环境化学试题

2018-12-17 11:25

名词解释

1、环境污染——由于人为因素使环境的构成或状态发生变化,环境素质下降,从而扰乱和破坏了生态系统和人们

的正常生活和生产条件,就叫环境污染。

2、环境化学——是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的,以化学物质在环境中出现而引起的环境问题

为研究对象,以解决环境问题为目标的一门新兴学科。

3、污染物的迁移——指污染物在环境中所发生的空间位移及其所有引起的富集、分散和消失的过程。

4、化学污染物——是指由人类活动产生的天然环境化学组分共存和相互作用又可能产生不良生态效应或健康效应

的化学物质。

5、环境污染化学——主要研究化学污染物在生态环境体系中的来源、转化、归宿及生态效应的学科。又分为大气、

水体和土壤三个部分。

6、光化学烟雾——碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在强烈太阳光作用下发生化学反应而生成一些氧化性很强

的二次污染物(如臭氧、PAN,硝酸等),这些反应物和产物的混合物所形成的烟雾,称光化学烟雾。

7、温室效应——大气具有易使太阳短波辐射到达地面而拦截地表向外放出长波辐射的作用,而使地球表面温度升

高的现象。

8、积聚膜——DP在 0.05~2 um范围内,主要来源于爱根核膜的凝聚,燃烧过程所产生蒸汽冷凝、凝聚,以及由大气化学反应所产生的各种气体分子转化成的二次气溶胶等。积聚膜的粒子不易被干、湿沉降去除,主要的去除途径是扩散,这两种膜合称为细粒子。

9、爱根核膜——粒径小于0 .05um,主要来源于燃烧过程所产生的一次气溶胶粒子和气体分子通过化学反应均相成

核转换的二次气溶胶粒子,所以又称成核型。

10、酸雨——由于酸性物质的湿沉降而形成的。

11、粗粒子膜——DP大于2um,主要来源于机械过程所造成的扬尘,海盐溅沫、火山灰和风砂等一次气溶胶粒子,

主要靠干沉降和雨水冲刷去除。

12、敏化光解——水体中存在的天然物质被阳光激发,又将其激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。 13、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物质,使其在机体内浓度超过周围

环境中浓度的现象。

14、毒物的协调作用——指联合作用的毒性大于其中各毒物成分单独作用毒性的总和称为协合作用。

15、生物积累——生物从周围环境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。

1、当前,我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关有哪些? 答:1)以有机污染为主的水质污染

2)以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染

3)工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染。 2、请举例说明各个环境单元中主要的化学污染物?

答:环境中主要的化学污染物包括:①水体:有害金属、有害阴离子、营养物质、有机物、放射性物质。

②大气:二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、铅化物、悬浮物等。 ③土壤:农药、重金属。

3、简述气溶胶粒子的三模态及其特性。

答:1)爱根核膜——粒径小于0 .05um,主要来源于燃烧过程所产生的一次气溶胶粒子和气体分子通过化学反应均相成核转换的二次气溶胶粒子,所以又称成核型。

2)积聚膜——DP在 0.05~2 um范围内,主要来源于爱根核膜的凝聚,燃烧过程所产生蒸汽冷凝、凝聚,以及由大气化学反应所产生的各种气体分子转化成的二次气溶胶等。积聚膜的粒子不易被干、湿沉降去除,主要的去除途径是扩散,这两种膜合称为细粒子。

3)粗粒子膜——DP大于2um,主要来源于机械过程所造成的扬尘,海盐溅沫、火山灰和风砂等一次气溶胶粒子,主要靠干沉降和雨水冲刷去除。

但粗粒子(粗粒子膜)和细粒子(爱根核膜、积聚膜)是独力的。 4、简述大气中主要的温室气体及其来源。

答: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,这种现象称为温室效应。能够引起温室效应的气体,称为温室气体。 来源:二氧化碳:燃料、改变土地的使用(砍伐森林) 甲烷:生物体的燃烧、肠道发酵作用、水稻

一氧化碳:植物排放、人工排放(交通、运输和工业) 一氧化二氮:生物体的燃烧、燃料、化肥 臭氧:光线令氧气产生光化作用

氯氟碳化合物:工业生产

二氧化硫:火山活动、煤及生物体的燃烧

5、请说出减少氟氯烃危害性的途径。

答:1)蒙特利尔条约,我国1999年全面停止氟里昂生产,2010年全面停止CFC的使用。

2)冷凝吸收,吸附法回收废弃的氟里昂。 3)开发降低单位产力氟氯烃耗量的技术 4)不能回收再生的氟氯烃进行破坏分解处理。

5)开发ODP为0或较小值的氟氯烃替代品。

6、请举例说说室内空气污染的主要污染物及其来源。

答:1)甲醛:来源于建筑材料、家具、各种粘合剂涂料、合成织品及室内不同的源。 2)氨:来源于在建筑施工中为了加快混凝土的凝固速度和冬季施工防冻而加的外加剂;、木制板材、室内装饰材料。 3)苯:装饰材料、沙发中用做粘合剂,溶剂和添加剂。

