環境化學試題及其答案

1.光化學煙霧是一個鏈反應，鏈引發反應主要是（C）

A

丙烯氧化生成具有活性的自由基

B

HO2和RO2等促進了NO向NO2轉化

C

NO2的光解

D

甲醛在光的照射下生成自由基

2.屬于我國酸雨中關鍵性離子組分的是（C）

A

NO3-、SO42-

B

SO42-、Cl-

C

SO42-、NH4+

D

SO42-、Na+

3.在水體中顆粒物對重金屬的吸附量隨pH值升高而（A）

A

增大

B

減少

C

不變

D

無法判斷

4.有一個垂直湖水，pE隨湖的深度增加將（A）

A

降低

B

升高

C

不變

D

無法判斷

5.降低pH值，水中沉積物重金屬的釋放量隨之（A）

A

升高

B降低

C

無影響

D無法判斷

6.具有溫室效應的氣體是（A）

A甲烷、H2O

C

O3、CO

B甲烷、SO2

D

CO2、SO2

7.倫敦煙霧事件成為

C，美國洛杉機煙霧成A。

A

光化學煙霧

B

酸性煙霧

C

硫酸性煙霧

D

堿性煙霧

8.大氣逆溫現象主要出現在___D___。

A

寒冷的夜間

B

多云的冬季

C

寒冷而晴朗的冬天

D

寒冷而晴朗的夜間

9.五十年代日本出現的痛痛病是由___A___污染水體后引起的。

A

Cd

B

Hg

C

Pb

D

As

大氣中重要自由基是（A）

A

HO

HO2

B

HO

R

C

R

RO2

D

R

HO2

11.在某個單位系的含量比其他體系高得多，則此時該單位體系幾乎等于混合復雜體系的PE，稱之為“決定電位”。在一般天然水環境中，B

是“決定電位”物質。

A

溶解CO2

B

溶解氧

C

溶解SO2

D

溶解NO2

12.有機污染物一般通過

A、C、D、光解和生物富集和生物降解等過程在水體中進行遷移轉化。

A

吸附作用

B

配合作用

C

揮發作用

D

水解作用

13.土壤的可交換性陽離子有兩類，一類是致酸離子；另一類是鹽基離子，下面離子中屬于致酸離子是

D。

A

H+、Ca2+

B

H+、Mg2+

C

Na+、AI3+

D

H+、AI3+

14.光化學物種吸收光量子后可產生光化學反應的初級過程和次級過程。下面氯化氫的光化學反應過程中屬于次級過程的是

BC。

A

HCl

+

hv

→

H

+

Cl

(1)

B

H

+

HCl

→

H2

+

Cl

(2)

C

Cl

+

Cl

→

M

(3)

15.氣塊在大氣中的穩定度與大氣垂直遞減率（Г）和干絕熱垂直遞減率（Гd）兩者有關。大氣垂直遞減率是指

A，若

C

表明大氣是穩定的。

A

Г=-dT/dz

B

Г=dT/dz

C

Г＜Гd

D

Г＞Гd

二、判斷題（答在答體紙上，對的打“√”，錯的打“×”，1×15=15分）

1、對于揮發性較小的毒物，可以忽略其揮發作用。（√）

2、一般金屬化合物在水中的溶解度大，遷移能力也大。（√）

3、水中的無機氮在較低的pE值時（pE＜5）、NO3-

是主要形態。（×）

4、在pH為6的土壤里，鋁離子對堿的緩沖能力較大。

（√）

5、土壤的活性酸度與潛性酸度是同一個平衡體系的兩種酸度。二者可以互相轉化。（√）

6、光解作用是有機污染物真正的分解過程

。（√）

7.分子的離解能越大，自由基越不穩定。（√）

8.自由基具有強還原性，容易去氫奪氧。（×）

9.大氣中重要自由基是HO、HO2自由基，它們的濃度夏天高于冬天。（√）

10.控制臭氧濃度，可以緩解光化學煙霧。（√）

11.pE越大，體系奪電子能力低，體系中重金屬還原態形式存在。（×）

12.生物降解有機物存在兩種代謝模式，一種是生長代謝，另一種是共代謝。（√）

13.鋁離子對堿緩沖作用，聚合度越大，Ｈ+離子越少，對堿緩沖能力低。（×）

14.重金屬在天然水體中主要以腐殖酸配合形式存在。（√）

15.配體有單齒配體和多齒配體，多齒配合物的穩定性高于單齒配合物。（√）

三、名詞解釋（2×5=10分）

1.吸附等溫線：在恒溫等條件下，吸附量Q與吸附物平衡濃度c的關系曲線稱為吸附等溫線，其相應的數學方程式稱為吸附等溫式。

2．溫室效應：像

CO2如溫室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可見光射到地，也能阻止地面中的CO2吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種現象稱為溫室效應

