反硝化装置使气态无机氮逸出。
肾排泄和胆汁排泄都是污染物质的重要排泄途径
肝、肾细胞内含巯基氨基酸的蛋白,易与锌、镉、汞、铅等重金属结合成金属硫蛋白复合物,显著增加重金属的浓度
甲基汞脂溶性大,化学性质稳定,容易被生物吸收,难以代谢消除,能在食物链中逐级传递放大
蓄积部位中的污染物质,常同血浆中游离型污染物质保持相对稳定的平衡。
甲基汞容易被生物吸收而在食物链中逐级传递放大
消化管是人体吸收污染物质最主要的途径。
无机汞化合物不易通过血脑屏障,很难进入脑部。
污染物质及其代谢物质各机体外转运的器官以肾和肝胆为主
水溶性大、脂溶性小的化合物,胆汁排泄良好。
环境中砷的微生物甲基化在厌氧或好氧条件下都可发生
人体的血流速度越大,肠粘膜两侧污染物浓度梯度越大,机体对污染物质的吸收速率越大。 污染物质常与血液中的血浆蛋白质结合
二、填空:
1、化学致癌物按作用机理可分为和
2、影响酶促反应速率的因素主要有。
3、人体吸收污染物的途径主要是消化管 、 呼吸管 和 皮肤 。
4、硝化菌对环境条件呈现高度敏感性:严格要求的氧;需要
条件,最适宜温度为 。
5、砷的形态转化主要包括以下几个过程:氧化/还原 、 甲基化/去甲基化 、 砷糖合成 、 砷甜菜碱合成 。
6、苯并芘(a)的致癌机理主要是形成使之芳基化,导致DNA基因突变。
7、致癌物按性质可分为 化学致癌物 、 生物致癌物 、 物理致癌物 。
8、酶促反应的米氏方程为:
9、有机毒物的生物转化途径复杂多样,但其反应类型主要是 合 反应四种。
10、污染物在机体的主要蓄积部位是 血浆蛋白 、脂肪组织 和骨酪。
11、微生物进行反硝化的条件是:酸盐 为氮源、 还原 反应和25℃左右。
12、Hg的生物甲基化途径是:辅酶甲基钴氨素把 甲基负离子 传递给Hg2+形成甲基汞(CH3Hg+),本身变为 水合钴胺素 ,后者再经还原失水变为五个氮配位的一价钴氨素,最后,辅酶甲基四叶氢酸将 甲基正离子 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。
13、被动扩散是指 脂溶性 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。
14和构成了污染物质在环境中的三大主要转化类型。
15、微生物参与汞形态转化的主要方式是。
16、有毒有机污染物质的微生物降解,碳原子数>1的正烷烃:通过烷烃的,或 次末端氧化 ,或 双端氧化 ,逐步生成醇、醛及脂肪酸,而后经
循环,最终降解成二氧化碳和水。
17、烯烃的微生物降解途径主要是和。
18、碳原子数大于1的正烷烃,其微生物降解的途径有端氧化 三种。
19、甲烷菌生长要求:弱碱性环境,一般pH为左右。
20、影响生物浓缩系数的因素有
21、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 机体内的浓度 超过周围环境中浓度的现象。
22、污染物质在环境中的生物转化,微生物的作用主要体现在:、
废水处理 和 污染场址修复 。
23、甲基钴氨蛋氨酸转移酶的辅酶基汞。
25、影响污染物质微生物反应速率的环境条件是: 温度、 pH 、营养物质 、 溶解氧 、 共存物质 等。
26、甲烷发酵需要满足等各种菌种所需的生活条件,它只能在适宜环境条件下进行。
27 DDD 及 DDE 是DDT最通常的降解产物。
28、污染物质的吸收是污染物质从机体外通过各种途径通透进入
29、污染物质及其代谢物质各机体外转运的器官以 肾 和 肝脏 为主。
30、 脱氯 和 脱氯化氢 是DDT降解的主要途径。
31、胱甘肽结合 。
32、耗氧有机污染物质是生物残体、排放废水和废弃物中的 糖类 、 脂肪 和
等较易生物降解的有机物质。
33、污染物质在机体内的运动过程包括 。
34、污染物质的生物浓缩系数与污染物质的 降解性 、 脂溶性 和 水溶性 有关。
35、影响污染物质微生物反应速率的因素主要有性 、 条件环境 。
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(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。
第六章
1、多氯联苯(PCBs):是一组有多个氯离子取代联苯分子中氢原子而形成的氯代芳烃类化合物。
2、多环芳烃(PAH):两个以上的苯环连在一起的化合物。
3、表面活性剂:是指分子中同时具有亲水基团和疏水基团的物质。
4、持久性有机污染物(POPs):通过环境各种介质能够长距离迁移并长期存于环境中,具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。
二、填空:
1、气相汞的最后归趋是进入 。
2、表面活性剂的生物降解机理主要是烷基链上的 、 、 和 。(P432)