4)氡:地基土壤中,建筑材料中,户外空气进入,燃料的燃烧。

5)TVOC:从室内空气中进入,建筑材料,清洗剂,化妆品,蜡制品,地毯,家具,激光打印机,影印机,粘合剂及室内的油漆中散发出的。

7、比较光化学烟雾与硫酸烟雾的一般特征。 答:如下图示: 特征 首次记录 一次污染物 二次污染物 温度 相对湿度 转化类型 污染锋值时间 答:1)盐浓度升高

2)氧化还原条件的变化 3)降低PH

4)增加水中配合剂的含量

5)生化迁移:一些生物化学迁移物过程也能引起金属的重新释放,从而引起重金属从沉积物中迁移到动植物体内——可能沿着食物链进一步富集,或者直接进入水体,或者通过动植物殘体的分解产物进入水体。 9、说出控制矿山酸性废水形成的可能方法。 答:1)封闭废矿井,或向其中充入惰性的氮气;

2)将流过矿井的地面水旁引起别处。 3)用化学杀菌剂杀灭细菌。

4)引进能与铁细菌发生拮抗的其他微生物群

5)向水中加入过量的三价铁盐,可抑制生金菌的生长。 10、简述污染物在机体内的蓄积的过程。

答:蓄积量是吸收,分布,代谢转化和排泄各量的代数和。蓄积时,污染物质的体内分布,常表现为相对集中的方式,主要集中在机体的某些部位。机体的主要蓄积部位是血浆蛋白,脂肪组织和骨骼。污染物质常与血浆蛋白结合而蓄积。许多有机污染物质及其代谢脂溶性产物,通过分配作用,溶解集中于脂肪组织中,如苯、多氯联苯等。 11、简述脂肪类物质在生物降解过程。 答: 基本途径如下:

1)脂肪在胞外水解酶的催化下水解为脂肪酸和甘油,脂肪酸和甘油能被微生物摄入细胞继续转化。 2)甘油转化为丙酮酸。

3)脂肪酸经过β-氧化途径降解甲酰辅酶A。

4)在有氧的情况下,甲酰辅酶A进入三羧酸循环,最后完全氧化生成二氧化碳和水。

5)而在无氧条件下,脂肪酸通过酶促反应,往往以其转化的中间产物作受氢体而被不完全氧化,形成低级的有机酸、醇和CO2等。

12、简述毒物在人体内的毒作用过程。

答:自机体暴露于某一毒物至其出现毒性,一般要经过以下三个过程

1)毒物被机体吸收进入体液后,经分布代谢转化,并有某一程度的排泄。其间,毒物或被解毒,即转化为元毒或

低毒代谢物而陆续排出体外;或被增毒,即转化为更毒的代谢物而至其靶器官中的受体;或不被转化,直接以原形毒物而至其靶器官中的受体。

2)毒物或活性代谢产物与其受体进行原发反应,使受体改性,随后引起生物化学效应。

3)接着引起一系列病理、生理的继发反应,出现在整体条件下可观察到的毒作用的生理和行为的反应,即致毒症

状。

二氧化硫污染类型 20世纪前 二氧化硫、煤烟颗粒 硫酸、气溶胶、硫酸盐、亚硫酸等 冷 高,通常多雾 发散 早晨 光化学烟雾污染类型 20世纪40年代中 有机物、氮氧化物 臭氧、过氧乙酰硝酸酯、硝酸、醛类,颗粒物,硝酸盐,硫酸盐等 热 低,通常热和干燥 下沉 中午 8、请简述底泥所吸附的重金属重新被释放的可能原因。

13、简述影响污染物毒性的因素。 答: 1)毒物的化学结构及理化性质

2)毒物所处的基体因素3)机体暴露于毒物状况 4)生物因素5)生物所处的环境6)毒物的剂量 14、简述污染物质在机体内吸收的过程。

答:吸收的途径主要是机体的消化管、呼吸道和皮肤。

1) 消化管是吸收污染物质最主要的途径。从口腔摄入的食物和饮水中的污染物质,主要通过被动扩散消化管吸收,

主动转运较少。消化道的主要吸收部位在小肠,其次是胃。

2) 呼吸道是吸收大气污染物的主要途径。其主要吸收部位是肺泡。吸收的氧态和液态气溶胶污染物质,可以被动

扩散和滤过方式,分别迅速通过肺泡和毛细血管膜进入血液。

3) 皮肤接触的污染物质,常以被动扩散相继通过皮肤的表皮和真皮,在滤过真皮中毛细管壁膜进入血液。 15、为什么说微生物在物质的在转化中起到了很重要的作用。

答:这是因为它们1)大量存在于自然界。 2)生物转化呈多样性

3)又具有大的表面、体积比。 4)繁殖非常迅速 5)对环境适应性强。

16、简述糖、脂肪和蛋白质三大类易生化降解物质的生物降解的一般规律。

答:先水解,然后继续水解和氧化,降解后期都生成各种有机酸,在有氧条件下,其最终产物是二氧化碳和水,此外,还有硝酸根和硫酸根,在缺氧的条件下,则发生酸性发酵,甲烷发酵等过程,最终产物除CO2和水外,还有NH3,甲烷,有机酸,醇等。

