2013-12-总复习环境化学

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1、环境化学复习Prof. Chen Shibao (Ph.D)Tel: 010-82106722, 13681495517考试范围侧重于环境污染化学，着重于 各类有害物质在环境介质中的存在、行为、效应以及减少或消除其产生的理论和方法。主要内容包括水环境化学、大气环境化学、土壤环境 化 学 及 化 学 物 质的生物效应与生态效应等内容；对其中有 机污 染物的归趋模式、金属离子的存在形态及生物效应、化学物 质 结 构 与 毒 性 关 系 ， 污 染 物 的 生 物效应和生物浓缩机制以及全球范围内的温室效应、酸雨、臭氧层破坏等环境问题需加以掌握。同时具有 应用 环境化学的基本理论去分析、解决一些较复杂

2、的环境问题的 能 力 ， 具 有 一 定 的 研 究 性 思 维 和 潜力，并且对环境化学的热点领域研究的最新发展有一定了解。1. 谈一谈当今人类面临的环境问题包括哪些(4-5个)？2. 什么是次生环境问题？人类活动 引起的次生环境问题，也叫第二环 境问题，分为环境污染和环境破坏两大类。3. 什么是环境容量？ Environmental Capacity，特定环境单元在不影响其特 定环境功能的情况下，能够容纳污 染物的最大量。这里的特定环境功 能一般以环境质量标准为依据。4. 北 京地区土壤镉的背景值为0 .12mg.kg-1,而农田土壤规定的镉环境质量标准为1mg.kg-1,则该土壤的环境容

3、量为- -？5. BCF： 生 物 浓 缩 因 子 或富集系数，是 表示水体中化合物在水和生物之间的分布，通常用来表示生物对化合物富集的能力; BCF= 生物体内某种物质的平衡浓度（mg/L）/环境中该物质的平衡浓度（mg/L）概论4. BHL： Biological half Life， 污染物进入生物体内后，在代谢和排泄作用下，使污染物在生物体内削减到初始浓度的一 半所需要的时间，即生物半衰期。5. 多种化学物质作用于生物机体所产 生的联合毒作用分为几种类型？协同作用（S ynergism） ：在环境中同时存在二种 以上污染物时，一种污染物的存在会导致另一种污染物的毒性或危害性 增加。也称

4、相乘作用。拮抗作用？独立作用？4. 环境阈值（threshold value）， 是 指 生物接触毒物后，使机体产生异常生理、生化的或者某种潜在的病理学改变的最小剂量。 从阈值量开始到刚好引起受试验动物死亡的剂量为止 ,定为毒 物的毒性作用带，毒物的毒性作用带越 窄 ，表明毒性 ？ ；5. 化学元素的生物效应 ：对生物体来说，任何物质 包括机体需要的大量和微量元素，只有在符合生物生理代谢平衡所需要的适 合含量时才是有益的，过量和不足对生物体都会引起危害。概论土壤环境化学部分 土壤在湿热气候条件下，原生矿物迅速脱盐基、脱硅， 主 要 形 成 ？ 。再迸一步脱硅的结果，矿物质彻底分解，造成铁铝氧化

5、物的富集 ,称为 ？ 。 土壤中的空气主要成分包括： ?、 ?和 ? ；当处于还原条件下，土壤空气中还含有少量还原性气体，如 ?、 ?、 ?、 ?等。 土壤中两个最活跃的组分是 ？ 和 ？ ，它们对污染物在土壤中的迁移、转化有重要作用。 土壤胶体微粒的内部一般 带负电荷，形成一个负离子层，其外部由于电性吸引 ，而形成一个正离子层，合称为 ？ 。 土壤胶体可变电荷的来源？ 1）粘粒矿物 晶 面 上 OH基中 H+的解离； 2）腐殖质上某些官能团的解离； 3）含水氧化铁和水铝石表面分子中 OH的解离； 4）含水氧化硅（ SiO2.H2O; H2SiO3）的解离 ; 土壤胶体吸附的阳离子， 可与土壤