3.共代謝：某些有機污染物不能作為微生物的唯一碳源，必須有另外的化合物存在提供微生物碳源時，該有機物才能被降解，這種現象稱為共代謝。

4.標化分配系數：有機碳為基礎表示的分配系數成為標化分配系數。用

Ko表示。Koc=Kp/Xox

5.離子交換吸附：環境中大部分膠體帶負電荷，容易吸附各種陽離子，在吸附過程中，膠體每吸附一部分陽離子，同時也放出等量的其他陽離子，此吸附稱為離子交換吸附。

四、簡答題

（4×5=20分）

1.大氣中的CFCs能破壞臭氧層，寫出有關化學反應式。

答：F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2)等氟氯烴。它們在波長175~220nm的紫外光照射下會產生Cl：

（2分）

光解所產生的Cl可破壞O3，其機理為：

總反應

(2分)

2.簡述土壤膠體的性質

(4分)

答：1）土壤膠體具有巨大的比表面和表面能（1分）

2）

土壤膠體具有雙電層，微粒的內部稱微粒核，一一般帶負電荷，形成負離子層，其外部由于電性吸引而形成一個正離子層，而形成雙電層。（1分）

3)土壤膠體的凝聚性和分散性：由于膠體的比表面和表面能都很大，為減小表面能，膠體具有相互吸引、凝聚的趨勢，這就是膠體的凝聚性。但是在土壤溶液中膠體常帶負電荷，即具有負的電動電位，所以膠體微粒又因相同電荷而相互排斥，電動電位越高，相互排斥力越強，肢體微粒呈現出的分散性也越強。（2分

3.試述酸雨的主要成分、成因及寫出有關化學反應式。

答：酸雨的主要成分是硫酸和硝酸。從污染源排放出來的SO2和NOx經氧化形成硫酸、硝酸和亞硝酸和亞硝酸，這是造成酸雨的主要原因。其形成過程用方程表示如下(1分)：

SO2+[O]SO3

SO3+H2OH2SO4

SO3+H2OH2SO3

H2SO3+[O]

H2SO4

NO+[O]

NO2

2NO2+

H2OHNO3+

HNO2

(3分)

4.大氣中HO主要來源有哪些寫出相關方程式。

1）O3的光解

對于清潔大氣，O3的光解是大氣中HO自由基的重要來源：

（2分）

2)HNO2和H2O2的光解

對于污染大氣，亞硝酸和H2O2光解是大氣中HO重要來源

（2分）

5.簡述水體沉積物中重金屬的釋放的影響因素

1）鹽濃度升高

堿金屬或堿土金屬能把吸附在固體顆粒上的金屬離子釋放出來。這是金屬從沉積物中釋放的主要途徑。（1分）

2）氧化還原條件的變化

湖泊、河口及近岸沉積物中含有較多的好氧物質，使一定深度下的氧化還原電位降低，鐵、錳等全部或部分溶解，被其吸附的或與之共存的重金屬離子也被解析出來。（1分）

3）降低pH值

降低pH值，使碳酸鹽和

氫氧化物溶解，H+的競爭增加了金屬離子的解析量。（1分）

4）增加水中配合劑的含量

天然或人為的配合劑使用量的增加，可使金屬離子形成可溶性配合物，使重金屬從固體顆粒上解吸下來。（1分）

五、計算題（20分）

1.O3的鍵能為

kJ/mol，計算可以使O3分子光化學反應裂解成O和O2的最大波長。（光速c

=

×108

m/s，普朗克常數h

=

×光量，阿伏加德羅常數N0=×1023）。(7分)

解：

(2分)

(4分)

=×10-6m

=

(1分)

答:

