环境化学专业试题及答案.doc

2011环境化学专业考研试题及答案

    参考答案

    一、名词解释

    1大气稳定度：指大气的稳定程度,或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定程度。

    2大气逆辐射:CO2和H2O吸收地面辐射的能量后，又以长波辐射的形式将能量放出。这种辐射是向四面八方的，而在垂直方向上则有向上和向下两部分，向下的部分因与地面辐射方向相反，称为“大气逆辐射”。

    3化学形态(chemical species)，指某一元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。如Hg可以Hg2+、Hg(OH)2、HgCl2-、HgCl42-、CH2Hg+等形态存在。

    4标化分配系数：即以有机碳为基础表示的分配系数。

    5核衰变：放射性核素自发地改变结构形成另一种核素的过程。

    6生物转运：污染物被机体吸收后进入血液,通过血液循环分布到全身各组织器官，在组织细胞内发生化学结构和性质的变化，形成代谢物，吸收、分布和排泄具有类似的机理，均是反复通过生物膜的过程使外来化合物在体内发生移位，统称生物转运。

    7天然水的碱度：指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质总量。

    8Kow：辛醇-水分配系数，既化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。

    二、回答下列问题

    1大气中有哪些主要自由基？

    氢氧自由基、HO2、烃基、烃类含氧基、过氧基等。

    2请简述对流层中光化学氧化剂-O3的主要来源？

    对流层中O3的天然源最主要的有两个：一是由平流层输入，二是光化学反应产生O3。自然界的光化学过程是O3的重要来源，由CO产生O3的光化学机制为：

    CO+?OH→CO2+?H

    ?H+O2+M→HO2?+M

    HO2?+NO→NO2+?OH

    NO2+hν→NO+O

    O+O2+M→O3+M

    O3的人为源包括交通运输、石油化学工业及燃煤电厂。

    3试分析具有温室效应作用的“臭氧”与平流层的“臭氧”差别？

    地球上90％的臭氧分布在距地面25km的平流层，另外约10％存在于对流层。

    对流层臭氧是一种温室气体，它的浓度随纬度、经度、高度和季节变化而变化。对流层臭氧浓度北半球比南半球高。

    平流层中的臭氧吸收了太阳发射到地球的大量对人类、动物和植物有害的紫外线，为地球提供了一个防止紫外线辐射的屏障。

    通过观测发现，平流层中的臭氧含量减少，而对流层中的臭氧含量增加。由于有90％的臭氧在平流层，所以总量在下降。

    对流层臭氧形成人为来源：NO2的光解反应是它在大气中最重要的化学反应，是大气中O3生成的引发反应，也是O3唯一的人为来源。（见第七节）

    南极上空平流层臭氧（臭氧层）浓度减少，形成了臭氧空洞。

    4试分析水体中的污染物的种类。

    美国科学家把水体污染物分为八类：

    耗氧污染物；致病污染物；合成有机物；植物营养物；无机及矿物质；由土壤、岩石冲刷下来得沉积物；放射性物质；热污染

    5分析有害废物的特征及鉴别标准？

    有害废物的特性通常包括易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性、急性毒性、放射性和疾病传染性。根据这些性质，世界各国均制定了自己的鉴别标准和危险废物名录。

    6水中有机污染程度的指标是什么？并分别加以说明。

    答：水体中有机污染物的种类繁多、组成复杂，现代分析技术难以分别测定它们的含量。因此，只能利用它们共同的特点，用一些指标间接反映水体中有机物的污染程度。

    常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。

    三计算题

    某有机物分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中,若悬浮物中85％为细颗粒物，有机碳含量为5％，其余粗颗粒物有机碳含量为1％，已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L,那么，计算其分配系数Kp？

    解：lgKow=5.00-0.670lg(SwX103/M)

    Koc=0.63Kow

    Kp=Koc[0.2（1-f)XocS+fXocf]＝6.63X103

    四、分析论述题

    1依据下图分析光化学烟雾形成的机理？

    答：（1）清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在。当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反应及一系列次级反应发生，?OH基开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，它们有效地将NO转化为NO2，使NO2浓度上升，碳氢化合物及NO浓度下降；当NO2达到一定值时，O3开始积累，而自由基与NO2的反应又使NO2的增长受到限制；当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时，NO2浓度达到极大，此时O3仍在积累之中；当NO2下降到一定程度时，就影响O3的生成量；当O3的积累与消耗达成平衡时，O3达到极大，

    （2）12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程：

    引发反应：NO2+hν→NO+O

    O+O2+M→O3+M

    NO+O3→NO2+O2

    链传递反应：RH+?OH→RO2?+H2O

    RCHO+?OH→RC(O)O2?+H2O

    RCHO+hν→RO2?+HO2?+CO

    HO2?+NO→NO2+?OH

    RO2?+NO→NO2+R′CHO+HO2?

    RC(O)O2?+NO→NO2+RO2?+CO2

    终止反应：?OH+NO2→HNO3

    RC(O)O2?+NO2→RC(O)O2NO2

    RC(O)O2NO2→RC(O)O2?+NO2

    2以铅为例分析重金属在水环境中迁移转化途径。

    答：(1)含铅的稀释、扩散；

    （2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：

    无机胶体：

    次生黏土矿物；铁、铝、硅、锰等水合氧化物；

    有机胶体：蛋白质、腐殖质。

    （3）氧化－还原转化：各价态之间的相互转化；

    （4）溶解和沉淀反应：

    （5）配合反应:无机配体：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-

    有机配体:氨基酸、糖、腐殖酸

    生活废水中的洗涤剂、清洁剂、NTA、EDTA、农药等

    （6）生物甲基化作用.

    （7）生物富集作用

    3试论述汞在土壤中的迁移转化途径？

    要点：汞的氧化还原特征、微生物对汞的甲基化、土壤及成分对汞的固定和释放等方面进行阐述

    一汞的氧化还原特征

    土壤中汞形态分为：金属汞无机结合汞有机结合汞

    无机汞：HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg(NO3)2

    有机汞：甲基汞土壤腐殖酸结合态汞有机汞农药醋酸苯汞

    土壤环境的EhPH决定着汞的存在形态，三价态相互之间的转化反应为：

    氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+

    歧化作用：Hg22+－－Hg2++Hg0

    土壤微生物作用：Hg2+－－－Hg0