环境化学考试内容

《环化》知识点一、基本概念：分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应。

：进行光化学反应的光子与分子吸收总光子数之比。

：（POPs）是指通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境，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。

：通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程。

：指颗粒物在重力作用下沉降，或与其他物体碰撞后发生的沉降。

：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，并和一次污染物混合所形成的烟雾污染的现象。

：对流层中，大气温度随高度升高而增加的层带。

：地面吸收太阳短波辐射增暖后，以长波辐射散发热量时，被大气中不断增加的CO2、甲烷等温室气体截留，从而使大气温度升高的现象。

：在一定温度下，达到分配平衡时某一物质在两种互不相溶的两类物质中的浓度之比。

：以有机碳为基础表示的分配系数。

：化学物质在辛醇中质量和在水中质量的比例。

：某些有机污染物必须在另外的化合物向微生物提供碳源或能源时才能被降解的现象。

：土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数。

：当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子，且已达到吸附饱和时的土壤。

：当土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子（也即不全为盐基离子）的土壤。

：在不使土壤生态系统的结构和功能受到损害的条件下，土壤中所能承纳污染物的最大量。

：土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+，通过离子交换作用进入土壤溶液之后产生的酸度。

：又称为有效酸度，指土壤中氢离子浓度的直接反映。

：由水、土壤或两者共同作用所引起的污染物质随土壤微粒一起流动的现象。

：施药后附着于土壤的农药因降解等原因含量减少一半所需的时间。

：指施于土壤的农药，因降解等原因含量减少75％～100％所需的时间。

：少数固体物质与膜上具有特殊亲和力的蛋白质接触，改变膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内的一类物质运输过程。

：脂溶性物质顺浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜。

：在需消耗一定的代谢能量下，物质在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出原物质的转运。

：污染物质及其代谢物质向机体外的转运过程：生物从周围环境（水、土壤、空气）和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。

：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。

：是指高剂量（浓度）毒物在短时间内进入机体而产生的致毒作用。

二、基本问题（关系、原理）（一）大气环境化学部分1.大气中光化学烟雾与硫酸烟雾形成的条件光化学烟雾✓物质条件：氮氧化合物和碳氢化合物的存在；✓气象条件：太阳辐射强，大气温度低（夏秋季节）；硫酸烟雾✓物质条件：燃煤排放的颗粒物、SO2；✓气象条件：冬季、气温较低、湿度较高、日照较弱；2.大气污染物迁移的影响因素✓空气的机械运动（风和大气湍流）；✓天气形势与地理地势造成的逆温现象；✓污染源本身的性质。

3.大气污染物转化的主要化学反应✓光解、氧化还原、酸碱中和、聚合等。

4.酸雨形成的原因及其影响因素原因✓大气中的SO2和NO X经氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸，造成降水的pH降低；✓大气中的气态或固态碱性物质相对过少，无法中和降水中的酸，即使SO2和NO X很少，降水的酸性仍会很高。

影响因素✓酸性污染物的排放及其转化条件；✓大气中的NH3；✓颗粒物酸度及其缓冲能力；✓天气形势的影响；5.酸雨形成的化学原理污染源排放的SO2和NO X作为化学反应过程的起始物质，经过下列反应：SO2+[O]→SO3SO3+H2O→H2SO4SO2+H2O→H2SO3H2SO3+[O]→H2SO4NO+[O]→NO22NO2+H2O→HNO3+HNO2式中[O]——各种氧化剂后形成硫酸、硝酸和亚硝酸，造成降水的pH降低。

6.酸雨的pH划分依据p.109-p.1107.酸雨中关键性离子组分✓SO42−、Ca2+、NH4+8.能产生温室效应的物质✓CO2、甲烷、CO、二氯乙烷、臭氧、氟利昂、四氯化碳、水汽。

9.大气对流层的特点10.导致臭氧层破坏的化学物质ODS主要是水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等污染物进入平流层，并形成了✓NO x·（NO2、NO）✓HO x·（H·、HO·、HO2·）✓ClO x·（ClO·、Cl·）等活性基团，加速了臭氧的消除过程，进而破坏了臭氧层的稳定状态。

