环境化学——精选推荐

《环境化学》习题与思考题
一、填空题
1. 环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。

2. 污染物在环境中所发生的空间位移称为污染物的迁移过程。

3. 污染物在环境中通过物理、化学或生物作用改变存在形态的过程称为污染物的转化的过程。

4. 世界环境日为_6月5日_。

5.造成环境污染的因素有物理的、化学的和生物的的三方面，其中化学物质引起的约占80%-90%。

6.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。

7.当今世界上最引人瞩目的几个环境问题_酸雨_、_温室效应_、__臭氧层破坏__等是由大气污染所引起的。

8.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。

9. 许多大气污染事件都与逆温现象有关，逆温可分为_辐射逆温_、_平流逆温_、_地形逆温_。

10.气团的稳定性与_大气的垂直递减率_和_干绝热垂直递减率_两个因素有关。

11. 醛类光解是大气中 HO2·自由基的重要来源。

12. 自由基在其电子壳层的外层有一个不成对电子，所以具有很高的活性和强氧化作用，其中以HO·和HO2·自由基最为重要。

13. 大气污染化学中所说的氮氧化物主要是指__NO_和__NO2__。

14.碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。

15. 大气中主要温室气体有_CO2_、__CH4_等。

16. 污染物在大气中扩散取决于__风__、_湍流_和_浓度梯度_等因素。

18. 大气颗粒物按表面积与粒径分布关系分为三种粒度膜，分别是_Aitken核膜_、_积聚膜_和_粗粒子膜_。

19. 当大气中_O3_浓度比较高时，可以使烯烃生成二元自由基。

的光解是污染大气中_HO·_自由基的重要来源之一。

20. HNO
2
21. 清洁大气中HO的重要来源是___O3的分解____。

22. 烷基和空气中O2结合形成__过氧烷基_。

23. 大气中CH3自由基的主要来源是_乙醛_和_丙酮_的光解。

24、伦敦烟雾事件是由__燃烧排放的SO2颗粒物__ 和___由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物__引起的。

25
（1）NO2 + hν NO + O·
（2）HNO2+ hν HO· + NO 或HNO2+ hν H· + NO2
（3）HNO3+ hν HO· + NO2
（4）H2CO + hν H· + HCO·或 H2CO + hν H2 + CO
（5）CH3X + hν CH3· + X3·
26.乙烯在大气中与O3
O3 + CH2 == CH2 H2CO+H2COO
27. _挥发_作用是有机物从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。

28.天然水中的总碱度= [HCO3-] +2[CO32-] + [OH-] — [H+]
29.天然水体八大优势无机离子为K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-
30.水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、离子交换吸附和专属吸附
32. 水中的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_、_生物富集作用_和生物降解作用_等过程进行迁移转化。