3、汞及其化合物容易挥发,挥发程度与化合物的形态及在水中的 、
4、水圈中表层和中层的砷浓度 低 ,深层和低层砷浓度 高 。
5、隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大。在 氧化性 淡水体中,主要以Cd2+形式
存在;在 海水 中主要以CdClx2-x形态存在;当 pH>9 时,CdCO3是主要存在形式;而在 的水体环境中,大多都转化为难溶的 CdS 。
6、砷化合物可在 厌氧细菌 作用下被还原,然后与甲基作用,生成毒性很大的易挥发的
7、重金属中毒后可利用 、等对重金属有强烈亲合力,并与之形成溶解度较大的化合物后排除体外。
8、 表面活性剂四种。
9、地方性砷中毒的类型主要有 砷中毒二种。
10、人体摄入甲基汞中毒的阈值是 0.3 mg/d。若按安全系数为10,则人体对甲基汞的最大耐受量为 0.03 μg/d.kg体重。
11、无机汞在土壤中甲基化作用的影响因素很多,主要有:无机汞的 数量和种类、温度和营养物、沉积层中富汞层的位置 、 pH 值对甲基化的影响 。
12、是汞生物甲基化的必要条件。
13、人对甲基汞中毒的最敏感阈值是:发汞μg/g , 血汞 g/ml , 红细胞中汞
0.4μg/g 。
14、随石油污染物进入水体或土壤中的PAH 可参与 光化学 降解和 生物 降解。
15、水体中的砷浓度取决于 学组成等因素。
16、PCBs在环境中的主要转化途径是: 光化学分解 和 生物转化 。
17、在烷基汞中,只有 甲基汞 、 乙基汞 和 丙基汞 三种烷基汞为水俣病的致病性物质。
18、释放到大气中的 PAH 存在于 和。
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。
5、 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
6、 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。
7、 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。
8、 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。
9、 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。
水圈中表层和中层的砷浓度较低,深层和低层砷浓度较高
POPs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。
镉对人体肾脏、肝脏、骨骼、血液系统、新陈代谢有较大损害作用
无机汞化合物在生物体内较易排泄,但当汞与生物体内的高分子结合,形成稳定的有机汞络合物,则很难排出体外
在pH>4 的水体中,Cr3+ 开始沉淀,接近中性时沉淀完全。
甲基钴胺素是金属甲基化过程中甲基基团的重要生物来源
多氯联苯代谢作用发生转化的速率随分子中氯原子的增多而降低。
汞在环境中的迁移、转化与环境的Eh和pH有关
PCBs可引起人体致癌,还可通过母体转移给胎儿致畸
PCBs可引起人体的皮肤溃疡、痤疮、囊肿及肝损伤、白细胞增加等症
土壤的Eh降低,pH 值升高,砷的溶解度增大
通常海洋动物体中的砷含量高于陆地或淡水动物体的含量
表面活性剂进入水体后,主要靠微生物降解来消除
水体隔污染的特点之一是价态总是保持在+2价
PCBs的生物降解性能主要决定于化合物中碳氢键数量。
一甲基汞为水溶性物质,易被生物吸收而进入食物链
河流中悬浮物和沉积物中的汞,进入海洋后会发生解吸,使河口沉积物中汞含量显著减少 随石油污染物进入水体或土壤中的PAH 可参与光化学降解和微生物降解
隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大,在海水中主要以CdClx2-x形态存在。 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。
二甲基胂和三甲基胂虽然毒性很强,但在环境中易氧化为毒性较低的二甲基胂酸。 家用炉灶排放的烟气中PAH成分比工业锅炉的更多,污染更大
PCBs在大气和水中的含量较少,而废水流入河口附近的沉积物中含量却很高
多氯联苯中含氯原子数量越少,越容易被生物降解
食品经过炸、炒、烘烤、熏等加工之后也会生成PAH。
表面活性剂可促进不溶性有机物的乳化、分散,增加废水处理的困难
镉中毒时会导致输尿管排出蛋白尿
土壤及组分对汞有强烈的表面吸附和离子交换吸附作用
隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大,在厌氧的水体环境中,在多都转化为难容的CdS
POPs能够在大气环境中长距离迁移导致全球范围的污染传播
酸性条件下,水体中的Cr(Ⅵ)可被Fe2+、硫化物等还原为Cr(Ⅲ)。(