使O3分子裂解成O和O2最大波長為

nm。

2.某有機分子量為192，溶解在含有懸浮物的水體中，若懸浮物中80%為細顆粒，有機碳含量為10%，其余粗顆粒有機碳含量為4%，已知該有機物在水中溶解度為L，求分配系數（Kp）。(8分)

解：

㏒Kow=

㏒Kow=

則

Kow=

(2分)

Koc==

(2分)

(2分)

=[+

（2分）

答：該有機物的分配系數Kp是。

3.具有×10-3

mol/L堿度的水，pH為，請計算[H2CO3*

]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]的濃度各是多少(5分)

K1

=×10-7

;

K2

=

×10-11

答：根據平衡方程求各種碳酸物百分比確定，當pH=時，CO32-的濃度與HCO3-濃度相比可以忽略，此時堿度全部由HCO3-貢獻。

[HCO3-]=[堿度]=

×10-3

mol/L

[OH-]=×10-6

mol/L

(2分)

根據離解常數K1，可以計算出的[H2CO3*

]濃度：

[H2CO3*

]=[H][HCO3-]/K1

=×10-6××10-3/×10-7

=×10-5

mol/L

（分）

代入K2的表示式計算[CO32-]:

[CO32-]=

K2[HCO3-]/[H+]

=×10-11××10-3

/×10-6

=×10-5

mol/L

（分）

六、論述題（2×10=20）

1．結合臭氧層破壞機理，提出保護臭氧層的對策。

1）破壞機理

水蒸汽、氮氧化物、氟氯烴等能加速臭氧耗損過程，破壞臭氧層的穩定狀態，這些物質顆催化臭氧的分解。

a)

氮氧化物的破壞作用

b)

HO.自由基對臭氧的破壞作用

c)氟氯烴的破壞作用

d)大氣中氧氣的過度消耗

（5分）

2）對策與措施

a)采取可行的措施，限制、減少消耗臭氧層人為物質的生產和消費。開展尋找CFCS

和Halon

替代物的研制、生產和相關應用技術的研究。

b)加強廢棄CFCS

和Halon的管理。隨著CFCS

和Halon

替代品的應用，廢棄CFCS

和Halon的管理將成為突出的課題，其重要性不亞于CFCS

和Halon

替代品的開發。

c)強化大氣化學監測手段，觀測大氣臭氧層臭氧、氯化物、氮化物傳輸途徑和變化規律，加強臭氧層損耗機理及其對生態環境影響的研究。

d)對超音速飛機加以限制，減少氮氧化物的排放，減少氮肥的使用量和流失量。

e)積極開展保護臭氧層宣傳教育工作。進一步引起社會與民眾對保護臭氧層的重視,不使用危害臭氧層的物質,同時鼓勵推廣對環境和人類健康無害的替代物質

（5分）

2.根據水體重金屬遷移轉化分析某市一家鉛鋅冶煉廠的含鉛廢水經化學處理后排入水體中，排污口水中鉛的含量為～L，而在下流500

m處水中鉛的含量只有3～4μg/L，試分析其原因

1)含鉛廢水的稀釋、擴散；（1分）

2）水體中膠體物質對重金屬的吸附作用

：（2分）

無機膠體：

次生黏土礦物；鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物；

有機膠體：蛋白質、腐殖質。

3）氧化－還原轉化：各價態之間的相互轉化；（1分）

4）溶解和沉淀反應

：（1分）

5)配合反應

:

（2分）

無機配體：OH-

Cl-

CO32-

HCO3-

F-

S2-

有機配體:氨基酸、糖、腐殖酸

生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA、農藥等

6)生物甲基化作用

.（1分）

7）生物富集作用（2分）!

套二

環境化學試題部分答案

一、填空

1、開放體系中，CT、[HCO3－]和_[CO3-_]___隨PH改變，而__[H2CO3*]___不變

2、一般水體的決定電位物質是_溶解氧____，若水體厭氧，其中含大量有機物則決定電位物質是_有機物____，居于兩者之間則決定電位物質是___溶解氧體系和有機物體系的結合__

3、大氣顆粒物按其粒徑大小可分為總懸浮顆粒物（TSP）、飄塵、降塵

4、水體中存在含N化合物時，高pe和PH下NH＋轉化為__NO3-___

5、天然水中主要的氧化劑和還原劑（各選2個）

氧化劑：溶解氧、三價鐵、四價錳、六價硫（鉻、鉬）、五價氮（釩、砷）

還原劑：二價鐵、二價錳、負二價硫及許多有機化合物

6、在砷的兩種價態中，三價砷的毒性較高

7、天然水體八大優勢無機離子為K+、Na+、Ca+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-

(任答6個)