33. 在一般天然环境水中，_溶解氧_是决定电位物质，而在有机物累积的厌氧环境中，_有机物_是决定电位物质。

34. 吸附等温线表达了在一定条件下颗粒物表面上的_吸附量_与溶液中溶质_平衡浓度之间的关系。

35. 胶体颗粒的聚集亦可称为_凝聚_或_絮凝_。

36. 有机污染物的光解过程分为三类，分别是_直接光解_、_敏化光解_和_氧化反应_。

37.适用于水体颗粒物对污染物吸附的等温式有__F型等温式_、__L型等温式__两种方程。

其中_L型等温式__可求饱和吸附量。

38.有机物的辛醇-水分配系数常用__Kow（标化分配系数）_表示。

39. 典型土壤随深度呈现不同层次，分别为_覆盖_层、_淋溶_层、_淀积_层和_母质_层。

40. 岩石化学风化分为_氧化_、_水解_和_酸性水解_三个过程。

41. 土壤重金属污染具有_隐蔽性_、_持久性_和_间接有害性_等三个特点。

42.土壤及沉积物（底泥）对水中有机污染物的吸附作用（sorption）包括_表面吸附_、_分配作用_。

43. 酶的催化作用具有_高效性__、_专一性_和_需要温和的外界条件_三个特点。

44. 水中无机污染物一般通过_沉淀-溶解_、_氧化还原_、_配合作用_、_胶体形成_和_吸附-解吸_等物理化学过程进行迁移转化。

二、判断题
1. OH自由基的光化学生成产率白天低于夜间。

错
2. 大气中存在量最多的烷基是甲基。

对
3. 由于积聚模粒径较大，所以容易发生碰撞而去除。

错
4. 碳酸钙对酸雨有缓冲作用。

对
5. 光化学烟雾是还原型烟雾。

错
6. 酸性降水就是酸雨。

错。

错
7. 大气中的二元自由基不能氧化SO
2
8. 专属吸附可使离子化合物吸附在同号电荷的表面。

对
9. 污染物可在单独圈层环境要素中迁移转化，不可越圈层界限实现介质迁移转化而形成循环。

错
10. 向某一含有碳酸的水体中加入重碳酸盐，水体的CO
酸度增加。

错
2
11. HO自由基最高浓度出现在热带。

对
12. 硫酸烟雾是氧化型烟雾。

错
在大气中光解速度很慢。

对
13. HNO
3
14. pE越小，电子浓度越低，体系提供电子的倾向就越强。

错
15. 生物体内污染物积累部位与毒性作用部位一致。

错
16. 生物积累是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污染物质，使其在机体内的浓度随营养级数的提高而增大的现象。

错
17. 总碳酸量和总碱度在一定条件下具有守恒性。

对
18. 吸附等温线的形式与实验所用溶质浓度的范围有关。

对
19. 天然水的pE值随水中溶解氧的减少而增大，随pH降低而降低。

错
20. S-P模型和Thomas模型常被应用于城市排水的工程设计和简单水体自净作用的研究。

错
21.Г< Γ
时，大气处于稳定状态，地面污染源排放的污染物容易发生扩散。

错
d
是指毒物引起一群受试生物的半数发生死亡所需的毒物剂量。

错
23. ED
50
24. 根据弗兰德里西吸附等温式可以计算出饱和吸附量。

错
26. 向某一含有碳酸的水体中加入重碳酸盐，水体的酚酞碱度增加。

对
27. 由电解质促成的聚集称为絮凝。

错
28. 大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而形成的。

对
含量较低。

错
29. NO与空气中氧的反应速度很快，因此燃烧过程中产生的NO
2
30. 沉降是HNO3和HNO2在大气中的主要去除过程。

对
三、选择题
1. 联合国已将每年的_C_定为“世界水日”，提醒人们注意水资源的开发、管理和保护。

A 4.22
B 3.28
C 3.22
D 6.22
2. 属于环境化学效应的是 C
A 热岛效应
B 温室效应
C 土壤的盐碱化
D 噪声
3. 引起水俣病的环境污染物是（ D ）。

A 铬
B 镉
C 二氧化硫
D 有机汞
4.（ A ）年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，通过了《人类环境宣言》。

A 1972
B 1992
C 1963
D 1978
5. 臭氧层主要存在于（ C ）层。

A 高空对流层
B 中间层
C 平流层
D 对流层
6. 由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到 ABCD 的影响。