进入平流层的卤代烃污染物会受到高能光子的攻击而被破坏,同时造成臭氧层损耗。 甲基钴胺素是汞生物甲基化的必要条件
浸水土壤中可溶态砷含量比旱地土壤中高
卤代烃在大气中的转化会引起温室效应和大气臭氧层的破坏
隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大,当pH>9时,CdCO3是其主要存在形式 二甲基汞难溶于水,有挥发性,容易被光解,故大气中二甲基汞存在量很少
气相汞的最后归趋是进入土壤和海底沉积物
大气和降水中砷的含量与污染状况有关
土壤Eh和pH值对砷的溶解度有很大的影响
隔污染时的价态总是保持在+2价,但其络合基团受水化学条件影响较大
在潮湿空气中汞的挥发性比在干空气中大得多
阳离子表面活性剂具有一定的杀菌能力,在浓度高时,可能破坏水体微生物的群落
隔污染时的络合基团受水化学条件影响较大,在氧化性淡水体中,主要以Cd2+形式存在 含氢卤代烃与HO·自由基的反应是它们在对流层中消除的主要途径。
甲基汞非常容易和蛋白质、氨基酸类物质起作用。
无论是好氧条件还是厌氧条件,汞的生物甲基化作用都能发生。( )
释放到大气中的 PAH 存在于固体颗粒物和气溶胶中。
镉会阻碍人体对Ca的吸收,导致骨质松软
水中镉的浓度随水的深度增加而下降
硒(Se)对镉的毒性有一定拮抗作用
请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H2CO3*]、[HCO3-]和[CO32-]的表达式,并讨论这两个体系之间的区别。
解:
请导出总酸度、CO2酸度、无机酸度、总碱度、酚酞碱度和苛性碱度的表达式作为总碳酸量和分布系数(α)的函数。
向一含有碳酸的水体加入重碳酸盐,问:①总酸度、②总碱度、③无机酸度、④酚酞碱度和⑤CO2酸度,是增加、减少还是不变。
在一个pH为6.5,碱度为1.6mmol/L的水体中,若加入碳酸钠使其碱化,问需加多少mmol/L
的
碳酸钠才能使水体pH上升至8.0.若用NaOH强碱进行碱化,又需加入多少碱
解:总碱度=KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) - [H+]
CT={[总碱度] + [H+] - [OH-]}
令α=
当pH在5~9范围内,[碱度]≥10-3mol/L时, [H+],[OH-]项可以忽略不计,得到简化式:CT=α[碱度]
当pH=6.5时,查教材P110表得α1=0.5845,α2=8.669×10-5,则α=1.71,CT =α[碱度]=1.71×1.6=2.736mmol/L
若加入碳酸钠将水的pH升至8.0,查表得α′=1.018,此时CT值与碱度值均有变化.设加入的碳酸钠量为Δ[CO32-],则有
CT + Δ[CO32-]=α′{[碱度] + 2Δ[CO32-]}
即2.736 + Δ[CO32-]=1.018{1.6 + 2Δ[CO32-]}
解得,Δ[CO32-]=1.069 mmol/L
若加入氢氧化钠将水的pH升至8.0,其CT值并不变化,可得:
[碱度] =CT/ α′=2.736/1.018=2.688 mmol/L
碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量:
Δ[OH-]=2.688-1.6=1.088 mmol/L具有2.00×10-3mol/L碱度的水,pH为7.00,请计算
[H2CO3*]、[HCO3-]、 [CO32-]和[OH-]的浓度各是多少?
若有水A,pH为7.5,其碱度为6.38mmol/L,水B的pH为9.0,碱度为0.80mmol/L,若以等体积混合,问混合后的值是多少?
溶解1.00×10-4mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止发生固体Fe(OH)3沉淀作用所需最小[H+]浓度的水中,假定溶液中仅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而没有形成Fe2(OH)24+。请计算平衡时该溶液中[Fe3+]、[Fe(OH)2+]、[Fe(OH)2+]、[H+]和pH。
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。
用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用,假定溶液平衡浓度为3.00×10-3mol/L,溶液中每克悬浮固体吸附溶质为0.50×10-3mol/L,当平衡浓度降至1.00×10-3mol/L时,每颗吸附剂吸附溶质为0.25×10-3mol/L,问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少?