11.光化学烟雾形成中O3的积累原因✓臭氧的生成：NO2+ℎν→NO+O·O·+O2+M→O3+M✓臭氧的消除：O3+NO→NO2+O2✓臭氧的消除被碳氢化合物所转化的自由基及自由基的增殖（如HO2·、RO2·、RC(O)O2·）与臭氧消除反应竞争NO：NO+HO2· →NO2+HO·NO+RO2· →NO2+RO·NO+RC(O)O2· →NO2+RC(O)O·抑制O3的消除反应，进而使O3逐渐积累。

12.臭氧在对流层和平流层中的存在及来源13.大气光照下NO和NO2所能发生光化学反应的原理（二）水环境化学部分14.天然水中无机污染物的迁移转化过程无机污染物进入水环境中，均不能被生物降解，主要是通过沉淀-溶解、氧化还原、配合作用、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，最终以一种或多种形态长期存留在环境中。

15.天然水中有机污染物的迁移转化过程有机污染物在水环境中的迁移转化主要取决于有机污染物本身的性质以及水体的环境条件。

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的过程进行迁移转化。

16.诱发水中沉积物释放重金属的因素✓盐浓度升高；✓氧化还原条件的变化；✓pH的降低；✓水中配合剂含量的增加；✓某些生物化学迁移过程。

17.水中胶体颗粒凝聚的方式✓压缩双电层凝聚；✓专属吸附凝聚；✓胶体相互凝聚；✓“边对面”絮凝；✓第二极小值絮凝；✓聚合物黏结架桥絮凝；✓无机高分子絮凝；✓絮团卷扫絮凝；✓颗粒层吸附絮凝；✓生物絮凝。

18.有机污染物（多卤代烃）在天然水环境中的迁移和转化过程（三）土壤环境化学19.土壤的组成对土壤性质的作用（影响）20.土壤的吸附性物理✓机械吸附：土壤利用其孔隙系统截留大量的固体物质，使之不易淋失的过程；✓分子吸附：土壤利用土粒尤其是胶体的巨大表面能，把某些分子态的物质吸附在土粒表面上。

化学✓离子交换吸附：土壤胶体上带有的离子可与溶液中其它离子发生等量的离子交换反应而产生吸附；✓交换吸附：胶体正电吸附与配位基交换吸附；✓化学吸附：土壤中有些物质与土粒表面的一些成分发生化学沉淀而实现的吸附；✓生物吸附：生物有机质的合成与生物固氮。

21.土壤的缓冲作用原理土壤溶液的缓冲作用：土壤中含有多种弱酸以及盐类时，土壤溶液可构成一个良好的缓冲系统，能对外来的酸、碱具有缓冲作用。

土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附各种阳离子，其中盐基离子(用M代表)对酸起缓冲作用而氢离子对碱起缓冲作用。

22.影响重金属在土壤—植物体系中迁移的因素✓土壤的理化性质如pH、土壤质地、土壤的氧化还原电位、土壤中的有机质含量；✓重金属的种类、浓度以及存在形态；✓植物的种类、生长发育期；✓复合污染；✓施肥。

23.重金属在土壤—植物体系中的迁移转化规律植物对土壤中重金属的富集规律✓从植物对重金属吸收富集的总趋势来看，土壤中重金属含量越高，植物体内的重金属含量也越高。

✓不同的植物由于生物学特性不同，对重金属的吸收积累有明显的种间差异，✓一般顺序为：豆类>小麦>水稻>玉米。

✓重金属在植物体内分布的一般规律为：根>茎叶>颖壳>籽实。

重金属在土壤剖面中的迁移转化规律✓土壤柱淋溶实验发现：淋溶液中的Hg，Cd，As，Pb95％以上被土壤颗粒吸附。

在土壤剖面中，重金属无论是其总量还是存在形态，均表现出明显的垂直分布规律，其中可耕层成为重金属的富集层。

✓土壤中的重金属有向根际土壤迁移的趋势，且根际土壤中重金属的有效态含量高于土体，主要是由于根际生理活动引起根—土界面微区环境变化而引起的，可能与植物根系的特性和分泌物有关。