A 风
B 湍流
C 天气形式
D 地理地势
7. 酸雨是指pH __C____的雨、雪或其它形式的降水。

A <6.0
B <7.0
C <5.6
D <5.0
8. 辐射一定时间产生的__B____量可以衡量光化学烟雾的严重程度。

A O
3 B NO
2
C 碳氢化合物
D SO
2
9. 大气逆温现象主要出现在_D_____。

A 寒冷的夜间
B 多云的冬季
C 寒冷而晴朗的冬天
D 寒冷而晴朗的夜间
10. 大气中OH自由基的来源有 ACD 的光离解。

A O
3 B H
2
CO C H
2
O
2
D HNO
2
11. 烷烃与大气中的OH自由基发生氢原子摘除反应，生成 BC 。

A RO
B R自由基
C H
2O D HO
2
12. 大气中还原态气体（如H
2
S）主要被__B__氧化。

A O
2 B OH C O
3
D 高价金属离子
13. 根据Whittby的三模态模型，粒径小于_A__um的粒子称为爱根核模。

A 0.05
B 0.1
C 1
D 2
14. SO
2
的液相氧化有多种途径，其中__C__的效果最好。

A O
3氧化 B 催化氧化 C H
2
O
2
氧化 D 非催化氧化
15. 催化剂对SO
2
氧化有影响，下列四种物质中 __C____的催化效果最好。

A NaCl
B CuSO
4 C MnCl
2
D MnSO
4
16.气溶胶中粒径____D____um的颗粒，称为飘尘。

A >10
B <5
C >15
D <10
17. 在开放体系中，随着体系pH的变化，( A )始终保持不变。

A [ H
2CO
3
] B [ HCO
3
- ] C [ CO
3
2－] D C
T
18. 描述浅水湖泊总磷变化规律的模型是（ D ）。

A QUAL－II模型
B Thomas模型
C S－P模型
D OECD模型
19. 组成水体酸度的物质有（ B ）。

A NH
3 B FeCl
3
C CaCO
3
D NaCl
20. 引起伦敦烟雾事件病的环境污染物是（ C ）。

A铬 B碳氢化合物 C二氧化硫 D氮氧化物
21.（ B ）年，在巴西的里约热内卢召开了联合国环境与发展大会。

A 1972
B 1992
C 1963
D 1978
22. 风、雨、雷、电等复杂的天气现象发生在（ D ）层。

A高空对流层 B中间层 C平流层 D对流层
23. 一维稳态河流BOD－DO耦合模型的基本方程是（ C ）。

A QUAL－II模型 B合田健模型 C S－P模型 D OECD模型
24. 在封闭体系中，随着体系pH的变化，( D )始终保持不变。

A [ H
2CO
3
] B [ HCO
3
- ] C [ CO
3
2－] D C
T
25. 组成水体碱度的物质有（ C ）。

A CO
2 B FeCl
3
C CaHCO
3
D NaCl
26. 当前最简单，也较流行的是将金属划分为溶解态和颗粒态，溶解态是能通过__C__um孔径滤膜的部分。

A 0.54
B 0.22
C 0.45
D 0.50
27.某一氧化还原体系的标准电极电位为0.771，其pE o为__C____。

A 13.50
B 13.35
C 13.05
D 12.80
28.下列各种形态的汞化物，毒性最大的是__A____。

A Hg(CH
3)
2
B HgO
C Hg
D Hg
2
Cl
2
29.影响水环境中颗粒物吸附作用的因素有 BCD 。

A 溶解氧含量
B 颗粒物粒度
C 温度
D pH
30. 根据半数致死量，一般将化学物质的急性毒性分成（ D ）级。

A 1级
B 2级
C 3级
D 4级
31. 微生物利用水中溶解氧对有机物进行有氧降解，分解产物不可能存在（ C ）。

A H
2O B CO
2
C NH
3
D NO
3
-
32. 污染物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，称为（ D ）。

A 协同作用
B 拮抗作用
C 独立作用
D 相加作用
33. 臭氧光解产生O原子，大气中（ D ）不断消耗O，导致臭氧层损耗。

A SO
2 B CO
2
C CH
4
D NO
2
34.（ A ）模型较好地反映了浅水湖泊总磷含量的变化规律。

A OECD模型 B合田健模型 C S－P模型 D Dillon模型
35. 大气污染物的迁移转化过程主要发生在（ A ）中。

A对流层 B中间层 C平流层 D电离层
36. 有机物进入水体后，引起水体溶解氧变化，在氧垂曲线的分解区，将发生（ B ）的情况。

A 耗氧和复氧速率相等
B 细菌个数增加
C 有机物厌氧分解
D 溶解氧含量上升
37. 在一个封闭体系中加入强酸，该体系的总碳酸量（ C ）。

A增加 B降低 C不变
38. 土壤有机质的来源有 ABC 。

A 树脂
B 腐殖酸
C 腐黑物
D 矿物质
39. 在土壤中，下列离子 C 的交换吸附能力最强。

A Ca2+
B Na+
C Fe3+
D H+
40. 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，使其在超过周围环境中浓度的现象。

41. LD
50
表示 C
（A 半数有效剂量；B半数有效浓度；C半数致死剂量；D半数致死浓度）。

四、概念题
1.温度层结：是指在地球表面上方大气的温度随高度变化的情况或者说是在垂直地球表面方向的气温分布。

它决定了大气的稳定度。

2.光化学烟雾：含氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，叫做光化学烟雾。

3.生长代谢：许多有毒物质可以像天然有机化合物那样作为微生物的生长基质。

只要用这些有毒物质作为微生物培养的唯一碳源便可鉴定是否属生长代谢。

4. BCF：生物浓缩因素。

生物浓缩因子是指生物毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比。

5.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，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象成为温室效应。