已知Hg202H2O2HHg(OH)2,lgK6.3。溶液中存在[H+]、[OH-]、[Hg2+]、
[Hg(OH)20]和[ClO4-]等形态,且忽略了[Hg(OH) +]和离子强度效应,求1.0×10-5mol/L的Hg(ClO4)2溶液在25℃时的pH值。
请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用。
在pH=7.00和[HCO3-]=1.25×10-3mol/L的介质中,HT2-与固体PbCO3(s)平衡,其反应如下: PbCO3(s)HT2PbTHCO3,K4.06102
问作为HT2-形态占NTA的分数。
什么是电子活度pE,以及它和pH的区别。
有一个垂直湖水,pE随湖的深度增加将起什么变化?
从湖水中取出深层水,其pH=7.0,含溶解氧浓度为0.32mg/L,请计算pE和Eh。
在厌氧消化池中和pH=7.0的水接触的气体含65%的CH4和35%的CO2,请计算pE和Eh。
在一个pH为10.0的SO42-—HS-体系中(25℃),其反应为:
SO4
2
9H
8eHS
4H2O(l)
解:(
1)求pE:H
1
8
CO
2
e
18
CH
4
14
H2O)
4
pE
2.87
p E
pE
lg(pCO[H
2
1/8
]/pCH10
1/8
( 2)求
2.87lg[(Eh:
0.350.65
)
1/87
]4.16
已知其标准自由能Gf0值(kJ/mol)SO42-:-742.0,HS-:12.6,H2O(l):-237.2,水溶液中质子和电子的Gf0值为零。
⑴请给出该体系的pE0。
⑵如果体系化合物的总浓度为1.0×10-4mol/L,那么请给出下图中①、②、③和④的lgc-pE关系式。
某水体中含有300 mg/L的悬浮颗粒物,其中70%为细颗粒(d
一个有毒化合物排入至pH=8.4,T=25℃水体中,90%的有毒物质被悬浮物所吸着,已知酸性水解速率常数Ka=0,碱性催化水解速率常数Kb=4.9×10-7L/(d.mol),中性水解速率常数Kh=1.6d-1,请计算化合物的水解速率常数。
某有机污染物排入pH=8.0,T=20℃的江水体中,该江水中含悬浮颗粒物500mg/L,其有机碳含量为10%。
⑴若该污染物分子量为129,溶解度为611 mg/L,饱和蒸汽压为1.21Pa(20℃),请计算该化合物的亨利定律常数(Pa.m3/mol),并判断挥发速率是受液膜控制或气膜控制。 ⑵假定Kg=3000cm/h,求该污染物在水深1.5m处挥发速率常数(Kv)。
某有机污染物溶解在一个含有200 mg/L悬浮物、pH=8.0和T=20℃水体中,悬浮颗粒物中细粒为70%,有机碳含量为5%,粗颗粒有机碳含量为2%,已知此时该污染物的中性水解速率常数Kh=0.05d-1, 酸性水解速率常数Ka=1.7 L/(d.mol),碱性催化水解速率常数Kb=2.6×106L/(d.mol),光解速率常数Kp=0.02 h-1,污染物的辛醇-水分配系数KOW=3.0×105,并从表中查到生物降解速率常数KB=0.20 d-1,忽略颗粒物存在对挥发速率和生物降解速率的影响,求该有机污染物在水体中的总转化速率常数。
某河段流量Q=2160000m3/d,流速为46km/d,T=13.6℃,耗氧系数K1=0.05d-1,复氧系数K2=1.82d-1,BOD沉浮系数K3=0.17d-1,起始断面排污口排放的废水约为10×104 m3/d,废水中含BOD5500mg/L,溶解氧为0 mg/L,上游河水中BOD5为0mg/L,溶解氧为8.95 mg/L,求排污口下游6km处河水中的BOD5和氧亏值。
复习要点
一、 名词解释
1、污染物的迁移:指污染物在环境中所发生的空间位移及其引起的富集、分散和消失的过程
2、有毒污染物:毒物是进入生物机体后能使体液和组织发生生物化学的变化,干扰或破坏机体的正常生理功能,并引起暂时性或持久性的病理损害,甚至危及生命的物质
3、污染物的云内清除:大气污染物的云内清除(雨除)过程包括气溶胶粒子的雨除和微量气体的雨除。
4、分配系数 :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分配系数。
5、赤潮:是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件
下突发性地增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而显红、黄、绿和褐色等 6、毒物的联合作用:两种或两种以上的毒物,同时作用于机体所产生的综合毒性称为毒物的联合作用
