环境化学课后习题答案

第一章

1、现今人类面临的重大环境问题有哪些？

答：臭氧层破坏、全球气候变化、水资源的短缺和污染、固体废弃物的危害以及生物多样性的损伤。

2、环境化学的分支。

环境分析化学、各圈层环境化学、环境工程化学。

3、环境污染物有哪些类别？当前世界范围普遍关注的污染物有哪些特性？

(1) 环境污染物的分类：

a. 按污染物影响的环境要素可分为：大气污染物、水体污染物、土壤污染物

b. 按污染物的形态可分为：气体污染物、液体污染物、固体污染物

c. 按污染物的性质可分为：化学污染物、物理污染物、生物污染物

d. 按人类社会活动不同功能产生的污染物可分为：工业、农业、交通运输、生活污染等

(2) 当前世界范围普遍关注的污染物主要特性是：持久行有机污染物具有致突变、致癌和致畸作用的所谓“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰物。

4、优先控制污染物及其种类

在众多污染物中被筛选出潜在危害大的作为优先研究和控制的对象，称为优先污染物。

优先控制物包括如下几类：挥发性卤代烃类、苯系物、氯代苯类、多氯联苯、酚类、硝基苯类、苯胺类、多环芳烃类、酞酸酯类、农药、丙烯腈、亚硝胺类、氰化物、重金属及其化合物。

在“黑名单”中，共有14类，68种优先控制的污染物。其中优先控制的有毒有机化合物有12类，58种，占总数的85.29%，

第二章

大气层的化学分层

﹤86 、匀和层或湍流层86～90、90110、> 120、非匀和层、外大气层 500以上。

温室气体的种类（举例）

二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、 11、 12、四氯化碳。

酸沉降化学

酸沉降 ( )是指大气中的酸性物质通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等迁移到地表(湿沉降)，或酸性物质在气流的作用下直接迁移到地表到地表(干沉降)的过程。

湿沉降 ( )大气中的物质通过降水而落到地面的过程。

干沉降 ( )大气中的污染气体和气溶胶等物质随气流的对流、扩散作用，被地球表面的土壤、水体和植被等吸附去除的过程。

酸雨的界限

西南地区(重庆、贵阳)长江以南、青藏高原以及四川盆地

年均降水<5·6区域占全国面积40%左右

中国致酸物质硫酸盐。

一次颗粒物的天然源 、我国灰霾区域

一次颗粒物天然源： 地面扬尘（风吹灰尘）、海浪浪沫、火山爆发喷出物、森林火灾燃烧物、陨星尘及生物界产生的颗粒物，如花粉、袍子等。 我国存在着4个明显的灰霾区:黄淮海地区、长江河谷、四川盆地、珠江三角洲。

大气颗粒物的粒度模型

可把大气颗粒物表示成三种模结构，即爱根核模板（〈0.05m μ〉、积聚模（0.05m μ<<2m μ）和粗粒子模（>2m μ）

大气颗粒物的有机组成种类

多环芳香族化合物、芳香族化合物，含氮、氧、硫、磷类化合物，烃基化合物，脂肪族化合物，羰基化合物和卤代化合物。

大气中有哪些重要自由基？其来源如何？

（1）大气中的重要自由基有：·，2·，R · ，·，2·等自由基，其中以·和2·最为重要。

（2）其来源：在大气化学中，有机化合物和其它大气组分的光解，是产生自由基的最主要途径和来源。例如：

a. O3的光解是大气中·的重要来源：

O3 + h ν → O · + O2 O · + H2O → 2·

b. 2·主要来源于醛的光解：

H2 + hν→ H· + · H· + O2 + M → 2· + M · + O2 → 2· +

c. R·，·，2·等自由基主要来源于各种有机化合物的光解：

3 + hν→ 3· + · + O·→ R· + · R· + O2 → 2·

大气中有哪些重要含氮化合物？说明它们的天然来源及对环境的污染。

（1）大气中存在的含量比较高的含氮化合物主要是氮氧化物，包括氧化亚氮（N2O），一氧化氮（）和二氧化氮（2）。

（2）N2O是低层大气中含量最高的含氮化合物，主要来自于天然源，即土壤中硝酸盐经细菌的脱氮作用而产生。由于在低层大气中N2O非常稳定，是停留时间最长的氮氧化物，一般认为其没有明显的污染效应。

和2是大气中主要的含氮污染物，合称为，它们主要来自于人为来源，即化石燃料的燃烧。城市大气中的有2/3来自汽车等流动燃烧源的排放，1/3来自固定燃烧源的排放。是导致大气光化学污染和酸雨的重要污染物质。

大气中有哪些重要的碳氢化合物？它们可发生哪些重要的光化学反应。

（1）大气中以气态形式存在的碳氢化合物，主要是碳原子数1-10的碳氢化合物，包括可挥发性的所有烃类。重要的碳氢化合物包括烷烃、烯烃、芳香烃等。

（2）它们可发生的光化学反应，主要是与活性的自由基之间的反应：

a. 烷烃可与大气中的·和O·发生氢原子摘除反应；

. + ·→ R· + H2O + O·→ R· + ·

b. 烯烃与·主要发生加成反应，如乙烯和丙烯，也可以发生氢原子摘除反应；

c. 环烃的氧化；

d. 多环芳烃在湿的气溶胶中可发生光氧化反应，生成环内氧桥化合物；

e. 饱和烃的衍生物，如醚、醇、酮和醛类，它们在大气中的反应主要是是与·发生氢原子摘除反应。

11、说明光化学烟雾现象，解释污染物与产物的日变化曲线，并说明光化学烟雾产物的性质和特征。

答：（1）光化学烟雾现象：含有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，称为光化学烟雾现象。（2）从光化学烟雾日变化曲线可以看出，烃和的体积分数在早晨达到峰值，是由于交通高峰期，汽车尾气大量排放造成的；随着太阳辐射的增强，在日光照射下由大气光化学反应而产生的2、O3和醛类等二次污染物的量也大幅增加，并在午后左右达到峰值，要比峰值晚出现4-5 h。傍晚交通高峰期，虽然任有较多汽车尾气排放一次污染物，但由于日光已较弱，不足以引发光化学反应，因而2、O3和醛类也不会再增加。

（3）光化学烟雾的生成以臭氧为主，还包括醛类、过氧乙酰硝酸酯（）、H2O2和细粒子气溶胶等污染物，是具有强氧化性的气团；烟雾通常呈蓝色，能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，并使大气能见度降低，