8、污染物在環境中的主要轉化過程類型有生物轉化、化學轉化、光化學轉化

9、人為污染源可分為工業、農業、生活、交通。

10、環境中污染物的遷移主要有物理遷移、化學遷移和生物遷移三種方式。

11、天然水中的總堿度=

[HCO3-]

+2

[CO32-]

+

[OH-]

—

[H-]。

二、名詞解釋

1、生物濃縮因子

分布在水體中的生物群類也可以參加有機污染物的分配，這種分配作用被稱為“生物濃縮作用或生物積累作用”，有機污染物的這種分配性質用“生物濃縮因子”來表示。

2、光化學定律“光化學第二定律”

在初級光化學反應過程中，被活化的分子數（或原子數）等于吸收光的量子數

3、總懸浮顆粒物（TSP）：

是分散在大氣中的各種粒子的總稱，即粒徑在100μm以下的所有粒子

4、間接光解

一種化合物直接吸收光能，并將過剩能量轉移到另一種化合物上，導致后者產生反應的過程被稱為敏化反應。前者稱為敏化有機物，后者稱為接受體分子。敏化反應也被稱為敏化光解或間接光解。

5、BOD

生化需氧量是在好氣條件下，水中有機物由微生物作用進行生物氧化，在一定期間內所消耗溶解氧的量

7、活性酸度：

是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱為有效酸度，通常用pH表示。

8、溫室效應:

CO2等氣體（統稱溫室氣體）如溫室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可見光射到地面，也能阻止地面重新輻射出來的紅外光返回外空間。因此，溫室氣體起著單向過濾器的作用，吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種現象稱為溫室效應。

9、環境化學

11、分配定律

12、光量子產率

13、決定電位物質

14、鹽基飽和度

15、土壤環境容量

16、光敏反應

17、云內清除（雨除）

18、準確度

19、結合反應：

外來化合物經過前期轉化，與生物體內源物質結合的反應稱為結合反應。

20、光降解產率

三、簡答題

1、水體中有機配位體對金屬遷移的影響？（10分）

1、影響顆粒物（懸浮物或沉積物）對重金屬的吸附能力。決定這一能力的因素主要是配位體本身的吸附行為，配位體或金屬離子與配位體形成的配合物是否可被沉積物吸附。①與金屬離子生成配合物，或爭奪表面吸附位，抑制金屬離子吸附；②形成弱的配合物，且對固體表面親和力小，引起吸附量變化小；③形成強的配合體，且對固體表面親和力大，引起吸附量增加。

2、影響重金屬化合物的溶解度。重金屬和羥基的配合作用，提高了重金屬氫氧化物的溶解度。

2、什么是輻射逆溫層并簡述其形成機制

答：

在對流層中、氣溫一般是隨高度增加而降低。但在一定條件下會出現

反常現象。這可由垂直遞減率(Γ)的變化情況來判斷。當Γ＜0時，稱為逆溫氣層。逆溫現象經常發生在較低氣層中，這時氣層穩定性特強，對于大氣中垂直運動的發展起著阻礙作用。

近地面層的逆溫多由于熱力條件而形成，以輻射逆溫為主。

輻射逆溫是地面因強烈輻射而冷卻所形成。這種逆溫層多發生在距地面100-150m高度內。最有利于輻射逆溫發展的條件是平靜而晴朗的夜晚。有云和有風都能減弱逆溫。如風速超過2-3m/s時，輻射逆溫就不易形成。當白天地面受日照而升溫時，近地面空氣的溫度隨之而升高。夜晚地面由于向外輻射而冷卻這便使近地面空氣的溫度自下而上逐漸降低。由于上面的空氣比下面的冷卻較慢、結果就形成逆溫現象。

3、溫室效應及其形成機制

CO2等氣體（統稱溫室氣體）如溫室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可見光射到地面，也能阻止地面重新輻射出來的紅外光返回外空間。因此，溫室氣體起著單向過濾器的作用，吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種現象稱為溫室效應。