7、肠肝循环 :有些物质由胆汁排泄,在肠道运行中又重新被吸收
8、光敏化作用:腐殖质等天然物质被光激发后,将激发的能量转移给有机化合
物而导致的分解反应。
9、毒物的独立作用:各毒物对对机体的侵入途径,作用部位、作用机理等均不相同
10、污染物的转化:指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的过程
11、污染物的云下清除:雨滴离开云基,在其下落过程中有可能继续吸收和捕获
大气中的污染气体和气溶胶,这就是污染物的云下清除或降水的冲刷作用。 12、汞的生物甲基化:在好氧或厌氧条件下,水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞的过程
二、计算题
水体pE、Eh、离子浓度的计算。参考课本思考题7、17、26。
7、 溶解1.00×10-4mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止发生固体Fe(OH)3沉淀作用所需最小[H+]
浓度的水中,假定溶液中仅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而没有形成Fe2(OH)24+。请计算平衡时该溶液中[Fe]、[Fe(OH)]、[Fe(OH)2]、[H]和pH。
3+
2+
+
+
1、
17、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7.9×10-27)。
请叙述水中主要有机和无机污染物的分布和存在形态
三、思考题
1、伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。
2、无机汞在土壤中甲基化作用的影响因素。
1、无机汞的形态 2、微生物的数量和种类 3、温度、营养物
4、沉积层中富汞层的位置 5、Ph对甲基化的影响
3、光化学烟雾形成的简化机制(写出有关反应式)。
4、诱发水体沉积物中重金属释放的主要因素。
⑴盐浓度升高 ⑵氧化还原条件的变化 ⑶pH值降低
⑷水中配合剂的含量增加
5、污染大气中SO2易通过哪些反应形式最终降落到地面?
SO2的液相氧化
被水直接吸收:大气中存在少量的水和颗粒物,SO2可溶于大气中 的水,也可以被大气的颗粒物所吸收,并溶解在颗粒物表面的水中。 SO2(g) + H2O ——SO2·H2O •SO2·H2O——H+HSO3 •HSO3-——H++SO32-
+
-
6、大气中耗损O3的途径。
1、由OH自由基构成的催化反应:
O+HO2→OH+ O2 OH+O3→HO2+O2
2、由NO构成的催化反应:
NO+O3→NO2+O2 NO2+O→NO+O2
3、由CI构成的催化反应:
CI+O3→CIO+O2 CIO+O→CI+O2
对流层中的臭氧主要是与OH、NO等的反应;而平流层中的臭氧的去处主要与CIO、NO等的反应
7、大气中CH4的主要来源。
8、对流层和平流层中的臭氧去除。
1、由OH自由基构成的催化反应:
O+HO2→OH+ O2 OH+O3→HO2+O2
2、由NO构成的催化反应:
NO+O3→NO2+O2 NO2+O→NO+O2
3、由CI构成的催化反应:
CI+O3→CIO+O2 CIO+O→CI+O2
对流层中的臭氧主要是与OH、NO等的反应;而平流层中的臭氧的去处主要与CIO、NO等的反应
9、天然水中的酸、碱度
10、水体颗粒物吸附作用的因素。
1、溶液pH值
2、颗粒物的粒度和浓度
3、温度变化、几种离子共存时的竞争作用
11、水环境中有机污染物的光解过程。
直接光解:化合物本身直接吸收了太阳能而进行的分解反应。
敏化光解:腐殖质等天然物质被光激发后,将激发的能量转移给有机化合物而导致的分解反
应。
氧化反应:腐殖质等天然物质被辐照产生自由基或纯态氧等中间体,中间体又与有机化合物
作用生成转的产物。
12、农药在土壤中的迁移过程和环境行为。
13、土壤中重金属向植物体内转移的方式。
14、影响农药在土壤中残留期长短的因素。
15、影响农药在土壤中质体流动的因素。
16、污染物在机体的蓄积部位。
17、正烷烃的微生物降解途径。
18、影响生物浓缩系数的因素。
19、影响污染物质微生物反应速率的因素。
20、表面活性剂的类型及其生物降解机理。
21、砷的甲基化反应。
22、影响水体中砷浓度的因素。
以上约占试题70%
简述题要求:答出要点,然后分别进行阐述