6、溶液中的阳离子以 ？ 为依据进行 ？。 同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就越小，因而具有 ？ 的交换能力。 土壤的可交换性阳离子有两类：一类是致酸离子，包括 ？和？ ；另一类是盐基离子。 土壤的潜性酸度往往比活性酸度大 得多，土壤的潜性酸度分为 ？ 和水解酸度； 土壤中主要氧化还原体系包括： 铁体系 Fe(III)-Fe(II), 锰体系 Mn(IV)-Mn(II),硫体系 SO42-, H2S 氮体系 NO3-（ NO2-、 N2、 NH4+），碳体系 CO2、 CH4等土壤环境化学部分 何为同晶取代？ 土壤胶体的性质有哪些？ 土壤盐基饱和度？ 潜 性 酸度及其来源：土壤潜性酸度是土壤

7、胶体吸附的可代换性H+和A l3+的反映。当 这 些 离 子 处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们通过离子交换作用进入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液的H +浓度，使土壤p H值降低 。 只 有 盐 基 不 饱 和土壤才有潜性酸度，其大小与土壤代换量和盐基饱和度有关。 土壤缓冲性能？与哪些性质有关？是指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 ， 为 植 物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境，所以土壤的缓冲性能是土壤的重要性质之一。 土 壤 中 重 金 属生物有效性的主要影响因素有哪些？土壤的理化性 质 、 重 金属的种类、浓度、在土壤中的存在形态、植物

8、种类、生育期、复合污染、施肥等，展开。 POPs:是 指人类合成的、能持久存在于环境中、通过生物食物链(网) 累积、并对人类健康及环境造成有害影响的 化学物质。具 有 ： 环 境 持久性、生物积累性、远距离迁移能力、高毒性特点。土壤环境化学部分 生物修复的理论基础？影响因素有哪些？什么是植物修复？大多数环境中都存在着天然微生物降解净化 有毒有害有机污染 物的 过 程 ， 只是 由 于 环 境 条 件 的 限 制 ， 使 生 物 自 然 净 化 的 速 度 很 慢 ， 因 此 需 要 采 用各种方法来强 化 这 一 过 程 ， 例 如 提 供 氧 气 ， 添 加 氮 、 磷 营 养 ， 如 接

9、种 经 驯 化 培 养的高效微生物等，以便能够迅速去除污染物，这是基本原理。影响微生物修复的因素包括:1)微生物营养盐; 2)电子受体如溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根（硝酸、硫酸根）3)共代谢基质; 4)污染现场和土壤的特性; 5)污染物的物理化学性质等.土壤环境化学部分 有机污染物在环境中的转化主要包括：光解和 ？ 。 土壤中，植物主要通过 ？ 、 ？、？ 来完成对农药的吸收、转运。 影响农药在土壤中扩散的因素包括： a.土壤湿度（ 水分 含 量 ） 水 含量在 420%，以气态扩散占 50%以上；超 过 30%时，主要以非气态形式扩散。 b.胶体的吸附； c. 土壤质地； d. 土

10、壤温度； e. 气流速度； f.农药种类； 举 3-4例说明土壤重金属污染修复技术及其适用性？土壤环境化学部分假设你的朋友在广州某燃煤火力发电厂附近投资了一个果园种植项目，但是产量一直不好，初步检测发现土壤呈明显酸性，收获的产品重金属含量过高，请你用所学的环境化学相关知识为你的朋友解释出现这些现象的可能原因。答：燃煤火力发电厂：SOX，NOX，产生酸雨，土壤酸化；广州是南方, 我国南方的土壤本身偏酸性，因此缓冲性能差，受酸雨的影响会更严重；酸雨冲刷加速酸化过程，土壤酸化加速土壤中铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，影响植物可吸收的形态铝化合物；酸雨加速土壤矿物营养元素流失；改变土壤结构，影

11、响作物正常发育; 土壤pH下降会使土壤溶出更多重金属，对植物生长产生不利影响；发电厂烟气中还有大量重金属, 汞、镉等, 会通过大气沉降作用到土壤环境产品中重金属来源包括，大气沉降来的和土壤中吸收的重金属。土壤环境化学部分水环境化学部分 天然水的主要离子包括： Cl-, SO4 -、 HCO3-, CO3 -, Na+, K+、 Mg2+和 Ca2+，这 8种离子的总量占水中溶解固体量 (TDS) 的 95%以上； 常压下 25 C的水中能有 ？ 溶解氧（ mg/L）？如果用 CH2O来表示有机物的话，降解多少有机物就可以消耗完这些溶解氧？ 影响天然水溶质成分的自然因素？区域岩石的组成和 性 质