6.专性吸附：指吸附过程中，除了化学键的作用外，尚有加强的憎水键和范德华力和氢键在起作用。

7.酚酞碱度：滴定以酚酞作为指示剂时，溶液pH降到8.3时，表示OH-被中和，CO
32-全部转化成HCO
3
-
，作为碳酸盐只中和了一半，因此得到酚酞碱度=[ CO
32-]+[OH-]-[H
2
CO
3
*]-[H+]
8.生物放大:在同一食物链上的高营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。

10.EC
50
：毒物引起一群受试生物的半数产生同一毒作用所需的毒物浓度
11.空气动力直径Dp：与所研究粒子有相同终端降落速度的、密度为1g/cm3的球体直径。

12.决定电位：若某个单体系的含量比其他体系高得多，则此时该单体系点位几乎等于混合复杂体系的pE，称之为决定点位。

13.总碱度：总碱度是水中各种碱度成分的总和。

总酸度= [H+] + [HCO3-] + 2[H2CO3] - [OH-]
14.生物富集：生物通过非吞食方式，从周围环境（水，土壤，大气）蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。

15.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。

16.光量子产率：分子被活化后，它可能进行光反应，也可能通过光辐射的形式进行“去活化”再回到基态，进行光化学反应的光子与吸收总光子数之比。

18.土壤潜在酸度：是由土壤胶体吸附的可代换性H+、Al3+离子造成的。

H+、Al3+致酸离子只有通过离子交换作用产生H+离子才显示酸性，因此称潜性酸度。

19.标化分配系数：有机化合物在颗粒物－水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关，以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数。

20.间接光解：水体中存在的天然物质被阳光激发，又将激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。

21.辛醇—水分配系数：是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值。

它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数。

K OW 与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关。

22.环境效应：自然过程或人类的生产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，称之为环境效应。

五、思考题
1．大气中有哪些重要污染物？
答：含硫化合物：SO2、H2S、SO3、H2SO4、SO42-、CS2、COS、Me2S、Me2S2、HSMe、C2H5SH，其中最主要的是硫化氢、二氧化硫和硫酸盐。

氮氧化物：N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3、N2O3、N2O4、NO3、N2O5、NO3-
碳氧化物:C O、C O
2
碳氢化合物:甲烷、非甲烷烃。

含卤素化合物。

2．大气中有哪些重要的自由基？其来源如何？
答：大气中主要自由基有：HO、HO2、R、RO2
HO的来源：①O3的光解：O3＋ｈr Ｏ＋Ｏ2
O+H2O 2HO
②HNO2的光解：HNO2 +ｈr HO +NO
③H2O2的光解：H2O2+ｈr 2HO
HO2的来源：①主要来自醛特别是甲醛的光解
H2CO +ｈr H + HCO
H + O
2 + M
HO
2
+ M
HCO + O2 +M HO2 + CO + M
②亚硝酸酯的光解：CH3ONO +ｈr
CH3O + NO
CH
3O + O
2
HO
2
+ H
2
CO
③H2O2的光解：H2O2+ｈr 2HO
HO + H
2O
2
HO
2
+ H
2
O
R的来源：RH + O R + HO RH + HO R + H
2
O
CH
3的来源：CH
3
CHO的光解 CH
3
CHO +ｈr C H
3
+ CHO
CH
3COCH
3
的光解 CH
3
COCH
3
+ｈr CH
3
+ CH
3
CO
CH
3O的来源：甲基亚硝酸酯的光解 CH
3
ONO +ｈr CH
3
O + NO 甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 +ｈr CH3O + NO2
RO2的来源：R + O2 RO2
3. 试分析酸雨的形成原因？有哪些影响因素？如何界定降水是否酸化？如何控制酸雨？
答：形成原因：化学方程式：2SO2+2H2O =2H2SO3
分析过程：工业生产中排放的含有SO2的废气，在自然界遇水形成亚硫酸H2SO3，如果遇到水蒸气则变成酸微粒——酸雾，随着雨水降落到地面而形成酸雨（硫酸酸雨）。

又硝酸酸雨形成的化学方程式如下：
2NO +O2→ 2NO23NO2 +H2O →2HNO3 +NO
同理，工业生产排放的氮氧化合物（主要是NO、NO2）也能在空气中遇水蒸气形成硝酸烟雾或产生酸雨。