17、简述多氯联苯在环境中的迁移转化行为。

答:1)PCBS在使用和处理过程中,通过挥发作用进入大气。

2)然后经干、湿沉降转入湖泊和海洋。 3)泄漏后后被雨水带入水体中。

4)但在大气和水中含量低。转入水体后极易被河口附近的沉积物所吸附。 5)水生植物可快速吸收富集。

6)生物转化和光化降解为主要转化过程。 18、简述汞化物在水环境中的迁移转化行为。

答:1):汞与水中大量存在的悬浮颗粒牢固地结合,生成比重更大的颗粒下沉。

2)沉降到底泥中的汞可进一步被底泥吸附,与-S-键结合,在富硫的厌氧环境中生成HgS。 3):甲基汞能与许多有机配位基团结合生成结合物。

4)汞的气化、还原及二甲基化作用,任何形式的汞都有一定的挥发性。 5)在厌氧或好氧下,任何形式的汞均可甲基化。 20、简述表面活性剂的生物降解。

答:1)甲基氧化:主要是疏水基团末端的甲基氧化为羧基的过程。

2)β氧化:分子中羧酸在HSCoA作用上被氧化,使末端第二个碳键断裂的过程。 3)芳香环的氧化降解 4)脱磺化

19、请简述多环芳烃在环境的来源,迁移和转化。 答:来源:1)天然来源

2)人为来源

迁移和转化:1)高温过程形成的PAH大多随烟尘、废气被排入到大气中。

2)和各种类型的固体颗粒物及气溶胶结合在一起。

3)进行干、湿沉降等都受其粒径大小、大气物理和气象条件的支配。 4)多环芳烃在紫外光(300nm)照射下很易光解和氧化。 5)多环芳烃也可以被微生物降解。

论述题

1、结合反应式或图示试述酸雨的主要成分,形成机理与过程,并解释重庆地区酸雨频率高,而北京酸雨频率低的原因。

原因:1)酸性污染物污染物的排放及其转化条件 2)大气中的NH3

3)颗粒物酸度及其缓冲能力 4)天气形势的影响

成分,形成机理,过程,如下图所示:

2、试述光化学烟雾中污染物的浓度随时间的变化情况,用光化学反应的链式机制解释变化趋势的原因。 光化学烟雾是由链式反应形成的,它以NO2光解生成原子O的反应为引发,O的生成导致O3的形成,由于CH化合物参与这一链反应,造成了NO向NO2的转化,在此转化中HO和HO2引起了主要作用,以致基本上不需要消耗O3能使大气中的NO转化为NO2,NO2又继续光解产生O3,使O3不断积累,同时产生醛类和新的自由基又继续与烃类反应生成的过氧烷烃硝酸酯等有机物和更多的自由基,如此循环反复,直至NO和CH耗尽为止。 或写12个反应式:

3、请举例论述大气污染物迁移的影响因素。

1)空气的机械运动:风可使污染物向下风向扩散而稀释,湍流可使污染物向各方向扩散,浓度梯度可使污染发生质量扩散升至高空。其中风和湍流起主导作用。

2)天气形势和地理地势:

海陆风:白天陆地上空的气温增加得比海面上空快,在海陆之间形成指向大陆的气压梯度,较冷的空气从海洋流向大陆而生成海风。夜间却相反。对污染物的影响——循环作用和往返作用。

城郊风:工厂企业和居民要燃烧大量的燃料,燃烧过程中会有大量热能排放,造成市区温度比郊区高,即城市热岛效应。城市热岛上暖而轻的空气上升,四周郊区的冷空气向城市流动,形成城郊环流。 山谷风:山坡和谷地受热不均而产生的一种局地环流。

4、根据所学的环境化学基础理论,论述砷在环境中的迁移转化行为。

答:1)在很大的EH值和PH值范围内都有可溶性As,比较易于迁移,经河流到海中。大多数情况下,适中EP值。

2)不同价态的砷的转化:改变土壤中氧化还原电位,约有50%的As(III)会就变成As(V),约有80%的As(V)还原成As(III)。

3)沉积迁移:指As从水体析出,转移到底质中,包括吸附到粘粒上,共沉淀和进入Mn+的沉淀中,Fe和As亲和力强,砷酸盐都会被水合氧化铁吸附共沉淀,砷酸盐与磷酸盐同晶转换,一般是砷酸盐的沉积与水中Fe含量成正比,与磷酸盐成反比。As3+对S2-有较强的亲和力,易被金属硫化物共吸附或共沉淀。

4)可与土壤成分通过化学吸附或配位体交换形成内表层的复合物,即专发属吸附。氧化性表面对对砷有很强的亲和力,吸附时形成双核或单基配体络合物。吸附后砷化物可在铁、铝氢氧化物矿物胶体表面进一步发生二次沉淀。

5)微生物能使砷发生氧化与还原反应,可被细菌甲基化与脱甲基化。


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