24.土壤有机质与土壤阳离子交换量关系25.植物对重金属污染产生耐性的作用机制✓植物根系的作用：植物根系通过改变根际化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收；✓重金属与植物的细胞壁结合：被局限在细胞壁上，继而无法进入细胞质影响细胞内的代谢活动，表观上呈现耐性；✓酶系统的作用：重金属的存在使得耐性植物体内某些酶被激活，使耐性植物在受到重金属污染时仍能保持正常的代谢过程；✓形成重金属硫蛋白或植物络合素：与进入植物细胞体内的重金属结合，使重金属不再以生物活性的无毒的螯合物形式存在，降低金属离子的活性，从而减轻或解除重金属毒害作用。

✓土壤水分含量；✓吸附作用；✓土壤的紧实度；✓温度；✓气流速度；✓农药种类。

✓农药与土壤之间的吸附；✓土壤有机质含量；✓土壤黏土矿物的含量；✓农药的种类。

28.有机磷农药在土壤环境中的降解过程✓非生物降解（吸附催化水解、光降解）；✓生物降解。

29.农药在土壤环境中的行为✓迁移：扩散：以气态或非气态发生在溶液、气液、液固界面上质体流动：水与土壤微粒或两者作用引起的流动✓吸附：主要吸附于黏土矿物和有机质表面✓植物吸收：吸收累积在植物体内，或被植物新陈代谢✓降解：光化学降解化学降解生物化学降解（四）生态环境化学30.有机重金属（如CH3Hg+）在人体内能长期滞留的原因✓首先，由于汞可以与生物体内的高分子结合，形成稳定的有机汞络合物，很难排出体外；✓此外，烷基汞具有高脂溶性，且它在生物体内分解速度缓慢（其分解半衰期约为70d）；✓因此CH3Hg+会在人体内长期滞留，其他有机重金属原理亦相近。

31.Hg2+生物甲基化原理✓微生物利用机体内的甲基钴氨蛋氨酸转移酶来实现汞的甲基化，该酶的辅酶是甲基钴氨素（甲基维生素B12）；✓汞的生物甲基化途径可由此辅酶把甲基负离子传递给汞离子形成甲基汞（CH3Hg+），本身变为水合钴氨素；✓水合钴氨素被辅酶FADH2还原，失去水，形成五个氮配位的一价钴氨素；✓辅酶甲基四叶氢酸将甲基正离子转于五配位钴氨素，并夺取一价钴两个电子，以甲基负离子与之络合，再生成甲基钴氨素，使汞的甲基化继续进行。

Figure 1 汞的生物甲基化途径32.竞争性抑制和非竞争性抑制有何区别✓两者米氏方程曲线与非抑制时相比，变化形式不一样；✓抑制剂与酶结合位点不同，非竞争性抑制除了与酶活性中心结合，还会与非活性中心结合；✓竞争性抑制可以通过增加底物浓度来解除，非争性抑制则不可以；33.简述毒物对酶活性抑制的生化作用机制✓毒物进入机体后经过分布、代谢与转化等一系列过程，毒性发生变化，产生的无毒或低毒代谢物被排出体外，保持原毒性或增毒的则与机体靶器官中的受体相结合；✓结合后，进行原发反应，使受体改性，随后引起生物化学效应，如酶活性受抑制等；✓生物化学效应被引起后，机体出现一系列病理、生理的继发反应，即致毒症状；✓毒作用的生物化学机制有：酶活性的抑制，致突变作用、致癌作用、致畸作用；✓毒物进入机体后，有机物可以与酶共价结合，不可逆地使酶失活；✓重金属离子则与含巯基的酶结合，影响该巯基维持酶的构象，从而使酶失活（非竞争性抑制）；✓某些金属取代金属酶中的不同金属，使该金属酶活性受到抑制。