但是，目前世界上的酸雨主要是硫酸酸雨。

影响因素：酸性污染物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。

界定：pH值5.6的雨雪或其他形式的大气降水称为酸雨。

国际上把pH为5.6作为判断酸雨的界限。

依据以下过程得出：
在未污染大气中，可溶于水且含量比较大的酸性气体是CO2，所以只把CO2作为影响天然降水pH的因素，根据CO2的全球大气浓度330ml/m3与纯水的平衡：CO2(g) + H
2
O CO2 + H2O
CO
2
+ H2O H+ + HCO3-
HCO3- K2H+ + CO32-
根据电中性原理：[H+]＝[OH-] + [HCO3-] + 2[CO32-]，将用K H、K1、K2、[H+]表达的式子代入，得：[H+]3– (K W + K H K1 pCO2) [H+ ] – 2K H K1K2 pCO2＝0
在一定温度下，K W、K H、K1、K2、pCO2都有固定值，将这些已知数值带入上式，计算
结果是pH ＝5.6。

如何控制：使用低硫燃料、改进燃烧装置、烟道气脱钙脱硫、控制汽车尾气排放；从政策上鼓励低硫、惩治高含量硫排放。

4. 什么是电子活度pE ，以及pE 和pH 的区别。

答：pE 指水溶液中电子活度的负对数，它是平衡状态下的电子活度，它衡量溶液接受或给出电子的相对趋势。

而pH 是水溶液中氢离子浓度的负对数，它是衡量溶液接受或迁移质子的相对趋势。

定义电极上电子有效浓度为电子活度，记作E ，其负对数记作pE 。

电子活度越大或pE 越小，电子供出电子的倾向越大。

在电化学研究中，通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向，当给出电子活度E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后，就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小。

在一定温度下，pE 与电极电位成直线关系， pE 越大，电子活度越小，电极的氧化能力或接受电子的能力越强，供出电子能力越弱，pE 与电子活度的关系同pH 与H+活度的关系相似。

pH 亦称氢离子浓度指数，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。

pH 值越趋向于0表示溶液酸性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，pH=7的溶液为中性溶液。

6. 简述土壤的缓冲作用，并举例说明其作用原理。

答：土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和土壤胶体的缓冲性能：
（1）土壤溶液的缓冲性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SiO4、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作用。

以碳酸及其钠盐为例说明。

向土壤加入盐酸，碳酸钠与它生成中性盐和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。

Na 2CO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2CO 3
当加入Ca(OH)2时，碳酸与它作用生成难溶碳酸钙，也限制了土壤碱度的变化范围。

H 2CO 3 + Ca(OH)2CaCO 3 + 2H 2O
土壤中的某些有机酸（如氨基酸、胡敏酸等）是两性物质，具有缓冲作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，对酸碱均有缓冲作用。

R
CH
NH 2
COOH
+ HCl
NH 3Cl
R
CH
COOH
+ NaOH
+ H 2O
R
CH
NH 2
COOH
R
CH
NH 2
COONa
（2）土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。

对酸缓冲（M －
盐基离子）：
土壤胶体 M
＋HCl
土壤胶体 H ＋MCl
对碱缓冲：
土壤胶体 H ＋MOH
土壤胶体 M ＋H
2O
Al 3+
对碱的缓冲作用：在pH 小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al 3+
有6个水分子围绕，当OH －增多时，Al 3+周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H +，中和OH -：
2Al(H 2O)63＋ + 2OH － [Al 2(OH)2(H 2O)8]4+ + 4H 2O
7. 根据封闭体系和开放体系碳酸平衡表达式阐述两个体系之间的区别。

答：封闭体系中：
[H 2CO 3*] = C T (1 + K 1/[H +] + K 1K 2/[H +]2)-1 [HCO 3-] = C T (1 + [H +]/ K 1 + K 2/ [H +] )-1
[CO32-] = C T(1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1
开放体系中：
[HCO3-] = C Tα1=(α1/α0)K H·P CO2=(K1/[H+])K H·P CO2
[CO32-] = C Tα2=(α2/α0)K H·P CO2=(K1K2/[H+])K H·P CO2
在封闭体系中，[H2CO3*]、 [HCO3-]、 [CO32-]等可随pH变化而变化，但总的碳酸量C T保持不变。