4、氮氧化物和氟氯碳烴物質是怎樣破壞臭氧層的？

5、酸雨的主要成分、危害、反應方程式？

1、大氣中的氨

①氨與硫酸氣溶膠反應→(NH4)2SO4或(NH4)HSO4；

②SO2可以直接與NH3反應，而避免轉化成酸。

2、顆粒物酸度的緩沖作用

①所含的催化金屬促使SO2氧化；

②對酸起中和作用。

3、氣候的影響

①溫度、濕度：一般情況溫度濕度大時易出現酸雨；

②風速、大氣穩定度，大氣處于穩定狀態，污染物不利于擴散易出現酸雨。

6、水體中的主要污染物有哪些？

耗氧污染物、致病污染物、合成有機物、植物營養物、無機物及礦物質、土壤及巖石沖刷的沉積物、放射性物質、熱污染

共8種物質。

7、有機物在水中的遷移、轉化存在哪些重要過程？

主要存在：1、負載過程（輸入過程）

2、形態過程（酸堿平衡及吸著作用）3、遷移過程（沉淀與溶解、對流、揮發及沉積作用）4、轉化過程（生物降解、光解和水解作用）5、生物累積過程（生物濃縮和放大）

8、簡述什么是綠色化學。

9、什么是大氣溫度層結？

由于地球旋轉作用以及距地面不同高度的各層層大氣對太陽輻射吸收程度上的差異，使得描述大氣狀態的溫度、密度等氣象要素在垂直方向上呈不均勻的分布。人們通常把靜大氣的溫度和密度在垂直方向上的分布，稱為大氣溫度層結和大氣密度層結。

10、如何判斷大氣穩定度？何謂逆溫現象？其對大氣污染物的遷移有何影響？

ra—大氣的垂直溫度遞減率

rb—污染氣團的絕熱溫度遞減率

ra

rb

為大氣的不穩定狀態，有利于污染物擴散。

ra

rb

為大氣的穩定狀態，不利于污染物擴散。

ra

=

rb

為大氣的中性狀態，氣團和大氣的溫度在任何高度都是相等的。

ra

0

大氣的溫度隨高度增加而降低，為大氣的不穩定狀態

ra

0

大氣的溫度隨高度增加而增加，為大氣的穩定狀態，為逆溫情況。

11、reundlich吸附等溫線表達式？并解釋字母含義。

lg

G=lg

k+1/n

lg

C

其中

G—吸附量

k—分配系數

C—溶質平衡濃度

12、水體中顆粒物吸附作用分類？并分別解釋

表面吸附---物理吸附，表面能的作用

離子交換吸附—物理化學吸附，表面電荷作用，發生離子交換

專屬吸附—化學吸附，化學鍵作用，分子間作用力

13、分別解釋生物富集、生物放大及生物積累。

14、簡述物質通過生物膜的方式。

膜孔濾過，直徑小于膜孔的水溶性物質，可借助膜兩側凈水壓及滲透壓經膜孔濾過。

被動擴散，脂溶性物質從高濃度側向低濃度側，即順濃度梯度擴散通過有類脂層屏障的生物膜。

15、土壤中的氮素通過什么途徑流失？會造成什么影響？

16、什么是光化學煙霧？產生條件？

17、BOD和COD測定的原理和條件有什么區別？

18、有機物在水中遷移轉化過程有哪些？

分配作用、揮發作用、水解作用、光解作用、生物降解作用

19、簡述硝化與反硝化過程。

硝化作用：氨在有氧條件下通過微生物作用，氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程。參與硝化的微生物雖然為自養型細菌，但在環境中必須在有機物質存在的條件下才能活動。

反硝化作用：也稱脫氮作用。反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的過程。微生物和植物吸收利用硝酸鹽有兩種完全不同的用途，一是利用其中的氮作為氮源，稱為同化性硝酸還原作用：NO3-→NH4+→有機態氮。許多細菌、放線菌和霉菌能利用硝酸鹽做為氮素營養。另一用途是利用NO2-和NO3-為呼吸作用的最終電子受體，把硝酸還原成氮（N2），稱為反硝化作用或脫氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能進行反硝化作用的只有少數細菌，這個生理群稱為反硝化菌。

20、環境中的相間平衡有哪些？舉三例即可

物質吸附：固-固、固-液的相間平衡

升華作用：固-氣相間平衡

氣體在水中的溶解和逸出：液-氣相間平衡