环境化学专业复习题及答案

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1、环境化学参考答案环境化学参考答案一、填空题一、填空题(每空每空 0.6 分分,共共 30 分分)1、向某一含碳酸的水体加入重碳酸盐，总酸度 增加 、无机酸度 减少 、CO2 酸度 不变 、总碱度 增加 、酚酞碱度 不变 和苛性碱度 减少 。2、硝化细菌为 化能自养型 型细菌，严格要求 高水平的 氧；反硝化 的重要条件是 氧分压较低，为兼 氧。3、水环境中污染物的光解过程可分为 直接光解 、 敏化光解 、 氧化反应 三类。4、光子能量公式为 E=hc/ ，通常波长大于 700 nm 的光就不能引 起光化学离解，此时对应的化学键能是 167.4 KJ/mol。(h = 6.626*10-34J.s

2、/光量子, c = 2.9979*1010cm/s)。5、土壤碱化度为 Na+离子饱和度 ，其产生过程为 交换性阳离子的水解作 用 作用 。6、受氢体包括 分子氧 、 有机物转化的中间产物 、 某些无机含 氧化合物 。7、有机磷农药的降解途径一般有 吸附催化水解 、 生物降解 、 光降解 。8、我国酸雨的关键性离子组分为 SO42-，Ca2+，NH4+ 。9、毒作用的生物化学机制包括 酶活性的抑制 、 致突变作用 、 致癌作用 、 致畸作用 。10、有毒有机物的生物转化反应的主要类型有 氧化 、 还原 、 水解 、 结合 。11、大气颗粒物的去除过程可分为 干沉降 、 湿沉降 。12、含碳化合

3、物的厌氧分解过程中，在 产酸 细菌的作用下，生成 有机酸、 醇等 中间产物，然后在 产氢菌、产乙酸菌及产甲烷细菌 细菌的作用下，生成 乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳及甲烷 。13、盐基饱和度为 100%的土壤，其潜性酸度为 0 。14、丙酮酸在有氧条件下，通过 辅酶 A 辅酶，转化为 乙酰辅酶 A ， 然后与 草酰乙酸 反应生成 柠檬酸 ，进入 三羧酸 循环过程。15、物质通过生物膜的方式有 膜孔过滤 、 被动扩散 、 被动易化 扩散 、 主动转运 、 胞吞或胞饮 。16、导致臭氧层耗损的典型物质有 NOx，HOx，ClOx，CFCs 。二、名词解释二、名词解释(每题每题 2 分分,共共 18 分

4、分)专属吸附：专属吸附现象是用来解释吸附过程中表面电荷改变符号，甚至使离子化合 物吸附在同号电荷表面的现象，它是指在吸附过程中，除了化学键的作用，尚有加强的憎 水键和范德华力或氢键在起作用。共代谢：某些有机污染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，这种现象称为共代谢。氧化途径：饱和脂肪酸与辅酶 A 结合，形成脂酰辅酶 A，羧基的 位上的碳原子经历 脱氢-加羟-羰基化等氧化过程，然后与辅酶 A 结合，形成乙酰辅酶 A 和少两个碳原子的脂 酰辅酶 A 的过程，如下例：大气颗粒物的三模态：依据空气动力学直径 Dp 来分，爱根（Aitke

5、n）核模 （Dp2m）DLVO 理论：DLVO 理论把范得华吸引力和扩散层排斥力考虑为仅有的作用因素，它适 用于没有化学专属吸附作用的电解质溶液中，而且假设颗粒的粒度均等、球体形状的理想 状态。这种颗粒在溶液中进行热运动，其平均功能为 3KT/2，两颗粒在相互作用接近时产 生几种作用力，即多分子范得华力、静电排斥力和水化膜阻力。总的综合作用位能为：VT=VR+VA式中：VA由范得华力所产生的位能；VR由静电排斥力所产生的位能；生物浓缩系数(BCF)： BCF = Cb/CeCb：某种元素或难降解物质在机体中的浓度;Ce：某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度。电子活度：pE 是平衡状态(假

6、想)的电子活度，它衡量溶液接收或迁移电子的相对趋 势，在还原性很强的溶液中，其趋势是给出电子。pE 越小，电子的浓度越高，体系提供电 子的倾向就越强； pE 越大，电子的浓度越低，体系接受电子的倾向就越强；积累稳定常数：络合反应中，逐级反应的稳定常数的乘积，表示所包括的逐级反应加 和后的效果。光量子产率：化学物种吸收光量子后，进行光化学反应的光子占吸收总光子数之比， 称为光量子产率 ；= 生成或破坏给定物种的摩尔数/体系吸收光子的摩尔数。五、计算题五、计算题(每题每题 10 分分,共共 10 分分)若有水 A，pH 为 7.5，其碱度为 5.38mmol.L-1，水 B 的 pH 为 9.0，