对于开放体系中，[HCO3-]、 [CO32-]和C T均随pH的变化而变化，但[H2CO3*]与大气相平衡总保持固定数
值。

所以，在天然条件下，开放体系是实际存在的，而封闭体系是计算短时间溶液组成的一种方法，即把其看成是开放体系趋向平衡过程的一个微小阶段。

8. 简述天然水体中颗粒物的类型。

答：水中颗粒物的类别：（1）矿物微粒和黏土矿物（2）金属水合氧化物（3）腐殖质（4）水体悬浮沉积
物（5）其他。

9. 简述胶体凝聚和絮凝之间的区别。

答：絮凝：在胶粒或悬浮体内加入极少量的可溶性高分子化合物，可导致溶胶迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮状这种现象呈絮凝作用。

聚沉：胶体粒子聚集由小变大，最终导致粒子从溶液中析出的过程。

高分子对溶胶的絮凝作用与电解质的聚沉作用完全不同，由电解质引起的聚沉作用缓慢，沉淀颗粒紧密、小；高分子的絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后，高分子化合物本身的链段旋转和运动，相当于本身的痉挛作用，将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。

10. 简述有机配位体对水体中重金属迁移的影响。

答：影响颗粒物对重金属的吸附：由于和金属离子生成配合物，或与表面争夺可给吸附位，抑制吸附；如果配体能够形成弱配合物，则不致引起吸附量的明显变化；若配体能够形成强配合物，则增大吸附量。

影响重金属化合物的溶解度：重金属和羟基的配合作用，提高了重金属氢氧化物的溶解度。

11. 逆温对大气中污染物的迁移有何影响?
答：出现逆温现象的时候，上升气流受阻，对流运动不能完成，地表污染物不能及时上升、净化、稀释，而是聚集在地表，造成污染。

12. 简述影响大气中污染物迁移的主要因素。

答：动力因素（风和湍流）气象的动力因素主要指风和湍流，这两者对污染物在大气中的扩散和稀释起决定性作用；热力因素（温度梯度、大气稳定度和大气的温度层结）；地表形态和地貌特征。

14. 阐述大气中NO转化为NO
2
的途径。

答：①NO被诸多氧化性物质氧化成NO2，如NO + O3 NO2 + O2
②R·与空气中O2结合生成RO2，将NO氧化成NO2·
如HO + RH R + H2O
R + O2RO2
NO + RO2 NO2 + RO
R`CHO + HO2（R`比R少一个C原子）
RO + O2
NO + HO2NO2 + HO
15. 简述大气中重要的碳氢化合物，发生的重要光化学反应，以及对形成自由基的贡献。

甲烷、石油烃、萜类和芳香烃等都是大气中重要的碳氢化合物。

它们可参与许多光化学反应过程。

（1）烷烃的反应：与HO、O发生H摘除反应，生成R氧化成RO
2
与NO反应
RH + OH → R + H
2
O
RH + O → R + HO
R + O
2→ RO
2
RO
2 + NO → RO + NO
2
（2）烯烃的反应：与OH主要发生加成、脱氢或形成二元自由基
加成：RCH=CH
2 + OH → RCH(OH)CH
2
RCH(OH)CH
2 + O
2
→ RCH(OH)CH
2
O
2
RCH(OH)CH
2O
2
+ NO → RCH(OH)CH
2
O + NO
2
脱氢：RCH=CH 2 + HO → RCHCH 2 + H 2O 生成二元自由基：
C C R 3
R
4R 2
R
1
O 3
+
C O
R 2
R 1
+
C R 4R 3
O O
C C
R
3R 4R 2R 1O O O
C
R 2
R 1O
O
+
O C R 3R 4
二元自由基能量很高，可进一步分解为两个自由基以及一些稳定产物。

另外，它可氧化NO 和SO 2等： R 1R 2COO + NO → R 1R 2CO + NO 2
R 1R 2COO + SO 2
→ R 1R 2CO + SO 3（3）环烃的氧化：以环己烷为例
+ HO
+ H 2O + O 2
OO
OO
+ NO
O
+ NO 2
（4）芳香烃的氧化
（a ）单环芳烃：主要是与HO 发生加成反应和氢原子摘除反应。