12、 ； 区 域 土 壤 条 件 ； 区 域 的 水 -热条件（气候条件）；水体条件和水的运动状况； 简述天然水中的主要离子组成以及这些离子对天然水的酸度、碱度、 硬 度 、矿化度的贡献？ 区域河水离子总量与干旱指数成 ？ ，与降水量成 ？ 。 一般来说，在同一气候地区，浅层地下水的离子总量 ？ 地表水。 水中溶解氧的主要来源有水中藻类的光合作用释放氧气和 ？ 。 水体中胶体（颗粒）物质种类包括？无机胶体：有机胶体；有机无机 胶 体 复合体。矿物微粒和粘土矿物，金属水合氧化物，腐殖质，水体悬浮沉积物， 其 他 湖 泊 中 的 藻 类 。水环境化学部分 什么是酸雨？我国酸雨的主要特征是什么？ 什么是

13、BOD/COD？它们之间有什么关系？ 富营养化：指水流缓慢和更新期长的地表水中， 由 于 接 纳 大 量 的 生 物 所 需 要 的 ？ 等营 养 物 引 起 藻 类 等 浮 游 生 物 迅 速 繁 殖 ， 最 终 可 能 导致鱼类和其他生物大量死亡的水体污染现象 什 么 是 农 业 面 源 污 染 及 其 主 要 来 源 ？ 指 在 农 业 生 产活动中，化肥、农药以及其他有机或无机污染物质通过农田地表径流、农田渗漏等 不 同 途 径 对 水 环 境 造 成 的 污 染 。 主要来源 ：氮 、 磷 等 化 肥 不 合 理 应 用 ； 农 村 畜 禽 养 殖 污染；生活废弃物和污水灌溉；农药等

14、有机污染物污染；水土流失。 农业面源污染特点：1 ）分散性和隐蔽性：面源污染排放具有分散的特征， 它随流域内 土 地 利 用 状 况 、 地 形 地 貌 、 水 文 特 征 、 气 候 、 天气等不同具有空间异质性和时间上的不均匀性 ，地理边界和空间位置不易识别；2）随机性和不确定性；由于 受到外界因 素 如 降 雨 、 温 度 、 湿 度 、 土 壤 污 染 情 况 等 影 响 较大，因此农业面源污染发生常常具有随机性和 不确定性的特点；3）广泛性和不易监测性：面源污染排放源较 多，污染源排放纵横交错，污染物迁移转化复杂，因此很 难具体监测到单个污染者的排放量。 天然水体中存在哪 些胶体颗粒

15、类物质，他们对重金属迁移转化及生物有效性有何影响？ 目前公认的水体八大类污染物包括哪些？ 简述水体中主要难降解有机污染物的存在和分布形态？ PCBs： 多 氯 联 苯化合物的简称，是由联苯氯化而成。氯原子在联苯的不同位置取代 1-10个 氢 原子，可以合成 210种化合物，通常获得的为混合物。化 学稳定性和热稳定性较好，极难溶于水，不易分解，但易溶于有机溶剂和脂肪，具有高的辛醇 -水分配系数； 水渗滤土壤后 O2的含量 ？ ， CO2的含量 ？ ，有机质含量 ？ ； 按 照物质的运动形式，重金属在水环境中的迁移可分为 ？ 、 物理化学迁移、？ 。水环境化学部分 影响水体沉积物中重金属的二次释放因素？1）盐浓度升高：碱 金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属 离子交换出来，这是金属从沉积物中释 放出来的主要途径之一。例如水体中 Ca2+、 Na+、 Mg2+离子对悬浮物中铜、铅和锌 的 交 换 释 放 作 用 。 2） ox/red条件的改变：在湖泊、河口及近岸沉 积 物中一般均有较多的耗氧物质，使一定深度以下沉积物中的氧化还原电位急剧降低； 3） pH降低： 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量； 增加水中配合剂的含量： 4）天然或合成的配合剂使用量增加，能和重金属形成可溶性配合物，