7、碱度为 0.70mmol.L-1，若这两种水以 V1:V2的体积比混合，问混合后 pH 的表达式方程(有关 H+ 的方程)。(pH 为 7.5 时：0 = 0.06626、1 = 0.9324、2 = 0.001383、 = 1.069；pH 为 9.0 时：0 = 0.002142、1 = 0.9532、2 = 0.04470、 = 0.9592)解：总碱度 = CT(1 +2) + Kw/H+ H+CT = 1/(1 +22总碱度 + H)+ OH-令 = 1/(1 +22)当 pH 值在 5-9 范围内，总碱度1.0mmol/L 时，H+ 、OH-项可以忽略不计， CT值与总碱度之间存在

8、简化关系：CT = 总碱度依据题意，这两种水以 V1：V2的体积比混合时，总碱度和碳酸盐总量不变总碱度混合 = （V1总碱度 pH=7.5 + V2 总碱度 pH=9.0）/( V1+ V2)CT 混合= （V1CT pH=7.5 + V2CT pH=7.5）/( V1+ V2)表示出总碱度混合 和 CT 混合总碱度混合 = CT 混合(1 混合+2 混合) + Kw/H+混合H+混合将 1 混合和 2 混合用 H+的方程表示，即最终的表达式也就可以表示出来。另一种考虑：如果该体系比较单纯，主要是以碳酸类组分为主，则可以考虑用电荷平 衡(电中性原理)来计算，譬如体系混合后：无机阳离子 + H+

9、混合 = HCO3-混合+ 2CO32-混合+OH-混合 = CT 混合(1 混合+22 混合) + Kw/H+混合这里，无机阳离子实际上为混合后的碱度。六、综合题六、综合题(每题每题 7 分分,共共 14 分分) 1、讨论水体颗粒的分配、吸附、絮凝作用的特征与区别。分配作用：水溶液中，土壤有机质对有机化合物的溶解作用，而且在溶质的整个溶解 范围内，吸附等温线都是线性的，与表面吸附位无关，只与有机化合物的溶解度相关，因 而放出的吸附热量小。吸附作用：在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用活干土壤 矿物质对有机化合物的表面吸附作用，其吸附等温线是非线性的，并且存在着竞争吸附，

10、同时，在吸附过程中往往要放出大量的热来补偿反应中熵的损失。絮凝作用：胶体颗粒的聚集叫凝聚或絮凝作用。主要涉及双电层的库仑作用力、多分 子范德华力、水化膜阻力及空间位阻等作用。一般自然界颗粒聚集主要为异体絮凝作用， 作用方式和机制很复杂。区别：相互作用对象不同，涉及环境化学机理不同，产生效果不同，即它们涉及的污 染物的环境化学行为也有不同之处。（同学需要具体分析一下）在目前的环境化学研究中，絮体也可以作为一种颗粒物而发生吸附或分配作用。2、讨论 pc-pH 图、pc-pE 图、pE-pH 图的含义、画法以及区别。pc-pH 图：描述水环境物质浓度随 pH 的变化，可以看出在不同 pH 值下水环境

11、中物 质的浓度情况；一般是针对某一在不同 pH 下可以互相转化的系列物质，列出每一种成分 与 pH 值的关系式，然后按照这些方程式画图。在涉及沉淀反应时可以确定沉淀区域及其 边界。pc-pE 图：描述水环境物质浓度随 pE 的变化，可以看出在不同 pE 值下水环境中物 质的浓度情况；一般是针对某一在不同 pE 下可以互相转化（发生氧化还原反应）的系列 物质，列出每一种成分与 pE 值的关系式，然后按照这些方程式画图。pE-pH 图：描述水环境中溶液的 pE 值随 pH 的变化，可以看出在不同 pH 值下溶液的 pE（即氧化还原状态）情况；一般是针对某一在不同 pE 下可以互相转化（发生氧化还原 反应）的系列物质，保持总浓度一定，列出每一种成分的 pE 与 pH 值的关系式，然后按照 这些方程式画图，就会出现不同氧化还原区域及其边界。此图为优势区域图。区别：参数关系不同，针对反应不同，含义不同，使用范围和限制条件不同。（同学 需要具体分析一下）