CH
3
+ HO
表示
用
生成的自由基可与NO 2反应，生成硝基甲苯：
+ NO 2
CH 3
NO 2
+ H 2O
加成反应生成的自由基也可与O 2作用，经氢原子摘除反应，生成HO 2和甲酚： + O
2
CH 3
OH
+ HO 2
生成过氧自由基：
OH
H
OO
H 3C
CH 3
OH
OO
H H CH 3
OH
H
OO
H
CH 3
OH H 表示
用
+ O 2
OO
+ NO
+ NO 2
CH 3
OH H OO CH 3
OH
H O
+ O 2
+ CH 3C(O)CHO
CH 3
OH H
O
HC
CH
CHO
OHC
（b ）多环芳烃：蒽的氧化可转变为相应的醌
+ O 2
hv
O O H
H
它可转变为相应的醌：
O O
H H
O
O
（5）醚、醇、酮、醛的反应
它们在大气中的反应主要是与HO 发生氢原子摘除反应： CH 3OCH 3 + HO → CH 3OCH 2 + H 2O
CH
3CH
2
OH + HO → CH
3
CHOH + H
2
O
CH
3COCH
3
+ HO → CH
3
COCH
2
+ H
2
O
CH
3CHO + HO → CH
3
CO + H
2
O
上述四种反应所生成的自由基在有O
2存在下均可生成过氧自由基，与RO
2
有相类似的氧化作用。

16. 简述烃类化合物在光化学烟雾形成过程中的重要作用。

答：烷烃可与大气中的HO和O发生摘氢反应。

RH + HO R + H2O
RH + O R + HO
R + O2RO2
RO2+ NO RO + NO2
RO + O2R`CHO + HO2
RO + NO2 RONO2
另外：RO2 + HO2 ROOH + O2
ROOH +ｈr RO + HO
稀烃可与HO发生加成反应，从而生成带有羟基的自由基。

它可与空气中的O2结合成相应的过氧自由基，由于它有强氧化性，可将NO氧化成NO2，自身分解为一个醛和CH2OH。

如乙烯和丙稀。

CH = CH + HO CH2CH2OH
CH3CH = CH2CH3CHCH2OH + CH3CH(OH)CH2
CH2CH2OH + O2 CH2(O2)CH2OH
CH2(O2)CH2OH + NO CH2(O)CH2OH + NO2
CH2(O)CH2OH CH2O + CH2OH
CH2(O)CH2OH + O2HCOCH2OH + HO2
CH2OH + O2H2CO + HO2
稀烃还可与O3发生反应，生成二元自由基，该自由基氧化性强，可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮。

光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解，而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2，因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。

17. 简述大气中SO
2
的氧化途径。

答：SO2的直接光氧化，SO2被自由基氧化，SO2被氧原子氧化，SO2的液相氧化
SO2在大气中可以发生气相反应和液相反应。

气相反应：（1）与O原子反应（O原子来源于NO2光解）（2）与自由基反应，如HO2·、HO·、RO2·；
液相反应（需要有水存在）：（1）与H2O2反应（pH小于5时）（2）与O3反应（pH大于5时）（3）Fe3+、Mn2+的催化氧化（高pH时）；
18. 简述确定酸雨pH界限的依据以及影响酸雨形成的因素。

多年来，国际上一直将在魏碑污染的大气中，可溶于水且含量比较高的把 CO2作为影响天然降水 pH 的因素，并根据CO2的全球大气体积分数与纯水的平衡来计算出数值5.6，并以此值作为未受污染的大气水pH的背景值。

[H+]=[OH-]＋[HCO3-]+2[CO32-] = KW/[H+] + K1HP CO2/[H+] + 2KK1K2P CO2 /[H+]2
[CO2]=349ppm，计算结果：pH=5.6
但由于世界各地区自然条件不同，pH为5.6不一定能代表酸性江水的界限，现在有人提出了根据统计，在特定地点作为北京的测量pH值作为背景值。

影响酸雨形成的因素主要有：①酸性污染物的排放及其转化条件。

②大气中NH3 的含量及其对酸性物质的中和性。

③大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。

④天气形势的影响。

19. 简述臭氧层破坏的原因和机理。

HOx、NOx、ClOx 等是导致O3猝灭的直接原因，把他们叫做活性物质。

它们导致O3 猝灭的反应如下：
（1）OH/HO2循环破坏O3的反应：HO + O3→HO2 + O2
HO2 + O3→HO + 2O2总反应：2O3→3O2
（2）NO/NO2循环破坏O3 的反应NO + O3→NO2 + O2
NO2 + O →NO + O2总反应: O3 + O →2O2
（3）Cl/ClO 破坏O3的反应Cl + O3→ClO + O2
ClO + O →Cl + O2 总反应：O3 + O →2O2
（4）H/OH循环破坏O3的反应H + O3→OH + O2
OH + O →H + O2总反应: O + O3→2O2
20. 简述大气颗粒物的化学组成以及污染物对大气颗粒物组成的影响。

组成：大气颗粒物的化学组成十分复杂，其中与人类活动密切相关的成分主要包括离子成分（以硫酸级硫酸盐颗粒物和硝酸及硝酸盐颗粒物为代表）、痕量元素成分（包括重金属和稀有金属等）和有机成分。

影响：人为来源释放出来的无机颗粒物其成分除含有大量烟尘外，还含有铍镍钒等化合物。

有机颗粒物多数是由气态一次污染物通过凝聚过程转化而来的。

有机颗粒污染物能同大气中的臭氧氮氧化物等相互作用形成二次污染物，有直接致癌和致突变作用。

21. 影响水体中胶体微粒聚沉的因素有哪些？
答：影响水体中胶体聚沉的因素有多种，如温度、电解质浓度、相反电荷的溶胶量及光学作用等,其中最主要的是电解质浓度。

升高温度能减弱胶粒对离子的吸附，破坏胶团的水化膜，使胶粒运动加快，增加胶粒间的碰撞机会，而使胶粒聚沉；提高电解质浓度,增加胶体溶液中的离子浓度，使胶粒吸附相反电荷，会减少或中和所带的电荷，削弱胶粒之间的静电斥力，使之因碰撞而聚沉；加入带相反电荷的溶胶，由于胶粒的电荷被中和，两种溶胶都发生聚沉。

22. 什么是决定电位？水体中起决定电位作用的物质是什么？
答：若某个单体系的含量比其他体系高得多，则此时该单体系点位几乎等于混合复杂体系的pE，称之为决定点位。

一般天然水环境中，溶解氧是“决定电位”物质，而在有机物累积的厌氧环境中，有机物是“决定电位”物质。

六、计算题
1. 从碳酸的解离常数K1 及 K2 推导碳酸三种形态的分布系数α。

（1）封闭体系（溶解性CO2与大气没有交换）中存在下列平衡
CO2 + H2H2CO3* pK0=1.46
H2CO3* HCO3- + H+pK1=6.35
HCO3-CO32- + H+pK2=10.33
其中K1=[HCO3-][H+] / [H2CO3*] ，K2=[CO32-][H+] / [HCO3-]
用α0、α1和α2分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例，得下面表达式
α0= [H2CO3*]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]}
α1= [HCO3-]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]}
α2= [CO32- ]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]}
把K1、K2的表达式代入以上三式，得
α0= (1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1
α1= (1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1
α2= (1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1
2. 含镉废水通入H
2
S达到饱和并调整pH为8.0，计算水中剩余镉离子浓度。

[Ksp(CdS=7.9X10-27)]
3. 一个有毒化合物排入pH=8.4,T=25ºC水体中，90%的有毒物质被悬浮物所吸着，已知其Ka=0，Kb=
4.9X10-7L/(d·mol)，Kh=1.6d-1, 计算化合物的水解速率常数。

K h = K N + αw K A[H+] + αw K B[OH-] = K N +0.1(0×10-8.4 +4.9×10-7×10-5.6) = 1.6 d-1
4. 已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下：
Fe3+ + H
2O Fe(OH)2+ + H+lgK
1
＝ - 2.16
Fe3+ + 2H
2O Fe(OH)
2
+ + 2H+lgK
2
＝ - 6.74
Fe(OH)
3(s) Fe3+ + 3OH-lgK
so
＝ - 38
Fe3+ + 4H
2O Fe(OH)
4
- + 4H+ lgK
4
＝ - 23
2Fe3+ + 2H
2O Fe
2
(OH)
2
4+ + 2H+ lgK＝ - 2.91
请用pc-pH图表示Fe(OH)
3
(s)在纯水中的溶解度与pH的关系。

（1）K1＝[Fe(OH)2+][H+]/ [Fe3+]＝[Fe(OH)2+]K W3/K so[H+]2。